NDC工艺中不同预处理气体对铜互连可靠性的影响

摘要

随着工艺节点的不断缩小,铜互连线代替铝互连线被广泛使用,大马士革工艺因为不需要刻蚀铜,所以铜金属化应用大马士革法处理。铜暴露在空气中易被氧化,形成的氧化物会扩散到介质层中,对层间介质产生很大损害,并导致互连线间的泄露电流增大。氮掺杂碳化硅(NDC)介质层是一种含氮(N)、硅(Si)、氢(H)、碳(C)四种元素的薄膜,被用作阻挡铜扩散的扩散阻挡层而淀积。首先,本文介绍了NDC介质层的工艺流程,然后对比了不同等离子气体进行预处理时对铜反射率、铜互连线间泄露电流、介质层介电常数、介质层产生缺陷的概率等一系列的影响,最后优化工艺,减少了NH3等离子体预处理时NDC介质层产生气泡缺陷的概率。结果显示H2等离子处理比NH3等离子处理有更好的氧化物排除效率,对NDC介质层有更少的损害。但是,NH3等离子体处理时在铜互连线间产生更少的泄露电流,使铜互连线有更高的可靠性。