[发明专利]用于半导体处理中的铜移除及平面化的湿蚀刻方法

权利要求书

1.一种处理部分制作的半导体衬底上的镶嵌特征的方法，所述方法包括：

(a)接收半导体衬底，所述半导体衬底具有场区域及形成于所述衬底中的至少一个凹入镶嵌特征，其中所述衬底加衬有导电材料层；

(b)用含铜金属完全地电化学填充所述凹入镶嵌特征并在所述场区域上方形成含铜覆盖物，其中所述覆盖物包括位于所述经填充凹入镶嵌特征上方的凹入部，所述凹入部具有与覆盖物厚度大致相同的深度；

(c)在所述衬底上方继续电沉积含铜金属以在所述场区域上方沉积额外覆盖物材料，同时大致减小所述覆盖物中的所述凹入部的纵横比，其中沉积于所述场区域上方的额外覆盖物材料的厚度为在(b)中所沉积的所述覆盖物的第一厚度的至少约50％；及

(d)通过使所述衬底与各向同性湿蚀刻溶液接触来湿蚀刻所述含铜覆盖物以移除在(c)中所沉积的至少所有额外覆盖物，所述溶液包括络合剂及氧化剂且具有在介于约5与12之间的范围内的pH，其中湿蚀刻进一步减小凹入特征的所述纵横比。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在(d)中所移除的覆盖物的量为在(b)及(c)中所沉积的所述覆盖物的总厚度的至少约75％。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在(b)中所沉积的覆盖物的所述厚度小于所述镶嵌特征的宽度的约50％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中在(c)中所沉积的额外覆盖物的所述厚度为在(b)中所沉积的覆盖物的所述厚度的至少约100％。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述镶嵌特征具有至少2∶1纵横比。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述凹入镶嵌特征的所述深度为至少约5μm。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述凹入镶嵌特征的所述深度为其宽度的至少两倍大。

8.根据权利要求1所述的方法，其中(d)中的湿蚀刻大致移除所有所述含铜覆盖物。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在(b)中所沉积的覆盖物的所述第一厚度为至少约5微米。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在于(b)或(c)中所执行的电沉积期间，改变电沉积条件以便减小所述覆盖物中的所述凹入特征的所述纵横比。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述电沉积包括使所述衬底与电镀溶液接触地旋转，且其中所述条件改变包括减小衬底旋转速率。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述电沉积包括将电流提供到所述衬底，所述衬底在电镀期间充当阴极，其中所述条件改变包括增加提供到所述衬底的电流密度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电沉积包括使所述衬底与电镀溶液接触地旋转，且其中所述条件改变进一步包括减小所述衬底旋转速率。

14.根据权利要求10所述的方法，其中所述电镀条件改变包括使所述衬底与第一电镀溶液接触，之后与具有不同于所述第一电镀溶液的化学品的第二电镀溶液接触，其中所述第二电镀溶液的所述化学品经配置以用于减小所述覆盖物中的所述凹入特征的所述纵横比。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述电沉积包括将电流提供到所述衬底，所述衬底在电镀期间充当阴极，其中所述电镀条件改变进一步包括增加提供到所述衬底的所述电流密度，并减小所述衬底的所述旋转速率。

16.根据权利要求11所述的方法，其中减小所述衬底旋转速率包括使所述衬底以介于约30rpm到120rpm之间的速率旋转，之后使所述衬底以介于约5rpm到30rpm之间的速率旋转。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法包括将提供到所述衬底的所述电流密度从介于约1mA/cm²到5mA/cm²之间增加到介于约5mA/cm²与50mA/cm²之间。

18.根据权利要求10所述的方法，其中在于(b)中尚未完全填充所述镶嵌特征时，改变所述电镀条件以减小所述覆盖物中的所述凹入部的所述纵横比。