具有惰性和活性阳极的电镀系统技术方案

技术编号:26348350 阅读:57 留言:0更新日期:2020-11-13 21:44
公开了用于控制用于衬底的电化学镀敷设备上的镀敷电解质浓度的方法和电镀系统。惰性阳极(或在需要时可以充当惰性阳极的辅助电极)控制一种或多种电解质成分的浓度。惰性阳极通过进行不产生金属离子的气体释放反应来平衡电镀工艺中电解液金属离子的产生和消耗速率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有惰性和活性阳极的电镀系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月23日提交的名称为“ELECTROPLATINGSYSTEMWITHINERTANDACTIVEANODES”的美国临时申请No.62/634,463的优先权的权益,其通过引用整体并入本文并且用于所有目的。
本公开涉及电镀溶液浓度的控制,尤其涉及在电化学电镀设备上针对半导体衬底执行的这种控制。
技术介绍
为了集成电路生产的金属化,电化学沉积工艺被广泛地使用在半导体工业中。一种这样的应用为铜(Cu)电化学沉积,此可包含将Cu线沉积到预先形成在介电层中的沟槽和/或通孔内。在该工艺中,通过利用物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD),将薄的附着金属扩散阻挡膜预先沉积到表面上。然后,一般通过PVD沉积工艺,将铜的薄晶种层沉积在阻挡层的顶部上。接着,通过电化学沉积工艺,以Cu电化学地填充特征(通孔与沟槽),在该电化学沉积工艺期间,铜阴离子被电化学地还原成铜金属。另一个应用是在相同或不同情况下沉积钴(Co)。该
技术介绍
部分是为了呈现本公开的背景的目的。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在装置的制造期间将金属电镀到衬底上的方法,所述方法包括:/n(a)将电镀溶液提供至电镀系统,所述电镀系统包括:/n(i)被配置为在将所述金属电镀到所述衬底上的同时保持所述衬底的阴极部分,/n(ii)包含所述金属的离子的电镀溶液,/n(iii)活性阳极,和/n(iv)惰性阳极;/n(b)提供总电流的用于将所述金属电镀到所述衬底上的第一部分至所述活性阳极上;以及/n(c)提供所述总电流的用于将所述金属电镀到所述衬底上的第二部分至所述惰性阳极上,/n其中所述第一部分和所述第二部分分别近似于在所述衬底处的金属镀敷和一个或多个寄生反应的部分,以及/n其中提供所述总电流的所述第一部分并提供所述总电...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180223 US 62/634,4631.一种在装置的制造期间将金属电镀到衬底上的方法,所述方法包括:
(a)将电镀溶液提供至电镀系统,所述电镀系统包括:
(i)被配置为在将所述金属电镀到所述衬底上的同时保持所述衬底的阴极部分,
(ii)包含所述金属的离子的电镀溶液,
(iii)活性阳极,和
(iv)惰性阳极;
(b)提供总电流的用于将所述金属电镀到所述衬底上的第一部分至所述活性阳极上;以及
(c)提供所述总电流的用于将所述金属电镀到所述衬底上的第二部分至所述惰性阳极上,
其中所述第一部分和所述第二部分分别近似于在所述衬底处的金属镀敷和一个或多个寄生反应的部分,以及
其中提供所述总电流的所述第一部分并提供所述总电流的所述第二部分使所述金属电镀到所述衬底上。


2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述金属是钴,并且其中,所述活性阳极包含钴。


3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述金属是铜,并且其中,所述活性阳极包含铜。


4.根据权利要求1、2或3所述的方法,其中所述一个或多个寄生反应包括氢离子还原。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,将所述总电流的所述第二部分提供至所述惰性阳极上引起氢离子产生反应,该氢离子产生反应还不会产生金属阳离子。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述电镀溶液包含钴离子、酸、硼酸根离子和有机镀敷添加剂。


7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,所述电镀系统还包括离子转移分离器,所述离子转移分离器在所述阳极部分和所述阴极部分之间,并且被配置为提供用于所述阳极部分中的所述电镀溶液与所述阴极部分中的所述电镀溶液之间的离子连通的路径。


8.根据权利要求7所述的方法,其中,所述离子转移分离器包含阳离子交换膜。


9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法,其中,同时提供所述总电流的所述第一部分和所述总电流的所述第二部分。


10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述电镀池还包括一个或多个辅助电极室,每个所述辅助电极室均包含电极。


11.根据权利要求10所述的方法,还包括在不将所述金属电镀到所述衬底上的同时,将所述总电流的所述第二部分中的至少一部分提供至所述一个或多个辅助电极室的所述电极。


12.一种在装置的制造期间将金属电镀到衬底上的系统,所述系统包括:
(a)电镀池,其包括阳极部分和阴极部分,并被配置为在将所述金属电镀到所述衬底上的同时将所述衬底保持在所述阴极部分中;
(b)包含所述金属的活性阳极;
(c)惰性阳极;和
(d)包括指令的控制器,所述指令用于:
(i)提供总电流的用于将所述金属电镀到所述衬底上的第一部分至所述活...

【专利技术属性】
技术研发人员:何治安尚蒂纳特·古艾迪黄璐丹安德鲁·詹姆斯·普福
申请(专利权)人:朗姆研究公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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