[發明專利]一種改善電遷移特性的方法

在審

• 申請號: 201410692972.1
• 申請日: 2014-11-26
• 公開（公告）號: CN104465499A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 鮑宇;周軍;朱亞丹;曾真;鐘斌
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 吳俊

1.一種改善電遷移特性的方法，適用于制作銅導線的銅互連工藝中，其特征在于，具體包括：

步驟1，在所述銅導線上自下而上依次形成介電阻擋層、介電層以及硬掩膜層；

步驟2，以所述硬掩膜層為基礎刻蝕形成一具有凹槽結構的種子層，所述種子層中摻雜有金屬元素；

步驟3，通過化學機械拋光去除所述硬掩膜層；

步驟4，采用氧化性氣體對所述種子層進行氧化性退火處理；

步驟5，采用惰性氣體對所述種子層進行擴散性退火處理；

步驟6，采用還原性氣體對所述種子層進行還原性退火處理；

步驟7，在所述種子層上加設一層介電阻擋層。

2.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述種子層為銅合金種子層。

3.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述步驟2進一步包括：

步驟21，通過光刻和蝕刻形成一凹槽結構；

步驟22，通過物理氣相沉積工藝在所述凹槽結構上形成一阻擋層；

步驟23，通過物理氣相沉積工藝在所述阻擋層上形成所述種子層；

步驟24，對所述種子層進行電鍍銅。

4.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述步驟5中，同時對所述種子層進行等離子體處理。

5.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述氧化性退火處理、所述擴散性退火處理和所述還原性退火處理的退火處理溫度均不高于400℃。

6.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述等離子處理的處理溫度與室溫相同。

7.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述步驟6中，當完成所述還原性退火處理后，返回所述步驟4；直至被驅趕至所述銅導線的上表面的所述金屬元素與所有所述金屬元素的比例大于一預設數值時，轉至所述步驟7。

8.如權利要求7所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，所述預設數值為50％。

9.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，在同一個半導體設備中完成所述氧化性退火處理、所述擴散性退火處理和所述還原性退火處理；

所述半導體設備中包括多個第一反應腔室，所述氧化性退火處理、所述擴散性退火處理和所述還原性退火處理分別于對應的一個所述第一反應腔室內進行。

10.如權利要求1所述的改善電遷移特性的方法，其特征在于，在同一個半導體設備中完成所述氧化性退火處理、所述擴散性退火處理和所述還原性退火處理；

所述半導體設備中包括一第二反應腔室，所述第二反應腔室內設置有一氣體輸送裝置，以及與所述氣體輸送裝置連接的一氣體切換裝置；

當進行所述氧化性退火處理時，所述氣體切換裝置將所述氣體輸送裝置切換成向所述第二反應腔室內輸送氧化性氣體的工作狀態；

當進行所述擴散性退火處理時，所述氣體切換裝置將所述氣體輸送裝置切換成向所述第二反應腔室內輸送惰性氣體的工作狀態；

當進行所述還原性退火處理時，所述氣體切換裝置將所述氣體輸送裝置切換成向所述第二反應腔室內輸送還原性氣體的工作狀態。