專利名稱：減少鍍膜的缺陷數(shù)的制造半導(dǎo)體器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體器件的方法。具體地，本發(fā)明涉及一 種通過其包括電鍍膜的布線或通孔中的缺陷數(shù)得以減少的制造半導(dǎo)體 器件的方法。
背景技術(shù)：
在近來的半導(dǎo)體器件中，器件的性能受限于布線中信號(hào)傳播的延 遲。布線中的時(shí)延常數(shù)由布線電阻和布線間的電容的乘積表示。為了
降低布線電阻以加速器件的運(yùn)行，通常使用Cu作為布線材料，因?yàn)镃u
具有小的電阻率。
此外，近年來，隨著高集成度的要求，通過降低器件特征，Cu布
線寬度也已經(jīng)變窄。因此，布線層中的缺陷不僅引起布線電阻的增加， 而且會(huì)導(dǎo)致斷路，嚴(yán)重地影響半導(dǎo)體器件的可靠性。為此，形成具有
很少缺陷的高質(zhì)量Cu布線層是重要的。
Cu多層互連通常通過鑲嵌方法形成。所述鑲嵌方法包括襯底上的 絕緣膜(諸如層間絕緣膜)的膜成形過程，凹陷(就布線層而言是布 線槽，或者就通孔而言是通路孔)的成形步驟，隔離金屬膜成形步驟， 稱為Cu籽晶的Cu薄膜的膜成形步驟，通過Cu薄膜用作在電鍍中的陰極 電極的Cu膜成形的嵌入步驟，通過沉積在凹陷外的隔離金屬和Cu的化 學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的去除步驟以及隔離絕緣膜成形步驟。此處，通 常在電鍍中，設(shè)置在電鍍液中的Cu電極被用作陽極，而在襯底上形成 的籽晶層被用作陰極。
由于通過電鍍形成的Cu層的截面形狀和膜質(zhì)量取決于電鍍電流值，為了獲得平滑的截面形狀和良好的膜質(zhì)量，電鍍中的電流分布控 制變得重要。
一般地，制造半導(dǎo)體器件的方法中的電鍍步驟概略地劃
分成填充寬度窄于大約0.3jim的精細(xì)圖案的步驟(在下文中，填充步驟) 和填充寬布線并在場(chǎng)上形成膜的步驟(在下文中，場(chǎng)膜成形步驟)。 當(dāng)像日本專利特開No.2001-217208，插入用于表面平面化的施加反向偏 置的步驟時(shí)，隨后的膜成形步驟是場(chǎng)膜成形步驟。注意，反向偏置意 思是偏置方向與生長(zhǎng)電鍍膜的方向相反。
對(duì)于在場(chǎng)膜成形步驟的電流值，通常使它高于在填充步驟的電流 值，例如，美國(guó)專利No.6140241和美國(guó)專利No.6319831-Bl分別公開。 此外，為了提高凹陷中的電鍍膜的平滑屬性，通過在兩個(gè)步驟之間插 入反向偏置以將凹陷中的促進(jìn)劑擴(kuò)散到電鍍液中，并使隨后的電鍍沉 積速度 一 致的提高平滑屬性的方法分別在日本專利特開 No.2003-268590、 2004-270028和2001-217208中公開。
此外，在日本專利特開No.ll-238703中公開了通過在填充步驟或 場(chǎng)膜成形步驟輪流多次施加反向偏置和正向偏置而從襯底表面去除抑 制劑，并抑制侵蝕或凹形變形生成的方法。
然而，上述文獻(xiàn)中描述的傳統(tǒng)技術(shù)在如下方面仍有改進(jìn)的空間。
盡管通過插入反向偏置作為平面化步驟防止在CMP步驟中的侵蝕 等，但是傳統(tǒng)技術(shù)具有在CMP步驟之后在電鍍膜中仍存在許多缺陷的 課題。此處，缺陷是指Cu布線層和通孔中的凹陷和切屑。這種缺陷對(duì) 半導(dǎo)體器件的可靠性具有不利影響。當(dāng)本發(fā)明者專心調(diào)查了上述問題 時(shí)，發(fā)現(xiàn)在電鍍中場(chǎng)膜成形步驟的電流分布影響CMP之后諸如Cu層的
電鍍膜中的缺陷數(shù)。如上所述，在場(chǎng)膜成形步驟的電流分布僅在日本 專利特開No.ll-238703中公開，通過在日本專利特開No.2003-268590、 2004-270028、 11-238703、 2001-217208，美國(guó)專利No.6140241和美國(guó) 專利No.6319831-Bl中描述的方法，在CMP之后缺陷仍很多。也就是說，在日本專利特開No.2003-268590、 2004-270028、 11-238703、 2001-217208中，將一次或多次的反向偏置插入到填充步驟 和場(chǎng)膜成形步驟之間。從而，盡管圖案的平滑屬性可以提高，但是在 CMP之后電鍍'膜中仍存在許多缺陷。盡管在日本專利特開 No.2004-270028中同樣將反向偏置插入填充步驟和場(chǎng)膜成形步驟之間 一次，但是在CMP之后電鍍膜中存在許多缺陷的課題仍存在。
盡管在日本專利特開No.ll-238703描述了在場(chǎng)膜成形步驟施加多 次反向偏置，但是這種反向偏置步驟的目標(biāo)在于從襯底表面除去抑制 劑。盡管已經(jīng)公開通過去除抑制劑而增加精細(xì)布線圖案上的膜厚度對(duì) 于抑制侵蝕是有效的，但是這提出了導(dǎo)致CMP成本增加以及形成凹形 變形的問題。此外，在日本專利特開No.ll-238703中，由于電流分布通 過電流值穩(wěn)定變?yōu)榱愕奈赐姞顟B(tài)，所以在電流極性反相時(shí)，不會(huì)如 下文中提及的那樣促進(jìn)碳雜質(zhì)向電鍍膜中的結(jié)合，因此，在CMP之后 電鍍膜中的缺陷數(shù)仍很多。
本發(fā)明根據(jù)上述情形作出，并提供了一種通過控制在場(chǎng)膜成形步 驟時(shí)的電流分布制造具有帶有很少缺陷的電鍍膜的半導(dǎo)體器件的方 法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括 在具有第一凹陷和第二凹陷的襯底上形成籽晶層，所述第二凹陷
的寬度寬于所述第一凹陷的寬度；以及
執(zhí)行電鍍步驟，以通過使用所述籽晶層作為陰極使用包括促進(jìn)劑 和抑制劑的電鍍液填充所述凹陷，
其中，形成所述電鍍步驟還包括
執(zhí)行第一電鍍步驟以第一電流密度通過電鍍填充所述第'一凹陷; 執(zhí)行第一反向偏置步驟在所述第一凹陷的填充完成之后，以第二電流密度施加與在所述第一電鍍步驟中使用的電流具有不同極性的 電流；
執(zhí)行第二電鍍步驟以與所述第一電鍍步驟中使用的電流相同極 性的第三電流密度電鍍；
執(zhí)行第二反向偏置步驟以第四電流密度，施加與在所述第一反 向偏置步驟中使用的電流具有相同極性的電流；以及
執(zhí)行第三電鍍步驟以與所述第一電鍍步驟中使用的電流相同極 性的第五電流密度電鍍，
其中，所述第三電流密度和所述第四電流密度之間的差大于所述 第一電流密度和所述第二電流密度之間的差。
在本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體器件的方法中，在執(zhí)行所述第二反向 偏置步驟中，所述電鍍液中的所述促進(jìn)劑被分解。
此外，在本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體器件的方法中，在所述第二電 鍍步驟中的所述第三電流密度可大于在所述第一電鍍步驟中的所述第 一電流密度。
此外，在本發(fā)明的用于制造半導(dǎo)體器件的方法中，在所述第二反 向偏置步驟的所述第四電流密度可等于在所述第一反向偏置步驟中的 所述第二電流密度，并且在所述第二反向偏置步驟的施加時(shí)間可等于 在所述第一反向偏置步驟中的施加時(shí)間。
此外，在所述第二反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值可大于在 所述第一反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值。
本發(fā)明提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，用所述方法通過 控制在場(chǎng)膜成形步驟的電流分布，在CMP過程之后電鍍膜的缺陷數(shù)得 以減少。


圖l是圖解第一實(shí)施例中的電鍍過程的流程圖； 圖2A至圖2C是圖解在第一實(shí)施例中半導(dǎo)體器件生產(chǎn)過程的步驟 的截面圖3是圖解第一實(shí)施例中的電流分布的示意圖； 圖4是圖解實(shí)例1的電鍍步驟中的電流分布C的示意圖5是圖解對(duì)比例1-1的電鍍步驟中的電流分布A的示意圖6是圖解對(duì)比例1-2的電鍍步驟中的電流分布B的示意圖7是圖解實(shí)例1-1中的電流分布A至C的缺陷數(shù)的圖表；
圖8是圖解本實(shí)施例中的電流分布的示意圖9是圖解在反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值和缺陷數(shù)的比 值之間的關(guān)系的圖表；以及
圖10是圖解第一實(shí)施例的修改實(shí)例中的電流分布的示意圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例
下文將參照?qǐng)D1至圖3描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖l是用于描述在本實(shí)施例中制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖。在 本實(shí)施例中制造半導(dǎo)體器件的方法具有如下順序凹陷成形步驟
(S101)、籽晶層成形步驟(S103)、第一電鍍步驟(S105)、第一 反向偏置步驟(S107)、第二電鍍步驟(S109)、第二反向偏置步驟
(S111)以及第三電鍍步驟(S113)，并且包括一系列的這些步驟。 此外，每個(gè)電鍍步驟中的電流分布的概念圖如在圖3中圖解。
圖2A至圖2C是圖解了在本實(shí)施例中生產(chǎn)半導(dǎo)體器件200的步驟的 步驟截面圖。在本實(shí)施例中，將對(duì)在層間絕緣膜206中形成布線的步驟 進(jìn)行描述。在圖2中，盡管將對(duì)采用單鑲嵌方法的情形形成銅布線的過 程作為實(shí)例進(jìn)行描述，但是本實(shí)施例的方法同樣可應(yīng)用于雙鑲嵌方法 中。半導(dǎo)體器件200包括其間形成有晶體管等的硅襯底202、形成在硅 襯底202上的第一層間絕緣膜204以及形成在第一層間絕緣膜204上的 第二層間絕緣膜206。布線和通孔形成在第一層間絕緣膜204和第二層 間絕緣膜206中。
首先，通過選擇性蝕刻形成在所述襯底上的第二層間絕緣膜206形 成凹陷(圖2A)。盡管此處凹陷是例如布線槽，但是它不僅可以為布 線槽，還可以是接觸孔、通路孔等。如圖2A中所圖解，多個(gè)布線槽208、 210、 212、 214、 216、 218和220形成在第二層間絕緣膜206中。布線槽 210、 212、 214、 216和218以精細(xì)圖案的方式形成，并且在布線寬度上 被制成例如0.3pm或更小。布線槽208和220比以精細(xì)圖案方式形成的上 述布線槽更寬。
在此精細(xì)圖案和與此精細(xì)圖案相比更寬形成的布線槽上形成膜的 過程例如如下。在本實(shí)施例中，通過電鍍的方法嵌入布線材料。首先， 在第二層間絕緣膜206的凹陷中形成隔離金屬膜(圖中未示)。至于所 述隔離金屬膜，例如，在TaN膜上形成Ta膜的疊層膜等可被用作普通銅 布線的隔離金屬膜。隨后，在所述隔離膜上形成用于電鍍的籽晶層(圖 中未示)。此處，該籽晶層可由例如通過CVD方法等形成的銅(Cu) 膜等制成。除了Cu之外，包括選自如下組中的一種作為主要成分的材 料可被用作籽晶層，所述組包括Ru、 Pt、 Pd、 Rh、 Ir、 Ag、 Te和Tc。 此外，盡管在本實(shí)施例中形成隔離金屬膜并接下來在該隔離膜上形成 用于電鍍的籽晶層，但是將隔離金屬作為籽晶并直接在該隔離金屬上 形成膜也是可行的。當(dāng)隔離金屬這樣用作籽晶時(shí)，使用與前述的籽晶 層材料相同的材料諸如Ru作為隔離金屬是可能的。
隨后，通過使用上述的籽晶層作為陰極，并在與設(shè)置在電鍍液中 的陽極之間施加偏壓，執(zhí)行用銅填充凹陷的電鍍步驟。在上述的電鍍 步驟中，設(shè)置在電鍍液中的Cu電極被用作陽極，而該籽晶層被用作陰極。在電鍍液中包括促進(jìn)劑和抑制劑。而且，在本實(shí)施例中，電鍍步
驟包括以低電流填充具有指定寬度或更小寬度的精細(xì)圖案布線槽210、 212、 214、 216和218的第一電鍍步驟，以及以比所述第一電鍍步驟更 高的電流填充比該精細(xì)圖案的布線槽更寬的布線槽208和220的第二和 第三電鍍步驟。本實(shí)施例中的電鍍處理執(zhí)行自底向上的沉積。此處， 電流密度是通過用從陽極流入陰極的電流值除以襯底面積而得到的 值。
首先，以第一電流密度執(zhí)行填充形成在精細(xì)圖案中的凹陷的第一 電鍍步驟(填充步驟)(S105)。當(dāng)為了完成該精細(xì)圖案的填充而形 成第一電鍍膜230時(shí)，第一電鍍步驟完成(圖2B)。
接下來，以第二電流密度執(zhí)行第一反向偏置步驟(S107)。在該 第一反向偏置步驟，施加與在第一電鍍步驟使用的電流具有不同極性 的電流。第一反向偏置步驟在第一電鍍步驟剛完成時(shí)，即，在填充步 驟和其后執(zhí)行的場(chǎng)膜成形步驟之間執(zhí)行。具體地說，第一反向偏置步
驟插在第一電鍍步驟(S105)之后并且在第二電鍍步驟(S109)之前。 通過在所述第一和第二電鍍步驟之間插入該第一反向偏置步驟，抑制 劑被去除，而且獲得電鍍膜的平面化的有益效果。
隨后，以比第一電流密度更大的第三電流密度形成膜的第二電鍍 步驟(場(chǎng)膜成形步驟)(S109)被執(zhí)行。在第二電鍍步驟，以比第一 電流密度更高的電流密度且與在第一電鍍步驟使用的電流的極性相同 的電流執(zhí)行膜成形。通過使用比第一電流密度更大的第二電流密度， 可能縮短電鍍時(shí)間。
接下來，以第四電流密度施加與在第一反向偏置步驟使用的電流 具有相同極性的電流的第二反向偏置步驟(S111)被執(zhí)行。在第二反 向偏置步驟(S111)，施加與在第一和第二電鍍步驟使用的電流具有 不同極性的電流。也就是說，如圖3中所圖解，反相電流方向的反向偏置步驟插在分別以第三和第四電流密度形成膜的所述第二和第三電鍍 步驟之間。而且，第四電流密度可與第二電流密度相同或不同。在本 實(shí)施例中，使第四電流密度等于第二電流密度。此外，在本實(shí)施例中， 第三電流密度和第四電流密度之間的差大于第一電流密度和第二電流 密度之間的差。 《
此處，盡管第二反向偏置步驟的執(zhí)行時(shí)刻不是特別限定的，只要 它處于以比在填充步驟的電流更高的電流執(zhí)行的場(chǎng)膜成形步驟的中
途，但是優(yōu)選地，是在電鍍厚度增加到比預(yù)期厚度薄10至200nm的厚度 的時(shí)間。例如，在電鍍厚度比預(yù)期電鍍厚度薄10至200nm時(shí)完成第二電 鍍步驟，隨后執(zhí)行第二反向偏置步驟。
在這之后，再次使電流方向反向而不通過非偏壓步驟，并以第五 電流密度執(zhí)行第三電鍍步驟(S113)。在第三電鍍步驟使用的電流與 在第一電鍍步驟使用的電流具有相同的極性，并且第五電流密度大于 第一電流密度。
如圖3中所圖解，本實(shí)施例的電鍍步驟以第一電鍍步驟(S105)、 第一反向偏置步驟(S107)、第二電鍍步驟(S109)、第二反向偏置 步驟(S111)以及第三電鍍步驟(S113)的順序在五個(gè)階段中執(zhí)行。
在本實(shí)施例中，反向偏置步驟也在第二和第三電鍍步驟之間執(zhí)行， 即，在除了第一和第二電鍍步驟之間之外的場(chǎng)膜成形步驟的中間。通 過將反向偏置僅插在精細(xì)圖案的填充步驟和場(chǎng)膜成形步驟之間的傳統(tǒng) 方法制造的襯底在CMP之后仍具有大的缺陷數(shù)。因此，器件的可靠性
降低。另一方面，本發(fā)明是通過如下發(fā)現(xiàn)而作出的通過控制場(chǎng)膜成 形步驟中的電流值而減小在CMP之后電鍍膜中的缺陷數(shù)。因此，第二
反向偏置步驟插在場(chǎng)膜成形步驟的中間。
此處，通過在形成膜的場(chǎng)膜成形步驟的中間施加比在精細(xì)圖案填充步驟的電流更高的反向電流而溶解包括在電鍍液中的促進(jìn)劑。另外， 在本實(shí)施例中，第三電流密度和第四電流密度之間的差大于第一電流 密度和第二電流密度之間的差。因而，促進(jìn)劑有效分解。此外，通過
在反向偏置步驟之后再次使電流值反向并且流過正向電流，將在反向 偏置步驟溶解的促進(jìn)劑摻入電鍍膜中作為碳雜質(zhì)。在本實(shí)施例中，在 CMP步驟之后的缺陷由于摻入電鍍膜中的碳雜質(zhì)的缺陷抑制作用而減
少。此處，缺陷是指通過CMP步驟生成的電鍍膜(布線或通孔)的凹
陷、切屑等。
同樣當(dāng)將反向偏置步驟插在第一電鍍步驟(即，精細(xì)圖案填充步 驟)的中間時(shí)，雜質(zhì)被摻入電鍍膜。然而，由于填充的布線寬度小， 所以雜質(zhì)對(duì)于膜的影響變得很大。由此，出現(xiàn)了布線電阻升高的問題。 此外，由于即使存在于電鍍膜表面上的抑制劑被去除，膜質(zhì)量變得不 夠精確，而且缺陷數(shù)增加。另一方面，在場(chǎng)膜成形步驟的情形中，布
線寬度寬，并且由于適度地?fù)饺腚s質(zhì)，所以獲得了在CMP之后電鍍膜 中的缺陷數(shù)減少的效果。因此，在本實(shí)施例中，反向偏置步驟沒有插 在以第一 電流密度填充精細(xì)圖案的電鍍步驟中間。
此外，優(yōu)選地是，使電流方向反向而不經(jīng)過非偏置步驟。優(yōu)選地， 第二反向偏置步驟插在第二和第三電鍍步驟之間而不經(jīng)過穩(wěn)態(tài)非偏置 步驟。在此說明書中的所述穩(wěn)態(tài)非偏置步驟是指非偏置狀態(tài)持續(xù)預(yù)定 時(shí)段。因而，當(dāng)反相電流極性時(shí)，不包括瞬態(tài)非偏置狀態(tài)，諸如分布 瞬間變化的非偏置狀態(tài)。也就是說，當(dāng)轉(zhuǎn)變成與第三電流密度具有不 同極性的第四電流密度時(shí)，極性被不間斷地反相以免存在電流值穩(wěn)定 地變?yōu)榱愕臅r(shí)間。從而，促進(jìn)劑得以有效溶解。類似地，當(dāng)從第四電 流密度轉(zhuǎn)變成第五電流密度時(shí)，極性被不間斷地反相以免存在電流值 穩(wěn)定地變?yōu)榱愕臅r(shí)間。通過反相極性而不從反向偏置步驟經(jīng)過非偏置 步驟，促進(jìn)劑的分解產(chǎn)物迅速摻入電鍍膜中。此外，電流差變大，有 助于分解產(chǎn)物的快速摻入。 一旦極性通過電流值穩(wěn)定變?yōu)榱愕牟襟E復(fù) 位，在反向偏置步驟溶解的促進(jìn)劑就分散在電鍍液中，并且因此，雜質(zhì)摻入電鍍膜中的速率顯著下降。此外，由于一旦經(jīng)過使電流值穩(wěn)定 變?yōu)榱愕牟襟E還會(huì)使電鍍時(shí)間變長(zhǎng)，所以優(yōu)選地使極性不間斷地反相。
在日本專利特開No.l 1-238703中，由于電流分布經(jīng)過電流值穩(wěn)定變?yōu)榱?的未通電狀態(tài)，所以在電流極性反向時(shí)，不會(huì)如下文中提及的那樣促 進(jìn)碳雜質(zhì)向電鍍膜中的摻入，并且因此，在CMP之后電鍍膜中的缺陷 數(shù)仍很大。
盡管在第一電鍍步驟使用的第一電流密度不是特別限定的，但是 優(yōu)選地，襯底的電流密度在使從陽極到陰極的方向?yàn)檎那闆r下是 0.1A/dt^至2A/dm2，包括端值在內(nèi)，并且進(jìn)一步優(yōu)選地，是0.2A/dm2 至lA/dm2，包括端值在內(nèi)。此處，電流密度是通過用從陽極流入陰極 的電流值除以襯底面積而得到的值。
此外，盡管第一電鍍步驟的時(shí)間不是特別限定的，但是它是20秒 至200秒，包括端值在內(nèi)。
另外，在第二和第三電鍍步驟使用的第三和第五電流密度的每一 個(gè)都大于第一電流密度。優(yōu)選地，第三和第五電流密度是3A/dt^至 6A/dm2，包括端值在內(nèi)，并且進(jìn)一步優(yōu)選地，是4A/dn^至5A/dm2，包 括端值在內(nèi)。在第二和第三電鍍步驟使用的第三和第五電流密度可以 相同或者也可不同。在本實(shí)施例中，第三和第五電流密度是相等的。
此外，盡管第二電鍍步驟的時(shí)間不是特別限定的，但是它是10秒 至100秒，包括端值在內(nèi)。盡管第三電鍍步驟的時(shí)間不是特別限定的， 但是它是0.1秒至10秒，包括端值在內(nèi)。
在本實(shí)施例中，在第一反向偏置步驟使用的第二電流密度基本等 于在第二反向偏置步驟使用的第四電流密度。對(duì)于第二和第四電流密 度，襯底的電流密度在使從陽極到陰極的方向?yàn)檎那闆r下優(yōu)選地為 -4八/(11112至-1八^1112，包括端值在內(nèi)，并且進(jìn)一步優(yōu)選地，它是-2.5A/dm2至-1.5A/dm2，包括端值在內(nèi)。
此外，盡管第一反向偏置步驟的時(shí)間不是特別限定的，但是它優(yōu) 選地為0.1秒至5秒，包括端值在內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，施加時(shí)間為1秒至3 秒，包括端值在內(nèi)。 "
由于當(dāng)在上述范圍內(nèi)執(zhí)行第二反向偏置步驟時(shí)，促進(jìn)劑可被有效 溶解，所以可減小在CMP之后的缺陷數(shù)。而且，由于當(dāng)在上述范圍內(nèi) 執(zhí)行第二反向偏置步驟時(shí)，與為了去除抑制劑而執(zhí)行反向偏置步驟的 日本專利特開No.ll-238703相比，電流值較大，所以抑制電鍍膜中的缺 陷同時(shí)保持諸如平面化的有益效果是可能的。
此外，在反向偏置步驟，當(dāng)由于電鍍膜是電解蝕刻的而在反向偏 置步驟的電路密度高并且時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，形成預(yù)期膜厚度的所必需的時(shí)間 變長(zhǎng)，因此生產(chǎn)量降低。為此，優(yōu)選地是，將反向偏置中的電流密度 和時(shí)間設(shè)置為用于將促進(jìn)劑排放并溶解到電鍍液中所需的最小值。
在上述說明中，電流密度是指通過用陽極電流值除以襯底面積而 得到的值。此外，可包括在第一電鍍步驟之前執(zhí)行如下步驟通過施 加恒定電壓而進(jìn)入電鍍槽中。此處，該電壓可以是在電鍍液中的陰極 和陽極之間，或者可以是參考電極和陰極之間的電壓。設(shè)置執(zhí)行進(jìn)入 電鍍槽的步驟中的電壓以使電流密度處于0.1A/dn^至6A/di^的范圍內(nèi)。
在CMP之后Cn電鍍層的缺陷概略地劃分成由不良的Cii電鍍填充 導(dǎo)致的缺陷以及在隨后的熱處理步驟和CMP步驟形成的缺陷。在后步 驟形成的缺陷是由電鍍膜的膜質(zhì)量、電鍍膜中的應(yīng)力、CMP藥液的類 型等引起的。
另一方面，已知的是Cu膜中的碳雜質(zhì)可抑制應(yīng)力下空位團(tuán)的形成。在后步驟形成的缺陷由于空位團(tuán)的形成而受到抑制和減少。盡管通過 其雜質(zhì)抑制空位團(tuán)形成的機(jī)制還未解決，但是可設(shè)想如下。也就是說， 當(dāng)在電鍍之后進(jìn)行熱處理時(shí)，Cu熱膨脹，但由于它不是完全彈性的， 所以熱處理之后的Cu膜的體積變得小于熱處理之前的體積，因此，產(chǎn)
生內(nèi)部應(yīng)力。膜中的碳雜質(zhì)通過在晶界中的沉積而使晶界穩(wěn)定，并限 制由于所述內(nèi)部應(yīng)力的空穴的擴(kuò)散。由此，空位團(tuán)的形成受到抑制。 盡管由于高雜質(zhì)濃度而減少由應(yīng)力導(dǎo)致的缺陷形成是可能的，但是這 被認(rèn)為是有益效果，其減緩了應(yīng)力的影響。
同樣當(dāng)將反向偏置步驟插在第一電鍍步驟(即，精細(xì)圖案填充步 驟)的中間時(shí)，雜質(zhì)被摻入電鍍膜。然而，由于填充的布線寬度較小， 所以雜質(zhì)對(duì)于膜的影響變得很大。由此，出現(xiàn)了布線電阻升高的問題。 此外，由于即使存在于電鍍膜表面上的抑制劑被去除，膜質(zhì)量變得不 夠精確，并且缺陷數(shù)增加。另一方面，在場(chǎng)膜成形步驟的情形中，布
線寬度寬，并且由于適度地?fù)饺腚s質(zhì)，所以獲得了在CMP之后電鍍膜 中的缺陷數(shù)減少的效果。因此，在本實(shí)施例中，反向偏置步驟沒有插 在以第一電流密度填充精細(xì)圖案的電鍍步驟中間。
在本實(shí)施例中，電鍍液可與含有抑制劑和促進(jìn)劑并且用于在常規(guī) 銅線形成時(shí)形成電鍍膜的電鍍液相同。本實(shí)施例的電鍍液可進(jìn)一步含 有例如硫酸、銅或氯。此外，電鍍液還可含有諸如平整劑的其它添加 劑。
抑制劑抑制電鍍生長(zhǎng)，并且具有使電鍍膜的質(zhì)量精確的有益效果。 盡管對(duì)于在本實(shí)施例中使用的抑制劑沒有特別限定，但是聚乙二醇 (PEG)、聚丙二醇(PPG)等被作為示例提出。
促進(jìn)劑具有促進(jìn)電鍍?cè)鲩L(zhǎng)的有益效果。盡管對(duì)于在本實(shí)施例中使 用的促進(jìn)劑沒有特別限定，但是諸如有機(jī)特定磺酸鹽的有機(jī)磺酸鹽被 作為實(shí)例提出。 '當(dāng)?shù)诙婂兡?32形成，并且以第五電流密度的第三電鍍步驟完成 時(shí)， 一系列的電鍍步驟完成(圖2C)。此外，例如，在預(yù)先設(shè)置直至 用導(dǎo)電材料對(duì)形成在精細(xì)圖案中的凹陷填充完成為止所經(jīng)過的時(shí)間之 后，基于該時(shí)間是否已經(jīng)經(jīng)過，可對(duì)填充是否完成作出判斷。例如， 在填充精細(xì)圖案的步驟，它可設(shè)置為大約20秒至200秒，而在場(chǎng)填充步 驟大約為10秒至100秒。這些處理時(shí)間只是示例，并且為獲得預(yù)期的膜 厚度可適當(dāng)設(shè)置。
在完成電鍍步驟之后，執(zhí)行退火處理，并通過CMP去除暴露在布 線槽外的電鍍膜而執(zhí)行平面化。在本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，平面化 之后的缺陷數(shù)減少。然后，通過進(jìn)一步重復(fù)層間絕緣膜成形、凹陷成 形以及金屬膜成形而獲得多層布線結(jié)構(gòu)。
上述說明是本實(shí)施例的示例，與上述不同的各種修改是可能的。
例如，盡管在上述方法中描述了插入兩次反向偏置處理的方法， 但是插入3次或更多次而不是兩次的反向偏置處理也是合適的。而且在 此情況下，將反向偏置處理插在第一電鍍步驟完成后或在其之后，而 不是插在精細(xì)圖案填充步驟的中間。然而，為了防止膜質(zhì)量由于碳雜 質(zhì)在電鍍膜中過多增加而下降，優(yōu)選地，執(zhí)行反向偏置的頻次為一次 或兩次。
(實(shí)例l)
以在圖4中圖解的電流分布(這被稱為電流分布C)執(zhí)行了Cu電鍍。 在電流分布C中，以第一電流密度(II)填充精細(xì)圖案的第一電鍍步驟、 在精細(xì)圖案的填充完成之后以第二電流密度(12)施加電流的第一反向 偏置步驟、使用第三電流密度(13)的第二電鍍步驟、以與第二電流密 度(12)相同的電流密度施加電流的第二反向偏置步驟以及使用與第三 電流密度(13)相同的電流密度的第三電鍍步驟被相繼執(zhí)行。此處，第一電流密度(II)設(shè)置在0.2A/dn^至lA/di^的范圍內(nèi)， 包括端值在內(nèi)。此處，在此說明書中，從陽極流向陰極的電流方向被 定義為正方向。此外，第一電鍍步驟的時(shí)間設(shè)定為20秒至200秒，包括 端值在內(nèi)。在設(shè)從陽極到陰極的方向?yàn)檎龝r(shí)，第二電流密度(12)設(shè)置 在-2.5A/dn^至-1.5A/di^的范圍內(nèi)，包括端值在內(nèi)。此外，第一反向偏 置步驟的時(shí)間設(shè)定為1秒至3秒，包括端值在內(nèi)。此外，在設(shè)從陽極到 陰極的方向?yàn)檎龝r(shí)，第三電流密度(13)設(shè)置在4A/dn^至5A/dn^的范 圍內(nèi)，包括端值在內(nèi)。此外，第二電鍍步驟的時(shí)間設(shè)定為10秒至100秒， 包括端值在內(nèi)。此外，第二電流密度(12)和第四電流密度(14)設(shè)置 為相等，并且施加時(shí)間也設(shè)置為相等。此外，第三電流密度(13)和第 五電流密度(15)設(shè)置為相等，第三電鍍步驟的時(shí)間設(shè)定為O.l秒至lO 秒，包括端值在內(nèi)。
對(duì)電鍍之后電鍍膜中的缺陷數(shù)進(jìn)行評(píng)估。使用圖案缺陷評(píng)估設(shè)備 執(zhí)行缺陷數(shù)的評(píng)估，該設(shè)備以電子學(xué)方法分析利用光學(xué)顯微鏡觀察的 外觀數(shù)據(jù)，并識(shí)別圖案缺陷。
(對(duì)比例l-l)
以在圖5中圖解的電流分布(這被稱為電流分布A)執(zhí)行了Cu電鍍。 通過電流分布A，使用第一電流密度(II)的第一電鍍步驟(S105)和 使用第三電流密度(13)的第二電鍍步驟(S109)被相繼執(zhí)行。第一電 流密度(II)和第三電流密度(13)設(shè)定為與實(shí)例l中的值相同。
缺陷數(shù)的評(píng)估以與實(shí)例l中相同的方法執(zhí)行。 (對(duì)比例l-2)
以在圖6中圖解的電流分布(這被稱為電流分布B)執(zhí)行了Cu電鍍。 通過電流分布B，使用第一電流密度(II)的第一電鍍步驟(S105)、 使用第二電流密度(12)的第一反向偏置步驟(S107)和使用第三電流密度(13)的第二電鍍步驟(S109)被相繼執(zhí)行。第一電流密度(II)、 第二電流密度(12)和第三電流密度(13)設(shè)定為與實(shí)例l中的值相同。
缺陷數(shù)的評(píng)估以與實(shí)例l中相同的方法執(zhí)行。
實(shí)例l中以及對(duì)比例l-l和l-2中的缺陷數(shù)的評(píng)估在圖7中圖解。圖7 中的電流分布A至C的缺陷數(shù)是通過以實(shí)例1中的電流分布C的缺陷數(shù) 為標(biāo)準(zhǔn)歸一化的并圖解的。圖7顯示出在電流分布C中的缺陷數(shù)大大減 少，所述電流分布C包括處在場(chǎng)膜成形步驟中間的第二反向偏置步驟。
第二實(shí)施例
圖解了本實(shí)施例中制造半導(dǎo)體器件的方法的流程圖和表示生產(chǎn)該 半導(dǎo)體器件的步驟的步驟截面圖與第一實(shí)施例相同。然而，與第一實(shí)
施例的不同在于在第二反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值大于在第 一反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值。由此，在CMP步驟之后電鍍 膜中的缺陷數(shù)進(jìn)一步減少。在下文中，將集中對(duì)與第一實(shí)施例的不同 點(diǎn)對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行描述。
圖8是圖解本實(shí)施例中的電鍍步驟中的電流分布的概念圖。第一電 鍍步驟、第二電鍍步驟以及第三電鍍步驟設(shè)置為與第一實(shí)施例中的條 件相同。那些優(yōu)選范圍與第一實(shí)施例相同。在本實(shí)施例中，在第二反 向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值設(shè)置為大于在第一反向偏置步驟的 積分電流量的絕對(duì)值。
對(duì)于在第一反向偏置步驟使用的電流密度，在設(shè)從陽極到陰極的 方向?yàn)檎龝r(shí)，襯底的電流密度優(yōu)選為-4A/di^至-lA/dn^，包括端值在內(nèi)， 并且進(jìn)一步優(yōu)選地，它是-2.5A/dn^至-1.5A/dm2,包括端值在內(nèi)。
此外，盡管第一反向偏置步驟的時(shí)間不是特別限定的，但是它優(yōu) 選為0.1秒至5秒，包括端值在內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，施加時(shí)間為1秒至3
2秒，包括端值在內(nèi)。
當(dāng)在第一反向偏置步驟使用的電流密度和時(shí)間在上述范圍內(nèi)時(shí)， 可達(dá)到顯著的平面化效果。此外，抑制空穴濃度變得太高是可能的。 由于當(dāng)空穴濃度太高時(shí)，不能在表面上逸出的空穴出現(xiàn)并且空位團(tuán)可 能在襯底側(cè)中形成，所以優(yōu)選防止這些。
對(duì)于在第二反向偏置步驟使用的電流密度，在設(shè)從陽極到陰極的
方向?yàn)檎龝r(shí)，襯底的電流密度優(yōu)選為-4A/dn^至-lA/dn^，包括端值在內(nèi)， 并且進(jìn)一步優(yōu)選地，它是-2.5A/dn^至-1.5A/dm2，包括端值在內(nèi)。
此外，盡管第二反向偏置步驟的時(shí)間不是特別限定的，但是它優(yōu) 選為0.1秒至5秒，包括端值在內(nèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，施加時(shí)間為1秒至3 秒，包括端值在內(nèi)。
由于當(dāng)在上述范圍內(nèi)執(zhí)行第二反向偏置步驟時(shí)，促進(jìn)劑可被有效 溶解，所以可減小在CMP之后的缺陷數(shù)。而且，由于當(dāng)在上述范圍內(nèi) 執(zhí)行第二反向偏置步驟時(shí)，與為了去除抑制劑而執(zhí)行反向偏置步驟的 日本專利特開No.ll-238703相比，電流值較大，所以抑制電鍍膜中的缺 陷同時(shí)保持諸如平面化的有益效果是可能的。
此外，在本實(shí)施例中，在第二反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì) 值大于在第一反向偏置步驟的積分電流量的絕對(duì)值。
如第一實(shí)施例的說明中所述，晶界由于膜中的碳雜質(zhì)而穩(wěn)定，因 此，由應(yīng)力引起的缺陷形成減少。而且，通過本發(fā)明者的調(diào)查發(fā)現(xiàn) 通過設(shè)置(第二反向偏置步驟中的積分電流量)/ (第一反向偏置步驟 中的積分電流量)>1，缺陷減少的效果增加。
此處，當(dāng)在第一反向偏置步驟的積分電流量A1 (在下文中，Al)和在第二反向偏置步驟的積分電流量A2 (在下文中，A2)為A2/AK1 時(shí)，Cu膜中的碳雜質(zhì)濃度C2 (在下文中，C2)變得大于襯底附近的碳 雜質(zhì)濃度C1 (在下文中，Cl) (C2/CK1)。因此，襯底附近的晶界 穩(wěn)定性效果大于Cu膜中的晶界穩(wěn)定性效果。另一方面，在A2/AK1的情 況下，C2/C1〉1成立。因此，膜表面的晶界穩(wěn)定性效果大于襯底附近的 晶界穩(wěn)定性效果。減小缺陷以實(shí)現(xiàn)晶界易于變得不穩(wěn)定的襯底表面?zhèn)?中的穩(wěn)定性是更重要的。在A2/AK1的情況下，襯底側(cè)更穩(wěn)定，表面?zhèn)?中的空穴濃度梯度變高?？昭▋?nèi)部擴(kuò)散，并趨向于在襯底側(cè)中形成空 位團(tuán)。相反地，在A2/A1〉1的情況下，由于空穴擴(kuò)散并逸出到表面?zhèn)龋?所以不易于形成空位團(tuán)。由于上述原因，可以理解到通過設(shè)置A2/A1" 缺陷減少的效果增加。
如圖9中所圖解，隨著A2/A1的比值變大，缺陷數(shù)減小的改進(jìn)效果 飽和。因此，盡管A2的絕對(duì)值只是應(yīng)大于A1的絕對(duì)值并且它不是特別 限定的，為了更有效地獲得缺陷減少效果，優(yōu)選地，A2是A1的三倍或 更少的倍數(shù)，更優(yōu)選是A1的2.4倍或更少的倍數(shù)。通過設(shè)置這樣的A2/A1 的比值，可能防止膜質(zhì)量由于過多的雜質(zhì)增加到電鍍膜中而下降。此 外，考慮到缺陷生成的再現(xiàn)性，可確定當(dāng)它減小大約20%時(shí)，缺陷數(shù) 有意地減小。因此，A2優(yōu)選為A1的1.1倍或更多倍，更優(yōu)選地，為A1 的1.7倍或更多倍。
此處，可認(rèn)為下列的情形意味著設(shè)置A2/A1〉1。 (l)減小Al的絕 對(duì)值，和(2)增大A2的絕對(duì)值。然后，在(2)的情況下，可理解到 通過使用更高電流、使用更長(zhǎng)時(shí)間、或使用兩者而增加A2的絕對(duì)值。
此處，在(1)的情況下，優(yōu)選通過將A1的絕對(duì)值減小到不損失平 面化效果的程度而增加A2對(duì)A1的比值。在(2)的情況下，當(dāng)通過使用 更高電流增大A2的絕對(duì)值時(shí)，優(yōu)選還考慮到從陽極或陰極的氣體形成 而設(shè)置電流值。而且，在(2)的情況下，當(dāng)通過使用更長(zhǎng)時(shí)間增大積 分電流量A2時(shí)，膜形成時(shí)間變長(zhǎng)。優(yōu)選將反向偏置中的時(shí)間設(shè)置為用于將促進(jìn)劑排放并溶解到電鍍液中所需的最小值。因此，考慮到生產(chǎn) 量，優(yōu)選將時(shí)間的延長(zhǎng)抑制到最小值，并通過使用更高電流增大A2的 絕對(duì)值。
此外，在第二反向偏置步驟，電流值可以不是恒定的，而是，如 圖10中所圖解，可改變并使用多個(gè)電流值。而且，在第二反向偏置步 驟，可多次執(zhí)行反向偏置。然而，由于多次執(zhí)行反向偏置會(huì)使膜成形 時(shí)間變長(zhǎng)，所以優(yōu)選在第二反向偏置步驟執(zhí)行一次反向偏置。
此外，與第一實(shí)施例相似，優(yōu)選地，在本實(shí)施例的反向偏置步驟 也使電流方向反向而不經(jīng)過非偏置步驟。原因正如已經(jīng)描述的那樣。
在上述的說明中，電流密度是指通過用陽極電流值除以襯底面積 而得到的值。此外，可包括在第一電鍍步驟之前執(zhí)行如下步驟通過 施加恒定電壓而進(jìn)入電鍍槽中。此處，該電壓可以是在電鍍液中的陰 極和陽極之間，或者可以是參考電極和陰極之間的電壓。設(shè)置執(zhí)行進(jìn)
入電鍍槽的步驟中的電壓以使電流密度處于0.1A/dn^至6A/di^的范圍內(nèi)。
同樣在本實(shí)施例中，電鍍液可與含有抑制劑和促進(jìn)劑并且用于在 常規(guī)銅線形成時(shí)形成電鍍膜的電鍍液相同。本實(shí)施例的電鍍液可進(jìn)一 步含有例如硫酸、銅或氯。此外，電鍍液還可含有諸如平整劑的其它 添加劑。
抑制劑抑制電鍍生長(zhǎng)，并且具有使電鍍膜的質(zhì)量精確的有益效果。 盡管對(duì)于在本實(shí)施例中使用的抑制劑沒有特別限定，但是聚乙二醇
(PEG)、聚丙二醇(PPG)等被作為示例提出。
促進(jìn)劑具有促進(jìn)電鍍?cè)鲩L(zhǎng)的有益效果。盡管對(duì)于在本實(shí)施例中使 用的促進(jìn)劑沒有特別限定，但是諸如有機(jī)特定磺酸鹽的有機(jī)磺酸鹽被作為實(shí)例提出。
當(dāng)?shù)诙婂兡?32形成，并且以第五電流密度的第三電鍍步驟完成 時(shí)， 一系列的電鍍步驟完成(圖2C)。此外，例如，在預(yù)先設(shè)置直至 用導(dǎo)電材料對(duì)形成在精細(xì)圖案中的凹陷填充完成為止戶斤經(jīng)過的時(shí)間之 后，基于該時(shí)間是否己經(jīng)經(jīng)過，可對(duì)填充是否完成作出判斷。例如， 在填充精細(xì)圖案的步驟，它可設(shè)置為大約20秒至200秒，而在場(chǎng)填充步 驟大約為10秒至100秒。這些處理時(shí)間只是示例，并且為獲得預(yù)期的膜 厚度可適當(dāng)設(shè)置。
在電鍍步驟完成之后，執(zhí)行退火處理，并通過CMP去除暴露在布 線槽外的電鍍膜而執(zhí)行平面化。在本實(shí)施例的半導(dǎo)體器件中，平面化 之后的缺陷數(shù)減少。然后，通過進(jìn)一步重復(fù)層間絕緣膜成形、凹陷成 形以及金屬膜成形而獲得多層布線結(jié)構(gòu)。
上述說明是本實(shí)施例的示例，與上述不同的各種修改也是可釆用的。
實(shí)例 (實(shí)例2-l)
以在圖8中圖解的電流分布執(zhí)行了Cu電鍍。在本實(shí)例的電流分布 中，以第一電流密度(il)填充精細(xì)圖案的第一電鍍步驟、在精細(xì)圖案 的填充完成之后以第二電流密度(i2)施加電流的第一反向偏置步驟、 使用第三電流密度(i3)的第二電鍍步驟、以第二電流密度(i2)施加 電流的第二反向偏置步驟以及使用第三電流密度(i3)的第三電鍍步驟 被相繼執(zhí)行。
此處，在設(shè)從陽極到陰極的方向?yàn)檎龝r(shí)，第一電流密度(il)設(shè) 置在0.2A/dr^至lA/dn^的范圍內(nèi)，包括端值在內(nèi)。此外，第一電鍍步 驟的時(shí)間(tl)設(shè)為20秒至200秒，包括端值在內(nèi)。在設(shè)從陽極到陰極
2的方向?yàn)檎龝r(shí)，第二電流密度(i2)設(shè)置在-2.5A/dn^至-1.5A/dn^的范 圍內(nèi)，包括端值在內(nèi)。此外，第一反向偏置步驟的時(shí)間(t2)設(shè)為l秒 至3秒，包括端值在內(nèi)。此外，在設(shè)從陽極到陰極的方向?yàn)檎臅r(shí)，第 三電流密度(i3)設(shè)置在4A/dn^至5A/di^的范圍內(nèi)，包括端值在內(nèi)。 此外，第二電鍍步驟的時(shí)間(t3)設(shè)為10秒至100秒，包括端值在內(nèi)。 此外，第四電流密度(i4)設(shè)置在-2.5A/dn^至-1.5A/dm2的范圍內(nèi)，包 括端值在內(nèi)，并且施加時(shí)間(t4)設(shè)為1秒至3秒，包括端值在內(nèi)。此外， 第三電流密度(i3)和第五電流密度(i5)設(shè)置為相等，第三電鍍步驟 的時(shí)間設(shè)為0.1秒至10秒，包括端值在內(nèi)。
在本實(shí)例中，在第二反向偏置步驟的積分電流量(i4Xt4)與在第 一反向偏置步驟的積分電流量(i2Xt2)的比值是1.35。
對(duì)電鍍之后電鍍膜中的缺陷數(shù)進(jìn)行評(píng)估。使用圖案缺陷評(píng)估設(shè)備 執(zhí)行缺陷數(shù)的評(píng)估，該設(shè)備以電子學(xué)方法分析利用光學(xué)顯微鏡觀察的 外觀數(shù)據(jù)，并識(shí)別圖案缺陷。缺陷數(shù)的評(píng)估在圖9中圖解?？v軸表示缺 陷數(shù)，并且橫軸表示在缺陷減少步驟(第二反向偏置步驟)的積分電 流量的絕對(duì)值與在平面化步驟(第一反向偏置步驟)的積分電流量的 絕對(duì)值的比值。缺陷數(shù)是通過在缺陷減少步驟和平面化步驟的積分電 流量相等時(shí)的缺陷數(shù)歸一化并表示的。
(實(shí)例2-2)
在本實(shí)例中，除了將在第二反向偏置步驟的積分電流量(i4Xt4) 與在第一反向偏置步驟的積分電流量(i2Xt2)的比值設(shè)定為2之外， 類似于實(shí)例2-l執(zhí)行Cu電鍍。
缺陷數(shù)的評(píng)估在圖9中圖解。
(對(duì)比例)
在本對(duì)比例中，除了將在第二反向偏置步驟的積分電流量(i4Xt4)與在第一反向偏置步驟的積分電流量(i2Xt2)的比值設(shè)定為l之外， 類似于實(shí)例2-l執(zhí)行Cu電鍍。
缺陷數(shù)的評(píng)估在圖9中示出。
圖9顯示出當(dāng)在第二反向偏置步驟的積分電流量(i4Xt4)與在第 一反向偏置步驟的積分電流量(i2Xt2)的比值大于l時(shí)，缺陷數(shù)進(jìn)一 步減少。
權(quán)利要求
1.一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，包括在具有第一凹陷和第二凹陷的襯底上形成籽晶層，所述第二凹陷的寬度寬于所述第一凹陷的寬度；以及執(zhí)行電鍍步驟，以通過用所述籽晶層作為陰極使用包括促進(jìn)劑和抑制劑的鍍液填充所述凹陷，其中，形成所述電鍍步驟還包括執(zhí)行第一電鍍步驟以第一電流密度通過電鍍填充所述第一凹陷；執(zhí)行第一反向偏置步驟在所述第一凹陷的填充完成之后，以第二電流密度施加與在所述第一電鍍步驟中使用的電流具有不同極性的電流；執(zhí)行第二電鍍步驟以與所述第一電鍍步驟中使用的電流相同極性的第三電流密度電鍍；執(zhí)行第二反向偏置步驟以第四電流密度，施加與在所述第一反向偏置步驟中使用的電流具有相同極性的電流；以及執(zhí)行第三電鍍步驟以與所述第一電鍍步驟中使用的電流相同極性的第五電流密度電鍍，其中，所述第三電流密度和所述第四電流密度之間的差大于所述第一電流密度和所述第二電流密度之間的差。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在 執(zhí)行所述第二反向偏置步驟中，所述電鍍液中的所述促進(jìn)劑被分解。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在 所述第二電鍍步驟中的所述第三電流密度大于在所述第一電鍍步驟中 的所述第一電流密度。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在 所述第二反向偏置步驟中的所述第四電流密度等于在所述第一反向偏置步驟中的所述第二電流密度，并且在所述第二反向偏置步驟中的施 加時(shí)間等于在所述第一反向偏置步驟中的施加時(shí)間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在 所述第二電鍍步驟中的所述第三電流密度等于在所述第三電鍍步驟中 的所述第五電流密度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，在 所述第二反向偏置步驟中的所述第四電流密度處在-4 A/dm2至-1 A/dn^之間，包括端值在內(nèi)，并且其中，從陽極流向所述陰極的電流方向被定義為正方向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，電 流的極性被反相而在所述第二反向偏置步驟和所述第二電鍍步驟之間 以及所述第二反向偏置步驟和所述第三電鍍步驟之間不經(jīng)過穩(wěn)態(tài)非偏 置步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，當(dāng) 鍍層厚度比預(yù)期厚度薄10至200mn時(shí)，所述第二電鍍步驟完成，接下 來執(zhí)行所述第二反向偏置步驟，并且在所述第二反向偏置步驟，所述 第四電流密度處在-4A/dr^至-l A/di^之間，包括端值在內(nèi)，并且施加 電流0.1秒至5秒，包括端值在內(nèi)，并且其中，從陽極流向陰極的電流方向被定義為正方向。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，所 述促進(jìn)劑含有有機(jī)磺酸鹽。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二反向偏置步驟中的積分電流量的絕對(duì)值大于在所述第一反 向偏置步驟中的積分電流量的絕對(duì)值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二反向偏置步驟中的第四電流密度的絕對(duì)值大于在所述第一 反向偏置步驟中的第二電流密度的絕對(duì)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二反向偏置步驟中的所述第四電流密度的絕對(duì)值大于在所述 第一反向偏置步驟中的所述第二電流密度的絕對(duì)值，并且用于所述第 二反向偏置步驟的施加時(shí)間比用于所述第一反向偏置步驟的施加時(shí)間 長(zhǎng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二反向偏置步驟中的積分電流量的絕對(duì)值是在所述第一反向 偏置步驟中的積分電流量的絕對(duì)值的1.1至三倍，包括端值在內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二反向偏置步驟中的所述第四電流密度處在-4 A/dm2至-1 A/dtn2之間，包括端值在內(nèi)，并且其中，從陽極流向所述陰極的電流方向被定義為正方向。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二電鍍步驟中的所述第三電流密度等于在所述第三電鍍步驟 中的所述第五電流密度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 在所述第二電鍍步驟中的所述第三電流密度等于在所述第三電鍍步驟 中的所述第五電流密度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中，… 在所述第二電鍍步驟中的所述第三電流密度等于在所述第三電鍍步驟中的所述第五電流密度。
18. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 電流的極性被反相而在所述第二反向偏置步驟和所述第二電鍍步驟之 間以及所述第二反向偏置步驟和所述第三電鍍步驟之間不經(jīng)過穩(wěn)態(tài)非 偏置步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 當(dāng)鍍層厚度比預(yù)期厚度薄10至200nm時(shí)，所述第二電鍍步驟完成，接 下來執(zhí)行所述第二反向偏置步驟，并且在所述第二反向偏置步驟，所 述第四電流密度處在-4A/dn^至-l A/dir^之間，包括端值在內(nèi)，并且施 加電流0.1秒至5秒，包括端值在內(nèi)，并且其中，從陽極流向所述陰極的電流方向被定義為正方向。
20. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造半導(dǎo)體器件的方法，其中， 所述促進(jìn)劑含有有機(jī)磺酸鹽。
全文摘要
提供了一種用于制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括執(zhí)行電鍍步驟，以填充形成在襯底上的凹陷。所述電鍍步驟還包括執(zhí)行第一電鍍步驟；執(zhí)行第一反向偏置步驟；執(zhí)行第二電鍍步驟；執(zhí)行第二反向偏置步驟；以及第三電鍍步驟。所述第一和第二反向偏置步驟的極性與所述第一電鍍步驟的極性不同。第三電流密度和第四電流密度之間的差大于第一電流密度和第二電流密度之間的差。
文檔編號(hào)H01L21/288GK101308811SQ20081009709
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月14日
發(fā)明者古住信介, 古谷晃, 有田幸司 申請(qǐng)人:恩益禧電子股份有限公司