[發明專利]一種用于半導體銅互連工藝的電鍍銅膜的處理方法

在審

• 申請號: 201410174828.9
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103943556A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 林宏
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

1.一種用于半導體銅互連工藝的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在完成了前道器件工藝的集成電路芯片上，采用標準的銅后道互連工藝集成方案，完成所有層次的銅后道互連工藝，包括先沉積以多孔型SiOCH介質和SiCN介質為主的金屬間介質，通過兩步光刻工藝先后定義出通孔和溝道位置，并采用刻蝕工藝對通孔和溝道區域進行圖形化，接著采用濕法清洗工藝將金屬間介質的刻蝕殘留物清除掉，然后采用物理氣相沉積技術先后沉積阻擋層和籽晶層，采用電化學鍍技術填充金屬銅并對得到的金屬銅膜進行≤180℃的第一次退火處理，最后采用化學機械拋光技術對集成電路芯片表面進行平坦化并最終實現金屬布線；

步驟二：對步驟一中得到的芯片進行針對金屬銅膜的高于第一次退火溫度的整體第二次退火，使銅發生再結晶現象，晶粒得以迅速長大并達到穩定的結晶狀態，從而得到較低電阻率的電鍍銅膜；同時利用通孔內銅和下層互連線銅的再結晶共同作用，使銅膜與通孔底部極薄的阻擋層有效擴散，形成電阻率更低的界面態，以改善通孔與下層金屬的接觸電阻，進一步降低通孔的RC延遲；

步驟三：最后，完成銅后道互連工藝的最終介質保護層沉積。

2.如權利要求1所述的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，步驟二中，所述第二次退火在氫氣與氮氣的混合氣體氣氛中進行。

3.如權利要求2所述的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，所述第二次退火在氫氣與氮氣的混合氣體氣氛中進行，其中，氫氣的體積百分比在3.6％-4.0％。

4.如權利要求1所述的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，步驟二中，所述第二次退火的溫度范圍是240-300℃。

5.如權利要求4所述的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，步驟二中，所述第二次退火的溫度范圍是250-275℃。

6.如權利要求5所述的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，步驟二中，所述第二次退火的溫度是250℃。

7.如權利要求1所述的電鍍銅膜的處理方法，其特征在于，步驟二中，所述第二次退火的時間為5-15分鐘。