一種提升銅填充能力的方法技術

本申請提供一種提升銅填充能力的方法，包括：步驟S1，將晶圓置于電鍍作業的進入等待位置，準備進入電鍍液；步驟S2，將晶圓翻轉至與電鍍液面呈一定傾斜角度，采用高下降速度和旋轉速度的方式將晶圓送至電鍍液中的預定位置；步驟S3，通過電鍍作業生長銅主體層。采用高下降速度和旋轉速度的方式使晶圓更快地浸潤在電鍍液中，可以對晶圓施加低保護電壓，從而顯著改善因面內電流分布不均勻在電鍍作業中生長的銅主體層內出現的空洞缺陷。的銅主體層內出現的空洞缺陷。的銅主體層內出現的空洞缺陷。

【技術實現步驟摘要】
一種提升銅填充能力的方法


[0001]本申請涉及半導體
，具體涉及一種提升銅填充能力的方法。

技術介紹

[0002]目前90nm以下芯片制造普遍采用銅互連工藝，其流程為先利用物理氣相沉積(PVD)生長銅擴散阻擋層(Barrier Layer)和銅籽晶層(Seed Layer)，再利用電鍍工藝(ECP)生長銅主體層。
[0003]電鍍過程中，晶圓首先旋轉進入電鍍液中，位置穩定后再進行電鍍過程。對于小尺寸的結構，銅籽晶層需要減薄，防止在溝槽/通孔的開口頂角位置形成嚴重的懸垂突出物影響電鍍。但是，減薄的銅籽晶層對電鍍工藝產生了挑戰，在晶圓旋轉進入電鍍液的過程中容易出現銅籽晶層被溶解的情況。此時，如果采用高保護電壓防止銅籽晶層溶解會造成面內電流分布不均勻，先入水處銅提前生長，影響電鍍過程，生長的銅主體層出現比較嚴重的空洞缺陷(Void Defect)。

技術實現思路

[0004]鑒于以上所述現有技術的缺點，本申請的目的在于提供一種提升銅填充能力的方法，用于解決現有技術實施電鍍工藝生長的銅主體層出現比較嚴重的空洞缺陷的問題。
[0005]為實現上述目的及其它相關目的，本申請提供一種提升銅填充能力的方法，包括：
[0006]步驟S1，將晶圓置于電鍍作業的進入等待位置，準備進入電鍍液；
[0007]步驟S2，將晶圓翻轉至與電鍍液面呈一定傾斜角度，采用高下降速度和旋轉速度的方式將晶圓送至電鍍液中的預定位置；
[0008]步驟S3，通過電鍍作業生長銅主體層。
[0009]優選的，晶圓相對于電鍍液面的傾斜角度為2
°?4°
。
[0010]優選的，下降速度為150mm/s
?
250mm/s，旋轉速度為40rpm
?
80rpm。
[0011]優選的，將晶圓送至電鍍液中的預定位置的過程中，對晶圓施加0.2V
?
0.4V的保護電壓。
[0012]優選的，晶圓到達預定位置后，將晶圓翻轉至相對于電鍍液面的傾斜角度為0
°
，立即開始實施步驟S3。
[0013]優選的，實施步驟S1之前，完成銅互連工藝的溝槽/通孔的制作，依次形成覆蓋溝槽/通孔的側壁和底部的銅擴散阻擋層和銅籽晶層。
[0014]優選的，采用物理氣相沉積工藝形成銅擴散阻擋層和銅籽晶層。
[0015]優選的，銅擴散阻擋層的材料為氮化鈦、鈦、氮化鉭和鉭中的任意一種。
[0016]優選的，銅籽晶層的厚度為400埃
?
600埃。
[0017]優選的，完成步驟S3之后，還包括以下步驟：通過邊緣球狀物去除工藝將電鍍作業后晶圓邊緣不平整的顆粒去除；實施退火處理，以消除銅主體層的內應力；實施化學機械研磨，將溝槽/通孔外的銅主體層去除。
[0018]如上所述，本申請提供的提升銅填充能力的方法，具有以下有益效果：采用高下降速度和旋轉速度的方式使晶圓更快地浸潤在電鍍液中，可以對晶圓施加低保護電壓，從而顯著改善因面內電流分布不均勻在電鍍作業中生長的銅主體層內出現的空洞缺陷。
附圖說明
[0019]為了更清楚地說明本申請具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本申請的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它附圖。
[0020]圖1顯示為本申請實施例提供的提升銅填充能力的方法的流程圖；
[0021]圖2顯示為本申請實施例提供的提升銅填充能力的方法相對現有技術有效的比對分析圖。
具體實施方式
[0022]以下通過特定的具體實例說明本申請的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本申請的其它優點與功效。本申請還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本專利技術的精神下進行各種修飾或改變。
[0023]下面將結合附圖，對本申請中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在不做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0024]在本申請的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0025]在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電氣連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義。
[0026]此外，下面所描述的本申請不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
[0027]隨著半導體器件特征尺寸的不斷縮減，在銅互連工藝中，需要減薄銅籽晶層。但是，減薄的銅籽晶層對電鍍工藝產生了挑戰，在晶圓旋轉進入電鍍液的過程中容易出現銅籽晶層被溶解的情況。現有技術采用高保護電壓防止銅籽晶層溶解會造成面內電流分布不均勻，先入水處銅提前生長，電鍍過程生長的銅主體層出現比較嚴重的空洞缺陷。
[0028]為了解決這一問題，本申請提供一種提升銅填充能力的方法。
[0029]請參閱圖1，其示出了本申請實施例提供的提升銅填充能力的方法的流程圖。
[0030]如圖1所示，該提升銅填充能力的方法的具體實施步驟包括：
[0031]步驟S1，將晶圓置于電鍍作業的進入等待位置，準備進入電鍍液；
[0032]步驟S2，將晶圓翻轉至與電鍍液面呈一定傾斜角度，采用高下降速度和旋轉速度的方式將晶圓送至電鍍液中的預定位置；
[0033]步驟S3，通過電鍍作業生長銅主體層。
[0034]實施步驟S1之前，襯底上已經完成銅互連工藝的溝槽/通孔的制作，該溝槽/通孔的制作通常采用大馬士革工藝來完成。
[0035]可選的，襯底為硅襯底、鍺襯底或者絕緣體上硅襯底等；或者襯底的材料還可以包括其它的材料，例如砷化鎵等III
?
V族化合物。本領域的技術人員可以根據襯底上形成的器件結構類型選擇襯底的構成材料，因此襯底的類型不應限制本專利技術的保護范圍。
[0036]襯底上形成有多個隔離部件，隔離部件將襯底分成多個區域。隔離部件可由諸如二氧化硅(SiO2)等任本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種提升銅填充能力的方法，其特征在于，所述方法包括：步驟S1，將晶圓置于電鍍作業的進入等待位置，準備進入電鍍液；步驟S2，將所述晶圓翻轉至與電鍍液面呈一定傾斜角度，采用高下降速度和旋轉速度的方式將所述晶圓送至所述電鍍液中的預定位置；步驟S3，通過所述電鍍作業生長銅主體層。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述晶圓相對于所述電鍍液面的傾斜角度為2
°?4°
。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述下降速度為150mm/s
?
250mm/s，所述旋轉速度為40rpm
?
80rpm。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將所述晶圓送至所述電鍍液中的預定位置的過程中，對所述晶圓施加0.2V
?
0.4V的保護電壓。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶圓到達所述預定位置后，將所述晶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邢中豪，楊淋淋，梁金娥，林建樹，李宗旭，馮秦旭，張守龍，
申請(專利權)人：華虹半導體無錫有限公司，
類型：發明
國別省市：