[发明专利]电解液和向阻挡层上电镀铜的方法

权利要求书

1.用于向铜扩散阻挡层上电镀铜的电解液，所述电解液含有铜离子源、溶剂、以及抑制剂和促进剂的组合，其特征在于，所述抑制剂包含联吡啶和咪唑的组合，所述促进剂是硫代二乙醇酸。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述电解液的pH大于6.7。

3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述电解液的pH为7.5-8.5。

4.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，所述电解液的pH为8。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其特征在于，所述铜离子来源于选自于下列化合物的化合物：硫酸铜、氯化铜、硝酸铜和乙酸铜。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其特征在于，所述电解液含有小于50ppm的氯离子。

7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述电解液不含有氯离子。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其特征在于，所述联吡啶为2,2′-联吡啶的形式。

9.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述联吡啶为2,2′-联吡啶的形式。

10.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述联吡啶为2,2′-联吡啶的形式。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，所述电解液还包含整平剂和/或亮光剂。

12.根据权利要求6所述的电解液，所述电解液还包含整平剂和/或亮光剂。

13.根据权利要求7所述的电解液，所述电解液还包含整平剂和/或亮光剂。

14.根据权利要求11所述的电解液，其特征在于，所述整平剂和/或亮光剂为聚吡啶。

15.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其特征在于，所述铜离子的浓度为0.4mM至40mM，所述联吡啶的浓度为0.4mM至40mM，所述咪唑的浓度为1.2mM至120mM，所述硫代二乙醇酸的浓度为1mg/L至500mg/L。

16.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述铜离子的浓度为0.4mM至40mM，所述联吡啶的浓度为0.4mM至40mM，所述咪唑的浓度为1.2mM至120mM，所述硫代二乙醇酸的浓度为1mg/L至500mg/L。

17.根据权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述铜离子的浓度为0.4mM至40mM，所述联吡啶的浓度为0.4mM至40mM，所述咪唑的浓度为1.2mM至120mM，所述硫代二乙醇酸的浓度为1mg/L至500mg/L。

18.根据权利要求1-4中任一项所述的电解液，其特征在于，所述溶剂主要包含水。

19.向铜扩散阻挡层上电镀铜的方法，所述铜扩散阻挡层任选地覆盖有铜种子层，所述阻挡层覆盖半导体衬底的一个表面，所述衬底的所述表面具有平面部分和由至少一个槽构成的组，所述槽的宽度小于200nm，所述方法的特征在于包括以下步骤：

-使所述阻挡层与根据权利要求1-18中任一项所述的电解液接触；

-以能向所述阻挡层或所述铜种子层上电镀铜的电势，将所述阻挡层的表面偏置，从而在所述阻挡层上形成铜沉积物。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，进行所述偏置步骤，以使得在所述阻挡层上形成铜种子层。

21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，进行所述偏置步骤，以使得用铜完全填充所述槽的体积。

22.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其特征在于，所述阻挡层包含选自下列材料中的至少一种材料：钴(Co)、钌(Ru)、钽(Ta)、钛(Ti)、氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)、钨(W)、钛钨(TiW)和碳氮化钨(WCN)。

23.根据权利要求19-21中任一项所述的方法，其特征在于，在填充空腔期间，将所述衬底以20rpm至600rpm的速度进行旋转。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，在填充空腔期间，将所述衬底以30rpm至240rpm的旋转速度进行旋转。