通掩模互联制造中的电氧化金属去除制造技术

在一种实现方式中，晶片处理方法包括用金属填充多个通抗蚀剂凹陷特征，使得第一特征的填充速率与第二特征的填充速率之比为R1；然后电化学去除金属，使得从第一特征去除金属的速率与从第二特征去除金属的速率之比大于R1，从而改善填充的均匀性。在一些实施方案中，该方法包括使阳极偏置的衬底与电解液接触，以使得电解液在实质上平行于衬底的工作表面的方向上具有横向流动分量。该方法可以在配置成用于在衬底的表面处产生横流的设备中实现。在一些实现方式中，该方法利用不同的电化学状态来实现均匀性的改善。

Metal removal of Electrooxidation in mask interconnection manufacturing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通掩模互联制造中的电氧化金属去除相关申请的交叉引用本申请要求于2018年7月19日提交的、名称为“Electro-OxidativeMetalRemovalinThroughMaskInterconnectFabrication”的、命名Thorkelsson等人为专利技术人的美国专利申请序列No.16/040,407的优先权，以及2017年7月28日提交的、名称为“Electro-OxidativeMethodandApparatusforImprovingThroughMaskInterconnectUniformity”的、命名Mayer等人作为专利技术人的美国临时专利申请No.62/538,202的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及利用电化学金属去除来改善金属层的均匀度的设备与方法。在一实现方式中，本专利技术涉及晶片内均匀度、管芯(die)内均匀度和/或通掩模电镀特征的特征内均匀度的改善设备与方法。
技术介绍
通掩模电镀为在半导体装置制造中于多个处理方案中形成金属凸块和柱的方法。使用通掩模电镀的标准处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理半导体衬底的方法，所述方法包含：/n(a)将具有工作表面的半导体衬底提供至被配置成用于电化学金属去除的设备中，其中所述工作表面包含多个通掩模金属特征；/n(b)从由低于临界电位的电蚀刻、高于所述临界电位的电抛光以及后接高于所述临界电位的电抛光的低于所述临界电位的电蚀刻所组成的群组选择用于所述电化学金属去除的状态；以及/n(c)在所选择的所述状态中，从所述多个通掩模金属特征电化学去除所述金属的一部分，同时改善所述金属的均匀度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170728 US 62/538,202;20180719 US 16/040,4071.一种用于处理半导体衬底的方法，所述方法包含：
(a)将具有工作表面的半导体衬底提供至被配置成用于电化学金属去除的设备中，其中所述工作表面包含多个通掩模金属特征；
(b)从由低于临界电位的电蚀刻、高于所述临界电位的电抛光以及后接高于所述临界电位的电抛光的低于所述临界电位的电蚀刻所组成的群组选择用于所述电化学金属去除的状态；以及
(c)在所选择的所述状态中，从所述多个通掩模金属特征电化学去除所述金属的一部分，同时改善所述金属的均匀度。


2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述电化学金属去除期间使用参考电极监测电位。


3.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的所述状态是低于所述临界电位的电蚀刻。


4.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的所述状态是高于所述临界电位的电抛光。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，所选择的所述状态是后接高于所述临界电位的电抛光的低于所述临界电位的电蚀刻。


6.一种用于处理半导体衬底的方法，所述方法包含：
(a)将具有工作表面的半导体衬底提供至被配置成用于电化学金属去除的设备中，其中所述工作表面包含暴露的金属；
(b)阳极化偏置所述半导体衬底并将所述半导体衬底的所述工作表面浸没至电解液中；以及
(c)通过在低于临界电位的电蚀刻状态中去除金属，接着在高于所述临界电位的电抛光状态中去除金属而电化学去除所述金属的一部分，同时改善所述金属的均匀度。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所去除的所述金属为铜。


8.根据权利要求6所述的方法，其中所去除的所述金属为铜，并且其中，以相对于铜电极的在约0.1-0.7V之间的电位下电蚀刻铜，接着以相对于铜电极的在约0.7-2.0V之间的电位下进行电抛光，其中在所述电抛光期间使用的所述电位大于在电蚀刻期间使用的所述电位。


9.根据权利要求1所述的方法，其还包含在所述电化学金属去除期间通过所述半导体衬底旋转以外的方法沿着实质上平行于所述半导体衬底的所述工作表面的方向提供与所述半导体衬底的所述工作表面接触的所述电解液的横流。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所改善的所述均匀度选自由管芯内均匀度、晶片内均匀度以及特征内均匀度组成的群组。


11.一种用于处理半导体衬底的方法，所述方法包含：
(a)将具有多个通掩模金属特征的半导体衬底提供至被配置成用于电化学金属去除的设备中；
(b)阳极化偏置所述半导体衬底并且将所述半导体衬底的所述工作表面浸没至所述电解液中；
(c)从所述多个通掩模金属特征电化学去除金属的一部分，使得各个通掩模特征内的金属厚度变化减少。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所去除的所述金属为铜。


13.根据权利要求11所述的方法，其还包含在所述电化学金属去除期间通过所述半导体衬底旋转以外的方法沿着实质上平行于所述半导体衬底的所述工作表面的方向提供与所述半导体衬底的所述工作表面接触的所述电解液的横流。


14.根据权利要求11所述的方法，其还包括在所述电化学金属去除期间在所述半导体衬底附近使用参考电极监测电位。


15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括将所述电解质溶液中的金属离子的浓度维持在目标水平，使得在从所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡利·托尔凯尔森，理查德·G·亚伯拉罕，史蒂文·T·迈耶，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US