選擇性無電鍍銅及其應用

Abstract

銅具有兩大優越特色：其一為其低電阻特性（銅為1.7 微歐姆公分，較鋁的2.5 微 歐姆公分小），其二為其具較大之原子量，易耐高能電子撞擊，不致使金屬空洞化 或導線斷裂，因此銅極受到重視，未來很可能取代鋁元素而成為導線金屬材料。另 一方面，選擇性無電金屬沈積是一項非常具潛力且可行的技術，很適合應用在將來 極超大型積體電路多層導線結構和高深度電極的填充。綜合上述兩點，選擇性無電 鍍銅在將來的發展十分具有潛力，而且此一技術亦在吾人之論文中得到成熟的發展 。 在本實驗中，首先我們將銅鍍在沒有圖案的氮化鈦上，以便作Ｘ射線繞射分析，結 果證實了鍍上去的銅具晶格結構。其次，我們將銅鍍在鈦之矽化物的電極洞中，並 以白金為其活化層，最後我們得到非常均勻的銅。其成長率約每分鐘三仟埃。雖然 白金不適合用來阻擋銅在高溫時的擴散行為，但根據文獻資料記載，氮化鈦可以取 而代之，且其具良好特性及製造過程之相容性。除此之外，選擇性無電鍍銅的填充 物具有十分平滑的外貌和高選擇性。 若從電的觀點來看，金屬填充物的純度較導線來的重要。一般而言，無電鍍銅的純 度又較蒸鍍或濺鍍來的差。因此，在未來極超大型積體電路時代，無電解鍍銅應較 適合作導線的應用。