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互連結(jié)構(gòu)的制造方法與流程

文檔序號(hào):12180248閱讀:228來(lái)源:國(guó)知局
互連結(jié)構(gòu)的制造方法與流程

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法。



背景技術(shù):

隨著半導(dǎo)體器件特征尺寸的逐漸減小,互連線的尺寸也不斷減小。在超大規(guī)模集成電路(ULSI)中,互連線的性能對(duì)器件的密度和速度具有很重要的影響。

由于具有更高的電導(dǎo)率和更好的穩(wěn)定性,銅已經(jīng)取代鋁成為超大規(guī)模集成電路工藝中的主流互連材料。目前,在大馬士革工藝中,利用電鍍(ECP)工藝在溝槽和通孔中填充銅,隨后通過(guò)化學(xué)機(jī)械拋光工藝對(duì)電鍍的銅進(jìn)行平坦化。然而,特征尺寸的持續(xù)減小使得ECP工藝變得越來(lái)越困難。

如圖1所示,在溝槽101和通孔102中電鍍填充銅時(shí),由于在溝槽101的尖頭部分的電流密度相對(duì)比較大,因此在尖頭部分電鍍銅的速度很快,導(dǎo)致溝槽101的開(kāi)口提前封閉,使得在溝槽101和通孔102中電鍍形成的銅具有空洞103(void)。這些空洞103可能會(huì)導(dǎo)致互連結(jié)構(gòu)的斷路,使得電遷移失敗,從而影響器件的性能。

另外,在印制電路板(PCB)的通孔中電鍍金屬形成互連結(jié)構(gòu)時(shí)同樣會(huì)存在上述問(wèn)題。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的目的在于避免互連結(jié)構(gòu)中的空洞。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例,提供了一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法,所述方法包括:提供襯底結(jié)構(gòu),所述襯底結(jié)構(gòu)包括溝槽和通孔,所述溝槽 和通孔的表面形成有籽晶層;通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解所述籽晶層的表面部分,以增大所述溝槽的開(kāi)口;通過(guò)第二超聲雙脈沖電鍍工藝在所述籽晶層表面電鍍金屬層;通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解一部分電鍍的金屬層;重復(fù)所述第二超聲雙脈沖電鍍工藝和所述第三超聲雙脈沖電鍍工藝,在所述溝槽和通孔中填充電鍍的金屬層以形成互連結(jié)構(gòu);其中在電鍍工藝中引入超聲波。

在一個(gè)實(shí)施方式中,通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解電鍍的金屬層的速度大于通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的速度。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述第一超聲雙脈沖電鍍工藝中:陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的脈沖寬度之比為20:1至1:1,或,陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的電流之比為0.8:1至1.2:0.8;或,陰極脈沖的電流密度為0.001至5A/cm2;或,所述第一超聲雙脈沖電鍍工藝進(jìn)行的時(shí)間為1至10秒。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述第二超聲雙脈沖電鍍工藝中:陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的脈沖寬度之比為1:15至1:30;或,陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的電流之比為1:1至1:10;或,陰極脈沖的電流密度為0.01至20A/cm2;或,所述第二超聲雙脈沖電鍍工藝進(jìn)行的時(shí)間為1至600秒。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述第三超聲雙脈沖電鍍工藝中:陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的脈沖寬度之比為20:1至1:1;或,陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的電流之比為10:1至1:1;或,陰極脈沖的電流密度為0.001至10A/cm2;或,所述第三超聲雙脈沖電鍍工藝進(jìn)行的時(shí)間為1至1000秒。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述金屬層包括銅、鎳、銀。

在一個(gè)實(shí)施方式中,超聲雙脈沖電鍍工藝中的超聲波的頻率為20000至50000HZ,超聲波的功率為10-5000W。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述襯底結(jié)構(gòu)還包括:襯底、位于所述襯底上的阻擋層、以及位于所述阻擋層上的電介質(zhì)層;所述電介質(zhì)層和所述阻擋層被刻蝕形成大馬士革結(jié)構(gòu)的溝槽和通孔。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述提供襯底結(jié)構(gòu)的步驟包括:提供襯底;在所述襯底上形成阻擋層;在所述阻擋層上形成電介質(zhì)層;在所述電介質(zhì)層上形成圖案化的硬掩模層,以定義通孔的形狀;在所述硬掩模層上形 成圖案化的光刻膠,以定義溝槽的形狀;以所述圖案化的光刻膠為掩模,依此刻蝕所述硬掩模層和部分所述電介質(zhì)層;去除所述光刻膠,并以圖案化的硬掩模層為掩模,依此刻蝕所述電介質(zhì)層和所述阻擋層,在所述電介質(zhì)層中形成溝槽,在所述電介質(zhì)層和所述阻擋層中形成通孔;在所述溝槽和通孔的表面沉積籽晶層。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述方法還包括:對(duì)電鍍的金屬層進(jìn)行平坦化。

根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例,提供一種互連結(jié)構(gòu)的制造方法,所述方法包括:提供具有通孔的印制電路板PCB,所述通孔的表面形成有籽晶層;通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解所述籽晶層的表面部分,以增大通孔的開(kāi)口;通過(guò)第二超聲雙脈沖電鍍工藝在所述籽晶層表面電鍍金屬層;通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解一部分電鍍的金屬層;重復(fù)所述第二超聲雙脈沖電鍍工藝和所述第三超聲雙脈沖電鍍工藝,在所述通孔中填充電鍍的金屬層以形成互連結(jié)構(gòu);其中在電鍍工藝中引入超聲波。

在一個(gè)實(shí)施方式中,通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解電鍍的金屬層的速度大于通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的速度。

在一個(gè)實(shí)施方式中,所述金屬層包括銅、鎳、銀。

在一個(gè)實(shí)施方式中,超聲雙脈沖電鍍工藝中的超聲波的頻率為20000至50000HZ,超聲波的功率為10-5000W。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例,首先通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的表面部分,在超聲波的微射流和雙脈沖電鍍的協(xié)同作用下,使得溝槽的開(kāi)口變大,然后通過(guò)多步超聲雙脈沖電鍍工藝在溝槽和通孔中電鍍金屬層,在每一次電鍍金屬層后對(duì)電鍍的金屬層進(jìn)行部分溶解,以避免在電鍍的過(guò)程中將溝槽的開(kāi)口封死;通過(guò)超聲波和多步雙脈沖電鍍工藝的結(jié)合,避免了形成的互連結(jié)構(gòu)中存在空洞。

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本公開(kāi)的示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述,本公開(kāi)的其它特征、方面及其優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得清楚。

附圖說(shuō)明

附圖構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分,其描述了本公開(kāi)的示例性實(shí)施例,并且連同說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理,在附圖中:

圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中形成銅互連結(jié)構(gòu)具有空洞的示意截面圖;

圖2是根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖;

圖3A、圖3B和圖3C分別示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的第一雙脈沖電鍍工藝、第二雙脈沖電鍍工藝和第三雙脈沖電鍍工藝的脈沖波形;

圖4A、圖4B、圖4C、圖4D、圖4E、圖4F和圖4G示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)的制造工藝中的各個(gè)階段;

圖5A、圖5B、圖5C、圖5D和圖5E示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的襯底結(jié)構(gòu)的制造工藝中的各個(gè)階段;

圖6是根據(jù)本公開(kāi)又一個(gè)實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本公開(kāi)的各種示例性實(shí)施例。應(yīng)理解,除非另外具體說(shuō)明,否則在這些實(shí)施例中闡述的部件和步驟的相對(duì)布置、數(shù)字表達(dá)式和數(shù)值不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。

此外,應(yīng)當(dāng)理解,為了便于描述,附圖中所示出的各個(gè)部件的尺寸并不必然按照實(shí)際的比例關(guān)系繪制,例如某些層的厚度或?qū)挾瓤梢韵鄬?duì)于其他層有所夸大。

以下對(duì)示例性實(shí)施例的描述僅僅是說(shuō)明性的,在任何意義上都不作為對(duì)本發(fā)明及其應(yīng)用或使用的任何限制。

對(duì)于相關(guān)領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的技術(shù)、方法和裝置可能不作詳細(xì)討論,但在適用這些技術(shù)、方法和裝置情況下,這些技術(shù)、方法和裝置應(yīng)當(dāng)被視為本說(shuō)明書(shū)的一部分。

應(yīng)注意,相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類(lèi)似項(xiàng),因此,一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義或說(shuō)明,則在隨后的附圖的說(shuō)明中將不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步討論。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在形成互連結(jié)構(gòu)的過(guò)程中,在溝槽中沉積的籽晶層會(huì)具有突懸(overhang),即在溝槽尖頭部分處形成的籽晶層會(huì)比較厚,這會(huì)使得溝槽的開(kāi)口變小,從而影響后續(xù)的電鍍工藝,使得形成的互連結(jié)構(gòu)中具有空洞。

圖2是根據(jù)本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。本實(shí)施例結(jié)合了多步雙脈沖電鍍工藝和超聲波電鍍工藝。如圖2所示,本實(shí)施例提供的互連結(jié)構(gòu)的制造方法包括:

步驟202,提供襯底結(jié)構(gòu),該襯底結(jié)構(gòu)包括溝槽(trench)和通孔(via),在溝槽和通孔的表面形成有籽晶層,在溝槽尖頭部分形成的籽晶層可能會(huì)有突懸。

其中,籽晶層的材料例如可以是銅、鈷等。另外,在溝槽和通孔的表面與籽晶層之間還可以形成有擴(kuò)散阻擋層,擴(kuò)散阻擋層可以是單層或疊層結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中,擴(kuò)散阻擋層可以是鉭(Ta)或由Ta和氮化鉭(TaN)組成的疊層。

步驟204,通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的表面部分。

本步驟在超聲波的微射流和雙脈沖電鍍的協(xié)同作用下,位于溝槽尖頭部分形成的籽晶層(即突懸)的溶解速度大于溝槽側(cè)壁和溝槽頂部的籽晶層的溶解速度,從而使得溝槽的開(kāi)口變大,這會(huì)有利于后續(xù)的電鍍沉積。

步驟206,通過(guò)第二超聲雙脈沖電鍍工藝在籽晶層表面電鍍金屬層。

對(duì)于超聲雙脈沖電鍍工藝來(lái)說(shuō),施加陰極脈沖(正向脈沖)時(shí),會(huì)在籽晶層表面電鍍金屬層,例如銅、鎳、銀等金屬層;施加陽(yáng)極脈沖(反向脈沖)時(shí),會(huì)溶解一部分電鍍的金屬層。在第二超聲雙脈沖電鍍工藝中,可以通過(guò)調(diào)節(jié)陰極脈沖和陽(yáng)極脈沖的參數(shù),例如脈沖寬度、脈沖電流等,使得在籽晶層表面電鍍金屬層的速度大于金屬層溶解的速度,從而在籽晶層表面電鍍金屬層。

在一個(gè)具體實(shí)施例中,可以采用CuSO4、Cu3(PO4)2作為電鍍液,此時(shí)電鍍的金屬層為銅。

步驟208,通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解一部分電鍍的金屬層。

與上類(lèi)似地,在第三超聲雙脈沖電鍍工藝中,可以通過(guò)調(diào)節(jié)陰極脈沖和陽(yáng)極脈沖的參數(shù),使得在籽晶層表面電鍍金屬層的速度小于金屬層溶解的速度,從而溶解一部分電鍍金屬層。通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝,可以使得位于溝槽尖頭部分的金屬層的溶解速度大于溝槽側(cè)壁和溝槽頂部的金屬層的溶解速度,以避免溝槽的開(kāi)口被封死。

優(yōu)選地,步驟208中通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解電鍍的金屬層的速度大于步驟204中通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的速度。

重復(fù)上述步驟206和步驟208,在溝槽和通孔中填充電鍍的金屬層以形成互連結(jié)構(gòu)。其中,在步驟206之后,判斷溝槽和通孔的填充是否滿(mǎn)足要求,若是,則結(jié)束電鍍工藝;若否,則繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行步驟208和步驟206。

在一個(gè)實(shí)施例中,上述超聲雙脈沖電鍍工藝(包括第一、第二和第三超聲雙脈沖電鍍工藝)中的超聲波的頻率可以為20000至50000HZ,超聲波的功率可以為10-5000W。超聲波的微射流(micro-jet)可以改善電鍍液中金屬離子的分布,降低了濃差極化,使得電鍍沉積的金屬層更加均勻。通過(guò)多步雙脈沖電鍍工藝與超聲波的結(jié)合,首先通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的表面部分,在超聲波的微射流和雙脈沖電鍍的協(xié)同作用下,使得溝槽的開(kāi)口變大,然后在每一次電鍍金屬層后對(duì)電鍍的金屬層進(jìn)行部分溶解,以避免溝槽的開(kāi)口在電鍍的過(guò)程中被封死,從而避免在形成的互連結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生空洞。

上述實(shí)施例中,在重復(fù)步驟206和步驟208形成互連結(jié)構(gòu)后,電鍍的金屬層比較薄,作為一個(gè)非限制性示例,電鍍的金屬層可以為2000埃。通常情況下,還需要在電鍍的金屬層的表面繼續(xù)電鍍,例如可以利用直流脈沖繼續(xù)電鍍金屬層,直至電鍍的金屬層的厚度滿(mǎn)足要求,例如達(dá)到7000埃。之后,可以利用化學(xué)機(jī)械拋光工藝對(duì)電鍍的金屬層進(jìn)行平坦化。

圖3A-圖3C分別示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的第一超聲雙脈沖電鍍工藝、第二超聲雙脈沖電鍍工藝和第三超聲雙脈沖電鍍工藝的脈 沖波形。

需要說(shuō)明的是,雖然圖3A-圖3C中示出的脈沖波形均為長(zhǎng)方形,但這僅僅是示例性的,并不用于限制本公開(kāi)的范圍,在超聲雙脈沖電鍍工藝中采用的脈沖還可以為其他形狀的脈沖,例如可以是三角形脈沖等。

如圖3A所示,第一超聲雙脈沖電鍍工藝進(jìn)行的時(shí)間可以為1至10秒。

在第一超聲雙脈沖電鍍工藝中,陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的脈沖寬度之比ta:tb可以為20:1至1:1,例如,10:1、5:1;陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的電流之比Ia:Ib可以為0.8:1至1.2:0.8,例如1:1;陰極脈沖的電流密度可以為0.001至5A/cm2,例如,0.05A/cm2、0.5A/cm2、2A/cm2

如圖3B所示,第二超聲雙脈沖電鍍工藝進(jìn)行的時(shí)間可以為1至600秒。

在第二超聲雙脈沖電鍍工藝中,陰極脈沖的電流密度可以為0.01至20A/cm2,例如,0.5A/cm2、5A/cm2、10A/cm2;陽(yáng)極脈沖的脈沖寬度ta與陰極脈沖的脈沖寬度tb之比ta:tb可以為1:15至1:30,例如,1:20;陽(yáng)極脈沖電流Ia與陰極脈沖電流Ib的電流之比Ia:Ib可以為1:1至1:10,例如,1:5。

如圖3C所示,第三超聲雙脈沖電鍍工藝進(jìn)行的時(shí)間可以為1至1000秒。

在第三超聲雙脈沖電鍍工藝中,陰極脈沖的電流密度可以為0.001至10A/cm2,例如,0.05A/cm2、0.5A/cm2、6A/cm2;陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的脈沖寬度之比ta:tb可以為20:1至1:1,例如,10:1、5:1;陽(yáng)極脈沖與陰極脈沖的電流之比Ia:Ib可以為10:1至1:1,例如3:1、5:1。

應(yīng)理解,上面給出的超聲雙脈沖電鍍工藝條件僅僅是示例性的,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本公開(kāi)給出的互連結(jié)構(gòu)的制造方法可以選擇其他合適的工藝條件。

下面結(jié)合圖4A-圖4G對(duì)本公開(kāi)互連結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如圖4A所示,提供襯底結(jié)構(gòu),該襯底結(jié)構(gòu)包括:襯底401、位于襯底401上的阻擋層402、以及位于阻擋層402上的電介質(zhì)層403。其中,電介質(zhì)層403和阻擋層402被刻蝕形成大馬士革結(jié)構(gòu)的溝槽404和通孔404,電介質(zhì)層403的表面、溝槽404和通孔405的表面形成有籽晶層506。其中,在溝槽404的尖頭部分的籽晶層具有突懸,使得溝槽404的開(kāi)口減小。

可選地,在溝槽和通孔的表面與籽晶層之間還可以形成有擴(kuò)散阻擋層(圖中未示出),擴(kuò)散阻擋層可以是單層或疊層結(jié)構(gòu)。示例性地,擴(kuò)散阻擋層可以是鉭(Ta)或由Ta和氮化鉭(TaN)組成的疊層。

需要指出的是,這里示出的襯底結(jié)構(gòu)可以通過(guò)多種方法來(lái)形成,例如,先溝槽工藝(Trench First)或者先通孔工藝(via First)。本公開(kāi)提供了一種示例性的方法,稍后將詳細(xì)說(shuō)明。

如圖4B所示,通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層406的表面部分,以增大溝槽404的開(kāi)口。

如圖4C所示,通過(guò)第二超聲雙脈沖電鍍工藝在籽晶層406表面電鍍金屬層407。

如圖4D所示,通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解一部分電鍍的金屬層407。通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝的溶解步驟,可以使得溝槽404的開(kāi)口變大。如果在第二超聲雙脈沖電鍍工藝后溝槽404的開(kāi)口被封死,第三超聲雙脈沖電鍍工藝可以使得被封死的溝槽404的開(kāi)口重新打開(kāi)。

如圖4E和4F所示,在重復(fù)第一超聲雙脈沖電鍍工藝和第二超聲雙脈沖電鍍工藝之后,例如重復(fù)1-20次,在溝槽404和通孔405中填充金屬層406,形成雙鑲嵌的互連結(jié)構(gòu)。

之后,可以對(duì)填充的金屬層進(jìn)行平坦化工藝,直至露出電介質(zhì)層403,如圖4G所示。

需要指出,為了清楚起見(jiàn),圖4F和圖4G中并未全部示出籽晶層 所形成的突懸。

通過(guò)本公開(kāi)提供的互連結(jié)構(gòu)的制造方法,參見(jiàn)圖4A-圖4G,可以得到?jīng)]有空洞的互連結(jié)構(gòu)。在形成互連結(jié)構(gòu)后,可以繼續(xù)在互連結(jié)構(gòu)上形成電介質(zhì)層,然后形成其他互連結(jié)構(gòu),在形成其他互連結(jié)構(gòu)時(shí)同樣可以采用上面提供的方法。

本公開(kāi)還提供了一種形成上述襯底結(jié)構(gòu)的方法。下面結(jié)合圖5A-5E對(duì)襯底結(jié)構(gòu)的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明,圖5A-5E中的附圖標(biāo)記501-505與圖4A-圖4G中的附圖標(biāo)記401-405指示相同或類(lèi)似的部件。

如圖5A所示,提供襯底501,在襯底501上形成阻擋層502;在阻擋層502上形成電介質(zhì)層503。

這里,襯底501例如可以是硅襯底、絕緣體上硅襯底等其他半導(dǎo)體襯底。襯底501中可以形成有柵極結(jié)構(gòu)、淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(圖中未示出)等。另外,襯底501中也可以形成有其他互連結(jié)構(gòu)(圖中未示出)。

阻擋層502可以是Ta和TaN組成的疊層,電介質(zhì)層503優(yōu)選為低介電常數(shù)(k)材料,例如,多孔低k材料。

如圖5B所示,在電介質(zhì)層503上形成硬掩模層601,然后通過(guò)光刻和刻蝕工藝在硬掩模層601中形成溝槽6011,形成圖案化的硬掩模層601,溝槽6011定義了之后形成的溝槽的形狀。硬掩模層601的材料例如可以是硅的氮化物(SixNy),典型地,可以是氮化硅(SiN)。本公開(kāi)不限于此,可以選擇其他合適的材料作為硬掩模層601。

如圖5C所示,在硬掩模層601上形成圖案化的光刻膠603,從而定義出之后形成的通孔的形狀。優(yōu)選地,為了防止光的反射對(duì)圖案化光刻膠603的影響,可以在硬掩模層601上形成抗反射層602。

如圖5D所示,以圖案化的光刻膠603為掩模,依此刻蝕抗反射層602(如果有的話(huà))、硬掩模層601和電介質(zhì)層503,形成開(kāi)口604。需要指出的是,開(kāi)口604也可以向下延伸至阻擋層502;或者,開(kāi)口604也可以貫穿阻擋層502。

如圖5E所示,去除光刻膠603和抗反射層602(如果有的話(huà)),并以圖案化的硬掩模層601為掩模,依此刻蝕電介質(zhì)層503和阻擋層502, 對(duì)應(yīng)溝槽6011在電介質(zhì)層503中形成溝槽504,對(duì)應(yīng)開(kāi)口604在電介質(zhì)層503和阻擋層502中形成通孔505。

之后,可以去除硬掩模層601,并通過(guò)物理氣相沉積(PVD)在溝槽和通孔的表面沉積籽晶層,從而形成如圖4A所示的襯底結(jié)構(gòu)。

本公開(kāi)提供的超聲雙脈沖電鍍工藝的方案也適用于對(duì)印制電路板(PCB)的通孔進(jìn)行電鍍的工藝。

圖6是根據(jù)本公開(kāi)又一個(gè)實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖。本實(shí)施例是對(duì)PCB板的通孔進(jìn)行電鍍時(shí)采用了雙脈沖電鍍工藝和超聲波電鍍工藝,類(lèi)似步驟的具體實(shí)現(xiàn)可以參照前面的描述。如圖6所示,本實(shí)施例提供的互連結(jié)構(gòu)的制造方法包括:

步驟702,提供具有通孔的PCB,在通孔的表面形成有籽晶層。

其中,PCB上可以有多個(gè)通孔,通過(guò)在通孔中電鍍金屬層,可以將雙面PCB板的兩面的導(dǎo)線連接起來(lái),或者將多層PCB板的每一層連接起來(lái)。

步驟704,通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的表面部分。

本步驟在超聲波的微射流和雙脈沖電鍍的協(xié)同作用下,使得位于溝槽尖頭部分的籽晶層(即突懸)的溶解速度大于溝槽側(cè)壁和溝槽頂部的籽晶層的溶解速度,從而使得溝槽的開(kāi)口變大,這會(huì)有利于后續(xù)的電鍍沉積。

步驟706,通過(guò)第二超聲雙脈沖電鍍工藝在籽晶層表面電鍍金屬層。

作為一個(gè)非限制性示例,金屬層可以包括銅、鎳、銀等其他合適的互連材料。

步驟708,通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解一部分電鍍的金屬層。

優(yōu)選地,步驟708中通過(guò)第三超聲雙脈沖電鍍工藝溶解電鍍的金屬層的速度大于步驟704中通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的速度。

重復(fù)步驟706和步驟708,在通孔中填充電鍍的金屬層以形成互連結(jié)構(gòu)。

與圖2所示實(shí)施例類(lèi)似地,本實(shí)施例中,在步驟704至步驟708的 電鍍工藝中均引入超聲波,在一個(gè)具體實(shí)施例中,超聲波的頻率可以為20000至50000HZ,超聲波的功率為10-5000W。超聲波的微射流可以改善電鍍液中金屬離子的分布,降低了濃差極化,使得電鍍沉積的金屬層更加均勻。本實(shí)施例結(jié)合了多步雙脈沖電鍍工藝與超聲波,在電鍍金屬層之前,首先通過(guò)第一超聲雙脈沖電鍍工藝溶解籽晶層的表面部分,在超聲波的微射流和第一超聲雙脈沖電鍍的協(xié)同作用下,使得通孔的開(kāi)口變大;然后,在每一次電鍍金屬層后對(duì)電鍍的金屬層進(jìn)行部分溶解,以避免通孔的開(kāi)口在電鍍的過(guò)程中被封死,從而避免在形成的互連結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生空洞。

至此,已經(jīng)詳細(xì)描述了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的互連結(jié)構(gòu)的制造方法。為了避免遮蔽本公開(kāi)的構(gòu)思,沒(méi)有描述本領(lǐng)域所公知的一些細(xì)節(jié),本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上面的描述,完全可以明白如何實(shí)施這里公開(kāi)的技術(shù)方案。另外,本說(shuō)明書(shū)公開(kāi)所教導(dǎo)的各實(shí)施例可以自由組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解,可以對(duì)上面說(shuō)明的實(shí)施例進(jìn)行多種修改而不脫離如所附權(quán)利要求限定的本公開(kāi)的精神和范圍。

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