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电镀种晶层建成和修复的制作方法

2022-05-18 05:06:53 来源:中国专利 TAG:

电镀种晶层建成和修复
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求享有2020年10月23日提交的、名称为“electroplating seed layer buildup and repair(电镀种晶层建成和修复)”的第17/079127号美国专利申请的优先权和权益,通过引用将该专利申请全部并入在此。
技术领域
3.本技术涉及半导体处理中的电镀操作。更具体地说,本技术涉及在电镀系统中进行种晶层建成(buildup)的系统和方法。


背景技术:

4.通过在基板表面上制作复杂构图的材料层的工艺,使得集成电路成为可能。在基板上成形、蚀刻和其他的处理之后,经常沉积或者形成金属或者其他导电材料以在部件之间提供电连接。由于该金属化可以在许多制造操作之后进行,所以该金属化期间发生的问题可能产生付出昂贵代价的废弃基板或者晶片。
5.在电镀腔室中进行电镀,晶片的目标一侧在液体电解质的浴槽(bath)中,接触环上的电触点接触晶片表面上的导电层,诸如种晶层。电流从电源流过该电解质和导电层。电解质中的金属离子向外镀敷到晶片上,在晶片上产生金属层。当晶片具有在整个表面上界定的不平坦特征结构时,种晶层可能是不完整的,或者特征在于沿着晶片的这些特征结构的可变厚度。这些变化对电镀操作可能是挑战,电镀操作得益于有均匀厚度和充分导电率的种晶层。在具有薄金属或者遗漏金属的种晶层上进行镀敷可能导致产生空隙(void)或者不均匀镀敷的层。
6.因此,需要能够用来生产高质量器件和结构的改良的系统和方法。这些和其他需求由本技术来解决。


技术实现要素:

7.示例性电镀方法可以包括:将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。所传送的电流可以是或者可以包括脉冲电流,脉冲电流的占空因数(duty cycle)小于或者大约是50%,这些方法可以包括:在镀敷浴槽内将第一数量的金属镀敷在基板上。该基板可以界定过孔(via),该过孔在该基板内。这些方法可以包括:在第一时间周期之后,将电源转变为连续dc电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括:将第二数量的金属镀敷在基板上。
8.在一些实施方式中,在第一时间周期期间传送的电流的特征在于小于或者大约是1000hz的工作频率(operational frequency)。在第一时间周期期间的平均电流密度可以小于或者大约是3ma/cm2。在第二时间周期期间的平均电流密度可以大于或者等于在第一时间周期期间的平均电流密度。在第二时间周期期间的峰值电流可以小于或者大约是2安培。在第一时间周期期间的峰值电流可以大于或者大约是2安培。在第二时间周期期间,平
均电流密度可以随着时间的推移而增大。界定在基板内的过孔可以特征在于大于或者大约是10μm的深度。沿着在基板内界定的过孔的壁可以形成阻挡层。阻挡层可以包括钛或钽中的一种或多种,并且所沉积的金属可以是铜或者包括铜。
9.本技术的一些实施方式可以包括电镀方法。这些方法可以包括:将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。电源可以以小于或者大约是750hz的频率在第一时间周期期间工作于脉冲dc传送。这些方法可以包括:在镀敷浴槽内将第一数量的铜镀敷在基板上。这些方法可以包括:在第一时间周期之后,将电源转变为连续dc电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括:将第二数量的铜镀敷在基板上。
10.在一些实施方式中,每个脉冲在第一时间周期期间的接通时间(on-time)可以小于或者大约是100ms。在第一时间周期期间,电源可以工作于小于或者大约是20%的占空因数。在第一时间周期期间的平均电流密度可以小于在第二时间周期期间的平均电流密度。在第一时间周期期间的峰值电流密度可以大于在第二时间周期期间的峰值电流密度。在第一时间周期期间的峰值电流密度可以大于或者大约是在第二时间周期期间的峰值电流密度的两倍。基板可以界定过孔,该过孔的特征在于大于或者大约是10的深宽比。该过孔可以布满(line with)阻挡层和铜的种晶层。在第二时间周期期间,在一组镀敷操作中,平均电流密度可以是上升的(ramped)。
11.本技术的一些实施方式可以包括电镀方法。这些方法可以包括:将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。电源可以以小于或者大约是1000hz的频率且以小于或者大约是50%的占空因数在第一时间周期期间工作于脉冲dc传送。这些方法可以包括:在镀敷浴槽内将第一数量的铜镀敷在基板上。基板可以界定过孔,该过孔布满阻挡层和铜的种晶层。所镀敷的第一数量的铜可以特征在于小于或者大约是500nm的厚度。在第一时间周期之后,这些方法可以包括:将电源转变为连续dc电流传送达第二时间周期,第二时间周期大于第一时间周期。在第二时间周期期间的平均电流密度可以大于在第一时间周期期间的平均电流密度。这些方法可以包括:将第二数量的铜镀敷在基板上。
12.这种技术相对于传统技术而言可以提供众多的好处。例如,本技术可以在电镀操作之前提高种晶层覆盖量(coverage),这可以提高镀敷的均匀性。另外,本技术可以在镀敷腔室中进行,其中可以在镀敷腔室中进行电镀,相比于在分开的处理腔室中尝试种晶层修复的其他技术而言,这可以提高产量。结合下面的说明和附图,更详细地描述这些和其他实施方式以及许多它们的优点和特征。
附图说明
13.通过参看本说明书的余下部分和附图,可以实现对所公开的多个实施方式的本质和优点的进一步理解。
14.图1示出根据本技术的一些实施方式的电镀系统的示意性透视图。
15.图2示出根据本技术的一些实施方式的电镀系统的部分截面图。
16.图3示出根据本技术的一些实施方式的电镀方法中的示例性操作。
17.图4a-图4b示出根据本技术的一些实施方式的种晶层建成期间基板的示意性截面图。
18.附图中的几幅图被作为示意图而包括在内。应理解的是,这些图是用于图解的目
的,并不视为按比例绘制,除非特意说明是按比例绘制的。另外,作为示意图,这些图被提供用以辅助理解,与现实呈现的东西相比,可能并未包括所有的方面或者信息,并且可能包括夸张后的材料以用于图解的目的。
19.在这些图中,类似的部件和/或特征可能具有相同的数字参考标号。此外,可能通过在参考标号后跟随用作在类似的部件和/或特征中做区分的字母来区分相同类型的各种部件。如果在说明书中仅使用第一种数字参考标号,那么该描述能够用于具有相同的第一种数字参考标号的类似部件和/或特征中的任一个而不必考虑该字母后缀。
具体实施方式
20.在半导体制造和处理中进行各种操作以在整个基板上产生大量的特征结构。随着半导体的层的形成,在该结构中产生过孔、沟槽和其他通路(pathway)。然后这些特征结构可以被填充有使电流能够从一层到另一层地传导流过器件的导电材料或者金属材料。
21.可以进行电镀操作以将导电材料提供到过孔和基板上的其他特征结构中。电镀利用了容纳导电材料离子的电解质浴槽,以将导电材料电化学地沉积到基板上和沉积到基板上界定的特征结构中。基板(在基板上正在镀敷金属)作为阴极工作。诸如环或者销之类的电气触点可以使电流能流过系统。在电镀期间,可以将基板夹到头部并且浸入电镀浴槽中以形成金属化。在如下所述的系统中,在处理期间,基板也可以被吸附在可以与头部耦接的密封件内。
22.所提供的基板可以包括沿着特征结构形成的阻挡层,例如沿着过孔的侧壁和底部形成的阻挡层,并且可以包括金属的种晶层。种晶层可以提供导电路径以促进金属离子的成核(nucleation)从而从溶液中向外镀出来(plate out of)。形成种晶层可以由物理气相沉积进行,该沉积可以由等离子体增强或者通过其他方式进行,并且可以至少部分地依赖于特征结构内的视线通路(line-of-sight access)。例如,当在基板内形成过孔并且过孔的特征在于高孔径比(aspect ratio)时,对于形成保形的(conformal)种晶层可能是一种挑战,尤其是在特征结构的下部侧壁和角落区中形成保形的种晶层。如果阻挡层不暴露,那么这个区域可能特征在于薄得多的种晶层覆盖。在后续的电镀期间,这些区域可能不能以镀敷电流密度充分地传导电流,并且可能在特征结构中形成空隙,这可能增大阻抗或者不能产生穿过该特征结构的导电路径。
23.传统的技术已经努力修复在高孔径比的特征结构中的种晶层。例如,可以在物理气相沉积期间将种晶层形成达到更大的厚度,以求确保沿着侧壁的连续的覆盖量。但是,随着遍及特征结构的颈部(neck)和晶片的顶部表面的覆盖量的增大,这些特征结构可能被夹断(pinch off),或者可能具有对镀敷流体而言有限的通道(access),这可能进一步限制了镀敷。传统的修复技术可能尝试进行一种无电流(current-free)工艺,以求在沿着特征结构的区域中建立一种有利的表面条件从而形成沉积。但是,这些工艺通常需要额外的处理腔室来执行这种修复,而且由于材料的粘附力可能很差,所以可能需要后续的退火操作,之后进行电镀。如果还需要执行这种修复,那么这可能进一步降低产量。
24.通过在可能在电镀之前进行的工艺操作中将种晶层建成或者修复结合到电镀腔室内,本技术克服了这些问题。这种系统可以利用高功率脉冲化来克服遍及基板特征结构的导电率局限性,这可以在基板的所有区域中提供充分的种晶层厚度。然后可以进行后续
的镀敷,以均匀地填充该特征结构,因为电流密度可以在整个特征结构表面更均匀。在描述了其中可以执行本技术的多个实施方式的示例性腔室系统之后,余下的公开内容将讨论本技术的这些系统和工艺的多个方面。
25.图1示出根据本技术的多个实施方式的电镀系统100的示意性透视图,可以利用和实践方法和清洁系统来用于电镀系统100。电镀系统100图示出包括系统头部110和碗部115的示例性电镀系统。在电镀操作期间,可以将晶片夹到系统头部110,翻转,并且延伸到碗部115中以进行电镀操作。电镀系统100可以包括头部升降机120,头部升降机120可以被构造成既提升头部110又旋转头部110,或者以其他方式将头部定位在该系统中,包括倾斜操作。可以将头部和碗部附装到台面板(deck plate)125或者附装到可以是结合了多个电镀系统100的更大系统的一部分的其他结构,这可以共享电解质和其他材料。转子可以使基板能够被夹到头部以在碗部内旋转,或者在不同的操作中在碗部的外部旋转。转子可以包括接触环(contact ring),接触环可以提供与基板的导电接触。可以使在以下进一步讨论的密封件130与头部相连接。密封件130可以包括待处理的已吸附晶片。图1图示出一种电镀腔室,该电镀腔室可以包括要直接在平台上清洁的部件。尽管应当理解的是,其他构造也是可能的,包括多个平台(在这些平台上,将头部移动到另外的模块和密封件或者执行其他的部件清洁),但也随系统100示出了原位清洗(in situ rinse)系统135。
26.转到图2,图2示出包括根据本技术的一些实施方式的电镀设备200的多个方面的腔室的部分截面图。电镀设备200可以与电镀系统结合,包括上述的电镀系统100。如图2中所示,图中示出电镀系统的镀敷浴槽205,连同头部210一起示出,头部210有与头部相耦接的基板215。在一些实施方式中,基板可以与密封件212相耦接,密封件212结合在头部上。清洗框架220可以被耦接在镀敷浴槽容器205上方,并且可以被构造成在镀敷期间将头部接纳到容器中。清洗框架220可以包括边沿(rim)225,边沿225围绕镀敷浴槽容器205的上表面周向延伸(extending circumferentially)。可以在边沿225与镀敷浴槽容器205的上表面之间界定清洗沟道(rinsing channel)227。例如,边沿225可以包括内部侧壁230,内部侧壁230的特征在于倾斜的轮廓。如上所述,射离(slung off)基板的清洗流体可能接触侧壁230,并且可能被接纳在空腔(plenum)235中,空腔235围绕该边沿延伸,用于收集来自电镀设备200的清洗流体。
27.在一些实施方式中,电镀设备200可以额外包括一个或多个清洁部件。所述部件可以包括一个或多个喷嘴,所述喷嘴用来将流体传送到基板215或者头部210,或者向基板215或者头部210传送流体。图2图示出各种实施方式中的一种,其中可以在清洗操作期间用改良的清洗组件来保护浴槽和基板。侧部清洁喷嘴250在一些实施方式中可以延伸穿过清洗框架220的边沿225并且指向清洗密封件212连同基板215的各个方面。
28.前面讨论的腔室或者系统可以用在执行包括电镀方法的示例性方法中。转到图3,示出根据本技术的多个实施方式的方法300中的示例性操作。方法300可以包括该方法开始(initiation)之前的一个或多个操作,包括前端处理、沉积、栅极形成(gate formation)、蚀刻、抛光、清洁、或者可以在所述操作之前执行的任何其他操作。该方法可以包括许多可选的操作,所述可选的操作与根据本技术的方法的一些实施方式可以特意相关或者可以不特意相关。例如,描述了许多操作,为的是提供所执行的工艺的更宽的范围,但这些操作对本技术而言并非至关重要,或者如以下进一步讨论的那样,可以由替代的方法体系来执行。
方法300可以描述图4a-图4b中示意性示出的操作,将结合方法300的操作描述图4a-图4b图示的内容。应理解的是,这些附图仅图示出部分的示意图,而基板可以包含具有如图中所示的各种特征和方面的任何数量的额外材料和特征结构。
29.方法300可以涉及或者可以不涉及用来使半导体结构利用一种特定的制造操作的多个可选操作。应理解的是,可以在任何数量的半导体结构或者基板405上执行方法300,如图4a所示,半导体结构或者基板405包括可以在上面执行电镀操作的示例性结构。示例性半导体结构可以包括沟槽、过孔、或者可以包含一种或者多种材料的其他凹陷的(recessed)特征结构。例如,示例性的基板可以包含硅、氧化硅(silicon oxide)、或者可以被穿过以形成凹槽、沟槽、过孔、或者隔离结构的层间介电材料以及一些其他半导体基板材料。在一些实施方式中,示例性基板可以包括阻挡层410,诸如钽、氮化钽、钛、或者包含任何耐熔材料(refractory material)的任何其他阻挡材料,阻挡层410可以限制填充材料与下面基板的相扩散或者相互影响。阻挡层在一些实施方式中还可以促进种晶层415的沉积,并且阻挡层还可以是促进种晶层形成的粘合层或者包括这样的粘合层。种晶层415可以包括任何金属或者导电材料,诸如铜。尽管余下的公开内容将讨论铜电镀操作,不过应理解的是,也可以利用本技术的多个实施方式来镀敷其他材料。
30.如前所述,可以通过物理气相沉积来形成种晶层415,并且所执行的工艺可以提供沿着过孔某些区域的有限的覆盖量,这些区域诸如是沟槽底部附近的侧壁或者底部角落。尽管可以进行沉积达更长的时间周期,但如果没有防止电镀流体进入沟槽中,这可能造成在沟槽顶部处的夹断,对电沉积(electrodeposition)而言是挑战。应理解的是,所指出的结构并不意在限制,而且包含种晶层材料的各种其他半导体结构中的任何结构都类似的包括在内。其他示例性的结构可以包括半导体制造中常见的二维和三维结构,在这些结构内可以形成过孔或者特征结构,并且沿着这些结构可以沉积种晶层,因为本技术可以建成和修复任何数量的结构中的种晶层。另外,尽管高孔径比结构可以得益于本技术,但本技术也能够同等应用于更低的孔径比和任何其他结构。
31.例如,根据本技术的特征结构可以特征在于特征结构的任何孔径比或者深宽比,尽管在一些实施方式中材料的特征可以在于更大的孔径比,更大的孔径比可能对在整个特征结构上的充分的种晶层覆盖量而言是挑战。例如,在一些实施方式中,示例性结构的任何过孔或者特征结构的孔径比可以大于或者大约是10:1、大于或者大约是20:1、大于或者大约是30:1、大于或者大约是40:1、大于或者大约是50:1、或者更大。另外,每个特征结构的特征可以在于在特征结构的颈部或者开口处的减小的宽度或者直径,例如小于或者大约是10μm、小于或者大约是8μm、小于或者大约是6μm、小于或者大约是5μm、小于或者大约是4μm、小于或者大约是3μm、小于或者大约是2μm、小于或者大约是1μm或者更小。这种高孔径比与最小宽度的组合可以使许多传统的种晶层沉积操作失败,这可能导致在后续的电镀操作中的空隙形成或者不完全填充。通过利用根据本技术的多个实施方式的工艺,可以在执行另外的电镀操作之前,沿着具有实际上任何孔径比的特征结构建成或者修复种晶层。
32.方法300可以在如前所述的电镀系统中执行,该系统可以包含已经被处理到一定程度的基板。例如,在将基板的特征结构浸没到镀敷浴槽中之前,可以执行任何数量的处理操作以产生任何数量的半导体结构。可以穿过基板形成诸如硅通孔(through-silicon via)之类的过孔或者任何其他高孔径比的特征结构。可以沿着该特征结构形成诸如衬垫
410之类的衬垫,并且可以利用任何数量的工艺或者技术来保形地形成诸如衬垫410之类的衬垫。可以形成种晶层415,种晶层415的特征可以在于如图所示在该特征结构的整个表面上的不完全或者不均匀的覆盖量。应理解的是,仅为了图示而包括这些图,这些图并不被视为具有任何特定的比例。例如,间隙可以出现在种晶层的覆盖范围内,或者最小的厚度可以形成在某些区域中,这可以特征在于几十埃或者更小的厚度。如果未经处理,那么这些最小的覆盖区域可能在填充工艺中形成空隙。
33.本技术可以在电镀腔室自身中执行种晶层建成或者修复。在已经在基板的整个特征结构执行诸如真空预湿化(pre-wet)之类的湿化(wetting)之后,可以如前所述将基板夹在电镀系统内,并且设置在镀敷浴槽内。镀敷浴槽可以是酸浴槽,酸浴槽可以包含铜或者用于镀敷的其他金属离子,并且可以在浴槽内包含任何数量的添加材料。例如,可以在镀敷浴槽内包含平衡剂(leveler)、抑制剂(suppressor)、加速剂(accelerator)或者其他材料以促进镀敷操作。这些方法可以包括在执行所述的方法300的操作之前在镀敷浴槽内可选的驻留(dwell),这可以允许浴槽材料在特征结构内扩散。如上所述,试图用额外的物理气相沉积增加种晶层可能会导致特征结构的颈部因连续的沉积而被夹断。然而,本技术可以在所述方法执行期间以杠杆作用影响(leverage)镀敷浴槽内的加速剂和抑制剂。由于更低迁移率(lower-mobility)的抑制剂可以限制沿着基板的外表面和特征结构的颈部的镀敷,所以更高迁移率(higher-mobility)的加速剂可以完全渗透特征结构以促进修复。因此,本技术可以不受类似于连续的物理气相沉积的视线形成或者夹断问题的限制。
34.可以利用以特定平均电流密度施加的dc电流来执行典型的电镀。可以将平均电流密度保持得相对低,诸如小于或者大约是3.0ma/cm2、小于或者大约是2.5ma/cm2、小于或者大约是2.0ma/cm2、小于或者大约是1.5ma/cm2、小于或者大约是1.0ma/cm2、小于或者大约是0.5ma/cm2、或者更小。通过保持低的电流密度,可以将镀敷生长控制成限制或者防止枝状晶体的形成,并且确保添加剂可以在标称电流窗口(nominal current window)内起作用。由于可以利用直流电流,所以峰值电流密度可以实质上等于或者小于平均电流密度。然而,这种低电流工艺可能沿着低种晶覆盖量的区域提供不充分的导电率,这可能引起几个问题。例如,镀敷可能不发生在这些区域,而且,电流可能被不均匀地分配给相邻的区域,这可能影响添加剂功能以及在这些区域中的镀敷。这可能产生空隙,所述空隙在连续的镀敷期间可能增加和关闭(close off)。本技术可以执行一种修复工艺,这种修复工艺可以克服与不充分种晶层覆盖量相关的导电率局限性。
35.在操作305,可以通过对dc电源进行脉冲化而传送脉冲电流到处理腔室和镀敷浴槽,执行电镀操作。因此,电源可以在没有脉冲反转的情况下工作,因而可以在整个操作过程中以正向方向工作,这可以确保只进行镀敷而不进行除去电镀层处理(de-plate)。可以以一种频率和占空因数进行脉冲化,用以增大在电源的接通时间期间的峰值电流密度。当使连续的dc电源工作于更高的功率可能引起导致枝状晶体生长的不均匀镀敷时,本技术可以限制高功率工作以产生可以克服更低导电率区域的初始条件(initiation condition),更低导电率区域由低种晶层覆盖量或者间隙造成。这可以通过利用保持在类似于或者低于标准电镀操作的平均电流密度来实现。
36.例如,可以以大于或者大约是1hz的脉冲频率对dc电源进行脉冲化,并且可以以大于或者大约是10hz的频率、大于或者大约是50hz的频率、大于或者大约是100hz的频率、大
于或者大约是250hz的频率、大于或者大约是500hz的频率、大于或者大约是750hz的频率、大于或者大约是1000hz的频率、或者更高的频率对dc电源进行脉冲化。然而,随着脉冲频率增大,镀敷操作可以更接近地像连续dc供电操作,这可能在每个接通时间操作期间发生过度镀敷(over-plate),并且可能造成枝状晶体形成。因此,在一些实施方式中,可以以小于或者大约是1000hz的频率对电源进行脉冲化,并且可以以小于或者大约是900hz的频率、小于或者大约是800hz的频率、小于或者大约是700hz的频率、或者更小的频率对dc电源进行脉冲化。另外,可以调整占空因数以减少电源的接通时间。例如,在一些实施方式中,可以将占空因数保持在大于或者大约是10%,并且可以将占空因数保持在大于或者大约是15%、大于或者大约是20%、大于或者大约是25%、大于或者大约是30%、大于或者大约是35%、大于或者大约是40%、大于或者大约是45%、大于或者大约是50%、大于或者大约是55%、大于或者大约是60%、大于或者大约是65%、大于或者大约是70%、大于或者大约是75%、或者更高。再一次地,随着占空因数增大并且电源更接近地像连续dc工作,与种晶层相邻的离子可能快速地向外镀出,造成枝状晶体形成。因此,在一些实施方式中,可以将占空因数保持在小于或者大约80%,并且可以将占空因数保持在小于或者大约70%、小于或者大约60%、小于或者大约50%、或者更小。
37.通过使电源以低占空因数在脉冲的条件下工作,可以增大峰值电流密度,同时将平均电流密度保持为低得足以控制来自浴槽的镀敷。例如,在操作305期间,可以将平均电流密度保持在小于或者大约2.0ma/cm2,并且可以将平均电流密度保持在小于或者大约1.5ma/cm2、小于或者大约1.0ma/cm2、小于或者大约0.5ma/cm2、或者更小。然而,在接通时间操作期间的峰值电流可以大于或者大约是0.5a,并且可以大于或者大约是1.0a、大于或者大约是1.5a、大于或者大约是2.0a、大于或者大约是2.5a、大于或者大约是3.0a、大于或者大约是3.5a、大于或者大约是4.0a、大于或者大约是4.5a、大于或者大约是5.0a、或者更高。另外,峰值电流密度可以大于或者大约是2ma/cm2,并且可以大于或者大约是5ma/cm2、大于或者大约是10ma/cm2、大于或者大约是20ma/cm2、大于或者大约是50ma/cm2、或者更高。尽管这种高密度可能如前所述在连续供电操作期间导致产生问题,但在本技术的一些实施方式中,可以将接通时间保持在小于或者大约500ms,并且可以将接通时间保持在小于或者大约250ms、小于或者大约100ms、小于或者大约50ms、小于或者大约25ms、小于或者大约10ms、小于或者大约5ms、小于或者大约1ms、或者更小,这可以确保受控的镀敷而没有枝状晶体生长。
38.可以执行操作305达第一时间周期,在第一时间周期期间,可以在操作310进行第一数量的镀敷。第一时间周期可以是用以产生充分的覆盖量的时间量,并且可以大于或者大约是2分钟、大于或者大约是5分钟、大于或者大约是10分钟、或者更长。可以将镀敷限制到小于或者大约是500nm,并且可以将镀敷限制到小于或者大约是250nm、小于或者大约是200nm、小于或者大约是150nm、小于或者大约是100nm、或者更小,这可以确保遍及待镀敷的特征结构所有表面的充分的覆盖量。应理解的是,操作时间和覆盖量可以根据特征结构的多个方面和所要执行的建成量而变化。尽管形成可以是均匀的,但是在一些实施方式中,由于在镀敷浴槽中执行工艺,所以覆盖可能优先发生于晶片表面远侧的区域中,这也可以是先前不充分种晶的问题。这可能因为以下原因而发生:抑制添加剂(suppressor additive)可以限制特征结构颈部处的沉积,而加速添加剂(accelerator additive)可以促进向特征
结构中进一步沉积。因此,该操作可以有利地限制在待填充的该特征结构或者这些特征结构的颈部处的夹断。因而,如图4b中所示,覆盖量可以沿着特征结构的底部和角落区域增加,同时控制在特征结构的颈部或者入口处的形成。
39.在已经完成脉冲化操作之后,可以在操作315将电源切换到连续dc电流传送,这可以进行达第二时间周期,在第二时间周期期间,可以在操作320镀敷第二数量的金属。因此,可以不再进行脉冲化,但可以保持平均电流密度或者稍微增大平均电流密度,这可以防止在从脉冲化到连续操作(continuous operation)的过渡期间的过度向外镀出。在一些实施方式中,第二时间周期期间的平均电流密度可以大于或者大约等于第一时间周期期间的平均电流密度,第一时间周期期间诸如是脉冲化操作期间。然而,可以将峰值电流或者峰值电流密度保持小于第一时间周期期间的峰值电流或者峰值电流密度。因而,当峰值电流在第一时间周期期间可以超过2a或者更大时,峰值电流可以在第二时间周期期间被保持在低于2a或者大约是2a,并且峰值电流可以在第二时间周期期间被保持在低于1.5a或者大约是1.5a、低于1.0a或者大约是1.0a、低于0.5a或者大约是0.5a、或者更小。这可以使镀敷能够在整个特征结构均匀地进行完,可以限制或者防止空隙形成。
40.第二时间周期也可以根据正在被填充的特征结构的多个方面而变化,并且在一些实施方式中,第二时间周期可以大于第一时间周期。另外,在一些实施方式中,第二时间周期可以包括许多时间子周期,在子周期中,电流或者平均电流密度可以随着镀敷中达到平衡而被提升(ramp),并且这些特征结构的整个生长可以随着特征结构被填充而增加。例如,可以在可选的操作325执行任何数量的提升步骤,每个提升步骤都提高平均电流密度。每个时间周期可以是前面提到的时间周期中的任何时间周期,并且每个时间周期在一些实施方式中可以是相同的或者是不同的。类似地,电流增大在每个子周期可以是线性增大,或者电流或者电流密度方面的每个增大可以大于或者小于任何先前的增大。在一些实施方式中,在每个子周期期间,平均电流密度可以等于或者大于第一时间周期期间的平均电流密度。另外,峰值电流或者峰值电流密度可以小于第一时间周期期间的峰值电流或者峰值电流密度。通过执行根据本技术的多个实施方式的脉冲化操作,可以确保改良的种晶层覆盖量,这可以改善过孔或者特征结构填充操作,同时限制或者防止空隙形成。
41.在前面的描述中,为了进行说明,列示了众多的细节以便提供对本技术各种实施方式的理解。然而,对本领域技术人员而言很显然的是,可以在没有这些细节中的一些细节或者在有其他细节的情况下实践一些实施方式。例如,其他可以得益于所描述的湿式技术(wetting technique)的基板也可以与本技术一起使用。
42.以上公开了几个实施方式,本领域技术人员将认识到的是,在不违背这些实施方式的精神的情况下,可以采用各种修改、替换构造和等同物。另外,并未描述许多公知的工艺和元件以便避免不必要地使本技术难以理解。因此,以上描述不应视为对本技术的范围的限制。
43.在提供了数值范围的情况下,理解为也明确公开了介于该范围的上下限之间的每个值(到下限单位的最小部分),除非上下文明示了与之不同的情形。本技术包括了在提到的范围内的任何提到的值或者未提到的介于该范围之间的值之间的任何更窄的范围、和在提到的范围内的任何其他提到的值或者介于该范围之间的值。这些更小范围的上下限可以被独立地包括在该范围内或者排除在该范围之外,并且在提到的范围中任何特意排除的极
限值的条件下,本技术内也包括了以下每个范围:上下限中任一或者两者被包括或者不被包括在这些更小范围内的每个范围。在提到的范围包括这些极限值之一或者两者的情况下,本技术也包括了排除了那些所包括的极限值中任一或两者的范围。在列表中提供多个值的情况下,也类似地特意公开了包括这些值中任何值的任何范围或者以这些值中任何值为基础的任何范围。
44.如本文和所附权利要求书中使用的那样,单数形式“一”、“一种”、“该”和“所述”包括了复数引述,除非上下文明示了与之不同的情形。因而,例如,引述“一种材料”包括了多种这样的材料,而引述“所述时间周期”或“该时间周期”包括了对一个或者多个时间周期的引述,也包括了对本领域技术人员已知的一个或多个时间周期的等同物的引述等等。
45.而且,措辞“包括”、“含有”和“包含”当在本说明书和所附的权利要求书中使用时,意在指明确定的特征、完整件(integer)、部件或者操作的存在,但它们并不排除一个或多个其他特征、完整件、部件、操作、动作或者群组(group)的存在或者增加。
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