TWI487815B - 鍍覆方法與鍍覆裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於在半導體裝置中用於形成互連(interconnect)之技術，尤係關於能夠以高速率將用於互連之鍍覆金屬(譬如銅)填滿於形成於基板(譬如半導體晶圓)之表面中之互連凹部(譬如溝槽(trench)和貫穿孔(via hole))中之鍍覆方法與鍍覆裝置。
為了以高速率將用於互連之鍍覆金屬填滿於形成於基板(譬如半導體晶圓)之表面中之互連凹部(譬如溝槽和貫穿孔)中，下列幾點是很重要的：抑制於基板之場區域之表面中鍍覆金屬之沉積率；以及，提升於互連凹部之底部中鍍覆金屬之沉積率。因此，常見的作法使用三種類型之添加劑於使用於凹部填滿鍍覆之鍍覆溶液中：用於加速鍍覆金屬之沉積之加速劑、用於抑制鍍覆金屬之沉積之抑制劑、和均勻劑(均衡劑)。
當藉由使用包含均勻劑(當消耗時，抑制鍍覆金屬之沉積)之鍍覆溶液實施基板之鍍覆時，依於形成在基板之表面附近之擴散層之厚度而有不同之鍍覆金屬抑制沉積效果。於此情況中，當實施鍍覆，同時攪拌鍍覆溶液時，明顯抑制了於鍍覆溶液以快速流動之基板之場區域之表面中的鍍覆金屬之沉積，反之因為不充分供應均勻劑，因此不會抑制於鍍覆溶液以慢速流動之互連凹部之底部中之鍍覆金屬之沉積。於是，藉由實施鍍覆，同時攪拌鍍覆溶液時，變成可能從底部以高速率將鍍覆金屬填滿於互連凹部，同時完全維持於互連凹部中加速劑之鍍覆金屬沉積加速效果，並且由於鍍覆金屬之沉積於開口附近而防止互連凹部之開口之阻隔。
當藉由使用存在於鍍覆溶液中上述添加劑之協同效應(synergistic effect)實施填滿鍍覆金屬於互連凹部中時，重複的鍍覆操作可能引致添加劑的改變，導致不穩定的製程。尤其是當對於一個晶圓需要長鍍覆時間，為鍍覆填滿鍍覆金屬於矽貫穿孔時，於一個晶圓之鍍覆期間將消耗大量的添加劑。此情況於處理數個晶圓後可能導致鍍覆溶液之品質改變，造成該鍍覆金屬之填滿不良。
因此，可以想像一種方法，其中，可以允許加速劑(其中一種上述共同添加劑)僅事先吸附於互連凹部之表面上，其後藉由使用僅包含抑制劑作為添加劑之鍍覆溶液(譬如硫酸銅鍍覆溶液)而實施鍍覆。此種方法期望當藉由吸附之加速劑之效果從互連凹部之底部加速鍍覆金屬之沉積時，藉由抑制劑之效果抑制鍍覆金屬之沉積於基板之場區域之表面中。通常是不可能允許加速劑藉由一種處理操作僅吸附至互連凹部之表面上。本申請人已提出一種方法，包括下列步驟：於包含鍍覆加速劑之鍍覆溶液中實施基板表面之第一次鍍覆；藉由引進加速劑去除劑(其能夠去除或減少加速劑)與基板表面接觸而實施鍍覆加速劑去除處理；以及，然後實施基板表面之第二次鍍覆(凹部填滿鍍覆)(參看日本專利公開公報第2007-262486號(專利文獻1)，和第2006-131961號(專利文獻2))。
本申請人亦已提出一種方法，該方法包含在鍍覆之前先施加鍍覆抑制材料(鍍覆抑制劑)至除了互連凹部之表面外之基板表面(參看日本專利公開公報第2006-274369號(專利文獻3)，第2006-307279號(專利文獻4)，和第2007-9247號(專利文獻5))。再者，已經提出一種方法，該方法包括於填滿鍍覆金屬於形成在基板表面中互連凹部中後，去除互連凹部於他們的開口附近之表面中之加速劑，以及然後形成鍍覆金屬膜於基板之場區域之表面中(參看日本專利公開公報第2003-268590號(專利文獻6))。
加速劑為添加劑本質上用於以由下而上之方式沉積鍍覆金屬於互連凹部之表面上。於具有高縱橫比(aspect ratio)之互連凹部之情況中，當加速劑吸附至包含互連凹部之表面之基板之整個表面上時，鍍覆金屬之沉積亦將加速於互連凹部於他們的開口附近之表面中，而在互連凹部以由下而上之方式生長之鍍覆金屬完全填滿之前，該等開口將被鍍覆金屬所阻隔，那是可能的。欲解決此問題，揭示於專利文獻1和2中之方法使用加速劑去除劑(例如，包含氯化物離子)實施加速劑去除處理，以藉由使用氯化物離子於加速劑上之競爭吸附而從基板表面減少或去除加速劑。當執行反向電解時較佳實施此處理。於加速劑去除處理後，實施凹部填滿鍍覆。然而，發現到縱使加速劑去除處理，於一些情況中，因為加速劑之去除不足(去吸附(desorption))，因此於埋置於互連凹部中之鍍覆金屬中形成空隙(void)。需要相當長的鍍覆時間以防止形成此種空隙。此外，使用反向電解使得鍍覆裝置之饋電系統複雜化。
鑑於上述情況而達成本發明。因此，本發明之目的係提供一種能夠以較高速率將鍍覆金屬填滿於互連凹部中而不會於互連凹部中埋置之鍍覆金屬中形成空隙之鍍覆方法與鍍覆裝置。
為了達成上述目的，本發明提供一種鍍覆方法，包括下列步驟：製備於表面中具有互連凹部之基板；藉由將該基板浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中，而實施該基板之第一預先處理；藉由將該基板浸泡於包含添加劑而不包含加速劑之第二預先處理溶液中，其中，該添加劑抑制包含於第一預先處理溶液中之加速劑之效果，而實施該基板之第二預先處理；以及，然後藉由使用包含至少一金屬離子、酸和抑制劑而不包含加速劑之鍍覆溶液而實施該基板之表面之電鍍，藉此填滿鍍覆金屬於互連凹部中。
因此，藉由實施第二預先處理，將該基板浸泡於包含添加劑而不包含加速劑之第二預先處理溶液中，其中，該添加劑抑制包含於該第一預先處理溶液中之加速劑之效果，存在於該基板之場區域之表面中之加速劑能夠更安穩地停止作用(deactivate)。因此變成可能以較高速率將鍍覆金屬填滿於互連凹部中而不會在埋置之鍍覆金屬中形成空隙。
於本發明之較佳態樣中，第一預先處理為藉由電解處理基板之表面同時浸泡該基板於第一預先處理溶液中而實施之初步電解處理。
於該第一預先處理中，將該基板浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中，允許該加速劑吸附至包含互連凹部之表面之基板之整個表面上。此加速劑吸附製程可以藉由電解處理該基板之表面而穩定地進行。
可以於50至250A/M2
電流密度實施初步電解處理。
譬如SPS(聚二硫二丙烷磺酸(bis(3-sulfopropyl)disulfide))之硫化物(sulfur compound)可以較佳地使用為包含於該第一預先處理溶液中之加速劑。
包含於該第一預先處理溶液中之加速劑之濃度通常可以是5至500μM/L，較佳為50至500μM/L。
包含於該第二預先處理溶液中並且其抑制包含於第一預先處理溶液中之加速劑之效果之添加劑可以是均勻劑。
伸乙亞胺聚合物(ethyleneimine polymer)或者其衍生物(譬如聚乙烯亞胺(polyethyleneimine，PEI))可以較佳地使用為均勻劑。
PEI作為均勻劑具有高的加速劑停止作用效果。因此，藉由將加速劑已經吸附於其上之基板浸泡於例如包含PEI之水硫酸溶液中，則存在於基板之場區域之表面中之吸附的加速劑可以被選擇性地停止作用。
較佳地，當攪拌該處理溶液時，實施該第一預先處理、第二預先處理和電鍍之至少其中之一。
於本發明之較佳態樣中，當攪拌該第二預先處理溶液時，實施該第二預先處理，且當用等於或大於攪拌該第二預先處理之攪拌強度攪拌該鍍覆溶液時，實施該電鍍。
於本發明之較佳態樣中，於該第一預先處理後基板之表面用稀硫酸清洗，且於該第二預先處理後基板之表面用稀硫酸清洗。
相較於基板表面用純水清洗之情況，於第一預先處理和第二預先處理後基板之表面用稀硫酸清洗可以提升製程穩定性和均勻性。
本發明亦提供一種鍍覆裝置，用於實施鍍覆於表面中具有互連凹部之基板之表面，該鍍覆裝置包括：第一預先處理單元，用於藉由將該基板浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中，而實施該基板之第一預先處理；第二預先處理單元，用於藉由將該基板浸泡於包含添加劑而不包含加速劑之第二預先處理溶液中，其中，該添加劑抑制包含於該第一預先處理溶液中之該加速劑之效果，而實施該基板之第二預先處理；以及，鍍覆單元，用於在該第二預先處理後，藉由使用包含至少一金屬離子、酸和抑制劑而不包含加速劑之鍍覆溶液而實施該基板之表面之電鍍，藉此填滿該鍍覆金屬於互連凹部中。
於本發明之較佳態樣中，該第一預先處理單元被組構成當浸泡該基板於第一預先處理溶液中時，實施該基板之表面之電解處理。
於本發明之較佳態樣中，該鍍覆裝置進一步包括第一清洗單元與第二清洗單元，其中，該第一清洗單元係用稀硫酸清洗該基板之表面，該基板於該第一預先處理單元中經歷了第一預先處理，和該第二清洗單元係用稀硫酸清洗該基板之表面，該基板於該第二預先處理單元中經歷了第二預先處理。
於本發明之較佳態樣中，該第一預先處理單元、該第二預先處理單元和該鍍覆單元之至少其中之一設置有攪拌裝置，用於攪拌該處理溶液；以及，該鍍覆裝置包含控制部，用於控制該攪拌裝置之攪拌速度、於該第一預先處理單元中之該第一預先處理時間、於該第二預先處理單元中之該第二預先處理時間、和於該鍍覆單元中之電鍍時間。
於本發明之較佳態樣中，該第二預先處理單元設置有攪拌裝置，用於攪拌該第二預先處理溶液；以及，該控制部，根據該互連凹部之寬度或直徑和深度，決定於該第二預先處理中該基板之浸泡時間和該第二預先處理溶液之攪拌強度。
依照本發明，基板之表面之鍍覆可以於存在之加速劑中實施，該加速劑已被吸附於該基板之表面上，而該加速劑為互連凹部之主動表面，但是於該基板之場區域之表面中已經完全被停止作用。此情況使其可能以較高速率將鍍覆金屬填滿於互連凹部中而不會在埋置之鍍覆金屬中形成空隙。
現在將參照圖式詳細說明本發明之較佳實施例。下列之說明顯示示範情況，其中，製備了具有互連凹部12(譬如溝槽和貫穿孔)形成在表面中並且覆蓋了晶種層10之基板W，如第5A圖中所示；以及，銅之金屬鍍覆膜14填滿於互連凹部12中以形成銅之互連，如第5C圖中所示。
第1圖顯示依照本發明之實施例之鍍覆裝置之總體平面圖。如第1圖中所示，鍍覆裝置20包含三個載入/卸載部22，各載入/卸載部22，用於在其中安裝基板匣(substrate cassette)，其中，容裝了複數個基板W；第一預先處理單元24，用於藉由將該基板W浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中，而實施該基板W之第一預先處理；第二預先處理單元26，用於藉由將該基板W浸泡於包含添加劑而不包含加速劑之第二預先處理溶液中，其中，該添加劑抑制包含於第一預先處理溶液中之加速劑之效果，而實施該基板W之第二預先處理；以及，二個鍍覆單元28，用來藉由使用包含至少一金屬離子、酸和抑制劑而不包含加速劑之鍍覆溶液來實施該基板W之表面之電鍍。
鍍覆裝置20亦包含三個清洗單元30a、30b、30c，各用於用稀硫酸清洗(水洗(rinse))基板W之表面；清洗/乾燥單元32，用於於電鍍後清洗和乾燥該基板W；以及，基板台架34，用於將基板W在處理之前和之後暫時放置於其上。第一基板輸送裝置36可移動地配置於載入/卸載部22與基板台架34之間，以及第二基板輸送裝置38可移動地配置於基板台架34與單元之間。藉由設置在鍍覆裝置20之外部面板中之控制部40控制包含第一預先處理單元24、第二預先處理單元26和鍍覆單元28之所有單元。
於此實施例中，用於實施基板W之表面之電解處理(鍍覆)之電解處理單元被使用為第一預先處理單元24。於是，如第2圖中所示，第一預先處理單元24包含處理槽44，用於將包含加速劑，例如，譬如SPS(聚二硫二丙烷磺酸)之含硫化合物、金屬離子(銅離子)和酸之第一預先處理溶液42保持於其中。於第一預先處理溶液42中加速劑(SPS)之濃度一般為5至500μM/L，較佳為50至500μM/L。
該第一預先處理單元24亦包含垂直可移動基板保持器46，用於可拆卸地保持基板W並且將該基板W浸泡於第一預先處理溶液42中於處理槽44中之預定的位置；例如由含磷銅製成之陽極50，係由陽極保持器48保持並且被浸泡於第一預先處理溶液42中於處理槽44中之預定的位置；以及，攪拌槳54作為攪拌裝置，該攪拌槳54被攪拌機構52之致動往復運動以攪拌陽極50與基板W之間之第一預先處理溶液42。
於操作中，由基板保持器46所保持之基板W浸泡於第一預先處理溶液42中於處理槽44中面對該陽極50之預定的位置。電源58之負極經由導線56a連接至基板W，而電源58之正極經由導線56b連接至陽極50，以實施基板W之表面之初步電解處理(鍍覆)作為第一預先處理。於此處理期間，當需要時，該攪拌機構52之攪拌槳54往復運動以攪拌該第一預先處理溶液42。於此初步電解處理中電流密度例如為50至250A/m2
。於此處理期間，控制部40控制用於在第一預先處理溶液42中浸泡基板W之時間、攪拌槳54之攪拌速度、電流密度等。
如第3圖中所示，第二預先處理單元26包含處理槽62，用於保持包含添加劑(例如，PEI(聚乙烯亞胺))作為均勻劑之第二預先處理溶液60於其中，其中，該添加劑抑制加速劑(例如，譬如SPS(聚二硫二丙烷磺酸))之效果，而不包含加速劑。第二預先處理單元26亦包含垂直可移動基板保持器64，用於可拆卸地保持基板W並且將該基板W浸泡於第二預先處理溶液60中於處理槽62中之預定的位置；以及，攪拌槳68作為攪拌裝置，該攪拌槳68被攪拌機構66之致動往復運動以攪拌該基板W前面之第二預先處理溶液60。
於操作中，由基板保持器64所保持之基板W浸泡於第二預先處理溶液60中於處理槽62中之預定的位置，以實施該基板W之表面之第二預先處理。於此處理期間，當需要時，該攪拌機構66之攪拌槳68往復運動以攪拌該第二預先處理溶液60。於此處理期間，控制部40控制用於在第二預先處理溶液60中浸泡基板W之時間、攪拌槳68之攪拌速度等。
如第4圖中所示，鍍覆單元28包含鍍覆槽72，用於將包含抑制劑，例如，PEG(聚乙二醇(polyethylene glycol))、金屬離子(銅離子)和酸之鍍覆溶液70保持於其中。於鍍覆溶液70中抑制劑(PEG)之濃度例如為1m M/L。
鍍覆單元28亦包含垂直可移動基板保持器74，用於可拆卸地保持基板W並且將該基板W浸泡於鍍覆溶液70中於鍍覆槽72中之預定的位置；例如由含磷銅製成之陽極78，係由陽極保持器76保持並且被浸泡於鍍覆溶液70中於鍍覆槽72中之預定的位置；以及，攪拌槳82作為攪拌裝置，該攪拌槳82被攪拌機構80之致動往復運動以攪拌陽極78與基板W之間之鍍覆溶液70。
於操作中，由基板保持器74所保持之基板W浸泡於鍍覆溶液70中於鍍覆槽72中面對該陽極78之預定的位置。鍍覆電源86之負極經由導線84a連接至基板W，而鍍覆電源86之正極經由導線84b連接至陽極78，以實施基板W之表面之電鍍。於此鍍覆期間，當需要時，該攪拌機構80之攪拌槳82往復運動以攪拌該鍍覆溶液70。於此鍍覆期間，控制部40控制攪拌槳82之攪拌速度等。
現在亦將參照第5A至5C圖說明第1圖中所示之鍍覆裝置之操作。
首先，未處理之基板W由第一基板輸送裝置36從安裝於載入/卸載部22其中之一者之基板匣取出，且該基板W被輸送至基板台架34。於基板台架34上之基板W然後由第二基板輸送裝置38輸送至清洗單元30a，於此處基板W之表面用稀硫酸清洗(水洗)。於清洗後，基板W然後被轉送至第一預先處理單元24之基板保持器46。
於該第一預先處理單元24中，如第2圖中所示，基板W浸泡於第一預先處理溶液42中於處理槽44中之預定的位置，而電壓施加於彼此相對配置之基板W與陽極50之間，以實施基板W之表面之初步電解處理(鍍覆)作為第一預先處理。藉由該第一預先處理，譬如SPS之加速劑90被吸附至基板W之包含互連凹部12之表面之整個表面上，如第5A圖中所示。於此處理期間，當需要時，於處理槽44中之第一預先處理溶液42用攪拌槳54攪拌。控制部40控制該第一預先處理狀況，攪拌槳54之攪拌速度等。
於第一預先處理後之基板W然後由該第二基板輸送裝置38輸送至清洗單元30b，於此處基板W之表面用稀硫酸清洗(水洗)。於清洗後，基板W然後被轉送至第二預先處理單元26之基板保持器64。
於該第二預先處理單元26中，如第3圖中所示，藉由浸泡基板W於處理槽62中之第二預先處理溶液60中，而實施基板W之表面之第二預先處理。藉由該第二預先處理，譬如PEI之添加劑(均勻劑)92被吸附至互連凹部12在他們的開口附近之表面上，並且至該基板之場區域之表面上，如第5B圖中所示。於此處理期間，當需要時，於處理槽62中之第二預先處理溶液60用攪拌槳68攪拌。控制部40控制該第二預先處理狀況，攪拌槳68之攪拌速度等。
藉由此種允許譬如PEI之添加劑(均勻劑)92被吸附至互連凹部12在他們的開口附近之表面上，並且至該基板之場區域之表面上，則已經吸附至互連凹部12在他們的開口附近之表面上，並且至該基板之場區域之表面上之譬如SPS之加速劑90能夠藉由添加劑92而被停止作用，同時維持存在於互連凹部12中之加速劑90之效果。尤其是，已經證實PEI作為均勻劑具有高SPS停止作用效果，而存在於基板之場區域之表面中之SPS可以藉由浸泡該基板於包含PEI之水硫酸溶液中而被選擇性地停止作用，其中，SPS已被吸附於整個表面區域中。
於第二預先處理後，基板W藉由第二基板輸送裝置38輸送至清洗單元30c，於此處基板W之表面用稀硫酸清洗(水洗)。於清洗後，基板W然後被轉送至鍍覆單元28之基板保持器74。
於該鍍覆單元28中，如第4圖中所示，基板W浸泡於鍍覆溶液70中於鍍覆槽72中之預定的位置，而電壓施加於彼此相對配置之基板W與陽極78之間，以實施基板W之表面之電鍍。於此鍍覆期間，當需要時，於鍍覆槽72中之鍍覆溶液70用攪拌槳82攪拌。控制部40控制該鍍覆狀況和攪拌槳82之攪拌速度。
藉由此種實施基板W之電鍍，於用添加劑(均勻劑)92停止已經吸附至互連凹部12於他們的開口附近之表面上並且至該基板之場區域之表面上之譬如SPS之加速劑90之作用後，同時維持存在於互連凹部12中加速劑90之效果，能夠藉由加速劑90之作用而加速於互連凹部12之底部上鍍覆金屬(銅)14(由下而上)之沉積，同時藉由包含於鍍覆溶液中之抑制劑之作用而抑制鍍覆金屬14之沉積於基板W之場區域之表面上，如第5C圖中所示。
於鍍覆後之基板W由該第二基板輸送裝置38輸送至清洗/乾燥單元32，於此處基板W之表面用例如純水清洗(水洗)和乾燥。於乾燥後，基板W由第二基板輸送裝置38輸送至基板台架34。該第一基板輸送裝置36從基板台架34取得基板W，並且將該基板W送回至載入/卸載部22之基板匣。
譬如SPS之加速劑為添加劑，其不可或缺用來從譬如溝槽和貫穿孔之互連凹部之底部(亦即，以由下而上方式)沉積鍍覆金屬。於具有高縱橫比之互連凹部之情況中，當加速劑吸附至包含互連凹部之表面之基板之整個表面上，以及加速劑之效果產生時，鍍覆金屬之沉積將被加速亦於互連凹部12於他們的開口附近之表面，而在互連凹部被由下而上方式生長之鍍覆金屬完全填滿之前，該等開口將被鍍覆金屬所阻隔，那是可能的。
欲解決此問題，依照本發明，基板首先將承受第一預先處理，其中，該基板被浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸(例如，包含譬如SPS之加速劑之水硫酸銅溶液和氯化物離子)之第一預先處理溶液中，同時當需要時，電解處理基板之表面，藉此允許加速劑吸附至基板之包含互連凹部之表面之整個表面上。然後該基板將承受第二預先處理，其中，該基板被浸泡於包含譬如PEI之添加劑(均勻劑)之第二預先處理溶液中，其中，該添加劑抑制該加速劑之效果，使存在於該基板之場區域之表面中與該互連凹部於他們的開口附近之表面中之加速劑停止作用。添加劑(均勻劑)可以僅以小數量擴散至互連凹部之表面，而因此，加速劑保持主動於互連凹部之表面中。然後基板於以使用包含金屬離子、酸和抑制劑之鍍覆溶液之狀態存在的加速劑中承受電鍍。於是，鍍覆金屬之由下而上之沉積從可以保持加速劑之效果之互連凹部之底部進行，反之藉由於加速劑已經停止作用之基板的場區域之表面中抑制劑之效果而抑制鍍覆金屬之沉積。即使當使用高鍍覆電流以達成高鍍覆率時，也不可能在以由下而上方式生長鍍覆金屬填滿互連凹部之前，將由鍍覆金屬阻隔互連凹部之開口。因此，變成可能以較高的速率填滿鍍覆金屬於互連凹部中。
為了判定對於第一預先處理、第二預先處理、和電鍍之最佳處理狀況，藉由晶片測試而檢驗填滿鍍覆金屬於互連凹部中之各種處理狀況之效果。該等結果係說明於下。使用具有貫穿孔(互連凹部)圖案之圖案化之晶片作為測試晶片，該等貫穿孔具有20、30、40與50μm之變化的直徑和60μm之深度。於預先處理後，使用遮罩帶將該測試晶片之電鍍實施於集中在圖案上之6-mm直徑區。使用該測試晶片製造三電極型之電池(cell)，參考電極(汞/硫酸汞電極)、鉑陽極、和200-mL斷路器，以及，於該電池中藉由恆電位器(potentiostat)電位之控制下實施第一次預先處理和電鍍。
使用水硫酸/硫酸銅溶液(0.9 M CuSO4
‧5H2
O/0.56 M H2
SO4
)作為基本鍍覆鍍液(basic plating bath)，以及使用水1M H2
SO4
溶液，用於在處理步驟之間之清洗(水洗)。為了在處理步驟之間之清洗(水洗)，從確保製程穩定性和均勻性之觀點，使用稀硫酸較使用純水為佳。
藉由添加基本鍍液PEG(聚乙二醇)作為抑制劑於0.1mM濃度、氯化物離子於1mM濃度和SPS(聚二硫二丙烷磺酸)作為加速劑於預定的濃度所獲得的溶液被使用為第一預先處理溶液。於該第一預先處理中，該測試晶片被浸泡於第一預先處理溶液中，以及施加電流以允許加速劑(SPS)吸附至該晶片之包含貫穿孔之表面之整個表面上。於該第二預先處理中，測試晶片被浸泡於藉由添加PEI(聚乙烯亞胺)以預定的濃度至水硫酸溶液中而獲得之第二預先處理溶液中。於電鍍中，使用藉由僅添加PEG(聚乙二醇)作為抑制劑於0.1mM之濃度以及氯化物離子於1mM之濃度至基本鍍液而獲得之鍍覆溶液，該鍍覆金屬(銅)以預定的電位沉積於該測試晶片之表面上，藉此填滿該鍍覆金屬(銅)於該貫穿孔中。
於各處理中，藉由攪拌器晶片之機構以200rpm之旋轉速度攪拌該處理溶液。在第一預先處理之前，先用水硫酸溶液實施測試晶片之清洗(水洗)30秒鐘，以及處理之間間隔20秒。於清洗期間，電池保持其開路狀態(open circuit state)。於鍍覆後，拋光(polish)測試晶片之剖面以觀察埋置於該貫穿孔中之銅之狀態。
評估下列處理狀況之效果：於浸泡基板(晶片)於第一預先處理溶液中期間之初步電解電流以及於該第一預先處理中於該第一預先處理溶液中加速劑之濃度；於該第二預先處理溶液中添加劑(均勻劑)之濃度以及於該第二預先處理中基板浸泡時間；以及，於電鍍中鍍覆之過電壓(overvoltage)。下列將作詳細說明。
進行實驗以檢驗於第一預先處理中初步電解狀況(電流狀況)之效果。選擇50A/m2
、100A/m2
和250A/m2
作為使用於浸泡該基板(晶片)於第一預先處理中於第一預先處理溶液中之電流密度。為了充電，施加加速劑之吸附作用，對於所有選擇的電流密度固定於全部(3000Q/m2
)，初步電解時間變化如下：600秒、300秒和120秒。於第一預先處理溶液中加速劑之濃度為50μM。其他的製程狀況顯示於下列表1中。實驗的結果顯示於第6圖中，第6圖為於製程後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片。如能夠從第6圖中看出，鍍覆生長率於300秒-100A/m2
之情形為最高。第6圖亦表示增加電流沒有導致增加鍍覆生長率。於此方面，想像得到加速劑之擴散也許亦影響加速劑之初步吸附。
雖然加速劑之吸附於基板之表面上可能僅藉由浸泡該基板於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中而達成，但是為了穩定該製程，較佳還是使用電解法。
進行實驗以檢驗於第一預先處理中於第一預先處理溶液中加速劑之濃度之效果。選擇5μM、50μM和500μM作為加速劑於第一預先處理溶液中之濃度。在300秒-100A/m2
狀況下實施初步電解。其他的製程狀況顯示於下列表2中。實驗的結果顯示於第7圖中，第7圖為於製程後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片。如能夠從第7圖中看出，參照20-μM之貫穿孔，當於第一預先處理溶液中加速劑之濃度為50μM時，鍍覆生長率為最高。參照具有為30至50μm直徑之貫穿孔，鍍覆生長率隨著加速劑濃度之增加而增加。於第一預先處理中加速劑之最佳濃度因此考慮在50μM與500μM之間。
進行實驗以檢驗於第二預先處理中於第二預先處理溶液中添加劑(均勻劑)之濃度之效果。選擇0.1μM、1μM和10μM作為添加劑於第二預先處理溶液中之濃度。浸泡晶片於第二預先處理溶液中之時間為30秒。其他的製程狀況顯示於下列表3中。實驗的結果顯示於第8圖中，第8圖為於製程後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片。如能夠從第8圖中看出，當藉由將晶片浸泡於具有濃度0.1μM之第二預先處理溶液中經過30秒鐘實施該第二預先處理時，貫穿孔之開口被電鍍時鍍覆之銅阻隔，以及空隙形成在埋置於貫穿孔中的銅中。此情況表示添加劑停止作用存在於晶片之場區域之表面中和於貫穿孔於他們的開口附近表面中之加速劑的效果不足。從貫穿孔中鍍覆金屬之生長，於第二預先處理溶液中1μM作為添加劑之濃度係考慮為適當。第8圖亦證明加速劑於晶片之整個表面中完全停止作用，並且當藉由將該晶片浸泡於具有10μM之添加劑濃度之第二預先處理溶液中經過30秒實施該第二預先處理時均勻地進行鍍覆。
進行實驗以檢驗於第二預先處理中基板(晶片)浸泡於第二預先處理溶液中時間之效果。選擇1μM作為添加劑於第二預先處理溶液中之濃度。晶片浸泡時間變化如下：5秒、30秒和60秒。其他的狀況顯示於下列表4中。實驗的結果顯示於第9圖中，第9圖為於製程後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片。如能夠從第9圖中看出，當藉由將晶片浸泡於第二預先處理溶液中經過5秒鐘實施該第二預先處理時，鍍覆金屬能夠以最高速率填滿入該等貫穿孔。此情況被考慮到係由於事實上相較於晶片浸泡於第二預先處理溶液中經過30秒之情況，更限制停止作用之加速劑存在於該等貫穿孔之頂部區域中。從第二預先處理溶液之添加劑濃度之效果和晶片浸泡時間之效果，將可了解到，添加劑(均勻劑)之消耗和擴散於第二預先處理中是重要的因素。
進行實驗以檢驗於電鍍期間電位之效果。因為存在於晶片之場區域之表面中以及於貫穿孔在他們的開口附近之表面中之加速劑藉由第二預先處理而被停止作用，因此考慮到可能使用高鍍覆電流。為了證明此點，於下列變化的電位施行電鍍：-550mV、-575mV和-600mV。其他的製程狀況顯示於下列表5中。實驗的結果顯示於第10圖中，第10圖為於製程後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片。如能夠從第10圖中看出，當電鍍於高負電位-600mV實施時，鍍覆金屬(銅)於30分鐘完全填滿入20-μM之貫穿孔而沒有在埋置之鍍覆金屬中形成空隙。再者，未觀察到鍍覆金屬之沉積於晶片之場區域之表面中於填滿該鍍覆金屬於該等貫穿孔(該等貫穿孔係關聯到電位之改變)中之不利的影響。
藉由在高濃度含氯化物離子溶液中反向電解進行參考實驗以檢驗加速劑之吸附。
如使用於上述實驗中之相同的基本鍍液係使用於此參考實驗中。當浸泡上述之測試晶片於如上述包含100μM濃度之加速劑之第一預先處理溶液中時，首先實施初步電解處理(第一預先處理)於100A/m2
之電流密度經過300秒。其次，為了從該晶片之場區域之表面去吸附加速劑，該晶片被浸泡於包含高濃度之氯化物離子之處理溶液中，而該系統承受反向電解。於此種處理後，實施晶片表面之銅電鍍。詳細的製程狀況顯示於下列表6中。實驗的結果顯示於第11圖中，第11圖為於製程後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片。
如能夠從第11圖看到，當實施電鍍3000秒將鍍覆金屬(銅)填滿於貫穿孔中時，空隙集中形成在埋置於20-μM之貫穿孔中鍍覆金屬(銅)中。如果晶片藉由加速劑去吸附方法而被預先處理，其中，該晶片被浸泡於包含高濃度之氯化物離子之處理溶液中，同時為了從該晶片的場區域之表面去除加速劑而實施反向電解，此情況表示主要銅鍍覆必須實施至少3000秒。關於此種預先處理方法，反向電解提升加速劑之去吸附。於是，如果實施了加速劑去吸附預先處理而沒有作反向電解，亦即，僅僅藉由將晶片浸泡於處理溶液中，則加速劑去吸附效果將不足，藉此鍍覆金屬之沉積將不能夠被充分抑制於晶片之場區域之表面中和於貫穿孔於他們的開口附近表面中。
上述實驗之結果於是證明鍍覆金屬能夠藉由實施將基板浸泡於包含譬如SPS之加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中之該基板之第一預先處理，實施藉由將該基板浸泡於包含譬如PEI之添加劑(均勻劑)之第二預先處理溶液中之該基板之第二預先處理，其中，該添加劑抑制包含於該第一預先處理溶液中之加速劑之效果，然後藉由使用包含至少一金屬離子、酸和抑制劑而不包含加速劑之鍍覆溶液來實施該基板之電鍍，而以高速率填滿於基板之互連凹部中。尤其是，PEI為添加劑(均勻劑)具有高SPS停止作用效果。已經吸附於基板表面上之SPS能夠藉由將該基板浸泡於包含PEI之水硫酸溶液中而停止作用。
依照本發明，藉由實施將該基板浸泡於包含譬如PEI之添加劑(均勻劑)之第二預先處理溶液中之該基板之第二預先處理，則已經吸附於基板表面上之譬如SPS之添加劑能夠被選擇性地停止作用於基板之場區域之表面中，亦即，表面區域而非互連凹部之表面。此情況使得能夠從互連凹部之底部選擇性的生長鍍覆金屬。因此，例如對於具有直徑20μM和深度60μM之貫穿孔，能夠於30分鐘完成無空隙填滿鍍覆貫穿孔(void-free via-filling plating)，並且包含預先處理時間之總處理時間不超過40分鐘。
上述實驗結果亦表示控制於互連凹部深度之能力，可以藉由於第一預先處理中控制譬如SPS之加速劑吸附之量，使加速劑停止作用效果有效地運用於該互連凹部，以及於第二預先處理中加速劑停止作用效果。此情況轉而表示透過調整預先鍍覆處理狀況以高速率無間隙地填滿鍍覆金屬於各種深度之互連凹部(譬如溝槽和貫穿孔)之能力。尤其是，可以藉由依於互連凹部之縱橫比改變於第二預先處理中於第二預先處理溶液中添加劑(均勻劑)之濃度、基板浸泡時間等，而可達成意欲的填滿凹部鍍覆。溶液攪拌狀況亦影響互連凹部之深度，而加速劑停止作用於該互連凹部。
當於基板表面上，例如藉由攪拌，而產生處理溶液流動時，形成在基板表面附近之擴散層之厚度通常與流體之速度形成反比。一種控制處理溶液流過基板表面之流體速度之方法為使用旋轉的圓盤。於此方法中，旋轉圓盤之旋轉速度正比於處理溶液流過旋轉圓盤表面之流體速度。參考形成在旋轉圓盤的表面上之擴散層之厚度，圓盤之旋轉速度ω與擴散層之厚度δ之間的關係可以由下列公式(V.G. Levich等人，“物理化學流體力學”，新澤西州恩格爾伍德懸崖(Englewood Cliffs,N.J.)，普軟提斯-哈爾(Prentice-Hall)(1962))分析地決定：δ=1.61D1/3
ν1/6
ω-1/2
(其中，D表示擴散係數，而ν表示動力黏度)。
第12圖為顯示依照上述公式計算旋轉圓盤之旋轉速度與形成在作為銅鍍覆溶液之水硫酸銅/硫酸溶液(硫酸銅鍍覆溶液)中基板表面之上的擴散層厚度之間的關係之圖式。
於此情況，因為互連凹部(譬如溝槽和貫穿孔)之小寬度或直徑，因此沒有處理溶液之流體被引起於互連凹部，依於流過基板表面之處理溶液之流體速度而形成在基板表面上之擴散層上之厚度，決定對於物質從溶液中之點移動至基板表面所花費的時間。於擴散層中，物質主要藉由擴散移動。為了簡化之目的，採用一維模式作為範例，從擴散層之上表面擴散之化學物種濃度隨時間改變能夠藉由解擴散方程式而決定，如第13圖中所示。於硫酸銅鍍覆溶液中銅離子之擴散係數係使用為擴散方程式中之擴散係數。
如可以從第13圖中看到，從擴散層之上表面之點之距離愈長，則化學物種到達該點要花愈多的時間。再者，從第12圖中顯然看出，擴散層之厚度依於處理溶液之流體速度。這些資料建議第一預先處理中第一預先處理溶液之攪拌強度將很強，而使得大量的化學物種(加速劑)將供應和吸附至基板之互連凹部(譬如貫穿孔和溝槽)之底部上，反之於第二預先處理中第二預先處理溶液之攪拌將溫和實施，而使得化學物種(添加劑(均勻劑))將僅到達基板之場區域之表面，和於互連凹部於他們的開口附近之表面。
另一方面，於因為互連凹部(譬如溝槽和貫穿孔)之大寬度或直徑藉由攪拌溶液而使處理溶液之流體亦產生於互連凹部之情況，處理溶液之流體影響移動於互連凹部之深度方向之物質之移動距離。
舉例而言，現在考慮到分別具有10μM、30μM和50μM之三種類型之貫穿孔，希望當攪拌該處理溶液時係允許處理溶液引入到該等貫穿孔。假定所有的貫穿孔具有70μM之深度，和處理溶液藉由攪拌槳之方式以0.3米/秒或1.3米/秒之槳移動速度攪拌，以數值分析判定處理溶液於貫穿孔中以及於他們的開口之附近之貫穿孔之表面之流動狀態。根據分析結果，可以評估預先處理溶液之流體相關於攪拌強度和貫穿孔之直徑侵入貫穿孔之情況如下。第14圖顯示貫穿孔之直徑與處理溶液之流體侵入貫穿孔中深度之間的關係。於第14圖中，侵入深度(intrusion depth)定義為由處理溶液於1毫米/秒(mm/sec)之流體速度流動到達之深度。
如能夠從第14圖看出，當處理溶液以相同的槳移動速度攪拌時，侵入深度隨著增加貫穿孔直徑而增加。當溶液以1.3毫米/秒之槳移動速度攪拌時，為了獲得第二預先處理溶液之流體於50-μM之貫穿孔之侵入深度與於10-μM之貫穿孔獲得相同的侵入深度，則必須以0.3米/秒之槳移動速度攪拌該溶液。於是，於較大直徑貫穿孔於貫穿孔之深度方向流體速度分佈可以造成與於較小直徑貫穿孔藉由使用較低的攪拌強度而有相似的流體速度分佈。因此，藉由於第二預先處理期間，控制攪拌槳之攪拌強度(移動速度)，則可以均等於各種直徑或寬度之互連凹部於互連凹部之深度方向中添加劑(均勻劑)之效果。
如上述說明，於第二預先處理中，可以藉由控制第二預先處理溶液之攪拌強度係是否互連凹部為窄的一種於該凹部中沒有溶液之流動基於該溶液之攪拌而產生，或者該互連接凹部為寬的一種於該凹部中溶液之流動係依據該溶液之攪拌而產生，而控制於該互連凹部中受到添加劑(均勻劑)效果之於該互連凹部中的深度範圍。因此，對於具有任何大小之互連凹部之基板，能夠於該基板之場區域之表面中和於他們的開口附近之互連凹部之表面中抑制加速劑之效果，反之可以維持於互連凹部中加速劑之效果，尤其於他們的底部。此情況使得可以完成鍍覆之由下而上之生長。
對於能夠抑制加速劑之效果之於互連凹部之他們的開口附近之表面深度較佳是在大約從基板之場區域之表面至互連凹部之底部之深度之一半至三分之一。藉由從形成在基板表面之上之擴散層之上表面擴散至互連凹部之底部，而輸送用於抑制加速劑效果之添加劑(均勻劑)。因此，抑制加速劑之效果反比於從擴散層之最近上表面之距離。
於電鍍中，必須快速供應金屬離子至互連凹部之底部，且因此需要強力攪拌鍍覆溶液。因此，鍍覆溶液於電鍍中較佳將以等於或高於在第二預先處理中攪拌強度之攪拌強度來攪拌。
雖然已經說明了SPS作為加速劑，但是可能使用其他的硫化物作為加速劑。其他可以使用之硫化物之範例包含SPS之同分異構物，二3-磺酸-2-羥丙基(bis(3-sulfo-2-hydroxypropyl))二硫化物及其鈉鹽、3-苯並噻唑-2-硫代丙磺酸(3-(benzothiazolyl-2-thio)propylsulfonic acid)及其鈉鹽、3-磺酸N,N-二甲基二硫代氨基甲酸(3-sulfopropyl N,N-dimethyldithiocarbamate)及其鈉鹽、O-乙基-S-(3-磺酸)-碳酸二乙酯(O-ethyl-S-(3-sulfopropyl)-diethylcarbonate)及其鉀鹽、硫脲及其衍生物等。
雖然已經說明了PEI作為添加劑(均勻劑)，但是可能使用用於抑制加速劑之效果之其他的化合物。此種化合物之範例包含含氮聚合物，例如，譬如聚乙烯四氫咯酮(polyvinyl pyrrolidone)或其衍生物、和習用上已經用為均勻劑之健那綠B(Janus Green B)之陽離子聚合物；醯胺化合物；硫代醯胺化合物；具有苯胺或砒啶環之化合物；雜環化合物；簡明雜環化合物；和胺基羧酸(aminocarboxylic acid)。
雖然已經說明了聚乙烯作為用於鍍覆之抑制劑，但是可能使用其他的抑制劑。其他可以使用之抑制劑之範例包含聚丙二醇、乙二醇與丙二醇之共聚物(copolymer)和其衍生物、聚乙烯醇、羧甲基纖維素等。
例如具有直徑20μm和深度60μm之貫穿孔使用於上述實驗中。對於相同直徑但是具有較大深度之貫穿孔，可以藉由於第二預先處理中於第二預先處理溶液中增加添加劑(均勻劑)之濃度或延長基板浸泡時間而實施無間隙填滿穿孔鍍覆。於實驗的範例中，用於浸泡第二預先處理溶液基板之時間例如為5秒鐘。就於實際裝置中之低再生性之觀點而言，此種短基板浸泡時間也許為不適當。於是，較佳是設定較長的基板浸泡時間。對於具有相同的直徑和相同的深度之貫穿孔可以藉由減少於第二預先處理溶液中添加劑(均勻劑)之濃度而適當地延長基板浸泡時間。
對於具有含有各種直徑和深度之貫穿孔，或者具有含有各種直徑和深度之溝槽之基板，可以藉由事先實施相同基板之鍍覆測試而決定於第二預先處理溶液中之適當添加劑(均勻劑)濃度和於第二預先處理中適當的基板浸泡時間。亦可以根據比較此種測試之結果與擴散分析之結果而決定具有各種寬度或直徑以及各種深度之貫穿孔或溝槽之基板，於第二預先處理溶液中之適當添加劑(均勻劑)濃度和第二預先處理中適當的基板浸泡時間。藉由使用儲存此種測試結果和分析結果之資料之資料庫而可能提供可以自動控制基板浸泡時間和於第二預先處理中於第二預先處理溶液中之添加劑(均勻劑)濃度之鍍覆裝置。
雖然已參照較佳實施例而詳細說明了本發明，但是應該了解到本發明不限於上述之實施例，而是在本文中所表現之本發明概念之範圍內可以作各種之改變和修釋。
10．．．晶種層
12．．．互連凹部
14．．．鍍覆金屬
20．．．鍍覆裝置
22．．．載入/卸載部
24．．．第一預先處理單元
26．．．第二預先處理單元
28．．．鍍覆單元
30a、30b、30c．．．清洗單元
32．．．清洗/乾燥單元
34．．．基板台架
36．．．第一基板輸送裝置
38．．．第二基板輸送裝置
40．．．控制部
42．．．第一預先處理溶液
44、62．．．處理槽
46、64、74．．．垂直可移動基板保持器
48、76．．．陽極保持器
50、78．．．陽極
52．．．攪拌機構
54、68、82．．．攪拌槳
56a、56b、84a、84b．．．導線
58．．．電源
60．．．第二預先處理溶液
66、80．．．攪拌機構
70．．．鍍覆溶液
72．．．鍍覆槽
86．．．鍍覆電源
90．．．加速劑
92．．．添加劑(均勻劑)
W．．．基板
第1圖為依照本發明之實施例之鍍覆裝置之總體平面圖；
第2圖為設置在顯示於第1圖中之鍍覆裝置中之第一預先處理單元之示意圖；
第3圖為設置在顯示於第1圖中之鍍覆裝置中之第二預先處理單元之示意圖；
第4圖為設置在顯示於第1圖中之鍍覆裝置中之鍍覆單元之示意圖；
第5A圖至第5C圖為說明藉由於第1圖中所顯示之鍍覆裝置，將鍍覆金屬填滿於互連凹部之製程步驟之順序之圖式；
第6圖為於電鍍後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片，顯示於該第一預先處理中於初步電解狀況之驗證實驗之結果；
第7圖為於電鍍後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片，顯示於該第一預先處理中於第一預先處理溶液中於加速劑之濃度之驗證實驗之結果；
第8圖為於電鍍後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片，顯示於該第二預先處理中於第二預先處理溶液中於添加劑(均勻劑)之濃度之驗證實驗之結果；
第9圖為於電鍍後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片，顯示於該第二預先處理中於晶片浸泡時間之驗證實驗之結果；
第10圖為於電鍍後測試晶片之一系列橫剖面之顯微照片，顯示於電鍍中於過電壓鍍覆之驗證實驗之結果；
第11圖為於電鍍後測試晶片之一系列橫剖面顯之微照片，顯示藉由在含有高濃度氯離子溶液中反向電解，加速劑之去吸附之驗證實驗之結果，進行作為參考實驗；
第12圖為顯示旋轉圓盤之旋轉速度與形成在硫酸銅鍍覆溶液中基板表面之上之擴散層厚度之間的關係之圖式；
第13圖為顯示從擴散層之上表面之深度與化學物種之標準化濃度之間的關係之圖式；以及
第14圖為顯示貫穿孔之直徑與處理溶液之流體侵入貫穿孔中深度之間的關係之圖式。
20．．．鍍覆裝置
22．．．載入/卸載部
24．．．第一預先處理單元
26．．．第二預先處理單元
28．．．鍍覆單元
30a、30b、30c．．．清洗單元
32．．．清洗/乾燥單元
34．．．基板台架
36．．．第一基板輸送裝置
38．．．第二基板輸送裝置
40．．．控制部
Claims (16)
- 一種鍍覆方法，包括下列步驟：製備於表面中具有互連凹部之基板；藉由將該基板浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中，而實施該基板之第一預先處理；藉由將該基板浸泡於包含均勻劑而不包含加速劑之第二預先處理溶液中並且攪拌該第二預先處理溶液，其中，該均勻劑抑制包含於該第一預先處理溶液中之該加速劑之效果，而實施該基板之第二預先處理；以及然後，藉由使用包含至少一金屬離子、酸和抑制劑而不包含加速劑之鍍覆溶液而實施該基板之表面之電鍍，藉此填滿鍍覆金屬於該互連凹部中。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，實施該第二預先處理時，以控制浸泡時間及攪拌強度之方式，抑制在該互連凹部區域中之該加速劑之效果；該區域之範圍係自該基板之場區域之表面至該互連凹部之底部之深度的一半至三分之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，該第一預先處理為藉由電解處理該基板之表面同時浸泡該基板於該第一預先處理溶液中而實施之初步電解處理。
- 如申請專利範圍第3項所述之鍍覆方法，其中，該初步電解處理實施於50至250A/m2 之電流密度。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，使用硫 化物作為包含於該第一預先處理溶液中之該加速劑。
- 如申請專利範圍第5項所述之鍍覆方法，其中，包含於該第一預先處理溶液中之該加速劑之濃度為5至500μM/L。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，該均勻劑為伸乙亞胺聚合物或者其衍生物。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，當攪拌該處理溶液時，實施該第一預先處理、該第二預先處理和該電鍍之至少其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，當用等於或大於攪拌該第二預先處理之該攪拌強度攪拌該鍍覆溶液時，實施該電鍍。
- 如申請專利範圍第1項所述之鍍覆方法，其中，於該第一預先處理後，該基板之該表面用稀硫酸清洗，以及於該第二預先處理後，該基板之該表面用稀硫酸清洗。
- 一種鍍覆裝置，用於實施鍍覆於表面中具有互連凹部之基板之該表面，該鍍覆裝置包括：第一預先處理單元，用於藉由將該基板浸泡於包含加速劑、金屬離子和酸之第一預先處理溶液中，而實施該基板之第一預先處理；第二預先處理單元，用於藉由將該基板浸泡於包含均勻劑而不包含加速劑之第二預先處理溶液中並且攪拌該第二預先處理溶液，其中，該均勻劑抑制包含於該第一預先處理溶液中之該加速劑之效果，而實施該基板 之第二預先處理；以及電鍍單元，用於在該第二預先處理後，藉由使用包含至少一金屬離子、酸和抑制劑而不包含加速劑之鍍覆溶液而實施該基板之表面之電鍍，藉此填滿鍍覆金屬於該互連凹部中。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍覆裝置，其中，該第二預先處理單元係設置成當在控制浸泡時間及攪拌強度時，實施該第二預先處理，以抑制在該互連凹部區域中之該加速劑之效果；該區域之範圍係自該基板之場域之表面至該互連凹部之底部之深度的一半至三分之一。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍覆裝置，其中，該第一預先處理單元被組構成當浸泡該基板於該第一預先處理溶液中時，實施該基板之該表面之電解處理。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍覆裝置，進一步包括第一清洗單元與第二清洗單元，其中，該第一清洗單元係用稀硫酸清洗該基板之表面，該基板於該第一預先處理單元中經歷了該第一預先處理，和該第二清洗單元係用稀硫酸清洗該基板之該表面，該基板於該第二預先處理單元中經歷了該第二預先處理。
- 如申請專利範圍第11項所述之鍍覆裝置，其中，該第二預先處理單元設置有攪拌裝置，用於攪拌該第二處理溶液，且該第一預先處理單元、和該電鍍單元之至少其中之一設置有攪拌裝置，用於攪拌該處理溶液，以及其中，該鍍覆裝置包含控制部，用於控制該攪拌裝置之攪 拌速度、於該第一預先處理單元中之該第一預先處理時間、於該第二預先處理單元中之該第二預先處理時間、和於該電鍍單元中之電鍍時間。
- 如申請專利範圍第15項所述之鍍覆裝置，其中，該控制部，根據該互連凹部之寬度或直徑和深度，決定於該第二預先處理中該基板之浸泡時間和該第二預先處理溶液之該攪拌強度。
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