高深宽比结构中电镀液的填充方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114908389A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210641524.3(22)申请日2022.06.07(71)申请人上海华力集成电路制造有限公司地址201314上海市浦东新区良腾路6号(72)发明人刘博黄景山孔宪明(74)专利代理机构上海思捷知识产权代理有限公司31295专利代理师钟玉敏(51)Int.Cl.C25D5/54(2006.01)C25D7/12(2006.01)C25D3/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称高深宽比结构中电镀液的填充方法(57)摘要本发明提供了一种高深宽比结构中电镀液的填充方法，该方法首先对晶圆表面进行置换气体处理，利用置换气体排出高深宽比结构中的空气；然后对晶圆表面进行去离子水处理，利用去离子水溶解置换气体并至少填充高深宽比结构的底部区域；最后电镀液与去离子水交换并填满整个高深宽比结构的内部。本发明所提供的方法，在不改变原有电镀工艺主体流程的条件下，通过电镀前的置换气体处理和去离子水处理，改善了电镀液难以进入高深宽比结构的底部区域，在底部区域留下气泡的问题，在保证电镀工艺品质的同时，降低了电镀前处理的成本。CN114908389ACN114908389A权利要求书1/1页1.高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一晶圆，所述晶圆的正面具有高深宽比结构；对所述晶圆的正面进行置换气体处理，直至所述置换气体充满所述高深宽比结构，所述置换气体可溶于水，且在标准状况下所述置换气体的溶解度不小于0.5，即1单位体积的水中溶解的置换气体的体积不小于0.5单位体积；对所述置换气体处理后的所述晶圆的正面进行去离子水处理，直至所述去离子水至少填充所述高深宽比结构的底部区域，所述底部区域为距离所述高深宽比结构的底面四分之一深度的区域；将所述去离子水处理后的所述晶圆的正面浸没于电镀液中，直至所述高深宽比结构中填满电镀液。2.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，所述电镀液包括铜电镀液。3.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，所述对所述晶圆的正面进行置换气体处理之前，还包括：对所述晶圆进行铜电镀工艺前处理，并在所述晶圆的正面依次形成扩散阻挡层和电镀种子层。4.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，所述置换气体包括CO2和HCl中的至少一种。5.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，在所述置换气体的密度比空气大时，所述晶圆的正面朝上；在所述置换气体的密度比空气小时，所述晶圆的正面朝下。6.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，所述置换气体处理在电镀机台搭载的气体处理单元中进行，所述气体处理单元为气体吹洗单元和气体反应单元中的一种。7.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，所述置换气体处理包括：用置换气体对所述晶圆的正面进行吹洗。8.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，所述去离子水处理的方法包括：用去离子水喷头对所述晶圆的正面进行喷淋，或者将所述高深宽比结构完全浸没于去离子水水槽中。9.如权利要求8所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，在电镀室中进行所述去离子水处理。10.如权利要求1所述的高深宽比结构中电镀液的填充方法，其特征在于，在执行所述对所述置换气体处理后的所述晶圆的正面进行去离子水处理，直至所述去离子水至少填充所述高深宽比结构的底部区域的步骤之后，在特定时间内执行所述将所述去离子水处理后的所述晶圆的正面浸没于电镀液中，直至所述高深宽比结构中填满电镀液，所述特定时间不超过20s。2CN114908389A说明书1/5页高深宽比结构中电镀液的填充方法技术领域[0001]本发明涉及晶圆生产和加工领域，具体涉及高深宽比结构中电镀液的填充方法。背景技术[0002]随着半导体器件的小型化和集成化发展，晶圆上的电路线宽已经越来越小，与之相对应的沟槽或通孔的深度并没有明显变小，导致了晶圆上的沟槽或通孔等特征结构的深宽比越来越大。深宽比不小于3的沟槽或通孔等特征结构，一般被称为高深宽比结构。如图1所示，在晶圆电镀工艺中，当电镀液进入晶圆01上的高深宽比结构02时，由于气体的扩散受限，并且电镀液与高深宽比结构02的内壁有较强的附着力，电镀液只能填充高深宽比结构的浅层区域03，而高深宽比结构的底部区域04的空气难以被排出，导致在电镀液中形成气泡05，进而产生电镀空洞，降低了电镀工艺品质。[0003]解决这一问题的通用方法为：在电镀前对晶圆进行去离子水润湿处理，利用去离子水填充高深宽比结构，然后将晶圆放入