具有杯底部轮廓的镀杯制造技术

本申请公开了一种用于在夹盘组件中进行电镀期间与晶片啮合以及在电镀期间向该晶片提供电流的杯。该杯可包括弹性密封件，其设置在所述杯上并被配置成在电镀期间与所述晶片啮合，其中一旦啮合，所述弹性密封件基本上将电镀液从所述晶片的周边区域排除，并且其中所述弹性密封件和所述杯是环形的，并且包括一个或多个接触元件，其用于在电镀期间向所述晶片供应电流，该一个或多个接触元件被连接至所述杯上并且从设置在所述弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸。该杯的凹口区域可具有在该杯的底表面的一部分上的突出物或者绝缘部分，其中该凹口区域与所述晶片内的凹口对齐。

Plated cup with cup bottom outline

The present invention discloses a cup for engaging a wafer in an assembly of a tray assembly and providing an electric current to the wafer during electroplating. The cup can include the elastic seal is arranged in the cup and is configured with the wafer engaging during plating, which once engaged, the elastic seal basically excluded from electroplating surrounding area of the wafer, and wherein the elastic sealing member and the annular cup, and includes one or a plurality of contact elements, which is used to supply current to the wafer during plating, the one or a plurality of contact elements are connected to the cup and the cup from the belt to set the seal on the center extends inwards in the elastic metal. The notch region of the cup may have a projection or an insulating portion on a portion of the bottom surface of the cup in which the notch region is aligned with the notch in the wafer.

【技术实现步骤摘要】
具有杯底部轮廓的镀杯本申请是申请号为201210354922.3、申请日为2012年9月12日、专利技术名称为“具有杯底部轮廓的镀杯”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求申请号为61/533,779、申请日为2011年9月12日，名称为“具有有轮廓的杯底部的镀杯”(“PLATINGCUPWITHCONTOUREDCUPBOTTOM,”)的美国专利临时申请的优先权，基于所有目的，其全部内容通过引用方式并入本文。
本专利技术涉及集成电路的镶嵌互连的形成，和在集成电路的制造过程中所使用的电镀装置。
技术介绍
电镀是在集成电路(IC)制造中沉积一个或多个层的传导性金属的常用的技术。在一些制造工艺中，其用来在各种衬底的特征之间沉积单个或多个层级的铜互连。电镀的装置通常包括电镀池，其具有电解液池/浴和在电镀期间设计用来托持半导体衬底的夹盘(clamshell)。在电镀装置的操作过程中，使半导体衬底浸入电解液池，致使衬底的一个表面暴露在电解液中。利用与衬底表面建立的一个或多个电接触来驱动电流通过电镀池并且将来自电解液中存在的金属离子中的金属沉积在衬底表面上。通常地，电接触元件用于在该衬底和作为电流源的母线之间形成电连接。然而，在某些配置中，被电气连接接触的在衬底上的导电籽晶层可朝向衬底边缘变得较薄，使之更难以建立与衬底的最佳的电气连接。电镀过程中所产生的另一个问题是电镀溶液潜在的腐蚀特性。因此，为了防止电解液泄漏和电解液与电镀装置的元件接触，而让电解液与电解槽的内部以及被设计用以电镀的衬底的所述面相接触，在许多的电镀装置中在夹盘和衬底的界面处使用边缘密封件。
技术实现思路
在本专利技术中公开的是用于在夹盘组件中进行电镀期间与晶片啮合以及在电镀期间向该晶片提供电流的杯。该杯可包括设置该杯上并配置为在电镀期间啮合晶片的弹性密封件，在啮合时，该弹性密封件基本上使电镀液从晶片的周边区域排除，并且其中该弹性密封件和杯是环形的。该杯也可包括在电镀过程中提供电流到晶片的一个或多个接触元件，所述一个或多个接触元件连接至杯上并从设置在该弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸，和连接至杯上并从杯的底表面的部分延伸的突出物。杯的底表面的该部分是在电镀期间与晶片中的凹口对齐的有角的部分。在一些实施例中，所述突出物设置在杯的凹口区域，其凹口区域对应于杯的区域，在该凹口区域中从晶片中心到弹性密封件边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从晶片的中心至弹性密封件边缘的距离。在一些实施例中，突出物的高度为约600微米和约1000微米之间。在本专利技术中还公开用于在夹盘组件中进行电镀期间与晶片啮合以及在电镀期间向该晶片提供电流的杯。该杯可包括设置在杯上并配置为在电镀期间啮合晶片的弹性密封件，其中在啮合时，弹性密封件基本上将电镀液从晶片的周边区域排除，并且其中的弹性密封件和杯是环形的。该杯也可包括在电镀过程中提供电流到晶片的一个或多个接触元件，所述一个或多个接触元件连接至杯上并从设置在弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸，和在杯的底表面的部分上的绝缘部分。该杯的底表面的部分是在电镀期间用以与晶片中的凹口对齐的有角的部分。在一些实施例中，绝缘部分被设置在杯的凹口区域，其凹口区域对应于杯的区域，在该凹口区域中从晶片中心到弹性密封件边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从晶片的中心至弹性密封件边缘的距离。在一些实施例中，与杯的底表面的其余部分相比，绝缘部分具有较低电子电导率。在一些实施例中，绝缘部分包括塑料。本专利技术还公开在电镀期间在夹盘组件中啮合晶片和在电镀期间供给电流到晶片的杯。该杯可包括设置在杯上的和被配置为在电镀期间啮合晶片的弹性密封件，其中在啮合时，弹性密封件基本上将电镀液从晶片的周边区域排除，并且其中的弹性密封件和杯是环形的。该杯也可包括在电镀过程中提供电流到晶片的多个接触元件，每个接触元件连接至杯上并从设置在弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸。在杯的凹口区域中的每一个接触元件比在杯的非凹口区域的接触元件长，其中，该凹口区域对应于杯的区域，在该凹口区域中从晶片的中心到弹性密封件边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从晶片的中心至弹性密封件边缘的距离。附图说明图1示出了在凹口区域的电镀层的厚度沿晶片的径向位置的曲线图。图2示出了在非凹口区域的电镀层的厚度沿着晶片的径向位置的曲线图。图3A是用于电化学处理半导体晶片的晶片托持和定位装置的透视图。图3B是夹盘组件的截面图，该组件带有具有一个或多个接触元件的边缘密封组件。图4A是在非凹口区域的夹盘组件的截面图，该组件带有边缘密封组件和支撑衬底的一个或多个接触元件。图4B是在凹口区域的夹盘组件的截面图，该组件带有边缘密封装配和支撑衬底的一个或多个接触元件，和具有突出物的底表面。图4C是与具有带有突出物的底表面的夹盘组件的透视图。图4D是在凹口区域的夹盘组件的截面图，该组件具有边缘密封组件和支撑衬底的一个或多个接触元件，和具有绝缘部分的底表面。图4E是具有带有绝缘部分的底表面的夹盘组件的透视图。图5A是在非凹口区域的带有边缘密封组件和支撑衬底的一个或多个接触元件的夹盘组件的截面图。图5B是在凹口区域的带有边缘密封组件和支撑衬底的一个或多个接触元件的夹盘组件的截面图。图6是描绘在夹盘组件中对齐和密封半导体衬底的方法的流程图。图7A示出了在凹口区域的电镀层的三个厚度的沿晶片的径向位置的分布曲线图。图7B示出了带有与测量位置10对应的凹口点的三个25点轮廓测量值分布示意图。图7C是用以在图7B中的25点轮廓测量值分布的25个测试点的位置的示意图。具体实施方式在下面的描述中，展示了许多具体细节以便提供对所提出的构思的详尽的理解。本专利技术提出的构思，也可在没有一些或所有这些具体细节的情况下实施。在其他示例中，不详细描述公知的处理操作，以免造成不必要地模糊所描述的构思。虽然一些构思结合特定的实施例来描述，将理解的是，这些实施例并不意指是限制性的。介绍当半导体产业趋向在电镀使用较薄的籽晶层时，这些较薄的层的较高的电阻可能会影响电镀的多个方面并在某些情况下引起在电镀层中的缺陷。较薄籽晶层的电阻通常大于5欧姆/平方，有时可高达约30欧姆/平方，甚至约40欧姆/平方。较高的电阻可能会导致不均匀的电压分布，尤其是当接触点被定位在离电镀液的边界不同的距离时。一个与较薄籽晶层相关联的电镀问题似乎出现在衬底的凹口区域。具体地，直径200毫米及以上的晶片使用小的凹口来显示晶片的方向。这些凹口伸向其晶片中心并在晶片电镀时需要被密封。支撑和密封这种晶片的夹盘有用于此目的的凹口延伸部，其通常被称为“平板”。就如凹口，该平板伸向晶片的中心，并防止电镀溶液泄漏通过晶片。因此，晶片中心和平板的溶液排除边缘之间的距离略小于在其他区域的类似的距离。例如，300毫米的晶片通常具有大约1毫米宽的围绕其周边的排除区域。在凹口区域以外的所有区域中，边缘密封件被定位在离晶片中心约149毫米处。在凹口区域中，密封件朝向中心延伸约0.5毫米，并定位于离中心约148.5毫米。然而，与籽晶层的电气接触通常沿着圆形的边界相对于中心间隔均匀地建立。通过接触环的触指(contactfinger)提供电气接触，该接触环具有环形的形状且通常不占任何凹口区域。这产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：电镀夹盘组件，其被配置成保持电解液，所述电镀夹盘组件包括用于在电镀期间啮合晶片的杯，其中所述杯包括：弹性密封件，其设置在所述杯上，其中所述杯和所述弹性密封件是环形的；一个或多个接触元件，该一个或多个接触元件被连接至所述杯上并且从设置在所述弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸；以及突出物，其在所述弹性密封件的所述内边缘的下方被连接至所述杯的底表面的一部分并从该杯的底表面的该部分延伸，其中该杯的底表面的该部分为有角的部分以用于在电镀期间与所述晶片内的凹口对齐；控制器，其被配置成利用程序指令执行下述操作：在所述弹性密封件的内边缘处使所述弹性密封件与所述晶片啮合以从所述晶片的周边区域基本上排除所述电解液；以及在电镀期间向所述晶片提供电流，其中所述突出物被配置成减少从所述晶片的所述周边区域吸取的电流。

【技术特征摘要】
2011.09.12 US 61/533,779;2012.09.10 US 13/609,0371.一种装置，包括：电镀夹盘组件，其被配置成保持电解液，所述电镀夹盘组件包括用于在电镀期间啮合晶片的杯，其中所述杯包括：弹性密封件，其设置在所述杯上，其中所述杯和所述弹性密封件是环形的；一个或多个接触元件，该一个或多个接触元件被连接至所述杯上并且从设置在所述弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸；以及突出物，其在所述弹性密封件的所述内边缘的下方被连接至所述杯的底表面的一部分并从该杯的底表面的该部分延伸，其中该杯的底表面的该部分为有角的部分以用于在电镀期间与所述晶片内的凹口对齐；控制器，其被配置成利用程序指令执行下述操作：在所述弹性密封件的内边缘处使所述弹性密封件与所述晶片啮合以从所述晶片的周边区域基本上排除所述电解液；以及在电镀期间向所述晶片提供电流，其中所述突出物被配置成减少从所述晶片的所述周边区域吸取的电流。2.如权利要求1所述的装置，其中所述杯的底表面的所述部分与该杯内的凹口区域相对应，其中该凹口区域限定该杯的一区域，在该区域内，从所述晶片的中心至所述弹性密封件的边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从所述晶片的中心至所述弹性密封件的边缘的距离。3.如权利要求1所述的装置，其中所述突出物的宽度在该突出物的长度方向上逐渐变小，其中该突出物的长度与该突出物的宽度是垂直的。4.如权利要求3所述的装置，其中所述突出物在靠近该突出物的长度的中心处是最宽的。5.如权利要求1所述的装置，其中所述突出物与所述晶片的所述凹口对齐，并且其中围绕所述晶片的周边的电流密度分布基本上是均匀的。6.如权利要求1所述的装置，其中所述弹性密封件具有被配置成与所述晶片的周边区域啮合的直径。7.一种装置，包括：电镀夹盘组件，其被配置成保持电解液，所述电镀夹盘组件包括用于在电镀期间啮合晶片的杯，其中所述杯包括：弹性密封件，其设置在所述杯上，其中所述杯和所述弹性密封件是环形的；一个或多个接触元件，该一个或多个接触元件被连接至所述杯上并且从设置在所述弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志安，冯敬斌，尚蒂纳特·古艾迪，弗雷德里克·D·威尔莫特，
申请(专利权)人：诺发系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US