[發(fā)明專利]電化學(xué)鍍系統(tǒng)和工藝執(zhí)行方法、形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911207478.0
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN111254478B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 粘耀仁;張簡旭珂;王廷君;李盈儒;彭郁仁;梁耀祥
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: C25D17/00
• 分類號: C25D17/00;C25D3/38;C25D21/12;C25D21/14;C25D5/50;C25D21/18;C25D7/12;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

提供了電化學(xué)鍍(ECP)系統(tǒng)。該ECP系統(tǒng)包括：ECP單元，該ECP單元包括用于ECP工藝的鍍液；傳感器，配置為隨著ECP工藝的進(jìn)行而原位測量鍍液中的鍍金屬與電解質(zhì)之間的界面電阻；鍍液供應(yīng)系統(tǒng)，與ECP單元流體連通，并且配置為向ECP單元供應(yīng)鍍液；以及控制系統(tǒng)，可操作地耦合到ECP單元、傳感器和鍍液供應(yīng)系統(tǒng)。控制系統(tǒng)配置為將界面電阻與閾值電阻進(jìn)行比較，并且響應(yīng)于界面電阻低于閾值電阻而調(diào)節(jié)鍍液的組分。本發(fā)明的實(shí)施例還涉及執(zhí)行電化學(xué)鍍工藝的方法、形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例涉及電化學(xué)鍍系統(tǒng)和工藝執(zhí)行方法、形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

集成電路包括許多器件，諸如晶體管、電容器、電阻器和二極管。最初相互隔離的這些器件通過布線互連在一起，以形成功能電路。這樣的布線通過包括金屬線和多個通孔的多個金屬化層來完成，金屬線提供橫向電連接，通孔在兩個相鄰的堆疊的金屬化層之間提供垂直電連接。金屬線和通孔通常稱為互連結(jié)構(gòu)。互連結(jié)構(gòu)越來越多地決定了先進(jìn)集成電路的性能和密度的極限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種電化學(xué)鍍(ECP)系統(tǒng)，包括：電化學(xué)鍍單元，所述電化學(xué)鍍單元包括用于電化學(xué)鍍工藝的鍍液；傳感器，配置為隨著所述電化學(xué)鍍工藝的進(jìn)行而原位測量所述鍍液中的鍍金屬與電解質(zhì)之間的界面電阻；鍍液供應(yīng)系統(tǒng)，與所述電化學(xué)鍍單元流體連通，并且配置為向所述電化學(xué)鍍單元供應(yīng)所述鍍液；以及控制系統(tǒng)，可操作地耦合到所述電化學(xué)鍍單元、所述傳感器和所述鍍液供應(yīng)系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)配置為：將所述界面電阻與閾值電阻進(jìn)行比較；以及響應(yīng)于所述界面電阻低于所述閾值電阻而調(diào)節(jié)所述鍍液的組分。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提供了一種用于執(zhí)行電化學(xué)鍍(ECP)工藝的方法，包括：使襯底的表面與包含要沉積的金屬的離子的鍍液接觸；將所述金屬電鍍在所述襯底的表面上；隨著所述電化學(xué)鍍工藝的進(jìn)行而原位監(jiān)測所述鍍液中的電鍍金屬與電解質(zhì)之間的界面電阻；以及響應(yīng)于所述界面電阻低于閾值電阻而調(diào)節(jié)所述鍍液的組分，所述閾值電阻與所述襯底上方的金屬化層的多條導(dǎo)線中具有最高線端密度的導(dǎo)線的子集相關(guān)聯(lián)。

本發(fā)明的又一實(shí)施例提供了一種形成半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法，包括：在襯底上方的介電層中形成多個接觸開口，所述多個接觸開口包括位于所述襯底的第一區(qū)域中的多個第一接觸開口和位于所述襯底的第二區(qū)域中的多個第二接觸開口，所述多個第一接觸開口在所述多個接觸開口中具有最高線端密度；沿著所述多個接觸開口的側(cè)壁和底部以及在所述介電層上方形成阻擋層；在所述阻擋層上方形成晶種層；以及執(zhí)行電化學(xué)鍍(ECP)工藝以用導(dǎo)電層填充所述多個接觸開口，其中，執(zhí)行所述電化學(xué)鍍工藝包括：隨著所述電化學(xué)鍍工藝的進(jìn)行，原位監(jiān)測鍍液中的電鍍金屬和電解質(zhì)的界面電阻；以及響應(yīng)于所述界面電阻低于與所述最高線端密度相關(guān)聯(lián)的閾值電阻而調(diào)節(jié)所述鍍液的組分。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個部件未按比例繪制并且僅用于說明的目的。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1是根據(jù)一些實(shí)施例的電化學(xué)鍍(ECP)系統(tǒng)的平面圖。

圖2是根據(jù)一些實(shí)施例的ECP系統(tǒng)中的ECP單元和傳感器的示意圖。

圖3是根據(jù)一些實(shí)施例的使用ECP系統(tǒng)的方法的流程圖。

圖4是根據(jù)一些實(shí)施例的用于制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的方法的流程圖。

圖5A至圖5D是在制造工藝的各個階段期間的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的截面圖。

圖6是根據(jù)一些實(shí)施例的用于控制ECP系統(tǒng)的操作的控制系統(tǒng)的圖。

具體實(shí)施方式