一种用于电镀设备的离子电阻性离子可渗透元件包含用以在电镀期间调整接近衬底的流体动力环境的肋状物。在一个实施方案中，离子电阻性离子可渗透元件包含至少与衬底的镀覆面共同延伸的槽形部分，以及从槽形部分的面向衬底表面朝向衬底延伸的多个肋状物。肋状物包含具有完整最大高度的第一多个肋状物和具有比完整最大高度更小的最大高度的第二多个肋状物。在一个实施方案中，具有较小最大高度的肋状物安置成使得肋状物的最大高度在从元件的一个边缘到元件的中心的方向上逐渐增加。的一个边缘到元件的中心的方向上逐渐增加。的一个边缘到元件的中心的方向上逐渐增加。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在电镀期间调整流体动力学的空间及尺寸上非均一槽形板
相关申请的交叉引用
[0001]PCT请求形式为本申请的一部分与本说明书同时提交。本申请案主张如同时提交的PCT请求形式中所识别的益处或优先级的每一申请案全部且出于所有目的通过引用的方式并入本文中。
[0002]本公开实施例涉及用于在电镀期间控制电解质流体动力学的方法和设备。更确切地说，本文所描述的方法及设备尤其用于将金属镀覆到半导体晶片衬底上，尤其具有多个凹陷特征的那些。
技术介绍
[0003]在半导体装置制作中，沉积和蚀刻技术用于形成材料图案，例如用于形成嵌入于介电质层中的金属线。电化学沉积工艺在现代集成电路制作中为行之有效的。二十一世纪的早期从铝过渡到铜金属线互连推动对越来越复杂电沉积工艺和镀覆工具的需要。响应于装置金属化层中的越来越小的载流线的需要而演进许多复杂度。这些铜线通过以通常称为“金属镶嵌”处理(预钝化金属化)的方法将金属电镀到极薄高纵横比沟槽和通孔中来形成。
[0004]电化学沉积现准备满足对通常已知且用通俗语作为晶片级封装(wafer level packaging；WLP)和硅穿孔(through silicon via；TSV)电连接技术的复杂封装和多芯片互连技术的商业需要。这些技术部分归因于通常较大特征大小(与前段生产线(Front End of Line；FEOL)互连件相比较)和高纵横比而展示其自身极显著挑战。
[0005]本文提供的背景描述是出于总体上呈现本公开内容的目的。当前提出的专利技术人的工作在这一
技术介绍
部分中描述的程度上以及在提交时并未具有作为现有技术的资格的描述的方面既不明确地也不隐含地被认为针对本公开的现有技术。
技术实现思路
[0006]在一个方面中，提供一种电镀设备。在一些实施例中，电镀设备包含：(a)电镀腔室，配置成在将金属电镀到衬底上时含有电解质和阳极；(b)衬底固持器，配置成固持衬底，使得衬底的镀覆面在电镀期间与阳极分隔开；以及离子电阻性元件。离子电阻性元件包含：(i)槽形板，适用于在电镀期间通过离子电阻性元件提供离子传输；(ii)面向衬底侧，与衬底的镀覆面平行且与衬底的镀覆面分隔开一间隙；以及(iii)多个肋状物，定位于离子电阻性元件的面向衬底侧上，其中多个肋状物包括具有完整最大高度的第一多个肋状物和具有比完整最大高度更小的最大高度的第二多个肋状物。电镀设备更包含：间隙的入口，用于将横流电解质引入到间隙；以及间隙的出口，用于容纳在间隙中流动的横流电解质，其中入口和出口在电镀期间定位于衬底的镀覆面上的方位上相对周边位置附近。
[0007]在一些实施例中，离子电阻性元件经定位，使得具有较小最大高度的第二多个肋
状物接近间隙的入口。在一些实施例中，所有肋状物彼此平行且垂直于间隙中的横流电解质的流动方向。在一些实施例中，第二多个肋状物包括具有不同最大高度的至少两个肋状物。在一些实施例中，第二多个肋状物中的肋状物经布置，使得最大肋状物高度在从离子电阻性板的边缘到中心的方向上增加，且其中具有较低高度的第二多个肋状物仅安置在离子电阻性元件的一侧上。
[0008]在一些实施例中，肋状物的总数目在约15个与约30个之间，且具有较低最大高度的第二多个肋状物具有在约2个与约10个之间的肋状物。在一些实施例中，肋状物的完整最大高度小于约5毫米。举例来说，在一些实施例中，肋状物的完整最大高度为约1毫米至3毫米。在一些实施例中，衬底固持器的底部部分与离子电阻性元件之间的间隙小于约20毫米。
[0009]在一些实施例中，肋状物中的至少一些具有可变高度。在一些实施例中，肋状物中的至少一些具有可变高度，且具有可变高度的肋状物中的肋状物高度在朝向肋状物的边缘的方向上逐渐减小。
[0010]在一些实施例中，离子电阻性元件包含区，其中肋状物高度低于完整最大高度，且其中区通常为新月形。在一些实施方案中，这一区位于间隙的入口或出口附近。
[0011]在一些实施例中，离子电阻性元件包含区，其中肋状物高度低于完整最大高度，且其中区通常为环形。在一些实施例中，离子电阻性元件包含区，其中肋状物高度低于完整最大高度，且其中区具有马丁尼(martini)杯形状。
[0012]在一些实施例中，离子电阻性元件包含多个非通信通道。在其它实施例中，离子电阻性元件包含通信通道的三维网络。
[0013]在一些实施例中，电镀设备更包含流体地耦合到入口的横流注入歧管。在一些实施中，横流注入歧管至少部分地由离子电阻性元件中的空腔界定。在一些实施例中，电镀设备更包含定位于离子电阻性元件的周边部分上方的限流环。在一些实施例中，入口横跨接近衬底的镀覆面的周边约90
°
与180
°
之间的弧。
[0014]在另一方面中，提供一种用于电镀设备的离子电阻性板，其中电阻性板可适用于将材料镀覆在标准直径的半导体晶片上。在一些实施例中，板包含：圆形部分，具有与半导体晶片的镀覆面共同延伸的多个通道，其中板具有在约2毫米与25毫米之间的厚度；以及从圆形部分延伸的多个肋状物，其中多个肋状物包括具有完整最大高度的第一多个肋状物和具有比完整最大高度更小的最大高度的第二多个肋状物。
[0015]在另一方面中，提供一种用于电镀衬底的方法。在一些实施例中，所述方法包含：(a)在衬底固持器中容纳衬底，其中暴露衬底的镀覆面，且其中衬底固持器配置成固持衬底，使得衬底的镀覆面在电镀期间与阳极分隔开；(b)将衬底浸没在电解质中，其中间隙形成于衬底的镀覆面与离子电阻性元件平面之间，其中离子电阻性元件至少大约与衬底的镀覆面共同延伸，其中离子电阻性元件包括槽形板，所述槽形板适用于在电镀期间通过离子电阻性元件提供离子传输，且其中离子电阻性元件包含定位于离子电阻性元件的面向衬底侧上的多个肋状物，其中多个肋状物包含具有完整最大高度的第一多个肋状物和具有比完整最大高度更小的最大高度的第二多个肋状物；(c)使与衬底固持器中的衬底接触的电解质从侧入口流动到间隙中，且流出侧出口，其中侧入口和侧出口经设计或配置成在电镀期间在间隙中产生横流电解质；(d)旋转衬底固持器；以及(e)在如(c)中使电解质流动的同时将材料电镀到衬底的镀覆面上。
[0016]在一些实施例中，电镀材料包含锡和银。在一些实施例中，电镀材料包含铜。
[0017]在一些实施例中，本文所提供的电沉积方法结合光刻图案化使用，且所提供方法更包含以下步骤：将光刻胶施加到半导体衬底；将光刻胶暴露于光；图案化光刻胶且将图案转移到半导体衬底；以及从半导体衬底选择性地去除光刻胶。
[0018]在另一方面中，提供一种非暂时性计算机机器可读媒体，其中非暂时性计算机机器可读媒体包含用于控制配置成用于衬底处理的设备的程序指令，其中程序指令包括配置成根据本文所提供的方法实现材料的电沉积的代码。
[0019]在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的实施方案的这些和其它方面。
附图说明
[0020]图1为根据本文中所提供的实施例的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电镀设备，包括：(a)电镀腔室，配置成在将金属电镀到衬底上时含有电解质和阳极；(b)衬底固持器，配置成固持所述衬底，使得所述衬底的镀覆面在电镀期间与所述阳极分隔开；(c)离子电阻性元件，包括：(i)槽形板，适用于在电镀期间通过所述离子电阻性元件提供离子传输；(ii)面向衬底侧，与所述衬底的所述镀覆面平行且与所述衬底的所述镀覆面分隔开一间隙；以及(iii)多个肋状物，定位于所述离子电阻性元件的所述面向衬底侧上，其中所述多个肋状物包括具有完整最大高度的第一多个肋状物和具有比所述完整最大高度更小的最大高度的第二多个肋状物；(d)所述间隙的入口，用于将横流电解质引入到所述间隙；以及(e)所述间隙的出口，用于容纳在所述间隙中流动的横流电解质，其中所述入口和所述出口在电镀期间定位于所述衬底的所述镀覆面上的方位上相对周边位置附近。2.根据权利要求1所述的电镀设备，其中所述离子电阻性元件经定位，使得具有较小最大高度的所述第二多个肋状物接近所述间隙的所述入口。3.根据权利要求1所述的电镀设备，其中所有肋状物彼此平行且垂直于所述间隙中的所述横流电解质的流动方向。4.根据权利要求1所述的电镀设备，其中所述第二多个肋状物包括具有不同最大高度的至少两个肋状物。5.根据权利要求1中任一项所述的电镀设备，其中所述第二多个肋状物中的所述肋状物经布置，使得所述最大肋状物高度在从离子电阻性板的边缘到中心的方向上增加，且其中具有较低高度的所述第二多个肋状物仅安置在所述离子电阻性板的一侧上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀设备，其中肋状物的总数目在约15与30之间，且具有较低最大高度的所述第二多个肋状物具有在约2个与10个之间的肋状物。7.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀设备，其中所述肋状物的所述完整最大高度小于约5毫米。8.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀设备，其中所述肋状物的所述完整最大高度为约1毫米至3毫米。9.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀设备，其中所述衬底固持器的底部部分与所述离子电阻性元件之间的所述间隙小于约20毫米。10.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀设备，其中所述肋状物中的至少一些具有可变高度。11.根据权利要求1至5中任一项所述的电镀设备，其中所述肋状物中的至少一些具有可变高度，且其中肋状物高度在朝向所述肋状物的边缘的方向上逐渐减小。12.根据权利要求1所述的电镀设备，其中所述离子电阻性元件包括区，其中肋状物高度低于所述完整最大高度，且其中所述区通常为新月形。13.根据权利要求12所述的电镀设备，其中所述区位于所述间隙的所述入口或所述出
口附近。14.根据权利要求1所述的电镀设备，其中所述离子电阻性元件包括区，其中肋状物高度低于所述完整最大高度，且其中所述区通常为环形。15.根据权利要求1所述的电镀设备，其中所述离子电阻性元件包括区，其中肋状物高度低于所述完整最大高度，且其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：
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