发明名称 取代苯乙烯前驱体沈积方法
摘要 本发明系提供一种方法,使用具取代苯乙烯配位体之 Cu(hfac)前驱体,在IC表面上形成黏性晶种层。该取代苯乙烯配位体包括键结于择自由C1至C6烷基,C1至C6卤烷基,苯基,H,和C1至C6烷氧基所构成之群组之分子。该α甲基苯乙烯配位体前驱体顷经证明尤其具黏性。以此前驱体沉积之铜具有低电阻和高黏性特征。该晶种层提供一种其后经由CVD,PVD或电镀沉积之Cu层的衬底。黏性晶种层容许其后之Cu层经由经济性高沉积速率加工而沉积。
申请公布号 TW518371 申请公布日期 2003.01.21
申请号 TW088119655 申请日期 1999.11.10
申请人 夏普股份有限公司 发明人 庄维伟;罗伦斯J.查尼斯基;许 胜藤
分类号 C23C16/44 主分类号 C23C16/44
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种在积体电路(IC)晶圆上沉积铜(Cu)晶种层之方法,包括步骤为:a)挥发包括Cu+1(六氟乙醯丙酮盐)和取代苯乙烯配位体之Cu前驱体化合物,其中该取代苯乙烯配位体具有以下结构式:(C6H5)(R1)C=C(R2)(R3)其中R1系择自由C1至C6烷基,C1至C6卤烷基,苯基和C1至C6烷氧基所构成之群组;R2系择自由H,C1至C6烷基,苯基和C1至C6烷氧基所构成之群组;且R3系择自由H,C1至C6烷基,苯基和C1至C6烷氧基所构成之群组。b)将IC晶圆Cu-接收表面上之Cu前驱体化合物分解以形成Cu晶种层,因而晶种层经化学蒸气沉积(CVD)而形成;和c)形成第二层Cu覆盖Cu晶种层,因而Cu晶种层加强Cu薄膜和Cu-接收表面间之黏性。2.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤a)包括彼此独立改变之第二和第三键结。3.根据申请专利范围第1项之方法,其中包步骤a)包括第一键结为H3C,第二键结为H,第三键结为H,因而形成-甲基苯乙烯配位体。4.根据申请专利范围第1项之方法,其包括较步骤a)优先之进一步步骤为:a1)形成一种液体Cu前驱体化合物,其包括添加剂以产生Cu前驱体掺和物,其中该Cu前驱体掺和物更包括15%,或更低之取代苯乙烯,以Cu前驱体化合物之重量比测量,以促进安定性液相前驱体。5.根据申请专利范围第4项之方法,其中步骤a1)包括具有以下结构式之添加剂:(C6H5)(R1)C=C(R2)(R3)其中R1系择自由C1至C6烷基,C1至C6卤烷基,苯基和C1至C6烷氧基所构成之群组;其中R2系择自由H,C1至C6烷基,苯基和C1至C6烷氧基所构成之群组,且其中R3系择自由H,C1至C6烷基,苯基和C1至C6烷氧基所构成之群组,因而进一步于液相中安定化。6.根据申请专利范围第5项之方法,其中步骤a1)包括Cu前驱体化合物之取代苯乙烯配位体,为作为添加剂之同一取代苯乙烯配位体。7.根据申请专利范围第1项之方法,其中步骤c)包括以择自由CVD,物理蒸气沉积(PVD)和电镀所构成之群组之沉积法沉积第二Cu层。8.根据申请专利范围第1项之方法,其中提供一具有叉柱之室,于其上接合IC,以及簇射头分配系统,且更包括以下较步骤a)优先之步骤:a3)确立60至80℃间之蒸发温度;a3)确立140至230℃间之蒸发温度;a4)确立0.1至2拖耳(T)之室压;a5)确立簇射头和Cu-接收表面间之距离在15至60毫米(mm)之间;和a6)确立氦载体气体流速,以带动Cu前驱体化合物蒸气,在10至400标准立方公分(sccm)之间;和a7)确立液体前驱体流速在每分钟0.05至0.7毫升(毫升/分钟)之间。9.根据申请专利范围第8项之方法,其更包括一步骤,在步骤a)之后,为:a8)确立潮湿氦气流速,以带动水蒸气,在0.1至50sccm之间。10.根据申请专利范围第9项之方法,其中步骤a2)包括65℃之蒸发温度,其中步骤a3)包括叉柱温度为200℃,其中步骤a4)包括室压为0.5T,其中步骤a5)包括簇射头距离为30毫米,其中步骤a6)包括氦载体气体流速为100sccm,其中步骤a7)包括液体Cu前驱体化合物流速为0.15毫升/分钟,其中步骤a8)包括潮湿氦气体流速为5sccm,且其中步骤a)包括挥发-甲已苯乙烯前驱体化合物。11.根据申请专利范围第10项之方法,其中步骤b)包括以每分钟260之沉积速率沉积Cu晶种层,且其中步骤b)包括电阻2.0微欧姆公分(公分)之沉积Cu晶种层。12.根据申请专利范围第11项之方法,其包括进一步步骤,较步骤a)优先,为:a1)形成一种包括添加剂以产生Cu前驱体掺和物之液体Cu前驱体化合物,其中该Cu前驱体掺和物更包括5%-甲基苯乙烯,以Cu前驱体化合物之重量比测量,以促进安定性液相前驱体。13.根据申请专利范围第9项之方法,其中步骤a2)包括蒸发温度为65℃,其中步骤a3)包括叉柱温度为190℃,其中步骤a4)包括室压为0.7至1.2T,其中步骤a5)包括簇射头距离为20毫米,其中步骤a6)包括氦载体气体流速为100sccm,其中步骤a7)包括液体Cu前驱体化合物流速为0.15毫升/分钟,其中步骤a8)包括潮湿氦气体流速为5sccm,且其中步骤a)包括挥发-甲已苯乙烯前驱体化合物。14.根据申请专利范围第13项之方法,其中步骤b)包括以每分钟150之沉积速率沉积Cu晶种层,且其中步骤b)包括电阻2.2微欧姆公分(公分)之沉积Cu晶种层。15.根据申请专利范围第13项之方法,其包括进一步步骤,较步骤a)优先,为:a1)形成一种包括添加剂以产生Cu前驱体掺和物之液体Cu前驱体化合物,其中该Cu前驱体掺和物更包括15%-甲基苯乙烯,以Cu前驱体化合物之重量比测量,以促进安定性液相前驱体。16.一种在积体电路晶圆上沉积铜(Cu)晶种层之方法,其系于一具有可接受积体电路(IC)晶圆之晶圆叉柱,及具有一在IC晶圆Cu-接收表面上分配材料簇射头之室中沉积该铜晶种之方法,包括步骤为:a)形成一种包括Cu+1(六氟乙醯丙酮盐)和-甲基苯乙烯配位体之Cu前驱体化合物;b)添加5%-甲基苯乙烯配位体,以Cu前驱体化合物之重量比测量,以产生Cu前驱体化合物掺和物;c)确立Cu前驱体蒸发温度在65℃;d)将晶圆叉柱加热至200℃之温度;e)产生室压为0.5T;f)确立簇射头和Cu-接收表面间之距离为30毫米;g)以氦载体气体流速100sccm带动蒸发之Cu前驱体化合物掺和物;h)挥发该Cu前驱体化合物掺和物;i)以0.15毫升/分钟间之液体前驱体流速使该Cu前驱体化合物掺和物流动;j)以5sccm之氦气体流速带动水蒸气;k)对应步骤a)至j),在Cu-接收表面上形成Cu晶种层;和l)沉积覆盖Cu晶种层之第二层Cu薄膜,因而形成具有良好黏性品质之厚Cu薄膜。17.根据申请专利范围第16项之方法,其中步骤l)包括以择自由CVD,物理蒸气沉积(PVD)和电镀所构成之群组之沉积法沉积第二Cu层。18.一种在积体电路晶圆上沉积铜(Cu)晶种层之方法,其系于一具有可接受积体电路(IC)晶圆之晶圆叉柱,及具有一在IC晶圆Cu-接收表面上分配材料簇射头之室中沉积该铜晶种之方法,包括步骤为:a)形成一种包括Cu+1(六氟乙醯丙酮盐)和-甲基苯乙烯配位体之Cu前驱体化合物;b)添加15%-甲基苯乙烯配位体,以Cu前驱体化合物之重量比测量,以产生Cu前驱体化合物掺和物;c)确立Cu前驱体蒸发温度在65℃;d)将晶圆叉柱加热至190℃之温度;e)产生室压为0.7至1.2T;f)确立簇射头和Cu-接收表面间之距离为20毫米;g)以氦载体气体流速100sccm带动蒸发之Cu前驱体化合物掺和物;h)挥发该Cu前驱体化合物掺和物;i)以0.15毫升/分钟间之液体前驱体流速流动该Cu前驱体化合物掺和物;j)以5sccm之氦气体流速带动水蒸气;k)对应步骤a)至j),在Cu-接收表面上形成Cu晶种层;和l)沉积覆盖Cu晶种层之第二层Cu薄膜,因而形成具有良好黏性品质之厚Cu薄膜。19.根据申请专利范围第18项之方法,其中步骤l)包括以择自由CVD,物理蒸气沉积(PVD)和电镀所构成之群组之沉积法沉积第二Cu层。图式简单说明:图1概要地表示本发明具有取代苯乙烯配位体之前驱体。图2概要地表示取代苯乙烯配位体。图3概要地表示-甲基苯乙烯配位体之较佳具体实施例。图4系说明铜(Cu)晶种层沉积法之流程。图5系说明一个图4之沉积技术之较具体实施例,在Cu-接收表面上形成Cu晶种层之流程图。图6系说明另一个图4之沉积技术之较具体实施例,在Cu-接收表面上形成Cu晶种层之流程图。图7系足以经由图4-6中所述之方法形成Cu薄膜之CVDCu沉积系统概要总括图。
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