TW573339B - Method of application of electrical biasing to enhance metal deposition - Google Patents

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Description

573339 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _ B7 ____五、發明說明（） 發明領域： 本發明大致關係於沉積一金屬層於一基材上。更明確 地說，本發明關係於一陽極及一基材間加電偏壓，以加強 一金屬層的沉積於該基材上。 發明背景： 次四分之一微米多層金屬化係為下一代極大型積體 電路（ULSI)之重要製程。内連線特性的可靠成形允許電路 密度的增加，改良了 ULSI的接受度，並改良了個別處理 基材的品質。當電路密度增加時，導孔，接觸及其他特性 的寬度，與特性間之介電材料的寬度也被降低。然而，介 電層的高度於同一時間段上並未實際改變。因此，最少寬 度特性之縱寬比（即特性高度或深度為寬度所除），近幾年 來已經增加。提供處理區域以形成具有增加縱寬比之小特 性對傳統沉積技術及製程已造成了 一問題β結果，有大量 之努力係朝向形成無孔隙之奈米大小的均勻ULSI特性。 先前於積體電路設計中，限定以製程電路板上之線路 •之電鏡現在係用以沉積金屬，例如銅，以形成例如導孔， 溝渠及接觸之内連線特性。一般而言，金屬電鍍可以以各 種技術加以完成。一種包含電鍍之特性填充製程涉及沉積 一擴散阻障層於特性表面上。然後，一種層1 5係藉由例 如物理氣相沉積（PVD)或化學氣相沉積（CVD)所沉積於特 性表面上。一金屬層然後藉由電漿沉積於種層15上❶最 後，所沉積層可以藉由例如化學機械研磨（CMP)之另，製 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Gx 297公餐) ' --- (請先閱讀背面之注意 d _事項再 填寫本頁) t 573339 B7 五、發明說明（） ^' 成於陽極及陰極之間。於種層上之沉積速率係為由陽極 加至種層15之偏壓電流的函數。然而，若於開始時，施 陽極施加太多電流至陰極，則所沉積金屬快速地形成於: 特定的喉部。所沉積之金屬將會在特性内完全被填以= 金屬前，關閉特性之喉部。於喉部閉合前，在特性中2 金屬之困㈣由#很困難加強於基材特性中之電解^ 中之金屬離子的濃度。因此，於電鐘系統中，施加至：： 15之啟始沉積偏壓係經常被限定於一值（大約〇 8伏卜以 提供相當金屬沉積，而足以克服電解溶液蚀刻種層】$的 問題’而又不會閉合特性之喉部212。於陽極及電鍵表面 間之電流/電壓位準控制了於特性上及外之水平表面⑽ 中及特性之壁206及特性之底208之沉積速率。 必須小心以於沉積時，限制特性之喉部212之閉合， 如同於弟2 B圖所示。甚左杜α二、 右在特性内邵被填以沉積材料前， 特性（喉邵212閉合，則—孔隙214係形成於該特性内。 則具有孔隙形成於其中之電子裝置的整體性被損壞。
因此’有需要一電鐘制去5 -tf 'λ /v BT 电驳，其於金屬王體沉積於水平 ..表面渝’填充該特性。此—電鍍製程將改良於啟始金屬離 子沉積製程時，於特性内之金屬離子的沉積。 發明目的及概沭： 於一万面中，一種方法與相關設備係被提供用以於主 體沉積於電鍍表面之水平面上前，沉積金屬於被浸於電解 溶液中之物件的電鍍表面上。一電壓係被由陽極施加至電 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公^"7 ----------K —— ί請先閱璜背面之注*事項再填寫本頁) k^T·. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 鐘表面上’以於主體沉積於雷供矣 碩於包鍍表面前，加強包含於電 表面上之特性中之電解溶浚又 合履中足金屬離子的濃度。 本發明之教導可以藉由考量 5里以下坪細說明配合上附 圖而迅速了解 圖式簡鞏說明： 第1圖為電化學沉積系統之剖面圖； 第2圖包含第2A及2B圖’並為例如半導體基材之物件的 侧剖面圖，其包含導孔或溝渠，該物件係受到各種 金屬沉積製程； 3圖為於一電化學沉積製程之步驟丨，2及3中，施加 至基材上之電流對時間波形的一實施例的時間圖 對一電流的實施例； 4圖為一方法實施例，用以沉積金屬於基材上之種層 上； 第5圖為示於第1圖中之再循環/更新系統之一實施例的示 意圖；及 第6妒包含第6A至6F圖，其為於基材上之種層上之沉，積 金屬的連續側視圖。 第 第 圖號#照說明 9 接觸環 10 ECD系統 12 電解池 13 上開口 14 基材爽具 15 種層 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 573339 A7 B7 ...........%.........、〒….....$ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 16 陽極 64 頭部 79 電解溶液 83 環形堰部 8 7 再循環/更新系統 89 親水薄膜 92 上池構件 95 饋送件 99 空乏區 2 04 水平表面 2 0 8 底部 214 孔隙 262 記憶體 2 64 輸入/輸出 306 電鍍電流 310 去電鍍電流 312 波形-步驟2電流 316 橫座標 319 電流斜波 390 圖表 402 方塊 407 方塊 410 方塊 502 主電解質槽 48 基材 66 推力板 80 輸入埠 85 環形擋器 88 電解質輸出 90 陽極底部 94 陽極支撐件 98 控制器 202 特性 206 壁面 212 喉部 260 中央處理單元 265 電路部份 300 脈衝電流波形 308 電鍍電流 3 11 波形-步驟1電流 314 波形 317 縱座標 323 啟始電鍍電流 400 方法 404 方塊 408 方塊 414 方塊 503 配劑模組 第8頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 573339 A7 B7 五、發明說明（） 504 過濾槽 505 過遽模組 506 來源槽 507 閥 508 流體泵 509 閥 510 控制器 511 控制器 512 電解質供給管路 513 樣品管路 515 自動滴定分析儀 516 化學劑分析模組 517 循環電量分離計 519 控制器 520 電解質廢料排放管 521 出口管路 522 電解質廢料排放系統 524 熱交換器 604 沉積層 610 沉積層 612 沉積層 614 沉積層（水平表面） 620 喉部 622 空間 發明詳細說明： 為了容易了解，相同參考號係儘可能使用以表示於所 有圖中之相同元件。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 於以下說明後，本發明實施例的教導可以迅速被利用 •於金屬^沉積應用中。更明確地說，這些教導可以被用於偏 屢於一 1%極及於一電鍍沉積系統中之半導體晶圓上之種 層1 5間（或其他物係，其係被架構為陰極）。此偏壓電壓加 強了形成於基材特性中之金屬沉積。一電鍍池架構的實施 例係加以描述。電應用至電鍍層然後加以描述。 雖然’一半導體晶圓或基材係於此被描述予以電鍍的 物件’但金屬沉積系統的不同實施例的概念可以用以沉積 第9頁
573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（） 金屬於任何具有特性之物件上之種層上。於此所述之•，金 屬"或"金屬離子，，係想要表示予以沉積於基材上之材料的 任何種層1 5的形式。 L·電鍍池恕構 電應用於電鍵層及相關於種層上之金屬沉積率將加 以說明於以下揭不中，名稱，，電鍍電流，，及"去電鍍電流，， 表示施加至種層之電鍍表面上之電流密度的電流，其具有 傾向以個別加強於種層上之電鍍作用或去電鍍（蝕刻）作 用。於本揭不中’名稱，，接觸環，，描述將電力施加至種層之 包接觸纟他例如接觸銷，接觸勢，或接觸棒之已知類型 接觸可以供給電力至種層。 第1圖顯不一電化學沉積（ECD)系統1〇之一實施例， 用以沉積金屬於基材48之種層15上。ECD系統10包含 一電解池12，其具有—上開口 13, 一陽極16安裝於電解 池底部，及一可移除基材夾具14，用以固定基材， 使得基材可以樞轉進出包含於電解池中之電解溶液。基材 夾具包含一接觸環9及一推力板66。電解溶液係包含 於該包解池中，使得當一形成於基材上之種層係接觸電解 落液時，電解溶液於陽極及基材上之種層間，形成—電 橋。電壓係施加至陽極及種層間，造成一電流被建立於陽 極及種層間。因此，當適當電偏壓時，種層作為一陰極。 電解池12包含一陽極底9〇及一上池構件92。陽極 16係為陽極支撐件94所安裝至陽極底90上。陽極支撐件 第10頁 表紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210¾公餐 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂· 573339 A7 B7 五、發明說明（ 94係為管狀，並包圍一饋送件95，及陽極支撐件係較佳 由彈性或塑膠材料作成。饋送件95係包含於陽極支撐件 94中，饋送件係連接陽極丨6至控制器。一控制器μ 控制施加至陽極之電功率。於一實施例中，一具有外部控 制之電源可以用作為一簡化控制器98。或者，陽極侧可以 安裝至電解池12之内側。上池構件92係可以藉由固定器 移除地固定至陽極底9〇。 基材夾具14包含一頭部64,其可以夾持一被浸於在 ECD系、统1G之電解溶液中之基材。頭部64之某些實施例 係被架構以沿著基材之垂直軸旋轉基材。頭部64之其他 實施例係被架構以維持基材而沒有轉動。 基材夾具14之推力板66係當機械手臂由基材夾具之 接觸環9裝載或卸載時，被位移至一升高位置。被鍍以種 層之基材表面大致# ECD系統中面向下。將基材插入接 觸環後，基材放置於接觸環上，使得於基材上之種層Η 之圓周電接觸接觸環。推力板66然後被下降，穩固地靠 在基材之上表面上，以於種層15及接觸環9間提供力量^ •以加皆電接觸。因此，電力可以由控制器98經由接觸環9 至基材上之種| 15。於某些實施例中’接觸環，推力板及 基材48 —體旋轉，以於金屬沉積製程中，作用基材之旋 轉。於其他實施例中，於電鍍日寺，接觸環，推力板，及基 材並未一體旋轉。 於金屬沉積製程中，-電鍍電荷係由控制器98經由 接觸環9施加至沉積於基材48上之種層。電鐘電荷使得 第頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公餐) 573339 A7 B7 五、發明說明（ 形成於基材上之種層15執行為一陰極，·其係藉由電解溶 液79電氣連接至陽極16。帶電種層吸引在種層附近内之 包含於電解溶液79中之金屬（通常係呈金屬離子形式），因 而，提供金屬沉積於基材上之種層上。 包含於電解池中之電解溶液中之化學物係被維持，以 確保適當電鍍及/或蝕刻。一親水薄膜89包圍住該陽極 1 6。或者，親水薄膜可以安裝以水平延伸經基材上之電解 池12。電解溶液與陽極之化學反應造成了金屬離子被供應 至電解溶液，及被稱為陽極淤渣之陽極材料的釋放。親水 薄膜8 9係加以選擇，以過濾包含於電解溶液中之陽極淤 流，同時，允許供給自陽極1 6之金屬離子（例如銅，銅離 子或銘），由陽極16通過至陰極48。由輸入埠80輸入之 電解溶液通過於陽極旁並接觸陽極之上表面。電解溶液與 陽極16化學反應，並將金屬離子釋放入電解溶液中。電 解溶液承載由陽極16所提供之金屬離子至基材48。部份 其他金屬離子係被包含於電解溶液輸入中，其係經由輸入 淳加以輸入’也被承載至陽極。 蝥解溶液係經由電解質輸入埠8 〇被供給至電解.池 12。於電解池電解池12中之位移電解溶液流於環形堰部 83，進入環形擋器85，其順序排入電解質輸出88，該輸 出係流體相通至一再循環/更新系統8 7。再循環/更新系統 8 7更新電解溶液中之化學成份至一適用以電鍍之程度，然 後，再循環電解溶液至電解池丨2中。所由再循環/更新系 統87輸出之更新電解溶液係供給至電解池1 2之入口埠 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公爱) ----- ----------S —— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 8 0，以如上所述定義用於電解溶液之閉合環路。 第5圖為再循環/更新系統8 7之一實施例的示意圖。 再循環/更新系統8 7大致包含一主電解質槽5 0 2，配劑模 組5 0 3，一過濾模組5 0 5，一化學劑分析模組5 1 6，及一電 解質廢料排放系統522，其係為電解質廢料排放管520所 連接至分析模組5 1 6。控制器5 1 0，5 1 1及5 1 9之一或多數 控制主電解質槽502中之電解質的成份及再循環/更新系 統8 7之操作。控制器5 1 0，5 1 1及5 1 9可以個別操作相關 於控制器98或控制器510，511及519可以實際整合於控 制器98中。 主電解質槽502提供一用於電解質之儲存器並包含一 電解質供給管路5 1 2，其係經由一或多數流體泵5 〇 8及閥 5 07連接至電解池12。一安置成與主槽502作熱連接之熱 交換器524或加熱器/冷卻器控制儲存於主電解質槽502 中之電解質溫度。熱交換器524係連接至控制器510並為 其所操作。 配劑模組5 0 3係為一供給管路所連接至一主電解質槽 -502，並包含多數來源槽506，或饋送瓶，多數閥509及控 制器5 1 1。來源槽5 0 6包含被混合之化學劑，以形成電解 溶液。包含於來源槽中之來源化學劑的一實施例包含一去 離子水來源槽及亞硫酸銅來源槽，用以形成電解質。其他 來源槽506可以包含亞硫酸氫酸，鹽酸（HCi)及各種添加 劑，例如乙二醇。 去離子水來源槽較佳同時提供去離子給系統，用以於 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 ty- 第13頁
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五、發明說明（） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 維修時清洗系統。相關於每一來源槽506之閥509調整至 主電解質槽502之化學劑流並可以任一商業可購得之閥， 例如蝶形閥，節流閥等。控制器5 1 1作動閥509。 電解質過濾模組505包含多數過濾槽504。一電解返 回管路88係連接於每一處理池及一或多數過濾槽504之 間。過濾槽504於將電解質送回至主電解質槽502(電解池 12)，作再使用前，去除於用過之電解質中之不想要成份。 主電解質槽502係連接至過濾槽504 ,以完成於主電解質 槽5 02中之電解質的再循環及過濾。藉由經過濾槽504再 循環來自主電解質槽5 02之電解溶液，於電解質中之不想 要含量係連續地為過濾槽504所移除，以維持藝度於一不 變位準。另外，將電解質再循環於主電解質槽502及過濾 模組5 0 5間允許於電解溶液中之各種化學劑完整地混合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 再循環/更新系統8 7同時包含一化學分析模組5 1 6， 其提供電解質之化學組成之即時化學分析。分析模組5 1 6 係為一樣品管路5 1 3所流體連接至主電解質槽502，並為 一出口管路521所連接至廢料排放系統522。分析模組516 大致包Π含至少一分析器及控制器5 1 9，以操作該分析器。 為一特定處理工具所需之分析器數量取決於電解質的成 也。例如’雖然一第一分析器可以用以監視有機物質之濃 度’但一第二分析器係需要用於無機化學品。於示於第5 圖〈特定實施例中，化學分析模組5丨6包含一自動滴定分 析器515及一循環電量分離計（cvs)517。兩分析儀係可以 由各供應商購得。一可以使用之自動滴定分析儀係由派克 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 一 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 系統公司購得及一循環電量分離计係由E CI購得。自動滴 定分析儀5 1 5決定例如銅，氯及酸等之無機物質的濃度。 CVS517決定有機物質的濃度’其係例如可用於電解質中 之各種添加劑及由處理所造成之副產物，這些物質係由處 理池回到主電解質槽502。 於操作時，一電解溶液之樣品係經由樣品管路5 1 3所 流至化學分析模組5 1 6。雖然樣品可以定期採樣，但較佳 地，連續流動之電解溶液係被維持至化學分析模組5 1 6。 樣品的一部份係被輸送至自動滴定分析儀5 1 5，及一部份 係被輸送至CVS517作適當分析。控制器519啟始命令信 號，以操作分析儀51 5，5 1 7，造成資料的產生。來自化學 分析儀5 1 5，5 1 7之資訊然後被由控制器5 1 9送至控制器 98。控制器98處理該資訊並發射包含使用者定義化學劑 量參數之信號給劑量控制器5 1 1。所接收之資訊係用以藉 由操作一或多數閥5 0 9，而對源化學品補充速率提供即時 調整，藉以於整個電鍍製程中，維持一想要，較佳不變之 電解溶液之化學成份。來自分析模之之廢料電解質然後經 由出口”管路521流入電解質廢料排放系統522。 示於第1圖中之實施例的控制器9 8控制施加至陽極 16及基材/陰極48上之種層15上之電壓或電流，並控制 再循環/更新系統8 7之整個操作。控制器9 8包含一中央處 理卓元（CPU)260’ 一記憶體262，一電路部265，一輸入 輸出界面（1/0)264，及一匯流排（未示出）。控制器98可以 是一般目的電腦，一微處理機，一微控制器，或任何已知 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 一SJ·- 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（） 適當類型之電腦或控制器。CPU260執行用於控制器98之 處理及自術運算，並控制施加至陽極2〇1，基材48的種層 1 5之電力操作，及基材夾具1 4之操作，及再循環/更新系 統8 7的操作。 言己憶體262包含一隨機存取記憶體（ram)及唯讀記憶 體（ROM) ’其一起儲存電腦程式，運算元，運算子，尺寸 值’系統處理溫度及架構，及其他控制電鐘操作之參數。 匯流排（未示出）提供用於數位資訊傳送於CPU260,電路部 伤265’ $己憶體262’及1/0264間，並連接1/0264至電解 %溶液配送系統1 〇 〇之部份，其由控制器9 8接收數位資 訊，並傳送數位資訊給控制器9 8。 1/02 64提供一界面，以控制數位資訊之傳送於控制器 98中之每一元件間。1/〇264同時提供一界面於控制器98 之元件及電解溶液分佈系統1 〇 〇之不同部份間之界面。電 路部份265包含所有其他使用者界面裝置（例如顯示器及 鍵盤）’系統裝置，及其他相關於控制器9 8之附件。雖然 數位控制器98之一實施例係被說明如上，但其他數位控 制器及1類比控制器可以應用於本應用中，並係於本發明之' 範圍中。 乙對電鍍層的雷廄用 於一實施例中，電解溶液係主要由亞硫酸銅作成。與 陽極反應之亞硫酸銅產生銅離子，其係被釋放於陽極。於 陽極釋放之銅離子係被沉積於基材之種層15上。於—實 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 _ 573339 Α7
f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •施例中，陽極包含純鋼或銅合金。或者，陽極可以由任何 予以沉積於基材上之金屬所形成。於陽極及電解溶液間之 電化學反應造成純銅予以釋放作為離子銅。於基材上之種 層1 5上’離子銅係被轉換為原子銅，使得於沉積製程中， 一薄膜之原子銅係被沉積於種層1 5上。 一分析係被執行，以導出用於陽極及基材上之種層15 間之兩電壓偏壓之沉積速率。被分析之第一電壓為〇·8伏 偏壓’其代表用於本發明系統於陽極及基材上之種層間之 啟始電壓。被分析之第二電壓係為5 〇伏偏壓，並代表於 本發明之一實施例中，施加至陽極及基材上之種層間之電 壓的一實施例。用於此分析中之其他值（電流，電阻等）係 相同的。以下分析表示電壓對沉積率的影響。以下公式假 設1埃每秒之化學蝕刻率，及於基材上之種層係完全地被 浸於電解溶液中。於此揭示中，於200mm直徑晶圓上之 3 · 1 4安之電流提供1 〇毫安每平方公分之電流密度。此3 ^ 4 安值將被調整用於不同直徑之晶圓，以維持毫安每平 方公分之電流密度。例如，用於3〇〇mm晶圓之1〇毫安每 ’平方S分需要4.71安培之值。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 對於陽極及基材上之種層間之〇·8伏偏壓，使用歐姆 定律：
Vi/V2 = I1R/I2R 公式（1) 或 3·14Α/Ι = 2.9 伏/0.8 伏 公式（2) 重新排列導出I為： 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 573339 A7 B7 五、發明說明（） 1 = 0.8 X 3.14A/2.9 = 0.87 安 公式（3) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於陰極種層1 5上之化學劑蝕刻率係約0 · 7埃每秒， 並未取決於電壓。於示於第1圖之ECD系統的實施例中， 3 .1 4安之電流取得3 6.7埃每秒之量測沉積速率。因為沉 積速率係直接成比例於電流，所以於陽極及陰極間之具有 0.8伏偏壓之沉積率為： 3·14/Ι08 伏= 36·7/χ 公式（4) 其中X為沉積率。此用於沉積速率之公式係只可用於 基材係完全地浸於電解溶液中。於將基材浸於電解溶液中 時，電壓係保持於0.8伏，但電流上升係大量取決於基材 上被浸於電解溶液中之種層15之百分比。於整個種層15 上之 >儿積速率同時也緩慢地比例於電流之上升而增加。上 述公式得到： x = 36.7 X 0.8 7/3.14=10.1 7 埃/秒 公式（5) 現在，用於陽極及於基材上之種層間5伏，執行相同 計算：使用歐姆定律：
Vi/V2 = IiR/I2R 公式（6) 上所述，3.14安之電流相當於用於200mm直徑晶 圓之10毫安/公分2之電流密度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印5衣 3·14Α/Ι = 2·9 伏/5.0 伏 公式（7) 重新安排導出I : Ι = 5·0Χ3.14Α/2·9 = 5·41 安 公式（8) 於一電鍍系統之一實施例中使用200mm晶圓，一 3.14 電流得到一 36.7埃每秒之量得沉積速率。因為，沉積速率 第18頁 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐) 573339 Α7 五、發明說明（） 係直接成比例於電流，以5伏偏壓於陽柽及陰極間得沉積 速率： 3·14/Ι50 伏= 36·7/χ 公式（9) 其中X為沉積速率。此沉積速率之公式係只適用於當 基材係完全浸於電解溶液中時。於基材被浸於電解溶液 時，於陽極及基材種層間之偏壓保持5伏，但電流上升。 此上升速率係為基材種層浸於電解溶液中數量的函數。沉 積速率同時也成比例於電流的上升地增加。上述公式得 到： χ = 5 ·41 X 36.7/3.14 = 63.2 埃/秒 公式（10) 因此’將由陽極至基材種層之偏壓由〇·8伏位準改變 至5伏之位準，以整個種層包含於該電解溶液中，使沉積 速率由10.17埃每秒增加至63.2埃每秒，如於公式（5)及（1〇) 所示。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 於由電解溶液中，於特性旁之由下至上電場所產生之 由下至上沉積製程中’於一特性之底部208之電流密度超 出特性之水平表面204及壁面206之電流密度。因此，特 性之底’部208之沉積速率之由下向上沉積係高於特性之，壁 面2 06之沉積速率。以由下向上沉積，特性202將完全由 底向上填滿，得到一實質無孔隙之特性。於由下向上沉積 後，對水平表面204之金屬層的進一步沉積將增加水平表 面204之厚度並超出所填充特性2〇2。吾人想要於沉積製 程前，以由下向上沉積填充特性（其施加金屬之厚度的大 部份至水平表面204)。 第19頁 573339 A7 B7 五、發明說明（） 為了改變於種層之沉積速率，因此，所施加於種層15 之面上之電流度係取決於基材所進行之處理的類型加 以改變。於一實施例中，一沉積方法包含六步驟（標示為 步驟1至步驟6)，其係於金屬沉積製程中，一例如半導體 基材之物件所遭遇的。啟始步驟係標示為步驟1。步驟i 相關於將基材插入於ECD系統中。於步驟1中，少量金 屬係沉積於基材上。於基材上之種層15之水平表面2 04 上之金屬沉積的主要部份係發生於電鍍製程之步驟^至6 中，這係被稱為電鍍製程之"主體沉積”部份。步驟丨至6 係被依序加以詳述： 步驟1:為了加強於陽極及基材上之種層間之電流 偏壓說明，第3圖係被提供一步驟丨至3之波形的實施例 作為個別電流波形311，312及314,其中橫座標316代表 以任意單位表示之時間，及縱座標317表示於陽極及基材 上之種層1 5間之電流，以安培表示。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 為了協助說明於種層上之沉積，第6圖之進度（包含 第6Α至6F圖）係提供以顯示形成於種層15上之金屬沉積 •層όΟΡ之不同階段。示於第2α，2Β，及6Α至6F圖中之 種層15係被描述以分開沉積在種層上之金屬。種層15及 後績沉積層係典型由相同金屬（例如銅）所形成，及於種層 及後續金屬沉積間並不存在有一材料為主之邊界。種層15 係被顯示為與後續金屬沉積分離之層，以表示於不同位置 之金屬沉積的深度。第6A圖顯示形成於壁面2〇6，底部 208，及水平面204上之種層15。於第μ圖中，並沒有 第20頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 金屬沉積形成於種層15上。一例如PVD或CVD之製程係 應用至種層1 5上。該製程係在基材被插入ECd系統前被 執行。 步驟1電流3 1 1涉及在將基材開始浸入電解溶液時或 之前，將電力加至基材·。於步驟1所代表之浸入製程中， 只有某一百分比之種層被浸入電解溶液中。很多基材 夾具14的實施例以1至50RPM”旋轉”基材，當基材被浸 入電解溶液時。因為只有一百分比之基材電鍍表面被浸入 電解溶液中，所以於步驟1中，由陽極至陰極之電鍍電流 密度位準將相當地低。於浸入處理中，整個種層15之所 有部份的低沉積率係想要的，否則的話，金屬將只浸沉積 於基材上被同時浸於電解溶液中之種層1 5的部份。此金 屬沉積發生於某些種層部，但其他部份則沒有。即使簡單 浸入（以相當電流密度施加至基材）可能造成於種層之表面 的非均勻沉積。於步驟1時，陰極/基材種層係相對於陽極 偏壓以一負電壓，範圍由約1至5伏，以提供對電鍍表面 之少量電鍍電流。此少量電鍍電流限定了具有低pH值（低 pH值味示電解溶液為酸性）之電解溶液對種層 η之，蚀 刻。於將基材完全地浸入處理位置後，開始步驟2 〇步驟 1係用以將基材插入電解溶液中，其具有限不均勻沉積配 合上有限（或無）蚀刻。 步驟2:此步驟涉及將金屬離子吸引接近基材上種層 之整個拓樸上，如上所述，這包含種層覆蓋特性之部份， 使得金屬可以沉積於基材上之種層15之不同部份（包含於 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 573339 A7
五 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、發明説明（） 該特性内）。於第3圖中，參考數312顯示步驟2電流的 一實施例。步驟2係以具有負偏壓範圍由相對於陽極（一 實施例使用5伏）之2至10伏的基材種層15 ^以執行。 如上述公式所示，施加於種層及陽極間之5伏對 直徑基材，造成了 5·41安培之電鍍直流。施加至完全浸於 電解溶液中之基材的5.41安培值及電流已經穩定了以下 上升。於步驟1期間係由被插入電解溶液中之基材的電流 上升率所影響。組合以步驟丨之步驟2典型持續I"至2 秒，最多不超出5秒。 包含於電解溶液中之金屬離子係沉積於壁面2〇6，底 部208，及水平表面204上，於步驟2中，分別為於第6b 圖之參考數610, 612,及614所表示。包含於電解溶液中 之金屬離子係以大致類似，甚至更高於鄰近基材之水平表 面204之金屬離子之濃度被吸引於導孔或溝渠中。因為金 屬離子係被吸引至被電鍍表面之此部份，所以於陽極及基 材上之種層15間提供較咼偏壓，可以於壁面206,底部 208及水平表面204，取得較高沉積率。因為電壓位準並 未可見地影響電解溶液之流體流動特徵，所以，相對於陽 極提供基材種層步驟2之特性填充負偏壓並不會重大影響 接近基材之流體邊界層。因為流體渦流中斷金屬沉積於基 材上’所以提供平滑流體邊界層（沒有渦流）可以提供最佳 金屬沉積特性。因為更多金屬離子係為施加至種層之電荷 所吸引至特性之附近（及之内），所以，步驟2特性填充電 壓增加了於特性内之電解溶液中之金屬離子濃度。 第22頁 ............重： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 573339 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 A7 B7 五、發明說明（） 於陽極及種層1 5間之5伏特性填充步驟2偏壓加強 了包含進入該特性中之電解溶液中之金屬離子的濃度。一 空乏區99係建立於接近種層之電解溶液中。空乏區代表 於電解溶液中，亞硫酸銅分解成銅離子及亞硫酸離子之容 積。帶正電荷之銅離子係被吸引至基材種層。來自用於空 乏區之電荷的帶負電亞硫酸離子係被承載於環形堰83上 至再循環/更新系統8 7。當所有因素不變時，於陽極及基 材種層間之較大電壓將造成具有較大尺寸之空乏區99〇於 包含於特性中之電解溶液内之金屬離子的濃度將接近，或 許超出包含於電解池12之其他部份中之電解溶液中之金 屬離子濃度。因此，特性之底部208上之金屬的沉積率係 類似於水平表面204之種層部份上之金屬的沉積率。這加 強了於特性底部之沉積速率並造成了由下至上之沉積。 於步驟2沉積時，因為需要有限時間，以施加至基材 的電流在將基材浸入電解溶液中，到達其完整步驟2位 準’所以造成了電流上升波319。電流上升限定了於步驟 1及2時，所執行之完全沉積率之數量（例如，上述相對於 電流，n電壓及晶圓尺寸之每秒63埃之沉積速率）。 用於槽中之電解溶液具有約·8之低？11值，這表示電 解溶液為酸性。電解溶液之主要成份之一為鹽酸，其大量 地構成電解溶液之酸性。當基材被浸於電解溶液中時，在 陽極及種層間沒有任何電偏壓時，電解溶液將化學蝕刻在 基材上之種層15。被浸於電解溶液中之基材上之種層Μ 的化學蝕刻率係無關於在基材上種層15之電壓位準。化 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準（C；NS)A4規格（210 X 297公餐 裝--------訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ψ 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 學蚀刻率並未關係於相關金屬沉積之電化學反應。提供一 電偏壓至基材上以補償低pH值係重要的。 此步驟2特性填充電壓係加以選擇，為增加電解溶液 中之金屬離子濃度的位準。此電壓係適用以補償用於電解 溶液之化學蝕刻作用。由於在基材被送至E C D系統前， 已經對基材執行PVD或CVD之處理，所以壁面206及底 部208經常具有較水平表面204為薄之金屬沉積。若基材 之未加偏壓種層15被浸入酸性電解溶液中時，銅種層之 一部份（如於特性内之底部208處之壁206)可能變成更薄 或以秒為單位呈不連續。電鍍不能進行於基材中，沒有種 層形成於基材上之部份。相對於陽極之足夠負電壓係施加 至基材種層上，以限制銅種層（形成種層15)被電解質所蝕 刻。由於偏壓及電鍍電流之位準，於種層上之金屬沉積速 率係超出沉積於種層上之材料的蝕刻速率。電解溶液的其 他成份可以包含一沉積加強劑（其加強銅沉積於基材上之 種層之速率）’ 一亮光劑，及，抑制劑，以加強間隙填充。 由陽極至種層之大電鍍電流並不需要補償一蝕刻率，因為 •蚀刻率^係實際相當低（約.7埃每秒）。例如，一 ·7安電流提 供約每秒1 0埃之沉積速率。 步驟2特性填充偏壓造成包含電解溶液中之銅離子的 高遷移率。若步驟2特性填充電壓太高，則特性的喉部將 於特性被沉積材料所填滿前關閉（藉以於特性中造成孔 隙）°施加步驟2特性填充電壓太長將降低沉積層之厚度 的均勻性。因此，步驟2電壓作用以啟始將銅離子吸引以 第24頁 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚）------— · H ϋ ϋ ϋ n n ϋ 一SJ· ϋ n n ϋ ϋ ϋ n I < (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 573339 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 接近並沉積於基扮卜士括麻 " 材上 < 種層1 5的整個拓樸（包含特性） 上。 步驟3·此步驟涉及施加—啟始電鐘電流，及—脈衝 電流波形300至甚#a ic ,一 基材（種層15上。步驟3電流的一實施 例係被顯示於第3圖中之脈種^产祕 圃脈衝E域314内。於脈衝電流波 形300中，來自陽搞 至基材上足種層的正電鍍電流係被交 替以負去電鍍電流。電鍍電流沉積金屬於基材上之種層 上o i於特f生内。去電鍍電流保持特性的喉部開放，直 到後續電鍍電流填滿特性為止。步驟i，2及3作用以填 充形成於基材上之種層中之特性。 在施加步驟2電流後，示於第2八圖中之基材上之種 層1 5之某些部份係典型較薄，如於第6B圖所示。例如， 沉積於水平表面204上之金屬具有約2〇〇至25〇〇埃之深 度’而沉積於特性中之金屬具有約5〇至4〇〇埃的深度。 因此’一啟始步驟3電鍍電流323係施加以建立在基材上 在水平表面204之沉積層614之深度，建立壁206上之沉 積層610，及在底部20 8上之沉積層612。啟始電鍍電流 3 2 3涉及施加相同於電鍍電流3 〇 8之電流（其係被施加用於 每一脈衝循環300)，但對於非啟始脈衝循環300之電鍍電 流超出0至1.5秒長。啟始電鍍電流323係施加一較電鍍 電流308為長之週期，以增加種層之這些最薄部份的厚 度，以限制不不連續形成於種層中。對於200mm直徑之 晶圓，啟始電鍍電流係被維持約3.1 4 (但範圍係由1 · 5至 6 · 5)安培，約4秒（但範圍可以由1至7秒）。 第25頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -u Μ--------^— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t 573339 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 於此啟始脈衝電鐘電流後’脈衝循環3〇〇之電流係被 加脈衝若干時間，該時間係為特性深度的函數。於一例示 實施例中，電流係被加脈衝約15次。每一脈衝循環3〇〇 包含由約0.05至.5安（較佳約·2安培）之電鍍電流，其係持 續由約0.05至.3秒（較佳約·丨秒），隨後，對於2〇〇mm直 徑晶圓，約1.5至6.5(較佳約3·14)安培之電鍍電流3〇8, 持續1至5秒，及最後係一去電鍍電流31〇約_2〇至_4〇 安培（較佳約-25安培）持續約〇.05至·2(較佳係⑴秒。 電鍍電流306再重新分配包含於電解溶液中之金屬離 子，使得在特性内之電解溶液中之銅離子的濃度係被加 強。電鍍電流308提供基材上包含特性之金屬沉積。第 6D圖顯示分別在正電鍍電流308後，在壁面2〇6，底部 208及水平面204上之金屬沉積610, 612及614。於第6D 圖中’喉部6 2 0係接近，但並未完全關閉。 示於第6C圖中之金屬沉積610,612及614於由陽極 至種層之啟始脈衝電鍍電流3 2 3後，均被加厚。被加厚沉 積限制了為後續姓刻製程對種層1 5之傷害。 去電鍍電流3 1 0蝕刻接近特性之喉部620之部份，以 保持喉部開放。保持喉部62〇開放允許持續沉積，並限定 了孔隙之形成於特性内。第6E圖顯示分別在去電鍍電流 310後’在壁面206，底部208及水平表面204上之金屬 沉積610 , 612及614。去電鍍電流310蝕刻掉特別是在水 平表面614及喉部620上之金屬沉積。喉部620之小尺寸 提供進入空間622之開口寬度的收縮，並限制了包含於該 第26頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公愛) (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) _裝· -訂_ %· 573339 A7 〇 / 五、發明説明（ 喉部中之電解溶液的寬 限定量限制了由包含於電解.、也12^於喉部之電解溶液的 含於特性中之電解溶液中之中之電解溶液導通至包 A ^ ^ . 電/瓦。（於去電鍍電流3 1 〇時） 泥入至包含於空間622中 丰雷铲啻、々〇 1 解，谷液之收縮電流限定了在 去電錢電泥31〇時，特性内之 杜 於電鍵電流3〇8時，全屬..冗積^積610及612之蚀刻。
及水平表面204中。 /成於壁面206,底部20S 包含正電鍍電流3〇8， 流306之交流㈣μ 貞去“電流31〇及正電鍍電 斗以埴涂办Μ 到金屬沉積6 1 2之深度上 升以填无空間622為止，如 & if ^ m ;弟6F圖所示。由底部2〇8 填无工間622係被稱為”由 空間似限定了 上况積。以沉積材料填充 電..产310陆 特性内之情形。於施加去電鍵 電見10時，由於喉部62〇之 過特性喉部至由仏 欠千£域疋義一收縮及通 暑，“由此收縮所限定之特性之去電鍍電流的數 銅被由特性之喉部蝕刻掉較由特性内蝕刻的為 多。當電鍍電流時，A雷卞 同屯泥施加至基材種層時，銅離子仍 f (因為特性之喉部仍為去電鍍電流310所保持 開放），以填充空間622。 ^待 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 去電鍍電流310限定了孔隙形成於特性中，如於第2b 及1圖所示’其中喉部被閉合。去電鍍電流310然後施 加以精由在喉部最劇烈蚀刻沉積層，而保持特性的喉部開 放。步驟3沉積/蝕刻（沉積_蝕刻）波形去除了非平坦沉積 而U成了由下而上之成長。分別示於第3圖中之3〇8 之电錄电流及去電鍍電流可以用以作為沉積-姓刻- 第27頁 573339 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 沉積製程。較佳地，於每一脈衝循環300中，沉積對蝕刻 之比例係於約1 · 5 : 1及約5 : 1。於步驟3之沉積蝕刻波 形循環後（造成示於第6C至6F圖之沉積層61〇,612及614 之深度變化），底部612之金屬深度變厚，直到空間622 被完全填滿為止。沉積-蝕刻-沉積製程同時也有用於填充 内連線特性。 接觸電阻係為於接觸環9及基材種層間之電阻的一考 量。由於銅的良好電氣特性之故，以銅填滿整個特性造成 了低接觸電阻。在一或多數特性上之例如形成於種層15 中之間隙或孔隙之不連續可以在量測基材沉積處理後，所 增加接觸電阻加以檢出。所增加接觸電阻係為不連續（包 含空氣）之降低電阻的結構，其係被相較於包含銅之被填 滿特性。在步驟2彳| ’是—量測接觸電阻之好時機，因為 於種層1 5中之任何不連續應被修補，以確保種層為連續。 此修補應發生在一基材受到如下所述之步驟3至6之前。 任何沒有種層之表面不能被電鍍。一例如額外之沉積製程 可以修補述於步驟3中之種層不連續。 步^驟4，5及6 : 於步驟3後，步驟4,5及6組合以於水平表面2〇4， 於這些在步驟3中被填充之特性上提供沉積。步驟3脈衝 波形在填充具有小厚度之特性時最有效。某些具有較所示 為厚之特性將不會為步驟3波形所填充。因此，應用於步 驟4 ’ 5 & 6中之王體沉積涵蓋了填充較小尺寸特性及水 平表面204中《金屬沉積。述於步驟4_6中之主體沉積製 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 573339 A7 五、發明說明（） 程同時也填充在步驟3後仍未 ， 使W禾填滿心較大尺寸特性。 騾4 , 5及6間，因為於上述步銘 … 王3所施加 < 直·卢艿 脈衝電流，所以特性被填滿。發生於步驟4, 5及6 鍍係被稱為於陽極及基材上之種層15間之，，主體冗=电 因為這些步驟代表當金屬之最大深度被沉積至:二面 204上，所以名詞”主體沉積，，係適當的。 在水平表面上之沉積層的厚度係為取決於想要使用 物件，電子特性，及設計者準則及選擇，而為一設計上之 選擇。因此，各種主體沉積波形被使用τ，仍是在本發明 之範圍内。由主體沉積所造成之沉積層的—般厚度係範圍 由1·〇微米至3.0微米。步驟4可以持續由約i至12〇秒， 其中約10毫安每平方公分之電流密度係施加至物件上。 於步驟5及6中，由陽極至陰極之電流位準係由前一步驟 中之位準上升，以增加沉積速率。例如，步驟5可以包含 約40毫安每平方公分之電流密度，其可以施加至種層 15，由約1至120秒。步驟6可以持續約1至12〇秒，其 中約6 0毫安每平方公分之電流密度係被施加至種層。步 驟4 ’ 5及6代表一例示主體沉積波形，但並不被限定為 在步驟1至3波形後之可使用之唯一波形。 步驟4，5及6中之金屬沉積並未影響於特性壁面或 底部之沉積，因為，諸特性已經被填充於步驟1至3中。 應用步驟4，5及6並不會大量影響加強沉積速率之流體 邊界層之產生，因為施加電壓的發生實質無關於影響邊界 層之電解溶液之流體流量。雖然電流密度波形之一實施例 第29頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐 573339
573339 A： ____B7_______ 五、發明說明（） 方法400然後進行至方塊4〇8，其中控制器98施加如 於上述步驟3所示之脈衝波形電壓。 方塊400然後進行至方塊410 ’其中控制器（於接收在 水平表面204上之沉積層的想要深度時）施加一直流電流 於陽極及陰極間一想要時間段。沉積之時間段係取決於沉 積層之想要深度而定。步驟4，5及6直流電流所施加時 間愈長，則將會有愈多金屬層沉積在水平表面204上。 於步驟4 1 0後，方法400繼續至方塊4 1 4，其中物件 係由電解溶液中移除。此基材之由電解溶液移除，於陽極 及陰極間造成了 一開路’因為於陽極及陰極間沒有導電路 徑。若其他基材被處理於ECD系統1 〇中，則方法4〇〇係 被重覆於後績基材上。控制器9 8可以接收來自操作者之 輸入’指示如何處理每一基材’或者，以相同重覆方式處 理每一基材。 雖然各種加入本發明教導之實施例已經詳細說明與 顯示，但熟習於本技藝者可以在加入這些教導下，導出其 他各種實施例。 ^---------^---------AWI. f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 格Is ls)A § 準 標 國 中 用 適 度 尺 張 |紙 本 第31頁 29 X 110

Claims (1)

  1. 573339 Α8 C8 第初"以十殳j D8 申請專利範圍 1·一種用以沉積一金屬於一基材上之方法，該基材上已形 成一個或多個特徵，該方法至少包含步驟·· 沉積一種層於該基材及一或多個特徵上； 在該基材被沈浸於一電解液容器中之電解溶液中時 施加第一偏壓於該種層，其中該容器包含一陽極沈浸於該 電解溶液中； 在沈次之後施加第二偏壓於該種層，該第二偏壓高於 該第一偏壓；及 施加一脈衝偏壓於該種層，該脈衝偏壓低於該第二偏 請 閲 讀 背 5 意 事 項 再 S 本 9 衣 fir 正 2.如申請專利範圍第i項所述之方法，其中施加該脈衝偏 壓之前更包含施加一第三偏壓於該種層，該第三偏壓低 於該第二偏壓。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中施加該脈衝偏 壓之前更包含施加一第三偏壓於該種層約1.5秒，比施 加該脈衝偏壓之時間長。 訂 I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4·如申請專利範圍第1項所述之万法，其中施加該脈衝偏 壓之前更包含施加一第三偏壓於該種層約1.5秒，比施 加該脈衝偏壓之時間長，該第三偏壓低於該第二偏壓。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 第321 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇^97公釐) ^^^ 573339 A8 B8 C8 D8 申叫專利範圍 壓範圍由約丨伏特至约5伏特 6 ·如申請專利範圍第丨項所述之方法其中上述之第二偏 壓範圍由約2伏特至約1 0伏特 7·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中上述之第一偏 壓範圍由約1伏特至约5伏特，且1^第二偏壓範圍由約 2伏特至約1 〇伏特。 8·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中上述之第二偏 壓約為5伏特。 9·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中J 壓與該第二偏壓被施加约〇·25秒至約2秒 10.如申請專利範圍第1項所述 恩與該第二偏壓被施加低於约 之方法，其中上述之第一偏 秒。 .......... (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 玎· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 ·如申請專利範圍第i項所述之方法’其中上述之第一偏 壓與該第二偏壓被施加約0.25秒至约2秒，其中該第 一偏壓範圍由約1伏特至約5伏特’且其中該第二偏壓 範圍由約2伏特至約1 〇伏特。 12.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 第33頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 8 8 8 8 A B CD 573339 六、申請專利範圍 ..........I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 壓與該第二偏壓被施加低於約5秒，其中該第一偏壓範 圍由約1伏特至約5伏特，且其中該第二偏壓範圍由約 2伏特至約1 0伏特。 1 3 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之基材具 有一 200mm直徑，且其中施加該第二偏壓至少包含施 加一約5.41安培之電鍍電流至該基材。 1 4 ·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中上述之基材具 有一 200mm直徑，且其中施加該第三偏壓至少包含施 加一約3.14安培之電鍍電流至該基材。 15·如申請專利範圍第2項所述之方法，其中上述之基材具 有一 200mm直徑，且其中施加該第二偏壓至少包含施 加一約5.41安培之電鍍電流至該基材，且其中施加該 弟二偏壓至少包含施加一約3.14安培之電鍰電流至, 基材。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 16.如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中上述之脈衝偏 壓係由該一或多個特徵之深度決定複數個循環所產生 的脈衝。 1 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 I範圍由約1伏特至約5伏特，其中該第二偏壓範圍由 第34頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) --- 573339 Β8 C8 D8
    六、申請專利範圍 約2伏特至約1 〇伏特，且其中該脈衝偏壓係由該一或 多個特徵之深度決定複數個循環所產生的脈衝。 1 8 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之脈衝偏 壓係由約1 5個循環所產生的脈衝。 19·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之脈衝偏 壓被施加約4秒。 2〇·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中上述之脈衝偏 壓被施加約1秒至約7秒。 2 1 ·如申請專利範圍第i項所述之方法，其中上述之第一偏 壓與該弟二偏壓被施加约0 · 2 5秒至約2秒，且其中兮 脈衝偏壓被施加約4秒。 ............. (請先閱讀背面之注意事項再場寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 2 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 壓與該第二偏壓被施加時間比該脈衝偏壓被施加時間 短。 23 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 壓與該第二偏壓被施加約〇·25秒至約2秒，且該脈衝 偏壓被施加約1秒至約7秒；且其中該第一偏壓範圍由 約1伏特至約5伏特，該第二偏壓範圍由約2伏特至約 第35頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) 573339 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1 0伏特，該脈衝偏壓係由約1 5個循環所產生的脈衝。 24·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之脈衝偏 壓至少包含一電鍍偏壓與一去電鍍偏壓交替。 25 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之脈衝偏 壓至少包含一電鍍偏壓與一去電鍍偏壓交替，該脈衝偏 壓係用於使該金屬沉積發生於該種層上且該去電鍍偏 壓係用於由該一或多個特徵之每一開口處蚀刻除去該 金屬之沉積。 26 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之施加該 脈衝偏壓至少包含施加一正電鍍電流與一負去電鍍電 流交替。 27.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之施加該 脈衝偏壓至少包含施加一正電鍵電流與一負去電鐘電 流交替，該正電鍍電流係用於使該金屬沉積發生於該些 特徵内部。 28·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之施加該 脈衝偏壓至少包含施加一正電鍍電流與一負去電鍍電 流交替，該正電鍍電流係用於使該金屬沉積發生於該些 特徵内部，該負去電鍍電流係用於當該金屬被沉積於該 第36頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ........會.........、可.........%· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 573339 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 二特徵内部時保持該些特徵之每一開口開放。29.如申請專利範圍第1项所述之方法，其中上述之第-偏壓與該第二偏壓被施加低於約5秒，其中該第一偏壓範 圍由约1伏特至約5伏特，其中該第二偏壓範圍由約2 伏特至約1 〇俠膝， 特且其中上述之施加該脈衝偏壓至少 包含施加一正電鍍電流與一負去電鍍電流交替，該正電 '電流係用於使該金屬沉積發生於該些特徵内部，該負 去電鍍電流係用於當該金屬被沉積於該些特徵内部時 保持該些特徵之每一開口開放。 .......... (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3〇·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中上述之電鍍溶 液為酸性。 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1·如申請專利範圍第丨項所述之方法，其中上述之電鍍溶 液具有一低的pH值。 32·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 壓係用於使該金屬沉積發生於該種層上。 33·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 壓係用於限制該種層被該電鍍溶液姓刻。 34.如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第二偏 第37頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2l〇X 297&楚} 573339 ABCD 、申請專利範圍 壓係用於使該金屬沉積發生於該種層上。 35·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之第一偏 壓與該第二偏壓係用於使該金屬沉積發生於該種層 上’且其中該第二偏壓所發生之沉積大於該第一偏壓所 發生之沉積。 36.—種用以沉積一金屬於一基材上之方法，該基材上已形 成一個或多個特徵，該方法至少包含步驟： 沉積一種層於該基材及一或多個特徵上； 在該基材被沈浸於一電解液容器中之電解溶液中時 施加第一偏壓於該種層，其中該容器包含一陽極沈浸於該 電解溶液中，該第一偏壓係用於限制該種層被該電解溶液 蝕刻； 在沈浸之後施加第二偏壓於該種層，該第二偏壓係用 於使該金屬沉積發生於該種層上；及 施加一脈衝偏壓於該種層，該脈衝偏壓係用於施加一 正電鍍電流與一負去電鍍電流交替，該正電鍍電流係用於 使該金屬沉積發生於該些特徵内部，該負去電鍍電流係用 於當該正電鍍電流使該金屬被沉積於該些特徵内部時保 持該些特徵之每一開口開放。 3 7·如申請專利範圍第36項所述之方法，其中施加該脈衝 偏壓之前更包含施加一第三偏壓於該種層，該第三偏壓 第38頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) .............I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    ABCD 573339 六、申請專利範圍 低於該第二偏壓。 3 8 ·如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之第一 偏壓範圍由約1伏特至約5伏特。 39.如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之第二 偏壓範圍由約2伏特至約1 〇伏特。 40·如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之第二 偏壓約為5伏特。 41.如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之第一 偏壓與該第二偏壓被施加約〇·25秒至約2秒。 42·如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之第一 偏壓與該第二偏壓被施加低於約5秒。 43. 如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之脈衝 偏壓係由該一或多個特徵之深度決定複數個循環所產 生的脈衝。 44. 如申請專利範圍第36項所述之方法，其中上述之脈衝 偏壓係由約1 5個循環所產生的脈衝。 第39頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ........豐： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    申請專利範圍 43 士 口中、主击 •甲知專利範圍第36項所述之方法，其中上述之脈衝 偏壓被施加約4秒。 (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 46·如申請專利範圍第37項所述之方法，纟中上述之脈衝 偏壓被施加約1秒至約7秒。 47· 一種用以沉積—金屬於一基材上之設備，該基材上已形 成一個或多個特徵，該設備至少包含： ’儿積裝置，用以沉積一種層於該基材與該一或多個 特徵上； 弟 偏壓裝置’用以在該基材被沈浸於一電解液容 咨中 < 電解溶液中時施加第一偏壓於該種層，其中該容器 包含一陽極沈浸於該電解溶液中； 一第二偏壓裝置，用以在沈浸之後施加第二偏壓於該 種層’該第二偏壓高於該第一偏壓；及 一脈衝偏壓裝置，用以施加一脈衝偏壓於該種層， 該脈衝偏壓低於該第二偏壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 48·如申請專利範圍第47項所述之設備，其中上述之用以 施加第一偏壓之第一偏壓裝置至少包含一機構用以使 該金屬沉積發生於該種層上。 49.如申請專利範圍第47項所述之設備，其中上述之用以 施加第一偏壓之第一偏壓装置至少包含一機構用以限 第4Ό頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚) 573339
    六、申請專利範圍 制蝕刻該種層。 5 0 ·如申請專利範圍第47項所述之設備，其中上述之用以 施加第二偏壓之第二偏磬装置至少包含一機構用以使 該金屬沉積發生於該種廣上 5 1 ·如申請專利範圍第4 7項所述之设備’更包含用以施加 第三偏壓於該種層之第三偏塵裝置，該第三偏壓低於 該第二偏壓。 52·如申請專利範圍第47項所述之設備，其中上述之用以 施加脈衝偏壓之脈衝偏壓裝置至少包含一機構用以使 該金屬沉積發生於該種層上及一機構用以由該一或多 個特徵之每一開口蝕刻移除該金屬之沉積。 53.如申請專利範圍第47項所述之設備，其中上述之用以 施加脈衝偏壓之脈衝偏壓裝置至少包含一機構用以施 加一正電鍍電流及一機構用以施加一負去電鍍電流。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 T 41 第 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇χ 297公爱)
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