发明名称 无电极铜电镀的方法
摘要 一种无电极铜电镀的方法,适用于半导体制程中。该方法系先以接触置换法活化欲形成铜膜之半导体基材表面,再使用以二甲胺硼烷作为还原剂,且含有铜离子源、错合剂、安定剂与界面活性剂等物质之铜电镀液在酸硷值接近中性的条件下进行无电极铜电镀,以于半导体基材被活化过的表面上形成铜膜。
申请公布号 TW432626 申请公布日期 2001.05.01
申请号 TW089104696 申请日期 2000.03.15
申请人 伊默克化学科技股份有限公司 发明人 刘如熹;尤志州;蔡明莳;胡淑芬;吕志鹏;李盈壕
分类号 H01L21/768 主分类号 H01L21/768
代理机构 代理人 詹铭文 台北巿罗斯福路二段一○○号七楼之一
主权项 1.一种无电极铜电镀的方法,适用于半导体制程中,该方法包括:提供一半导体基材,其中该半导体基材包括一矽基底及该矽基底上方之一氧化层,其中该氧化层具有一开口,该开口并且暴露出该矽基底的部分表面;形成一黏着层,其中该黏着层与该半导体基材共形并覆盖于该开口之底部与侧壁以及该氧化层上;形成一置换层,其中该置换层覆盖于该黏着层上,且与该黏着层共形;以及在酸咸度接近中性的条件下,进行一无电极铜电镀步骤,以将该置换层置换成与该半导体基材共形之一铜层。2.如申请专利范围第1项所述之无电极铜电镀的方法,其中该方法更包括于形成该置换层前,形成一非晶矽层覆盖该半导体基材的表面。3.如申请专利范围第1项所述之无电极铜电镀的方法,其中形成该置换层的方法包括于形成该黏着层后,将该半导体基材浸置于一接触置换溶液中大约15秒钟,再取出并以二次去离子水洗净。4.如申请专利范围第3项所述之无电极铜电镀的方法,其中,该接触置换溶液包括具有一铜离子源、一氟离子源以及一界面活性剂。5.如申请专利范围第4项所述之无电极铜电镀的方法,其中,该铜离子源包括CuSO4.5H2O。6.如申请专利范围第5项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之该铜离子源的浓度大约介为0.005M至0.5M之间。7.如申请专利范围第6项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之该铜离子源的最佳浓度大约介0.01M至0.04M之间。8.如申请专利范围第4项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之该氟离子源包括HF。9.如申请专利范围第8项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之HF的浓度约在0.01M至10M之间。10.如申请专利范围第9项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之HF的最佳浓度约在0.8M至1.2M之间。11.如申请专利范围第4项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之该界面活性剂包括Triton X-114。12.如申请专利范围第11项所述之无电极铜电镀的方法,其中该接触置换溶液中之该Triton X-114的浓度大约在100毫升之该接触置换溶液中有一滴Triton X-114。13.如申请专利范围第3项所述之无电极铜电镀的方法,其中,形成该黏着层的方法包括于室温下进行。14.如申请专利范围第1项所述之无电极铜电镀的方法,其中该阻障层的材质包括氮化钛。15.如申请专利范围第1项所述之无电极铜电镀的方法,其中该黏着层的材质包括钛。16.如申请专利范围第1项所述之无电极铜电镀的方法,其中进行该无电极铜电镀步骤的方法包括:将已形成有该置换层之该半导体基材浸置于一无电极电镀铜液中;取出该半导体基材,并以二次去离子水洗净;以及以氮氧将该半导体基材吃乾。17.如申请专利范围第16项所述之无电极铜电镀的方法,其中该无电极铜电镀液的成分包括:一铜离子源;一还原剂;一错合剂;一安定剂;以及一界面活性剂。18.如申请专利范围第17项所述之无电极铜电镀的方法,其中该铜离子源包括CuSO4.5H2O。19.如申请专利范围第18项所述之无电极铜电镀的方法,其中该铜离子源的浓度包括介于0.005M至0.5M之间。20.如申请专利范围第19项所述之无电极铜电镀的方法,其中该铜离子源的最佳浓度范围包括介于0.02M至0.05M之间。21.如申请专利范围第17项所述之无电极铜电镀的方法,其中该还原剂包括二甲基胺硼烷。22.如申请专利范围第21项所述之无电极铜电镀的方法,其中该还原剂的浓度包括介于0.001M至1M之间。23.如申请专利范围第22项所述之无电极铜电镀的方法,其中该还原剂的最佳浓度范围包括介于0.075M至0.095M之间。24.如申请专利范围第17项所述之无电极铜电镀的方法,其中该错合剂包括EDTA。25.如申请专利范围第24项所述之无电极铜电镀的方法,其中该错合剂的浓度包括介于0.005M至0.5M之间。26.如申请专利范围第25项所述之无电极铜电镀的方法,其中该错合剂的最佳浓度范围包括介于0.04M至0.08M之间。27.如申请专利范围第17项所述之无电极铜电镀的方法,其中该安定剂包括2,2'-dipyridyl。28.如申请专利范围第27项所述之无电极铜电镀的方法,其中该安定剂的浓度约为100ppm左右。29.如申请专利范围第17项所述之无电极铜电镀的方法,其中进行该无电极铜电镀步骤的温度包括于室温至80℃进行。30.如申请专利范围第18项所述之无电极铜电镀的方法,其中进行该无电极铜电镀步骤的最佳温度包括介于55℃至65℃之间进行。31.一种无电极铜电镀液配方,适用于半导体制程中,其中该配方包括:一铜离子源;一还原剂;一错合剂;一安定剂;以及一界面活性剂。32.如申请专利范围第31项所述之无电极铜电镀液配方,其中该铜离子源包括CuSO4.5H2O。33.如申请专利范围第32项所述之无电极铜电镀液配方,其中该铜离子源的浓度包括介于0.005M至0.5M之间。34.如申请专利范围第33项所述之无电极铜电镀液配方,其中该铜离子源的最佳浓度范围包括介于0.02M至0.05M之间。35.如申请专利范围第34项所述之无电极铜电镀液配方,其中该还原剂包括二甲基胺硼烷。36.如申请专利范围第31项所述之无电极铜电镀液配方,其中该还原剂的浓度包括介于0.001M至1M之间。37.如申请专利范围第36项所述之无电极铜电镀液配方,其中该还原剂的最佳浓度范围包括介于0.055M至0.075M之间。38.如申请专利范围第31项所述之无电极铜电镀液配方,其中该错合剂包括EDTA。39.如申请专利范围第38项所述之无电极铜电镀液配方,其中该错合剂的浓度包括介于0.005M至0.5M之间。40.如申请专利范围第39项所述之无电极铜电镀液配方,其中该错合剂的最佳浓度范围包括介于0.04M至0.08M之间。41.如申请专利范围第31项所述之无电极铜电镀液配方,其中该安定剂包括2,2'-dipyridyl。42.如申请专利范围第41项所述之无电极铜电镀液配方,其中该安定剂的浓度约为100ppm左右。43.如申请专利范围第31项所述之无电极铜电镀液配方,其中该无电极铜电镀液配方的pH値约介于7至8之间。44.如申请专利范围第31项所述之无电极铜电镀液配方,其中该无电极铜电镀液配方的较佳使用温度约为55℃至65℃之间。图式简单说明:第一图绘示一般半导体晶片之剖面示意图,第二图绘示利用本发明之接触置换法活化半导体基材表面之剖面示意图,以及第三图绘示利用本发明之方法,对经过活化之半导体基材表面进行无电极铜电镀之剖面示意图。
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