低κ介质与铜互连集成工艺.pdfVIP

维普资讯 纳米器件与技术 noelectronicDevice ＆ Technology 低k介质与铜互连集成工艺 孙 鸣，刘玉岭，刘 博，贾英茜 (河北工业大学 微电子所，天津 300130) 摘要：阐明了低k介质与铜互连集成工艺取代传统铝工艺在集成电路制造中所发挥的关键作用。 依照工艺流程 ，介绍了如何具体实现 IC制造多层互连工艺：嵌入式工艺、低 k介质与平坦化、 铜电镀工艺与平坦化；阐述了工艺应用现况与存在的难题，给出了国际上较先进的解决方法。 关键词：嵌入式工艺；低 k介质；铜 电镀；化学机械抛光 中图分类号：TN405．97 文献标识码：A 文章编号2006)10—0464—06 Advanced IC Processin Copper／Low-kDielectricsInterconnections SUN Ming，LIU Yu—ling，LIU Bo，JIA Ying—qian (InstituteofMicroelectronicTechnique＆Material，HebeiUniversityofTechnology，n in300130，China) Abstract：The criticalrole of Cu／lowk dielectrics interconnections instead of eonventionalAl processplayed in theIC fabrication wasdemonstrated．According to the processflow，how to realize the IC fabrication wasdescribed—— embedded process．1OWk dielectrics CMP， Cu ECP CMP．The statusofprocessleveland the issueswere pointed out．hteworld advanced solutionsweregiven． Keywords：embeddedprocess；low—kdielectric；Cu ECP；CMP 互连工艺。 1 引 言 铜互连工艺主要包括嵌入式工艺、低k介质与 集成电路关键尺寸微小化已迈入超深亚微米阶 平坦化、铜电镀工艺与平坦化关键环节。 段，且金属连线中的电流密度不断增大，响应时间 2 嵌入式工艺 不断缩短，传统铝合金布线已达到工艺极限。在集 成电路后段工艺，降低淀积电介质介电常数，可以 目前，美国、中国 (包括台湾地区)及新加坡 达到降低寄生电容、提升电路速度的目的 …。故 的芯片制造商已将 90nm，65nm的铜互连工艺用 在 ()．13m以下线宽工艺中，以可靠性较好的铜布 于晶片生产或研发。由于使用传统干法刻蚀工艺很 线取代传统铝线来降低电阻值 (铜电阻值比铝低 难刻蚀铜金属化互连图形 [3]，并且在刻蚀过程中 35％)及降低互连层厚度 ，利用低介电常数 ( 产生的铜氯化物不易挥发，故在低k介质与铜互连 3．0E2J)材料作为介质层材料以取代传统的二氧化 集成工艺中，先刻蚀介质再充填金属互连材料的嵌 硅介质，提高器件密度，提升芯片集成度及降低功 入式工艺成为主流趋势 ]。通常，嵌入式工艺先 耗，给硅芯片制造带来了巨大变化。目前，几乎所 淀积介电材料，然后进行介电材料的干法刻蚀 ，接 有芯片厂商都在亚0．13 m逻辑器件生产中使用铜 着在扩散层淀积铜种子层，最后采用铜电镀