CN1351530A - 用于在半导体表面进行淀积和抛光的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的系统和方法在IC晶片制造期间帮助有效地进行材料淀积和晶片平面化。本发明在帮助有效地进行铜淀积和制造IC元件之间的互连方面是尤其有用的。本发明的淀积抛光系统200和方法同时进行铜的淀积和抛光。淀积和抛光系统的一个实施例包括晶片保持器220,抛光垫元件230,和CMP电镀槽235。CMP电镀槽235是用于保持在电镀处理(例如电镀、无电镀等)中使用的溶液的容器,以便在晶片上淀积金属材料(例如铜)。晶片被置于含有电镀溶液的电镀槽235中,在金属被淀积在晶片上的同时,抛光垫元件阻止在晶片表面的部分上电镀材料(例如互连沟槽225)。抛光垫元件还帮助把电镀溶液238向晶片输送,并且抛光垫元件的运动还起搅拌电镀溶液的作用。

Description

用于在半导体表面进行淀积和抛光的方法和装置
技术领域
本发明涉及集成电路(IC)制造领域。更具体地说，本发明涉及在IC晶片上镀铜淀积的系统和方法。
技术背景
电子系统和电路对现代社会的发展作出了重大的贡献，并被用于许多领域中，以便获得有利的结果。大量的电子技术例如数字计算机、计算器、音频装置、视频设备和电话系统都包括处理器，其在商业、科学、教育和娱乐业中在分析和处理数据、思想和趋势时帮助提高生产率并降低成本。通常，被设计用于提供这些结果的电子系统包括在具有金属成分(例如在IC的元件之间的铜的互连)的晶片上的集成电路(IC)。通常这些金属成分对于IC的功能是重要的，并且以高的效率和有效的方式制造所述金属成分是重要的。传统的在晶片上淀积金属的方法通常包括多个步骤的处理，这些按照顺序进行的步骤需要大量的时间，并且需要把许多资源用于具有大的缺陷率的相对复杂的操作上。
用于制造一般的IC的最初的材料是非常高的纯度的硅。纯硅材料作为呈固态圆柱形的单晶被生成。这种晶体然后被锯开(像一条面包一样)而成为直径为10-30cm，厚度为250微米的晶片。然后通过平板印刷处理(例如光刻、X光石板印刷)在晶片上加入多层而构成电子元件。通过利用确定的电特性对区域进行显影在晶片层中形成电子元件。复杂的IC通常具有许多不同的叠层，每层被叠置在前一层的顶上，并且包括具有不同互连的多个元件。
最普通的光刻集成电路芯片制造处理包括淀积阶段，其中不同电特性的材料被淀积在扩散材料中产生的空间。经常利用光刻处理的淀积阶段构成元件(例如，电阻，二极管，晶体管等)和元件之间的电互连。通用的电互连通常包括被淀积在晶片的绝缘层中的线和插头。在过去，导线一般由铝构成(或者铝合金)，并且插头包括钨。不过，当元件尺寸较小和制造较多的金属化的层时，包括铜的互连成为更流行的。铜互连比其它的材料具有许多优点，其中包括低的电阻率和较好的电子迁移电阻。
通常，利用铜的镶嵌处理在晶片上淀积铜，因为铜刻基本上是不可行的一种选择。在大多数镶嵌处理中，淀积材料被施加于晶片表面的主要部分，使得确保充满所需的位置或空间。不过，在大部分晶片表面上施加淀积材料使得淀积材料形成一个不需要的因而在随后的处理中必须被除去的材料层(例如通过化学机械抛光步骤)。例如，为了确保完全充满沟槽，通常在晶片表面上淀积过量的铜。然而，过量的铜通常干扰IC的性能和电特性。过量的铜经常通过随后的被设计用于提供电绝缘的绝缘材料层形成导电通路。
图1所示是一般在甚大规模集成(VLSI)器件100的平板印刷制造中产生的导线(例如铜金属化)的截面图。在通过光刻处理形成沟槽之后，淀积一个薄的阻挡材料层120(例如Ta，TaN等)，用于阻止在铜和硅衬底130之间的内部扩散。然后，在晶片表面的主要区域涂敷一厚层铜110。在高度150和170之间淀积的铜是过量的铜。过量的铜一般利用化学机械处理(CMP)被除去，以便阻止无意地在IC包括的器件之间形成不正确的导电通路。例如，不除去过量的铜通常会形成一层导电材料，其向集成电路的不正确的区域传电(例如晶体管之间的短路)。在过量的铜和阻挡层被除去之后，在晶片表面的顶部涂覆绝缘层。因而，导电的铜通路被限定在器件之间特意形成的用于形成导线和插头的沟槽内。
除去过量的铜对于实现晶片表面的平面化也是重要的。平的或平面化的晶片表面有助于平版处理，以便在基本芯片或IC上精确地实现非常精细的表面几何形状和集成更多的元件(电阻，二极管，晶体管等)。在芯片中包括较多元件的主要方式是使每个元件较小。一般地说，较小的电子元件通过增加光刻处理的光分辨率在芯片上制造。不过，这使得由透镜被保持有效的范围限定的焦点的深度变浅。焦点的深度问题被晶片上的不平的表面形状加重了，所述不平的表面形状是由在对具有不同的几何尺寸的附加的材料层进行平版处理期间产生的。因而，为了在每个中间感光层上聚焦所需的限定亚微米的几何尺寸的掩模图像，以便在一个晶片上制造最多的元件，需要精确的平面。
化学机械抛光方法(CMP)是一种最流行的方法，用于除去过量的导电铜并获得晶片的完全平面化。CMP处理通常涉及通过在晶片和覆盖有泥浆的运动抛光垫之间使用研磨剂和化学接触除去过量的导电材料。虽然一般的化学机械抛光处理除去过量的铜，但是通常带来有害的副作用。铜的CMP处理是相当复杂的，因而需要分外小心。例如，铜的CMP通常比钨和氧化物更加困难。铜易于受到机械和化学损伤。更具体地说，一般淀积在晶片上的铜膜在CMP处理期间容易被擦伤。因为在抛光处理期间消耗研磨剂泥浆，研磨剂颗粒通常会使铜擦伤。
利用CMP除去过量的铜一般包括费时的并具有腐蚀性的多步操作。利用CMP抛光铜通常需要昂贵的多种泥浆和抛光步骤，主要是因为铜的去除速率和阻挡层的去除速率十分不同。大部分CMP处理是湿处理，在每个CMP步骤之后需要大量时间进行干燥，并且利用“湿的”流体会加重腐蚀的几率。除去CMP本身的困难之外，CMP之后的清洁以便从铜膜和周围的绝缘膜中除去缺点和污染也面临着挑战。大多数CMP后的清洁处理包括对铜导线或插头具有强腐蚀性的水。清洁用的化学物质和工具必须被很好地设计，使得在膜被清洁的同时其不会受到破坏(例如变粗糙)。CMP后的清洁以便从晶片表面除去铜的废料对于器件性能是非常重要的，因为任何未被除去的废料中的铜颗粒都可能扩散进入绝缘材料(例如SiO)中，因而影响绝缘性能。因为铜向硅的扩散相当快，较少的CMP步骤能够减少晶片暴露于潜在的铜污染的时间。
因而需要一种系统和方法能够有效地帮助制造在IC的元件之间的铜互连。所述系统和方法应当使得晶片中的和IC元件相连的铜导线和插头以这样的方式被制造，使得具有最大的总的制造晶片输出能力。所述系统和方法还应当有助于有效地除去过量的淀积材料，并有助于晶片层的平面化。
发明概要
本发明是一种用于在IC晶片制造期间有助于进行有效的材料淀积和晶片平面化的系统和方法。本发明在帮助实现高效的铜淀积和制造IC的元件之间的互连方面是有用的。本发明的镀层淀积抛光系统和方法通过同时进行铜淀积和抛光有助于铜互连导线和插头的淀积。本发明的淀积抛光系统和方法使得和IC元件相连的铜导线和插头以这样的方式在晶片中被制造，使得通过消除在铜淀积和晶片平面化之间的时间延迟获得最大的总的制造晶片输出能力。本发明的系统和方法还有助于晶片层的高效的平面化和除去过量的淀积材料。此外，本发明减少了花费在精细操作上的资源，并且减少了缺陷率。
在本发明的一个实施例中，淀积抛光系统包括晶片保持器，抛光垫元件和CMP镀槽。CMP镀槽是一种容器，用于保持在涂镀(例如电镀、无电镀等)处理中的所用的溶液，从而在晶片上淀积金属(例如铜)材料。晶片被置于含有涂镀溶液的镀槽中，并且抛光垫元件通过对晶片表面施加摩擦力阻止铜被淀积在晶片表面部分上。在晶片表面的其它区域被抛光的同时，使铜淀积在晶片的所需的位置(例如在元件之间的互连沟槽)上。平面化被控制，以便阻止在晶片表面的一部分上进行铜淀积并除去晶片表面的一部分上的过量的材料，同时留下在其它位置(例如互连沟槽)上的淀积的铜。例如，在本发明的电镀实施例中，调节差动电位，使得晶片表面的材料容易被除去。抛光垫元件还有助于把电镀溶液输送到晶片上，并且抛光垫元件的运动搅拌涂镀溶液，促进涂镀溶液中的离子的重新分配到晶片的需要淀积的位置(例如互连沟槽)。
附图简述
图1表示甚大规模集成(VLSI)器件的平版制造中形成的金属化(例如铜金属化)的一般结构；
图2A是本发明的淀积抛光系统的一个实施例的下视图；
图2B是本发明的淀积抛光系统的一个实施例的侧视图；
图2C表示本发明的在晶片上淀积金属材料的同时用于从晶片除去过量的金属材料和不平的晶片表面材料的抛光垫的一个例子；
图3是本发明的淀积抛光方法的一个例子的流程图。
发明的详细说明
下面参照附图说明本发明的涂镀淀积抛光系统和方法的优选实施例。虽然本发明结合优选实施例进行说明，但是应当理解，本发明不限于这些优选实施例。与此相反，本发明旨在包括在所附 限定的本发明的构思和范围内的所有的改变和改型。此外，在下面的本发明的详细说明中，提出了若干个具体的细节，以便容易理解本发明。不过，对于本领域的普通技术人员，显然不用这些特定的细节也可以实施本发明。在其它的情况下，公知的方法，步骤，元件和电路不再进行详细说明，以使本发明更加简明。
本发明的系统和方法同时进行淀积和抛光操作。在本发明的一个实施例中，金属材料，例如铜，通过把晶片放置在涂镀溶液中被淀积在晶片的所需位置，同时利用抛光阻止其它位置的淀积并除去其它不需要淀积的位置的材料。本发明的淀积抛光系统和方法在晶片的所需位置淀积材料并对晶片进行抛光，所述抛光的次数小于在铜淀积和CMP按顺序进行的传统处理中抛光的次数。本发明的高的输出和设备的轨迹大大减少了铜金属化和除去过量的材料的费用。
图2A是本发明的一个实施例的淀积抛光系统的下部视图，图2B是其侧视图。淀积抛光系统200包括晶片保持器220，抛光垫元件230，镀槽235，过滤器240，阳极270，支撑轨道285和抛光淀积机250。抛光淀积机250和晶片保持器220、镀槽235以及阳极270相连。镀槽235和支撑轨道285相连，支撑轨道285和抛光垫元件230以及过滤器240相连。
淀积抛光系统200的元件协同操作，阻止铜淀积在晶片表面的一些区域，而允许铜淀积在晶片表面的另一些区域。晶片保持器220把IC晶片(例如晶片224)保持在所需的位置(例如对着抛光垫元件230)。在本发明的一个示例的实施例中，晶片(例如晶片224)包括在平版印刷处理期间形成的互连沟槽(例如沟槽225)。抛光垫元件230阻止铜淀积在晶片表面的部分上，并通过对晶片表面施加物理力抛光IC晶片。镀槽235适用于保持包括金属(例如铜)成分和其它电镀添加剂的涂镀溶液(例如涂镀溶液238)。过滤器240帮助涂镀溶液均匀地分布。抛光淀积机250提供用于控制淀积抛光系统200的接口。淀积抛光系统200的元件包括不同的实施例。
利用抛光垫元件230阻止铜在晶片表面的一些位置淀积，并从晶片表面除去不需要的材料。当晶片(例如晶片224)在镀槽235中时，抛光垫元件230适用于阻止铜颗粒淀积在晶片表面的部分上，并对那些晶片表面区域施加摩擦力。抛光垫元件230横跨支撑轨道以预定的速度前后运动。在本发明的一个实施例中，研磨抛光垫230由帮助抛光处理的材料制成而不使用在泥浆中悬浮的研磨颗粒。在本发明的一个实施例中，抛光垫元件230适用于帮助把涂镀溶液中的金属(例如铜)分子输送到晶片(例如晶片224)上的淀积区域(例如互连沟槽)。
镀槽235是一个用于保持在涂镀处理中用于在晶片(例如晶片224)上淀积金属(例如铜)材料的溶液的容器。镀槽235适用于放置涂镀溶液。在本发明的一个实施例中，涂镀溶液包括被吸引并被淀积到晶片表面上的金属离子化合物。例如，按照化学反应(例如 )，铜分子被淀积在晶片的所需位置上。在本发明的一个实施例中，涂镀溶液包括金属成分和其它的涂镀成分(例如催化剂、光亮剂等)。
晶片保持器220拾取晶片(例如晶片224)，并把其保持在应有的位置。晶片保持器220包括保持器臂221，载体222和载体弹簧223。保持器臂221和CMP机250以及和载体弹簧223相连的载体222相连。晶片224的下表面紧靠抛光垫元件230。晶片224的上表面被保持对着载体222的下表面。晶片224的上表面被保持对着载体222的下表面。抛光垫元件230跨过晶片224的表面滑动，载体222也以预定的速率使晶片224转动，同时以一个预定数量的向下的力把芯片压在抛光垫元件230上。由抛光垫230和晶片224的转动引起的摩擦力产生的摩擦阻止铜淀积在晶片表面的部分上，并抛光晶片224。
抛光淀积机250作为主要接口和淀积抛光系统200的机动机构操作。在本发明的一个实施例中，抛光淀积机250包括电动机，用于在支撑轨道285上驱动抛光垫元件230并转动晶片载体222。在淀积抛光系统200的一个例子中，抛光淀积机250包括计算机系统，用于控制淀积和抛光操作，例如控制涂镀溶液的流量，晶片载体222的向下的力和转动速度，抛光垫元件230的运动等等。
淀积抛光系统200帮助高效地进行金属材料淀积涂镀和抛光处理。在涂镀溶液中的金属分子被淀积在晶片上的所需的位置上，同时晶片被抛光，以便从晶片的其它表面区域除去过量的金属分子和其它材料。在本发明的一个实施例中，铜被淀积在晶片的元件之间的互连沟槽中，同时晶片的表面区域被抛光。晶片(例如晶片224)被放置在含有铜离子的溶液的镀槽235的内部的抛光垫元件230上。在涂镀处理期间，在淀积金属铜的同时，抛光垫元件230被压在转动的晶片上。抛光垫元件230的抛光作用阻止在除去沟槽内部之外的晶片的表面区域上形成大量的铜。因而，抛光垫元件230对于在沟槽内铜的淀积没有大的副作用。在本发明的一个实施例中，在抛光垫元件230中的槽和沟通过帮助把铜离子输送到沟槽内部的空间中帮助铜的淀积。
图2C表示本发明的抛光垫的一个例子，所述抛光垫在金属材料在芯片上被淀积的同时用于从晶片上除去过量的金属材料和不均匀的晶片表面材料。金属分子731(例如铜)被淀积在晶片750的互连沟槽751内。抛光垫770的沟槽(例如沟771)帮助把金属离子(例如铜离子732)输送到需要淀积的位置(例如互连沟槽751)。在金属材料被淀积在所需位置(例如互连沟槽751)的同时，抛光垫770还通过阻止铜(例如分子775)淀积在互连沟槽751的外部并除去平面710下方的材料而使晶片750平面化。抛光垫770通过在大量的铜离子有机会黏附于晶片表面的不需要的区域之前，除去大部分铜离子，阻止铜离子淀积在沟槽之外的区域上。
在本发明的一个实施例中，淀积抛光系统200利用电镀处理在晶片上淀积金属(例如在晶片的互连沟槽中的铜)。在本发明的电镀处理的一个例子中，淀积抛光系统200的元件构成电解池。镀槽235充有包括铜离子的电解液。晶片的互连的沟槽在电镀处理期间作为阴极，把差动电位加于晶片上。施加一晶片上的差动电位在晶片的互连沟槽中产生负电子浓度(e-)，其吸引正的铜离子并在晶片的互连沟槽中和所述铜离子结合而形成铜金属。在本发明的一个实施例中，一块铜金属(例如铜管)作为阳极。在阳极上发生氧化反应(其中放出铜离子)。
在本发明的另一个实施例中，淀积抛光系统200利用无电镀处理。无电镀处理使用氧化还原反应在晶片上(例如在晶片的互连沟槽中)淀积金属材料。无电镀使得恒定的铜离子浓度充满晶片的互连沟槽，从而把铜均匀地淀积在沟槽中。无电镀包括在碱溶液(例如氢氧化钠，硫酸铜等)中利用甲醛进行复杂的铜还原。在由钯催化的复杂的反应中，碱溶液被分解，甲醛被氧化，把铜离子还原成为被淀积在晶片的沟槽中的金属铜。在本发明的一个实施例中，利用无电镀在晶片表面淀积铜种子层，其作为导电膜把另外的铜电镀在晶片的互连沟槽中。
淀积抛光系统200有助于减少污染和腐蚀问题。通过极大地阻止在非需要的位置的区域内淀积铜，则铜离子扩散并污染其它的晶片材料(例如SiO)的几率较小。此外，需要很少的或者不需要CMP用于除去过量的铜。在淀积之后减少CMP处理与/或消除CMP步骤可以大大节省资源(例如处理时间，昂贵的CMP材料和泥浆等)。此外，淀积后的湿清洗的步骤被减少，因此发生腐蚀的机会较小。
利用淀积抛光系统200还有其它几种另外的优点。在本发明的一个实施例中，抛光垫元件230的运动搅动电镀溶液，因而促进电镀溶液中的铜离子重新分布到晶片的所需的淀积区域(例如互连沟槽)。此外，抛光垫元件230的压力和运动被控制，用于在电镀处理结束时从所需的晶片表面区域除去铜种子层和阻挡层，同时保留在其它位置上(例如互连沟槽)淀积的铜。此外，因为在淀积抛光系统200的一些实施例中不利用泥浆，所以没有和研磨泥浆有关的副作用。例如，由于泥浆颗粒的结块和失效的泥浆颗粒不能填满抛光垫中的坑、槽、沟、孔等等，造成不均匀的抛光。
淀积抛光系统200在电镀操作中是尤其有利的。在淀积抛光系统200的一个实施例中，施加于阴极的电位(例如晶片224)或施加于阳极的电位被改变，以便帮助从所需的晶片区域(例如在互连沟槽的周围)除去材料。淀积抛光系统200用于监视电镀和抛光也是特别有利的。由在镀槽235中的阴极、阳极和离子溶液形成的电解电路能够通过观察和控制电解电路中的电流或电位监视铜的淀积和材料的除去。
在本发明的其它实施例中，抛光垫元件230具有不同的配置。抛光垫元件230的一个实施例是电镀溶液分配抛光垫，其包括槽和沟，用于帮助把铜离子输送到晶片的所需区域(例如互连沟槽)，并使废颗粒离开晶片表面。在本发明的一个实施例中，抛光垫本体230具有一个直径和基本上平行于由所述直径限定的平面的下表面，以及基本上垂直于由所述直径限定的平面的外部径向表面。上表面和下表面相对。当对着晶片的表面摩擦时，抛光垫元件适用于阻止铜的淀积和除去晶片材料的过量部分。溶液分配沟道通过溶液分配抛光垫从下表面向上表面延伸，其中溶液分配沟道适用于使电镀溶液能够从溶液分配抛光垫的下表面到上表面向晶片流动。
通过溶液分配抛光垫分配的电镀溶液帮助把金属材料(例如铜)分配在晶片的所需位置(例如互连沟槽)，并提供其它重要的优点。在本发明中的溶液流量被调整，从而使得抛光垫元件对晶片表面的划痕最小。通过抛光垫直接在晶片表面上分配溶液使得金属材料能够非常高效地充满芯片中的所需的位置。此外，通过溶液分配抛光垫分配的溶液帮助除去微粒的污染。
图3是淀积抛光方法500的流程图。淀积抛光方法500在晶片上淀积材料，并同时抛光晶片。在淀积抛光方法500的一个实施例中，通过把晶片放置在电镀溶液中，金属材料(例如铜)被淀积在晶片的所需的位置，同时利用抛光阻止在晶片表面的不需要的位置进行铜的淀积并从所述位置除去材料。淀积抛光方法500在帮助高效地进行铜淀积和制造IC元件之间的互连(例如插头和导线)方面尤其有用。
在步510，材料被淀积在晶片的所需的位置上。在淀积方法500的一个实施例中，使用电镀处理在晶片上淀积材料。例如，晶片保持器(例如晶片保持器220)拾取晶片并将其放在含有电镀溶液的镀槽中。在淀积抛光方法500的一个例子中，互连材料(例如铜金属)悬浮在电镀溶液中。在本发明的一个实施例中，电镀溶液被搅拌，这有助于电镀溶液中的离子重新分配到晶片的所需的淀积区域上(例如互连沟槽)。在本发明的一个实施例中，淀积抛光方法500利用电镀工艺把材料淀积在晶片上(例如把铜淀积在晶片上的沟槽中)。在本发明的另一个实施例中，淀积抛光系统500利用无电镀处理。
在本发明的电镀处理的一个例子中，淀积抛光方法500包括形成具有电镀槽的电解池，在电镀槽中含有电解溶液。在晶片上施加一个差动电位。在淀积抛光方法500的一个实施例中，在电镀处理期间，具有互连结构的晶片表面作为阴极。施加于晶片上的差动电位产生负电子浓度(e-)，其吸引正离子并和正离子结合(例如Cu2+，在晶片的互连的沟槽中形成铜金属(Cu))。在本发明的一个实施例中，电镀处理利用来自阳极(例如一块铜金属)的淀积材料被维持。
在淀积抛光方法500的一个实施例中，施加于阴极(例如晶片224)或阳极的差动电位帮助从晶片表面的部分除去材料(例如在沟槽周围的区域)。在本发明的一个实施例中，差动电位被改变。在淀积抛光方法500的一个实施例中，差动电位监视电镀和铜抛光电化学反应。在淀积抛光方法500的另一个实施例中，由阴极、阳极和离子溶液形成的电解电路帮助监视铜的淀积和平面化(例如通过观察和控制在电解电路中的电流或电位)。
在本发明的一个实施例中，无电镀处理使用氧化还原反应在晶片上(例如在晶片的互连沟槽中)淀积金属材料。无电镀使得恒定的铜离子浓度均匀地充满晶片的互连沟槽。在本发明的一个实施例中，无电镀包括在碱溶液(例如氢氧化钠，硫酸铜等)中利用甲醛进行复杂的铜还原。在由钯催化的复杂的反应中，碱溶液被分解，甲醛被氧化，把铜离子还原成为被淀积在晶片的沟槽中的金属铜。在本发明的一个实施例中，利用无电镀在晶片表面淀积铜种子层，其作为导电膜有用电镀附加的材料(在晶片的互连沟槽中的铜)。
在步520，铜淀积在晶片表面的一些部分上被阻止，同时晶片处于电镀槽中并且金属材料被淀积在所述晶片的所需位置中。在本发明的一个实施例中，晶片被置于电镀槽(例如电镀槽235)中，并被置于抛光垫上(例如抛光垫元件230)。在本发明的淀积抛光方法500的一个实施例中，晶片被抛光，同时金属材料被淀积在晶片的所需位置。在本发明的一个实施例中，通过抛光垫和晶片的表面相互摩擦，阻止在晶片表面的一些部分上的铜淀积，并且使晶片被抛光。在本发明的一个实施例中，互连材料(例如铜材料)被淀积在晶片的互连沟槽中。本发明的一个实施例包括电镀处理，而本发明的另一个实施例包括无电镀处理。
应当理解，淀积抛光方法500使用的摩擦力可以用各种方式产生。在本发明的一个实施例中，晶片保持器转动晶片，同时保持在晶片上的向下压力，使晶片压紧在抛光垫的表面上。在另一个实施例中，抛光垫在晶片上方滑动，同时在晶片的表面上产生力。在铜淀积抛光方法500的一个例子中，材料从晶片的表面的部分被除去，同时使材料淀积在所需的位置。
在淀积抛光方法500的步骤530，把电镀溶液输送到晶片的所需的位置。在本发明的一个实施例中，电镀溶液通过抛光垫中的槽或沟道输送到所需的位置。例如，溶液分配抛光垫通过溶液分配沟道(例如溶液分配沟道125)分配溶液。在步530中分配的溶液帮助固定的元件实现晶片平面化，并实现在多层中的材料的淀积。在本发明中的液体流量被调节，以便使固定的研磨元件对晶片表面的划痕最小。
在步540中，当晶片已经被抛光时，晶片被从抛光垫上除去。在淀积抛光方法500的一个实施例中，抛光机接着使晶片干燥，并把晶片发送到制造线中进行下一步处理，并从队中准备下一个晶片。
因而，本发明能够帮助实现高效率地进行材料淀积和晶片抛光。本发明的系统和方法在帮助实现高效的铜淀积和制造IC的元件之间的互连方面是有用的。本发明的淀积抛光系统和方法通过同时进行铜淀积和抛光有助于铜互连导线和插头的淀积。本发明的淀积抛光系统和方法使得和IC元件相连的铜导线和插头以这样的方式在晶片中被制造，使得通过消除在铜淀积和晶片平面化之间的时间延迟获得最大的总的制造晶片输出能力。本发明阻止铜在晶片表面的不合适的部分淀积，借以减少了花费在精细操作上的资源(例如铜CMP处理)，并且减少了缺陷率(例如由于湿处理而导致的腐蚀和由快速扩散的铜颗粒造成的污染)。
为了说明本发明，在上面说明了本发明的优选实施例。这些实施例并不用于限定本发明的范围，显然，根据上面的教导，可以作出各种改变和改型。选择和说明这些实施例，是为了说明本发明的原理及其实际应用，借以使本领域的技术人员更好地利用本发明，各种变型的各种实施例都有其具体应用。本发明的范围由所附的权利要求限定。

Claims (22)

1.一种淀积抛光系统，包括：
抛光淀积机，适用于提供用于控制所述淀积抛光系统的接口；
和所述抛光淀积机相连的抛光垫元件，所述抛光垫元件适用于抛光并阻止在晶片表面的部分上的淀积；
和所述晶片保持器相连的电镀槽，所述电镀槽适用于保持电镀溶液；以及
和所述抛光淀积机相连的晶片保持器，所述晶片保持器适用于把所述晶片保持在所述电镀槽的内部。
2.如权利要求1所述的淀积抛光系统，其中所述抛光淀积电镀槽是用于保持电镀溶液的容器。
3.如权利要求1所述的淀积抛光系统，其中所述电镀溶液包括铜离子，其被吸引并按照化学作用被淀积到所述晶片的表面位置上，在所述化学作用中，铜离子和晶片中的电子组合，从而在所述表面的所述位置上形成铜金属。
4.如权利要求1所述的淀积抛光系统，其中所述抛光垫元件搅拌所述电镀溶液，这促进了在所述电镀溶液中包括的铜离子的重新分配，并把所述电镀溶液输送到在所述晶片中刻蚀的互连沟槽内部的空间中。
5.如权利要求1所述的淀积抛光系统，其中所述抛光垫元件还包括在所述抛光垫的表面中的溶液分配沟槽，所述分配沟槽适用于帮助所述电镀溶液的分布。
6.如权利要求1所述的淀积抛光系统，其中所述抛光垫元件被控制，从而从所述晶片区域的表面除去铜种子层和阻挡层，同时剩下在互连沟槽中淀积的铜。
7.如权利要求1所述的淀积抛光系统，还包括：
和所述电镀通路相连的支撑轨道，所述支撑轨道适用于支撑所述抛光垫元件；以及
和所述支撑轨道相连的过滤器，所述过滤器适用于帮助所述电镀溶液的分配。
8.如权利要求7所述的淀积抛光系统，其中借助于电镀处理把金属材料淀积在晶片的位置。
9.如权利要求8所述的淀积抛光系统，其中通过电镀处理把金属材料淀积在所述晶片的互连沟槽中。
10.如权利要求8所述的淀积抛光系统，其中所述电镀槽充有包括铜离子的电解液，并且在电镀处理期间所述晶片作为阴极，其中一个差动电位被加于所述晶片，因而产生负电子浓度(e-)，其吸引正铜离子，从而在所述位置形成铜金属(Cu)。
11.如权利要求9所述的淀积抛光系统，其中被施加于晶片的所述差动电位被改变，以便帮助从所述位置的周围的晶片的表面除去材料。
12.如权利要求8所述的淀积抛光系统，其中所述抛光淀积系统200利用所述无电镀处理在所述晶片的位置沟槽中淀积金属材料。
13.如权利要求12所述的淀积抛光系统，其中所述无电镀通过使恒定的铜离子浓度浸泡所述互连沟槽使用氧化还原反应在晶片的所述位置淀积金属，因而在所述沟槽内均匀地淀积铜。
14.如权利要求12所述的淀积抛光系统，其中所述研磨抛光垫的压力和运动被控制，从而在电镀处理结束时从所述晶片表面除去所述铜种子层和阻挡层，同时剩下在互连沟槽中淀积的铜。
15.一种淀积抛光方法，包括以下步骤：
通过电镀处理在晶片的所需位置上淀积材料；
在所述晶片位于电镀槽中的同时，阻止在晶片表面的一些部分上的铜的淀积，并在所述晶片的所需位置上淀积金属材料；
向所述晶片的所需位置输送电镀溶液；以及
当所述晶片完成抛光时从抛光垫中除去所述晶片。
16.如权利要求15所述的淀积抛光方法，还包括搅拌所述电镀溶液以便促进离子在电镀溶液中重新分布到所述晶片的所需的淀积区域的步骤。
17.如权利要求15所述的淀积抛光方法，还包括利用电镀处理的晶片上淀积材料的步骤。
18.如权利要求17所述的淀积抛光方法，还包括改变被施加于所述晶片上的差动电位的步骤。
19.如权利要求17所述的淀积抛光方法，还包括监视电镀和抛光的步骤。
20.如权利要求17所述的淀积抛光方法，还包括利用由阴极、阳极和在电镀槽中的离子溶液形成的电解电路帮助监视铜的淀积和平面化的步骤。
21.如权利要求15所述的淀积抛光方法，还包括利用无电镀处理在晶片上淀积材料的步骤。
22.如权利要求15所述的淀积抛光方法，还包括从溶液分配抛光垫分配电镀溶液的步骤。
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