DE10314502B4

DE10314502B4 - Verfahren zum elektrolytischen Beschichten einer Halbleiterstruktur

Info

Publication number: DE10314502B4
Application number: DE10314502A
Authority: DE
Inventors: Matthias Bonkass; Axel Preusse; Markus Nopper
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2023-04-01
Also published as: DE10314502A1; US20040188260A1

Abstract

Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur mit:
Bringen einer Elektrode in Kontakt mit einem Elektrolyt;
Bringen der Halbleiterstruktur in Kontakt mit dem Elektrolyt;
Abscheiden des Metalls auf der Halbleiterstruktur durch Anlegen eines ersten Stroms in einem ersten Zeitintervall, der von der Elektrode durch das Elektrolyt zu der Halbleiterstruktur fließt, wobei der erste Strom mehrere erste positive Pulse und mehrere erste negative Pulse hat, und wobei ein Integral des ersten Stroms über das erste Zeitintervall einen ersten Wert größer als Null hat, und wobei eine Überbeschichtung erfolgt; und
Elektropolieren der Halbleiterstruktur nach dem Abscheiden des Metalls, zum Entfernen der Überbeschichtung durch Anlegen eines zweiten Stroms in einem zweiten Zeitintervall, der von der Elektrode durch das Elektrolyt zu der Halbleiterstruktur fließt, wobei der zweite Strom mehrere negative Pulse aufweist und wobei ein Integral des zweiten Stroms über das zweite Zeitintervall einen zweiten Wert...

Description

Gebiet der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung integrierter Schaltkreise, insbesondere auf das Abscheiden von Metallschichten auf Halbleiterstrukturen.
Beschreibung des Stands der Technik
Integrierte Schaltkreise umfassen eine große Anzahl einzelner Schaltkreiselemente wie Transistoren, Kondensatoren und Widerstände, die auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet sind. Die Schaltkreiselemente werden mit Hilfe von Metallleitungen intern verbunden, um komplexe Schaltkreise wie Speicherbausteine, Logikbausteine und Mikroprozessoren auszubilden.
In modernen integrierten Schaltkreisen werden diese Metallleitungen häufig mit Hilfe eines so genannten Damasceneprozesses ausgebildet, worin ein Zwischenschichtdielektrikum auf einem Halbleitersubstrat abgeschieden wird, in dem Kontaktlöcher und Gräben ausgebildet sind. Diese Kontaktlöcher und Gräben werden dann mit einem Metall, z.B. Kupfer, aufgefüllt, um elektrischen Kontakt zwischen den Schaltkreiselementen herzustellen. Zu diesem Zweck wird eine Metallschicht abgeschieden. Im Folgenden wird das Metall, das zum Füllen der Kontaktlöcher und Gräben verwendet wird, als "Leitermetall" bezeichnet.
Häufig wird zum Abscheiden einer Leitermetallschicht aus Kupfer eine Galvanisierung verwendet. Die Galvanisierung ist ein elektrochemischer Prozess, der in speziellen Beschichtungszellen durchgeführt werden kann.
Eine Beschichtungszelle nach dem Stand der Technik wird mit Bezug auf 1 beschrieben. Eine Beschichtungszelle 100 umfasst einen Behälter 101, der dafür ausgelegt ist, ein Elektrolyt 102 aufzunehmen. Eine Elektrode 103, die im Wesentlichen aus dem Leitermetall besteht, ist im Behälter 101 vorgesehen. Weiterhin umfasst die Beschichtungszelle 100 einen Substrathalter 104, der teilweise im Inneren des Behälters 101 vorgesehen und zum Aufnehmen einer Halbleiterstruktur 105 geeignet ist. Die Halbleiterstruktur 105 weist üblicherweise eine relativ dünne leitfähige Saatschicht auf, etwa beispielsweise eine Kupfersaatschicht, die über einer auf dem Substrat ausgebildeten Isolierschicht ausgebildet ist. Ein Kontaktring 106 stellt elektrischen Kontakt zwischen der Halbleiterstruktur 105 und dem Substrathalter 104 her. Die Elektrode 103 und der Substrathalter 104 sind elektrisch mit einer Stromquelle 109 verbunden, die mit einer Steuereinheit 110 verbunden ist.
Im Betrieb stehen die Elektrode 103 und die Halbleiterstruktur 105 mit dem Elektrolyt 102 in Kontakt. Das Elektrolyt 102 enthält Ionen eines Leitermetalls. Wenn das Leitermetall Kupfer ist, kann das Elektrolyt beispielsweise eine wässrige Lösung von Kupfersulfat sein, die Cu²⁺- und SO₄ ^2--Ionen umfasst. Die Steuereinheit 110 steuert die Stromquelle 109, so dass sie einen Strom zwischen der Elektrode 103 und dem Substrathalter 104 anlegt. Eine Polarität dieses Stroms wird so gewählt, dass die Elektrode 103 eine Anode und die Halbleiterstruktur 105 eine Kathode wird. An der Elektrode 103 werden Atome des Leitermetalls positiv ionisiert und gehen von einem festen Zustand in der Elektrode 103 in einen gelösten Zustand im Elektrolyt 102 über. An der Halbleiterstruktur 105 werden positiv geladene Ionen des Leitermetalls entladen und gehen vom gelösten Zustand im Elektrolyt in den festen Zustand über. Im Lauf der Zeit wird eine Metallschicht 107, die das Leitermetall umfasst, auf der Oberfläche der Halbleiterstruktur 105 abgeschieden.
Als ein weiterer Schritt der Damascenetechnik wird ein chemisch-mechanischer Polierprozess durchgeführt, um überschüssiges Metall zu entfernen, das während des vorangegangenen Beschichtungsprozesses abgeschieden wurde, um die Kontaktlöcher und Gräben zuverlässig zu füllen. Beim chemisch-mechanischen Polieren wird die Halbleiterstruktur 105 relativ zu einem Polierpad bewegt. Poliermittel wird einer Grenzfläche zwischen der Halbleiterstruktur 105 und dem Polierpad zugeführt. Das Poliermittel umfasst eine chemische Verbindung, die mit dem Material oder den Materialien auf der Oberfläche der Halbleiterstruktur 105 reagiert. Das Reaktionsprodukt wird durch Schleifmittel, die im Poliermittel und/oder dem Polierpad enthalten sind, entfernt. Dabei wird Leitermetall an Erhöhungen zwischen den Kontaktlöchern und Gräben entfernt und die Oberfläche der Halbleiterstruktur 105 eingeebnet.
Der Damasceneprozess wird mit Bezug auf die 2a, 2b und 2c ausführlicher beschrieben.
2a zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterstruktur 200. In einem Zwischenschichtdielektrikum 201 sind ein Graben 204 und Kontaktlöcher 205, 206 ausgebildet. Im Folgenden werden Bereiche 210-213 neben dem Graben 204 und den Kontaktlöchern 205, 206 als "Erhöhungen" bezeichnet. Auf dem Zwischenschichtdielektrikum 201 ist eine Barrierenschicht 202 ausgebildet. Die Barrierenschicht 202 verhindert eine Diffusion des Leitermetalls ins Zwischenschichtdielektrikum 201 und erhöht die Stärke der Haftung zwischen dem Leitermetall und dem Zwischenschichtdielektrikum 201. Weiterhin umfasst die Halbleiterstruktur 200 eine Saatschicht 203, die das Leitermetall enthält. Bei der Galvanisierung verbessert die Saatschicht 203 die Leitfähigkeit der Halbleiterstruktur 200. Die Saatschicht 203 und die Barrierenschicht 202 können mit in der Technik bekannten Verfahren wie der chemischen Dampfabscheidung oder der physikalischen Dampfabscheidung ausgebildet werden.
2b zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Halbleiterstruktur 200 nach dem Galvanisierungsprozess. Eine Metallschicht 207 wurde auf der Oberfläche der Halbleiterstruktur 200 ausgebildet. Üblicherweise wird die Galvanisierung unter Bedingungen durchgeführt, bei denen das Wachstum der Metallschicht 207 am Boden von engen Vertiefungen, wie den Kontaktlöchern 205, 206, beginnt und schnell nach oben fortschreitet. Das kann durch Hinzufügen spezieller Additive zum Elektrolyt und/oder durch Anlegen eines gepulsten Stroms zwischen der Elektrode und der Halbleiterstruktur 200 erreicht werden. In einer breiten Vertiefung, wie dem Graben 204, wächst die Metallschicht 207 langsamer als in den Kontaktlöchern 205, 206. Um den Graben 204 vollständig mit Leitermetall zu füllen, muss die Galvanisierung nach dem Füllen der Kontaktlöcher 205, 206 fortgesetzt werden. Dabei wächst die Metallschicht 207 über den Erhöhungen 210-213 und den Kontaktlöchern 205, 206 zu einer Dicke d. Das wird als "Überbeschichtung" bezeichnet.
2c zeigt die Halbleiterstruktur 200 nach dem chemisch-mechanischen Polierprozess. Teile der Metallschicht 207, Teile der Saatschicht 203 und Teile der Barrierenschicht 202 wurden entfernt um die Erhöhungen 210-213 freizulegen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in konventionellen Damasceneprozessen die Galvanisierung unter Überbeschichtungsbedingungen durchgeführt wird, unter denen überschüssiges Metall auf Erhöhungen der Halbleiterstruktur abgeschieden wird, um sicherzustellen, dass breite Vertiefungen mit Metall gefüllt werden. Dieses überschüssige Metall wird in einem anschließenden chemisch-mechanischen Polierprozess entfernt.
Ein Problem, das bei konventionellen Damasceneprozessen auftritt, ist, dass ein großes Abfallvolumen möglicherweise umweltschädlichen Poliermittels erzeugt wird, während das überschüssige Metall durch chemisch-mechanisches Polieren entfernt wird.
Ein weiteres Problem, das bei konventionellen Damasceneprozessen auftritt, ist, dass für den chemisch-mechanischen Polierprozess lange Prozesszeiten erforderlich sind, die zu hohen Betriebskosten führen.
Noch ein weiteres Problem, das bei konventionellen Damasceneprozessen auftritt, ist, dass anspruchsvolle chemisch-mechanische Poliertechnologien entwickelt und unterhalten werden müssen.
Noch ein weiteres Problem, das bei konventionellen Damasceneprozessen auftritt, ist, dass Halbleiterstrukturen im chemisch-mechanischen Polierprozess verkratzt werden können.
Noch ein weiteres Problem, das bei konventionellen Damasceneprozessen auftritt, ist, dass mechanische Belastungen im chemisch-mechanischen Polierprozess das Zwischenschichtdielektrikum beschädigen können, insbesondere, wenn vergleichsweise weiche Materialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante verwendet werden.
Die Patenschrift US 5 972 192 A offenbart ein Verfahren zum Elektropulsplattieren von Kupfer und Kupferlegierungen in Öffnungen, wobei zum Füllen der Öffnungen Vorwärts- und Rückwärtspulse angelegt werden.
Die Patentanmeldung EP 1 050 902 A2 offenbart ebenfalls ein Vorwärts- und Rückwärtspulsplattierverfahren zum Füllen von Öffnungen.
Die Patenschrift US 6 319 384 B1 offenbart ein Verfahren zum Elektropulsplattieren, wobei nach einem hohen, kurzen Vorwärtspuls ein kleiner, langer Rückwärtspuls folgt.
Im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zum Abscheiden einer Metallschicht auf einer Halbleiterstruktur mit verringerter Überbeschichtung. Die vorliegende Erfindung richtet sich auf verschiedene Verfahren und Vorrichtungen, die eines oder mehr der oben aufgezeigten Probleme lösen oder erleichtern können.
Die vorliegende Erfindung richtet sich allgemein auf ein Verfahren zum Abscheiden einer Metallschicht auf einer Halbleiterstruktur, in dem eine Metallschicht durch Galvanisieren abgeschieden wird, und die Metallschicht anschließend in einem Elektropolierprozess geglättet wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Verfahren gemäß der Ansprüche 1 und 16 gelöst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen definiert und werden mit der folgenden ausführlichen Beschreibung besser ersichtlich, wenn diese mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verwendet wird; es zeigen:
1 eine Skizze einer veranschaulichenden Beschichtungszelle nach dem Stand der Technik für die Galvanisierung;
2a, 2b und 2c schematische Querschnittsansichten einer Halbleiterstruktur in aufeinanderfolgenden Stufen eines Damasceneprozesses nach dem Stand der Technik;
3 die Zeitabhängigkeit einer Stromstärke eines Stroms zwischen einer Elektrode und einer Halbleiterstruktur in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterstruktur in einer Stufe eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5a und 5b die Zeitabhängigkeit einer Stromstärke eines Stroms zwischen einer Elektrode und einer Halbleiterstruktur in Galvanisierungsprozessen in Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
6a und 6b die Zeitabhängigkeit einer Stromstärke eines Stroms zwischen einer Elektrode und einer Halbleiterstruktur in Elektropolierprozessen in Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die in der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsformen beschrieben wird, sollte verstanden werden, dass die folgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen offenbarten veranschaulichenden Ausführungsformen einzuschränken, sondern vielmehr geben die beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen lediglich Beispiele für die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Umfang durch die beigefügten Patentansprüche definiert wird.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Abscheiden einer Metallschicht zum Füllen von Vertiefungen auf einer Halbleiterstruktur mit verringerter Überbeschichtung. Die Halbleiterstruktur wird galvanisiert, um eine Metallschicht auszubilden, die Vertiefungen wie Gräben und Kontaktlöcher füllt. Danach wird die Halbleiterstruktur elektropoliert. Elektropolieren entfernt das Metall vorzugsweise von Erhöhungen der Halbleiterstruktur. Dieser Effekt kann ausgenutzt werden, um die Dicke der Metallschicht über den Erhöhungen vorteilhafterweise zu verringern, während die Vertiefungen mit Metall gefüllt bleiben. In einem anschließenden chemisch-mechanischen Polierprozess muss nur eine dünne Metallschicht entfernt werden, um die Erhöhungen freizulegen. Dadurch können die Anforderungen an das chemisch-mechanische Polieren und mögliche nachteilige Einflüsse des chemisch-mechanischen Polierens auf die Halbleiterstruktur wesentlich reduziert werden.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einem Halbleitersubstrat in einer Beschichtungszelle, wie in 1 gezeigt, durchgeführt.
Eine Halbleiterstruktur 105 wird bereitgestellt. In speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Halbleiterstruktur 105 ein Wafer mit mehreren Schaltkreiselementen wie Transistoren, Kondensatoren und Widerständen. Auf den Schaltkreiselementen wird ein Zwischenschichtdielektrikum abgeschieden, das Siliziumdioxid (SiO₂) oder ein Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante, wie Silicon Oxyfluoride, hydrogenated Silsesquioxane oder fluoriertes Polyimid umfassen kann. Das Zwischenschichtdielektrikum wird durch Ätzen von Kontaktlöchern und Gräben bemustert. Kontaktlöcher können auf den Boden eines Grabens vorgesehen sein. Nach Abschluss des Damasceneprozesses sind diese Kontaktlöcher mit Metall gefüllt und stellen elektrischen Kontakt zwischen einer im Graben ausgebildeten Metallleitung und einem Schaltkreiselement unter dem Graben her. Auf dem Zwischenschichtdielektrikum werden eine Barrierenschicht, die beispielsweise Tantal, Tantalnitrid, Titan oder Titannitrid enthält, und eine elektrisch leitfähige Saatschicht ausgebildet. Die Saatschicht kann das Leitermetall enthalten. Das Ausbilden dieser Schichten kann mit bekannten Verfahren wie der chemischen Dampfabscheidung oder der physikalischen Dampfabscheidung durchgeführt werden. Alternativ kann die Saatschicht durch stromlose Abscheidung gebildet werden.
Eine Elektrode 103, die das Leitermetall enthält, wird in Kontakt mit einem Elektrolyt 102 gebracht. Das kann durch Eintauchen der Elektrode 103 in ein Elektrolytbad, insbesondere durch Vorsehen der Elektrode 103 in einem mit dem Elektrolyt 102 gefüllten Behälter 101 geschehen.
In anderen Ausführungsformen wird die Elektrode 103 nur teilweise in das Elektrolyt 102 eingetaucht. Die Elektrode 103 kann über eine Oberfläche des Elektrolyts 102 hinausragen oder kann in eine Wand des Behälters 101 integriert werden. Es kann jedoch auch jeder andere Aufbau gegenwärtig verfügbarer Beschichtungswerkzeuge oder zukünftiger Werkzeuggenerationen verwendet werden.
Das Leitermetall kann Kupfer (Cu) enthalten. In anderen Ausführungsformen kann das Leitermetall Aluminium (Al), Wolfram (W), oder ein Edelmetall, wie Gold (Au), Silber (Ag), oder Platin (Pt), enthalten.
Das Elektrolyt 102 enthält Ionen des Leitermetalls. Üblicherweise sind gelöste Metallionen positiv geladen. Insbesondere kann das Elektrolyt 102 eine Lösung eines Sulfats, eines Halogenids (beispielsweise eines Chlorids), eines Hydroxids oder eines Zyanids des Leitermetalls umfassen. Wenn das Leitermetall Kupfer ist, kann das Elektrolyt 102 eine wässrige Lösung von Kupfersulfat (CuSO₄), das in Cu²⁺-Ionen und SO₄ ^2--Ionen dissoziiert, umfassen. Das Elektrolyt 102 kann auch eine Säure enthalten, die seine Leitfähigkeit erhöht, beispielsweise Schwefelsäure (H₂SO₄). Das Elektrolyt kann Additive, wie einen Polyether, beispielsweise DAG-Polymer oder Polyalkylenglycol, und/oder ein organisches Sulfid, wie Bis(3-sulfopropyl)-dinatriumsulfonat und/oder eine Stickstoffverbindung und/oder Polyethylenglycol und/oder Polypropylenglycol und/oder polymere Phenazoniumderivate und/oder Dithiocarbaminsäurederivate umfassen.
Das Halbleitersubstrat 105 wird am Substrathalter 104 befestigt. Ein elektrisch leitfähiger Kontaktring 106 kann verwendet werden, um elektrischen Kontakt zwischen der Saatschicht und dem Substrathalter 104 herzustellen.
Anschließend wird das Halbleitersubstrat 105 in Kontakt mit dem Elektrolyt 102 gebracht. Hierfür kann der Substrathalter 104 solange auf die Oberfläche des Elektrolyts 102 zubewegt werden, bis die Halbleiterstruktur 105 zumindest teilweise in das Elektrolyt 102 eingetaucht ist. Die Halbleiterstruktur 105 kann nahe an der Oberfläche des Elektrolyts gehalten werden, so dass nur die bemusterte Oberfläche der Halbleiterstruktur 105 vom Elektrolyt 102 benetzt wird, während seine Rückseite trocken bleibt. In anderen Ausführungsformen kann die Halbleiterstruktur 105 vollständig in das Elektrolyt 102 eingetaucht werden.
Ein Strom wird zwischen der Elektrode 103 und der Halbleiterstruktur 105 angelegt. Das kann durch Ansteuern der mit der Elektrode 103 und der Halbleiterstruktur 105 verbundenen Stromquelle 109 geschehen.
Der Strom fließt in einer Stromrichtung von der Stromquelle 109 zur Elektrode 103, von der Elektrode 103 durch das Elektrolyt 102 zu der Halbleiterstruktur 105, und von der Halbleiterstruktur 105 über den Substrathalter 104 zurück zu der Stromquelle 109. Der Strom hat eine Stromstärke I(t), die sich als Funktion der Zeit t ändern kann. Die Stromstärke I(t) kann Null, größer als Null (positiv) oder kleiner als Null (negativ) sein. Da wir die Stromrichtung als die Richtung von der Elektrode 103 zu der Halbleiterstruktur 105 definiert haben, ist die Elektrode 103 eine Anode, die Halbleiterstruktur 105 eine Kathode, und positiv geladene Ionen (beispielsweise Metallionen) im Elektrolyt bewegen sich auf die Halbleiterstruktur 105 zu, wenn die Stromstärke I(t) positiv ist. Umgekehrt, wenn die Stromstärke I(t) negativ ist, ist die Halbleiterstruktur 105 eine Anode, die Elektrode 103 eine Kathode, und positiv geladene Ionen bewegen sich von der Halbleiterstruktur 105 weg.
Nach dem Faradayschen Gesetz wird in einem infinitesimalen Zeitintervall dt eine Masse dM = I(t)dtmnF (1)des Leitermetalls von der Elektrode 103 zu der Halbleiterstruktur 105 transportiert. F = 4,6487 × 10⁴ As/mol ist die Faradaysche Konstante, M ist eine molare Masse des Leitermetalls und n ist eine Anzahl von Elektronen, die benötigt wird, um ein Ion des Leitermetalls zu entladen. Folglich wird in einem Zeitintervall von t = τ₁ bis t = τ₂ eine Masse
transportiert. Wenn das Integral der Stromstärke I(t) auf der rechten Seite der Gleichung (2) einen Wert größer als Null hat, ist m positiv. Folglich wird im Zeitintervall von τ₁ bis τ₂ Leitermetall auf der Halbleiterstruktur abgeschieden. Das ist der Fall, wenn ein Galvanisierungsprozess durchgeführt wird. Wenn umgekehrt das Integral einen Wert kleiner als Null hat, wird im Zeitintervall von τ₁ bis τ₂ Leitermetall von der Halbleiterstruktur 105 entfernt und zur Elektrode 103 transportiert. Dieser Prozess wird als "Elektropolieren" bezeichnet.
3 zeigt die Abhängigkeit des Stroms I(t) von der Zeit t in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In einem ersten Zeitintervall von t = t₀ bis t = t₁ wird ein Galvanisierungsprozess durchgeführt. Der im ersten Zeitintervall angelegte Strom (im Folgenden als "erster Strom" bezeichnet) hat eine Stromstärke mit mehreren ersten positiven Pulsen 301-304 und mehreren ersten negativen Pulsen 305-308. Auf jeden ersten positiven Puls folgt ein erster negativer Puls.
Ein positiver Puls wird durch kurzzeitiges Anlegen eines Stroms mit positiver Stromstärke erzeugt. Umgekehrt wird ein negativer Puls durch kurzzeitiges Anlegen eines Stroms mit negativer Stromstärke erzeugt. Es muss angemerkt werden, dass die in den Figuren der vorliegenden Anmeldung gezeigte Anzahl von Pulsen lediglich veranschaulichend ist; in der Praxis kann die Anzahl angelegter Pulse viel größer sein.
In der mit Bezug auf 3 beschriebenen Ausführungsform wird bei jedem der ersten positiven Pulse 301-304 ein Strom mit einer Stromstärke I₁ größer als Null für eine Zeit θ₁ angelegt. Bei jedem der ersten negativen Pulse 305-308 wird ein Strom mit einer Stromstärke I₂ kleiner als Null für eine Zeit θ₂ angelegt. Damit haben die ersten positiven Pulse und die ersten negativen Pulse eine im Wesentlichen rechteckige Form. Wenn eine Anzahl N₁ positiver und negativer Pulse angelegt wird, hat ein Integral der Stromstärke I(t) des ersten Stroms über das erste Zeitintervall einen ersten Wert N₁(I₁θ₁ + I₂θ₂). In einem Galvanisierungsprozess muss dieser erste Wert positiv sein, was der Bedingung |I₁|θ₁ > |I₂|θ₂ entspricht.
Die ersten positiven Pulse 301-304 können eine Stromstärke I₁ von ungefähr 4 Ampere bis ungefähr 10 Ampere haben und können während einer Zeit θ₁ von ungefähr 60 Millisekunden bis ungefähr 120 Millisekunden angelegt werden. Die ersten negativen Pulse können eine Stromstärke I₂ von ungefähr 2 Ampere bis ungefähr 6 Ampere haben und können während einer Zeit θ₂ von ungefähr 5 Millisekunden bis ungefähr 30 Millisekun den angelegt werden. Die Anzahl N₁ erster positiver und erster negativer Pulse kann ungefähr einige Tausend sein. Das erste Zeitintervall kann eine Dauer von ungefähr einer Minute bis ungefähr 5 Minuten haben.
In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sowohl die einzelnen positiven Pulse als auch die einzelnen negativen Pulse unterschiedliche Stromstärken haben und die Dauern der einzelnen Pulse können verschieden sein. Die Anzahl erster positiver und erster negativer Pulse muss nicht gleich sein; auf einen ersten positiven Puls können mehrere erste negative Pulse folgen. Alternativ können auf einen ersten negativen Puls mehrere erste positive Pulse folgen.
Nach dem Galvanisierungsprozess wird in einem zweiten Zeitintervall von t₂ bis t₃ ein Elektropolierprozess durchgeführt.
In der mit Bezug auf 3 beschriebenen Ausführungsform umfasst eine Stromstärke eines während dem zweiten Zeitintervall angelegten Stroms (im Folgenden als "zweiter Strom" bezeichnet) mehrere zweite negative Pulse 309-313. In einer Ausführungsform hat jeder der zweiten negativen Pulse 309-313 eine Dauer θ₃ und eine Stromstärke I₃ kleiner als Null. Wenn im zweiten Zeitintervall eine Anzahl N₃ zweiter negativer Pulse angelegt wird, hat ein Integral der Stromstärke des zweiten Stroms über das zweite Zeitintervall einen zweiten Wert N₃I₃θ₃. Da der zweite Wert kleiner als Null ist, wird Leitermetall von der Halbleiterstruktur 105 entfernt. Vorzugsweise ist ein Betrag des ersten Werts größer als ein Betrag des zweiten Werts, so dass ein Teil des Leitermetalls auf der Halbleiterstruktur 105 verbleibt.
Das zweite Zeitintervall kann eine Dauer von mehr als 30 Sekunden haben. Die zweiten negativen Pulse können eine Dauer θ₃ von ungefähr einer Millisekunde bis ungefähr 30 Millisekunden und eine Stromstärke I₃ von ungefähr 6 Ampere bis ungefähr 15 Ampere haben. Die Anzahl N₃ zweiter negativer Pulse kann ungefähr 1000 sein.
Die Merkmale einer mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung abgeschiedenen Metallschicht werden mit Bezug auf 4 beschrieben.
4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterstruktur 400, die einen Graben 404 und Kontaktlöcher 405, 406 umfasst, die in einem Zwischenschichtdielektrikum 401 ausgebildet sind. Eine Barrierenschicht 402 und eine Saatschicht 403 sind auf dem Zwischenschichtdielektrikum 401 ausgebildet. Im Galvanisierungsprozess wird eine Metallschicht 407 abgeschieden. Dabei werden der Graben 404 und die Kontaktlöcher 405, 406 mit Leitermetall gefüllt. Die gestrichelte Linie 409 zeigt schematisch die Ausdehnung der Metallschicht 407 nach dem Galvanisierungsprozess. Da Überbeschichtung auftritt, hat die Metallschicht 407 auf Erhöhungen 410-413 zwischen dem Graben 404 und den Kontaktlöchern 405, 406 eine Dicke d.
Im Elektropolierprozess wird ein Teil 408 der Metallschicht 407 entfernt. Metall wird vorzugsweise von den Erhöhungen 410-413 entfernt, während das Entfernen von Material in Teilen der Metallschicht 407 über dem Graben 404 mit kleinerer Rate geschieht. Es wird angenommen, dass dieser Effekt von der Tatsache, dass das elektrische Feld dort am stärksten ist, wo die Distanz zwischen der Elektrode und der Oberfläche der Metallschicht 407 minimal ist, was auf den erhöhten Teilen 410-413 der Halbleiterstruktur 400 der Fall ist, verursacht wird. Wo das elektrische Feld am stärksten ist, ist auch die Stromdichte am höchsten, was zu der höchsten Abtragrate in diesem Bereich führt.
Über den Erhöhungen 410-413 und den engen Kontaktlöchern 405, 406 wird ein Teil der Metallschicht 407 mit einer Dicke Δd₁ entfernt. Über dem Graben 404 wird ein Teil der Metallschicht 407 mit einer Dicke Δd₂, die kleiner als die Dicke Δd₁ ist, entfernt. Dadurch glättet der Elektropolierprozess die Oberfläche der Metallschicht 407. Wenn nach dem Elektropolieren die Metallmenge, die im Graben 404 verbleibt, gerade ausreicht, um den Graben 404 zu füllen, ist die Dicke einer Metallschicht, die auf den Erhöhungen 410-413 der Halbleiterstruktur 400 bleibt, deutlich kleiner als in einem konventionellen Damasceneprozess.
Anschließend wird die Halbleiterstruktur 105, 400 aus der Beschichtungszelle 100 entfernt und ein chemisch-mechanischer Polierprozess durchgeführt. Dabei werden ein Überschuss der Metallschicht 407 und Teile der Saatschicht 403 und der Barrierenschicht 402 von den Erhöhungen 410-413 entfernt, die Erhöhungen 410-413 werden freigelegt und die Oberfläche der Halbleiterstruktur 400 wird eingeebnet. Damit erhält man eine Halbeiterstruktur ähnlich der in 2c gezeigten.
Da die Dicke der Metallschicht, die von den Erhöhungen der Halbleiterstruktur entfernt werden muss, kleiner als in einem Damasceneprozess nach dem Stand der Technik ist, werden die Anforderungen an den chemisch-mechanischen Polierprozess in einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wesentlich verringert. Damit werden die Betriebskosten einer chemisch-mechanischen Poliervorrichtung und das Risiko nachteiliger Effekte des chemisch-mechanischen Polierens auf die Halbleiterstruktur vorteilhafterweise minimiert.
5a zeigt eine Stromstärke I_f,a(t) eines ersten Stroms, der in einem Verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem ersten Zeitintervall von t = t₀ bis t = t₁, in dem die Galvanisierung durchgeführt wird, angelegt wird. Die Stromstärke I_f,a(t) umfasst mehrere positive Pulse 501-508. Jeder Puls hat eine Stromstärke I₄ größer als Null und eine Dauer θ₄. Wenn im ersten Zeitintervall eine Anzahl N₄ positiver Pulse angelegt wird, hat ein Integral der Stromstärke I_f,a(t) des ersten Stroms über das erste Zeitintervall einen Wert N₄I₄θ₄.
In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die einzelnen positiven Pulse 501-508 unterschiedliche Stromstärken und/oder unterschiedliche Dauern haben.
5b zeigt eine Stromstärke I_f,b(t) eines ersten Stroms, der in einem Verfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem ersten Zeitintervall von t = t₀ bis t = t₁, in dem die Galvanisierung durchgeführt wird, angelegt wird. Die Stromstärke I_f,b(t) hängt von der Zeit t ab wie A1sin(ω1t + φ1) + B1.
Hier ist A₁ eine Amplitude einer Wechselstromkomponente des Stroms, ω₁ eine Winkelfrequenz der Wechselstromkomponente, φ₁ eine Phasenverschiebung und B₁ ein Offset größer als Null. Ein Betrag der Amplitude A₁ ist größer als der Offset B₁. Deshalb umfasst die Stromstärke I_f,b(t) sowohl positive Pulse 509-512 als auch negative Pulse 513-515.
In anderen Ausführungsformen kann der Betrag der Amplitude A₁ gleich dem Offset B₁ sein. Damit umfasst die Stromstärke I_f,b(t) nur positive Pulse. Der Betrag der Amplitude A₁ kann auch kleiner als der Offset B₁ sein, so dass die Stromstärke I_f,b(t) während des ersten Zeitintervalls immer positiv ist.
6a zeigt eine Stromstärke I_s,a(t) eines zweiten Stroms, der in einem Verfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Zeitintervall von t = t₂ bis t = t₃, in dem die Galvanisierung durchgeführt wird, angelegt wird. Die Stromstärke I_s,a(t) umfasst mehrere negative Pulse 601-604 und mehrere positive Pulse 605-608. Auf jeden positiven Puls folgt ein negativer Puls. Die negativen Pulse 601-604 haben eine Stromstärke I₅ kleiner als Null und eine Dauer θ₅. Die positiven Pulse haben eine Stromstärke I₆ größer als Null und eine Dauer θ₆. Wenn eine Anzahl N₆ positiver und negativer Pulse angelegt wird, hat ein Integral der Stromstärke I_s,a(t) über das zweite Zeitintervall einen Wert N₆ (I₆θ₆ + I₅θ₅). Beim Elektropolieren muss dieser Wert kleiner als Null sein, was dann der Fall ist, wenn |I₆| θ₆ > |I₅|θ₅ ist.
6b zeigt eine Stromstärke I_s,b(t) eines zweiten Stroms, der in einem Verfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem zweiten Zeitintervall von t₂ bis t₃, in dem das Elektropolieren durchgeführt wird, angelegt wird. Die Stromstärke I_s,b(t) hat eine sinusförmige Zeitabhängigkeit, A2sin(ω2t + φ2) + B2,wobei A₂ eine Stromstärke einer Wechselstromkomponente des Stroms, ω₂ eine Winkelfrequenz und φ₂ eine Phasenverschiebung ist. B₂ ist ein Offset kleiner als Null. Ein Betrag des Offsets B₂ ist gleich einem Betrag der Stromstärke A₂. Damit umfasst die Stromstärke I_s,b(t) mehrere negative Pulse 609-611, aber keine positiven Pulse.
In anderen Ausführungsformen kann der Betrag der Stromstärke A₂ größer als der Betrag des Offsets B₂ sein, so dass die Stromstärke I_s,b(t) zusätzlich zu den negativen Pulsen 609-611 positive Pulse aufweist. Alternativ kann der Betrag der Stromstärke A₂ kleiner als der Betrag des Offsets B₂ sein, so dass die Stromstärke I_s,b(t) im zweiten Zeitintervall immer positiv ist.
In anderen Ausführungsformen kann die Stromstärke des ersten Stroms während des ersten Zeitintervalls im Wesentlichen konstant und größer als Null sein und/oder die Stromstärke des zweiten Stroms kann während des zweiten Zeitintervalls im Wesentlichen konstant und kleiner als Null sein.
In weiteren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nach dem Elektropolierprozess ein zweiter Galvanisierungsprozess durchgeführt. Das kann dadurch geschehen, dass in einem dritten Zeitintervall ein dritter Strom, der von der Elektrode 103 durch das Elektrolyt 102 zu der Halbleiterstruktur 105 fließt, angelegt wird. Eine Stromstärke des dritten Stroms kann eine Zeitabhängigkeit ähnlich der der Stromstärke des ersten Stroms in irgendeiner der oben beschriebenen Ausführungsformen haben. Auf den zweiten Galvanisierungsprozess kann ein zweiter Elektropolierprozess folgen. Das kann dadurch geschehen, dass in einem vierten Zeitintervall ein vierter Strom angelegt wird. Eine Stromstärke des vierten Stroms kann eine Zeitabhängigkeit ähnlich der Stromstärke des zweiten Stroms in den oben beschriebenen Ausführungsformen haben. In anderen Ausführungsformen können Dauern und/oder Stromstärken der Pulse und/oder die Form der Pulse von der beim zweiten Strom verwendeten abweichen.
Eine Beschichtungszelle kann einen Aufbau, wie in 1 gezeigt, haben. Die Beschichtungszelle 100 umfasst einen Behälter 101, der dafür geeignet ist, ein Elektrolyt 102 aufzunehmen, eine Elektrode 103 und einen Substrathalter 104. Der Substrathalter 104 ist dafür geeignet, eine Halbleiterstruktur 105 aufzunehmen und elektrischen Kontakt zu der Halbleiterstruktur 105 herzustellen. Ein Kontaktring 106 stellt elektrischen Kontakt zwischen der über der Halbleiterstruktur 105 ausgebildeten Saatschicht und dem Substrathalter 104 her. Eine Stromquelle 109 ist mit der Elektrode 103 und dem Substrathalter 104 verbunden. Eine Steuereinheit 110 ist dafür geeignet, die Stromquelle 109 so zu steuern, dass zwischen der Elektrode 103 und der Halbleiterstruktur 105 Ströme zum Abscheiden einer Metallschicht 107 auf der Halbleiterstruktur 105 in einem Galvanisierungsprozess und zum Glätten der Metallschicht 107 in einem Elektropolierprozess angelegt werden. Die Steuereinheit kann dafür geeignet sein, Ströme, deren Stromstärke eine Zeitabhängigkeit, wie in den vorher beschriebenen Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hat, anzulegen.
Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung kann von Prozessparametern, wie einer Temperatur des Elektrolyts, der Zeitabhängigkeit der angelegten Ströme, insbesondere Stromstärke und Dauer von Pulsen, Anzahlen angelegter Pulse und Winkelfrequenzen, der geometrischen Anordnung von Teilen der Beschichtungszelle, Konzentrationen von Komponenten des Elektrolyts, insbesondere Konzentrationen von Leitermetallionen und Additiven, und der Leitfähigkeit des Elektrolyts beeinflusst werden.
Maße für die Leistungsfähigkeit eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung sind die gesamte Prozesszeit, die zum Abscheiden der Metallschicht benötigt wird, die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eingeschlossener, mit Elektrolyt gefüllter Hohlräume in engen Kontaktlöchern und die nach dem Elektropolierprozess erreichte Rauhigkeit der Metallschicht.
Die gesamte Prozesszeit kann durch Variieren von Stromstärken von Strömen, die im Galvanisierungsprozess und im Elektropolierprozess angelegt werden, gesteuert werden. Eine Verringerung der gesamten Prozesszeit erhöht vorteilhafterweise den Durchsatz einer Beschichtungszelle und verringert Betriebskosten der Beschichtungszelle.
Eingeschlossene Hohlräume verschlechtern die Leitfähigkeitseigenschaften mit Metall gefüllter Kontaktlöcher. Die Wahrscheinlichkeit der Entstehung eingeschlossener Hohlräume kann wesentlich verringert werden, wenn die Stromstärke des im Elektropolierprozess angelegten ersten Stroms sowohl positive als auch negative Pulse umfasst, wie in den mit Bezug auf 4 und 6b beschriebenen Ausführungsformen und/oder Additive zum Elektrolyt hinzugefügt werden. Damit kann die Wahrscheinlichkeit eines Versagens von Verbindungen in der fertigen Halbleiterstruktur vorteilhafterweise verringert werden.
Ein Verringern der nach dem Ende des Elektropolierprozesses erhaltenen Rauhigkeit der Metallschicht verringert vorteilhafterweise die Menge an Leitermetall, die beim chemisch-mechanischen Polieren entfernt werden muss. Es wurde empirisch gezeigt, dass Anlegen eines Stroms mit negativen Pulsen im zweiten Zeitintervall, indem das Elektropolieren durchgeführt wird, wie in den mit Bezug auf 4, 6a und 6b beschriebenen Ausführungsformen, zu einer effektiven Abtragung von Überschussmetall in Bereichen über den Erhöhungen der Halbleiterstruktur führt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine Optimierung der Prozessparameter umfassen. Teststrukturen mit Kontaktlöchern und/oder Gräben verschiedener Durchmesser und Tiefen können verwendet werden, um die Auswirkung einer Veränderung der Prozessparameter auf die Leistung des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zu untersuchen. Eine Teststruktur kann mikroskopisch, beispielsweise durch optische Mikroskopie und/oder Elektronenmikroskopie, und/oder durch Messungen elektrischer Eigenschaften der Teststruktur, beispielsweise der Leitfähigkeit eines elektrischen Pfads mit mindestens einem Kontaktloch und/oder mindestens einem metallgefüllten Graben untersucht werden. Diese Untersuchungen können nach dem Abschluss einer Abfolge von Galvanisieren, Elektropolieren und chemisch-mechanischem Polieren durchgeführt werden. Alternativ kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Schicht eines Metalls auf einer Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung zum Untersuchen der Teststruktur unterbrochen werden.
In einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung müssen die Galvanisierung und das Elektropolieren nicht, wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen, im selben Elektrolytbad durchgeführt werden. In anderen Ausführungsformen wird im Galvanisierungsprozess die Halbleiterstruktur in Kontakt mit einem ersten Elektrolyt gebracht. Anschließend wird die Halbleiterstruktur vom ersten Elektrolyt entfernt und in Kontakt mit einem zweiten Elektrolyt gebracht. Das erste und das zweite Elektrolyt können sich in der Konzentration von Komponenten wie Leitermetallionen, Säuren und/oder Additiven unterscheiden. Das erste und das zweite Elektrolyt können eine unterschiedliche Temperatur und/oder eine unterschiedliche Leitfähigkeit haben. Der Galvanisierungsprozess und der Elektropolierprozess können in Beschichtungszellen mit einer unterschiedlichen geometrischen Anordnung der Elektrode und der Halbleiterstruktur durchgeführt werden.
Bringen der Halbleiterstruktur und/oder der Elektrode in Kontakt mit einem Elektrolyt muss nicht Eintauchen der Halbleiterstruktur und/oder der Elektrode in das Elektrolyt umfassen. Beispielsweise kann in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Elektrolytzerstäuber verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur mit: Bringen einer Elektrode in Kontakt mit einem Elektrolyt; Bringen der Halbleiterstruktur in Kontakt mit dem Elektrolyt; Abscheiden des Metalls auf der Halbleiterstruktur durch Anlegen eines ersten Stroms in einem ersten Zeitintervall, der von der Elektrode durch das Elektrolyt zu der Halbleiterstruktur fließt, wobei der erste Strom mehrere erste positive Pulse und mehrere erste negative Pulse hat, und wobei ein Integral des ersten Stroms über das erste Zeitintervall einen ersten Wert größer als Null hat, und wobei eine Überbeschichtung erfolgt; und Elektropolieren der Halbleiterstruktur nach dem Abscheiden des Metalls, zum Entfernen der Überbeschichtung durch Anlegen eines zweiten Stroms in einem zweiten Zeitintervall, der von der Elektrode durch das Elektrolyt zu der Halbleiterstruktur fließt, wobei der zweite Strom mehrere negative Pulse aufweist und wobei ein Integral des zweiten Stroms über das zweite Zeitintervall einen zweiten Wert kleiner als Null hat, und durch zusätzliches anschließendes chemisch-mechanisches Polieren.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei ein Betrag des ersten Werts größer als ein Betrag des zweiten Werts ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei der zweite Strom zusätzlich mehrere zweite positive Pulse aufweist.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 3, wobei auf jeden der zweiten negativen Pulse mindestens einer der mehreren zweiten positiven Pulse folgt.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 3, wobei die zweiten negativen Pulse und die zweiten positiven Pulse eine im Wesentlichen rechteckige Form haben.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei die ersten positiven Pulse und die ersten negativen Pulse eine im Wesentlichen rechteckige Form haben.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei auf jeden der ersten positiven Pulse mindestens einer der ersten negativen Pulse folgt.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei der erste Strom von der Zeit t im Wesentlichen wie A₁·sin(ω₁·t + φ₁) + B₁ abhängt, wobei A₁ eine erste Amplitude, ω₁ eine erste Winkelfrequenz, φ₁ eine erste Phasenverschiebung und B₁ ein erster Offset größer als Null ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 8, wobei ein Betrag von A₁ größer als ein Betrag von B₁ ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei die zweite Stromstärke von der Zeit t im Wesentlichen wie A₂·sin(ω₂·t + φ₂) + B₂ abhängt, wobei A₂ eine zweite Amplitude, ω₂ eine zweite Winkelfrequenz, φ₂ eine erste Phasenverschiebung und B₂ ein zweiter Offset größer als Null ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 10, wobei ein Betrag von A₂ im Wesentlichen gleich einem Betrag von B₂ ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, wobei das Inkontaktbringen der ersten Elektrode und der Halbleiterstruktur mit dem Elektrolyt mindestens teilweises Eintauchen der Elektrode und der Halbleiterstruktur in das Elektrolyt umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 1, zusätzlich mit Abscheiden einer elektrisch leitfähigen Saatschicht.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 13, wobei das Abscheiden der elektrisch leitfähigen Saatschicht physikalische Dampfabscheidung und/oder chemische Dampfabscheidung umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Schicht aus einem Metall auf einer Halbleiterstruktur wie in Anspruch 13, wobei das Abscheiden der elektrisch leitfähigen Saatschicht stromlose Abscheidung umfasst.
Verfahren mit: Bereitstellen einer Halbleiterstruktur mit mindestens einer Vertiefung und mindestens einer Erhöhung; Galvanisieren der Halbleiterstruktur zum Abscheiden einer Schicht aus einem Metall auf der Halbleiterstruktur und zum Füllen der mindestens einen Vertiefung mit dem Metall, und zum Bilden einer Überbeschichtung über der mindestens einen Vertiefung und über der mindestens einen Erhöhung, wobei die Dicke der Überbeschichtung über der mindestens einen Erhöhung größer ist als über der Vertiefung; Elektropolieren der Halbleiterstruktur nach dem Abscheiden der Schicht aus Metall zum vorzugsweisen Entfernen des Metalls der Überbeschichtung von der mindestens einen Erhöhung; und chemisch-mechanischem Polieren nach dem Elektropolieren der Halbleiterstruktur, wobei das chemisch-mechanische Polieren einen Überschuss des Metalls von der mindestens einen Erhöhung entfernt und die Oberfläche der Halbleiterstruktur einebnet; wobei das Galvanisieren durchgeführt wird durch: Inkontaktbringen einer Elektrode mit einem Elektrolyt; Inkontaktbringen der Halbleiterstruktur mit dem Elektrolyt; Anlegen eines ersten Stroms, der von der Elektrode durch das Elektrolyt zu der Halbleiterstruktur fließt, in einem ersten Zeitintervall, wobei der erste Strom ein Integral über das erste Zeitintervall aufweist, das einen ersten Wert größer als Null hat; und wobei das Elektropolieren durchgeführt wird, indem in einem zweiten Zeitintervall ein zweiter Strom, der von der Elektrode durch das selbe Elektrolyt wie beim Galvanisieren zu der Halbleiterstruktur fließt, angelegt wird, wobei der zweite Strom mehrere negative Pulse aufweist, und wobei ein Integral des zweiten Stroms über das zweite Zeitintervall einen zweiten Wert kleiner als Null hat.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei das Inkontaktbringen der Elektrode und der Halbleiterstruktur mit dem Elektrolyt mindestens teilweises Eintauchen der Elektrode und der Halbleiterstruktur in das Elektrolyt umfasst.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei ein Betrag des ersten Werts größer als ein Betrag des zweiten Werts ist.
Verfahren wie in Anspruch 18, wobei das erste Zeitintervall länger als das zweite Zeitintervall ist.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei der erste Strom mehrere erste positive Pulse aufweist.
Verfahren wie in Anspruch 20, wobei der erste Strom zusätzlich mehrere erste negative Pulse aufweist.
Verfahren wie in Anspruch 21, wobei die ersten positiven Pulse und die ersten negativen Pulse eine im Wesentlichen rechteckige Form haben.
Verfahren wie in Anspruch 21, wobei auf jeden der ersten positiven Pulse mindestens einer der ersten negativen Pulse folgt.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei der zweite Strom zusätzlich mehrere zweite positive Pulse aufweist.
Verfahren wie in Anspruch 24, wobei die zweiten negativen Pulse und die zweiten positiven Pulse eine im Wesentlichen rechteckige Form haben.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei der erste Strom von der Zeit t im Wesentlichen wie A₁·sin(ω₁·t + φ₁) + B₁ abhängt, wobei A₁ eine erste Amplitude, ω₁ eine erste Winkelfrequenz, φ₁ eine erste Phasenverschiebung und B₁ ein erster Offset größer als Null ist.
Verfahren wie in Anspruch 26, wobei ein Betrag von A₁ im Wesentlichen gleich einem Betrag von B₁ ist.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei der zweite Strom von der Zeit t im Wesentlichen wie A₂·sin(ω₂·t + φ₂) + B₂ abhängt, wobei A₂ eine zweite Amplitude, ω₂ eine zweite Winkelfrequenz, φ₂ eine zweite Phasenverschiebung und B₂ ein zweiter Offset kleiner als Null ist.
Verfahren wie in Anspruch 28, wobei ein Betrag von A₂ gleich einem Betrag B₂ ist.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei der erste Strom konstant und größer als Null ist.
Verfahren wie in Anspruch 16, wobei die mindestens eine Vertiefung ein Kontaktloch und/oder einen Graben umfasst.
Verfahren wie in Anspruch 16, zusätzlich mit Abscheiden einer elektrisch leitfähigen Saatschicht.
Verfahren wie in Anspruch 32, wobei das Abscheiden der Saatschicht physikalische Dampfabscheidung und/oder chemische Dampfabscheidung umfasst.
Verfahren wie in Anspruch 32, wobei das Abscheiden der Saatschicht stromlose Beschichtung umfasst.
Verfahren wie in Anspruch 16, zusätzlich mit einem zweiten Galvanisieren der Halbleiterstruktur zum Erhöhen einer Dicke der Schicht des Metalls.
Verfahren wie in Anspruch 35, wobei das zweite Galvanisieren nach dem Elektropolieren durchgeführt wird.
Verfahren wie in Anspruch 35, zusätzlich mit einem zweiten Elektropolieren der Halbleiterstruktur.
Verfahren wie in Anspruch 37, wobei das zweite Elektropolieren nach dem zweiten Galvanisieren durchgeführt wird.