[發(fā)明專利]電鍍以及實(shí)施電鍍的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310300970.9
• 申請(qǐng)日: 2013-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN104047042A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高承遠(yuǎn);蘇鴻文;蔡明興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號(hào): C25D7/12
• 分類號(hào): C25D7/12;C25D5/02;H01L21/288;H01L21/445
• 代理公司: 北京德恒律治知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2013年3月11日提交的標(biāo)題為“Electro-Plating?and?Apparatus?for?Performing?the?Same”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/776,744號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的來說涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及電鍍以及實(shí)施電鍍的裝置。

背景技術(shù)

電鍍是在半導(dǎo)體晶圓上沉積金屬和金屬合金的常用方法。在典型電鍍工藝中，在晶圓表面上沉積諸如銅晶種層的覆蓋金屬晶種層。晶圓表面可以具有例如溝槽的圖案。此外，晶圓的頂面也可以具有圖案化掩模層以覆蓋金屬晶種層的一些部分，而未覆蓋金屬晶種層的剩余部分。金屬沉積在金屬晶種層的未被覆蓋的一部分上。

為實(shí)施電鍍，晶圓安裝在夾具殼體（clamshell）上，夾具殼體包括與金屬晶種層位于晶圓邊緣上的部分接觸的多個(gè)電接觸件。晶圓放置在電鍍液內(nèi)。金屬晶種層與DC電源的負(fù)極端連接，使得金屬晶種層用作陰極。金屬板提供被電鍍的金屬的電子，并且用作陽(yáng)極，其中電鍍液將陽(yáng)極與陰極分隔開。當(dāng)電壓施加在陰極和陽(yáng)極之間時(shí)，金屬電鍍中的原子被電離并遷移到電鍍液內(nèi)。離子最終沉積在晶圓上。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種方法，包括在工件上電鍍金屬層，其中，電鍍包括：將工件的表面暴露于電鍍液；將第一電源的負(fù)極端的第一電壓提供給工件的邊緣部分；將第二電壓提供給工件的第一內(nèi)部部分，第一內(nèi)部部分比邊緣部分更接近工件的中心；以及將第一電源的正極端連接至金屬板，金屬板和工件通過電鍍液彼此間隔開并且均與電鍍液接觸。

優(yōu)選地，工件的第一內(nèi)部部分是工件的中心部分。

優(yōu)選地，工件的第一內(nèi)部部分包括在工件的第一芯片中，工件的第一芯片的表面分布（surface?profile）不同于多個(gè)芯片在工件中的表面分布，并且第一芯片包括平坦接觸焊盤，通過電接觸件將第一電壓施加在平坦接觸焊盤上。

優(yōu)選地，當(dāng)電接觸件與平坦接觸焊盤物理接觸時(shí)，通過密封環(huán)密封平坦接觸焊盤，并且密封環(huán)與平坦接觸焊盤接觸。

優(yōu)選地，第一電壓基本等于第二電壓。

優(yōu)選地，通過第一電源提供第二電壓。

優(yōu)選地，第一電壓不同于第二電壓，并且通過與第一電源不同的第二電源提供第二電壓。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：當(dāng)實(shí)施電鍍時(shí)，使工件旋轉(zhuǎn)；以及使用與工件一起旋轉(zhuǎn)的葉片攪動(dòng)電鍍液。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括通過電鍍步驟在晶圓上電鍍金屬層，其中，電鍍包括：將晶圓的表面暴露于電鍍液；將第一電壓提供給晶圓的邊緣部分，通過與晶圓的邊緣部分接觸的多個(gè)電接觸件連接第一電壓，并且多個(gè)電接觸件與鄰近晶圓的邊緣的環(huán)對(duì)準(zhǔn)；以及將第二電壓提供給晶圓的中心部分，在電鍍過程中，晶圓用作陰極，并且金屬板作為陽(yáng)極，將金屬板中的金屬電鍍到晶圓上。

優(yōu)選地，第一電壓和第二電壓基本彼此相等。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：當(dāng)實(shí)施電鍍時(shí)，使晶圓旋轉(zhuǎn)；以及使用與晶圓一起旋轉(zhuǎn)的葉片攪動(dòng)電鍍液。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：通過嵌入葉片的電連接線將第二電壓提供給晶圓。

優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括：將第三電壓連接至晶圓的一部分，其中，晶圓的一部分介于晶圓的中心部分和晶圓的邊緣部分之間。

優(yōu)選地，晶圓的中心部分包括在晶圓的中心芯片中，晶圓的中心芯片的表面分布不同于多個(gè)芯片在晶圓中的表面分布，并且中心芯片包括平坦接觸焊盤，將第一電壓施加在平坦接觸焊盤上。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種被配置為在晶圓上實(shí)施電鍍的裝置，包括：第一電接觸件，被配置為與晶圓的邊緣部分接觸；第一電源，與第一電接觸件電連接，第一電源被配置為將第一電壓提供給晶圓的邊緣部分；以及第二電接觸件，被配置為與晶圓的內(nèi)部部分接觸，通過晶圓的邊緣部分環(huán)繞晶圓的內(nèi)部部分。

優(yōu)選地，第二電接觸件與第一電源電連接。

優(yōu)選地，該裝置進(jìn)一步包括：與第二電接觸件電連接的第二電源，第二電源被配置為提供不同于第一電壓的第二電壓。

優(yōu)選地，該裝置進(jìn)一步包括可伸縮的電極，其中，可伸縮的電極包括：第二電接觸件；以及密封環(huán)，環(huán)繞第二電接觸件，密封環(huán)包括柔性材料，并且第二電接觸件的表面與密封環(huán)的表面共面。

優(yōu)選地，裝置被配置為使晶圓旋轉(zhuǎn)，其中，裝置進(jìn)一步包括被配置為當(dāng)晶圓旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的葉片。