描述了一种电化学沉积系统。该电化学沉积系统包括：被布置在公共平台上的一个或更多个电化学沉积模块，其用于将一种或更多种金属沉积在基底上；以及化学品管理系统，其被耦接至一个或更多个电化学沉积模块。化学品管理系统被配置成向一个或更多个电化学沉积模块中的至少一个电化学沉积模块提供用于沉积一种或更多种金属的一种或更多种金属成分。化学品管理系统可以包括至少一个金属富集槽和至少一个金属浓缩物产生器槽。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用根据37C.F.R.§ 1.78(a) (4)，本申请要求于2013年7月3日提交的共同未决的美国临时申请N0.61/842801的权益和优先权，该申请全部内容通过引用明确并入本文。
本文所公开的实施例总体上涉及电化学沉积(ECD，electrochemicaldeposit1n)和金属镀覆。
技术介绍
可靠的多层互连形成和金属化对于下一代超大规模集成(ULSI，ultra largescale integrat1n)器件和先进封装的成功是极为重要的，其中包括电子器件的三维集成(3DI)以及紧密间距焊料凸点和微凸点技术二者。作为示例，对于将超大规模集成电路制造扩展到7nm(纳米)技术节点并且超越7nm(纳米)技术节点，设想到经由触点和线路以高纵横比形成的双镶嵌铜(Cu)互连。另外，例如，直径为1微米至30微米并且深度为10微米至250微米的金属化的过娃通孔(TSV，through silicon via)结构实现了 3DI电子器件，同时针对先进封装来设想在紧密间距凸点(即间距小于300微米)或微凸点处的无铅焊料的掩模图案化沉积。为了实现上述技术，电镀工艺或电化学沉积(EO)，electrochemical deposit1n)工艺以及其他工艺用作将包括金属例如锡(Sn)、银(Ag)、Sn-Ag合金、镍(Ni)、铜(Cu)等的各种材料应用于多种结构和表面例如半导体工件或基底的制造技术。用于这种工艺的系统的重要特征是产生均匀且可重复的材料属性例如厚度、组成、机械特性或电特性等的能力。
技术实现思路
电化学沉积系统可以使用当在镀覆期间耗减时需要补给的包括(多种)成分例如金属离子在内的该主要电解质(primary electrolyte)。例如，在锡银应用中，在耗减时可能需要对锡盐溶液的液体补给。这样的补给可能是昂贵的，并且可能基本上取决于应用。此夕卜，补给可能需要电化学沉积工具或子模块的较长停机时间用于维护和工艺再鉴定，这可能对沉积设备的购置成本产生不利影响。因此，期望的是用于补给电化学沉积工具中耗减的工艺电解质的新的改进方法和设备。本专利技术的实施例涉及用于电化学沉积(ECD)和电解质补给的方法和设备。根据一种实施例，描述了一种电化学沉积系统。该电化学沉积系统包括:被布置在公共平台上的一个或更多个电化学沉积模块，其用于将一种或更多种金属沉积在基底上；以及化学品管理系统，其被耦接至一个或更多个电化学沉积模块。化学品管理系统被配置成向一个或更多个电化学沉积模块中的至少一个电化学沉积模块提供用于沉积一种或更多种金属的一种或更多种金属成分。化学品管理系统可以包括至少一个金属富集槽和至少一个金属浓缩物产生器槽。此外，虽然本文中不同的特征、技术、配置等中的每一个可能在本公开的不同位置被讨论，但是目的在于能够将各构思彼此独立地执行或彼此组合地执行。因此，可以以许多不同的方式来实施和观察本专利技术。注意，本
技术实现思路
部分并不指定每个实施例和/或本公开或请求保护专利技术的递增新颖方面。相反，本
技术实现思路
仅提供了对不同实施例和新颖性优于传统技术的对应点的初步讨论。对于本专利技术和实施例的额外的细节和/或可能的角度，读者被引导到如下面进一步讨论的本公开的具体实施例以及相应附图。【附图说明】参考与附图结合考虑的以下详细描述，对本专利技术的各种实施例及其许多附带优点的更透彻理解将变得明显。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在对特征、原理和概念进行说明上。在附图中:图1是根据实施例的示出定量给料方案(dosing scheme)的镀覆槽的简化示意图。图2A和图2B是根据其他实施例的示出定量给料方案的镀覆槽的简化示意图。图3A和图3B是根据另外的实施例的能够用金属富集槽操作的镀覆槽的简化示意图。图4是根据实施例的电化学沉积模块和化学品管理系统的简化示意图。图5示出了根据实施例的金属浓缩物产生器槽的简化示意流程图。图6A是根据实施例的示出用于操作金属浓缩物产生器的方法的流程图。图6B是根据另一实施例的示出用于操作金属浓缩物产生器的方法的流程图。图7示出了根据实施例的金属富集槽的简化示意流程图。图8示出了根据另一实施例的金属富集槽的简化示意流程图。图9是根据又一实施例的水提取模块的简化示意图。【具体实施方式】在各种实施例中描述了包括电解质补给的用于电化学沉积的方法和设备。本领域技术人员将认识到，可以在不具有一个或更多个具体细节的情况下或者用其他替代方案和/或附加方法、材料或部件来实践各种实施例。在其他实例中，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免使本专利技术的各种实施例的各方面模糊。同样，为便于解释，阐述了特定的数字、材料和配置，以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，本专利技术可以在不具有特定细节的情况下来实践。此外，应当理解，附图中所示的各种实施例是说明性表示并且不一定按比例绘制。在这个说明书中，对“一种实施例”或“实施例”的引用意味着与实施例结合描述的特定的特征、结构、材料或特性被包括在本专利技术的至少一个实施例中，但不表示它们在每一种实施例中都存在。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一种实施例中”或“在实施例中”不一定指本专利技术的相同实施例。此外，在一个或更多个实施例中可以以任何合适的方式对特定的特征、结构、材料或特性进行组合。可以包括各种附加层和/或结构，并且/或者可以在其他实施例中省略所描述的特征。本文所用的“基底”通常是指根据本专利技术正在被处理的对象。基底可以包括装置特别是半导体或其他电子器件的任何材料部分或结构，并且可以例如是基础基底结构，如在基础基底结构如薄膜上的或覆盖基础基底结构如薄膜的半导体晶片或层。因此，基底并不意在限于任何特定的图案化的或无图案的基础结构、底层或覆盖层，而是考虑到包括任何这样的层或基础结构、以及层和/或基础结构的任意组合。以下描述可以引用特定类型的基底，但这只是为了说明的目的而并非限制。如在上述部分中所描述的，公开了用于使用例如电化学沉积(ECD)用金属在基底上或基底内镀覆基底或结构的各种实施例。在电化学沉积期间，通过引入(多种)金属离子并且使用在露出表面处的电流还原溶解的金属离子在镀覆槽中将金属如锡(Sn)、银(Ag)、镍(Ni)、铜(Cu)以及它们的合金(例如锡银合金)镀覆在基底的暴露表面上以形成金属膜。如上所述，耐用的镀覆槽的重要特征是其能够产生均匀且可重复的材料特性的能力。然而，电化学沉积系统在镀覆期间耗减金属离子，因此为了均匀且可重复的结果需要补给在工艺电解质中耗减的金属离子。本文公开了有关在ECD系统中所使用的镀覆槽和补给槽的许多实施例。相对于补给槽，一些实施例涉及浓缩物产生器槽，其中，使用平台上或平台外金属浓缩物产生器槽来产生浓缩物状态的含金属的电解质(即，金属离子浓度大于用于处理的典型的金属离子浓度)，该浓缩物状态的含金属的电解质可以被存储并且在操作期间用于向镀覆槽定量给料。其他实施例涉及富集槽，其中，内部(on-board)或外接(off-board)金属富集槽对在电解质储器与镀覆槽之间循环通过的电解质进行富集。现在转向附图，图1是根据实施例的示出定量给料方案的镀覆槽的简化示意图。镀覆槽可以用于对金属执行电化学沉积(ECD)，所述金属用从各种金属源定量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电化学沉积系统，包括：被布置在公共平台上的一个或更多个电化学沉积模块，所述一个或更多个电化学沉积模块用于将一种或更多种金属沉积在基底上；以及化学品管理系统，所述化学品管理系统被耦接至所述一个或更多个电化学沉积模块并且被配置成向所述一个或更多个电化学沉积模块中的至少一个电化学沉积模块提供用于沉积所述一种或更多种金属的一种或更多种金属成分，所述化学品管理系统包括：至少一个金属富集槽，所述至少一个金属富集槽补给所述一种或更多种金属成分中的至少一种金属成分，并且以与将所述一种或更多种金属沉积在所述基底上同步的方式将所补给的金属成分供应至所述一个或更多个电化学沉积模块中的至少一个电化学沉积模块，以及至少一个金属浓缩物产生器槽，所述至少一个金属浓缩物产生器槽产生所述一种或更多种金属成分中的至少一种金属成分的浓缩溶液，并且以与将所述一种或更多种金属沉积在所述基底上异步的方式或同步的方式将浓缩的所述金属成分定量给料至所述一个或更多个电化学沉积模块中的至少一个电化学沉积模块。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：德梅特留斯·帕帕帕纳约图，阿瑟·凯格勒，乔纳森·汉德，约翰内斯·基乌，达维德·G·瓜尔纳恰，丹尼尔·L·古德曼，
申请(专利权)人：东京毅力科创尼克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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