CN104988545A - 一种电镀铜的工艺 - Google Patents

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向延海
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Abstract

本发明涉及一种电镀铜的工艺，属于半导体制备领域。具体步骤包括在进行沉积刻蚀终止层；刻蚀终止层上设置绝缘层；在绝缘层上制作导线槽；在导线槽内设置金属铜；金属铜沿导线槽形成铜导线；低温环境中进行急速冷却；冷却到一定温度后对金属铜线进行电镀处理；表面打磨完成打磨后，进行抛光清洗处理。本发明提供的电镀铜的工艺，利用低温环境对导线进行固定，定性；方便后续步骤的打磨成型。低温环境有助于导线成型，并且可以减少工艺制备时间，大大提高生产效率。

Description

一种电镀铜的工艺
技术领域
   本发明涉及一种电镀铜的工艺，属于半导体制备领域。
背景技术
电镀就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化（如锈蚀），提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等）及增进美观等作用。
电镀需要一个向电镀槽供电的低压大电流电源以及由电镀液、待镀零件(阴极)和阳极构成的电解装置。其中电镀液成分视镀层不同而不同，但均含有提供金属离子的主盐，能络电镀原理图合主盐中金属离子形成络合物的络合剂，用于稳定溶液酸碱度的缓冲剂，阳极活化剂和特殊添加物(如光亮剂、晶粒细化剂、整平剂、润湿剂、应力消除剂和抑雾剂等)。电镀过程是镀液中的金属离子在外电场的作用下，经电极反应还原成金属原子，并在阴极上进行金属沉积的过程。因此，这是一个包括液相传质、电化学反应和电结晶等步骤的金属电沉积过程。
复合镀是将固体微粒加入镀液中与金属或合金共沉积，形成一种金属基的表面复合材料的过程，以满足特殊的应用要求。根据镀层与基体金属之间的电化学性质分类，电镀层可分为阳极性镀层和阴极性镀层两大类。凡镀层金属相对于基体金属的电位为负时，形成腐蚀微电池时镀层为阳极，故称阳极性镀层，如钢铁件上的镀锌层；而镀层金属相对于基体金属的电位为正时，形成腐蚀微电池时镀层为阴极，故称阴极性镀层，如钢铁件上的镀镍层和镀锡层等。
专利号为201110307986.3提供了改善电镀铜工艺的方法，在该方法中提到如下方法骤一，首先沉积一层刻蚀终止层；步骤二，接着在刻蚀终止层表面沉积一层具有一定厚度的绝缘层；步骤三，然后对绝缘层进行光刻以及刻蚀工艺，使在绝缘层中形成通孔和沟槽；步骤四，接着使用物理气相沉积扩撒阻挡层以及在扩撒阻挡层上沉积金属铜，形成铜互连线；步骤五，将形成铜互连线的器件放入电镀槽内进行铜互连线上表面进行电镀工艺；步骤六，最后是使用退火和化学机械抛光，对经电镀工艺过的铜互连线上表面进行平坦化处理与清洗；通过重复以上步骤一至步骤六的工序，形成多层金属叠加，在步骤五中，所述电镀槽为多个独立的电镀槽模块，根据电镀工艺的要求，通过选择对其中一个或多个电镀槽模块进行组合，分布连续进行，以形成所需要的所述电镀工艺。
在上述现有技术中，通过电镀槽之间的组合改善电镀工艺，提高电镀率。但是在复杂的电镀结构时，电镀效率下降，并且在复杂的电镀结构下本工艺并不能全完适用。最为关键的问题在于电镀槽较多后退火几抛光工作会对本体造成伤害。
发明内容
本发发明针对上述不足提供了一种电镀铜的工艺，目的在于在保证效率的情况下改善现有技术的不足。
本发明采用如下技术方案：
本发明一种电镀铜的工艺，具体步骤如下：
1）、准备沉积刻蚀终止层；刻蚀终止层上设置绝缘层；
2）、在绝缘层上制作导线槽；
3）、在导线槽内设置金属铜；金属铜沿导线槽形成铜导线；其特征在于：
4）、在步骤3）完成铜导线成型后，将蚀终止层放入低温环境中进行急速冷却；
5）、冷却到一定温度后对金属铜线进行电镀处理；
6）、表面打磨完成打磨后，进行抛光清洗处理。
本发明所述的电镀铜的工艺，所述步骤3）中在导线槽内采用叠加沉积方式铺设金属铜。
本发明所述的电镀铜的工艺，所述的绝缘层采用氧化硅或树脂。
本发明所述的电镀铜的工艺，所述的步骤2）中的导线槽，平行导线槽采用多组同时加工方式，垂直导线槽采用单向加工方式。
本发明所述的电镀铜的工艺，所述的步骤4）冷却后的蚀终止层恢复到常温后再进行电镀处理。
有益效果
本发明提供的电镀铜的工艺，利用低温环境对导线进行固定，定性；方便后续步骤的打磨成型。低温环境有助于导线成型，并且可以减少工艺制备时间，大大提高生产效率。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种电镀铜的工艺，具体步骤如下：
1）、准备沉积刻蚀终止层；刻蚀终止层上设置绝缘层；
2）、在绝缘层上制作导线槽；
3）、在导线槽内设置金属铜；金属铜沿导线槽形成铜导线；其特征在于：
4）、在步骤3）完成铜导线成型后，将蚀终止层放入低温环境中进行急速冷却；
5）、冷却到一定温度后对金属铜线进行电镀处理；
6）、表面打磨完成打磨后，进行抛光清洗处理。
低温环境的温度-10°至-15°
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述步骤3）中在导线槽内采用叠加沉积方式铺设金属铜。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述的绝缘层采用氧化硅。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述的步骤2）中的导线槽，平行导线槽采用多组同时加工方式，垂直导线槽采用单向加工方式。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述的步骤4）冷却后的蚀终止层恢复到常温后再进行电镀处理。
实施例二
一种电镀铜的工艺，具体步骤如下：
1）、准备沉积刻蚀终止层；刻蚀终止层上设置绝缘层；
2）、在绝缘层上制作导线槽；
3）、在导线槽内设置金属铜；金属铜沿导线槽形成铜导线；其特征在于：
4）、在步骤3）完成铜导线成型后，将蚀终止层放入低温环境中进行急速冷却；
5）、冷却到一定温度后对金属铜线进行电镀处理；
6）、表面打磨完成打磨后，进行抛光清洗处理。
低温环境的温度为-10°。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述步骤3）中在导线槽内采用叠加沉积方式铺设金属铜。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述的绝缘层采用树脂。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述的步骤2）中的导线槽，平行导线槽采用多组同时加工方式，垂直导线槽采用单向加工方式。
先加工平行导线槽其次加工，垂直导线槽。
作为本发明的电镀铜的工艺的优选方案，所述的步骤4）冷却后的蚀终止层恢复到常温后再进行电镀处理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种电镀铜的工艺，具体步骤如下：
1）、准备沉积刻蚀终止层；刻蚀终止层上设置绝缘层；
2）、在绝缘层上制作导线槽；
3）、在导线槽内设置金属铜；金属铜沿导线槽形成铜导线；其特征在于：
4）、在步骤3）完成铜导线成型后，将蚀终止层放入低温环境中进行急速冷却；
5）、冷却到一定温度后对金属铜线进行电镀处理；
6）、表面打磨完成打磨后，进行抛光清洗处理。
2.根据权利要求1所述的电镀铜的工艺，其特征在于：所述步骤3）中在导线槽内采用叠加沉积方式铺设金属铜。
3.根据权利要求1所述的电镀铜的工艺，其特征在于：所述的绝缘层采用氧化硅或树脂。
4.根据权利要求1所述的电镀铜的工艺，其特征在于：所述的步骤2）中的导线槽，平行导线槽采用多组同时加工方式，垂直导线槽采用单向加工方式。
5.根据权利要求1所述的电镀铜的工艺，其特征在于：所述的步骤4）冷却后的蚀终止层恢复到常温后再进行电镀处理。
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CN110528042A (zh) * 2019-08-28 2019-12-03 深圳赛意法微电子有限公司 一种半导体器件电镀方法及用于电镀的活化槽

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