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公開番号2025116009
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-07
出願番号2025077316,2023503433
出願日2025-05-07,2021-10-19
発明の名称電気めっきシード層の構築および修復
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C25D 5/18 20060101AFI20250731BHJP(電気分解または電気泳動方法;そのための装置)
要約【課題】半導体処理における電気めっき操作に関する方法を提供する。
【解決手段】電気めっきの例示的な方法は、第1の期間にわたって、電気めっきチャンバのめっき浴を通して電源から電流を供給するステップを含むことができる。供給される電流は、約50%以下のデューティサイクルのパルス電流であってもよく、またはそれを含んでもよい。本方法は、めっき浴内で基板上に第1の量の金属をめっきするステップを含むことができる。基板は、基板内にビアを画定することができる。本方法は、第1の期間に続いて、第2の期間にわたって、電源を連続的なDC電流供給に移行させるステップを含んでもよい。本方法は、基板上に第2の量の金属をめっきするステップを含むことができる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１の期間にわたって、電気めっきチャンバのめっき浴を通して電源から電流を供給するステップであって、前記供給される電流が約５０％以下のデューティサイクルのパルス電流を含む、ステップと、
前記めっき浴内で基板上に第１の量の金属をめっきするステップであって、前記基板が前記基板内にビアを画定する、ステップと、
前記第１の期間に続いて、第２の期間にわたって、前記電源を連続的なＤＣ電流供給に移行させるステップと、
前記基板上に第２の量の金属をめっきするステップと、
を含む、電気めっきの方法。
続きを表示（約 650 文字）【請求項２】
前記第１の期間中に供給される前記電流が、約１，０００Ｈｚ以下の動作周波数によって特徴付けられる、請求項１に記載の電気めっきの方法。
【請求項３】
前記第１の期間中の平均電流密度が、約３ｍＡ／ｃｍ
2
以下である、請求項１に記載の電気めっき方法。
【請求項４】
前記第２の期間中の平均電流密度が、前記第１の期間中の前記平均電流密度以上である、請求項３に記載の電気めっきの方法。
【請求項５】
前記第２の期間中のピーク電流が、約２アンペア以下である、請求項４に記載の電気めっきの方法。
【請求項６】
前記第１の期間中のピーク電流が、約２アンペア以上である、請求項５に記載の電気めっき方法。
【請求項７】
前記第２の期間中、平均電流密度が経時的に増加する、請求項１に記載の電気めっきの方法。
【請求項８】
前記基板内に画定された前記ビアが、約１０μｍ以上の深さによって特徴付けられる、請求項１に記載の電気めっきの方法。
【請求項９】
前記基板内に画定された前記ビアの壁に沿って形成されたバリア層を、
さらに備える、請求項１に記載の電気めっきの方法。
【請求項１０】
前記バリア層が、タンタルまたはチタンのうちの１つもしくは複数を含み、前記堆積させた金属が銅を含む、請求項９に記載の電気めっきの方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１０月２３日に出願された「ＥＬＥＣＴＲＯＰＬＡＴＩＮＧＳＥＥＤＬＡＹＥＲＢＵＩＬＤＵＰＡＮＤＲＥＰＡＩＲ」と題する米国特許出願第１７／０７９，１２７号の利益および優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,500 文字）【０００２】
本技術は、半導体処理における電気めっき操作に関する。より詳細には、本技術は、電気めっきシステムにおいてシード層構築を行うシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路は、複雑にパターニングされた材料層を基板表面上に生成するプロセスによって可能になる。基板上での形成、エッチング、および他の処理の後、多くの場合、金属または他の導電性材料が堆積または形成され、構成要素間の電気的接続が行われる。このメタライゼーションは、多くの製造工程の後に行われることがあるため、メタライゼーション中に引き起こされる問題は、高価な基板またはウエハの廃棄をもたらす可能性がある。
【０００４】
電気めっきは、電気めっきチャンバ内で行われ、ウエハのターゲット側は液体電解質の浴中にあり、コンタクトリング上の電気接点はウエハ表面上のシード層などの導電層に接触している。電流は、電源から電解質および導電層を通って流れる。電解質中の金属イオンがウエハ上に析出し、ウエハ上に金属層を生成する。ウエハが、表面全体にわたって画定された非平面の特徴を有する場合、シード層は、不完全となる場合があり、またはウエハの特徴に沿った厚さばらつきによって特徴付けられことがある。これらのばらつきは、均一な厚さおよび十分な導電性のシード層から利益を得る電気めっき操作に対する課題となり得る。金属が薄いまたは欠落しているシード層上へのめっきは、ボイドまたは不均一なめっき層の原因となることがある。
【０００５】
したがって、高品質のデバイスおよび構造体を製造するために使用することができる改善されたシステムおよび方法が必要とされている。これらおよび他の必要性は、本技術によって対処される。
【発明の概要】
【０００６】
電気めっきの例示的な方法は、第１の期間にわたって、電気めっきチャンバのめっき浴を通して電源から電流を供給するステップを含むことができる。供給される電流は、約５０％以下のデューティサイクルのパルス電流であってもよく、またはそれを含んでもよい。本方法は、めっき浴内で基板上に第１の量の金属をめっきするステップを含むことができる。基板は、基板内にビアを画定することができる。本方法は、第１の期間に続いて、第２の期間にわたって電源を連続的なＤＣ電流供給に移行させるステップを含んでもよい。本方法は、基板上に第２の量の金属をめっきするステップを含むことができる。
【０００７】
一部の実施形態では、第１の期間中に供給される電流は、約１，０００Ｈｚ以下の動作周波数によって特徴付けられる。第１の期間中の平均電流密度は、約３ｍＡ／ｃｍ
2
以下であってもよい。第２の期間中の平均電流密度は、第１の期間中の平均電流密度以上であってもよい。第２の期間中のピーク電流は、約２アンペア以下であってもよい。第１の期間中のピーク電流は、約２アンペア以上であってもよい。第２の期間中、平均電流密度を経時的に増加させることができる。基板内に画定されたビアは、約１０μｍ以上の深さによって特徴付けられてもよい。基板内に画定されたビアの壁に沿ってバリア層を形成することができる。バリア層は、タンタルまたはチタンのうちの１つまたは複数であってもよく、またはそれらを含んでもよく、堆積させる金属は、銅であってもよく、または銅を含んでもよい。
【０００８】
本技術の一部の実施形態は、電気めっきの方法を包含することができる。本方法は、第１の期間にわたって、電気めっきチャンバのめっき浴を通して電源から電流を供給するステップを含むことができる。電源は、第１の期間中、約７５０Ｈｚ以下の周波数のパルスＤＣ供給で動作させることができる。本方法は、めっき浴内で基板上に第１の量の銅をめっきするステップを含むことができる。本方法は、第１の期間に続いて、第２の期間にわたって電源を連続的なＤＣ電流供給に移行させるステップを含んでもよい。本方法は、基板上に第２の量の銅をめっきするステップを含むことができる。
【０００９】
一部の実施形態では、各パルスの第１の期間中のオン時間は、約１００ｍｓ以下であってもよい。第１の期間中、電源は、約２０％以下のデューティサイクルで動作させてもよい。第１の期間中の平均電流密度は、第２の期間中の平均電流密度よりも小さくてもよい。第１の期間中のピーク電流密度は、第２の期間中のピーク電流密度よりも大きくてもよい。第１の期間中のピーク電流密度は、第２の期間中のピーク電流密度よりも大きいか、または約２倍であってもよい。基板は、約１０以上の深さ対幅の比によって特徴付けられるビアを画定することができる。ビアは、バリア層および銅のシード層で裏打ちされてもよい。第２の期間中、平均電流密度を、一連のめっき操作において増加させることができる。
【００１０】
本技術の一部の実施形態は、電気めっきの方法を包含することができる。本方法は、第１の期間にわたって、電気めっきチャンバのめっき浴を通して電源から電流を供給するステップを含むことができる。電源は、第１の期間中、約５０％以下のデューティサイクルで約１０００Ｈｚ以下の周波数のパルスＤＣ供給で動作させることができる。本方法は、めっき浴内で基板上に第１の量の銅をめっきするステップを含むことができる。基板は、バリア層および銅のシード層で裏打ちされたビアを画定することができる。めっきされる第１の量の銅は、約５００ｎｍ以下の厚さによって特徴付けられてもよい。第１の期間に続いて、本方法は、第１の期間よりも長い第２の期間にわたって、電源を連続的なＤＣ電流供給に移行させるステップを含んでもよい。第２の期間中の平均電流密度は、第１の期間中の平均電流密度よりも大きくてもよい。本方法は、基板上に第２の量の銅をめっきするステップを含むことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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