TWI587397B

Methods and materials for anchoring gapfill metals

Abstract

One aspect of the present invention includes a method of fabricating an electronic device. According to one embodiment, the method comprises providing a substrate having dielectric oxide surface areas adjacent to electrically conductive surface areas, chemically bonding an anchor compound with the dielectric oxide surface areas so as to form an anchor layer, initiating the growth of a metal using the electrically conductive surface areas and growing the metal so that the anchor layer also bonds with the metal. The anchor compound has at least one functional group capable of forming a chemical bond with the oxide surface and has at least one functional group capable of forming a chemical bond with the metal. Another aspect of the present invention is an electronic device. A third aspect of the present invention is a solution comprising the anchor compound.

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34 claims: 32 independent, 2 dependent

  1. 1
    一種製造電子裝置的方法,該方法包含:提供具有相鄰導電表面區域之介電氧化物表面區域的一基板;化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域以形成一錨定層;及利用該導電表面區域起始一金屬的生長,並使該金屬生長,使得該錨定層與該金屬鍵結;其中該錨定化合物包含具有通式A X O Y Z- 的一無機含氧陰離子,其中A為一化學元素、O為氧、X為一整數、Y為一整數、及Z為一整數。
  2. 2
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物具有能與該氧化物表面形成一化學鍵之至少一官能基、及具有能與該金屬形成一化學鍵之至少一官能基。
  3. 3
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物包含一無機含氧陰離子、一胺基、一亞胺基、一氰基、與該金屬的離子形成錯合物之一官能基、強力地吸附在該金屬上的一官能基、或其組合。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物包含磷酸基、亞磷酸基、或膦酸基。
  5. 5
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,更包含在該化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物之前使金屬化接點之表面實質上無氧化物。
  6. 6
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該介電氧化物為形成於不同材料上之一表面氧化物。
  7. 7
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域為利用包含該錨定化合物的一氣體之一乾式化學處理。
  8. 8
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該化學性鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域為利用包含該錨定化合物的一液體溶液之一濕式化學處理。
  9. 9
    如申請專利範圍第8項之製造電子裝置的方法,其中該液體溶液更包含二甲基亞碸、甲醯胺、乙腈、乙醇、或其混合物。
  10. 10
    如申請專利範圍第1項之一種製造電子裝置的方法,其中該介電氧化物表面區域包含選自由SiO 2 、SiOC、SiOCH、SiON、SiOCN、SiOCHN、Ta 2 O 5 、及TiO 2 組成的一群組之至少一者。
  11. 11
    如申請專利範圍第1項之製造電子裝置的方法,其中該金屬包含鈷、銅、金、銥、鎳、鋨、鈀、鉑、錸、釕、銠、銀、錫、鋅、無電電鍍合金、或其混合物。
  12. 12
    一種製造電子裝置的方法,該方法包含:提供具有相鄰導電表面區域之介電氧化物表面區域的一基板;化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域以形成一錨定層;及利用該導電表面區域起始一金屬的生長,並使該金屬生長,使得該錨定層與該金屬鍵結;其中該錨定化合物包含單烷氧基矽烷、雙烷氧基矽烷、或三烷氧基矽烷、及來自由胺基、亞胺基、羧酸基、氰基、磷酸基、亞磷酸基、膦酸基、及環氧基組成的群組之至少一者。
  13. 13
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物具有能與該氧化物表面形成一化學鍵之至少一官能基、及具有能與該金屬形成一化學鍵之至少一官能基。
  14. 14
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物包含一無機含氧陰離子、一胺基、一亞胺基、一氰基、與該金屬的離子形成錯合物之一官能基、強力地吸附在該金屬上的一官能基、或其組合。
  15. 15
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物包含磷酸基、亞磷酸基、或膦酸基。
  16. 16
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,更包含在該化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物之前使金屬化接點之表面實質上無氧化物。
  17. 17
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該介電氧化物為形成於不同材料上之一表面氧化物。
  18. 18
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域為利用包含該錨定化合物的一氣體之一乾式化學處理。
  19. 19
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該化學性鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域為利用包含該錨定化合物的一液體溶液之一濕式化學處理。
  20. 20
    如申請專利範圍第19項之製造電子裝置的方法,其中該液體溶液更包含二甲基亞碸、甲醯胺、乙腈、乙醇、或其混合物。
  21. 21
    如申請專利範圍第12項之一種製造電子裝置的方法,其中該介電氧化物表面區域包含選自由SiO 2 、SiOC、SiOCH、SiON、SiOCN、SiOCHN、Ta 2 O 5 、及TiO 2 組成的一群組之至少一者。
  22. 22
    如申請專利範圍第12項之製造電子裝置的方法,其中該金屬包含鈷、銅、金、銥、鎳、鋨、鈀、鉑、錸、釕、銠、銀、錫、鋅、無電電鍍合金、或其混合物。
  23. 23
    一種製造電子裝置的方法,該方法包含:提供具有相鄰導電表面區域之介電氧化物表面區域的一基板;化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域以形成一錨定層;及利用該導電表面區域起始一金屬的生長,並使該金屬生長,使得該錨定層與該金屬鍵結;其中該錨定化合物具有通式:(R 1 -O) V-n MG n ,其中M為鍺、鉿、銦、矽、鉭、錫、鈦、或鎢;G為能與該金屬形成該化學鍵的一官能基;R 1 -O為能與該氧化物表面形成該化學鍵的該官能基,O為氧;V為M的原子價;及n為從1至V-1的一整數。
  24. 24
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中R 1 為一烷基、M為矽、及G為一烷基胺。
  25. 25
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物具有能與該氧化物表面形成一化學鍵之至少一官能基、及具有能與該金屬形成一化學鍵之至少一官能基。
  26. 26
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物包含一無機含氧陰離子、一胺基、一亞胺基、一氰基、與該金屬的離子形成錯合物之一官能基、強力地吸附在該金屬上的一官能基、或其組合。
  27. 27
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該錨定化合物包含磷酸基、亞磷酸基、或膦酸基。
  28. 28
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,更包含在該化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物之前使金屬化接點之表面實質上無氧化物。
  29. 29
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該介電氧化物為形成於不同材料上之一表面氧化物。
  30. 30
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該化學性地鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域為利用包含該錨定化合物的一氣體之一乾式化學處理。
  31. 31
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該化學性鍵結一錨定化合物與該介電氧化物表面區域為利用包含該錨定化合物的一液體溶液之一濕式化學處理。
  32. 32
    如申請專利範圍第31項之製造電子裝置的方法,其中該液體溶液更包含二甲基亞碸、甲醯胺、乙腈、乙醇、或其混合物。
  33. 33
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該介電氧化物表面區域包含選自由SiO 2 、SiOC、SiOCH、SiON、SiOCN、SiOCHN、Ta 2 O 5 、及TiO 2 組成的一群組之至少一者。
  34. 34
    如申請專利範圍第23項之製造電子裝置的方法,其中該金屬包含鈷、銅、金、銥、鎳、鋨、鈀、鉑、錸、釕、銠、銀、錫、鋅、無電電鍍合金、或其混合物。
Independent claims34