前30 min顶部沉积速率的异常下降是由于预处理后时间过
长造成的。在电化学反应之前铜离⼦和添加剂分⼦的充分扩
散导致在初始阶段相对较快的沉积。随着反应的进⾏,电解
液中的铜离⼦从阴极接受电⼦并不断转化为铜。随着纵横比
的增加,铜离⼦向底部的扩散速率降低。铜离⼦的传质限制
降低了沉积到底部的速率。同时,铜离⼦在顶部的积累提⾼
了沉积速率。逐渐地,顶部的电沉积速率超过底部的电沉积
速率,终导致接缝缺陷。
TSV制程关键⼯艺设备
TSV制作⼯艺包括以下⼏步:通孔制作;绝缘层、阻挡层和种⼦层的 沉积;铜填充;
通过化学机械抛光去除多余的⾦属;晶圆减薄;晶圆键合 等。 每⼀步⼯艺都有相
当的技术难度,在通孔制作步骤,保持孔的形状和控制 ⻆度非常重要,通过
Bosch⼯艺来实现深孔刻蚀;在沉积绝缘层、阻挡层 和种⼦层时,需要考虑各层
的均匀性和粘附性;铜填充时避免空洞等 缺陷,这样填充的铜可以在叠层
器件较⾼的温度下保持正常的电性能;⼀ 旦完成了铜填充,则需要对晶圆进⾏
减薄;后是进⾏晶圆键合。
电镀铜填充设备
很多成本模型显示,TSV填充⼯艺是整个⼯艺流程中昂贵的步骤之⼀。 TSV
的主要成品率损耗之⼀是未填满的空洞。电镀铜⼯艺作为合适的硅 通孔填充
技术受到业内的普遍关注,其关键技术在于TSV⾼深宽比(通常 ⼤于10:1)通孔的
全填充电镀技术。