[发明专利]一种用于半导体铜互连工艺的电镀铜膜的处理方法

摘要

本发明公开了一种用于半导体铜互连工艺的电镀铜膜的处理方法，通过先采用标准的铜后道互连工艺集成方案，完成所有层次的铜后道互连工艺，再针对已进行180℃及以下温度第一次退火处理的电镀铜膜增加一次在特定阈值之上较高温度的整体退火工艺，使铜晶粒迅速长大且铜电阻率降低，在通孔底部界面，铜的再结晶现象将使铜与通孔底部极薄的阻挡层有效扩散，形成电阻率更低的界面态，改善通孔与下层金属的接触电阻，进一步降低通孔的RC延迟。本发明可应用于Cu/Low-k后道互连技术，且可与标准Cu/Low-k后道工艺集成兼容。

主权项

一种用于半导体铜互连工艺的电镀铜膜的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：在完成了前道器件工艺的集成电路芯片上，采用标准的铜后道互连工艺集成方案，完成所有层次的铜后道互连工艺，包括先沉积以多孔型SiOCH介质和SiCN介质为主的金属间介质，通过两步光刻工艺先后定义出通孔和沟道位置，并采用刻蚀工艺对通孔和沟道区域进行图形化，接着采用湿法清洗工艺将金属间介质的刻蚀残留物清除掉，然后采用物理气相沉积技术先后沉积阻挡层和籽晶层，采用电化学镀技术填充金属铜并对得到的金属铜膜进行≤180℃的第一次退火处理，最后采用化学机械抛光技术对集成电路芯片表面进行平坦化并最终实现金属布线；步骤二：对步骤一中得到的芯片进行针对金属铜膜的高于第一次退火温度的整体第二次退火，使铜发生再结晶现象，晶粒得以迅速长大并达到稳定的结晶状态，从而得到较低电阻率的电镀铜膜；同时利用通孔内铜和下层互连线铜的再结晶共同作用，使铜膜与通孔底部极薄的阻挡层有效扩散，形成电阻率更低的界面态，以改善通孔与下层金属的接触电阻，进一步降低通孔的RC延迟；步骤三：最后，完成铜后道互连工艺的最终介质保护层沉积。