[發(fā)明專利]銅導(dǎo)線的形成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110309302.7
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113078068B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃馳;張育龍;王永平;曾海
• 申請（專利權(quán)）人: 長江存儲科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L21/48
• 分類號: H01L21/48
• 代理公司: 深圳紫藤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44570
• 代理人: 遠(yuǎn)明

本發(fā)明提供的銅導(dǎo)線的形成方法，包括：提供基底層；在基底層的第一表面上中形成開口；在開口的表面形成銅籽層；從基底層的第一表面對銅籽層加熱，以使銅籽層團(tuán)聚在開口中形成銅導(dǎo)線，從而能夠避免在對銅籽層加熱時出現(xiàn)襯底溫度升溫過快導(dǎo)致襯底彎曲量較大的情況，避免后續(xù)出現(xiàn)襯底容易碎裂的情況，進(jìn)而提升銅導(dǎo)線形成過程中的產(chǎn)能效率和工藝穩(wěn)定性。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造工藝領(lǐng)域，特別是涉及一種銅導(dǎo)線的形成方法。

【背景技術(shù)】

在現(xiàn)有集成電路的金屬互連系統(tǒng)中，對于小尺寸的開口，通常采用一種銅回流工藝來進(jìn)行填充以形成銅導(dǎo)線，即利用銅籽層在一定溫度下發(fā)生團(tuán)聚的特性，通過控制團(tuán)聚的選擇性來實現(xiàn)開口的填充工藝。現(xiàn)有技術(shù)中，在進(jìn)行銅回流工藝之前，通常還包括刻蝕等工藝，在刻蝕等工藝需要靜電吸附盤將襯底吸附固定，以保證刻蝕形成圖案的精確性，而在銅回流工藝中，一般的工藝流程是先將靜電吸附盤和襯底分開，之后從襯底背面對銅籽層進(jìn)行加熱來實現(xiàn)銅回流工藝。

然而，在現(xiàn)行銅回流工藝中，從襯底背面對銅籽層進(jìn)行加熱的方法存在以下缺陷：

由于是從襯底背面對銅籽層進(jìn)行加熱，故在進(jìn)行加熱時，襯底會先行升溫，之后再將熱量傳導(dǎo)到銅籽層，在此過程中襯底的溫度上升更快，導(dǎo)致襯底的彎曲量較大，并且在銅回流工藝結(jié)束后，襯底需要重新被靜電吸附盤吸附繼續(xù)后續(xù)工藝，在重新吸附時容易出現(xiàn)襯底碎裂的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于提供一種銅導(dǎo)線的形成方法，避免在銅回流工藝中出現(xiàn)襯底升溫過快導(dǎo)致襯底彎曲量過大的情況，進(jìn)而提高銅回流工藝的可靠性。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種銅導(dǎo)線的形成方法，包括：提供基底層；在所述基底層的第一表面上中形成開口；在所述開口的表面形成銅籽層；從所述基底層的所述第一表面對所述銅籽層加熱，以使所述銅籽層團(tuán)聚在所述開口中形成銅導(dǎo)線。

其中，所述基底層包括襯底和介質(zhì)層，其中，所述介質(zhì)層在所述襯底上形成；所述在所述基底層的第一表面上中形成開口的步驟，具體包括：

在所述介質(zhì)層的所述第一表面上中形成所述開口。

其中，所述從所述基底層的第一表面對所述銅籽層加熱，以使所述銅籽層團(tuán)聚在所述開口中形成銅導(dǎo)線的步驟，具體包括：

在所述基底層的所述第一表面上方提供熱源；

在第一預(yù)設(shè)時長內(nèi)，通過所述熱源以熱輻射的方式加熱所述銅籽層；

在第二預(yù)設(shè)時長內(nèi)，冷卻所述銅籽層以形成所述銅導(dǎo)線。

其中，所述在所述開口的表面形成銅籽層的步驟，包括：

在所述開口的側(cè)面及底面形成過渡層；

在所述過渡層的表面形成所述銅籽層。

其中，在所述對所述銅籽層加熱以形成銅導(dǎo)線的步驟之后，還包括：

采用電化學(xué)鍍銅工藝，在所述銅導(dǎo)線上繼續(xù)生長銅以完全填滿所述開口。

其中，在所述完全填滿所述開口之后，還包括：

在所述銅導(dǎo)線的表面進(jìn)行平坦化工藝，去除所述開口外的多余銅，以使所述銅導(dǎo)線的表面與所述基底層的第一表面平齊。

其中，所述在所述開口的表面形成銅籽層的步驟，具體包括：采用物理氣相沉積工藝在所述開口的表面形成銅籽層。

其中，所述開口為通過刻蝕工藝對所述基底層進(jìn)行刻蝕以形成。

其中，所述熱源為鹵素?zé)簟?/p>

其中，所述銅籽層在第一預(yù)設(shè)時長的加熱溫度為300℃～360℃。

其中，所述過渡層的材料為氮化鉭。