[发明专利]一种可避免空洞的电镀铜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体来说是一种可避免空洞的电镀铜的方法。

背景技术

在半导体的制造领域，通常采用电镀铜工艺进行互连，导通逻辑晶圆与像素晶圆，由于深槽的深宽比大,对填充能力要求严格，传统工艺极易形成空洞，传统工艺电镀铜填充的透射电子显微镜(TEM：Transmissionelectron microscope)图,如图1所示，可以明显看到槽内的空洞,而空洞会对传感器的可靠性产生影响，背照式影像传感器最新工艺的电镀铜填充工艺在填充铜的过程中，存在空隙问题，影响后续工艺的进行，迫切需要解决。

目前还没有方法能避免在电镀铜工艺中空洞的产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供种可避免空洞的电镀铜的方法解决上述问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种可避免空洞的电镀铜的方法，包括以下步骤：

步骤101，在晶圆上刻蚀出需要填充的沟槽；

步骤102，在所述晶圆的上表面添加平坦剂，在所述沟槽的底部添加加速剂，在所述沟槽上部的拐角处添加抑制剂；

步骤103，使用4～5安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为85～95转每分钟，填充时间为5～6秒，填充铜的厚度为130～140埃（1埃=0.1纳米）；

步骤104，第一次向沟槽填充铜：使用6～7安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为85～95转每分钟，填充时间为85～95秒，填充铜的厚度为3265～3275埃；

步骤105，第二次向沟槽填充铜：使用13～14安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为85～95转每分钟，填充时间为115～125秒，填充铜的厚度为8715～8725埃；

步骤106：第三次向沟槽填充铜：使用25～29安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为85～95转每分钟，填充时间为25～35秒，填充铜的厚度为4355～4365埃；

步骤107，淀积：使用41～42安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为10～14转每分钟，填充时间为10～14秒，填充铜的厚度为3510～3520埃。

本发明的有益效果是：填孔步骤由传统的一次填充分为三次填充，并调整电流、电镀时间等参数来改变生长速率，使生长之初速率较低，防止过早封口，再逐渐提高电流，增加生长速率，来避免电镀过程中空洞的产生。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，种籽修复：使用4.5安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为90转每分钟，填充时间为5.5秒，填充铜的厚度为135埃。

进一步，步骤四所述的填充即第一次向沟槽填充铜：使用6.75安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为90转每分钟，填充时间为90秒，填充铜的厚度为3270埃。

进一步，步骤五所述的填充即第二次向沟槽填充铜：使用13.5安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为90转每分钟，填充时间为120秒，填充铜的厚度为8720埃。

进一步，步骤六所述的填充即第三次向沟槽填充铜：使用27安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为90转每分钟，填充时间为30秒，填充铜的厚度为4360埃。

进一步，所述步骤七中淀积即：使用40.5安培的电流对所述沟槽通过电镀方式填充铜，填充过程中所述晶圆的转速为12转每分钟，填充时间为12秒，填充铜的厚度为3515埃。

进一步，在所述沟槽的底部添加浓度为4～6mol/L的加速剂。

进一步，在所述沟槽上部的拐角处添加浓度为3～9mol/L的抑制剂。

进一步，在所述晶圆的上表面添加浓度为3～5mol/L的平坦剂。

采用上述进一步方案的有益效果是：上述具体的参数是在长期的工艺制作中总结出的较好的工艺数据。调整加速剂与抑制剂的配比，使得沟槽侧壁和底部的速率促进与拐角处的速率抑制更优化，使槽各处平衡生长，防止空洞产生。

附图说明

图1为为传统工艺电镀铜填充的透射电子显微镜示意图；

图2为本发明的操作流程图；

图3为本发明的透射电子显微镜示意图。

附图中，各标注所代表的部件如下：

1、空洞。