專利名稱：材料沉積方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及半導(dǎo)體制造。
背景技術(shù)：
在諸如集成電路、存儲器單元等半導(dǎo)體裝置的制造中，需要執(zhí)行一
系列搮作從而在半導(dǎo)體晶片上定義特征.該半導(dǎo)體晶片包括形式上為定
義于硅襯底上的多層結(jié)構(gòu)的集成電路裝置.在襯底層，形成了具有擴(kuò)散
區(qū)的晶體管裝置。在后續(xù)層中，互連金屬化線被圖形化并電連接到晶體
管裝置從而定義預(yù)期的集成電路裝置。同樣地，困形化的導(dǎo)電層通過電
介質(zhì)材料與其它導(dǎo)電層絕緣。
在半導(dǎo)體晶片上定義特征的一系列操作包括諸多工藝，例如添加、
圖形化、腐蝕、除去、拋光等各種材料層。由于被定義于半導(dǎo)體晶片上 的特征的固有復(fù)雜性，需要以精確的方式執(zhí)行各個工藝。例如，通常需 要在晶片的表面上沉積材料，使得該材料均勻地遵從晶片的表面形貌。
圖1A為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的非均勻材料沉積晶片表面截面視困的圖示。 該晶片表面被定義成具有特征101和102，該特征形成跨過晶片表面的 形貌。該形貌的特征在于基本上平行于該晶片的表面以及基本上垂直于 該晶片的表面。另外，部分特征(例如特征102)被彎曲，使其表面既不 平行也不垂直于晶片.
利用物理氣相沉積技術(shù)的材料沉積的現(xiàn)有方法趨于在暴露于材料源 區(qū)111更多的特征表面上沉積更大數(shù)量的材料，其中所沉積的材料來源 于該材料源區(qū)lll.通常，材料源區(qū)lll表示為晶片上方的區(qū)域.因此， 由于基本上平行于晶片的特征表面更多地暴露于材料源區(qū)111 ，這些特征 表面趨于積累更大數(shù)量的沉積材料。例如，參考困1A，沉積材料103的 厚度107大于厚度105，其中厚度107和105被分別沉積在基本上與晶 片平行和垂直的特征表面上.另外，在一些情形中，材料沉積的不均勻 足以導(dǎo)致所沉積材料的不連續(xù).例如，在彎曲特征102的懸臂下方的位 置示出了不連續(xù)109。在特定應(yīng)用中，更期望的是，在各個特征表面上沉 積厚度均勻的材料而不論特征表面取向如何.另外，在所沉積的材料層 中出現(xiàn)不連續(xù)通常是無法接受的。因此，由于表面暴露于材料源區(qū)111
的變化所致的非均勻材料沉積仍待解決.
圖1B-1至IB-4為示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)致形成孔咪的材料沉 積順序的圖示。圖1B-1示出了在沉積材料103之前具有特征101的晶 片表面。特征IOI定義晶片表面的形貌，在一些情形中，該特征可代表 大縱橫比的特征，其中該特征的垂直尺寸與橫向尺寸的比例大于2或3 比1。
圖1B - 2示出了旨在使用材料103填充相鄰特征101之間間隙的材 料沉積工藝的開始階段.如先前參考圖1A所述，現(xiàn)有技術(shù)材料沉積方法 趨于形成具有不均勻厚度的沉積材料層.沉積材料103的厚度107大于 厚度105，其中厚度107和105分別被沉積到基本上平行和垂直于晶片 的特征101表面，
圖1B- 3示出了旨在使用材料103填充相鄰特征101之間間隙的材 料沉積工藝的稍后階段。由于材料沉積不均勻，基本上平行于晶片的特 征101表面所積累的材料103的厚度大于基本上垂直于晶片表面的材料 厚度。另外，隨著橫向沉積持續(xù)及橫向距離減小，反應(yīng)物更難到達(dá)低部 區(qū)域并進(jìn)一步減小了這些區(qū)域的沉積速率.
圖1B - 4示出了旨在使用材料103填充相鄰特征101之間間隙的材 料沉積工藝的最終結(jié)果.由于材料沉積的不均勻，在各個基本平行特征 101表面上沉積的材料最后到達(dá)某一厚度，從而在相鄰特征之間形成橋。 該橋?qū)е略谙噜徧卣?01之間的間隙內(nèi)形成孔隙或鎖眼113。因此，材 料沉積的不均勻會導(dǎo)致不合格的材料沉積結(jié)果。
除了沉積材料以均勻地遵從晶片表面的形貌之外，理想地還需以精 確的方式平坦化晶片表面以減小晶片表面形貌的變化。未精確平坦化 時，附加金屬化層制造的難度會由于晶片表面形貌變化的增大而變得更 加困難。
化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝是一種用于執(zhí)行晶片平坦化的方法.通 常，CMP工藝涉及使用移動拋光墊在受控壓力下保持并接觸旋轉(zhuǎn)晶片.CMP 系統(tǒng)通常將拋光墊設(shè)定在旋轉(zhuǎn)平臺或線性帶上.另外，在晶片和拋光墊 之間的界面存在漿料，以促進(jìn)和增強(qiáng)CMP工藝，
盡管CMP工藝非常勝任并可用于提供晶片平坦化，目前仍一直希望 繼續(xù)研究和研發(fā)執(zhí)行晶片平坦化的備選技術(shù)。鑒于前述內(nèi)容，需要一種 平坦化晶片的設(shè)備和方法，作為傳統(tǒng)CMP工藝的備選或補(bǔ)充.

發(fā)明內(nèi)容
在一個實(shí)施例中，公開了在晶片表面上沉積材料的方法。該方法包 括將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄谋砻嫔?該無電解電鍍?nèi)芤罕槐３衷?不會發(fā)生電鍍反應(yīng)的溫度下。該方法還包括將晶片表面曝光于能夠?qū)⒕?片表面的溫度增大到發(fā)生電^應(yīng)狀態(tài)的輻射能量，其中在晶片表面和 無電解電鍍?nèi)芤褐g的界面發(fā)生該電鍍反應(yīng)。
在另一個實(shí)施例中，公開了用于在晶片表面上沉積材料的設(shè)備。該 設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽.該槽含有無電解電鍍?nèi)芤?另外，將 晶片支持結(jié)構(gòu)置于該槽內(nèi)。該晶片支持結(jié)構(gòu)配置成將晶片支持在槽所包 含的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置.該設(shè)備進(jìn)一步包括置于該晶片支持 結(jié)構(gòu)上的輻射能量源。該輻射能量源被定向成將輻射能量導(dǎo)向被支持在 無電解電鍍?nèi)芤褐薪]位置的晶片。
在另一個實(shí)施例中，公開了用于在晶片表面上沉積材料的另一種設(shè) 備。該設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽。該槽包含無電解電鍍?nèi)芤骸Ｔ?br> 設(shè)備還包括晶片支架(holder)，用于將晶片插入和撤離槽內(nèi)所包含的 無電解電鍍?nèi)芤?。另外，將輻射能量源置于槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤?之上。該輻射能量源被定向成當(dāng)從無電解電鍍?nèi)芤褐谐冯x晶片時將輻射
能量導(dǎo)向該晶片。
在另 一個實(shí)施例中，公開了用于在晶片表面上沉積材料的另 一種設(shè) 備。該設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽。該槽包含無電解電鍍?nèi)芤?。?外，將晶片支持結(jié)構(gòu)置于該槽內(nèi)。該晶片支持結(jié)構(gòu)配置成將晶片支持在 槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置。該設(shè)備進(jìn)一步包括置于該晶 片支持結(jié)構(gòu)內(nèi)的輻射能量源。該輻射能量源被定向成將輻射能量導(dǎo)向被 支持在無電解電鍍?nèi)芤褐薪]位置處的晶片的底面.該輻射能量能夠穿 過晶片從而加熱位于晶片頂面上的材料。
在一個實(shí)施例中，公開了用于在晶片上沉積平整層的設(shè)備。該設(shè)備 包括由底部和圍墻定義的槽.該槽包含無電解電鍍?nèi)芤?該設(shè)備還包括 置于槽內(nèi)的晶片支持結(jié)構(gòu)。該晶片支持結(jié)構(gòu)配置成將晶片支持在槽所包 含的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置。該設(shè)備進(jìn)一步包括置于該晶片支持 結(jié)構(gòu)上并基本上平行于該晶片支持結(jié)構(gòu)的平面部件.該平面部件可沿朝 向和背離晶片支持結(jié)構(gòu)的方向移動。當(dāng)晶片支持結(jié)構(gòu)支撐晶片時，該平 面部件可以定位成靠近該晶片。另外，該設(shè)備包括置于該平面部件上和 晶片支持結(jié)構(gòu)上的輻射能量源。當(dāng)晶片支持結(jié)構(gòu)支撐晶片時，該輻射能 量源被定向成使輻射能量穿過該平面部件而到達(dá)晶片.
在另 一個實(shí)施例中，公開了將平坦化層涂敷到晶片表面上的方法。 該方法包括將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻娴牟僮?。該無電解電鍍?nèi)?液被保持在不容易發(fā)生電鍍反應(yīng)的溫度，該方法還包括將平面部件置于 晶片表面的頂部上并最靠近該頂部。該平面部件用于排除介于該平面部 件和晶片表面之間的無電解電鍍?nèi)芤翰糠?。該方法進(jìn)一步包括通過使輻 射能量穿過該平面部件而將晶片表面詠光于輻射能量，該輻射能量能夠 使晶片表面的溫度增大到無電解電鍍?nèi)芤号c晶片表面之間的界面發(fā)生電 鍍反應(yīng)的狀態(tài)。該電鍍反應(yīng)在該晶片表面和平面部件之間形成平坦化 層。
參考附圖通過下述詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加 明顯，其中這些附圖以示例的方式闡述了本發(fā)明。


參考下述描述并結(jié)合附圖可以更好地理解本發(fā)明及其另外優(yōu)點(diǎn)，附
圖中
的圖示；
圖1B - 1至1B - 4為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的形成孔隙的材料沉積順序的圖
示；
圖2A為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于在晶片表面上沉積材料 的設(shè)備的圖示；
圖2B為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的圖2A設(shè)備的變形的困示； 圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的圖2A設(shè)備的變形的困示； 圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的圖2A設(shè)備的另一個變形的圖
示；
圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的圍4設(shè)備的變形的圖示；
圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的設(shè) 備的圖示，其中該設(shè)備組合了圖3的準(zhǔn)直輻射能量源和圖4的容器；
圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的設(shè) 備的圖示，其中該設(shè)備組合了圖3的準(zhǔn)直輻射能重源和圖5的容器；
圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的設(shè)
備的困示；
圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的設(shè) 備的圖示；
圖10A為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的 方法的流程圖IOB為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，困10A的操作1001的擴(kuò)展 的圖示；
圖IOC為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，困10A的操作1003的擴(kuò)展 的圖示；
圖IOD為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，圖10A的操作1005的擴(kuò)展 的圖示；
圖11為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片上沉積平坦化層的設(shè) 備的圖示；
圖12A至121代表示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，通過在晶片上沉 積平坦化層而執(zhí)行平坦化工藝的一系列圖示；
圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上涂敷平坦化層 的方法的流程示；以及
圖14為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上涂敷平坦化層 的另一種方法的流程圖的圖示。
發(fā)明詳述
一般來說，本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于在半導(dǎo)體晶片("晶片") 上沉積材料的方法和設(shè)備。更為特別地，本發(fā)明提供了選擇性地加熱被 曝光于無電解電鍍?nèi)芤旱木砻嫔系牟牧?通過對晶片表面施加輻射 能量而提供選擇性加熱。該輻射能量被定義成具有相對于其它周圍材料 擇優(yōu)地加熱該晶片表面上材料的波長范圍。在材料沉積過程中可以調(diào)節(jié) 該輻射能量，從而最佳地遵從晶片表面上材料的變化條件。晶片表面的 選擇性加熱導(dǎo)致晶片表面和無電解電鍍?nèi)芤褐g界面溫度增大，該界面 的溫度增大反過來導(dǎo)致在該晶片表面發(fā)生電鍍反應(yīng).因此，通過無電解 電鍍反應(yīng)在該晶片表面上沉積材料，其中使用恰當(dāng)定義的輻射能重源改 變該晶片表面的溫庋而觸發(fā)和控制該無電解電鍍反應(yīng)，
另外，本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于平坦化晶片的方法和設(shè)備.更為 具體地，本發(fā)明提供了在晶片上沉積平坦化層的方法和設(shè)備，其中該平
坦化層用于填充晶片表面上的凹陷區(qū)域.根據(jù)本發(fā)明，將平面部件置于 晶片頂面上并靠近該頂面.該平面部件定位成在該平面部件和晶片表面 之間捕獲無電解電鍍?nèi)芤海沟镁砻嫔系陌枷輩^(qū)域填充了無電解電 鍍?nèi)芤?。隨后對晶片表面施加輻射能量以選擇性地加熱晶片表面上的材 料。晶片表面的選擇性加熱導(dǎo)致晶片表面和無電解電鍍?nèi)芤褐g界面處 的溫度上升。該溫度上升反過來導(dǎo)致在晶片表面發(fā)生電鍍反應(yīng).通過連 續(xù)地施加輻射能量而消耗該平面部件與晶片表面之間的無電解電鍍?nèi)芤?中的反應(yīng)物。隨后將平面部件撤離晶片以允許新鮮的無電解電鍍?nèi)芤荷?布在平面部件和晶片之間。隨后，重新放置該平面部件并重新施加輻射 能量。最終，通過電鍍反應(yīng)而沉積的材料形成與該平面部件平整度一致 的平坦化層。
在下迷描述中，羅列了多個具體細(xì)節(jié)以提供對本發(fā)明的徹底了解。 然而，本發(fā)明技術(shù)人員將會清楚地了解到，可以在不采用部分或全部這 些具體細(xì)節(jié)的情況下來執(zhí)行本發(fā)明。在其它示例中，未詳細(xì)地描迷公知 的工藝操作，以免不必要地使本發(fā)明變得模糊.
圖2A為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的設(shè) 備的圖示。該設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽201。槽201包括無電解 電鍍?nèi)芤?03?？梢允褂眠m當(dāng)?shù)那彝ǔ？色@得的無電解電鍍?nèi)芤?例如由 Shipley Company制造的Cuposit 250 )實(shí)施本發(fā)明，備選地，可以研 發(fā)出定制的無電解電鍍?nèi)芤阂杂糜诒景l(fā)明。然而，優(yōu)選地?zé)o電解電鍍?nèi)?液203應(yīng)被定義成在中等溫度或者更高溫度下發(fā)生反應(yīng)。例如，在一個 實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤?03在低于約401C的溫度下不會發(fā)生反應(yīng).
在一個實(shí)施例中，提供了入口 213用于向槽201提供無電解電鍍?nèi)?液203，提供了出口 215用于從槽201清除無電解電鍍?nèi)芤?03.因此， 入口 213和出口 215可用于控制流過槽201的無電解電鍍?nèi)芤?03的流 量。在一個實(shí)施例中，可以周期性地補(bǔ)充無電解電鍍?nèi)芤?03.在另一個 實(shí)施例中，可以提供連續(xù)地流過槽201的無電解電鍍?nèi)芤?03。還應(yīng)該 了解到，可在槽201內(nèi)布置折流板(baffle)或其它改變液流方向的機(jī) 制，從而提供流過槽201的無電解電鍍?nèi)芤?03的液流的預(yù)期方向性和 均勻性。另外，在一個實(shí)施例中，可在槽201內(nèi)安裝熱交換器221以保 持槽201內(nèi)無電解電鍍?nèi)芤?03的溫度。在另一個實(shí)施例中，可將熱交
換器221安裝在槽201的外部以保持進(jìn)入槽201的無電解電鍍?nèi)芤?03 的溫度。在一個實(shí)施例中，熱交換器221用線困表示，無電解電鍍?nèi)芤?203在該線團(tuán)上方流過。然而，應(yīng)該了解到，本發(fā)明可以采用適用于影響 無電解電鍍?nèi)芤?03溫度的任何其它類型的熱交換器221.優(yōu)選地，該 無電解電鍍?nèi)芤?03被保持在基本上較低的溫度.例如，在一個實(shí)施例 中，無電解電鍍?nèi)芤?03被保持在低于約15TC的溫度，其中無電解電鍍 溶液203溫度的下限受溶解度限制.
圖2A的設(shè)備還包括置于槽201內(nèi)的晶片支持結(jié)構(gòu)205，該晶片支持 結(jié)構(gòu)將晶片207支持在無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi)的浸沒位置.在一個實(shí)施 例中，該晶片支持結(jié)構(gòu)205被定義成提供與晶片207底面基本上完全接 觸。然而，在其它實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)205可定義為與晶片207的 底面部分接觸。例如，在一個實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)205包括多個凸 起區(qū)域，用于接觸晶片207的底面。在晶片支持結(jié)構(gòu)205上散布多個凸 起區(qū)域，從而允許晶片輸運(yùn)裝置在晶片207底部和晶片支持結(jié)構(gòu)205頂 部之間橫向移動。在另一個示例實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)205包括用于 接觸晶片207底部的多個提升引腳.可以促使這些提升引腳相對于晶片 支持結(jié)構(gòu)205提高或降低晶片207，從而有助于晶片207朝向或遠(yuǎn)離晶 片支持結(jié)構(gòu)205的輸運(yùn)。在其它實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)205包括軋輥 或指狀結(jié)構(gòu)。無論具體晶片支持結(jié)構(gòu)205采取何種實(shí)施例，晶片支持結(jié) 構(gòu)205被設(shè)置成在材料沉積過程中牢固地支撐晶片207。在一個實(shí)施例 中，晶片支持結(jié)構(gòu)205配置成在材料沉積過程中振蕩以增強(qiáng)晶片207的 頂面暴露于無電解電鍍?nèi)芤?03.在該實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)205可 配置成沿下述方向振蕩水平方向219、垂直方向217、旋轉(zhuǎn)方向、或上 述方向的任意組合.優(yōu)選地，晶片支持結(jié)構(gòu)205配置成沿某一取向支持 晶片207，該取向可使捕獲來源于無電解電鍍反應(yīng)的氣泡的可能性最小 化。
圖2A的設(shè)備進(jìn)一步包括置于晶片支持結(jié)構(gòu)205上的輻射能量源 209。輻射能重源209被定向成將輻射能量211導(dǎo)向晶片207，其中晶片 207被晶片支持結(jié)構(gòu)205保持在無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi)的浸沒位置.該 輻射能量源209配置成產(chǎn)生輻射能量211，其波長范圍能夠選擇性地加 熱晶片207表面上的材料(即，輻射能量211將入射到該材料上)。出
于討論的目的，〗吏用波長表征輻射能量211.然而，應(yīng)該理解到，可以等 效地用頻率表征輻射能量211。例如，如果由材料"X"定義晶片207表 面，則輻射能量211定義成具有下述波長范圍，即該波長范圍可被材料 "X"的原子/分子吸收從而增大材料"X"的原子/分子的激發(fā)。材料"X" 的原子/分子激發(fā)的增大將會導(dǎo)致加熱并提髙材料"X"的溫度。優(yōu)選地， 激發(fā)材料"X"原子/分子所需的輻射能重211的波長范圍將導(dǎo)致周圍材 料中原子/分子的零激發(fā)或有限激發(fā)。部分緊鄰材料包括位于材料"X" 及大量無電解電鍍?nèi)芤?03的下方或與其相鄰的不同晶片207材料，因 此，由輻射能量源209產(chǎn)生的輻射能量211配置成選擇性地加熱晶片207 表面上的特定材料，而不管晶片207表面上該特定材料的取向如何。例 如，為了選擇性地加熱晶片207表面上的Cu，輻射能量可定義成波長約 250納米。
在一個實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤?03被保持在足夠低的溫度，在 該溫度下不會發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)。因此，將晶片207浸入無電解電鍍 溶液203中不足以導(dǎo)致通過無電解電鍍反應(yīng)在晶片207上發(fā)生材料沉 積。然而，通過施加福射能量211而選擇性地加熱晶片207上的特定材 料，將會使該特定材料的溫度增大到發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)的溫度。由于 通過輻射能量211選擇性地加熱該特定材料，該無電解電M應(yīng)將發(fā)生 于該特定材料和無電解電鍍?nèi)芤?03之間的界面處.在一個實(shí)施例中， 輻射能量源209能夠以脈沖方式產(chǎn)生輻射能量211。對晶片207上特定 材料以脈沖方式施加輻射能量211，該方法可用于以循環(huán)的方式加熱和淬 火該特定材料。在下文中，通過脈沖輻射能量211，可以以循環(huán)(即，脈 沖)的方式控制特定材料和無電解電鍍?nèi)芤?03之間界面處的無電解電 鍍反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對材料沉積的進(jìn)一步控制.在一個實(shí)施例中，各輻射 能量脈沖的持續(xù)時間范圍為約1毫秒至約500毫秒。還應(yīng)該了解到，輻 射能量強(qiáng)度的增大將會導(dǎo)致被輻射能量激發(fā)的特定材料的溫度增大，同 時無電解電鍍反應(yīng)速率相應(yīng)的增大。因此，采用困2A的設(shè)備，使用恰當(dāng) 定義且受控的輻射能f 211改變晶片207上特定材料的溫度而觸發(fā)和控 制無電解電鍍反應(yīng)，由此將材料沉積在晶片207表面上。
優(yōu)選地，輻射能量源209配置成對晶片207頂面施加基本上均勻數(shù) 量的輻射能量211。在圖2A的實(shí)施例中，輻射能量源209配置成在材料
沉積過程中保持在靜止的位置。然而，靜止輻射能量源209能夠在晶片 207頂面上均勻地施加輻射能量211.應(yīng)該理解到，各種輻射能量211反 射表面可與靜止輻射能量源209結(jié)合使用，從而獲得在晶片207頂面上 均勻地施加輻射能量211。另外，在備選實(shí)施例中，可采用輻射能量源陣 列，從而在晶片207頂面上均勻地施加輻射能量211。另外，晶片制造 工藝中通常使用的用于收集晶片表面條件相關(guān)數(shù)據(jù)的各種類型監(jiān)視設(shè)備 可以與圖2A的設(shè)備結(jié)合使用。從該監(jiān)視設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)可作為反饋而用 于控制輻射能量源209.
圖2B為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，圖2A設(shè)備的變形的困示。 和圖2A —樣，圖2B包括具有入口 213及出口 215的槽201、無電解電 鍍?nèi)芤?03、以及熱交換器221。然而，在圖2B中，輻射能量源209置 于晶片207的底面之下。另外，晶片支持結(jié)構(gòu)205調(diào)整為繞晶片207的 外圍支持該晶片。在圖2B的實(shí)施例中，輻射能量211從輻射能量源209 被導(dǎo)向晶片207底部.輻射能量211穿過晶片207到達(dá)晶片207的頂面。 應(yīng)該了解到，晶片207的頂面被定義為具有由角度各不相同的斜坡分隔 的多個峰和谷的形貌。輻射能量207定義成具有這樣的波長范圍，即， 在橫向穿過晶片207時與晶片207的交互作用最小，然而， 一旦到達(dá)晶 片207的頂面，輻射能量211波長范圍被定義為選擇性地加熱晶片207 頂面上的材料。因此，和圖2A相同，圖2B的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了通過無電解電 鍍反應(yīng)在晶片207表面上沉積材料，其中使用恰當(dāng)定義且受控的輻射能 量211通過改變晶片207的溫度而觸發(fā)和控制該無電解電鍍反應(yīng)。
圖3為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，圖2A設(shè)備的變形的困示。不 像圖2A所示那樣使用靜止輻射能量源209，圖3的設(shè)備采用準(zhǔn)直輻射能 量源301。準(zhǔn)直輻射能量源301配置成將輻射能量211準(zhǔn)直于有限的立 體角內(nèi)。在一個實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能量源301被定向成使得輻射能量 211的該有限立體角基本上垂直于晶片207所在平面。準(zhǔn)直輻射能重源 301進(jìn)一步配置成如箭頭303所示掃過晶片207表面。然而，準(zhǔn)直輻射 能量源301并不限于沿箭頭303所示方向掃描。應(yīng)該了解到，準(zhǔn)直輻射 能量源301可配置成沿任意方向掃過晶片207表面.另外，準(zhǔn)直輻射能 量源301可配置成以圃錐形方式旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)軸為從旋轉(zhuǎn)點(diǎn)與晶片207 所在平面垂直的軸線延伸。不論采用了何種具體掃描運(yùn)動，準(zhǔn)直輻射能量源301配置成將基本上均勻數(shù)量的輻射能量211施加于晶片207頂面 上。
圖4為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，困2A設(shè)備的另一種變形的圖 示.不像圖2A所示那樣使用槽201，困3所示在晶片207表面上沉積材 料的設(shè)備使用容器401.該容器由頂部403、底部、及圍墻定義.和槽 201相同，容器401還包括無電解電鍍?nèi)芤?03。另外，容器401包括入 口 213用于向容器401供應(yīng)無電解電鍍?nèi)芤?03，包括出口 215用于從 容器401清除無電解電鍍?nèi)芤?03.困4中所述的晶片支持結(jié)構(gòu)205、熱 交換器221、輻射能量源209、以及輻射能量211等效于參考閨2A所述 的部件。然而，在圖4中，輻射能量211穿過容器401的頂部403而到 達(dá)晶片207。相應(yīng)地，容器401的頂部403由這樣的材料制成，該材料 ("容器頂部材料")能夠?qū)妮椛淠芰吭?09發(fā)射的輻射能量211透 射到容器401內(nèi)部.在各種示例實(shí)施例中，該容器頂部材料為石英、玻 璃、或聚合物等。在一個實(shí)施例中，該頂部材料被配置成透射輻射能量 211而基本上不調(diào)整輊射能量211的波長范圍和方向。在另一個實(shí)施例 中，該容器頂部材料配置成將輻射能量211的波長范圍調(diào)整為選擇性加 熱晶片207頂面上預(yù)期材料所需的波長范圍，而不調(diào)整輻射能量211的 方向，在另一個實(shí)施例中，該容器頂部材料配置成將輻射能量211的方 向調(diào)整成均勻地分布在晶片207頂面上，而不調(diào)整輻射能量211的波長 范圍。在又一個實(shí)施例中，該容器頂部材料配置成調(diào)整輻射能量211的 波長范圍和方向，從而在晶片207頂面上獲得輻射能量211的均勻分布。 出于討論的目的，將發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)(即，發(fā)生材料沉積)的 晶片207表面上的位里稱為成核位置。晶片207表面每單位面積的成核 位置數(shù)目稱為成核密度.在某些材料沉積應(yīng)用中，理想地增大成核密度. 增大成核密度的一個途徑為增大無電解電鍍?nèi)芤旱膲毫ΑＨ萜?01配置 成包含處于高壓(即，高于大氣壓力)下的無電解電鍍?nèi)芤?03.在髙壓 下，在材料沉積過程中晶片207表面上的成核密度將增大。另外，在高 壓下，可以抑制由無電解電鍍反應(yīng)引起的在晶片表面上形成的氣泡，在 一個實(shí)施例中，可以對經(jīng)過入口 213和出口 215的無電解電鍍?nèi)芤?03 液流進(jìn)行節(jié)流而作為壓力控制器，從而能夠控制容器401內(nèi)無電解電鍍 溶液203的壓力。在另一個實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤涵h(huán)流系統(tǒng)中的壓
力控制器采用增壓器以控制容器401內(nèi)無電解電鍍?nèi)芤?03的壓力.參 考圖2A的前述熱交換器221被用于控制容器401內(nèi)髙壓下無電解電鍍?nèi)?液203的溫度。應(yīng)該了解到，無電解電鍍?nèi)芤?03可以保持在與無電解 電鍍?nèi)芤?03的化學(xué)要求以及容器401的機(jī)械要求相兼容的任何適當(dāng)壓 力和溫度下。然而，優(yōu)選地，體無電解電鍍?nèi)芤?03的溫度保持在低于 發(fā)生無電解電M應(yīng)的溫度。因此，只在被選擇性加熱的晶片207表面 材料與無電解電鍍?nèi)芤?03之間發(fā)生無電解電41^應(yīng)。另外，溫度更低 的體無電解電鍍?nèi)芤?03用于在以脈沖方式施加輻射能量211時對選擇 性加熱的晶片207表面材料進(jìn)行淬火。
圖5為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，圖4設(shè)備的變形的圖示。和 圖4相同，圖5所示用于在晶片207表面上沉積材料的設(shè)備也使用容器 501。然而與圖4不同的是，困5所示輻射能量源209置于容器501內(nèi)。 因此，輻射能量源209被置于晶片207上的無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi)。因 此容器501的頂部503無需透射由輻射能量源209發(fā)射的輻射能量211。 在一些情形中，使用容器頂部材料輔助調(diào)整輻射能量211的波長范圍和 方向是不適宜的。同樣在一些情形中，可能期望的是，將無電解電鍍?nèi)?液保持在足以透射輻射能量211的高壓下，其中容器頂部材料不容易承 受該高壓。將輻射能量源209置于容器501內(nèi)，可以避免對容器頂部材 料強(qiáng)度以及該容器頂部材料將如何影響輻射能量211的波長范圍及方向 的考慮，同時保持對無電解電鍍?nèi)芤?03壓力控制的能力.
在圖4和5的實(shí)施例中，輻射能量源209配置成在材料沉積過程中 保持靜止位置。然而，該靜止輻射能量源209能夠均勻地將輻射能量211 施加到晶片207的頂面上。應(yīng)該了解到，可將各種輻射能量211反射表 面與靜止輻射能量源209結(jié)合使用，從而實(shí)現(xiàn)將輻射能量211均勻地施 加于晶片207頂面上。在圖4中，輻射能量211反射表面可置于容器401 的內(nèi)部和/或外部。在困5中，輻射能量211反射表面可置于容器501內(nèi) 部。
圖6為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片207表面上沉積材料 的設(shè)備的圖示，其中該設(shè)備組合了困3的準(zhǔn)直輻射能量源301和圖4的 容器401。換而言之，圖6的實(shí)施例代表了用準(zhǔn)直輻射能重源301代替 靜止輻射能量源209的圖4實(shí)施例。先前參考困3所述的準(zhǔn)直輻射能量
源301的特征同樣適用于在圖6實(shí)施例中實(shí)施的準(zhǔn)直輻射能重源301.
圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片207表面上沉積材料 的設(shè)備的圖示，其中該設(shè)備組合了圖3的準(zhǔn)直輻射能量源301和困5的 容器501。換而言之，圖7的實(shí)施例代表了用準(zhǔn)直輻射能重源301代替 靜止輻射能量源209的圖5實(shí)施例。先前參考困3所述的準(zhǔn)直輻射能量 源301的特征同樣適用于在困7實(shí)施例中實(shí)施的準(zhǔn)直輻射能量源301
圖8為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片207表面上沉積材料 的設(shè)備的圖示。該設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽801.槽801配置成 包括無電解電鍍?nèi)芤?03。在一個實(shí)施例中，槽801配置成具有分別供 應(yīng)和除去無電解電鍍?nèi)芤?03的入口 807和出口 809。因此，和圖2A的 入口 213及出口 215相似，圖8的入口 807和出口 809可用于控制流經(jīng) 槽801的無電解電鍍?nèi)芤?03的流重。同樣，和圖2A相似，將熱交換器 221安裝在槽801內(nèi)以保持槽801內(nèi)無電解電鍍?nèi)芤?03的溫度。備選 地，熱交換器221可安裝在槽801的外部以保持進(jìn)入槽801的無電解電 鍍?nèi)芤?03的溫度，
圖8的設(shè)備還包括晶片支架(未示出)，該晶片支架配置成將晶片 207浸入槽801所包括的無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi).該晶片支架還配置成 將晶片207撤離無電解電鍍?nèi)芤?03.當(dāng)晶片207被浸入和撤離槽801 內(nèi)的無電解電鍍?nèi)芤?03時，該晶片支架適當(dāng)?shù)嘏渲贸蓢Ш喜⒗喂痰乇?持晶片207.同樣，該晶片支架能夠在基本上不變的平面取向內(nèi)以受控速 率移動該晶片。
圖8的設(shè)備進(jìn)一步包括置于無電解電鍍?nèi)芤?03上的準(zhǔn)直輻射能量 源301。準(zhǔn)直輻射能量源301被定向成在從無電解電鍍?nèi)芤?03撤離晶 片207時將輻射能量211導(dǎo)向晶片207。該輻射能量211等效于參考困 2A的前述輻射能量。因此，輻射能量211的波長范圍能夠在輻射能量211 入射晶片207表面上時選擇性地加熱該表面上的特定材料.當(dāng)從槽801 內(nèi)的無電解電鍍?nèi)芤?03擻離晶片207時，無電解電鍍?nèi)芤旱膹澰旅?11 粘附到晶片207的表面。因此，使用輻射能量211選擇性加熱特定材料 會導(dǎo)致在特定材料和無電解電鍍?nèi)芤簭澰旅?11之間界面處發(fā)生無電解 電鍍反應(yīng)。
在一個實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能重源301配置成將輻射能211準(zhǔn)直在 有限立體角內(nèi)。在該實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能量源301定向成使得輻射能
量211的有限立體角被導(dǎo)向基本上垂直于晶片207移動的取向平面.準(zhǔn) 直輻射能量源301還被配置成掃過晶片207的表面.應(yīng)該了解到，在該 實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能量源301配置成沿任何方向掃過晶片207的表面。 同樣，在該實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能量源301配置成以圃錐方式旋轉(zhuǎn)，其 旋轉(zhuǎn)軸為從旋轉(zhuǎn)點(diǎn)與晶片207移動的取向平面垂直的軸線。然而，不論 采用了何種具體掃描或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，本實(shí)施例的準(zhǔn)直輻射能量源301配置 成在從無電解電鍍?nèi)芤?03撤離晶片207時將基本上均勻數(shù)量的輻射能 量211施加于晶片207表面上。在另一個實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能量源301 配置成發(fā)射窄立體角的輻射能量，該立體角對著晶片的直徑.在本實(shí)施 例中，準(zhǔn)直輻射能量源301被保持在相對于槽801靜止的位置，同時在 從無電解電鍍?nèi)芤?03撤離晶片207時將基本上均勻數(shù)重的輻射能童211 施加于晶片207的表面上。在又一個實(shí)施例中，可布置準(zhǔn)直輻射能量源 301陣列，從而在從無電解電鍍?nèi)芤?03撤離晶片207時將輻射能量211 施加于晶片207的表面。
圖8還闡述了該設(shè)備的操作狀態(tài)序列.在狀態(tài)1，晶片207置于槽 801內(nèi)無電解電鍍?nèi)芤?03上。在狀態(tài)1，準(zhǔn)直輻射能量源301未激活， 在狀態(tài)2，晶片207如箭頭803所示被浸入槽801所包括的無電解電鍍 溶液203內(nèi)。在狀態(tài)2，準(zhǔn)直輻射能量源301未激活。在狀態(tài)3，晶片 207被完全浸沒在槽801所包括的無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi)。在狀態(tài)3，準(zhǔn) 直輻射能量源301未激活。在狀態(tài)4,準(zhǔn)直輻射能量源被激活，如箭頭 805所示從槽801所包括的無電解電鍍?nèi)芤?03撤離晶片207。當(dāng)從無電 解電鍍?nèi)芤?03振離晶片207時，無電解電鍍?nèi)芤旱膹澰旅?11粘附到 晶片207的表面。入射到晶片207上的輻射能量211致使晶片207表面 上的特定材料被加熱.對晶片207表面上的特定材料進(jìn)行加熱，致使在 該特定材料與無電解電鍍?nèi)芤簭澰旅?11之間的界面處發(fā)生無電解電鍍 反應(yīng).當(dāng)從槽801內(nèi)的無電解電鍍?nèi)芤?03完全撤離晶片207時，整個 晶片表面被均勻地瀑光于輻射能量211.因此，通過均勻分布的無電解電 鍍反應(yīng)而將材料均勻地沉積在晶片207表面上.應(yīng)該了解到，在圖8的 設(shè)備搮作過程中，可以如先前參考圖2A所述地控制槽801內(nèi)無電解電鍍 溶液203的流量和溫度.
圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片207表面上沉積材料 的設(shè)備的圖示，該設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽901。槽901配置成
包括無電解電鍍?nèi)芤?03.在一個實(shí)施例中，槽901配置成具有分別供 應(yīng)和除去無電解電鍍?nèi)芤?03的入口 911和出口 913。因此，和圖2A的 入口 213及出口 215相似，圖9的入口 911和出口 913可用于控制流過 槽901的無電解電鍍?nèi)芤?03的流量。同樣，和圖2A相似，熱交換器 221安裝在槽901內(nèi)以保持槽901內(nèi)無電解電鍍?nèi)芤?03的溫度.備選 地，熱交換器221安裝在槽901外部以保持流入槽901的無電解電鍍?nèi)?、液203的溫度。
圖9的設(shè)備還包括晶片支持和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)907。晶片支持和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 907配置成將晶片207支持在某一位置，其中該晶片的下面部分浸沒在 無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi).在一個實(shí)施例中，晶片支持和旋轉(zhuǎn)機(jī)制907包 括置于晶片207外圍的多個軋輥。這些多個軋輥中的每個軋輥定義成以 受控方式在如箭頭909所示基本固定的取向平面內(nèi)支持和旋轉(zhuǎn)該晶片。 在一個實(shí)施例中，晶片支架907還被配置成將晶片207降低約一半而浸 入無電解電鍍?nèi)芤?03內(nèi)，并在完成材料沉積過程時從無電解電鍍?nèi)芤?203撤離該晶片207。
圖9的設(shè)備進(jìn)一步包括置于無電解電鍍?nèi)芤?03上的準(zhǔn)直輻射能量 源903。準(zhǔn)直輻射能重源903被定向成當(dāng)晶片207被旋轉(zhuǎn)離開無電解電 鍍?nèi)芤?03時將輻射能量211導(dǎo)向晶片207,輻射能量211等效于先前 參考圖2A所述的輻射能量。因此，輻射能量211的波長范圍在輻射能量 211入射到晶片207表面時能夠選擇性地加熱該表面處的特定材料'當(dāng) 晶片207轉(zhuǎn)出槽901內(nèi)的無電解電鍍?nèi)芤?03時，無電解電鍍?nèi)芤簭澰?面915粘附到晶片207表面。因此，輻射能量211對特定材料的選擇性 加熱致使在該特定材料和無電解電鍍?nèi)芤簭澰旅?15之間的界面處發(fā)生 無電解電鍍反應(yīng)。另外，準(zhǔn)直輻射能量源903進(jìn)一步配置成掃過晶片207 表面，如箭頭905所示.準(zhǔn)直輻射能量源903的掃描是受控的，從而確 保當(dāng)晶片207轉(zhuǎn)出無電解電鍍?nèi)芤?03時，將基本上均勻數(shù)量的輻射能 量211施加到晶片207表面上，因此，每次一旦完全將晶片207旋轉(zhuǎn)離 開無電解電鍍?nèi)芤?03時，整個晶片207表面被均勻地曝光于輻射能量 211。接著，通過均勻分布的無電解電鍍反應(yīng)將材料均勻地沉積到晶片207 表面上。
在一個實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能重源903配置成將輻射能重211準(zhǔn)直 到有限立體角內(nèi)。在本實(shí)施例中，準(zhǔn)直輻射能量源903定向成使得輻射
能量211的有限立體角基本上垂直于晶片207旋轉(zhuǎn)的取向平面.準(zhǔn)直輻
射能量源903可進(jìn)一步配置成圍繞一軸線以圃錐形方式旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸
從附著到準(zhǔn)直輻射能量源903的參考點(diǎn)垂直地延伸指向晶片207旋轉(zhuǎn)的
取向平面。在另一個實(shí)施例中，可放置準(zhǔn)直輻射能量源903的陣列，從
而在將晶片207轉(zhuǎn)出無電解電鍍?nèi)芤?03時以基本上均勻的方式將輻射
能量211施加到晶片207表面。
圖10A為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上沉積材料的
方法的流程圖的圖示。該方法包括搮作IOOI，其中將無電解電鍍?nèi)芤和?br> 敷到晶片表面上。涂敷于晶片表面上的無電解電鍍?nèi)芤旱臏囟缺３衷诘?br> 于發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)的溫度.在一個實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤旱臏?br> 度保持在基本上低于發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)的溫度.該方法還包括操作
1003，其中將晶片表面曝光于輻射能量。該輻射能量用于將晶片表面上
的特定材料選擇性地加熱到如下狀態(tài)，即，晶片表面上的特定材料與無
電解電鍍?nèi)芤褐g的界面處發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)，在一個實(shí)施例中，該
晶片表面以基本上均勻的方式膝光于輻射能量，從而導(dǎo)致在晶片表面上
發(fā)生數(shù)量上基本均勻的無電解電鍍反應(yīng)。因此，晶片表面上無電解電鍍
反應(yīng)的均勻性將導(dǎo)致在晶片表面上材料沉積的均勻性。該方法進(jìn)一步包
括操作1005，即，輻射能量受控以保持對晶片表面上特定材料的選擇性
加熱。在一個實(shí)施例中，輻射能量的波長范圍受控以導(dǎo)致?lián)駜?yōu)激發(fā)該特
定材料的原子/分子而不激發(fā)不同周圍材料的原子/分子。應(yīng)該理解到，
控制輻射能量的頻率等效于控制輻射能量的波長范圍.對特定材料的原 子/分子的擇優(yōu)激發(fā)將導(dǎo)致該特定材料溫度上升.在各種示例實(shí)施例中，
該特定材料可被定義為阻擋層或籽晶層.然而，應(yīng)該了解到，該輻射能 量可配置成允許本發(fā)明的方法基本上應(yīng)用于晶片表面上的任何材料.
圖10B為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，圖10A的操作1001的擴(kuò)展 的困示。在一個實(shí)施例中，操作IOOI包括將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄?表面的兩個選項(xiàng)("選項(xiàng)1"和"選項(xiàng)2"),選項(xiàng)1包括搮作1007， 其中晶片被浸沒在無電解電鍍?nèi)芤涸∫褐? 一旦該晶片被浸沒在無電解 電鍍?nèi)芤涸∫褐校x項(xiàng)1分支成兩個子選項(xiàng)("選項(xiàng)U"和"選項(xiàng)1B")。 選項(xiàng)1A包括操作1009，其中晶片被保持在無電解電鍍?nèi)芤涸∫褐械慕?沒位置。在一個實(shí)施例中，在浸沒晶片時致使該無電解電鍍?nèi)芤毫鬟^晶 片表面，在另一個實(shí)施例中，在浸沒晶片時致使該晶片振蕩。選項(xiàng)1B包
括操作1011,即，將晶片撖離無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置。當(dāng)在操作 1011中將晶片撤離該浸沒位置時，無電解電鍍?nèi)芤簭澰旅嬲掣降骄?br> 面。因此，無電解電鍍?nèi)芤喝员煌糠蟮骄砻?，即使該晶片撤離了該
浸沒位置。在一個實(shí)施例中，根據(jù)搮作1003，當(dāng)正從浴液振離的晶片表 面被曝光于輻射能量時，重復(fù)地執(zhí)行將晶片浸沒和擻離該無電解電鍍?nèi)?液浴液的序列。在本實(shí)施例中，持續(xù)該浸沒和撤離序列，直至通過無電 解電鍍反應(yīng)在晶片表面上沉積預(yù)期數(shù)量的材料為止.在一個實(shí)施例中， 通過將晶片浸入無電解電鍍?nèi)芤涸∫褐卸鴪?zhí)行將晶片浸沒和撤離該無電 解電鍍?nèi)芤涸∫旱男蛄?在備選實(shí)施例中，通過將晶片一部分旋轉(zhuǎn)經(jīng)過
的序列。 一
選項(xiàng)2提供了將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻娴倪x項(xiàng)1的備選. 選項(xiàng)2包括操作1013，即，將晶片密封在含有無電解電鍍?nèi)芤旱娜萜鲀?nèi). 在一個實(shí)施例中，該容器完全填充了無電解電鍍?nèi)芤?在另一個實(shí)施例 中，該容器部分地填充了無電解電鍍?nèi)芤海渲性摼唤]在無電解 電鍍?nèi)芤簝?nèi)。將晶片密封在容器內(nèi)，可以增大被涂敷到晶片上的該無電 解電鍍?nèi)芤旱膲毫?。增大該無電解電鍍?nèi)芤旱膲毫?dǎo)致成核位置密度 的增大，其中在晶片表面上將在這些成核位置上發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)。 另外，增大該無電解電鍍?nèi)芤旱膲毫捎糜谝种朴蔁o電解電鍍反應(yīng)所致 的氣泡形成。
圖10C為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，困10A的操作1003的擴(kuò)展 的圖示。在將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻娴母鬟x項(xiàng)(即，選項(xiàng)U、 選項(xiàng)1B、及選項(xiàng)2)上下文中描述操作1003，該操作用于將輻射能重選 擇性地加熱晶片表面上的特定材料以觸發(fā)無電解電鍍反應(yīng)。根據(jù)選項(xiàng) 1A，如前參考困10B所述，執(zhí)行操作1015，即，將晶片膝光于輻射能量 同時將晶片保持在無電解電鍍?nèi)芤涸∫旱慕]位置.根據(jù)選項(xiàng)1B，如前 參考圖10B所述，執(zhí)行操作1017，即，當(dāng)從無電解電鍍?nèi)芤涸∫旱慕] 位置撤離晶片時將晶片瀑光于輻射能f 。在操作1017的一個實(shí)施例中， 從無電解電鍍?nèi)芤涸∫撼冯x晶片時立即將該晶片表面啄光于輻射能量. 根據(jù)選項(xiàng)2，如前參考困10B所述，執(zhí)行操作1019，即，將晶片曝光于 輻射能量同時將該晶片密封在包含該無電解電鍍?nèi)芤旱娜萜鲀?nèi).在一個 實(shí)施例中，將輻射能量源置于該容器內(nèi)。在另一個實(shí)施例中，輻射能量
穿過容器壁到達(dá)晶片表面。
除了將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄约皩⒕毓庥谳椛淠芰康倪x
項(xiàng)(即，選項(xiàng)1A、選項(xiàng)1B、及選項(xiàng)2)之外，還有如何將輻射能量施加 于晶片表面的選項(xiàng)。在搮作1021中，以穩(wěn)定的方式將輻射能量施加到晶 片表面.換而言之，在材料沉積過程的時間段內(nèi)恒定不變地將輻射能量 施加于晶片表面。備選地，在操作1023，在材料沉積過程中以脈沖方式 將輻射能量施加于該晶片表面。在一個實(shí)施例中，輻射能量脈沖定義為 持續(xù)時間范圍約1毫秒至約500毫秒 另外，在一個實(shí)施例中，在各輻 射能量脈沖之間提供足夠數(shù)量的時間，以允許無電解電鍍?nèi)芤捍慊鹪摼?片表面。應(yīng)該了解到，施加恒定和脈沖輻射能量可以與選項(xiàng)1A、 1B、和 2中任何一個結(jié)合使用。
還存在其它選項(xiàng)用于實(shí)現(xiàn)將輻射能量均勻地施加在晶片表面上。在 操作1025，輻射能量被同時施加到整個晶片表面上.在操作1027，輻射 能量被準(zhǔn)直并掃過整個晶片表面，應(yīng)該了解到，操作1025和1027任一 選項(xiàng)可以和操作1021和1023的施加恒定及脈沖輻射能量結(jié)合使用。然 而，無論采用任何具體方法將輻射能量施加于晶片表面，都是以基本上
均勻的方式將該輻射能量施加于整個晶片表面上.
圖IOD為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，圖10A的操作1005的擴(kuò)展 的圖示。在一個實(shí)施例中，用于控制輻射能重以保持對晶片表面上特定 材料的選擇性加熱的操作1005包括用于監(jiān)視晶片表面條件的操作 1029。監(jiān)視操作1029提供反饋以確保該輻射能量的波長范圍能夠選擇性 地加熱晶片表面上的預(yù)期材料。操作1029中 視的表面^^參數(shù)包括 表面材料類型、表面材料厚度、以及表面材料溫度，然而，應(yīng)該了解到， 也可以在操作10 2 9期間監(jiān)視在晶片制造過程通常^Jfe視的任何其它表面 條件參數(shù)。在一個實(shí)施例中，操作1005還包括操作1031，即，根據(jù)在 操作1029中獲得的受監(jiān)視表面條件而調(diào)整輻射能量.
如前所述，本發(fā)明提供了用于選擇性加熱被膝光于無電解電鍍?nèi)芤?的晶片表面的方法和設(shè)備。通過對晶片表面施加輻射能量而提供該選擇 性加熱。該輻射能量被定義成具有這樣的波長范圍，該波長范圍相對于 其它周圍材料而擇優(yōu)地加熱晶片表面上的材料。在電鍍過程中調(diào)節(jié)該輻 射能量以最優(yōu)地遵從晶片表面上材料的條件變化.晶片表面的選擇性加 熱導(dǎo)致晶片表面和無電解電鍍?nèi)芤褐g界面處的溫度上升.界面處的溫
度上升反過來導(dǎo)致在晶片表面上發(fā)生電4i^應(yīng)。因此，通過無電解電鍍 反應(yīng)在該晶片表面上沉積材料，其中使用恰當(dāng)定義的輻射能量源改變該 晶片表面的溫度而觸發(fā)和控制該無電解電使良應(yīng).
本發(fā)明具有多個優(yōu)點(diǎn)。例如，使用本發(fā)明，可以將材料沉積到晶片 表面上并遵從晶片表面的形貌，另外，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)更致密的材料沉積、 更小的晶粒尺寸、以及沉積材料粘附程度的改善。另外，本發(fā)明提供了 在具有更小的最小幾何尺寸的晶片表面上的改進(jìn)的材料沉積.例如，本 發(fā)明可用于均勻地填充晶片表面上具有大縱橫比的特征之間的窄間隙.
圖11為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片上沉積平坦化層的設(shè) 備的圖示.該設(shè)備包括由圍墻和底部定義的槽1101.槽1101配置成包 括無電解電鍍?nèi)芤?103。可以使用適當(dāng)?shù)那彝ǔ？色@得的無電解電鍍?nèi)?液(例如由Shipley Company制造的Cuposit 250 )實(shí)施本發(fā)明.備選 地，可以研發(fā)出定制的無電解電鍍?nèi)芤阂杂糜诒景l(fā)明。然而，優(yōu)選地?zé)o 電解電鍍?nèi)芤?103應(yīng)被定義成在中等溫度或者更高溫度下發(fā)生反應(yīng).例 如，在一個實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤?103在低于約40"C的溫度下不 會發(fā)生反應(yīng)。
在一個實(shí)施例中，提供了入口 1113，用于向槽1101提供無電解電 鍍?nèi)芤?103;提供了出口 1115，用于從槽1101清除無電解電鍍?nèi)芤?1103。因此，入口 1113和出口 1115可用于控制流過槽1101的無電解電 鍍?nèi)芤?103的流量。在一個實(shí)施例中，可以周期性地補(bǔ)充無電解電鍍?nèi)?液1103。在另一個實(shí)施例中，可以提供連續(xù)地流過槽1101的無電解電 鍍?nèi)芤?103。還應(yīng)該了解到，可在槽1101內(nèi)布置折流板(baffle)或 其它改變液流方向的機(jī)制，從而提供流過槽1101的無電解電鍍?nèi)芤?103 的液流的預(yù)期方向性和均勻性.另外，在一個實(shí)施例中，可在槽1101內(nèi) 安裝熱交換器1117以保持槽1101內(nèi)無電解電鍍?nèi)芤?103的溫度.在另 一個實(shí)施例中，可將熱交換器1117安裝在槽1101的外部以保持進(jìn)入槽 1101的無電解電鍍?nèi)芤?103的溫度.在一個實(shí)施例中，熱交換器1117 用線團(tuán)表示，無電解電鍍?nèi)芤?103在該線團(tuán)上方流過。然而，應(yīng)該了解 到，本發(fā)明可以采用適用于影響無電解電鍍?nèi)芤?103溫度的任何其它類 型的熱交換器1117。優(yōu)選地，該無電解電鍍?nèi)芤?103被保持在基本上 較低的溫度。例如，在一個實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤?103被保持在低于約151C的溫度，其中無電解電鍍?nèi)芤?103的溫度下限受溶解度限制。 圖ll的設(shè)備還包括置于槽llOl內(nèi)的晶片支持結(jié)構(gòu)1105，該晶片支 持結(jié)構(gòu)將晶片1107支持在無電解電鍍?nèi)芤?103內(nèi)的浸沒位置.在一個 實(shí)施例中，該晶片支持結(jié)構(gòu)1105被定義成提供與晶片1107底面基本上 完全接觸。然而，在其它實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)1105可定義成提供與 晶片1107的底面部分接觸。在一個實(shí)施例中，晶片支持結(jié)構(gòu)1105包括 多個提升引腳，配置成接觸晶片1107的底面.可以促使這些多個提升引 腳相對于晶片支持結(jié)構(gòu)1105提高或降低晶片1107，從而有助于晶片1107 朝向或遠(yuǎn)離晶片支持結(jié)構(gòu)1105的榆運(yùn).無論具體晶片支持結(jié)構(gòu)1105采 取何種實(shí)施例，晶片支持結(jié)構(gòu)1105配置成在晶片平坦化過程中牢固地支 撐晶片1107。另外，晶片支持結(jié)構(gòu)1105優(yōu)選地配置成沿某一取向支持 晶片1107，該取向可使捕獲由無電解電鍍反應(yīng)所致氣泡的可能性最小 化。
圖11的設(shè)備還包括置于晶片支持結(jié)構(gòu)1105上并基本上平行于晶片 支持結(jié)構(gòu)1105的平面部件1119。在一個實(shí)施例中，該平面部件被固定 成垂直地指向支持部件1121,支持部件1121將平面部件1119保持在與 晶片支持結(jié)構(gòu)1105基本上平行的取向，支持部件1121還提供了沿朝向 和遠(yuǎn)離晶片支持結(jié)構(gòu)1105方向移動平面部件1119的機(jī)構(gòu)，如箭頭1123 所示。盡管使用了垂直取向的支持部件1121描述本發(fā)明，但應(yīng)該了解到， 可以實(shí)施多個其它支持部件配置和取向以提供對平面部件1119的必需支 持和取向控制。例如，在一個實(shí)施例中，平面部件1119被固定到水平支 持環(huán)，該水平支持環(huán)連接到垂直平移裝置。無論采取何種具體實(shí)施例， 支持部件1121應(yīng)能夠垂直地移動平面部件1119并將該平面部件1119 保持在基本上平行于晶片支持結(jié)構(gòu)1105的取向。
在完成該晶片平坦化過程之前，面向平面部件1119的晶片1107表 面將具有由下部表面區(qū)域分離的多個上部表面區(qū)域的形貌.出于討論的 目的，上部表面區(qū)域稱為"峰"，下部表面區(qū)域稱為"溝".以精確的 方式控制平面部件1119的垂直移動，從而允許平面部件1119被置于靠 近由晶片支持結(jié)構(gòu)1105支持的晶片1107。在一個實(shí)施例中，將平面部 件1119置于靠近晶片1107對應(yīng)于將平面部件1119置于與晶片1107頂 面的距離范圍為約O微米至約3微米，其中晶片1107的頂面對應(yīng)于晶片
1107面向平面部件1119的表面上的最高峰。由于總厚度變化(波紋、 翹曲、納米形貌及薄膜厚度變化，以及待平坦化的特征形貌)而引起出 現(xiàn)大于0的值。
在平坦化過程中，平面部件1119置于靠近晶片1107,面向晶片1107 的平面部件1119表面("平坦化表面")將定義在平坦化過程中可獲得 的平整度。因此，該平坦化表面被仔細(xì)配置以代表將被施加到晶片1107 上的預(yù)期平整度.在一個實(shí)施例中，平面部件1119由這樣的材料制成， 該材料提供局部面積剛性和大面積柔韌性.換而言之，本實(shí)施例的平面 部件1119具有大范圍的柔韌性和局部區(qū)域的剛性.另外，結(jié)合本實(shí)施例， 可在平面部件1119背面布置襯墊部件，其中該背面和平坦化表面相對。 通過平面部件1119向平坦化表面施加差壓(differential pressure) 分布，該襯墊部件配置成控制平坦化表面的平整度。在各種實(shí)施例中， 該襯墊部件可采用填充了液體的腔體或者具有變化彈簧常數(shù)的材料分 布，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)期的差壓分布.另外，在另一個實(shí)施例中，該平坦化表 面到處都是剛性的。在各種實(shí)施例中，由石英、藍(lán)寶石、或聚合物制成 該平面部件1119。然而，應(yīng)該了解到，平面部件1119也可以由能夠提 供可接受的平整度和剛性性能的各種其它材料制成。另外，平面部件1119 材料應(yīng)該能夠?qū)妮椛淠芰吭?109發(fā)射的輻射能量1111發(fā)送到晶片支 持結(jié)構(gòu)1105。
如前所述，困11的設(shè)備進(jìn)一步包括置于平面部件1119和晶片支持 結(jié)構(gòu)1105上的輻射能量源1109。該輻射能量源1109被定向成將輻射能 量1111導(dǎo)向穿過平面部件1119并到達(dá)由晶片支持結(jié)構(gòu)1105支持的浸沒 在無電解電鍍?nèi)芤?103內(nèi)的晶片1107。輻射能量源1109配置成產(chǎn)生輻 射能量1111，其波長范圍能夠選擇性地加熱面向平面部件1119的晶片 1107表面處的材料(即，輻射能量1111將入射到的材料)。出于討論 的目的，使用波長表征輻射能量1111。然而，應(yīng)該理解到，可以等效地 用頻率表征輻射能重llll,例如，如果由材料"X"定義晶片1107表面， 則輻射能量1111定義成具有下述波長范圍，該波長范圍可被材料"X" 的原子/分子吸收從而增大材料"X"的原子/分子的激發(fā)。材料"X"的 原子/分子激發(fā)的增大將會導(dǎo)致加熱并提高材料"X"的溫度.優(yōu)選地， 激發(fā)材料"X"原子/分子所需的輻射能量1111的波長范圍將導(dǎo)致周圍材
料的原于/分子的零激發(fā)或有限激發(fā)。部分緊鄰材料包括位于材料"X" 及大量無電解電鍍?nèi)芤?103的下方或與其相鄰的不同晶片1107材料. 因此，由輻射能量源1109產(chǎn)生的輻射能量1111配置成選擇性地加熱晶 片1107表面上的特定材料。例如，為了選擇性地加熱晶片1107表面上 的Cu，輻射能量可定義成波長約250納米。
在一個實(shí)施例中，無電解電鍍?nèi)芤?103被保持在足夠低的溫度，在 該溫度下不會發(fā)生無電解電鍍反應(yīng).因此，將晶片1107浸入無電解電鍍 溶液1103中不足以導(dǎo)致通過無電解電鍍反應(yīng)在晶片1107表面上發(fā)生材 料沉積。然而，通過施加輻射能量1111而選擇性地加熱晶片1107表面 上的特定材料，將會使該特定材料的溫度增大到發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)的 溫度。由于通過輻射能量llll選擇性地加熱該特定材料，該無電解電鍍 反應(yīng)將發(fā)生于該特定材料和無電解電鍍?nèi)芤?103之間的界面處.將平面 部件1119置于靠近晶片1107，平面部件1119的平坦化表面將用作通過 無電解電鍍反應(yīng)在晶片1107上沉積材料的上限邊界。因此，通過無電解 電鍍反應(yīng)沉積的材料將定義晶片1107上的平坦化層，該平坦化層的平整 度由該平坦化表面的平整度定義。
還應(yīng)了解到，輻射能量1111強(qiáng)度的增大將會導(dǎo)致受該輻射能量激發(fā) 的特定材料的溫度上升，同時無電解電鍍反應(yīng)速率相應(yīng)增大.因此，使 用圖11的設(shè)備，可以通過無電解電鍍反應(yīng)在晶片1107上沉積平坦化層， 其中使用恰當(dāng)定義和受控的輻射能量1111改變晶片1107表面上的特定 材料的溫度而觸發(fā)和控制該無電解電鍍反應(yīng)。
優(yōu)選地，輻射能量源1109配置成對晶片1107表面施加基本上均勻 數(shù)量的輻射能量1111,在一個實(shí)施例中，輻射能重源1109配置成在平 坦化過程中保持在靜止的位置。然而，靜止輻射能量源1109能夠在晶片
1107頂面上均勻地施加輻射能量1111.應(yīng)該了解到，各種輻射能量1111 反射表面可與靜止輻射能量源1109結(jié)合使用，從而獲得在晶片1107表 面上均勻地施加輻射能量1111。另外，在備選實(shí)施例中，可采用輻射能 量源陣列，從而在晶片1107頂面上均勻地施加輻射能量1111.另外，
晶片制造工藝中通常使用的用于收集晶片表面條件相關(guān)數(shù)據(jù)的各種類型 監(jiān)視設(shè)備可以與圖11的設(shè)備結(jié)合使用.從該監(jiān)視設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)可作為 反饋而用于控制輻射能量源1109。
圖12A至121代表示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，通過在晶片上沉 積平坦化層而執(zhí)行平坦化工藝的一系列圖示，各個困12A至12I代表在 平坦化過程各個階段中晶片1107 —部分以及平面部件1119相應(yīng)部分的 截面視圖.參考閨12A,在該平坦化過程開始時，將平面部件1119遠(yuǎn)離 晶片1107以允許無電解電鍍?nèi)芤?103散布在平面部件1119和晶片1107 之間.無電解電鍍?nèi)芤?103保持在足夠低的溫度，在該溫度下不容易發(fā) 生無電解電鍍反應(yīng).在一個實(shí)施例中，如前參考困11所述，晶片1107 置于無電解電鍍?nèi)芤?103浴液內(nèi)浸沒位置的晶片支持結(jié)構(gòu)上.同樣，如 圖12A所示，在執(zhí)行平坦化過程之前，晶片1107具有由多個峰1203和 溝1205定義的表面形貌.
參考圖12B,平面部件1119置于靠近晶片1107頂面，其中由晶片 1107表面上最高峰定義晶片1107頂面，平面部件1119還定向成基本上 平行于其中放置晶片的晶片支持結(jié)構(gòu).當(dāng)平面部件1119朝晶片1107移 動時，平面部件1119和晶片1107之間的無電解電鍍?nèi)芤罕慌懦?，無電 解電鍍?nèi)芤罕Ａ粼诰?107表面的溝槽內(nèi)。另外，由于平面部件1119 靠近晶片1107頂面，少量的無電解電鍍?nèi)芤罕Ａ粼谄矫娌考?119和晶 片1107頂面之間.在一個實(shí)施例中，平面部件1119置成盡可能靠近晶 片1107頂面而又不損傷晶片1107。
在圖12C中，輻射能量1111穿過平面部件1119到達(dá)晶片1107。輻 射能量1111定義成具有這樣的波長范圍，該波長范圍選擇性地加熱晶片 1107表面處的材料，使材料溫度上升到發(fā)生無電解電鍍反應(yīng)的狀態(tài).在 一個實(shí)施例中，持續(xù)施加輻射能量1111 ，直到平面部件1119和晶片1107 之間的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)可獲得的反應(yīng)物基本上被消耗掉.在一個實(shí)施 例中，消耗這些可利用的反應(yīng)物所需的時間范圍為約0. 01秒至約IO秒. 另外，平面部件1119的平坦化表面作為通過無電解電鍍反應(yīng)沉積材料的 上限邊界。
圖12D代表了基本上消耗了平面部件1119和晶片1107之間無電解 電鍍?nèi)芤褐兴锌衫玫姆磻?yīng)物之后的平坦化過程階段.相應(yīng)地，輻射 能量1111的施加被中斷.在這個階段，平坦化層1201的一部分已經(jīng)沉 積到晶片1107上。然而，由于無電解電鍍?nèi)芤褐蟹磻?yīng)物濃度的限制，單 次施加輻射能量1111不足以完全平坦化晶片1107.
在圖12E中，移動平面部件1119遠(yuǎn)離晶片1107以允許新鮮的無電
解電鍍?nèi)芤?103散布在平面部件1119和晶片1107之間。下文中困12F 代表平坦化過程的另一個迭代，其中平面部件1119再次置成靠近晶片 1107頂面.參考圖12F,晶片1107的頂面現(xiàn)在由在先前施加輻射能量 1111期間形成的部分平坦化層定義.移動平面部件1119遠(yuǎn)離晶片1107 且隨后再次將平面部件1119置于靠近晶片，該過程稱為更新。在一個實(shí) 施例中，快速地執(zhí)行該更新以最小化更新過程中發(fā)生材料沉積的數(shù)童。
在圖12G中，輻射能量1111再次穿過平面部件1119到達(dá)晶片1107。 輻射能量1111將晶片1107表面處的材料加熱到發(fā)生無電解電^L^應(yīng)的 溫度。施加輻射能量llll，使得平面部件1119和晶片1107之間的無電 解電鍍?nèi)芤簝?nèi)所有可獲得的反應(yīng)物基本上被消耗掉.
圖12H代表完成了平坦化過程的最后迭代，如困121所示，通過無 電解電鍍反應(yīng)沉積的材料已經(jīng)填充了晶片1107表面上的溝，并已經(jīng)在晶 片1107上形成平坦化材料層。由于平面部件1119的平坦化表面作為通 過無電解電鍍反應(yīng)沉積材料的上限邊界，沉積在晶片上的平坦化層的平 整度由該平坦化表面定義.另外，晶片1107上平坦化層的形成是自我限 制的，因?yàn)殡S著該平坦化表面和晶片1107表面趨于共面，平面部件1119 和晶片1107之間的無電解電鍍?nèi)芤罕蛔钚』?br> 圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上涂敷平坦化層 的方法的流程困的困示。該方法包括操作1310，即，將無電解電鍍?nèi)芤?涂敷到晶片表面。該無電解電鍍?nèi)芤罕３衷诓蝗菀装l(fā)生電鍍反應(yīng)的溫 度。在一個實(shí)施例中，通過將晶片浸沒在無電解電鍍?nèi)芤涸∫褐卸鴮o 電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻嫔?。該方法還包括操作1303，即，將平面 部件置于晶片表面頂部上并靠近該頂部。在一個實(shí)施例中，將該平面部 件置于與晶片表面頂部的距離范圍為約O微米至約3微米，將該平面部 件置成靠近晶片表面的目的為，排除平面部件和晶片表面之間的部分無 電解電鍍?nèi)芤骸Ａ硗?，將該平面部件置成靠近晶片表面的另外目的為?在晶片表面的凹陷區(qū)域內(nèi)捕獲部分無電解電鍍?nèi)芤骸?br> 該方法進(jìn)一步包括操作1305，即，將晶片表面膝光于輻射能量，從 而將晶片表面的溫度增大到發(fā)生電鍍反應(yīng)的狀態(tài).為了到達(dá)晶片表面， 該輻射能量穿過置于晶片表面上并靠近晶片表面的平面部件.由于晶片 表面處溫度的增大，在無電解電鍍?nèi)芤汉途砻嬷g的界面處發(fā)生電 鍍反應(yīng)。該電鍍反應(yīng)導(dǎo)致在晶片表面和平面部件之間形成平坦化層。在 一個實(shí)施例中，持續(xù)將晶片表面曝光于輻射能量，直到與晶片表面相鄰 的無電解電鍍?nèi)芤褐兴姆磻?yīng)物被消耗.另外，在一個實(shí)施例中， 以基本上均勻的方式將晶片表面啄光于輻射能童.此外，該輻射能量的
波長范圍是受控的，從而選擇性地加熱晶片表面處的特定材料?？梢员O(jiān) 視晶片表面處的條件以確保該輻射能量的波長范圍能夠選擇性地加熱晶 片表面上的特定材料。
在一些情形中，完全消耗與晶片表面相鄰的無電解電鍍?nèi)芤褐邪?的反應(yīng)物仍不足以徹底平坦化該晶片表面.在這些情形中，可反復(fù)地執(zhí)
行操作1301至1305，直到獲得預(yù)期的晶片表面平坦化。例如，在一個 實(shí)施例中，當(dāng)與晶片表面相鄰的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的反應(yīng)物濃度到達(dá)指 定低水平時，停止操作1305中將晶片表面曝光于輻射能量.接著，將平 面部件撤離靠近晶片表面頂部的位置。撤離該平面部件允許新鮮的無電 解電鍍?nèi)芤毫鞯骄砻嫔?。該新鮮的無電解電鍍?nèi)芤河糜诖慊鹪摼?表面并補(bǔ)充晶片表面附近的反應(yīng)物。接著，重復(fù)操作1301至1305,
圖14為示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例，在晶片表面上涂敷平坦化層 的另 一種方法的流程困的圖示.該方法包括將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄?片表面的操作1401。該無電解電鍍?nèi)芤罕３衷诓蝗菀装l(fā)生電鍍反應(yīng)的溫 度.在一個實(shí)施例中，通過將晶片浸沒在無電解電鍍?nèi)芤涸∫褐卸鴮?shí)現(xiàn) 將該無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻嫔?該方法還包括操作1403，將平 面部件移動到晶片表面頂部上并靠近該頂部。平面部件移動的用途是排 除介于該平面部件和晶片表面之間的部分無電解電鍍?nèi)芤?另外，移動 平面部件還在晶片表面的凹陷區(qū)域內(nèi)捕獲部分無電解電鍍?nèi)芤?。還提供 操作1405,使得輻射能量穿過該平面部件并到達(dá)晶片表面，該輻射能量 能夠?qū)⒕砻娴臏囟仍龃蟮较率鰻顟B(tài)，即，該無電解電鍍?nèi)芤汉途?表面之間界面處發(fā)生電鍍反應(yīng)。在操作1407，控制該輻射能量的波長范 圍，使該輻射能量選擇性地加熱該晶片表面處的材料。此外，在操作 1409，通過電鍍反應(yīng)消耗掉介于該平面部件和晶片表面之間殘余數(shù)量的 無電解電鍍?nèi)芤褐械姆磻?yīng)物。該方法還包括操作1411，對晶片表面不連 續(xù)地施加輻射能量。搮作1411之后，執(zhí)行操作1413從而將平面部件撤 離晶片表面的頂部.將該平面部件撤離該晶片表面頂部允許新鮮的無電 解電鍍?nèi)芤罕灰氲皆撈矫娌考途砻嬷g。該方法進(jìn)一步包括操
作1415，其中以循環(huán)的方式重復(fù)搮作"03至l"3，使得晶片表面接近 平面條件。在一個實(shí)施例中，在各個周期中增大該新鮮無電解電鍍?nèi)芤?中的反應(yīng)物濃度，從而補(bǔ)償該晶片表面和置于靠近該晶片表面的平面部 件之間被無電解電鍍?nèi)芤赫紦?jù)的體積的減小，
盡管已經(jīng)結(jié)合多個實(shí)施例描述了本發(fā)明，但將會了解到，本領(lǐng)域技 術(shù)人員在閱讀前述說明書并研究附困之后可以想到各種變更、添加、置 換及其等效描述。因此本發(fā)明的目的旨在包括落在本發(fā)明的真實(shí)精神和 范圍內(nèi)的所有這些變更、添加、置換及其等效描述，
權(quán)利要求
1.在晶片表面上沉積材料的方法，包括將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻嫔希摕o電解電鍍?nèi)芤罕３衷诓蝗菀装l(fā)生電鍍反應(yīng)的溫度；以及將該晶片表面曝光于輻射能量，該輻射能量能夠?qū)⒃摼砻娴臏囟仍龃蟮皆谠摼砻婧驮摕o電解電鍍?nèi)芤褐g界面處發(fā)生電鍍反應(yīng)的狀態(tài)。
2. 如權(quán)利要求1所述的在晶片表面上沉積材料的方法，進(jìn)一步包括 控制該輻射能量的波長范圍，使該輻射能量選擇性地加熱晶片表面上的材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的在晶片表面上沉積材料的方法，進(jìn)一步包括 將該無電解電鍍?nèi)芤旱臏囟瓤刂瞥苫旧系陀诎l(fā)生電鍍反應(yīng)的溫度。
4. 如權(quán)利要求l所述的在晶片表面上沉積材料的方法，其中通過脈沖輻射能量而執(zhí)行將該晶片表面曝光于輻射能量.
5. 如權(quán)利要求l所述的在晶片表面上沉積材料的方法，其中將該晶片表面膝光于輻射能量包括將該輻射能量穿過該晶片而到達(dá)晶片表面。
6. 在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，包括 由圍墻和底部定義的槽，該槽配置成包括無電解電鍍?nèi)芤海?置于該槽內(nèi)的晶片支持結(jié)構(gòu)，該晶片支持結(jié)構(gòu)配置成將晶片支持在該槽所包舍的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置；以及置于該晶片支持結(jié)構(gòu)上的輻射能量源，該輻射能量源定向成將輻射 能量導(dǎo)向被支持在該無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)浸沒位置的晶片。
7. 如權(quán)利要求6所述的在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，其中該輻射 能量源配置成產(chǎn)生輻射能量，該輻射能量的波長范圍能夠在輻射能量入 射到晶片表面上時選擇性地加熱該晶片表面上的材料。
8. 如權(quán)利要求6所述的在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，其中該輊射 能量源配置成準(zhǔn)直該輻射能量，該輻射能重源進(jìn)一步配置成掃過該晶片 表面。
9. 如權(quán)利要求6所述的在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，其中該晶片 支持結(jié)構(gòu)配置成振蕩該晶片。
10. 在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，包括由圍墻和底部定義的槽，該槽配置成包括無電解電鍍?nèi)芤海?晶片支架，配置成將晶片插入該槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)，該晶片支架進(jìn)一步配置成將該晶片撤離該槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤?；?及置于該槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤荷系妮椛淠苤卦矗撦椛淠苤卦?定向成在從該槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤褐谐冯x該晶片時將輻射能量導(dǎo)向該晶片。
11. 如權(quán)利要求io所述的在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，其中該輻 射能量源配置成產(chǎn)生輻射能量，該輻射能量的波長范圍能夠在輻射能量 入射到晶片表面上時選擇性地加熱該晶片表面上的材料。
12. 在晶片表面上沉積材料的設(shè)備，包括 由圍墻和底部定義的槽，該槽配置成包括無電解電鍍?nèi)芤海?置于該槽內(nèi)的晶片支持結(jié)構(gòu)，該晶片支持結(jié)構(gòu)配置成將晶片支持在該槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置；以及置于該晶片支持結(jié)構(gòu)內(nèi)的輻射能量源，該輻射能量源定向成將輻射 能量導(dǎo)向被支持在該無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)浸沒位置的晶片的底面，該輻射 能量能夠穿過該晶片從而加熱該晶片頂面上的材料.
13. 在晶片上沉積平坦化層的設(shè)備，包括 由圍墻和底部定義的槽，該槽配置成包括無電解電鍍?nèi)芤海?置于該槽內(nèi)的晶片支持結(jié)構(gòu)，該晶片支持結(jié)構(gòu)配置成將晶片支持在該槽所包含的無電解電鍍?nèi)芤簝?nèi)的浸沒位置；置于該晶片支持結(jié)構(gòu)上并基本上和該晶片支持結(jié)構(gòu)平行的平面部 件，該平面部件可朝向和遠(yuǎn)離該晶片支持結(jié)構(gòu)而移動，該平面部件可被 置成靠近由該晶片支持結(jié)構(gòu)支持的晶片；以及置于該平面部件和晶片支持結(jié)構(gòu)上的輻射能量源，該輻射能量源定 向成將輻射能量穿過該平面部件并到達(dá)由晶片支持結(jié)構(gòu)支持的晶片。
14. 如權(quán)利要求13所述的在晶片上沉積平坦化層的設(shè)備，其中該輻射能量源配置成產(chǎn)生輻射能量，該輻射能重的波長范圍能夠在輻射能重 入射到晶片表面上時選擇性地加熱該晶片表面上的材料。
15. 如權(quán)利要求13所述的在晶片上沉積平坦化層的設(shè)備，該平面部 件由這樣的材料組成，該材料能夠?qū)脑撦椛淠芰吭窗l(fā)射的輻射能重導(dǎo) 向該晶片支持結(jié)構(gòu)。
16. 如權(quán)利要求13所述的在晶片上沉積平坦化層的設(shè)備，進(jìn)一步包括置于該平面部件背面的襯墊部件，該平面部件背面背離該晶片支持 結(jié)構(gòu)，該襯墊部件配置成控制該平面部件的平整度，
17. 在晶片表面上涂敷平坦化層的方法，包括將無電解電鍍?nèi)芤和糠蟮骄砻嫔希摕o電解電鍍?nèi)芤罕３衷诓?容易發(fā)生電鍍反應(yīng)的溫度；將平面部件置于該晶片表面頂部之上并靠近該頂部，該平面部件用于排除介于該平面部件和晶片表面之間的部分無電解電鍍?nèi)芤?；以及將該晶片表面曝光于輻射能量，該輻射能量穿過該平面部件，該輻 射能量能夠?qū)⒃摼砻娴臏囟仍龃蟮皆谠摼砻婧驮摕o電解電鍍?nèi)?液之間界面處發(fā)生電鍍反應(yīng)的狀態(tài)，該電鍍反應(yīng)在該晶片表面和平面部 件之間形成平坦化層.
18. 如杈利要求17所述的在晶片表面上涂敷平坦化層的方法，進(jìn)一 步包括控制該輻射能量的波長范圍，使該輻射能量選擇性地加熱晶片表面處的材料。
19. 如權(quán)利要求18所述的在晶片表面上涂敷平坦化層的方法，進(jìn)一 步包括監(jiān)視晶片表面處的條件以確保該輊射能量的波長范圍可選擇性地加 熱該晶片表面處的材料.
20. 如權(quán)利要求17所述的在晶片表面上涂敷平坦化層的方法，進(jìn)一 步包括停止將該晶片表面睬光于輻射能量；從靠近該晶片表面頂部的位置擻離該平面部件，其中撒離該平面部 件允許新鮮的無電解電鍍?nèi)芤毫鞯皆摼砻嫔?，該新鮮的無電解電鍍 溶液用于淬火該晶片表面并補(bǔ)充該晶片表面附近的反應(yīng)物；以及重復(fù)下述操作，即，將該平面部件置于該晶片表面頂部之上并靠近 該頂部以及將該晶片表面膝光于輻射能量.
全文摘要
本發(fā)明提供了選擇性地加熱被曝光于無電解電鍍?nèi)芤旱木砻娴姆椒ê驮O(shè)備。輻射能量源的選擇性加熱導(dǎo)致該晶片表面和無電解電鍍?nèi)芤褐g界面處的溫度增大。該溫度增大導(dǎo)致在晶片表面處發(fā)生電鍍反應(yīng)。因此，通過無電解電鍍反應(yīng)在該晶片表面上沉積材料，其中使用恰當(dāng)定義的輻射能量源改變該晶片表面的溫度而觸發(fā)和控制該無電解電鍍反應(yīng)。另外，將平面部件置于該晶片表面上并靠近該晶片表面，從而在該平面部件和晶片表面之間引入無電解電鍍?nèi)芤骸Ｍㄟ^該電鍍反應(yīng)沉積的材料形成了遵從該平面部件平整度的平坦化層。
文檔編號H01L21/44GK101189361SQ200480041652
公開日2008年5月28日 申請日期2004年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月12日
發(fā)明者B·馬拉欣, F·C·雷德克, J·M·庫克, J·博伊德, W·蒂, Y·多爾迪 申請人:蘭姆研究有限公司