[发明专利]用于去除电镀系统内的污染物的系统及方法

说明书

根据本技术的电镀系统可包括双浴槽电镀腔室，此双浴槽电镀腔室包括分隔器，配置成用以提供第一浴槽及第二浴槽之间的流体分离，此第一浴槽配置成用以在作业期间保持阴极电解液，此第二浴槽配置成用以在作业期间保持阳极电解液。此系统可包括阴极电解液槽，与此浴槽电镀腔室的此第一浴槽流体地耦接。此系统也可包括污染物提取系统，配置成用以去除此阴极电解液的污染物离子。

相关申请的交叉引用

本申请案主张于2018年5月9日提出的美国临时专利申请案号No.62/669,180的优先权，同时作为本案全部内容的参考。

技术领域

本技术是有关于用于半导体处理的系统及方法。更特别是，本技术有关于用于减少或去除电镀电解质溶液的污染物的系统及方法。

背景技术

集成电路可藉由在基材表面上制造错综复杂的图案化材料层的工艺而制成。在电镀操作的过程中，可能以金属离子结合在电镀系统中所使用的电解质溶液内的形式发生污染。即使系统内的电解液可被替换，此替换可能是昂贵且需要延长系统的离线时间的。

因此，可使用于制造高品质装置及结构的改善的系统及方法是有需求的。这些及其他需求藉由本技术解决。

发明内容

根据本技术的电镀系统可包括双浴槽电镀腔室，此双浴槽电镀腔室包括分隔器，配置成用以提供第一浴槽及第二浴槽之间的流体分离，此第一浴槽配置成用以在作业期间保持阴极电解液，此第二浴槽配置成用以在作业期间保持阳极电解液。此系统可包括阴极电解液槽，与此浴槽电镀腔室的此第一浴槽流体地耦接。此系统也可包括污染物提取系统，配置成用以去除此阴极电解液的污染物离子。

在一些实施方式中，此污染物提取系统包括一容器，此容器流体地嵌入此第一浴槽及此阴极电解液槽之间。此容器包括阳极及阴极，此阳极及此阴极与电源电性耦接。此阳极可包括第一材料，此第一材料对于此阴极电解液是可消耗的或惰性的。此阴极电解液包括一溶液，此溶液包括锡，且此污染物离子可包括铜，且因此此第一材料可以是或可以包括锡。此第一材料可以是或可以包括一材料，此材料对于此阴极电解液是惰性的，且比铜更具惰性。此电源配置成用以施加一电压，此电压低于电镀系统内用于锡的电镀电位。此电源配置成用以施加一电压，此电压高于电镀系统内用于铜的电镀电位。此容器可包括一含锡颗粒的填充床。此污染物提取系统可以是或可以包括一含锡颗粒的填充床，此含锡颗粒的填充床置于此阴极电解液槽中。

本技术的一些实施方式可更包含从电镀系统内的含锡阴极电解液中去除铜污染物的方法。此方法可包括将此阴极电解液由电镀腔室流至阴极电解液槽。此方法可包括使此阴极电解液通过含锡材料。此方法可更包括减少来自此阴极电解液的铜污染物。

在一些实施方式中，此含锡材料可以是电耦合电极的一阳极-阴极对的一阳极。此阳极及一阴极在一电压下驱动，此电压低于锡电镀电位，且高于铜电镀电位。此阴极包括锡或比铜更具惰性的一材料。此含锡材料可保持在一容器中，此容器位于此电镀腔室及此阴极电解液槽之间，且流体地耦接此电镀腔室及此阴极电解液槽。此含锡材料可以是或可以包括此含锡材料的一填充柱。此含锡材料配置在此阴极电解液槽内。

本技术的实施方式可更包含电镀系统。此系统可包括一电镀腔室。此系统可包括一电解液槽，此电解液槽与此电镀腔室流体地耦接，并配置成用以保持一电解液。此系统可包括一含锡电解液，此含锡电解液包括铜离子。此系统也可包括一污染物提取系统，配置成用以去除此电解液的铜离子。此污染物提取系统可包括一含锡材料的一单组成系统，或此含锡材料或在电动势序列上比铜更具惰性的一材料的双组成系统。此污染物提取系统可包括一容器，此容器位于此电镀腔室及此电解液槽之间，且此容器可容纳此单组成系统或此双组成系统。此污染物提取系统配置成用以在操作中使此电解液内的铜离子浓度的增加，保持在每处理五千个晶片约1ppm以下。