电化学反应速率还受到界面过电位以及 Nernst 扩散层内物质传输的影响,将全局施加电流与局部微结构演化联系起来 [P2]。
M2 铜电化学电镀的目的在于将 M2 层中已图形化的介质沟槽与通孔在完成阻挡层与种子层沉积后,完全填充为连续、低电阻的金属互连网络 [P4]。前序的沟槽刻蚀定义了电流传输的几何约束,而阻挡层堆叠与 Cu 种子层则同时建立了铜扩散阻挡能力以及满足电化学还原反应所需的电连续阴极表面 [P4]。电化学电镀被布置在种子层沉积之后,是因为该电化学反应需要一条电连续的导电路径,以便将电流均匀分布到所有凹陷特征中,而这一点在高纵横比结构中仅依靠干法沉积无法实现 [P4]。该步骤有意对特征进行过填充,以确保实现无空洞的自下而上填充,从而形成连续的铜薄膜,后续可在倒角刻蚀和与 CMP 相关的平坦化步骤中选择性去除,而不会暴露介质空洞 [P4]。随后的倒角刻蚀以及介质抗反射涂层沉积依赖于机械和电学上连续的铜表面,因此在此阶段实现完整特征填充是下游光刻与可靠性完整性的前提条件 [P1]。
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