用于无电流沉积至少一种金属的方法和设备及用于无电流沉积Ni和Pd的方法与流程

本发明涉及一种用于在槽中的至少一个工件的至少一个表面上无电流沉积至少一种金属的方法和设备，以及一种用于在至少一个晶圆上的cu重布线层结构（curedistrition layer （rdl）结构；cu-rdl-结构）上无电流沉积ni和pd的方法。

背景技术：

1、在金属化浴中的铜重布线层结构上无电流沉积ni和pd时，通常会在钝化层上产生不期望的金属镀层，尤其是在狭窄结构中，这会导致结构之间的短路。这尤其是由于这些金属在结构上的过度涂敷引起的。这例如可以在图1和图2中看到，其中在镀覆的cu-rdl-结构100之间的狭窄位置中，例如在狭窄的弯曲处或在紧密间隔的cu-rdl-结构较窄的边缘处，在绝缘体层101上可见附加的金属化102。

2、迄今为止，这种不受控制的镀覆/镀层的沉积尽可能通过使用所谓的盾晶圆来抑制，这些盾晶圆安装在相应的晶圆前面。盾晶圆旨在通过晶圆表面上的镀层化学物质的局部湍流来增加化学物质的交换，以避免在狭窄结构中不受控制的镀层。然而，由此限制了可以引入承载装置或载体中的晶圆的最大数量，这使得该过程的效率降低。

3、此外，对过程控制进行了进一步的改进，这例如可以从us 11,566,329 b2和us2021/0079529 a1中获知。

技术实现思路

1、根据本发明发现，通过使用专门构造的槽进行优化的过程控制，尤其是此外还通过调整ni镀浴的化学参数和调整晶圆在槽中的取向，可以抑制ni在钝化层上的狭窄curdl结构之间的可能的不受控的镀层。因此，不需要在每个晶圆前面放置特殊的盾晶圆，而是只需要一个空槽位和/或过程载体可以完全装满晶圆以提高吞吐量。盾晶圆是不需要的。

2、本发明的第一方面涉及一种用于在至少一个工件的至少一个表面上无电流沉积至少一种金属的方法，其包括以下步骤：

3、将所述至少一个工件引入并紧固到承载装置中；

4、将紧固在所述承载装置中的所述至少一个工件引入到槽中，其中，在所述槽中存在金属溶液，所述金属溶液包含至少一种金属或金属化合物和至少一种稳定剂以及至少一种溶剂；以及

5、用所述金属溶液冲洗紧固在所述承载装置中的至少一个工件，其中，所述冲洗既利用在所述槽的底部处的至少一个第一喷嘴进行，也利用在所述槽的至少一侧处的至少一个第二喷嘴进行，其中，所述金属溶液分别经由至少一个第一输入管线和至少一个第二输入管线供应给所述至少一个第一喷嘴和所述至少一个第二喷嘴，并且沉积所述金属。

6、本发明的第二方面涉及一种用于在至少一个晶圆上的cu重布线层结构上无电流沉积ni和pd的方法，其包括以下步骤：

7、将带有所述cu重布线层结构的所述至少一个晶圆引入并紧固到所述承载装置中；

8、将紧固在所述承载装置中的所述至少一个晶圆引入到第一槽中，其中，在所述第一槽中存在镍溶液，所述镍溶液包含ni或镍化合物以及至少一种第一稳定剂和至少一种第一溶剂；

9、用所述镍溶液冲洗紧固在所述承载装置中的至少一个晶圆，其中，所述冲洗既利用在所述第一槽的底部处的至少一个第一喷嘴进行，也利用在所述第一槽的至少一侧处的至少一个第二喷嘴进行，其中，所述镍溶液分别经由至少一个第一输入管线和至少一个第二输入管线供应给所述至少一个第一喷嘴和所述至少一个第二喷嘴，并且沉积ni；

10、从所述第一槽取出紧固在所述承载装置中的所述至少一个晶圆；

11、对所述至少一个第一晶圆进行第一次清洗；

12、将紧固在所述承载装置中的至少一个晶圆引入到第二槽中，其中，在所述第二槽中存在钯溶液，所述钯溶液包含pd或钯化合物以及至少一种第二稳定剂和至少一种第二溶剂；

13、用所述钯溶液冲洗紧固在所述承载装置中的至少一个晶圆，其中，所述冲洗既利用在所述第二槽的底部处的至少一个第三喷嘴进行，也利用在所述第二槽的至少一侧处的至少一个第四喷嘴进行，其中，所述钯溶液分别经由至少一个第三输入管线和至少一个第四输入管线供应给所述至少一个第三喷嘴和所述至少一个第四喷嘴，并且沉积pd；

14、从所述第二槽取出紧固在所述承载装置中的所述至少一个晶圆；

15、对所述至少一个晶圆进行第二次清洗；以及

16、可选地，对所述至少一个晶圆进行干燥。

17、本发明的第三方面涉及一种用于在至少一个工件的至少一个表面上无电流沉积至少一种金属的设备。该设备具有以下各项：

18、槽，所述槽在所述槽的底部处具有至少一个第一喷嘴并且在所述槽的至少一侧处具有至少一个第二喷嘴，其中，所述至少一个第一喷嘴与至少一个第一输入管线连接，且所述至少一个第二喷嘴与至少一个第二输入管线连接，其中，所述至少一个第一输入管线和所述至少一个第二输入管线构造成向所述至少一个第一喷嘴和至少一个第二喷嘴供应金属溶液；

19、用于所述至少一个工件的承载装置，所述承载装置构造成保持所述至少一个工件，其中，所述承载装置具有至少一个临时紧固装置，利用所述临时紧固装置能够将所述至少一个第一工件临时紧固在所述承载装置中，其中，所述承载装置构造成能够将其引入到所述槽中，使得所述至少一个工件浸入所述槽中的金属溶液中；

20、引入装置，所述承载装置能够安装在所述引入装置上，其中，所述引入装置构造用于，将所述承载装置引入到所述槽中，

21、其中，所述至少一个第一喷嘴和所述至少一个第二喷嘴构造用于，用金属溶液冲洗所述至少一个工件。

22、本发明的其他方面可从说明书的详细描述中获知。

1.一种用于在至少一个工件的至少一个表面上无电流沉积至少一种金属的方法，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述承载装置在所述槽中在所述冲洗期间利用3d搅动（3a）来移动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个工件为包括带有缺口（n）的结构（s）的晶圆（w），其中，将所述晶圆（w）引入到所述承载装置中，使得所述晶圆的最大表面基本上平行于所述槽的一侧，优选地，其中，所述至少一个第二喷嘴安装成使得它沿着所述最大表面用所述金属溶液冲洗所述晶圆。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述结构基本上以相对于穿过所述缺口的中心的假想线或其平行线成0°和/或90°的角度施加在所述晶圆上，其中，所述晶圆被保持在所述承载装置中，使得穿过所述缺口的中心的所述假想线相对于所述槽的深度方向旋转一角度，其中，所述角度优选为45度。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述金属溶液中的所述稳定剂以大于1.6 ppm的浓度存在。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述金属溶液包含镍或钯。

7.一种用于在至少一个晶圆上的cu重布线层结构上无电流沉积ni和pd的方法，其包括以下步骤：

8.一种用于在至少一个工件的至少一个表面上无电流沉积至少一种金属的设备，其具有：

9.根据权利要求7所述的设备，其中，所述引入装置构造为用于，在所述槽中在所述冲洗期间利用3d搅动来移动所述承载装置。

10.根据权利要求7或8所述的设备，其中，所述至少一个工件是包括带有缺口的结构的晶圆，且所述结构基本上以相对于穿过所述缺口的中心的假想线或其平行线成0°和/或90°的角度施加在所述晶圆上，其中，所述承载装置构造成将所述晶圆紧固在保持部中，使得穿过所述缺口的中心的所述假想线相对于所述槽的深度方向旋转一角度，其中，所述角度优选为45度。