[发明专利]用于半导体电镀设备的唇形密封件和接触元件

说明书

相关申请案之交叉参考

本申请案主张2011年8月15日申请且题为“用于半导体电镀设备的唇形密封件和接触元件”的临时美国专利申请案第61/523,800号的优先权，其出于所有目的而特此以引用的方式全文併入本文中。

技术领域

本发明涉及用于集成电路的镶嵌互连件的形成，以及在集成电路制造期间使用的电镀装置。

背景技术

电镀是在集成电路(IC)制造中使用以沉积一个或一个以上导电金属层的常见技术。在一些制造过程中，电镀用以在各种衬底特征之间沉积单层或多层铜互连件。用于电镀的装置通常包含电镀单元，其具有电解质池/槽和经设计以在电镀期间固持半导体衬底的抓斗。

在电镀装置的操作期间，将半导体衬底淹没到电解质池中，使得衬底的一个表面暴露于电解质。所建立的与衬底表面的一个或一个以上电接点用以驱动电流通过电镀单元且将金属从电解质中可用的金属离子沉积到衬底表面上。通常，电接触元件用以在衬底与充当电流源的母线之间形成电连接。然而，在一些配置中，由电连接接触的衬底上的导电种子层可朝着衬底的边缘变薄，从而使得更难以建立与衬底的最佳电连接。

电镀中出现的另一问题为电镀溶液的可能腐蚀属性。因此，在许多电镀设备中，唇形密封件用于抓斗与衬底的界面处以用于防止电解质泄露以及其与除了电镀单元的内部和衬底的侧面以外的经设计以用于电镀的电镀设备的元件接触的目的。

发明内容

本文中揭示用于电镀抓斗中以用于在电镀期间啮合并将电流供应到半导体衬底的唇形密封件组合件。在一些实施例中，所述唇形密封件组合件可包含：弹性体唇形密封件，其用于啮合所述半导体衬底；以及一个或一个以上接触元件，其用于在电镀期间将电流供应到所述半导体衬底。在一些实施例中，在啮合后所述弹性体唇形密封件实质上拒绝电镀溶液进入所述半导体衬底的外围区。

在一些实施例中，所述一个或一个以上接触元件在结构上与所述弹性体唇形密封件集成且包含第一暴露部分，所述第一暴露部分在所述唇形密封件与所述衬底啮合之后接触所述衬底的所述外围区。在一些实施例中，所述一个或一个以上接触元件可进一步包含用于与电流源形成电连接的第二暴露部分。在某些这种实施例中，电流源可为所述电镀抓斗的母线。在一些实施例中，所述一个或一个以上接触元件进一步包含连接所述第一暴露部分和所述第二暴露部分的第三暴露部分。在某些这种实施例中，所述第三暴露部分可在结构上集成于所述弹性体唇形密封件的表面上。

在一些实施例中，所述一个或一个以上接触元件可进一步包含连接所述第一暴露部分和所述第二暴露部分的未暴露部分，且所述未暴露部分可在结构上集成于所述弹性体唇形密封件的表面下方。在某些这种实施例中，所述弹性体唇形密封件模制于所述未暴露部分上。

在一些实施例中，所述弹性体唇形密封件可包含第一内径，所述第一内径界定实质上圆形周界以用于拒绝电镀溶液进入外围区，且所述一个或一个以上接触元件的所述第一暴露部分界定比所述第一内径大的第二内径。在某些这种实施例中，所述第一内径与所述第二内径之间的差的量值为约0.5mm或小于0.5mm。在某些这种实施例中，所述第一内径与所述第二内径之间的差的量值为约0.3mm或小于0.3mm。

在一些实施例中，唇形密封件组合件可包含一个或一个以上柔性接触元件，其用于在电镀期间将电流供应到半导体衬底。在某些这种实施例中，所述一个或一个以上柔性接触元件的至少一部分可保形地位于所述弹性体唇形密封件的上表面上，且在与所述半导体衬底啮合后，所述柔性接触元件可经配置以弯曲并形成与所述半导体衬底介接的保形接触表面。在某些这种实施例中，所述保形接触表面与所述半导体衬底的斜边缘介接。