半導(dǎo)體制造工藝解析

第第頁(yè)半導(dǎo)體制造工藝解析WCMP是（電子）束（檢測(cè)）應(yīng)用最重要的一層，這一層的功能主要體現(xiàn)在：可以使（工程師）遇到器件的漏電和接觸不良問(wèn)題。EBI的應(yīng)用可以幫助提升成品率，減少（半導(dǎo)體）（ic）t技術(shù)開(kāi)發(fā)的周期，并縮短提高成品率所需的時(shí)間。

下圖顯示了金屬1單鑲嵌工藝銅互連技術(shù)。硅氮化碳(SiCN)是一種致密材料，它可以用于代替氮化硅作為阻隔層防止銅擴(kuò)散，在銅互連工藝中也可以作為刻蝕停止層(ESL)。與硅氮化物k=7~8)相比，SiCN具有較低的電介質(zhì)常數(shù)k=4?5),因此，使用SiCN可以降低ILD層的整體介質(zhì)常數(shù)。最常用的低％電介質(zhì)材料是PECVD

SiCOH,它被廣泛用于互連工藝。阻擋層和銅籽晶層使用PVDI藝沉積，通常使用離化金屬的等離子體提高底部的覆蓋。由于低k電介質(zhì)的（機(jī)械）強(qiáng)度比硅酸鹽玻璃小，因此具有低k電介質(zhì)的銅CMP過(guò)程向下的研磨力要低于使用USG或FSG材料。金屬1

CMP后，測(cè)試結(jié)構(gòu)中首先進(jìn)行電特性測(cè)量。微小的探針接觸測(cè)試結(jié)構(gòu)的探針接觸區(qū)，并利用電壓或（電流）測(cè)試器件的電性能。為了避免銅氧化降低成品率，銅CMP和覆蓋層沉積之間有一個(gè)時(shí)間限制，所以利用（光學(xué)）檢測(cè)和電子束檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行缺陷的檢測(cè)通常在覆蓋層沉積后進(jìn)行。

雙鑲嵌工藝通常用于銅金屬化，需要兩次介質(zhì)刻蝕過(guò)程。至少有三種不同的方法形成雙鑲嵌銅金屬化工藝需要的帶孔槽。一種方法是首先刻蝕溝槽，然后刻蝕通孔(見(jiàn)下圖)。另一種方法是埋硬掩膜，首先通過(guò)刻蝕通孔并停止于刻蝕停止層，然后用溝槽掩膜同時(shí)形成通孔和溝槽(見(jiàn)下圖所示)。下圖顯示了先溝槽形成方法。先通孔和先溝槽這兩種工藝都被用于IC制造中的銅金屬化制程。

低左電介質(zhì)刻蝕工藝中，刻蝕停止層通過(guò)等離子體中刻蝕副（產(chǎn)品）發(fā)射的光（信號(hào)）定義通孔和溝槽的深度。使用F/O可以刻蝕PE-（TE）OSUSG和SiCN。對(duì)于埋硬掩膜雙鑲嵌刻蝕(見(jiàn)下圖所示),需要低k電介質(zhì)對(duì)SiCN的高選擇性。

鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)以及二者的結(jié)合，可以用于銅阻擋層以防止銅通過(guò)介電層擴(kuò)散到硅襯底中，這種擴(kuò)散可能會(huì)毀壞（晶體管）。利用銅籽晶層進(jìn)行化學(xué)電鍍(ECP)大量的銅去填充狹窄的溝槽和通孔。銅籽晶層沉積后馬上電鍍大量的銅非常重要，因?yàn)榧词乖谑覝貤l件下，銅也可以迅速自退火。退火后的銅籽晶層有較大的晶粒尺寸和粗糙表面，從而在ECP過(guò)程中導(dǎo)致溝槽和通孔內(nèi)產(chǎn)生空洞，并使成品率下降。

電鍍銅后，在約250攝氏度的爐中退火以增加晶粒尺寸并降低（電阻）率。當(dāng)Cu和Ta通過(guò)CMP工藝從晶圓表面去除后，僅僅在溝槽和通孔中留下金屬形成互連線。通常利用晶圓表面的反射率判斷金屬CMP工藝的終點(diǎn)，