[發(fā)明專利]用于增強(qiáng)型鑲嵌金屬填充的潤(rùn)濕預(yù)處理的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510239529.3
• 申請(qǐng)日: 2010-06-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104966671B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史蒂文·T·邁爾;戴維·W·波特;馬克·J·威利;羅伯特·拉什
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 諾發(fā)系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/3205
• 分類號(hào): H01L21/3205;H01L21/02
• 代理公司: 北京律盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

本發(fā)明揭示預(yù)潤(rùn)濕設(shè)備設(shè)計(jì)和方法。這些設(shè)備設(shè)計(jì)和方法用以在于晶片的表面上鍍敷金屬之前預(yù)潤(rùn)濕所述晶片。所揭示的預(yù)潤(rùn)濕流體的組合物防止所述晶片上的晶種層的腐蝕，且還改善所述晶片上的特征的填充速率。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01080026847.7、申請(qǐng)日為2010年6月16日、發(fā)明名稱為“用于增強(qiáng)型鑲嵌金屬填充的潤(rùn)濕預(yù)處理的設(shè)備”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考

本申請(qǐng)案依據(jù)35U.S.C.§119(e)主張2009年6月17日申請(qǐng)的第61/218,024號(hào)、2010年1月8日申請(qǐng)的第12/684,787號(hào)和第12/684,792號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，以上申請(qǐng)案以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本文揭示的實(shí)施例涉及預(yù)潤(rùn)濕設(shè)備設(shè)計(jì)和方法。更具體來(lái)說(shuō)，實(shí)施例涉及用于在用于集成電路制造的晶片上沉積導(dǎo)電材料之前預(yù)潤(rùn)濕半導(dǎo)體晶片的預(yù)潤(rùn)濕設(shè)備設(shè)計(jì)和方法。

背景技術(shù)

潤(rùn)濕是通過(guò)液體與固體之間的粘合力以及液體中的內(nèi)聚力來(lái)控制的液體/固體界面的性質(zhì)。液體與固體之間的粘合力致使液體在固體表面上擴(kuò)散。液體中的內(nèi)聚力致使液體與固體表面的接觸最少。液體對(duì)固體表面的潤(rùn)濕在其中液體與固體表面相互作用的許多工業(yè)工藝中是重要的。電鍍(陰極工藝)，包含集成電路制造中的電鍍，是一種此類工業(yè)工藝。潤(rùn)濕在陽(yáng)極工藝中也是重要的，包含電蝕刻和電拋光。

舉例來(lái)說(shuō)，在集成電路制造中，經(jīng)常通過(guò)電鍍將例如銅等導(dǎo)電材料沉積到金屬晶種層上，所述金屬晶種層是通過(guò)物理氣相沉積(PVD)或化學(xué)氣相沉積(CVD)方法沉積到晶片表面上。電鍍是用于在鑲嵌期間和在雙鑲嵌處理期間將金屬沉積到晶片的通孔和溝槽中的選擇方法。

鑲嵌處理是用于在集成電路(IC)上形成互連件的方法。其尤其適合于制造采用銅作為導(dǎo)電材料的集成電路。鑲嵌處理涉及在形成于電介質(zhì)層(金屬間電介質(zhì))中的溝槽和通孔中形成嵌入金屬線。在典型的鑲嵌工藝中，在半導(dǎo)體晶片襯底的電介質(zhì)層中蝕刻溝槽和通孔的圖案。通常，隨后通過(guò)PVD方法將例如鉭、氮化鉭或TaN/Ta雙層等粘著金屬擴(kuò)散勢(shì)壘膜的薄層沉積到晶片表面上，隨后在擴(kuò)散勢(shì)壘層的頂部上沉積可電鍍金屬晶種層(例如，銅、鎳、鈷、釕等)。隨后用銅電填充溝槽和通孔，且將晶片的表面平坦化。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)實(shí)施例中，揭示一種用于在以電解方式處理晶片襯底之前預(yù)潤(rùn)濕所述晶片襯底的設(shè)備。所述設(shè)備包含：脫氣器，其經(jīng)配置以用于在預(yù)潤(rùn)濕之前從預(yù)潤(rùn)濕流體移除一種或一種以上溶解氣體；和處理腔室，其具有用于接納所述預(yù)潤(rùn)濕流體的入口。所述處理腔室經(jīng)配置以用于在低于大氣壓的壓力下以經(jīng)脫氣預(yù)潤(rùn)濕流體來(lái)預(yù)潤(rùn)濕所述晶片襯底。晶片固持器定位于所述處理腔室內(nèi)且經(jīng)配置以在所述預(yù)潤(rùn)濕過(guò)程期間固持所述晶片襯底。

在另一實(shí)施例中，揭示一種用于在以電解方式處理晶片襯底之前預(yù)潤(rùn)濕所述晶片襯底的設(shè)備。所述設(shè)備包含處理腔室，其具有用于接納預(yù)潤(rùn)濕流體的入口。所述處理腔室經(jīng)配置以用于在預(yù)潤(rùn)濕期間或之后在高于大氣壓的壓力下操作以促進(jìn)氣泡的移除。晶片固持器定位于所述處理腔室內(nèi)且經(jīng)配置以在所述預(yù)潤(rùn)濕過(guò)程期間固持所述晶片襯底。

附圖說(shuō)明

圖1描繪氣泡溶解時(shí)間對(duì)特征大小的曲線圖。

圖2描繪氣泡溶解時(shí)間對(duì)溶解氣體壓力的曲線圖。

圖3描繪預(yù)潤(rùn)濕設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的示意性布局。

圖4描繪預(yù)潤(rùn)濕腔室的實(shí)施例。

圖5描繪預(yù)潤(rùn)濕腔室的實(shí)施例的等距視圖。

圖6描繪經(jīng)配置以用于冷凝預(yù)潤(rùn)濕過(guò)程的預(yù)潤(rùn)濕腔室的實(shí)施例。

圖7描繪經(jīng)配置以用于浸沒(méi)預(yù)潤(rùn)濕過(guò)程的預(yù)潤(rùn)濕腔室的實(shí)施例。