铜化学电镀包括两个过程, XC17512LJI化学过程和电学过程。其基本原理为:将长有阻挡层和铜种子层的硅片作为阴极浸人硫酸铜溶液中,用于补充溶液中铜离子的铜块作为阳极预先放人镀液中,在外加直流电源的作用下,溶液中的铜离子向阴极移动并在阴极(硅片)表面获得两个电子形成铜膜,如图6.30所示。

   在实际的铜化学电镀T艺中,电场在曲率半径较小(如trench∞mer)的地方分布较强,再加上阻挡层和铜种子层本身丁艺缺陷所产生的悬垂(over hang)效应,就容易在via和trench的中间产生“孔洞”(void)[21,如图6.31所示。

   为了得到没有“孔洞”的填充效果,目前,业界主要都采用含有Cl离子的低酸硫酸铜溶液为母液(VMS),并加入多种有机添加剂作为电镀液「261。目前,业界用得较多的有三种添力口齐刂(additive),分另刂为力口速剂(accelcrator)、抑芾刂齐刂(suppress°r)和平蓦錾齐刂(leveler),在它们的共同作用下才可以达到比较好的填充效果[271。加速剂主要是一些分子量较小的有机高 分子化合物,它们比较容易到达孔槽内部,加速铜的填充效果,达到超级填充(ultm fill)的日的。抑制剂和平整剂主要是大分子的有机化合物,它们的作用都是抑制铜膜的生长,但区别在于抑制剂主要阻止电镀过程中过早封口,增加化学电镀的填充能力,而平整剂主要 是抑制由于表面微观结构的不均匀而造成的过度电镀(over plating)效应!Ⅱ|,从而减少随后的化学机械研磨的△艺难度。图6.32为各种添加剂的效果比较图。随着线宽的不断小,

对填洞能力的要求也越来越高,随之研发了大量的具有高填洞能力的添加剂3卜Ⅱ∷。当然,随着添加剂种类的不断更新,其所使用的浓度也根据添加剂的种类和具体的技术而有很大的差别。