[發(fā)明專(zhuān)利]電鍍方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810227176.5
• 申請(qǐng)日: 2008-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101736375A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶佳相;康蕓;楊瑞鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C25D7/12
• 分類(lèi)號(hào): C25D7/12;H01L21/445
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 李麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電鍍方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)工藝中，通常應(yīng)用電鍍工藝形成器件與外部電路間的互連金屬層 (如銅)。利用傳統(tǒng)工藝執(zhí)行電鍍操作的步驟包括，步驟11：如圖1所示， 確定電鍍層厚度并提供基底10，所述基底10表面形成有晶種層20；步驟 12：如圖2所示，在所述晶種層20上形成電鍍層30。

為改善后續(xù)化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)及晶片可接受性測(cè)試(WAT)和可靠 性測(cè)試的效果，通常，在形成電鍍層30后，需執(zhí)行退火操作。作為示例， 執(zhí)行所述退火操作的工藝條件包括：退火溫度為200攝氏度，退火持續(xù)時(shí) 間為90秒。

然而，實(shí)際生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，如圖3、圖4所示，經(jīng)歷上述退火操作后，在形 成的互連金屬層(電鍍層30)中，易存在孔洞(void)32，對(duì)于較厚(如， 厚度超過(guò)3微米)的互連金屬層，尤其嚴(yán)重。如何減少所述孔洞的產(chǎn)生， 成為本領(lǐng)域技術(shù)人員致力解決的主要問(wèn)題。

為減少所述孔洞的產(chǎn)生，業(yè)內(nèi)已進(jìn)行了諸多嘗試，如2007年2月7日公 布的公開(kāi)號(hào)為“CN1909206A”的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中提供了一種半導(dǎo)體元件 中內(nèi)連線結(jié)構(gòu)的制造方法，通過(guò)在內(nèi)連線結(jié)構(gòu)中具有一或多個(gè)應(yīng)力釋放 層，以抵消導(dǎo)電材料所引起的應(yīng)力并有助于防止或減少產(chǎn)生拉回孔洞。 以及，2008年1月30日公布的公開(kāi)號(hào)為“CN101114607A”的中國(guó)專(zhuān)利申 請(qǐng)中提供了一種能避免銅雙鑲嵌結(jié)構(gòu)在平坦化工藝時(shí)產(chǎn)生缺陷的方法， 通過(guò)在完成銅導(dǎo)線層沉積后，利用一等離子體對(duì)銅導(dǎo)線層進(jìn)行表面前處 理，再進(jìn)行退火工藝，使經(jīng)退火工藝后的銅導(dǎo)線層應(yīng)力傾向?yàn)閴嚎s應(yīng)力， 以避免通常銅導(dǎo)線層因自身的張應(yīng)力導(dǎo)致在平坦化工藝可能產(chǎn)生的形態(tài) 缺陷。

但是，應(yīng)用上述方法減少所述孔洞的產(chǎn)生時(shí)，均需要在原有工藝中附 加新技術(shù)，具體地，對(duì)于前者，需要摸索所述應(yīng)力釋放層的形成工藝， 以及，所述形成工藝與現(xiàn)行工藝的整合程度；而對(duì)于后者，需要摸索所 述表面前處理的具體操作，均需投入巨大的研發(fā)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種電鍍方法，可在形成的電鍍層中具有較少的孔 洞。

本發(fā)明提供的一種電鍍方法，包括：

確定電鍍層厚度并提供基底，所述基底表面形成有晶種層；

在所述晶種層上順序執(zhí)行形成至少兩層電鍍分層的操作及置于各形 成所述電鍍分層的操作之后的退火操作，各所述電鍍分層的厚度和等于 所述電鍍層厚度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

上述技術(shù)方案提供的電鍍方法，通過(guò)將形成所述電鍍層的步驟分解為 形成至少兩層所述電鍍分層的步驟，并在形成所述電鍍分層的操作之后 執(zhí)行退火操作，可使經(jīng)歷所述退火操作而在各所述電鍍分層中增加的應(yīng) 力在形成各所述電鍍分層的步驟間隔內(nèi)被分步釋放，可通過(guò)減少所述電 鍍層的應(yīng)力，使所述電鍍層具有較少的孔洞；此外，通過(guò)減小連續(xù)形成 的電鍍層(即，各電鍍分層)的厚度，可在經(jīng)由退火操作后，所述電鍍 分層具有的孔洞更易于到達(dá)各電鍍分層表面，從而使所述孔洞有更大的 可能被后續(xù)的電鍍分層材料填充，以進(jìn)一步減少所述孔洞的產(chǎn)生。

附圖說(shuō)明

圖1-圖2為說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中電鍍操作流程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中存在孔洞的電鍍層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中存在孔洞的電鍍層的結(jié)構(gòu)圖片；

圖5為說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的執(zhí)行電鍍操作的流程示意圖；

圖6-圖7為說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的電鍍操作流程的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例和應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)后應(yīng)力改善效果 對(duì)比示意圖；

圖9為說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例獲得的電鍍層的結(jié)構(gòu)圖片；

圖10為說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例和應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)后電性效果對(duì) 比示意圖。

具體實(shí)施方式

盡管下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中表示了本發(fā) 明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本發(fā)明 而仍然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列的描述應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)于本 領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛教導(dǎo)，而并不作為對(duì)本發(fā)明的限制。