金屬化方法、混合物以及電子器件技術

本發明專利技術的一方面提供處理基底的方法。在一實施方式中，所述方法包括通過以下方式在所述基底上或內部形成導電體：提供包含金屬顆粒和無電沉積溶液的混合物，和無電沉積金屬基體以及共沉積所述金屬顆粒。在另一實施方式中，所述方法包括通過以下方式在所述基底上或內部形成導電體：提供包含金屬顆粒和電化學鍍溶液的混合物，和電化學鍍金屬基體以及共沉積所述金屬顆粒。本發明專利技術的另一方面提供用于在基底上或內部形成導電體的混合物。本發明專利技術的另一方面提供一種電子器件。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及諸如集成電路等電子器件的制造；更具體地，本專利技術涉及用于在制造電子器件中采用的基底的金屬化和電互連。
技術介紹
濕化學法已廣泛應用于采用銅金屬化的電子器件的加工處理。諸如無電沉積(ELD)和電化學鍍(ECP)等濕化學法應用于二維集成電路的槽和過孔的鑲嵌和雙鑲嵌銅填充。濕化學法還應用于集成電路制造的其它作業。已存在有多種成熟工藝，并應用于制造所述器件。這些工藝中的大部分提供了滿意的效果，且幾乎沒有(如果有的話，僅有少數)針對這些成熟工藝的大多數進行較大的改進。本專利技術人獲得一個或多個的專利技術，其與諸如用于電子器件的金屬化互連技術之類·的金屬化互連技術相關。所述一個或多個專利技術可提供一種或多種方法、材料和/或電子器件，其能作為一種或多種現有技術的替代選擇。
技術實現思路
本專利技術涉及電子器件的制造。本專利技術的一方面是處理基底的方法。在一實施方式中，所述方法包括通過以下步驟在所述基底上或內部形成導電體提供包含金屬顆粒和無電沉積溶液的混合物，和無電沉積金屬基體，以及共沉積所述金屬顆粒，使得所述金屬顆粒被包埋于所述金屬基體內。在另一實施方式中，所述方法包括通過以下步驟在所述基底上或內部形成導電體提供包含金屬顆粒和電化學鍍溶液的混合物，和電化學鍍金屬基體，以及共沉積所述金屬顆粒，使得所述金屬顆粒被包埋于所述金屬基體內。本專利技術的另一方面是用于在基底上或內部形成導電體的混合物。本專利技術的另一方面是電子器件。應理解的是，本專利技術并不局限應用于在下文中描述的詳細結構和組件的裝配。本專利技術可以是其它實施方式，以及可以多種方式實踐和實施。此外，應理解的是，在本文中采用的用語和術語用于描述的目的，且不應被認為是限制性的。 附圖簡要說明圖I是本專利技術的一實施方式的工藝流程圖。圖2是根據本專利技術的一實施方式的一部分基底的橫截面側視圖。本領域技術人員理解的是，為簡單清楚起見，附圖中的部件用于舉例說明，且不一定是按比例繪制。例如，附圖中的一些部件的大小尺寸可以是相對于其它部件而被放大的，有助于增進對本專利技術實施方式的理解。具體實施例方式對于以下定義的術語，除非在權利要求書或本說明書的其它部分給出了不同的定義，否則將采用以下定義解釋。無論是否明確指出，本文中所有數值被定義為由術語“約”修飾。術語“約”通常是指數值范圍，本領域普通技術人員會認為該數值范圍內的值等同于所描述的值，能獲得基本上相同的性質、功能、結果等。由下限值和上限值指明的數值范圍定義為包括歸入所述數值范圍內的所有數值以及歸入所述數值范圍內的所有子范圍。例如，數值范圍10至15包括，但不限于，10，10. I, 10. 47, 11，11. 75 至 12. 2，12. 5，13 至 13. 8，14，14. 025，和 15。本文中采用的術語“金屬”是指元素周期表中的金屬元素和/或包含一種或多種與至少一種其它元素混合的金屬元素的金屬合金；所述金屬和所述金屬合金具有元素周期表的金屬兀素的一般性質，例如高導電性。本文中采用的術語“基體”是指包埋或用于包埋諸如細粒和諸如粉末之類顆粒的材料。本專利技術涉及諸如集成電路等電子器件的制造；更具體地，本專利技術涉及在電子器件制造中采用的基底的金屬化和電互連。下文中將主要在處理用于制造集成電路的諸如硅片 等半導體晶片的背景中討論本專利技術的一個或多個實施方式。金屬化層可包括在鑲嵌和/或雙鑲嵌介電結構中形成的金屬線。一個或多個實施方式還涉及貫穿基底的金屬化互連，例如那些用于三維集成電路的金屬化互連。然而，應理解的是，根據本專利技術的實施方式還可用于其它半導體器件、除了銅以外的金屬、以及除了半導體晶片以外的晶片，或者還可與其它半導體器件、除了銅以外的金屬、以及除了半導體晶片以外的晶片一起使用。參見附圖說明圖1，其中圖示了根據本專利技術一個或多個實施方式的示例性工藝圖20。示例性工藝圖20包括非窮舉的一系列步驟，其中還可加入額外的步驟(未圖示)。本領域普通技術人員會認識到多種變化、修改和替代方案。圖I示出示例性工藝圖20，其包括提供基底25。可選地，所述基底可以是諸如半導體晶片之類的基底，例如硅片，或是適于制造電子器件的另一種材料的基底。工藝流程圖20還涉及在所述基底上或所述基底內形成導電體。更具體地，可在所述基底的表面上形成所述導電體，例如在所述基底的整個表面或至少部分表面上形成導電體層；和/或在所述基底中制造的特征之上或內部形成導電體，這些特征諸如槽、諸如盲孔、諸如貫穿孔；和/或在用于諸如鑲嵌金屬化、諸如雙鑲嵌金屬化以及諸如貫穿基底過孔金屬化等技術的其它基底特征之上或內部形成導電體?？蛇x擇地，所述導電體可以層的形式形成，和/或所述導電體可以諸如槽填充物和/或諸如過孔填充物之類的間隙填充物的形式形成。對于本專利技術的一個或多個實施方式，工藝流程圖20包括提供無電沉積(ELD)溶液和金屬顆粒50?？蛇x地，可在實施所述工藝之前，將所述無電沉積溶液和所述金屬顆粒預混合。或者，可分別提供所述無電沉積溶液和所述金屬顆粒，使得可剛好在實施所述工藝之前充分混合前述材料?；蛘撸龉に嚳捎美缭诨旧线B續流工藝中連續混合的所述金屬顆粒和所述無電沉積溶液實施。然后是無電沉積金屬基體，和共沉積所述金屬顆粒60。換言之，使用所述無電沉積溶液通過用溶于所述溶液的離子無電沉積金屬，以形成金屬基體。所述金屬顆粒共沉積，使得所述金屬顆粒被包埋入所述金屬基體。根據本專利技術的一個或多個實施方式，通過采用無電沉積溶液實現所述無電沉積，所述無電沉積溶液為例如包含一種或多種金屬鹽和一種或多種還原劑的水溶液。任選地，所述無電沉積溶液可進一步包括一種或多種絡合劑、一種或多種PH調節劑、一種或多種緩沖劑、一種或多種表面活性劑、以及一種或多種添加劑。選擇所述無電沉積溶液的組分，以便制備具有一種或多種所需性質的金屬基體和/或提供額外的工藝控制和穩定性。本專利技術一個或多個實施方式采用的無電沉積工藝涉及無需采用外部電流的由化學驅動的氧化-還原反應。對于本專利技術的一個或多個實施方式，無電沉積的采用是一個選擇方案。對于本專利技術的一個或多個實施方式，工藝流程圖20包括提供電化學鍍(ECP)溶液和金屬顆粒70?？蛇x地，可在實施所述工藝之前預先混合所述電化學鍍溶液和所述金屬顆粒?；蛘?，可分別提供所述電化學鍍溶液和所述金屬顆粒，使得剛好在實施所述工藝之前可充分混合前述材料?；蛘?，所述工藝可用例如在基本上連續流工藝中連續混合的所述金屬顆粒和所述電化學鍍溶液實施。然后是電化學鍍金屬基體，和共沉 積所述金屬顆粒80。換言之，所述電化學鍍溶液用于從來自所述電化學鍍溶液的離子電化學鍍金屬，以形成金屬基體。所述金屬顆粒共沉積，使得所述金屬顆粒被包埋入所述金屬基體。根據本專利技術的一個或多個實施方式，通過采用電化學鍍溶液實現所述電化學鍍，所述電化學鍍溶液為例如包含電解質和任選的一種或多種金屬鹽的水溶液。任選地，所述電化學鍍溶液可進一步包括一種或多種絡合劑、一種或多種PH調節劑、一種或多種緩沖齊U、一種或多種表面活性劑、以及一種或多種添加劑。選擇所述電化學鍍溶液的組分，以便制備具有一種或多種所需性質的金屬基體，和/或提供額外的工藝控制和穩定性。本專利技術一個或多個實施方式采用的電化學鍍工藝涉及由采用的外部電流驅動的氧化-還原反應且所述基底用作為陰極。在應用中，所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：阿爾圖爾·科利奇，弗里茨·雷德克，
申請(專利權)人：朗姆研究公司，
類型：
國別省市：