[发明专利]用于在反应性金属膜上电化学沉积金属的方法

权利要求书

1.一种用于在工件上的反应性金属膜上沉积金属的方法，所述方法包括：

在工件上形成的种晶层上电化学地沉积金属化层，其中所述工件包括非金属基板、锰或氮化锰的阻挡层、扩散阻挡层及所述种晶层，所述非金属基板具有设置在所述基板之上的电介质层，所述锰或氮化锰的阻挡层设置在所述工件的所述种晶层和电介质表面之间，所述阻挡层包含第一金属锰，所述第一金属锰具有比0V更负性的标准电极电势，其中锰为所述阻挡层中仅有的金属，所述扩散阻挡层在所述电介质层与所述阻挡层之间的界面处，其中所述扩散阻挡层包含MnSiO氧化物，以及所述种晶层具有小于200埃的厚度，其中所述种晶层包含第二金属，所述第二金属具有比0V更正性的标准电极电势，所述工件具有至少一个微特征结构，所述微特征结构包括特征结构大小小于或等于50nm的凹形结构，在形成所述金属化层的同时防止所述种晶层或所述阻挡层的溶解，并且使用电镀电解液和施加在-1V至-6V范围内的阴极电势来形成所述金属化层，所述电镀电解液具有在所述电镀电解液中的至少一种电镀金属离子和6至11的pH范围，其中所施加的阴极电势与所述第一金属和第二金属的标准电极电势平均值之间的差值的绝对值为大于1.0V。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一金属的标准电极电势比-0.10V更负性，且所述第二金属的标准电极电势比0.10V更正性。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述电镀电解液中所述金属离子的浓度小于0.25M。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述种晶层是包括衬垫层和种晶层的种晶堆叠。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件还包括在所述阻挡层和所述种晶层之间的衬垫层，其中所述衬垫层包含第三金属，所述第三金属的标准电极电势比所述第一金属的标准电极电势更正性。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述衬垫层包含至少一种材料，所述材料选自由以下材料组成的群组：钌、钴、铼、镍、钽、氮化钽，以及氮化钛。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述种晶层包含至少一种金属，所述金属选自由以下金属组成的群组：铜、金、银、钌，以及上述金属的合金。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述电镀电解液进一步包含至少一种金属络合物，所述金属络合物选自由以下物质组成的群组：乙二胺、氨基乙酸、柠檬酸盐、酒石酸盐、乙二胺四乙酸(EDTA)、氨和尿素。

9.根据权利要求1所述的方法，其中用于所述金属化层的金属选自由以下金属组成的群组：铜、钴、镍、金、银，以及上述金属的合金。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻挡层的厚度为在1nm至3nm的范围内。

11.根据权利要求4所述的方法，其中所述衬垫层的厚度为在至的范围内。