[发明专利]用于优化电阻性衬底的电镀性能的晶片边缘的金属化

说明书

本发明涉及用于优化电阻性衬底的电镀性能的晶片边缘的金属化，具体提供了一种用于电镀衬底的方法，该方法包括：提供衬底，所述衬底具有在所述衬底的顶表面上设置的导电层，所述衬底的所述顶表面具有边缘排除区和处理区；在使所述衬底旋转的同时引导无电沉积溶液流朝向所述边缘排除区，以在所述边缘排除区处的所述导电层上镀敷金属材料；使所述无电沉积溶液流持续一段时间，以在所述边缘排除区产生所述金属材料的增大了的厚度，其中所述金属材料的所述增大了的厚度减小在所述边缘排除区的所述金属材料的电阻；在所述金属材料上施加电触件，以及在向所述衬底的所述处理区上施加电镀溶液时，经由所述电触件施加电流到所述金属材料。

技术领域

本发明总体上涉及半导体制造，更具体地说，涉及用于优化电阻性(resistive)衬底上的电镀性能的晶片边缘金属化。

背景技术

随着半导体行业内技术节点的发展，在高电阻性衬底上进行镀敷已经变得越来越有必要。这部分是由于随着每一后续的技术节点的出现，物理气相沉积(PVD)籽晶层不断变薄。例如，可以用于为10nm技术的5nm的铜籽晶层显示在约15欧姆/sq的范围内的薄层电阻(sheet resistance)。这比更常规的100nm的铜籽晶的薄层电阻明显要大，100nm的铜籽晶会具有在约0.2欧姆/sq的范围内的薄层电阻。

在甚至更极端的情况下，所述的PVD铜籽晶可以去除，并且电镀直接在阻挡/衬垫叠层上进行，阻挡/衬垫叠层典型地比常规的阻挡、衬垫、以及籽晶层的组合显著地更具电阻性。仅仅阻挡/衬垫叠层的薄层电阻通常在100至1000欧姆/sq的范围内。

尽管通过化学和硬件方面的进步，已经努力克服了由于在高电阻性衬底上进行电镀期间大的终端效应而引起的镀敷电流的变化，但这些解决方案没有解决针对非常薄的金属薄膜制造电触件(contact)过程中的困难。

本发明的实施方式正是在这样的背景下所提出。

发明内容

所公开的是用于晶片边缘金属化的方法和系统，该晶片边缘金属化优化在电阻性衬底上的电镀性能。

在一种实施方式中，提供了一种用于电镀衬底的方法，该方法包括：提供衬底，所述衬底具有在所述衬底的顶表面上设置的导电层，所述衬底的所述顶表面具有被限定为延伸到所述衬底的边缘的环形区域的边缘排除区，所述衬底的所述顶表面还具有被限定为所述衬底的延伸到大致所述环形区域的中央区域的处理区；在使所述衬底旋转的同时引导无电沉积溶液流朝向所述边缘排除区，所述流被引导远离所述处理区，使得所述无电沉积溶液基本上被引导到所述边缘排除区的所述环形区域上，所述无电沉积溶液在所述边缘排除区处的所述导电层上镀敷金属材料；使所述无电沉积溶液流持续一段时间，所述一段时间被预先确定，以在所述边缘排除区产生所述金属材料的增大了的厚度，其中所述金属材料的所述增大了的厚度使在所述边缘排除区的所述金属材料的电阻减小；在所述金属材料上施加电触件，使所述电触件围绕所述边缘排除区的所述环形区域分布；以及在向所述衬底的所述处理区上施加电镀溶液时，经由所述电触件施加电流到所述金属材料，所述增大了的厚度和所导致的针对所述电流的减小的电阻有助于增大因所施加的所述电流和所施加的所述电镀溶液而导致的镀敷所述处理区的速率。

在一种实施方式中，所述导电层限定金属籽晶层；以及经由所述电触件施加电流到所述金属材料实现在所述衬底的所述处理区上的金属主体层的镀敷。

在一种实施方式中，所述导电层是由选自由铜、钴、钌或金构成的群组中的金属限定的。

在一种实施方式中，所述金属材料是由选自由铜、钴、钌或金构成的群组中的金属限定的。

在一种实施方式中，所述导电层的厚度是在约10埃至200埃的范围内。

在一种实施方式中，在向所述衬底的所述处理区上施加电镀溶液时，通过增大所施加的所述电流限定增大镀敷所述处理区的速率，所述金属材料的所述增大了的厚度和所导致的减小的电阻有助于增大所施加的所述电流。