半導(dǎo)體制造技術(shù)：銅互連

Chapter10

CopperInterconnect銅互連AdvantagesandChallengesof

Cuinterconnect優(yōu)缺點(diǎn)Sincecopperisabetterconductorthanaluminum,chipsusingthistechnologycanhavesmallermetalcomponents,anduselessenergytopasselectricitythroughthem.由于銅導(dǎo)電性優(yōu)于鋁，采用銅互連技術(shù)芯片的金屬部件更小且傳遞電能需要的能量更少

Becauseofthelackofvolatilecoppercompounds,coppercouldnotbepatternedbytheprevioustechniquesofphotoresistmaskingandplasmaetchingthathadbeenusedwithgreatsuccesswithaluminium.因?yàn)槿狈]發(fā)性銅化合物，銅不能由先進(jìn)光致抗蝕劑掩蔽和等離子刻蝕技術(shù)進(jìn)行圖案化，而鋁已可以成功運(yùn)用這兩項(xiàng)技術(shù)Solution-Damasceneprocess

解決方案-鑲嵌工藝Theinabilitytoplasmaetchcoppercalledforthedevelopmentofaprocessreferredtoasanadditivepatterning,alsoknownasa"Damascene"or"dual-Damascene"processbyanalogytoatraditionaltechniqueofmetalinlaying.銅無(wú)法等離子蝕刻，需要一個(gè)發(fā)展過程稱為添加劑圖案化，也被稱為“鑲嵌”或“雙鑲嵌”，其類似傳統(tǒng)的金屬鑲嵌技術(shù)鑲嵌工藝解決銅問題（無(wú)法蝕刻）通過：省去蝕刻銅步驟用化學(xué)機(jī)械研磨代替蝕刻本章以下部分都是圖片，所以可能見縫插字，比較小，多包涵q(≧▽≦q)利用特殊層阻止銅擴(kuò)散阻擋層防止其上下方材料的混合典型的阻擋材料有Ta,TaN,TiN和TiW銅必須封裝阻止外擴(kuò)散電介質(zhì)Ta/TaN襯墊刻蝕和沉積隔離層沉積種子（？怪怪的）層電鍍單鑲嵌過程鎢之間的銅連接傳統(tǒng)的金屬化過程與鑲嵌過程沉積金屬定義PR模式通過PR模式金屬被蝕刻封裝電介質(zhì)通孔和線的溝槽被蝕刻金屬填充溝槽電介質(zhì)重新沉積雙鑲嵌與單鑲嵌過程非常相似，關(guān)鍵不同在于“雙”通過在電介質(zhì)蝕刻空洞和溝槽來創(chuàng)建通孔和線，然后在兩個(gè)點(diǎn)沉積銅圖片1/在電介質(zhì)上蝕刻洞（孔）以使與底層金屬連接圖片2/為金屬線（的放置）蝕刻槽兩張圖片/蝕刻步驟可以有兩種順序：1.先（蝕刻）溝槽后孔2.先孔后溝槽蝕刻停止硅片晶圓應(yīng)該via先（蝕刻）溝槽后孔電介質(zhì)銅填充先孔后溝槽化學(xué)機(jī)械平面化方法CMP是一個(gè)用化學(xué)和機(jī)械力聯(lián)合平滑表面的過程典型工藝條件壓盤轉(zhuǎn)速rpm--r/min漿料流速氧化CMP金屬CMP粘片停在非選擇性層