电镀种晶层建成和修复制造技术

示例性电镀方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。所传送的电流可以是或者可以包括脉冲电流，占空因数小于或者大约是50％，这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的金属镀敷在基板上。该基板可以界定过孔，该过孔在该基板内。这些方法可以包括：在第一时间周期之后，将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括：将第二数量的金属镀敷在基板上。上。上。

【技术实现步骤摘要】
电镀种晶层建成和修复
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享有2020年10月23日提交的、名称为“ELECTROPLATING SEED LAYER BUILDUP AND REPAIR(电镀种晶层建成和修复)”的第17/079127号美国专利申请的优先权和权益，通过引用将该专利申请全部并入在此。


[0003]本技术涉及半导体处理中的电镀操作。更具体地说，本技术涉及在电镀系统中进行种晶层建成(buildup)的系统和方法。

技术介绍

[0004]通过在基板表面上制作复杂构图的材料层的工艺，使得集成电路成为可能。在基板上成形、蚀刻和其他的处理之后，经常沉积或者形成金属或者其他导电材料以在部件之间提供电连接。由于该金属化可以在许多制造操作之后进行，所以该金属化期间发生的问题可能产生付出昂贵代价的废弃基板或者晶片。
[0005]在电镀腔室中进行电镀，晶片的目标一侧在液体电解质的浴槽(bath)中，接触环上的电触点接触晶片表面上的导电层，诸如种晶层。电流从电源流过该电解质和导电层。电解质中的金属离子向外镀敷到晶片上，在晶片上产生金属层。当晶片具有在整个表面上界定的不平坦特征结构时，种晶层可能是不完整的，或者特征在于沿着晶片的这些特征结构的可变厚度。这些变化对电镀操作可能是挑战，电镀操作得益于有均匀厚度和充分导电率的种晶层。在具有薄金属或者遗漏金属的种晶层上进行镀敷可能导致产生空隙(void)或者不均匀镀敷的层。
[0006]因此，需要能够用来生产高质量器件和结构的改良的系统和方法。这些和其他需求由本技术来解决。

技术实现思路

[0007]示例性电镀方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。所传送的电流可以是或者可以包括脉冲电流，脉冲电流的占空因数(duty cycle)小于或者大约是50％，这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的金属镀敷在基板上。该基板可以界定过孔(via)，该过孔在该基板内。这些方法可以包括：在第一时间周期之后，将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括：将第二数量的金属镀敷在基板上。
[0008]在一些实施方式中，在第一时间周期期间传送的电流的特征在于小于或者大约是1000Hz的工作频率(operational frequency)。在第一时间周期期间的平均电流密度可以小于或者大约是3mA/cm2。在第二时间周期期间的平均电流密度可以大于或者等于在第一时间周期期间的平均电流密度。在第二时间周期期间的峰值电流可以小于或者大约是2安培。在第一时间周期期间的峰值电流可以大于或者大约是2安培。在第二时间周期期间，平
均电流密度可以随着时间的推移而增大。界定在基板内的过孔可以特征在于大于或者大约是10μm的深度。沿着在基板内界定的过孔的壁可以形成阻挡层。阻挡层可以包括钛或钽中的一种或多种，并且所沉积的金属可以是铜或者包括铜。
[0009]本技术的一些实施方式可以包括电镀方法。这些方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。电源可以以小于或者大约是750Hz的频率在第一时间周期期间工作于脉冲DC传送。这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的铜镀敷在基板上。这些方法可以包括：在第一时间周期之后，将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括：将第二数量的铜镀敷在基板上。
[0010]在一些实施方式中，每个脉冲在第一时间周期期间的接通时间(on
‑
time)可以小于或者大约是100ms。在第一时间周期期间，电源可以工作于小于或者大约是20％的占空因数。在第一时间周期期间的平均电流密度可以小于在第二时间周期期间的平均电流密度。在第一时间周期期间的峰值电流密度可以大于在第二时间周期期间的峰值电流密度。在第一时间周期期间的峰值电流密度可以大于或者大约是在第二时间周期期间的峰值电流密度的两倍。基板可以界定过孔，该过孔的特征在于大于或者大约是10的深宽比。该过孔可以布满(line with)阻挡层和铜的种晶层。在第二时间周期期间，在一组镀敷操作中，平均电流密度可以是上升的(ramped)。
[0011]本技术的一些实施方式可以包括电镀方法。这些方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。电源可以以小于或者大约是1000Hz的频率且以小于或者大约是50％的占空因数在第一时间周期期间工作于脉冲DC传送。这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的铜镀敷在基板上。基板可以界定过孔，该过孔布满阻挡层和铜的种晶层。所镀敷的第一数量的铜可以特征在于小于或者大约是500nm的厚度。在第一时间周期之后，这些方法可以包括：将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期，第二时间周期大于第一时间周期。在第二时间周期期间的平均电流密度可以大于在第一时间周期期间的平均电流密度。这些方法可以包括：将第二数量的铜镀敷在基板上。
[0012]这种技术相对于传统技术而言可以提供众多的好处。例如，本技术可以在电镀操作之前提高种晶层覆盖量(coverage)，这可以提高镀敷的均匀性。另外，本技术可以在镀敷腔室中进行，其中可以在镀敷腔室中进行电镀，相比于在分开的处理腔室中尝试种晶层修复的其他技术而言，这可以提高产量。结合下面的说明和附图，更详细地描述这些和其他实施方式以及许多它们的优点和特征。
附图说明
[0013]通过参看本说明书的余下部分和附图，可以实现对所公开的多个实施方式的本质和优点的进一步理解。
[0014]图1示出根据本技术的一些实施方式的电镀系统的示意性透视图。
[0015]图2示出根据本技术的一些实施方式的电镀系统的部分截面图。
[0016]图3示出根据本技术的一些实施方式的电镀方法中的示例性操作。
[0017]图4A
‑
图4B示出根据本技术的一些实施方式的种晶层建成期间基板的示意性截面图。
[0018]附图中的几幅图被作为示意图而包括在内。应理解的是，这些图是用于图解的目
的，并不视为按比例绘制，除非特意说明是按比例绘制的。另外，作为示意图，这些图被提供用以辅助理解，与现实呈现的东西相比，可能并未包括所有的方面或者信息，并且可能包括夸张后的材料以用于图解的目的。
[0019]在这些图中，类似的部件和/或特征可能具有相同的数字参考标号。此外，可能通过在参考标号后跟随用作在类似的部件和/或特征中做区分的字母来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用第一种数字参考标号，那么该描述能够用于具有相同的第一种数字参考标号的类似部件和/或特征中的任一个而不必考虑该字母后缀。
具体实施方式
[0020]在半导体制造和处理中进行各种操作以在整个基板上产生大量的特征结构。随着半导体的层的形成，在该结构中产生过孔、沟槽和其他通路(pathway)。然后这些特征结构可以被填充有使电流能够从一层到另一层地传导流过器件的导电材料或者金属材料。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电镀方法，所述方法包括以下步骤：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期，其中所传送的电流包括占空因数小于或者大约是50％的脉冲电流；在所述镀敷浴槽内将第一数量的金属镀敷在基板上，其中所述基板界定过孔，所述过孔在所述基板内；在所述第一时间周期之后，将所述电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期；和将第二数量的金属镀敷在所述基板上。2.如权利要求1所述的电镀方法，其中在所述第一时间周期期间传送的电流的特征在于小于或者大约是1000Hz的工作频率。3.如权利要求1所述的电镀方法，其中在所述第一时间周期期间的平均电流密度小于或者大约是3mA/cm2。4.如权利要求3所述的电镀方法，其中在所述第二时间周期期间的平均电流密度大于或者等于在所述第一时间周期期间的平均电流密度。5.如权利要求4所述的电镀方法，其中在所述第二时间周期期间的峰值电流小于或者大约是2安培。6.如权利要求5所述的电镀方法，其中在所述第一时间周期期间的峰值电流大于或者大约是2安培。7.如权利要求1所述的电镀方法，其中，在所述第二时间周期期间，平均电流密度随着时间的推移而增大。8.如权利要求1所述的电镀方法，其中界定在所述基板内的所述过孔的特征在于大于或者大约是10μm的深度。9.如权利要求1所述的电镀方法，所述方法进一步包括：沿着在所述基板内界定的所述过孔的壁而形成的阻挡层。10.如权利要求9所述的电镀方法，其中所述阻挡层包括钛或钽中的一种或多种，并且其中所沉积的所述金属包括铜。11.一种电镀方法，所述方法包括以下步骤：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期，其中所述电源以小于或者大约是750Hz的频率在所述第一时间周期期间工作于脉冲DC传送；在所述镀敷浴槽内将第一数量的铜镀敷在基板上；在所述第一时间周期之后，将所述电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：