[发明专利]一种针对小线宽要求的硅通孔互连铜线阻挡层优化方法

权利要求书

1.针对小线宽要求的硅通孔互连铜线阻挡层优化方法，其特征在于，包括步骤：采用Ta和TaN双层作为通孔阻挡层，制备不同厚度的Ta-TaN阻挡层，测量不同厚度下的互连体系电阻电迁移性能，获得具备预期电迁移能力和低互连电阻的适宜厚度的Ta-TaN阻挡层薄膜。

2.根据权利要求1所述针对小线宽要求的硅通孔互连铜线阻挡层优化方法，其特征在于，所述Ta-TaN阻挡层的制备步骤如下：

用乙醇、丙酮将Si基体进行超声清洗并烘干，之后在真空室进行15分钟的溅射清洗；

利用感应耦合等离子体刻蚀得到5个相同深度和宽度的通孔，通孔深度为200nm，宽度为30nm，氧化通孔侧壁和底部产生绝缘层；

采用纯度为99.95％金属Ta靶的靶材，在通孔上用反应磁控溅射法沉积Ta，其中氩气Ar₂的流量36mL/min，溅射时工作气压为0.3Pa，溅射功率100W，1号到5号通孔分别表面溅射10nm、30nm、50nm、70nm、90nm；

保持Ar₂流量不变，向通孔通过N₂，N₂的流量4mL/min，通过控制时间来获取不同厚度的TaN薄膜，1号到5号通孔分别溅射90nm、70nm、50nm、30nm、10nmTaN薄膜；

对利用同步刻蚀填充方法淀积Cu膜，单次淀积Cu后，直接在腔体内进行同步刻蚀，直至将通孔填满Cu，Cu膜厚度约为100nm；

采用真空退火进行样品的老化扩散特性研究，在450℃退火30min，真空度保持在1×10-3Pa；

分别测量1号到5号通孔的电阻率，比较各个通孔的预期电迁移性能。