本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種減少銅膜厚度的方法。

背景技術(shù)：

基于硅片貫穿孔(tsv)技術(shù)的三維方向堆疊的集成電路封裝技術(shù)(3dic)是目前最新的封裝技術(shù)，具有最小的尺寸和質(zhì)量，有效的降低寄生效應(yīng)，改善芯片速度和降低功耗等優(yōu)點。tsv技術(shù)是通過在芯片和芯片之間制作垂直導(dǎo)通，實現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)，作為引線鍵合的一種替代技術(shù)，形成穿透硅圓片的通孔結(jié)構(gòu)可以大大縮短互連的距離，從而消除了芯片疊層在數(shù)量上的限制，使得芯片的三維疊層能在更廣的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。

現(xiàn)有的硅通孔使用金屬銅作為金屬層，銅金屬層正面工藝主要包含以下步驟：銅種子層真空電鍍(pvd)工藝、銅膜電鍍工藝、退火工藝、化學(xué)機械拋光(cmp)平坦化工藝。因為tsv技術(shù)中的通孔有較大深寬比，一般從5：1到10：1，甚至20：1。大深寬比會造成在鍍銅工藝中，孔內(nèi)銅無法填滿。經(jīng)過優(yōu)化的電鍍銅工藝能夠?qū)⑸羁纵^好的填滿，但是會造成晶圓表面金屬銅層過厚，通常為3到5微米。金屬內(nèi)應(yīng)力隨著厚度增加，tsv硅片的金屬表面應(yīng)力會比傳統(tǒng)晶圓金屬層應(yīng)力大，硅片會形成翹曲。退火工藝中，由于金屬層較厚，并且金屬晶粒長大，深孔上方金屬會形成凸起。以上兩點會造成使用傳統(tǒng)化學(xué)機械平坦化工藝時晶圓破碎，以及無法有效的平坦化深孔上方的金屬凸起，因此，減少銅膜厚度是非常有必要的。

現(xiàn)有的減少銅膜厚度的方法是這樣實現(xiàn)的：在鍍銅工藝之后，采用電化學(xué)拋光將晶圓表面銅膜厚度減薄，再進行退火工藝，最后采用化學(xué)機械平坦化工藝。在現(xiàn)有工藝方法中，電化學(xué)拋光后，金屬銅表面會形成一層電化學(xué)氧化造成的氧化銅層，氧化層對后續(xù)化學(xué)機械平坦化工藝的去除率及均勻性產(chǎn)生影響，比自然氧化銅層去除率低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有的減少銅膜厚度的工藝中產(chǎn)生的氧化層對化學(xué)機械平坦化工藝的去除率及均勻性產(chǎn)生影響的問題，本發(fā)明提出一種減少銅膜厚度的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種減少銅膜厚度的方法，包括以下步驟：

(1)采用電化學(xué)鍍銅工藝在晶圓表面鍍上銅層；

(2)采用電化學(xué)拋光工藝將晶圓表面銅膜厚度減??；

(3)使用檸檬酸去除晶圓表面氧化層。

進一步，檸檬酸為1％-2％濃度的稀釋檸檬酸。

較佳地，該方法進一步包括：

(4)將晶圓輸送至退火工藝腔進行退火工藝；

(5)采用化學(xué)機械平坦化工藝去除晶圓表面殘留雜質(zhì)

進一步，在退火腔內(nèi)通入還原氣體。

進一步，還原氣體為氫氣和氮氣的混合氣體。

進一步，在進行電化學(xué)鍍銅工藝后電化學(xué)拋光工藝前，清洗晶圓表面。

進一步，在進行電化學(xué)拋光工藝后退火工藝前，清洗晶圓表面。

進一步，在進行化學(xué)機械平坦化工藝后，清洗晶圓表面。

本發(fā)明利用檸檬酸清洗晶圓表面去除氧化層，解決了氧化層對化學(xué)機械平坦化工藝的去除率及均勻性產(chǎn)生影響的問題；本發(fā)明在退火工藝腔中通入還原氣體，利用還原方法將晶圓表面由電化學(xué)氧化形成的氧化層去除，使后續(xù)平坦化效果更好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的一種具體實施方式的流程圖；

圖2是本發(fā)明提供的另一種具體實施方式的流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做詳細的說明，使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。并未刻意按比例繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。

實施例1

一種減少銅膜厚度的方法，包括以下步驟：

(1)采用電化學(xué)鍍銅工藝在晶圓表面鍍上銅層；

(2)清洗晶圓表面；

(3)采用電化學(xué)拋光工藝將晶圓表面銅膜厚度減薄；

(4)清洗晶圓表面，清洗劑中加入1％-2％濃度的稀釋檸檬酸，以便去除晶圓表面氧化層。

較佳地，上述方法中還可以進一步包括以下步驟：

(5)將晶圓輸送至退火工藝腔進行退火工藝；

(6)采用化學(xué)機械平坦化工藝去除晶圓表面殘留雜質(zhì)；

(7)清洗晶圓表面。

實施例2

一種減少銅膜厚度的方法，包括以下步驟：

(1)提供晶圓，采用電化學(xué)鍍銅工藝在晶圓表面鍍上銅層；

(2)清洗晶圓表面；

(3)采用電化學(xué)拋光工藝將晶圓表面銅膜厚度減??；

(4)清洗晶圓表面，清洗劑中加入1％-2％濃度的稀釋檸檬酸；

(5)將晶圓輸送至退火工藝腔進行退火工藝；

(6)在退火工藝腔中通入還原氣體，還原氣體為氫氣和氮氣的混合氣體；

(7)采用化學(xué)機械平坦化工藝去除晶圓表面殘留雜質(zhì)；

(8)清洗晶圓表面。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見，可對本發(fā)明的上述示例性實施例進行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對本發(fā)明的修改和變型。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種減少銅膜厚度的方法，包括以下步驟：采用電化學(xué)鍍銅工藝在晶圓表面鍍上銅層；采用電化學(xué)拋光工藝將晶圓表面銅膜厚度減?。皇褂脵幟仕崛コA表面氧化層。本發(fā)明利用檸檬酸清洗晶圓表面去除氧化層，解決了氧化層對化學(xué)機械平坦化工藝的去除率及均勻性產(chǎn)生影響的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：金一諾;代迎偉;王堅;王暉
受保護的技術(shù)使用者：盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.05.05
技術(shù)公布日：2017.11.14