专利名称：用于半导体处理中的铜移除及平面化的湿蚀刻方法
技术领域：
本发明涉及湿化学蚀刻的方法。更特定来说，本发明涉及用于半导体处理中的铜移除及平面化的湿蚀刻方法。
背景技术：
铜及铜合金在半导体制作领域中广泛地用作导电材料。作为导体，铜通常因其高导电性及良好的抗电迁移性质而优选于其它金属，例如铝。由于这些优点，现无所不在地看见填充有铜的线路及通孔作为连接半导体装置(例如集成电路中)的元件的导电路径。然而，在半导体装置的制作期间的铜处理呈现出一组挑战。由于铜不易于顺从等离子蚀刻，因此通常需要使用镶嵌处理来制作含铜装置。在镶嵌处理中，将铜作为镶嵌物沉积于具有预先形成的凹入镶嵌特征(例如通孔及沟槽)的图案的衬底上。凹入特征的所述图案通常通过光刻技术形成。在已形成所述凹入特征之后，将铜全局地沉积到所述衬底上， 使得其填充所述凹入特征且还在场区域上方形成覆盖物层，其中场区域是指所述衬底在铜沉积之前的顶部平面。随后，通过平面化技术(例如化学机械抛光(CMP))移除所述覆盖物， 从而提供具有填充有铜的导电路径的图案的经平面化衬底。虽然在半导体装置制作的各个阶段期望用于有效铜移除的方法，但尚未广泛地引入常规湿铜蚀刻技术，因为此些技术通常无法成功地集成到半导体装置制作工艺中。常规蚀刻化学品的显著缺点中的一者包含其各向异性性质。各向异性蚀刻导致铜在一个特定方向上的优先蚀刻及/或一种类型的颗粒定向的优先蚀刻，且因此，导致铜表面的粗糙化、坑蚀及颗粒边界相依不均勻铜移除。此外，各向异性蚀刻速率通常在更多地暴露于体蚀刻溶液的那些表面上较高。举例来说，借助常规各向异性蚀刻，与从蚀刻溶液的体较多地移除 (且较少暴露于蚀刻溶液的体)的那些区相比，经隔离特征的边缘或位于图案阵列的边缘处的特征将以不同性质及速率蚀刻。在许多实例中，在其中通常期望铜的清洁、平滑及各向同性移除的半导体制作中，无法容忍此缺点。各向异性的已知酸性铜蚀刻的常见实例包含 硝酸蚀刻，其中通常单独使用硝酸，及含有氧化剂(例如过氧化氢、高锰酸盐、铁离子、溴及铬(VI))以及酸(例如，乙酸或硫酸)的酸性混合物。各向异性的已知中性及碱性蚀刻物的常见实例包含铵或碱金属过硫酸盐溶液、基于氯化铁的溶液及基于氢氧化铵的溶液。
发明内容
在一个方面中，提供一种用于大致各向同性地移除含铜金属的湿蚀刻溶液。在一个实施例中，所述湿蚀刻溶液包括(i)选自由二胺、三胺及四胺组成的群组的二齿、三齿或四齿络合剂；(iii)氧化剂；及pH调整剂，其中所述蚀刻溶液的pH介于约5与约12之间，例如介于约7与10. 5之间。在一些实施例中，所述pH调整剂选自由氨基酸、烷基磺酸、硫酸及羧酸组成的群组。所述溶液还可包括络合剂的混合物、氧化剂的混合物及PH调整剂的混合物。在一些实施例中，所述湿蚀刻溶液包括二胺及/或三胺、过氧化物及氨基酸，其中将溶液的PH调整到介于约7与10. 5之间的范围。适合络合剂的实例包含(而不限于)乙二胺(EDA，H2NCH2CH2NH2)、N-甲基乙二胺(CH3NHCH2CH2NH2)、二亚乙基三胺 (H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)、四亚乙基三胺(H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2)及三(2-氨基乙基) 胺(tren，N(CH2CH2NH2)3)。氧化剂的实例包含(而不限于)过氧化物、过硫酸盐、臭氧溶液、 含铁离子溶液，其中过氧化氢通常为优选的。PH调整剂的实例包含硫酸、甘氨酸、甲烷磺酸、 乙酸、柠檬酸、乙醛酸、草酸等等。在一些实施例中，所述溶液包含硫酸、氨基酸及羧酸的混合物。一种从半导体衬底的表面蚀刻含铜金属的方法包含使所述衬底与湿蚀刻溶液接触，包含(但不限于)通过从喷洒喷嘴将所述蚀刻溶液喷洒于所述衬底上、从喷射喷嘴、从莲蓬头递送所述溶液、通过将所述衬底浸没到溶液中(优选地借助搅动)、通过在薄膜反应器中接触所述衬底或通过旋涂接触方法。在一些实施例中，使用所述湿蚀刻溶液在镶嵌特征(例如，穿硅通孔(TSV))的处理期间移除含铜覆盖物。在一些实施例中，所述湿蚀刻溶液以至少约1,000 A/分钟的蚀刻速率移除至少约1 μ m厚(例如，至少约5 μ m厚)的含铜金属层，且不显著增加所述经蚀刻层的表面粗糙度。在一些实施例中，在所述湿蚀刻溶液中， 超摩尔量地使用氧化剂以获得最佳各向同性蚀刻特性。举例来说，在一些实施例中，其中氧化剂与络合剂的摩尔比为至少约2. 5 1(例如，至少约3 1)的蚀刻溶液是优选的。可使用所提供的溶液来移除大量含铜金属，而不导致实质表面粗糙化且在表面上不形成可见不溶铜物质。因此，在一些实施例中，在蚀刻过程开始时平滑、明亮且具有反射性的表面将在蚀刻结束时保持大致平滑、明亮且具有反射性。此外，在一些实施例中，所提供的蚀刻组合物可用于含有凹入及/或突出特征的表面的各向同性平面化，借此各向同性蚀刻可用于减小这些特征的纵横比。在另一方面中，提供一种处理部分制作的半导体衬底上的镶嵌特征的方法，其中所述方法利用电沉积与各向同性湿化学蚀刻的组合来平面化铜覆盖物中的不想要的凹入特征。在一个实施例中，所述方法包含(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。在一些实施例中，(d)中的蚀刻以至少约1000 A/分钟的蚀刻速率大致各向同性地移除至少Iym的含铜覆盖物，例如，至少5 μ m的含铜覆盖物。可通过湿化学蚀刻部分地或完全地移除所述覆盖物。在一些实施例中，在已通过湿蚀刻部分地移除所述覆盖物之后，通过各向异性平面化技术(例如化学机械抛光(CMP))移除剩余覆盖物及扩散阻挡。在其它实施例中，通过对可驻存于金属线的顶部部分中的铜、钴或镍具有选择性的湿化学蚀刻移除扩散阻挡层(例如， 选自由钛、氮化钛、钨、氮化钨、钽及氮化钽组成的群组的材料)。
在第三方面中，提供一种用于从半导体衬底移除扩散阻挡材料层的方法，其中所述方法包含(a)接收所述衬底，所述衬底包括选自由钛、氮化钛、钨、氮化钨、钽及氮化钽组成的群组的经暴露扩散阻挡材料层以及选自由铜、镍及钴组成的群组的经暴露金属层； (b)使所述衬底与热浓缩碱性溶液接触以完全地移除所述扩散层，而大致不移除所述金属层。举例来说，可出于此目的而使用具有至少约70°C的温度的碱性溶液。在第四方面中，提供一种淬灭蚀刻反应(例如，减小蚀刻反应的速率或停止蚀刻反应)的方法。所述方法包含(a)使所述衬底与各向同性湿蚀刻溶液接触，所述各向同性湿蚀刻溶液包括(i)选自由二齿、三齿及四齿络合剂组成的群组的络合剂，及(ii)氧化齐U，所述湿蚀刻溶液具有介于约5与12之间的pH，借此蚀刻含铜金属；及(b)将所述蚀刻溶液的所述PH从其在(a)中所使用的初始值增加以减小蚀刻反应的速率或停止所述蚀刻反应。举例来说，可使用添加碱性PH调整剂(例如金属氢氧化物及四烷基氢氧化铵)以增加蚀刻溶液的pH(例如，从9到12或更高)来淬灭蚀刻反应。在第五方面中，提供一种蚀刻及清洁的方法，其中提供使用类似化学品(例如，介于5与12之间的类似pH范围)的蚀刻及清洁。所述方法包含(a)使所述衬底与各向同性湿蚀刻溶液接触，所述各向同性湿蚀刻溶液包括(i)选自由二齿、三齿及四齿络合剂组成的群组的络合剂，及(ii)氧化剂，其中所述湿蚀刻溶液具有介于约5与12之间的pH，借此蚀刻含铜金属；及(b)使所述衬底与清洁溶液接触，所述清洁溶液包括(i)选自由二齿、 三齿及四齿络合剂组成的群组的络合剂，其中所述清洁溶液具有介于约5与12之间的pH。在一些实施例中，包括络合剂及氧化剂(特定来说过氧化物)的蚀刻溶液在长的时间周期内不稳定，且在一些实施例中，在蚀刻前不久制备。在一个实施例中，从络合剂 (包含络合剂的混合物)的经PH调整的浓缩溶液制备所述溶液。在第六方面中，提供一种用于制备用于铜蚀刻的湿蚀刻溶液的浓缩溶液。在一个实施例中，所述浓缩溶液基本上由以下各项组成(a)水；(b)选自由二齿二胺、三齿三胺及四齿四胺组成的群组的一种或一种以上多胺，其中来源于这些多胺的氨基的浓度为至少约1. 5M ；及(c)选自由硫酸、烷基磺酸、羧酸及氨基酸组成的群组的一种或一种以上PH调整剂，其中所述浓缩溶液在21°C下具有介于约8. 5与11. 5之间的pH。在第七方面中，提供一种用于制备湿蚀刻溶液的方法。在一个实施例中，所述方法涉及组合上述浓缩溶液与氧化剂(例如，过氧化氢)的水溶液。在一些实施例中，在制备后不迟于10分钟将所述湿蚀刻溶液用于湿蚀刻含铜物。在第八方面中，提供一种用于湿化学蚀刻的设备，其中所述设备适于改善蚀刻均勻性。在一个实施例中，所述设备包含(a)晶片支座，其适于将所述晶片支撑于蚀刻位置中；(b)至少两个蚀刻喷嘴，其适于将蚀刻剂喷洒到所述晶片上；及(c)控制器，其具有用于针对所述至少两个喷嘴选择性地设定或调制以下参数中的至少一者的程序指令(i)相对于所述晶片的喷嘴位置；(ii)从所述至少两个喷嘴的蚀刻剂递送的时间；(iii)从所述至少两个喷嘴递送的蚀刻剂的组合物；(iv)从至少一个喷嘴递送的淬灭溶液的流动；(ν)来自所述至少两个喷嘴的所述蚀刻剂的流率；(vi)从所述至少两个喷嘴递送的所述蚀刻剂中的至少一种组份的浓度；及(vii)从所述至少两个喷嘴递送的流动样式的形状。下文将参考相关联的图式更详细地描述本发明的这些及其它特征以及优点。
图IA到IC图解说明根据本发明的实施例的镶嵌结构的一部分在穿硅通孔(TSV) 的制作期间的横截面视图。图2A到2D图解说明在覆盖物中具有凹入部的镶嵌结构在覆盖物通过各向同性蚀刻的平面化期间的横截面视图。图3A到3C图解说明在覆盖物中具有凹入部的镶嵌结构在覆盖物通过电化学填充与各向同性蚀刻的组合的平面化期间的横截面视图。图4是概述根据本文中所提供的实施例的镶嵌特征的处理的流程图。图5是提供根据本文中所提供的实施例的湿蚀刻的示范性工艺流程的流程图。图6是概述根据本文中所提供的实施例的湿化学蚀刻的工艺的流程图。图7是根据本文中所提供的实施例用于执行来自半导体衬底的金属的局部化蚀刻的简化系统的示意性透视图。图8是根据本文中所提供的实施例经配置以用于执行湿化学蚀刻的设备的视图。图9A是图解说明在不同的过氧化氢浓度下铜蚀刻速率对甘氨酸浓度的相依性的实验曲线图。图9B是图解说明在不同的甘氨酸浓度下铜蚀刻速率对过氧化氢浓度的相依性的实验曲线图。图9C是针对含有甘氨酸及过氧化氢的蚀刻组合物图解说明铜蚀刻速率对温度的相依性的实验曲线图。图9D是针对含有甘氨酸及过氧化氢的蚀刻组合物图解说明铜蚀刻速率对蚀刻溶液的PH的相依性的实验曲线图。图10是针对含有不同氨基酸及过氧化氢的蚀刻组合物图解说明铜蚀刻速率对pH 的相依性的实验曲线图。图11是展示不同化学品的铜蚀刻速率的实验条形图。图12是针对含有EDA及过氧化氢的蚀刻溶液图解说明经蚀刻铜的量对喷洒蚀刻时间的相依性的实验曲线图。图13是针对含有EDA及过氧化氢的蚀刻溶液图解说明铜蚀刻速率的pH相依性的实验曲线图。图14是针对含有EDA及过氧化氢的蚀刻溶液图解说明铜蚀刻速率对过氧化氢浓度的相依性的实验曲线图。图15是针对含有EDA及过氧化氢的蚀刻溶液图解说明铜蚀刻速率对EDA浓度的相依性的实验曲线图。
具体实施例方式用于铜移除的湿蚀刻组合物可通过使用含有氧化剂及络合剂的特定湿蚀刻溶液来完成含铜金属的蚀刻。出乎意料地发现，当期望无显著坑蚀或粗糙化的各向同性均勻蚀刻时，络合剂的性质尤其重要。 开发出在介于约5到12之间、优选介于约6到10之间的pH范围内提供高蚀刻速率(例如， 至少约1,000 A/分钟,优选地至少约2，000 A/分钟，例如至少约4，000 A/分钟)的蚀刻组合物。所述组合物包括水溶液，所述水溶液包括二齿、三齿或四齿络合剂(例如，氨基酸、乙二胺、 二亚乙基三胺等)中的一者或一者以上及氧化剂(例如，过氧化物)。与包括具有大于4个齿的络合剂(例如，乙二胺四乙酸(EDTA))或强单齿络合剂(例如，氨)的组合物相比，具有二齿、三齿及四齿配位体的组合物提供优越的蚀刻性质。所述蚀刻溶液可使用多种方法递送到衬底上，例如通过从一个或一个以上喷洒喷嘴喷洒、从喷射喷嘴递送蚀刻剂、从莲蓬头递送蚀刻剂、在薄膜反应器中进行蚀刻或通过旋涂接触方法。在一些实施例中，可优选地借助某一形式的溶液搅动简单地将衬底浸没到蚀刻剂中。显著地，在许多实施例中，借助所提供组合物的蚀刻在所有方向上以大致类似的速率发生-即所述蚀刻是大致各向同性的。举例来说，不同大小的凹入特征(或填充有铜的线路)内的蚀刻可在很大程度上跨越给定特征的宽度且针对极为不同的宽度的特征以大致相同或类似的速率均勻地发生。此外，在一些实施例中，以大致相同或类似的速率蚀刻所述凹入特征内的不同表面，例如，特征中心处或特征拐角中的铜/特征界面处的蚀刻可以大致类似的速率发生。在许多实施例中，借助所描述组合物的蚀刻还跨越晶片均勻地发生，在晶片的中心部分与边缘之间具有甚小的蚀刻速率变化。所述蚀刻优选为非颗粒特有的，例如，其并不在颗粒边界处以大致较高速率发生，且因此并不导致不期望的磨面。蚀刻速率优选地为与阵列内的特征大小、特征深度、特征位置及特征阵列间距无关的。此外，在许多实施例中，本文中所提供的各向同性蚀刻组合物提供经减小的坑蚀及表面粗糙度且供应具有高反射率的平滑无氧化物表面。相比之下，常规铜蚀刻组合物(例如，具有小于约5的低pH的蚀刻组合物)通常展现各向异性行为，其中较小特征内的蚀刻速率大致大于较大特征内的蚀刻速率。此外，通过使用常规蚀刻组合物观察到高坑蚀及表面粗糙度。本文中所述的蚀刻组合物的不寻常各向同性行为归因于发生于铜表面处的速率限制反应。在不受特定理论限制的情况下，相信在介于约6到12之间的pH范围内，氧化铜形成于铜表面处且立即或在极短时间后通过铜蚀刻组合物的络合剂被溶解并移除。注意， 有利地，在一些实施例中，本文中所述的蚀刻组合物并不形成驻存于铜表面上的氧化铜层， 但代替地供应具有高反射率(例如，在5,000 A蚀刻后，大于裸硅晶片在480nm处的反射率的120%的反射率)的平滑无氧化物铜表面。因此，如果在蚀刻反应期间形成任何氧化物， 那么立即或极快地将其原位移除，使得并不始终需要额外氧化物移除操作。然而，应理解， 在一些实施例中，各向同性蚀刻组合物可形成驻存于表面上的氧化物层，其可在后续单独移除及清洁操作中被移除。本发明并不限于上述有利特征，且无需由特定蚀刻组合物同时展现这些特征。举例来说，一些组合物可展现极好的各向同性行为，但可具有相对低的蚀刻速率(例如，展现介于约100到1000 A/分钟之间的蚀刻速率)。其它组合物可提供极快的蚀刻速率(例如， 大于3,000 A/分钟)，但未必是完美的各向同性。许多组合物将展现所述所期望特征中的一些或全部特征。所有这些组合物均在本发明的范围内。然而，提供展现高蚀刻速率(例如， 大于1,000 A/分钟的速率)及极好的各向同性行为两者的组合物尤其有利。在一些实施例中，蚀刻组合物的经改善各向同性行为与在摩尔基础上相对于络合剂使用超量氧化剂相关联。举例来说，在一些实施例中，蚀刻溶液中氧化剂与络合剂(或数种络合剂)的摩尔比 (例如，过氧化氢与EDA浓度的比率)为至少约2. 5比1，例如至少约3比1，且在一些实施方案中，至少约5比1。在一些实施例中，通过在蚀刻之前及在蚀刻之后测量铜层的表面粗糙度来确定蚀刻剂的各向同性行为。可通过测量铜表面的反射率的改变来评估表面粗糙度的改变。反射率通常用作类似表面(例如，无氧化物铜表面)的微观粗糙度的定性比较量。在许多实施例中，借助所提供蚀刻剂的蚀刻并不导致每1，000 A经蚀刻铜大于约15%的初始反射率降低速率。在一些实施例中，最初，反射率的降低为每1,000 A经蚀刻铜不大于10%，例如不大于2%，例如不大于1%。反射率可(例如)通过反射率测量工具来测量、标准化为硅晶片在480nm的波长处的反射率且通常作为相对于硅表面的反射率的百分数值给出，所述反射率测量工具测量例如为购自加利福尼亚州苗必达的耐诺公司(Nanometrics^ilpitas CA) 的NanoSpec 3，000光谱反射计。举例来说，微观平滑表面无氧化物经电沉积铜层可具有相对于硅介于约130%到140%之间的反射率值。具有在视觉上明显的氧化亚铜表面膜(失去光泽的外观)的相同平滑经电沉积铜层将具有大致较低反射率，例如小于90% (取决于膜厚度)。因此，表面氧化物的微观粗糙度及厚度两者均可影响所测量的反射率值。为确定反射率的改变并评估表面粗糙化，在蚀刻之前及之后测量铜层的反射率，并将数字的改变规范化到1，000 A的经蚀刻铜。举例来说，如果在蚀刻之前，铜反射比为Rl = 135%，且在已移除D = 4200 A铜的之后所述反射比降低到R2 = 120%，那么将反射比的改变计算为 [(R2-R1)/(R1XD)] X100% X1000 = 2.6% (移除每1，000 A)。通常在将表面暴露于喷洒或1 %的硫酸达2到5秒之后再次重复蚀刻后测量，之后立即进行DI水冲洗。此程序将快速移除表面氧化物，而不大致移除任何下伏金属或使表面粗糙化，且通常确认蚀刻后无氧化物反射比结果。对于本文所呈现的各向同性蚀刻调配物，在许多实施例中，在这两个值之间不存在显著的差，从而指示蚀刻后的表面是无氧化物的。在一些实施例中，在蚀刻后获得的铜层的反射率甚至高于蚀刻前。此可发生是因为在一些情况下，所提供的蚀刻剂使粗糙的表面更平滑，且可甚至用于铜层的平面化，如随后将描述。由于在经电镀的晶片具有预先存在的极薄残余氧化物膜的情况下可进行反射率增加的相同观察在理论上可能，因此在蚀刻前施加上述相同稀释酸及冲洗，其中结果指示反射率增加为蚀刻剂在铜金属上的平滑化/抛光行为的结果，而非仅因为移除极薄的电镀后表面氧化物。在一些实施例中，所提供的蚀刻方法在半导体晶片上进一步产生良好的中心到边缘不均勻性值。举例来说，提供具有小于约10% (例如小于约2%及小于约1%)的移除速率不均勻性的工艺。可因各向同性蚀刻剂的有利性质、且在一些实施例中因使用所提供的化学品结合使用经配置以用于将蚀刻溶液的非相交前端喷洒到旋转晶片衬底上的两个或两个以上单独喷洒施配器(例如，喷嘴)实现这些不均勻性值。此外，在一些实施例中，因对蚀刻剂递送系统中参数的调制(例如，因对喷洒喷嘴驻留时间、喷嘴位置的定位及动态修改、蚀刻组合物的改变、冲洗水递送、蚀刻淬灭剂递送等的调制)或因所述参数中的两者或两者以上的组合实现经改善的均勻性。由于各向同性蚀刻主要为表面控制的(而非扩散控制的)反应过程，因此通常不需要流体到整个表面的同时且均勻递送实现大致均勻移除速率分布。如此，可更有效率地利用维持湿表面所需的最小流体量，而更易于实现对铜移除分布型的调制及有效控制。再次参考所提供蚀刻剂的化学品，在一个实施例中，各向同性蚀刻组合物为水溶液，所述水溶液包含氧化剂(例如，过氧化物、过硫酸盐、高锰酸盐、臭氧、Fe3+盐等)以及二齿、三齿或四齿络合剂。还可使用络合剂的混合物。优选地，络合剂具有至少一个氨基。另一配位基团或其它配位基团可包含多种配位部分，例如，羰基及/或另一氨基。在一些实施例中，多胺为优选的。适合的络合剂的实例包含(而不限于)氨基酸、二胺、三胺及四胺。在一些实施例中，具有膦基的络合剂被排除在本发明的范围之外。在一些实施例中，过氧化氢因其高溶解性、低毒性及低成本而为优选氧化剂，但还可使用其它氧化剂。应理解，出于本发明的目的，可溶解于暴露于周围大气的蚀刻溶液中的双氧通常不被视为氧化剂。另外，注意，本文中所述的组合物为湿蚀刻溶液且因其并不含有研磨粒子且其利用并不依赖于表面研磨以实现其结果而不同于CMP浆料。如所提及，发现络合剂的性质尤其重要。举例来说，发现简单的单齿配位体(例如氨)及大的富羧酸多齿配位体(例如乙二胺四乙酸(EDTA))供应低蚀刻速率及/或导致表面氧化物形成或者不良各向同性行为。在优选实施例中，铜蚀刻溶液为大致无来自EDTA及其盐以及来自具有大于四个齿的配位体的氨、铵离子。出乎意料地，不同于EDTA及氨，发现许多氨基酸及二胺(例如甘氨酸及乙二胺 (EDA))提供卓越的蚀刻速率、各向同性行为、低表面粗糙度且无残余表面氧化物。除络合剂及氧化剂之外，蚀刻溶液还可任选地包含一种或一种以上pH调整剂。取决于所期望的pH，pH调整剂可为碱性或酸性的。碱性pH调整剂包含(而不限于)碱金属氢氧化物及四烷基氢氧化铵，例如四甲基氢氧化铵(TMAH)。在一些实施例中，酸性pH调整剂包含酸，例如硫酸、烷基磺酸(例如，甲烷磺酸)及羧酸(例如，乙酸、草酸、柠檬酸及乙醛酸)。在一些实施例中，氨基酸(例如甘氨酸)用作PH调整剂且用作络合剂两者。如本文中所使用的“氨基酸”包含生物发生(天然)氨基酸及非天然氨基酸两者， 且是指具有至少一个羧基及至少一个氨基的分子。氨基酸可任选地用多种取代基取代。在优选实施例中，氨基酸包含不可取代的主要氨基，但在其它实施例中，氨基酸可为N-衍生的。如此申请案中所使用的氨基酸并不包含具有大于四个齿的化合物，例如EDTA。发现甘氨酸、DL-丙氨酸、β -丙氨酸、丝氨酸、DL-甲硫氨酸及DL-缬氨酸为用于各向同性蚀刻的适合络合剂。具有较大取代基的氨基酸(例如亮氨酸、谷氨酰胺、天门冬氨酸、酪氨酸、胱氨酸及N-甲基化氨基酸肌氨酸)的结果展示大体较低蚀刻速率。包括氨基酸的典型蚀刻组合物的实例包含具有介于约6到10之间的pH的氨基酸 (例如，甘氨酸)及H2O2的组合物。在约1 2的H2A 甘氨酸摩尔比下观察到最高蚀刻速率。可视需要将缓冲剂、腐蚀抑制剂及PH调整剂(例如四甲基氢氧化铵)添加到所述组合物。在一些实施例中，使用二胺、三胺及四胺作为络合剂，其中二胺及三胺为优选的。这些物质可在氮处(例如，可为N-烷基取代的)或在其它位置处衍生。实例包含乙二胺(EDA，H2NCH2CH2NH2)、N-甲基乙二胺(CH3NHCH2CH2NH2)、二亚乙基三胺 (H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)、四亚乙基三胺(H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2)及三(2-氨基乙基) 胺(tren，N(CH2CH2NH2)3)。还可使用含有二胺及/或三胺及/或氨基酸的混合物的组合物， 且在一些情况下具有协同蚀刻速率行为。作为特定实例，组合弱氨基酸甘氨酸且使用弱氨基酸甘氨酸PH调整到介于6到10之间的pH的弱碱乙二胺的混合物展现显著大于单独地以相同浓度(例如，30%更大或更多)使用相同络合及氧化成分的蚀刻速率的简单总和的蚀
14刻速率，而同时改善各向同性行为(例如在所移除铜的类似厚度处导致较小表面粗糙化)。 在一些实施例中，蚀刻组合物包含二胺及氨基酸(例如，甘氨酸)、三胺及氨基酸，或二胺、 三胺及氨基酸的混合物。此外，在一些实施例中，这些组合物中的每一者均包含硫酸及/或羧酸及/或烷基磺酸，其中PH被调整到约7到10. 5的范围。含二胺蚀刻组合物供应极高蚀刻速率且导致具有极高反射率的平滑金属表面。含三胺及含四胺组合物还适合于各向同性蚀刻。由于多胺通常提供具有高PH的溶液，因此在一些实施例中，将酸性PH调整剂添加到蚀刻溶液以将pH减小到优选范围。举例来说，在含有二胺及/或三胺的一些溶液中，优选地，通过酸性PH调整剂将pH调整到介于约7到10. 5 之间，更通常调整到约8. 5到9. 5。出乎意料地，在这些蚀刻系统中，并非每一酸均适合于充当PH调整剂。适合的pH调整剂包含还可充当辅助络合剂的氨基酸(例如，甘氨酸)、羧酸(例如，乙酸、丙酸、乙醛酸、柠檬酸、草酸等)、烷基磺酸(例如，甲烷磺酸)及硫酸。相比之下，形成有限溶解性的铜盐且看似在其它方面干扰如上所述的工艺的碳酸及磷酸较不优选。看似干扰各向同性蚀刻机制的盐酸及氢溴酸也较不优选。此外，在一些实施例中，优选地不使用有毒或爆炸性酸，例如高氯酸。通常，氨基酸及形成高度可溶铜盐的酸为优选PH 调整剂。应理解，在所提供的PH范围处，所述pH调整剂通常并非以其游离酸形式而是作为对应共轭碱存在于溶液中。出于本申请案的目的，“包括酸性PH调整剂(例如，硫酸)”的蚀刻溶液理解为意指PH调整剂(例如硫酸)未必完全质子化，但以在所述pH值处存在的那些形式存在。虽然碱性含多胺溶液的pH调整在许多实施例中优选以便实现高蚀刻速率或最优各向同性行为，但在其它实施例中，在无此PH调整的情况下，极少或简单地使用二胺及三胺。当使用氨基酸作为蚀刻溶液的主络合剂时，有时需要添加碱性pH调整剂以使蚀刻溶液的PH成最优水平。举例来说，可使用四甲基氢氧化铵作为碱性PH调整剂。可使用络合剂及氧化剂的浓度以及蚀刻溶液的pH及温度来调制湿蚀刻的蚀刻速率及各向同性行为。蚀刻溶液的温度范围可广泛变化，例如，从约0°C到约70°C，超出此范围，碱性混合物的稳定性(尤其氧化剂的稳定性)受到相当大的限制。通常，在介于约20°C与30°C之间的温度下执行蚀刻。在一些实施例中，优选地在室温以上(在25°C以上，例如，在约45°C 下)进行蚀刻以实现经减小的坑蚀及经改善的蚀刻速率。在一些实施例中，通过在执行蚀刻前不久使用蚀刻溶液组份的放热混合来实现这些温度。络合剂、氧化剂及pH调整剂的浓度可取决于蚀刻剂的特定应用、需要移除的金属的量、可容忍的表面粗糙度等而变化。通常，在蚀刻中递送到衬底表面的络合剂的浓度可在从约0. OlM到6M、更通常从约0. 05M到3M的范围内变化，且氧化剂的浓度可从约0. 2M 到12M、更通常从约IM到约6M变化。在以摩尔计相对于络合剂超量地使用氧化剂时实现尤其良好的各向同性行为。举例来说，在一些实施例中，氧化剂与络合剂摩尔比为至少约 2.5 1，例如至少约3 1，且在一些实施方案中为至少约5 1。在各向同性蚀刻方案中，蚀刻速率极强地取决于络合剂的浓度且显著地在较小程度上取决于氧化剂的浓度。在一些实施例中，通过调制递送到衬底上的络合剂的浓度(例如通过减小络合剂的浓度或减小蚀刻剂到一个或一个以上喷洒源的流动)来调制衬底上的蚀刻速率。 关于pH，通常，在介于约5到9之间的pH值处实现较高蚀刻速率，而在约7与12 的PH值之间实现最佳各向同性行为(例如，较低粗糙度)。当然，这些值可取决于所使用的络合剂的性质而展现些微变化。当高蚀刻速率及高度各向同性行为两者均重要时，通常在介于约7与10. 5之间(例如介于约8. 5与9. 5之间)的pH范围处执行蚀刻。
由于当pH增加时蚀刻速率通常显著下降，因此在一些实施例中，可在高PH下快速淬灭蚀刻反应(例如，可降低蚀刻速率或可停止蚀刻)。举例来说，如果蚀刻需要停止或减慢，那么可将碱性PH调整剂供应到系统中以将蚀刻剂的pH增加到(例如)大于约10到 12。举例来说，可将TMAH的溶液添加到蚀刻剂以停止反应。在一个特定实施例中，通过利用此方法来“淬灭”蚀刻过程，将碱性试剂(例如TMAH)添加到一个或一个以上化学流，并减小或甚至完全抑制衬底上与此溶液进行接触的那个位置处的蚀刻速率。适合蚀刻组合物的实例包含(但不限于)基本上由以下各项组成的水溶液(a)甘氨酸、过氧化氢及TMAH，(b) EDA及过氧化氢；(c) EDA及硫酸铁(d)甘氨酸、四甲过硫酸盐及TMAH(e) EDA、过氧化氢及乙酸；(f)EDA、过氧化氢及甘氨酸；(g) EDA、过氧化氢及硫酸；(g) N-甲基EDA、过氧化氢，及任选地，酸性pH调整剂(例如，氨基酸、硫酸、烷基磺酸及/或羧酸)；(h) 二亚乙基三胺、过氧化氢，及任选地，酸性pH调整剂(例如，氨基酸、硫酸、烷基磺酸或羧酸)；(i)EDA、甘氨酸、乙酸、硫酸及过氧化氢，例如，其中在约9. 5的pH下示范性浓度为 5. 7mL/L EDA,4. 8g/L甘氨酸、0. 2mL/L乙酸、0. lmL/L硫酸、过氧化氢。虽然在许多实施例中，溶液可包含其它物质上显著组份(例如，润湿剂)，但在一些实施例中，蚀刻溶液基本上由以下各项组成水；选自由氨基酸、二胺及三胺组成的群组的络合剂(包含多种络合齐 )；氧化剂(包含多种氧化剂)；及任选地，pH调整剂(包含多种pH调整剂)。这些溶液还可任选地包含pH指示剂。形成湿蚀刻组合物的方法在一些实施例中，所述湿蚀刻组合物在室温下并非无限期地稳定，且在许多实施例中，应在制备之后迅速使用。此在使用过氧化氢作为氧化剂时尤其显著，因为蚀刻溶液的气体逸出及分解通常在已制备蚀刻溶液之后以相对快的速率发生。在一些实施例中，所提供的组合物在蚀刻前小于约30分钟(例如在蚀刻前小于约10分钟)制备。在一些实施例中，所提供的组合物在蚀刻前小于约3分钟(例如在蚀刻前小于约1分钟)通过在蚀刻设备的管线内混合蚀刻剂组份且恰在递送到衬底之前制备。在一些实施例中，在混合后于管线中混合小于15秒之后，将经混合的蚀刻调配物递送到衬底。在一些实施例中，通过混合包括(或基本上由以下各项组成)水、一种或一种以上络合剂及一种或一种以上PH调整剂的浓缩溶液与包括氧化剂(例如，过氧化氢)在水中的溶液来制备蚀刻组合物。在一些实施例中，进一步将水与这两种溶液组合以便稀释。在本发明的一个方面中，提供络合剂与pH调整剂的浓缩溶液。可在将这些溶液与氧化剂的溶液组合(例如，混合)且任选地用水稀释之后使用这些溶液来制成所提供的蚀刻组合物。在一个实施例中，此浓缩溶液基本上由以下各项组成水；二齿二胺、三齿三胺及四齿四胺中的一者或一者以上；及选自由具有小于约5的第一解离常数pKa值的酸组成的群组的一种或一种以上PH调整剂。在一个实施例中，所述一种或一种以上pH调整剂选自由硫酸、烷基磺酸(例如，甲烷磺酸)、氨基酸及羧酸组成的群组，其中在21°C下所述浓缩溶液的PH介于约8. 5与11. 5之间(例如介于约9. 5与11. 5之间)，且其中来源于多胺的氨基的浓度为至少约1. 5M(优选至少约3M，在一些情况下至少约4M)。将氨基的摩尔浓度计算为多胺的摩尔浓度乘以多胺中氨基的数目。如果使用多胺的混合物，那么可添加每一多胺的氨基的浓度以提供总浓度。所述浓缩溶液通常具有良好的贮藏寿命且可易于输送。表1列举可用于制备本文中所述的蚀刻剂的各种浓缩络合剂溶液的实例。表 1.
权利要求
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5μ m。
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ImA/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。
19.根据权利要求10所述的方法，其中在于(b)中完全填充所述镶嵌特征之后，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。
20.根据权利要求1所述的方法，其中(c)完全填充所述覆盖物中的所述凹入特征。
21.根据权利要求20所述的方法，其中(c)在所述覆盖物上所述经填充凹入特征上方形成突出部。
22.根据权利要求1所述的方法，其中(c)仅部分地填充所述覆盖物中的所述凹入特征。
23.根据权利要求1所述的方法，其中(d)中的湿蚀刻部分地移除所述含铜覆盖物，其中所述方法进一步包括使用化学机械抛光CMP移除剩余覆盖物及下伏扩散阻挡层。
24.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在(d)之后，通过湿化学蚀刻移除扩散阻挡层。
25.根据权利要求M所述的方法，其中通过湿化学蚀刻移除所述扩散阻挡层包括使所述衬底与热浓缩碱性溶液接触。
26.根据权利要求1所述的方法，其中(d)包括从至少一个喷洒源将所述各向同性湿蚀刻溶液喷洒到旋转衬底上。
27.根据权利要求沈所述的方法，其进一步包括在将所述各向同性湿蚀刻溶液喷洒到所述衬底上时使所述衬底以较低旋转速率旋转以移除至少所述衬底的侧区域处及所述衬底的底部边缘区域处的含铜金属。
28.根据权利要求1所述的方法，其中(d)包括从至少两个喷嘴喷洒所述各向同性湿蚀刻溶液，其中选自由以下各项组成的群组的至少一个参数针对至少两个喷嘴为不同的或在蚀刻过程期间被调制(i)相对于晶片的喷嘴位置；(ii)蚀刻剂递送的时间；(iii)从所述喷嘴递送的蚀刻剂的组合物；(iv)从至少一个喷嘴递送的淬灭溶液的流动；(ν)来自所述喷嘴的所述蚀刻剂的流率；(vi)从所述喷嘴递送的所述蚀刻剂中的至少一种组份的浓度； 及(vii)从所述至少两个喷嘴递送的流动样式的形状。
29.根据权利要求1所述的方法，其中(d)包括增加蚀刻组合物的pH以在所述湿蚀刻期间在期望时减小蚀刻反应速率或停止所述湿蚀刻过程。
30.根据权利要求1所述的方法，其中从由二齿、三齿及四齿络合剂以及其混合物组成的群组选择所述络合剂。
31.根据权利要求30所述的方法，其中从由氨基酸、二胺、三胺及四胺以及其混合物组成的群组选择所述络合剂。
32.根据权利要求31所述的方法，其中从由二胺及三胺以及其混合物组成的群组选择所述络合剂。
33.根据权利要求32所述的方法，其中从由乙二胺及二亚乙基三胺组成的群组选择所述络合剂。
34.根据权利要求1所述的方法，其中从由氨基酸、二胺、三胺及其混合物组成的群组选择所述络合剂，且其中从由过氧化物、过硫酸盐、臭氧溶液、高锰酸盐及铁离子组成的群组选择所述氧化剂。
35.根据权利要求1所述的方法，其中所述蚀刻溶液包括二胺与氨基酸或三胺与氨基酸。
36.根据权利要求1所述的方法，其中从由二胺及三胺组成的群组选择所述络合剂，且其中所述溶液进一步包括选自由硫酸、羧酸、烷基磺酸、氨基酸及其混合物组成的群组的PH 调整剂。
37.根据权利要求1所述的方法，其中以介于约6与10之间的pH范围执行所述湿蚀刻。
38.根据权利要求1所述的方法，其中所述湿蚀刻以至少约1,000A/分钟的速率移除所述含铜金属。
39.根据权利要求1所述的方法，其中(d)移除至少约Iym厚的含铜金属层。
40.根据权利要求1所述的方法，其中所述湿蚀刻溶液包括乙二胺及过氧化氢，且其中所述溶液具有介于约7与10. 5之间的pH。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述pH介于约8.5与9. 5之间。
42.根据权利要求40所述的方法，其中所述溶液进一步包括选自由硫酸、甘氨酸、乙酸、柠檬酸、甲烷磺酸、草酸及乙醛酸组成的群组的PH调整剂。
43.根据权利要求1所述的方法，其中所述络合剂的浓度介于约0.OlM与6M之间。
44.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂的浓度介于约0.2M与12M之间。
45.根据权利要求1所述的方法，其中所述湿蚀刻溶液具有至少约2.5 1的氧化剂与络合剂的摩尔比。
46.根据权利要求1所述的方法，其中所述湿蚀刻溶液具有至少约3 1的氧化剂与络合剂的摩尔比。
47.根据权利要求1所述的方法，其中所述镶嵌特征为穿硅通孔。
48.一种用于从半导体衬底移除扩散阻挡材料层的方法，所述方法包括(a)接收所述衬底，所述衬底包括选自由钛、氮化钛、钨、氮化钨、钽及氮化钽组成的群组的经暴露扩散阻挡材料层以及选自由铜、镍及钴组成的群组的经暴露金属层；(b)使所述衬底与热浓缩碱性溶液接触以完全地移除所述扩散层，而大致不移除所述 ^^^J^l J^ ο
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述热碱性溶液的温度为至少约70°C。
50.一种用于从半导体衬底蚀刻含铜金属的方法，所述方法包括(a)使所述衬底与各向同性湿蚀刻溶液接触，所述各向同性湿蚀刻溶液包括(i)选自由二齿、三齿及四齿络合剂以及其混合物组成的群组的络合剂，及(ii)氧化剂，所述湿蚀刻溶液具有介于约5与12之间的pH，借此蚀刻含铜金属；(b)将所述蚀刻溶液的所述pH从其在(a)中所使用的初始值增加以减小蚀刻反应的速率或停止所述蚀刻反应。
51.一种用于从半导体衬底蚀刻含铜金属的方法，所述方法包括使所述衬底与各向同性湿蚀刻溶液接触，所述各向同性湿蚀刻溶液包括(i)选自由二胺、三胺及四胺组成的群组的络合剂；(ii)氧化剂；及(iii)选自由氨基酸、烷基磺酸及羧酸组成的群组的PH调整剂。
52.一种用于从半导体衬底蚀刻含铜金属的方法，所述方法包括(a)使所述衬底与各向同性湿蚀刻溶液接触，所述各向同性湿蚀刻溶液包括(i)选自由二齿、三齿及四齿络合剂组成的群组的络合剂；及(ii)氧化剂，其中所述湿蚀刻溶液具有介于约5与12之间的pH，借此蚀刻含铜金属；(b)使所述衬底与清洁溶液接触，所述清洁溶液包括(i)选自由二齿、三齿及四齿络合剂组成的群组的络合剂。
53.一种用于制备用于铜蚀刻的湿蚀刻溶液的浓缩溶液，所述浓缩溶液基本上由以下各项组成(a)水；(b)选自由二齿二胺、三齿三胺及四齿四胺组成的群组的一种或一种以上多胺，其中来源于这些多胺的氨基的浓度为至少约1. 5M ；及(c)选自由硫酸、烷基磺酸、羧酸及氨基酸组成的群组的一种或一种以上pH调整剂，其中所述浓缩溶液在21°C下具有介于约8. 5与11. 5之间的pH。
54.根据权利要求53所述的浓缩溶液，其中来源于多胺的氨基的所述浓度为至少约 3M，且其中所述浓缩溶液在21°C下具有介于约9. 5与11. 5之间的pH。
55.根据权利要求53所述的浓缩溶液，其中所述溶液基本上由水、乙二胺以及选自由甘氨酸、甲烷磺酸、硫酸及乙酸组成的群组的一种或一种以上PH调整剂组成。
56.根据权利要求55所述的浓缩溶液，其中所述浓缩溶液基本上由水、乙二胺、甘氨酸、硫酸及乙酸组成。
57.一种用于制备湿蚀刻组合物的方法，所述方法包括组合根据权利要求53所述的浓缩溶液与氧化剂的水溶液。
58.根据权利要求57所述的方法，其进一步包括在组合根据权利要求53所述的浓缩溶液与所述氧化剂的所述水溶液后不迟于10分钟从半导体衬底湿蚀刻含铜金属。
59.一种用于湿化学蚀刻的设备，所述设备包括(a)晶片支座，其适于将晶片支撑于蚀刻位置中；(b)至少两个蚀刻喷嘴，其适于将蚀刻剂喷洒到所述晶片上；及(c)控制器，其具有用于针对所述至少两个喷嘴选择性地设定或调制以下参数中的至少一者的程序指令(i)相对于所述晶片的喷嘴位置；(ii)从所述至少两个喷嘴的蚀刻剂递送的时间；(iii)从所述至少两个喷嘴递送的蚀刻剂的组合物；(iv)从至少一个喷嘴递送的淬灭溶液的流率；(ν)来自所述至少两个喷嘴的所述蚀刻剂的流率；(vi)从所述至少两个喷嘴递送的所述蚀刻剂中的至少一种组份的浓度；及(vii)从所述至少两个喷嘴递送的流动样式的形状。
全文摘要
可通过pH介于约5与12之间的湿蚀刻溶液蚀刻半导体衬底上的经暴露铜区域，所述湿蚀刻溶液包括(i)选自由二齿、三齿及四齿络合剂组成的群组的一种或一种以上络合剂；及(ii)氧化剂。在许多实施例中，所述蚀刻为大致各向同性的且在铜的表面上不形成可见不溶物质的情况下发生。所述蚀刻用于半导体制作中的若干个过程中，包含用于部分地或完全地移除铜覆盖物、用于平面化铜表面及用于在填充有铜的镶嵌特征中形成凹入部。适合蚀刻溶液的实例包含包括分别作为二齿及三齿络合剂的二胺(例如，乙二胺)及/或三胺(例如，二亚乙基三胺)以及作为氧化剂的过氧化氢的溶液。在一些实施例中，所述蚀刻溶液进一步包含pH调整剂，例如硫酸、氨基酸及羧酸。
文档编号H01L21/306GK102473628SQ201080034653
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月27日 优先权日2009年8月4日
发明者史蒂文·T·迈尔, 埃里克·韦布, 戴维·W·波特 申请人:诺发系统有限公司