[發明專利]納米孿晶銅布線層的制備方法

在審

• 申請號: 201710124083.9
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106876294A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 程功;李珩;羅樂;徐高衛
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60
• 代理公司: 上海光華專利事務所31219
• 代理人: 余明偉

1.一種納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

1)于基片上制備第一鈍化層，并于所述第一鈍化層內形成用于與所述基片上器件結構互聯的互聯窗口；

2)于所述第一鈍化層表面及所述互聯窗口中形成種子層；

3)于所述種子層表面形成光刻膠層，將所述光刻膠層進行圖形化處理，以在所述光刻膠層內形成定義出納米孿晶銅布線層形狀的圖形窗口，所述圖形窗口貫穿所述光刻膠層以暴露出部分所述種子層；

4)以圖形化處理后的所述光刻膠層為掩膜，于裸露的所述種子層表面形成布線銅層；

5)將得到的結構進行退火處理：將得到的結構所處環境的溫度自室溫升溫至預設溫度，升溫速率大于5℃/min；在預設溫度保溫預設時間；自預設溫度降溫至室溫，降溫速率大于5℃/min，以得到納米孿晶銅布線層。

2.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟1)中，所述第一鈍化層為無機鈍化層、有機鈍化層或無機鈍化層及有機鈍化層。

3.根據權利要求2所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：所述無機鈍化層的材料包括氮化硅、氮化鉭及氧化硅的一種或一種以上的組合，所述有機鈍化層的材料包括苯并環丁烯及聚酰亞胺的一種或二者的組合。

4.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟2)中，所述種子層包括：粘附層、擴散阻擋層及電鍍種子層，步驟2)具體包括如下步驟：

2-1)于所述第一鈍化層表面及所述互聯窗口中形成粘附層；

2-2)于所述粘附層表面形成擴散阻擋層；

2-3)于所述擴散阻擋層表面形成電鍍種子層。

5.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：所述種子層的材料包括TaN/Cu、Ti/Cu及TiW/Cu中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟4)中，采用磁控濺射、直流電鍍、脈沖電鍍或電子束蒸發工藝于裸露的所述種子層表面形成所述布線銅層。

7.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟5)中，所述預設溫度為200℃～400℃；保溫的預設時間為1min～10min。

8.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟4)與步驟5)之間還包括去除所述光刻膠層，并去除多余的所述種子層的步驟。

9.根據權利要求8所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：去除所述光刻膠層，并去除多余的所述種子層之后還包括于形成的所述布線銅層表面形成第二鈍化層的步驟。

10.根據權利要求8所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟5)之后還包括于形成的所述納米孿晶銅布線層表面形成第二鈍化層的步驟。

11.根據權利要求1所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟5)之后還包括如下步驟：

去除所述光刻膠層，并去除多余的所述種子層；

于形成的所述納米孿晶銅布線層表面形成第二鈍化層。

12.根據權利要求1～11中任意一項所述的納米孿晶銅布線層的制備方法，其特征在于：步驟5)之后還包括步驟：重復進行步驟1)～5)，以形成多層所述納米孿晶銅布線層。