[发明专利]电镀工艺及装置

说明书

本申请公开了一种电镀工艺及装置。该电镀工艺包括：提供第一测试电压，从而待电镀结构具有第一电学参数；根据第一电学参数调整第一测试电压，使得第一电学参数在第一预设值范围内；以及采用第一测试电压对待电镀结构进行第一次电镀，以形成第一电镀膜，其中，第一预设值小于待电镀结构所能承受的最大电流值或最大电压值。该电镀工艺及装置在电镀开始之前，向待电镀结构提供测试电压，并对测试电压进行检测、判断和控制，使得待电镀结构的电学参数在预设值范围内，从而避免了待电镀结构因电压过高或电流过大而发热损坏。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，更具体地，涉及一种电镀工艺及装置。

背景技术

随着半导体制造工艺的发展，半导体器件的尺寸不断缩小，以达到更小的体积和更优的性能。在半导体制造工艺中，通常在晶圆(wafer)表面使用多个不同的步骤以制造各种半导体结构及互连线，多个不同的步骤例如为蚀刻、沉积等。

例如，在晶圆表面形成了通孔或沟槽以后，需要在通孔或沟槽中填充导电物质来连接位于晶圆底部的晶体管，通常采用电镀工艺在通孔或沟槽形成铜互连线，例如铜电镀工艺(Electrical Copper Plating,ECP)。在电镀工艺中，将晶圆置入电解液中并通电，从而在通孔或沟槽内形成金属膜。当金属膜填充于通孔或沟槽之后，需要继续形成覆盖于晶圆表面的均匀金属膜，以便于后续对晶圆的化学机械平坦化工艺(Chemical MechanicalPlanarization,CMP)。

然而，在现有的电镀工艺中，为了节省工艺时间、提高生产速率，采用大电流对晶圆进行电镀，当晶圆的电阻过大或晶圆与电极接触不良时，会在晶圆电阻过大或接触不良的位置产生大量热量，从而导致晶圆或电镀装置被损坏。进一步地，由于晶圆的边缘效应现象，晶圆在边缘处具有相对中心较高的电阻，因此更容易出现上述问题。此外，在其他半导体器件的电镀工艺中也会出现上述问题。

因此，期望进一步改进电镀工艺及装置，以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电镀工艺及装置，从而避免待电镀结构因电压过高或电流过大而发热损坏。

根据本发明的第一方面，提供一种电镀工艺，包括：提供第一测试电压，从而待电镀结构具有第一电学参数；根据所述第一电学参数调整所述第一测试电压，使得所述第一电学参数在第一预设值范围内；以及采用所述第一测试电压对所述待电镀结构进行第一次电镀，以形成第一电镀膜，其中，所述第一预设值在所述待电镀结构的可承受范围内。

优选地，当所述第一电学参数为电流值时，所述第一预设值小于所述待电镀结构所能承受的最大电流值，当所述第一电学参数为电压值时，所述第一预设值小于所述待电镀结构所能承受的最大电压值。

优选地，在形成所述第一电镀膜之后，还包括：提供第二测试电压，从而待电镀结构具有第二电学参数；根据所述第二电学参数调整所述第二测试电压，使得所述第二电学参数在第二预设值范围内；以及采用所述第二测试电压对所述待电镀结构进行第二次电镀，以形成第二电镀膜。

优选地，在形成所述第二电镀膜之后，还包括：提供第三测试电压，从而待电镀结构具有第三电学参数；根据所述第三电学参数调整所述第三测试电压，使得所述第三电学参数在第三预设值范围内；以及采用所述第三测试电压对所述待电镀结构进行第三次电镀，以形成第三电镀膜。

优选地，所述第二预设值的最小值不小于所述第一预设值的最大值，所述第三预设值的最小值不小于所述第二预设值的最大值。

优选地，所述第一预设值范围为1-6A，所述第二预设值范围为6-30A，所述第三预设值范围为30-50A。