[发明专利]用于经改进工艺稳定性及性能的电沉积系统的配置及操作方法

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2011年1月7日提出申请的第61/430,709号美国临时专利申请案的权益，所述申请案以引用方式并入本文中。

技术领域

本文中所揭示的实施例涉及金属电镀，特定来说，涉及金属电镀到晶片衬底上。

背景技术

镶嵌处理是用于在集成电路上形成金属线的方法。由于所述方法相比于其它方法需要较少处理步骤且提供高合格率，因此经常使用所述方法。通常用铜填充集成电路的表面上的在镶嵌处理期间形成的导电路线。可借助使用电镀溶液的电镀工艺将铜沉积于所述导电路线中。

发明内容

本发明提供用于电镀金属的方法、设备及系统。根据各种实施方案，所述方法涉及减小电镀溶液中的氧浓度、使晶片衬底与所述电镀溶液接触、将金属电镀到所述晶片衬底上及增加所述电镀溶液的氧化强度。

根据一项实施方案，一种将金属电镀到晶片衬底上的方法包含减小电镀溶液的氧浓度，其中所述电镀溶液包含约100PPM或小于100PPM的加速剂。在减小所述电镀溶液的氧浓度之后，在电镀池中使晶片衬底与所述电镀溶液接触。电镀池中的电镀溶液的氧浓度为约1PPM或小于1PPM。在电镀池中，借助电镀溶液将金属电镀到晶片衬底上。在电镀之后，增加电镀溶液的氧化强度。

根据一项实施方案，一种用于电镀金属的设备包含电镀池、脱气装置、氧化站及控制器。所述电镀池经配置以保持电镀溶液。所述脱气装置耦合到所述电镀池且经配置以在电镀溶液流动到所述电镀池中之前从电镀溶液移除氧气。所述氧化站耦合到所述电镀池，且所述氧化站经配置以在电镀溶液从所述电镀池中流出之后增加电镀溶液的氧化强度。所述控制器包含用于进行一种工艺的程序指令，所述工艺包含以下操作：使用脱气装置来减小电镀溶液的氧浓度。所述电镀溶液包含约100PPM或小于100PPM的加速剂。在脱气之后，在电镀池中使晶片衬底与电镀溶液接触。电镀池中的电镀溶液的氧浓度为约1PPM或小于1PPM。在电镀池中，借助电镀溶液将金属电镀到晶片衬底上。在电镀之后，使用氧化站来增加电镀溶液的氧化强度。

根据一项实施方案，一种包括用于控制沉积设备的程序指令的非暂时计算机机器可读媒体包含用于减小电镀溶液的氧浓度的代码。所述电镀溶液可包含约100PPM或小于100PPM的加速剂。在减小所述电镀溶液的氧浓度之后，在电镀池中使晶片衬底与所述电镀溶液接触。电镀池中的电镀溶液的氧浓度为约1PPM或小于1PPM。在电镀池中，借助电镀溶液将金属电镀到晶片衬底上。在电镀之后，增加电镀溶液的氧化强度。

下文在附图及说明中陈述本说明书中所描述标的物的实施方案的这些及其它方面。

附图说明

图1展示将金属电镀到晶片衬底上的方法的实例。

图2A展示经配置以执行本文中所揭示方法的设备的示意性图解的实例。

图2B展示储液槽的示意性图解的实例。

图3展示电填充系统的示意性图解的实例。

具体实施方式

一般来说，本文中所描述的实施方案提供用于控制电镀溶液组合物的设备及方法。

在以下详细说明中，陈述众多具体实施方案以提供对所揭示实施方案的透彻理解。然而，如所属领域的技术人员将显而易见，可在没有这些特定细节的情况下或通过使用替代元件或工艺来实践所揭示实施方案。在其它例项中，尚未详细描述众所周知的工艺、程序及组件以便不会不必要地使所揭示实施方案的各方面模糊不清。

在本申请案中，术语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“晶片衬底”及“经部分制作的集成电路”可互换地使用。所属领域的技术人员将理解，术语“经部分制作的集成电路”可以是指在其上制作集成电路的许多阶段中的任一者期间的硅晶片。以下详细说明假设，所揭示实施方案实施于晶片衬底上。然而，所揭示实施方案并不受如此限制。工件可具有各种形状、大小及材料。除半导体晶片之外，可利用所揭示实施方案的其它工件还包含例如印刷电路板及类似物等各种物品。