于图案化介电层上电镀铜以增进后续化学机械研磨制程之制程均匀性的方法与针对化学机械研磨制程决定金属层的最佳表面粗糙度的方法

主权项

一种在基板上沉积金属的方法，该基板包含具有图案化区域和实质上非图案化区域形成于其中之介电层，该方法包括：将该基板暴露于电解液中，以便以由下而上之技术将金属非保形地(non-conformally)沉积于该图案化区域中；在该图案化区域和该实质上非图案化区域上形成多余之金属层；以及在该多余之金属层形成过程中，控制至少一个制程参数，使得该多余之金属层至少在该实质上非图案化区域上之处的表面粗糙度被调整成高于大约50nm。如申请专利范围第1项之方法，其中该多余之金属层系在该电解液中形成，且该至少一个制程参数代表平滑剂之浓度，该平滑剂影响形成于该电解液中之金属层的表面品质。如申请专利范围第1项之方法，其中该电解液系调配作为电镀用之液体。如申请专利范围第1项之方法，复包括以使用终点侦测信号之化学机械研磨移除该多余之金属层。如申请专利范围第4项之方法，复包括：将实质上和该基板相同之第二基板暴露于该电解液中，以便以由下而上之技术将金属非保形地沉积于该图案化区域中；在该第二基板之该图案化区域和实质上非图案化区域上形成多余之金属层；以及依据该终点侦测信号，在该第二基板之该多余之金属层形成过程中，控制至少一个制程参数以调整该第二基板之该多余之金属层之表面粗糙度。如申请专利范围第5项之方法，其中该终点侦测信号之斜率之倾斜度用以控制该至少一个制程参数。如申请专利范围第1项之方法，其中该金属包括铜。如申请专利范围第1项之方法，其中该图案化区域包含具有直径为大约0.1μm或更小之通孔(via)。如申请专利范围第1项之方法，其中在该图案化区域上之表面粗糙度和在该实质上非图案化区域上之表面粗糙度大约相同。一种形成半导体装置之金属化层之方法，该方法包括：提供基板，在该基板上形成具有第一区域和第二区域之介电层，该第一区域包含要填充金属之通孔和沟槽，该第二区域实质上没有要填充金属之通孔和沟槽；将该基板暴露于电解液中以填充该第一区域之该通孔和沟槽，以及在该第一区域和第二区域上形成多余之金属层，其中将至少该第二区域之表面粗糙度调整至高于大约50nm；以及以化学机械研磨移除该多余之金属层，其中在该化学机械研磨制程中，至少该第二区域上之该金属层之该表面粗糙度促进至少该第二区域上之该多余之金属层之移除。如申请专利范围第10项之方法，复包括在该基板之该化学机械研磨过程中产生终点侦测信号，以及依据该终点侦测信号停止该化学机械研磨。如申请专利范围第10项之方法，其中在将该基板暴露于该电解液的过程中，藉由控制至少一个制程参数而调整该表面粗糙度。如申请专利范围第12项之方法，其中该至少一个制程参数代表平滑剂之浓度，该平滑剂影响形成于该电解液中之金属层的表面品质。如申请专利范围第11项或第12项之方法，复包括建立该表面粗糙度和该终点侦测信号间之关系。如申请专利范围第14项之方法，其中该关系乃由该终点侦测信号之斜率决定。如申请专利范围第14项之方法，复包括藉由将实质上和该基板相同之第二基板暴露于该电解液中而处理该第二基板，其中依据该表面粗糙度和该终点侦测信号间之该关系调整该第二基板之第二区域之表面粗糙度。如申请专利范围第10项之方法，复包括在将该基板暴露于该电解液前，先形成阻障层和种晶层。如申请专利范围第17项之方法，复包括在该第二区域之该阻障层和该种晶层中形成图案，以在暴露于该电解液之过程中调整该第二区域之该表面粗糙度。一种针对化学机械研磨制程决定金属层的最佳表面粗糙度的方法，包括：决定在介电质上形成之金属层的表面粗糙度，该介电质包含图案化区域和实质上非图案化区域；以化学机械研磨移除该金属层之部分，以暴露该图案化和非图案化区域中之该介电质；在该化学机械研磨之过程中，监控终点侦测信号；将该受监控之终点侦测信号关联至该被决定之表面粗糙度，以决定对于该终点侦测信号之期望之信号/杂讯比之最佳表面粗糙度。一种针对化学机械研磨制程决定金属层的最佳表面粗糙度的方法，包括：决定在介电质上形成之金属层的表面粗糙度，该介电质包含图案化区域和实质上非图案化区域；以化学机械研磨移除该金属层之部分，以暴露该图案化和非图案化区域中之该介电质；监控用于实质上完全清除该图案化和非图案化区域之研磨时间；将该受监控之研磨时间关联至该被决定之表面粗糙度，以决定导致降低的研磨时间之表面粗糙度。