[发明专利]电镀种晶层建成和修复

说明书

示例性电镀方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。所传送的电流可以是或者可以包括脉冲电流，占空因数小于或者大约是50％，这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的金属镀敷在基板上。该基板可以界定过孔，该过孔在该基板内。这些方法可以包括：在第一时间周期之后，将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括：将第二数量的金属镀敷在基板上。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2020年10月23日提交的、名称为“ELECTROPLATING SEED LAYERBUILDUP AND REPAIR(电镀种晶层建成和修复)”的第17/079127号美国专利申请的优先权和权益，通过引用将该专利申请全部并入在此。

技术领域

本技术涉及半导体处理中的电镀操作。更具体地说，本技术涉及在电镀系统中进行种晶层建成(buildup)的系统和方法。

背景技术

通过在基板表面上制作复杂构图的材料层的工艺，使得集成电路成为可能。在基板上成形、蚀刻和其他的处理之后，经常沉积或者形成金属或者其他导电材料以在部件之间提供电连接。由于该金属化可以在许多制造操作之后进行，所以该金属化期间发生的问题可能产生付出昂贵代价的废弃基板或者晶片。

在电镀腔室中进行电镀，晶片的目标一侧在液体电解质的浴槽(bath)中，接触环上的电触点接触晶片表面上的导电层，诸如种晶层。电流从电源流过该电解质和导电层。电解质中的金属离子向外镀敷到晶片上，在晶片上产生金属层。当晶片具有在整个表面上界定的不平坦特征结构时，种晶层可能是不完整的，或者特征在于沿着晶片的这些特征结构的可变厚度。这些变化对电镀操作可能是挑战，电镀操作得益于有均匀厚度和充分导电率的种晶层。在具有薄金属或者遗漏金属的种晶层上进行镀敷可能导致产生空隙(void)或者不均匀镀敷的层。

因此，需要能够用来生产高质量器件和结构的改良的系统和方法。这些和其他需求由本技术来解决。

发明内容

示例性电镀方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。所传送的电流可以是或者可以包括脉冲电流，脉冲电流的占空因数(dutycycle)小于或者大约是50％，这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的金属镀敷在基板上。该基板可以界定过孔(via)，该过孔在该基板内。这些方法可以包括：在第一时间周期之后，将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括：将第二数量的金属镀敷在基板上。

在一些实施方式中，在第一时间周期期间传送的电流的特征在于小于或者大约是1000Hz的工作频率(operational frequency)。在第一时间周期期间的平均电流密度可以小于或者大约是3mA/cm²。在第二时间周期期间的平均电流密度可以大于或者等于在第一时间周期期间的平均电流密度。在第二时间周期期间的峰值电流可以小于或者大约是2安培。在第一时间周期期间的峰值电流可以大于或者大约是2安培。在第二时间周期期间，平均电流密度可以随着时间的推移而增大。界定在基板内的过孔可以特征在于大于或者大约是10μm的深度。沿着在基板内界定的过孔的壁可以形成阻挡层。阻挡层可以包括钛或钽中的一种或多种，并且所沉积的金属可以是铜或者包括铜。

本技术的一些实施方式可以包括电镀方法。这些方法可以包括：将来自电源的电流传送流过电镀腔室的镀敷浴槽达第一时间周期。电源可以以小于或者大约是750Hz的频率在第一时间周期期间工作于脉冲DC传送。这些方法可以包括：在镀敷浴槽内将第一数量的铜镀敷在基板上。这些方法可以包括：在第一时间周期之后，将电源转变为连续DC电流传送达第二时间周期。这些方法可以包括：将第二数量的铜镀敷在基板上。