[发明专利]一种减少硅通孔电镀铜后晶圆表面过电镀的方法

权利要求书

1.一种减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆，包括晶圆（5），晶圆（5）表面上刻蚀有一垂直硅通孔（4），在晶圆（5）表面上由内至外依次设置有绝缘层（3）、扩散阻挡层（2）和铜种子层（1）；其特征是：在铜种子层（1）外还设置有一特殊层（6）；所述特殊层（6）的厚度为4-200nm。

2.如权利要求1所述减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆，其特征是：所述特殊层（6）材料为金属Ta、V、Ti、Al、Fe或非金属TiN、TaN、AlN。

3.如权利要求1所述减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆，其特征是：所述扩散阻挡层（2）材料为Ta、Ti、Ni、TaN、TiN中的一种。

4.如权利要求1所述减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆，其特征是：所述特殊层（6）的厚度为4-50nm。

5.如权利要求1所述减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆，其特征是：所述扩散阻挡层（2）和铜种子层（1）的厚度均为10-200mm。

6.如权利要求1所述减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆，其特征是：所述特殊层（6）在垂直硅通孔（4）孔口处的高度不大于所述晶圆（5）表层的绝缘层（3）、扩散阻挡层（2）和铜种子层（1）三者厚度之和。

7.权利要求1所述减少硅通孔电镀铜后晶圆表面过电镀的方法，其特征是步骤如下：

（1）通孔刻蚀：取晶圆（5），在其表面通过深反应离子刻蚀仪器刻蚀出垂直硅通孔（4）；

（2）绝缘层的制备：取步骤（1）刻蚀完毕后的晶圆（5），采用二氧化硅或氮化硅通过等离子增强化学气相淀积法沉积制备绝缘层（3）；其选用液体反应源，沉积温度为200-400℃，沉积厚度为10-300nm；

（3）扩散阻挡层和铜种子层的制备：取步骤（2）制备得到的晶圆（5），在绝缘层（3）的外部通过物理气象沉积法沉积扩散阻挡层（2），沉积温度为180-220℃；在扩散阻挡层（2）外侧再次通过物理气象沉积法沉积一层铜种子层（1），沉积温度为200-500℃；

（4）特殊层的制备：取步骤（3）得到的晶圆（5），采用溅射、物理沉积或旋涂的方法制备特殊层（6），反应温度为200-300℃；

（5）电镀铜的填充：选用湿法镀铜的方式实现垂直硅通孔（4）的电镀铜填充；其中电镀体系为：0.1-200mg/L的加速剂、10-1500mg/L的抑制剂、1-500mg/L的整平剂、含有0.01-100mg/L氯离子的硫酸铜或甲基磺酸铜镀液，其中铜离子为0.1-100g/L；电镀后即得产品减少硅通孔电镀铜后表面过电镀的晶圆。

8.如权利要求7所述减少硅通孔电镀铜后晶圆表面过电镀的方法，其特征是：所述硫酸铜或甲基磺酸铜镀液中还含有10-200g/L的有机酸或者无机酸。

9.如权利要求8所述减少硅通孔电镀铜后晶圆表面过电镀的方法，其特征是：所述有机酸或无机酸为硫酸、链烷硫酸或链烷醇硫酸中的一种或多种的混合物。

10.如权利要求7所述减少硅通孔电镀铜后晶圆表面过电镀的方法，其特征是：所述加速剂为含磺烷基磺酸、二硫代氨基甲酸衍生物和双硫有机酸，如聚二硫二丙磺酸钠，三-巯基丙烷磺酸中的一种；

所述抑制剂为聚乙二醇、聚乙二醇共聚物、聚丙二醇中的一种；

所述整平剂为聚亚烷基亚胺、烷基咪唑啉化合物、金胺及其衍生物或贾纳斯绿的有机染料中的一种；

所述聚乙二醇共聚物为聚乙二醇-甘油醚、聚乙二醇-二烃基醚；

所述贾纳斯绿的有机染料为烟鲁绿B。