小尺寸鋁金屬化PVD技術(shù)與互連薄膜的研究.pdf

1、開(kāi)發(fā)旨在減小RC延時(shí)和降低功耗的新互連技術(shù)是ULSI的發(fā)展需要.在互連薄膜領(lǐng)域,一個(gè)最重要的課題是如何設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單可行、兼容性強(qiáng)、生產(chǎn)率高的工藝流程來(lái)解決臺(tái)階覆蓋等可靠性問(wèn)題.該文將闡述的主要技術(shù)課題有:(Ⅰ)通過(guò)不同襯底溫度下鋁互連薄膜的晶粒形態(tài),研究熱處理后IC薄膜的晶粒的生長(zhǎng)規(guī)律.顯著的晶粒生長(zhǎng)會(huì)引起互連層的可靠性問(wèn)題.該文用實(shí)驗(yàn)證明與溫度和時(shí)間有關(guān)的晶粒尺寸的理論模型.有利于工藝模擬和在線監(jiān)控.(Ⅱ)用PVD金屬淀積方法在小尺寸

2、接觸孔中填充鋁互連薄膜.實(shí)驗(yàn)證明用PVD金屬淀積法結(jié)合高溫回流和分步淀積可消除亞微米接觸孔的空洞.該文從理論上證明臺(tái)階覆蓋率隨溫度的升高而增加,而較高的濺射速率會(huì)阻礙原子向孔內(nèi)遷移.通過(guò)熱處理回流技術(shù)可用單純的PVD方法對(duì)亞微米通孔進(jìn)行成功填充,有利于減少工藝步驟,降低生產(chǎn)成本.由于生產(chǎn)時(shí)間和使用壽命對(duì)產(chǎn)品至關(guān)重要,因此有必要在提高覆蓋率的樣本中選擇不影響產(chǎn)率和可靠性的最佳的工藝條件.在濺射工藝中引入測(cè)量薄膜方塊電阻作為溫度監(jiān)控的手段.