專利名稱：一種電鍍機臺退火腔體氣體管路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域，且特別涉及一種電鍍機臺退火腔體氣體管路。
背景技術(shù)：
隨著集成電路制造工藝的不斷進步，芯片集成度的不斷提高，銅互連已經(jīng)取代鋁互連成為超大規(guī)模集成電路制造中的主流互連技術(shù)。作為鋁的替代物，銅導(dǎo)線可以提高芯片的集成度，提高器件密度，提高時鐘頻率以及降低功耗和成本?，F(xiàn)在主流的電鍍銅機臺，主要由三個模塊組成，電鍍模塊、洗邊模塊和退火模塊。 其中退火模塊是對電鍍之后的銅薄膜進行熱處理，主要作用是銅晶粒再生長，釋放應(yīng)力和降低電阻率，確保得到物理特性穩(wěn)定的銅膜。銅電鍍之后的退火模塊一般會通有熱傳導(dǎo)氣體(一般為氦氣)、還原氣體(一般為氫氣，氫氣本身也是熱傳導(dǎo)氣體)和凈化氣體(氮氣)?，F(xiàn)在某一電鍍銅主流設(shè)備的退火模塊氣體管路圖設(shè)計如下圖1所示它的管路為在氣體總管10上面裝有質(zhì)量流量計(mass flow controller,MFC) 20, 然后從將氣體管路10在退火模塊中從下往上通上去，經(jīng)過腔體31、32、33、34、35。這樣的管路結(jié)構(gòu)，在管路中氣體的分子量相差不大的時候是合適的，但如果管路中的氣體分子量相差比較大，這樣的設(shè)計會導(dǎo)致，分子量比較小的越往上部分布的越多，這種狀況在腔體數(shù)量多起來的時候尤為明顯。這樣將導(dǎo)致退火模塊中，不同腔體中的氣體比例是有所差別的， 這將最終在退火之后的銅薄膜上表現(xiàn)出來。即腔體越往上，導(dǎo)熱氣體分布的越多，這樣退火進行的也越充分，導(dǎo)致退火后的應(yīng)力越大，這樣便使得從不同腔體中出來的銅薄膜物理特性有所差別。由于半導(dǎo)體中邏輯芯片的銅線互聯(lián)層數(shù)比較多，有的產(chǎn)品有可能達到10層以上，所以有可能帶來累積效應(yīng)，應(yīng)力被放大導(dǎo)致碎片或者應(yīng)力遷移方面問題。綜上所述，現(xiàn)有的電鍍設(shè)備退火模塊，氣體管路設(shè)計方面的缺陷將帶來退火后銅膜性質(zhì)方面的差別，而且隨著互連層數(shù)的增多和技術(shù)節(jié)點的不斷推進，這種差別還會被放大，嚴重的時候可能帶來銅互連的應(yīng)力遷移失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，通過在原有退火模塊的氣體管路中增加通向每個退火腔體的質(zhì)量流量計，來精確控制通向每個腔體的氣體比例，從而使退火后的銅薄膜物理性質(zhì)趨于一致，帶來穩(wěn)定的金屬銅互連線。為了達到上述目的，本發(fā)明提出一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，包括多個退火腔體；氣體總管路，通過多個氣體分支管路連接于所述多個退火腔體，其中，所述每個氣體分支管路與氣體總管路連接處設(shè)置有質(zhì)量流量計。進一步的，所述退火腔體的數(shù)量為2到10個。
進一步的，所述氣體總管路輸送氣體為熱傳導(dǎo)氣體、還原氣體和凈化氣體。進一步的，所述熱傳導(dǎo)氣體為氦氣，所述還原氣體為氫氣，所述凈化氣體為氮氣。進一步的，所述氣體總管路上同樣設(shè)置有質(zhì)量流量計。本發(fā)明提出一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，通過在原有退火模塊的氣體管路中增加通向每個退火腔體的質(zhì)量流量計，來精確控制通向每個腔體的氣體比例，通過對電鍍后退火模塊的優(yōu)化設(shè)計，對退火過程中的氣體含量精確的進行控制，從而精確的控制銅薄膜的特性，最后得到我們所需要的一致性和物理特性優(yōu)異的銅膜，減少潛在的應(yīng)力缺陷。


圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中電鍍銅主流設(shè)備的退火模塊氣體管路圖。圖2所述為本發(fā)明第一較佳實施例的電鍍機臺退火腔體氣體管路結(jié)構(gòu)圖。圖3所述為本發(fā)明第二較佳實施例的電鍍機臺退火腔體氣體管路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為了更了解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。本發(fā)明是通過對每個退火腔體氣體流量的獨立控制來達到獨立和精確調(diào)節(jié)制程參數(shù)的效果，從而減少潛在的應(yīng)力遷移影響，帶來特性一致和穩(wěn)定的金屬銅膜，請參考圖2， 圖2所述為本發(fā)明第一較佳實施例的電鍍機臺退火腔體氣體管路結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明提出一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，包括多個退火腔體300 ；氣體總管路100，通過多個氣體分支管路400連接于所述多個退火腔體300，其中，所述每個氣體分支管路400與氣體總管路 100連接處設(shè)置有質(zhì)量流量計200。根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，所述退火腔體的數(shù)量為2到10個，本實施例采用的數(shù)量為5個退火腔體310、320、330、340、350，所述氣體總管路100輸送氣體為熱傳導(dǎo)氣體、還原氣體和凈化氣體，進一步的，所述熱傳導(dǎo)氣體為氦氣，所述還原氣體為氫氣，所述凈化氣體為氮氣。根據(jù)本發(fā)明較佳實施例，所述氣體總管路100上同樣設(shè)置有質(zhì)量流量計200，達到氣體總管路100和氣體分支管路400都設(shè)置有質(zhì)量流量計200，實現(xiàn)對腔體氣體流量的分別控制。再請參考圖3，圖3所述為本發(fā)明第二較佳實施例的電鍍機臺退火腔體氣體管路結(jié)構(gòu)圖。對于退火腔體的設(shè)計可以如圖2所示的疊加豎立模式，也可以采用圖3所示的平鋪的形式，同樣在這種設(shè)計情況下氣體管路也可設(shè)計成氣體總管路100和氣體分支管路400 都設(shè)置有質(zhì)量流量計200，或者僅在氣體分支管路400設(shè)置有質(zhì)量流量計200。綜上所述，本發(fā)明提出一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，通過在原有退火模塊的氣體管路中增加通向每個退火腔體的質(zhì)量流量計，來精確控制通向每個腔體的氣體比例， 通過對電鍍后退火模塊的優(yōu)化設(shè)計，對退火過程中的氣體含量精確的進行控制，從而精確的控制銅薄膜的特性，最后得到我們所需要的一致性和物理特性優(yōu)異的銅膜，減少潛在的應(yīng)力缺陷。雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，其特征在于，包括 多個退火腔體；氣體總管路，通過多個氣體分支管路連接于所述多個退火腔體，其中， 所述每個氣體分支管路與氣體總管路連接處設(shè)置有質(zhì)量流量計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍機臺退火腔體氣體管路，其特征在于，所述退火腔體的數(shù)量為2到10個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍機臺退火腔體氣體管路，其特征在于，所述氣體總管路輸送氣體為熱傳導(dǎo)氣體、還原氣體和凈化氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電鍍機臺退火腔體氣體管路，其特征在于，所述熱傳導(dǎo)氣體為氦氣，所述還原氣體為氫氣，所述凈化氣體為氮氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電鍍機臺退火腔體氣體管路，其特征在于，所述氣體總管路上同樣設(shè)置有質(zhì)量流量計。
全文摘要
本發(fā)明提出一種電鍍機臺退火腔體氣體管路，包括多個退火腔體；氣體總管路，通過多個氣體分支管路連接于所述多個退火腔體，其中，所述每個氣體分支管路與氣體總管路連接處設(shè)置有質(zhì)量流量計。本發(fā)明提出的電鍍機臺退火腔體氣體管路，通過在原有退火模塊的氣體管路中增加通向每個退火腔體的質(zhì)量流量計，來精確控制通向每個腔體的氣體比例，從而使退火后的銅薄膜物理性質(zhì)趨于一致，帶來穩(wěn)定的金屬銅互連線。
文檔編號C21D1/74GK102534713SQ20121004876
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者文靜, 蘇亞青 申請人:上海華力微電子有限公司