[发明专利]衬底清洁和无电沉积的方法和溶液

说明书

本申请是申请号为200980112389.6，申请日为2009年1月16日，申请人为朗姆研究公司，发明创造名称为“衬底清洁和无电沉积的方法和溶液”的发明专利申请的分案申请。

交叉引用

这个申请要求美国专利申请61/040,645的优先权(档案号XCR-011)，主题为“PROCESSESANDSOLUTIONSFORSUBSTRATECLEANINGANDELECTROLESSDEPOSITION”，申请人为ArturKOLICS和NanhaiLI，递交于2008年3月28日。通过这个引用将递交于2008年3月28日的美国专利申请61/040,645整体结合在这里。

背景技术

本发明关于电子器件的制造，如集成电路；更具体地，本发明涉及在金属和电介质大马士革金属化结构上无电沉积帽层之前清洁衬底的方法和配方。

在金属互连线(如铜互连线)上无电沉积帽层之前用于图案化衬底的清洁工艺对于无电镀工艺是至关重要的。需要清洁的衬底表面以确保良好的沉积选择比、低缺陷数和对金属互连线的低蚀刻。使用铜技术作为示例，图案化衬底的表面包括铜互连线结构，嵌入电介质(即大马士革或双大马士革结构)中，部分通过化学机械平坦化(CMP)形成。帽层在CMP之后沉积在铜上。用于帽层的材料的示例是如钴、钴合金、钨钴合金、钴镍合金、镍以及镍合金的材料。有许多CMP后清洁溶液用于在无电沉积帽层之前清洁图案化衬底。然而，CMP后清洁的目的与为了无电沉积帽层清洁的目的并不相同。同时，CMP后清洁溶液不能产生无电沉积高质量帽层所需要的那种清洁表面。例如，许多标准技术清洁溶液只从铜表面去除外部氧化物(氧化铜)薄膜而留下内部的，大部分是氧化亚铜，在表面上未受损伤而钝化铜。另一通常方法试图通过在CMP后清洁溶液中包含铜防腐剂而最小化铜蚀刻。某些防腐剂或铜氧化物，如果在无电镀之前留在表面上会产生对于无电沉积工艺严重的问题，如导致铜上没有或者多斑点的溅射、在帽层中形成小孔/坑、衬底和帽层之间较差的粘附或电介质上额外的帽层沉积。

需要一种改进的、在用来制造器件(如电子器件)的衬底上沉积帽层的工艺和溶液。更具体地，需要一种改进的清洁衬底的清洁溶液和方法，其可形成没有污染和缺陷的衬底表面，用以无电沉积帽层，其可用来满足这种器件的性能和制造要求。

发明内容

本发明关于电子器件的制造。本发明的一个实施方式是集成电路的衬底清洁和无电沉积帽层的方法。该方法在具有包括金属和电介质大马士革金属化层的表面的衬底上进行。该方法包括将该衬底表面暴露于足以清洁该衬底表面的清洁溶液；以及基本不会去湿或干燥该衬底表面，将该衬底表面暴露于足以沉积该帽层的无电沉积溶液。本发明的其他实施方式包括清洁该衬底的溶液和完成无电沉积的溶液。

应当理解的是在申请中本发明不限于结构细节，也不限于在下面描述阐述和附图中示出的部件的布置。本发明可以是其他实施方式，以及可以多种不同的方式实施和完成。另外，应当理解的是这里采用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应当看作限制。

这样，本领域技术人员可认识到这个公开内容所基于的概念可以可靠地用作设计其他用于实现本发明的方面的结构、方法和系统的基础。所以，重要的是这些权利要求应当看作包括这样的等同结构，在没有背离本发明的主旨和范围的情况下。

附图说明

图1是本发明的实施方式的工艺流程图。

图2是本发明的实施方式的工艺流程图。

图3是本发明的实施方式的工艺流程图。

图4是本发明的实施方式的工艺流程图。

图5是本发明的实施方式的工艺流程图。

图6是本发明的实施方式的工艺流程图。

图7是本发明的实施方式的工艺流程图。

图8是本发明的实施方式的工艺流程图。

图9是本发明的实施方式的工艺流程图。

图10是本发明的实施方式的工艺流程图。

图11是本发明的实施方式的工艺流程图。

图12是本发明的实施方式的工艺流程图。

图13是本发明的实施方式的工艺流程图。

图14是本发明的实施方式的工艺流程图。

图15是本发明的实施方式的工艺流程图。

图16是本发明的实施方式的工艺流程图。

图17是本发明的实施方式的工艺流程图。

图18是本发明的实施方式的工艺流程图。

图19是本发明的实施方式的工艺流程图。