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面向存储芯片的先进工艺中铜互连电镀工艺从种子层到填充的优化.docx
资料介绍
面向存储芯片的先进工艺中铜互连电镀工艺从种子层到填充的优化
——从电镀液配方到电镀参数的互连填充工艺优化
引言
铜互连电镀是存储芯片制造中形成金属互连的关键工艺。在DRAM和NAND闪存中，铜互连用于形成位线、字线和全局互连。电镀工艺的质量直接影响铜互连的电阻、可靠性和电迁移寿命。在先进工艺节点中，互连的线宽缩小至10nm以下，深宽比增大，电镀填充面临空洞和缝隙等缺陷的挑战。电镀液配方和电镀参数的优化是解决填充缺陷的关键。本文系统分析面向存储芯片的先进工艺中铜互连电镀工艺，从种子层到填充的优化方案。
铜互连电镀的基本原理
电镀过程
铜互连电镀的工艺过程：
1. 种子层沉积：通过PVD在介电层上沉积铜种子层，种子层厚度约10nm至50nm。
2. 电镀：在电镀液中，通过电化学反应在种子层上沉积铜，填充互连沟槽和通孔。
3. 退火：在电镀后进行退火，促进铜晶粒的生长，降低电阻。
电镀液成分
铜电镀液的主要成分：
1. 铜离子：CuSO₄提供铜离子，铜离子浓度约0.5mol/L至1mol/L。
2. 硫酸：H₂SO₄提供导电性，硫酸浓度约0.5mol/L至1mol/L。
3. 氯离子：Cl⁻作为添加剂，与加速剂和抑制剂协同作用，影响填充效果。
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