[发明专利]电化学镀系统和工艺执行方法、形成半导体结构的方法

说明书

提供了电化学镀(ECP)系统。该ECP系统包括：ECP单元，该ECP单元包括用于ECP工艺的镀液；传感器，配置为随着ECP工艺的进行而原位测量镀液中的镀金属与电解质之间的界面电阻；镀液供应系统，与ECP单元流体连通，并且配置为向ECP单元供应镀液；以及控制系统，可操作地耦合到ECP单元、传感器和镀液供应系统。控制系统配置为将界面电阻与阈值电阻进行比较，并且响应于界面电阻低于阈值电阻而调节镀液的组分。本发明的实施例还涉及执行电化学镀工艺的方法、形成半导体结构的方法。

技术领域

本发明的实施例涉及电化学镀系统和工艺执行方法、形成半导体结构的方法。

背景技术

集成电路包括许多器件，诸如晶体管、电容器、电阻器和二极管。最初相互隔离的这些器件通过布线互连在一起，以形成功能电路。这样的布线通过包括金属线和多个通孔的多个金属化层来完成，金属线提供横向电连接，通孔在两个相邻的堆叠的金属化层之间提供垂直电连接。金属线和通孔通常称为互连结构。互连结构越来越多地决定了先进集成电路的性能和密度的极限。

发明内容

本发明的实施例提供了一种电化学镀(ECP)系统，包括：电化学镀单元，所述电化学镀单元包括用于电化学镀工艺的镀液；传感器，配置为随着所述电化学镀工艺的进行而原位测量所述镀液中的镀金属与电解质之间的界面电阻；镀液供应系统，与所述电化学镀单元流体连通，并且配置为向所述电化学镀单元供应所述镀液；以及控制系统，可操作地耦合到所述电化学镀单元、所述传感器和所述镀液供应系统，所述控制系统配置为：将所述界面电阻与阈值电阻进行比较；以及响应于所述界面电阻低于所述阈值电阻而调节所述镀液的组分。

本发明的另一实施例提供了一种用于执行电化学镀(ECP)工艺的方法，包括：使衬底的表面与包含要沉积的金属的离子的镀液接触；将所述金属电镀在所述衬底的表面上；随着所述电化学镀工艺的进行而原位监测所述镀液中的电镀金属与电解质之间的界面电阻；以及响应于所述界面电阻低于阈值电阻而调节所述镀液的组分，所述阈值电阻与所述衬底上方的金属化层的多条导线中具有最高线端密度的导线的子集相关联。

本发明的又一实施例提供了一种形成半导体结构的方法，包括：在衬底上方的介电层中形成多个接触开口，所述多个接触开口包括位于所述衬底的第一区域中的多个第一接触开口和位于所述衬底的第二区域中的多个第二接触开口，所述多个第一接触开口在所述多个接触开口中具有最高线端密度；沿着所述多个接触开口的侧壁和底部以及在所述介电层上方形成阻挡层；在所述阻挡层上方形成晶种层；以及执行电化学镀(ECP)工艺以用导电层填充所述多个接触开口，其中，执行所述电化学镀工艺包括：随着所述电化学镀工艺的进行，原位监测镀液中的电镀金属和电解质的界面电阻；以及响应于所述界面电阻低于与所述最高线端密度相关联的阈值电阻而调节所述镀液的组分。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各个方面。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1是根据一些实施例的电化学镀(ECP)系统的平面图。

图2是根据一些实施例的ECP系统中的ECP单元和传感器的示意图。

图3是根据一些实施例的使用ECP系统的方法的流程图。

图4是根据一些实施例的用于制造半导体结构的方法的流程图。

图5A至图5D是在制造工艺的各个阶段期间的半导体结构的截面图。

图6是根据一些实施例的用于控制ECP系统的操作的控制系统的图。

具体实施方式