銅膜之化學氣相沈積法及其在積體電路連線應用上之相關特性研究

Abstract

銅(Cu)具有比鋁(Al)和絕大多數金屬更低的電 阻率(1.67.mu..OMEGA.-cm for bulk)和優異的電子遷移( Electromigration)抗拒性,已被初步認為是解決未來 深次微米(Deep submicron)積體電路連線問題的新 希望.本計畫擬以自行設計和組裝建立的冷壁式低壓化學氣相沈積系統(Cold wall LPCVD system), 以有機金屬複合體[ Cu/sup +1/(hfac).bul.Olefin organometallic complexes] 當作Cu-source,以氮氣(N/sub 2/ )或氫氣(H/sub 2/)或氬氣(Ar)當作Carrier gas,將Cu-source帶入反應室中,使銅膜沈積在加溫的基 板上.基板可為矽晶片,其上長有SiO/sub 2/或金屬 矽化物(Metal silicide).是以本計畫亦將對Cu-CVD沈 積於Si,Silicide,及SiO/sub 2/的選擇性(Selectivedeposition)加以探討.對於沈積之銅膜,本計畫將 分析評估其均勻性□成長速率□微結構和電特 性,以及影響上列各項之製程參數,如基板溫度 □氣體流量□反應時之氣壓,使用之Carrier gas等 ,以期尋求最佳之製程條件.由於銅與一些積體 電路製程上常用的材料易於在高溫發生反應, 所以對Cu/Si,Cu/SiO/sub 2/及Cu/Silicide等系統的高 溫穩定性,以及Barrier metal(如TiN,TiW,W等) 的效用 和運用亦將為本計畫探討的主要項目.此外 ,在 Cu-CVD之研究過程中,並將隨時與Sputtering 所製備 之銅膜作必要的比較 .