[发明专利]高效能的低温铝电镀

说明书

本公开内容一般地涉及将纯铝结晶层电沉积至铝合金制品的表面上的数种方法。所述方法可包括，将该制品与电极定位在电沉积溶液中。该电沉积溶液包括下述物质中的一或多种：铝卤化物、有机氯化物盐、铝还原剂、诸如腈化合物之类的溶剂、及碱金属卤化物。用惰性气体毯覆该溶液，搅拌该溶液，且通过施加偏压电压至该制品及该电极，而使铝结晶层沉积在该制品上。

技术领域

本公开内容的实施方式一般地涉及在半导体器件制造工艺中所使用的部件上形成保护性铝层的方法，且尤其是，涉及铝层在电子器件制造中所使用的铝合金部件上的电沉积。

背景技术

经常地，诸如处理腔室部件的半导体器件处理设备的部件是由铝合金形成的，该铝合金提供期望的机械及化学性质，诸如抗拉强度、密度、延展性、可成形性、可加工性、可焊接性、及抗腐蚀性。除了铝之外，在处理腔室部件中所使用的合金一般包括诸如下列元素：铜、镁、锰、硅、锡、锌、或上述元素的组合，这些元素经选择以在相较于纯铝时期望地改良处理腔室部件的机械和/或化学性质。不幸的是，在处理腔室中进行基板处理期间，这些元素将不期望地从处理腔室部件迁移到包括在处理腔室中被处理的基板在内的处理腔室的其他表面，而造成这些基板有痕量的金属污染。痕量金属污染对于基板上形成的半导体器件是有害的，使得这些器件不具功能性或导致器件性能劣化和/或这些器件的使用寿命劣化。

防止非铝合金元素从铝合金部件的表面迁移的常规方法包括使用物理气相沉积(PVD)工艺、化学气相沉积(CVD)工艺、等离子体喷涂工艺、或气溶胶沉积工艺利用本文中为铝阻档层的纯铝层涂布该铝合金部件。一般而言，这些方法在处理部件的表面上提供纯铝层，该纯铝层具有不良的孔隙度，且因此具有不良的阻挡性质。结果，常规方式形成的铝阻档层无法防止非铝合金沉淀物抵达他们造成上文所述的痕量金属污染问题的处理部件的表面。

据此，在本领域中需要用于在电子装置制造中所使用的处理部件上形成阻档层的改良的铝沉积方法。

发明内容

本公开内容的实施方式提供了一种电沉积溶液以及使用该电沉积溶液将铝沉积至由铝合金形成的制品上的方法。特定而言，本文所述的实施方式可用于将结晶铝层沉积在铝合金制品的一或多个表面上，该铝合金制品将用作半导体器件制造处理腔室中的处理部件。

在一个实施方式中，提供了一种在由铝合金形成的制品上沉积铝的方法。该方法包括将由铝合金形成的制品定位在电沉积溶液中。该电沉积溶液包括铝卤化物、有机氯化物盐；和铝还原剂。该方法进一步包括：利用惰性气体毯覆(blanket)该电沉积溶液、搅拌该电沉积溶液、在设置于该电沉积溶液中的电极与该制品之间产生电流；和将铝层沉积至该制品的一或多个表面上。

在另一个实施方式中，提供了一种沉积铝的方法。该方法包括：将铝合金制品定位在电沉积设备中，该电沉积设备含有溶液，该溶液包含AlCl₃、有机氯化物盐、铝还原剂、及溶剂，其中该AlCl₃的浓度介于约1摩尔/升与约5摩尔/升之间，和该铝还原剂的浓度介于约0.1摩尔/升与约0.5摩尔/升之间。该方法进一步包括：将介于约1伏特与约100伏特之间的偏压电压施加至该铝合金制品，和在该铝合金制品上沉积铝层。

在另一个实施方式中，提供了一种沉积铝的方法。该方法包括：将铝合金制品定位在电沉积溶液中，该电沉积溶液包含AlCl₃、1-乙基-3-甲基氯化咪唑、LiAlH₄、KF、及腈溶剂，其中该AlCl₃的浓度介于约1摩尔/升与约5摩尔/升之间，其中该LiAlH₄的浓度介于约0.1摩尔/升与约0.5摩尔/升之间，其中该KF的浓度介于约0.1摩尔/升与约0.5摩尔/升之间，该腈溶剂选自由乙腈、吡咯、丙腈、丁腈、吡啶、及上述腈溶剂的组合所组成的群组。该方法进一步包括：将介于约1伏特与约100伏特之间的偏压电压施加至该铝合金制品，以及在该铝合金制品上沉积结晶铝层。

附图说明