[發明專利]用于在朝向電鍍浴槽中的晶片進入期間減少空氣截留的潤濕波浪前鋒控制

有效

• 申請號: 201210153279.8
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102839406B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 馬尼史·蘭詹;珊迪納斯·古奈加迪;弗雷德里克·迪安·威爾莫特;道格拉斯·希爾;布賴恩·L·巴卡柳
• 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;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

相關申請案交叉參考

本申請案依據35U.S.C.§119(e)主張以下申請案的權益：2011年5月17日提出申請的標題為“用于在朝向電鍍浴槽中的晶片進入期間減少空氣截留的潤濕波浪前鋒控制(Wetting?Wave?Front?Control?for?Reduced?Air?Entrapment?during?Wafer?Entry?into?Electroplating?Bath)”、將蘭詹(Ranjan)等人提名為發明人的第61/487,207號美國臨時專利申請案，其以全文引用的方式且出于所有目的而并入本文中。

技術領域

本發明大體來說涉及電鍍。更具體來說，本文中揭示用于在朝向電解液中的晶片進入期間減少空氣截留的方法及設備。

背景技術

電鍍具有許多應用。一個非常重要的應用是將銅鍍敷到半導體晶片上以形成用于對集成電路的個別裝置進行“布線”的導電銅線。通常，此電鍍工藝用作(舉例來說)鑲嵌制作程序中的步驟。

現代晶片電鍍處理中的持續問題是所沉積金屬膜的質量。假定金屬線寬度延伸到深亞微米范圍中且假定鑲嵌溝槽通常具有非常高的縱橫比，則經電鍍膜必須為極其同質的(在化學上及物理上)。其在晶片的面上必須具有均勻厚度且跨越眾多晶片批次必須具有一致的質量。

一些晶片處理設備經設計以提供必需的均勻度。一個實例是可從加利福尼亞州圣何塞的諾發系統公司(Novellus?Systems，Inc.of?San?Jose，California)以SABRETM電鍍工具購得且描述于美國專利6,156,167、6,159,354及6,139,712中的蛤殼設備，所述專利以全文引用的方式并入本文中。除高晶片通過量及均勻度以外，所述蛤殼設備還提供許多優點；例如晶片背側保護以免在電鍍期間受污染、電鍍工藝期間的晶片旋轉及用于將晶片遞送到電鍍浴槽的相對小的占用面積(垂直浸沒路徑)。

存在可能影響電鍍工藝的質量的許多因素。在本發明的上下文中特別值得注意的是在使晶片浸沒到電鍍浴槽中的過程中產生的問題。在到鍍敷電解液中的晶片浸沒期間，可能在晶片的鍍敷底側(作用側或鍍敷表面)上截留氣泡。當使晶片沿著垂直浸沒軌跡以水平定向(平行于由電解液的表面界定的平面)浸沒時，尤其如此。

在晶片的鍍敷表面上陷獲的氣泡可引起許多問題。氣泡遮蔽晶片的鍍敷表面的一區域使其不暴露于電解液且因此產生其中不發生鍍敷的區域。所產生的鍍敷缺陷可表現為無鍍敷或鍍敷厚度減小的區域，此取決于氣泡被截留在晶片上的時間及所述氣泡保持截留在所述晶片上的時間長度。

與經水平定向晶片的垂直浸沒相關聯的另一問題是多個潤濕前鋒。當使晶片以此方式浸沒時，電解液在一個以上點處接觸晶片，從而在晶片浸入于所述電解液中時形成多個潤濕前鋒。在個別潤濕前鋒會聚的情況下，可能陷獲氣泡。此外，完工鍍敷層中的缺陷可從沿著多個潤濕前鋒的會聚線形成的微觀未潤濕區域傳播。

因此，需要一種用以改進經鍍敷金屬質量的方式。經改進方法及設備應減少可能在晶片浸沒期間由氣泡形成及多個潤濕前鋒引起的問題。

發明內容

本文中所描述的方法管理朝向電解液中的晶片進入以便減少因晶片及/或晶片保持器的初始撞擊所致的空氣截留，且以使得在所述晶片的整個浸沒中維持電解液潤濕波浪前鋒從而也使空氣截留最小化(也就是說，波浪前鋒在跨越晶片鍍敷表面傳播期間不崩塌)的方式使所述晶片移動。

一個實施例是一種使晶片浸沒到鍍敷浴槽的電解液中的方法，所述方法包含：(a)將所述晶片水平定位于所述電解液上方第一高度處，其中所述晶片的平面鍍敷表面平行于由所述電解液的表面界定的平面；(b)使所述晶片傾斜成一角度使得所述晶片的所述平面鍍敷表面不再平行于由所述電解液的所述表面界定的所述平面；及(c)使所述晶片移動到所述電解液中，以便在所述晶片的整個浸沒中維持電解液潤濕波浪前鋒。