[發明專利]一種減少硅通孔電鍍銅后晶圓表面過電鍍的方法

有效

• 申請號: 201310173844.1
• 申請日: 2013-05-10
• 公開（公告）號: CN103258810A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 于大全;伍恒;程萬
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: H01L23/538
• 分類號: H01L23/538;H01L21/768
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓，包括晶圓（5），晶圓（5）表面上刻蝕有一垂直硅通孔（4），在晶圓（5）表面上由內至外依次設置有絕緣層（3）、擴散阻擋層（2）和銅種子層（1）；其特征是：在銅種子層（1）外還設置有一特殊層（6）；所述特殊層（6）的厚度為4-200nm。

2.如權利要求1所述減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓，其特征是：所述特殊層（6）材料為金屬Ta、V、Ti、Al、Fe或非金屬TiN、TaN、AlN。

3.如權利要求1所述減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓，其特征是：所述擴散阻擋層（2）材料為Ta、Ti、Ni、TaN、TiN中的一種。

4.如權利要求1所述減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓，其特征是：所述特殊層（6）的厚度為4-50nm。

5.如權利要求1所述減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓，其特征是：所述擴散阻擋層（2）和銅種子層（1）的厚度均為10-200mm。

6.如權利要求1所述減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓，其特征是：所述特殊層（6）在垂直硅通孔（4）孔口處的高度不大于所述晶圓（5）表層的絕緣層（3）、擴散阻擋層（2）和銅種子層（1）三者厚度之和。

7.權利要求1所述減少硅通孔電鍍銅后晶圓表面過電鍍的方法，其特征是步驟如下：

（1）通孔刻蝕：取晶圓（5），在其表面通過深反應離子刻蝕儀器刻蝕出垂直硅通孔（4）；

（2）絕緣層的制備：取步驟（1）刻蝕完畢后的晶圓（5），采用二氧化硅或氮化硅通過等離子增強化學氣相淀積法沉積制備絕緣層（3）；其選用液體反應源，沉積溫度為200-400℃，沉積厚度為10-300nm；

（3）擴散阻擋層和銅種子層的制備：取步驟（2）制備得到的晶圓（5），在絕緣層（3）的外部通過物理氣象沉積法沉積擴散阻擋層（2），沉積溫度為180-220℃；在擴散阻擋層（2）外側再次通過物理氣象沉積法沉積一層銅種子層（1），沉積溫度為200-500℃；

（4）特殊層的制備：取步驟（3）得到的晶圓（5），采用濺射、物理沉積或旋涂的方法制備特殊層（6），反應溫度為200-300℃；

（5）電鍍銅的填充：選用濕法鍍銅的方式實現垂直硅通孔（4）的電鍍銅填充；其中電鍍體系為：0.1-200mg/L的加速劑、10-1500mg/L的抑制劑、1-500mg/L的整平劑、含有0.01-100mg/L氯離子的硫酸銅或甲基磺酸銅鍍液，其中銅離子為0.1-100g/L；電鍍后即得產品減少硅通孔電鍍銅后表面過電鍍的晶圓。

8.如權利要求7所述減少硅通孔電鍍銅后晶圓表面過電鍍的方法，其特征是：所述硫酸銅或甲基磺酸銅鍍液中還含有10-200g/L的有機酸或者無機酸。

9.如權利要求8所述減少硅通孔電鍍銅后晶圓表面過電鍍的方法，其特征是：所述有機酸或無機酸為硫酸、鏈烷硫酸或鏈烷醇硫酸中的一種或多種的混合物。

10.如權利要求7所述減少硅通孔電鍍銅后晶圓表面過電鍍的方法，其特征是：所述加速劑為含磺烷基磺酸、二硫代氨基甲酸衍生物和雙硫有機酸，如聚二硫二丙磺酸鈉，三-巰基丙烷磺酸中的一種；

所述抑制劑為聚乙二醇、聚乙二醇共聚物、聚丙二醇中的一種；

所述整平劑為聚亞烷基亞胺、烷基咪唑啉化合物、金胺及其衍生物或賈納斯綠的有機染料中的一種；

所述聚乙二醇共聚物為聚乙二醇-甘油醚、聚乙二醇-二烴基醚；

所述賈納斯綠的有機染料為煙魯綠B。