銅化學電鍍包括兩個過程, XC17512LJI化學過程和電學過程。其基本原理為:將長有阻擋層和銅種子層的硅片作為陰極浸人硫酸銅溶液中,用于補充溶液中銅離子的銅塊作為陽極預先放人鍍液中,在外加直流電源的作用下,溶液中的銅離子向陰極移動并在陰極(硅片)表面獲得兩個電子形成銅膜,如圖6.30所示。

   在實際的銅化學電鍍T藝中,電場在曲率半徑較小(如trench∞mer)的地方分布較強,再加上阻擋層和銅種子層本身丁藝缺陷所產(chǎn)生的懸垂(over hang)效應,就容易在via和trench的中間產(chǎn)生“孔洞”(void)[21,如圖6.31所示。

   為了得到?jīng)]有“孔洞”的填充效果,目前,業(yè)界主要都采用含有Cl離子的低酸硫酸銅溶液為母液(VMS),并加入多種有機添加劑作為電鍍液「261。目前,業(yè)界用得較多的有三種添力口齊刂(additive),分另刂為力口速劑(accelcrator)、抑芾刂齊刂(suppress°r)和平驀鏨齊刂(leveler),在它們的共同作用下才可以達到比較好的填充效果[271。加速劑主要是一些分子量較小的有機高 分子化合物,它們比較容易到達孔槽內(nèi)部,加速銅的填充效果,達到超級填充(ultm fill)的日的。抑制劑和平整劑主要是大分子的有機化合物,它們的作用都是抑制銅膜的生長,但區(qū)別在于抑制劑主要阻止電鍍過程中過早封口,增加化學電鍍的填充能力,而平整劑主要 是抑制由于表面微觀結(jié)構(gòu)的不均勻而造成的過度電鍍(over plating)效應!Ⅱ|,從而減少隨后的化學機械研磨的△藝難度。圖6.32為各種添加劑的效果比較圖。隨著線寬的不斷小,

對填洞能力的要求也越來越高,隨之研發(fā)了大量的具有高填洞能力的添加劑3卜Ⅱ∷。當然,隨著添加劑種類的不斷更新,其所使用的濃度也根據(jù)添加劑的種類和具體的技術(shù)而有很大的差別。