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制作流程会涉及到深刻蚀、PVD、CVD、铜填充、微凸点及RDL电 镀、清
洗、减薄、键合等⼆⼗余种设备,其中通孔制作、绝缘层/阻挡层/ 种⼦层的沉
积、铜填充、晶圆减薄、晶圆键合等⼯序涉及的设备为关 键,在某种程度上
直接决定了TSV的性能指标。
深硅刻蚀设备
通常情况下,制造硅通孔(经常穿透多层⾦属和绝缘材料)采用深反 应离⼦刻蚀
技术(DRIE),常用的深硅刻蚀技术又称为“Bosch(博⽒)” ⼯艺,有初发明该项
技术的公司命名。 如下图所示,⼀个标准Bosch⼯艺循环包括选择性刻蚀和钝
化两个步 骤,其中选择性刻蚀过程采用的是SF6和O2两种⽓体,钝化过程采用
的是 C4F8⽓体。在Bosch⼯艺过程中,利用SF6等离⼦体刻蚀硅衬底,接
着利用C4F8等离⼦体作为钝化物沉积在硅衬底上,在这些⽓体中加⼊O2 等离
⼦体,能够有效控制刻蚀速率与选择性。因此,在Bosch刻蚀过程中 很自然地
形成了⻉壳状的刻蚀侧壁。
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