[發明專利]在穿硅通孔鍍敷中減少副產品

無效

• 申請號: 201110281341.7
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102400196A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 馬克·J·威利;李孝尚
• 申請（專利權）人: 諾發系統有限公司
• 主分類號: C25D7/12
• 分類號: C25D7/12;C25D3/38;C25D5/02;C25D21/12;H01L21/768
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

相關申請案的交叉參考

本申請案根據35?U.S.C.§119(e)主張2010年9月9日申請的第61/381,404號美國臨時專利申請案及2011年2月2日申請的第61/438,919號美國臨時專利申請案的權益，所述兩個申請案以引用的方式并入本文中。

技術領域

背景技術

鑲嵌處理是一種用于在集成電路上形成金屬線的方法。之所以經常使用這種方法，是因為其需要的處理步驟比其它方法少，而且能提供較高的合格率。有時候會配合鑲嵌處理使用穿硅通孔(TSV)，通過經由內部布線提供垂直對準的電子裝置的互連來創建三維(3D)封裝及3D集成電路。此些3D封裝和3D集成電路可顯著降低多芯片電子電路的復雜度及總體尺寸。在鑲嵌處理期間或在TSV中形成的集成電路的表面上的導電路徑通常填充有銅。

發明內容

提供用于鍍敷金屬的方法、設備及系統。根據各種實施方案，所述方法涉及：降低鍍敷溶液中的氧濃度，使晶片襯底與鍍敷溶液接觸，及將金屬電鍍到晶片襯底上。

根據一個實施方案，一種將金屬電鍍到晶片襯底上的方法包含降低鍍敷溶液的氧濃度。鍍敷溶液包含約百萬分之10或更少的加速劑及約百萬分之300或更少的抑制劑。在降低了鍍敷溶液的氧濃度之后，在鍍敷單元中使晶片襯底與鍍敷溶液接觸，其中鍍敷單元中的鍍敷溶液的氧濃度為約百萬分之1或更少。接著，在鍍敷單元中將金屬電鍍到晶片襯底上。

根據一個實施方案，一種溶液包含金屬鹽，約百萬分之1或更少的氧，約百萬分之10或更少的加速劑，及約百萬分之300或更少的抑制劑。所述溶液可為鍍敷溶液，或所述溶液可為預潤濕溶液。

根據一個實施方案，一種用于電鍍金屬的設備包含鍍敷單元及控制器。所述控制器包含用于進行包含以下操作的工藝的程序指令：1)降低包含約百萬分之10或更少的加速劑及約百萬分之300或更少的抑制劑的鍍敷溶液的氧濃度；2)在降低了鍍敷溶液的氧濃度之后，在鍍敷單元中使晶片襯底與鍍敷溶液接觸，其中鍍敷單元中的鍍敷溶液的氧濃度為約百萬分之1或更少；及3)在鍍敷單元中將金屬電鍍到晶片襯底上。

根據一個實施方案，一種包括用于控制沉積設備的程序指令的非暫態計算機機器可讀媒體包含用于以下操作的代碼：1)降低包含約百萬分之10或更少的加速劑及約百萬分之300或更少的抑制劑的鍍敷溶液的氧濃度；2)在降低了鍍敷溶液的氧濃度之后，在鍍敷單元中使晶片襯底與鍍敷溶液接觸，其中鍍敷單元中的鍍敷溶液的氧濃度為約百萬分之1或更少；及3)在鍍敷單元中將金屬電鍍到晶片襯底上。

附圖及以下描述中闡述本說明書中描述的標的物的實施方案的這些及其它方面。

附圖說明

圖1展示將金屬電鍍到晶片襯底上的方法的實例。

圖2展示經配置以執行本文中揭示的方法的設備的示意說明的實例。

圖3展示電鍍填充系統的示意說明的實例。

具體實施方式

在以下詳細描述中，闡述了許多具體實施方案，以便提供對所揭示的實施方案的透徹理解。然而，所屬領域的技術人員將明白，可在沒有這些特定細節的情況下，或通過使用替代元件或工藝來實踐所揭示的實施方案。在其它例子中，未詳細描述眾所周知的工藝、程序及組件，以便不會不必要地混淆本發明的各個方面。

在本申請案中，術語“半導體晶片”、“晶片”、“襯底”、“晶片襯底”及“部分制造的集成電路”可互換使用。所屬領域的技術人員應了解，術語“部分制造的集成電路”可指代在其上的集成電路制造的許多階段中的任一階段期間的硅晶片。以下詳細描述假設本發明是在晶片上實施。然而，本發明不限于此。工件可為各種形狀、大小及材料。除了半導體晶片之外，可利用本發明的其它工件包含各種物件，例如印刷電路板等等。

本文中所述的一些實施方案涉及用于在晶片襯底的特征中鍍敷金屬的方法、設備及系統。所揭示的方法特別適用于以高縱橫比(大于約10∶1)對具有至少約5微米直徑的通孔開口的穿硅通孔(TSV)特征鍍敷銅。第7,776,741號美國專利中進一步描述了TSV結構，所述專利以引用的方式并入本文中。在所揭示的方法的實施方案中，用于電鍍銅的鍍敷溶液可在鍍敷單元中具有小于約百萬分之3的氧濃度，且大體上小于約百萬分之1。電鍍溶液還可包含約百萬分之10的濃度的加速劑，及約百萬分之300的濃度的抑制劑。

引言