CN103021933A - 一种化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其包括在化学电镀工艺前，通过去离子水超声波震荡或冲刷晶圆沟槽，使其内充满去离子水。本发明在不改变现有化学电镀主要工艺的情况下，通过在主要工艺前增加一道工序，使去离子水浸润充满沟槽，在后续的电镀工艺中使电镀液可以快速与沟槽内的去离子水进行交换，从而避免因空气、气泡的表面张力引起的电镀液无法快速浸润而形成的孔洞，同时还能减少酸液对铜表面可能造成的腐蚀现象，增加了电镀工艺的良率与可靠性。

Description

一种化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路工艺技术领域，尤其涉及化学电镀工艺领域。 
背景技术
随着芯片制造工艺的发展，线宽越来越小，与之相对应的沟槽深度并没有明显的变小，这样造成纵深比越来越大。现有的晶圆化学电镀工艺是将暴露在空气中干燥的晶圆直接倾覆正面朝下浸入电镀液，这样在电镀工艺当中电镀液受到沟槽内空气表面张力影响无法快速浸润，因而影响后续工艺，在沟槽完成电镀后会形成孔洞；而若延长浸润时间而不加电压，则表面的铜会因为电镀液中的酸造成腐蚀。 
由此可见，在晶圆进行化学电镀工艺之前，如何将晶圆沟槽内的空气去除，从而减少甚至避免因沟槽内的空气、气泡对后续电镀工艺的影响，是本领域技术人员亟待解决的问题之一。 
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题，提供一种化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，以去除化学电镀前晶圆沟槽内的空气。 
本发明的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法包括：在化学电镀工艺前，使晶圆沟槽内充满去离子水。 
具体地，其包括通过去离子水超声波震荡或冲刷晶圆沟槽，使其内充满去离子水。进一步地，去离子水超声波震荡是将晶圆浸没于去离子水中，通过超声波震荡使晶圆沟槽内充满去离子水。 
进一步地，该晶圆为8寸时，该超声波震荡的功率为300-600W，频率为28-40KHZ。 
进一步地，该晶圆为12寸时，该超声波震荡的功率为600-900W，频率为28-40KHZ。 
进一步地，去离子水冲刷晶圆沟槽是用去离子水通过喷嘴冲刷晶圆。 
进一步地，该喷嘴出水与晶圆表面之间的夹角为10-60度。较佳地为40-50度。 
进一步地，该喷嘴出水的流量为500-1000ml/min，该喷嘴口径为1/4~3/8英寸。 
进一步地，冲刷时晶圆是旋转的，使沟槽被全角度冲刷，以达到使沟槽内完全充满去离子水，完全去除空气、气泡的目的。 
进一步地，该晶圆旋转的速度为400-800rpm。 
与现有技术相比，本发明在不改变现有化学电镀主要工艺的情况下，通过在主要工艺前增加一道工序，使去离子水浸润充满沟槽，在后续的电镀工艺中使电镀液可以快速与沟槽内的去离子水进行交换，从而避免因空气、气泡的表面张力引起的电镀液无法快速浸润而形成的孔洞，同时还能减少酸液对铜表面可能造成的腐蚀现象，增加了电镀工艺的良率与可靠性。 
附图说明
为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中： 
图1是本发明用去离子水超声波震荡晶圆的实施例示意图；
图2是本发明用去离子水冲刷晶圆的实施例示意图；
图3是本发明晶圆沟槽被去离子水浸润充满后的示意图；
图4是未采用（a）和采用了（b）本发明方法而电镀铜层后的示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实施例中，8寸晶圆21被机械手臂1悬挂于超声波震荡槽3内，超声波震荡槽3内装满去离子水，晶圆21全部浸没于去离子水中，以300W的功率和28KHZ的频率震荡，将晶圆沟槽内的空气与去离子水进行交换，而使得沟槽内充满去离子水8，如图3所示。 
请继续参阅图2，本实施例中，12寸晶圆22被放置在去离子水冲刷腔6内的旋转底座5之上，并以400rpm的转速旋转，去离子水喷嘴4出水方向与12寸晶圆22表面的夹角7为45度，并以500ml/min的流量喷洒去离子水，其中，该喷嘴口径为1/4英寸，用去离子水挤压晶圆沟槽内的空气并与之进行交换，而使得沟槽内充满去离子水。 
请接着参阅图4a和4b，通过对比不难发现，电镀铜层10后，未采用本发明方法的晶圆沟槽内产生了气泡9的工艺缺陷，而采用本发明方法用去离子水浸润的沟槽在电镀后则没有气泡，增加了电镀工艺的良率与可靠性。 

Claims (10)

1.一种化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：其包括在化学电镀工艺前，使晶圆沟槽内充满去离子水。
2.根据权利要求1所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：其包括通过去离子水超声波震荡或冲刷晶圆沟槽，使晶圆沟槽内充满去离子水。
3.根据权利要求2所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：去离子水超声波震荡是将晶圆浸没于去离子水中，通过超声波震荡使晶圆沟槽内充满去离子水。
4.根据权利要求3所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：该晶圆为8寸时，该超声波震荡的功率为300-600W，频率为28-40KHZ。
5.根据权利要求3所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：该晶圆为12寸时，该超声波震荡的功率为600-900W，频率为28-40KHZ。
6.根据权利要求2所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：去离子水冲刷晶圆沟槽是用去离子水通过喷嘴冲刷晶圆。
7.根据权利要求6所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：该喷嘴出水与晶圆表面之间的夹角为10-60度。
8.根据权利要求6所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：该喷嘴出水的流量为500-1000ml/min，该喷嘴口径为1/4~3/8英寸。
9.根据权利要求6所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：冲刷时晶圆是旋转的。
10.根据权利要求9所述的化学电镀工艺前晶圆沟槽预处理的方法，其特征在于：该晶圆旋转的速度为400-800rpm。
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