集成电路Cu互连线的XRD研究

对硫酸盐体系中电镀得到的Cu镀层,使用XRD研究不同电沉积条件、不同衬底和不同厚度镀层的织构情况和择优取向。对比了直流电镀和脉冲电镀在有添加剂和无添加剂条件下的织构情况。实验结果表明,对于在各种条件下获得的1μm Cu镀层,均呈现(111)晶面择优,这样的镀层在集成电路Cu互连线中有较好的抗电迁移性能。

直流和脉冲电镀Cu互连线的性能比较

针对先进纳米Cu互连技术的要求,比较了直流和脉冲两种电镀条件下Cu互连线的性能以及电阻率、织构系数、晶粒大小和表面粗糙度的变化。实验结果表明,在相同电流密度条件下,脉冲电镀所得Cu镀层电阻率较低,表面粗糙度较小,表面晶粒尺寸和晶粒密度较大,而直流电镀所得镀层(111)晶面的择优程度优于脉冲。在超大规模集成电路Cu互连技术中,脉冲电镀将有良好的研究应用前景。

添加剂对铜互连线脉冲电镀的影响

目前,铜互连技术已成为超大规模集成电路的主流互连技术,铜的填充主要采用Damascene工艺进行电镀。有机添加剂一般包括加速剂、抑制剂和平坦剂,它们在电镀液中含量虽然很少,但对于铜电镀的过程非常关键。以Enthone公司的ViaForm系列添加剂为例,研究了每种类型添加剂对脉冲铜镀层性能的影响。