工艺套件除泡制造技术

在一些示例中，提供了一种用于在衬底上沉积金属层的电镀装置。示例性的电镀装置包括：用于接收电镀溶液的电镀槽；电极；对电极；衬底保持夹具；阻性元件；以及除泡设备，其能旋转地支撑在所述阻性元件附近以产生或引导穿过所述阻性元件的电镀溶液的流动，从而释放截留的气泡。气泡。气泡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工艺套件除泡
优先权主张
[0001]本申请要求于2020年12月1日申请的美国临时专利申请No.63/120,078的优先权利益，其全部内容都通过引用合并于此。


[0002]本公开总体上涉及工艺套件除泡，并且更具体地涉及在半导体晶片上电镀金属层时的工艺套件除泡。在一些方面，本文所述的方法和装置最终可用于控制电镀均匀性。

技术介绍

[0003]通常，当在半导体上电镀金属层时，气泡会在电镀槽中的一个或多个工艺套件元件下方形成并被困在该处。可能受此问题严重影响的一种工艺套件元件是离子阻性离子可渗透元件，该元件位于所述槽中的衬底保持器附近。离子阻性离子可渗透元件也可称为高电阻虚拟阳极或HRVA。由于HRVA和工艺套件的限制性配置，这些气泡不会自动清除到大气中，而必须通过外部装置去除。
[0004]这种方法可能会带来几个问题。例如，手动工艺很慢，由于存在化学暴露风险，需要使用全酸个人防护设备(PPE)，并且需要高超的技巧和灵巧性来寻找和去除截留的气泡。
[0005]这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的专利技术人的工作在其在此
技术介绍
部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

[0006]在一些示例中，提供了一种用于在衬底上沉积金属层的电镀装置。一种示例性的电镀装置可以包括：用于接收电镀溶液的电镀槽；电极；对电极；衬底保持夹具；阻性元件；以及除泡设备，其能旋转地支撑在所述阻性元件附近以产生或引导穿过所述阻性元件的电镀溶液的流动。
[0007]在一些示例中，所述除泡设备在使用中是能旋转的，以产生穿过所述阻性元件的电镀溶液的向上流动，以去除其下方的气泡。
[0008]在一些示例中，所述除泡设备能安装在所述衬底保持夹具中。
[0009]在一些示例中，所述除泡设备包括晶片形板。
[0010]在一些示例中，所述除泡设备包括流动生成元件。
[0011]在一些示例中，所述流动生成元件包括叶轮。
[0012]在一些示例中，所述除泡设备包括流动控制元件。
[0013]在一些示例中，所述流动控制元件包括横肋条。
[0014]在一些示例中，提供了一种电镀装置除泡设备。一种示例性的除泡设备可以包括：背板，以及至少一个流动生成元件，和/或至少一个流动控制元件。
[0015]在一些示例中，所述背板是晶片形的，并且所述除泡设备能安装在所述电镀装置
的衬底支撑夹具中。
[0016]在一些示例中，所述至少一个流动生成元件包括叶轮。
[0017]在一些示例中，所述叶轮的远端设置在所述背板的周边处或附近。
[0018]在一些示例中，所述至少一个流动控制元件包括肋条。
[0019]在一些示例中，所述电镀装置包括阻性设备，并且其中所述除泡设备的所述至少一个流动控制元件被配置成在所述除泡设备的定时式位置与所述阻性设备的流动控制元件相互作用。
[0020]在一些示例中，所述至少一个流动控制元件在所述背板上的周边位置之间完全延伸穿过所述除泡设备。
[0021]在一些示例中，所述除泡设备还包括多个流动控制元件，每个流动控制元件与所述除泡设备的对应的定时式位置相关联。
附图说明
[0022]在附图的视图中通过示例性而非限制的方式示出了一些实施方案：
[0023]图1示出了根据示例性实施方案的电镀装置。
[0024]图2
‑
5分别是根据示例性实施方案的除泡设备的下侧的示意图。
[0025]图6示出了根据示例性实施方案的主题的方面。
[0026]图7是根据示例性实施方案的具有由蛤壳式保持夹具支撑的示例性除泡设备的电镀装置的剖视图。
[0027]图8示出了根据示例性实施方案的在衬底上沉积金属层的方法。
[0028]图9是示出一种机器的框图，一个或多个示例性实施方案可以在该机器上实现或者一个或多个示例性实施方案可以被该机器控制。
具体实施方式
[0029]后续说明包含实行本公开的说明性实施方案的系统、方法、技术、指令序列以及计算机器程序产品。在后续描述中，为了说明的目的，说明了许多特定细节以提供对示例性实施方案的完整了解。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，本公开可在不具有这些特定细节的情况下实践。
[0030]本专利文件的公开内容的一部分会含有受到版权保护的材料。版权所有者不反对任何人对专利文件或专利公开内容进行传真复制，因为其出现于专利和商标局的专利档案或纪录中，但除此之外保留所有的版权。以下声明适用于下文所描述和构成本文件的一部分的附图中的任何数据：Copyright Lam Research Corporation,[日期],All Rights Reserved。
[0031]大体上描述了实施方案，其中衬底是半导体晶片；然而本专利技术不限于此。所提供的装置和方法可用于在穿硅通孔(TSV)和晶片级封装(WLP)应用中电镀金属，但也可用于各种其他电镀工艺，包括在镶嵌特征中沉积铜。可以使用提供的方法电镀的金属的示例包括但不限于铜、银、锡、铟、铬、锡
‑
铅组合物、锡
‑
银组合物、镍、钴、镍和/或钴彼此的合金以及钨的合金、锡
‑
铜组合物、锡
‑
银
‑
铜组合物、金、钯和包括这些金属和组合物的各种合金。
[0032]在典型的电镀工艺中，将在表面上可能具有一个或多个凹陷特征的半导体晶片衬
底放置到晶片保持器中，并且将其可电镀(工作)表面浸入在电镀浴中包含的电解液中。晶片衬底被负偏压，使得其在电镀工艺中用作阴极。电解液中所含的可镀金属的离子(如上述金属的离子)在电镀过程中在负偏压的衬底表面被还原，从而形成镀层金属。通常在电镀期间旋转的晶片会经历电场(电解液的离子电流场)。
[0033]在本文提供的设备的示例配置中，电镀装置包括配置成容纳电解液的电镀室，其中电镀室被离子渗透膜分隔成阳极电解液隔室和阴极电解液隔室。电极或主阳极容纳在阳极电解液部分中，而衬底跨膜浸入阴极电解液部分的电解液中。阳极液(阳极液隔室中的电解液)和阴极液(阴极液隔室中的电解液)的组成可以相同或不同。
[0034]该膜允许电镀槽的阳极电解液和阴极电解液区域之间的离子连通，同时防止主阳极产生的颗粒进入晶片附近并污染它。在一些实施方案中，膜是纳米多孔膜(包括但不限于反渗透膜、阳离子或阴离子膜)，其能够基本上防止溶剂和溶解组分在压力梯度的影响下发生物理运动，同时允许电解液中包含的一种或多种带电物质通过离子迁移相对自由地迁移(响应于电场的应用的运动)。离子交换膜，例如阳离子交换膜特别适用于这些应用。这些膜通常由离聚物材料制成，例如由含有磺酸基团的全氟化共聚物(例如，Nafion)、磺化聚酰亚胺和本领域技术人员已知的适合阳离子交换的其他材料制成。合适的N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在衬底上沉积金属层的电镀装置，该电镀装置包括：用于接收电镀溶液的电镀槽；电极；对电极；衬底保持夹具；阻性元件；以及除泡设备，其能旋转地支撑在所述阻性元件附近以产生或引导穿过所述阻性元件的电镀溶液的流动。2.根据权利要求1所述的电镀装置，其中，所述除泡设备在使用中是能旋转的，以产生穿过所述阻性元件的电镀溶液的向上流动，以去除其下方的气泡。3.根据权利要求1所述的电镀装置，其中，所述除泡设备能安装在所述衬底保持夹具中。4.根据权利要求3所述的电镀装置，其中，所述除泡设备包括晶片形板。5.根据权利要求1所述的电镀装置，其中，所述除泡设备包括流动生成元件。6.根据权利要求5所述的电镀装置，其中，所述流动生成元件包括叶轮。7.根据权利要求1所述的电镀装置，其中，所述除泡设备包括流动控制元件。8.根据权利要求7所述的电镀装置，其中，所述流动控制元件包括横肋条。9.一种用于在衬底上沉积金属层的电镀装置的除泡方法，该电镀装置包括电镀槽、衬底保持夹具、阻性元件和除泡设备，该方法包括：将电镀溶液引入所述电镀槽中；将衬底支撑在所述衬底保持夹具中；使用所述阻性元件在所述衬底上沉积金属层；以及使用所述除泡设备产生穿过阻性元件的电镀溶液的向上流动以释放截留在所述阻性元件下面的气泡。10.根据权利要求9所述的方法，其中产生穿过阻性元件的电镀溶液的向上流动包括：将所述除泡设备安装在所述衬底保持夹具中，并且旋转所述除泡设备以产生所述向上流动。11.根据权利要求10所述的方法，其中旋转所述除泡设备包括将所述除泡设备定时式旋转到相对于所述阻性元件的定时式位置。12.根据权利要求10所述的方法，其还包括在旋转所述除泡设备的同时使所述除泡设备朝向或远离...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：