[发明专利]具有杯底部轮廓的镀杯

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请号为61/533,779、申请日为2011年9月12日，名称为“具有有轮廓的杯底部的镀杯”(“PLATING CUP WITH CONTOURED CUP BOTTOM，”)的美国专利临时申请的优先权，基于所有目的，其全部内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及集成电路的镶嵌互连的形成，和在集成电路的制造过程中所使用的电镀装置。

背景技术

电镀是在集成电路(IC)制造中沉积一个或多个层的传导性金属的常用的技术。在一些制造工艺中，其用来在各种衬底的特征之间沉积单个或多个层级的铜互连。电镀的装置通常包括电镀池，其具有电解液池/浴和在电镀期间设计用来托持半导体衬底的夹盘(clamshell)。

在电镀装置的操作过程中，使半导体衬底浸入电解液池，致使衬底的一个表面暴露在电解液中。利用与衬底表面建立的一个或多个电接触来驱动电流通过电镀池并且将来自电解液中存在的金属离子中的金属沉积在衬底表面上。通常地，电接触元件用于在该衬底和作为电流源的母线之间形成电连接。然而，在某些配置中，被电气连接接触的在衬底上的导电籽晶层可朝向衬底边缘变得较薄，使之更难以建立与衬底的最佳的电气连接。

电镀过程中所产生的另一个问题是电镀溶液潜在的腐蚀特性。因此，为了防止电解液泄漏和电解液与电镀装置的元件接触，而让电解液与电解槽的内部以及被设计用以电镀的衬底的所述面相接触，在许多的电镀装置中在夹盘和衬底的界面处使用边缘密封件。

发明内容

在本发明中公开的是用于在夹盘组件中进行电镀期间与晶片啮合以及在电镀期间向该晶片提供电流的杯。该杯可包括设置该杯上并配置为在电镀期间啮合晶片的弹性密封件，在啮合时，该弹性密封件基本上使电镀液从晶片的周边区域排除，并且其中该弹性密封件和杯是环形的。该杯也可包括在电镀过程中提供电流到晶片的一个或多个接触元件，所述一个或多个接触元件连接至杯上并从设置在该弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸，和连接至杯上并从杯的底表面的部分延伸的突出物。杯的底表面的该部分是在电镀期间与晶片中的凹口对齐的有角的部分。

在一些实施例中，所述突出物设置在杯的凹口区域，其凹口区域对应于杯的区域，在该凹口区域中从晶片中心到弹性密封件边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从晶片的中心至弹性密封件边缘的距离。在一些实施例中，突出物的高度为约600微米和约1000微米之间。

在本发明中还公开用于在夹盘组件中进行电镀期间与晶片啮合以及在电镀期间向该晶片提供电流的杯。该杯可包括设置在杯上并配置为在电镀期间啮合晶片的弹性密封件，其中在啮合时，弹性密封件基本上将电镀液从晶片的周边区域排除，并且其中的弹性密封件和杯是环形的。该杯也可包括在电镀过程中提供电流到晶片的一个或多个接触元件，所述一个或多个接触元件连接至杯上并从设置在弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸，和在杯的底表面的部分上的绝缘部分。该杯的底表面的部分是在电镀期间用以与晶片中的凹口对齐的有角的部分。

在一些实施例中，绝缘部分被设置在杯的凹口区域，其凹口区域对应于杯的区域，在该凹口区域中从晶片中心到弹性密封件边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从晶片的中心至弹性密封件边缘的距离。在一些实施例中，与杯的底表面的其余部分相比，绝缘部分具有较低电子电导率。在一些实施例中，绝缘部分包括塑料。

本发明还公开在电镀期间在夹盘组件中啮合晶片和在电镀期间供给电流到晶片的杯。该杯可包括设置在杯上的和被配置为在电镀期间啮合晶片的弹性密封件，其中在啮合时，弹性密封件基本上将电镀液从晶片的周边区域排除，并且其中的弹性密封件和杯是环形的。该杯也可包括在电镀过程中提供电流到晶片的多个接触元件，每个接触元件连接至杯上并从设置在弹性密封件上的金属带朝向该杯的中心向内延伸。在杯的凹口区域中的每一个接触元件比在杯的非凹口区域的接触元件长，其中，该凹口区域对应于杯的区域，在该凹口区域中从晶片的中心到弹性密封件边缘的距离少于在该杯的非凹口区域内的从晶片的中心至弹性密封件边缘的距离。

附图说明

图1示出了在凹口区域的电镀层的厚度沿晶片的径向位置的曲线图。

图2示出了在非凹口区域的电镀层的厚度沿着晶片的径向位置的曲线图。

图3A是用于电化学处理半导体晶片的晶片托持和定位装置的透视图。

图3B是夹盘组件的截面图，该组件带有具有一个或多个接触元件的边缘密封组件。