横跨各个节点的金属化工艺详解（下）

今天介绍的内容从钛/氮化钛开始，比前面要复杂一些，因为工艺升级，加上设备复杂化，金属化的膜层自然要复杂一些才能保证后面用的铜工艺顺利进行。

钛：将CMP引入后段制程后，W塞也顺理成章的集成在了一起，于是，为了降低接触电阻，形成Ti硅化物是必然趋势，而Ti容易氧化，需要TiN来阻挡氧化发生，于是，Ti TiN的组合自然进入了主流工艺，Ti TiN做好后，淀积W塞，然后CMP将多余的W磨掉，再进行metal工艺，于是，最初的AL-Cu工艺成为了金属层的主要部分，然后被Ti TiN和TiN夹起来，提高抗电迁移能力。

       

CVD淀积钛：

PVD淀积钛：

氮化钛的作用：

氮化钛的淀积：

PVD法：开始是PVD法流行，后来深宽比进一步加大，CVD台阶覆盖好的特点得以发挥优势，CVD法进入主流。

CVD法：

氮化钛示意图：

氮化钛在金属层中的应用：W塞中的粘附层，金属层的下层降低接触电阻层，上层抗反射层。

提高台阶覆盖型的方法：准直溅射

准直溅射示意图：等离子体轰击靶材，将靶材离子撞下来，通过准直仪，只有比较竖直方向的金属离子才会通过准直仪，从而被溅射到深宽比较大的孔内，比如W塞的溅射。

金属等离子体系统

钨塞溅射：

接触孔工艺演化：从上宽下窄式孔，到窄孔溅射，再到W塞 CMP工艺

垂直孔和锥形孔比较：垂直孔明显降低尺寸。

实际SEM下图片感受一下：如果做的不好，中间容易出现空洞，裂缝。

CVD钨工艺条件：

钨的CVD反应：

钨淀积后的效果图：

进入铜工艺:

铜淀积

铜需要扩散阻挡层金属：

铜仔晶层：作为薄膜成核位置

化学电镀法：主流工艺镀铜

铜电化学镀ECP示意图：

通孔和沟槽填充注意事项

铜填充通孔示意图：

CVD铜工艺

CVD铜工艺有些问题难于解决，因此没办法替代ECP铜工艺

铜工艺主要步骤顺序：

大马士革工艺 CMP组合，完美集成，实现线宽的缩小

将铜CMP后的结果全部显示出来如下：

单大马士革工艺简介：

双大马士革工艺：2次刻出来的trench最终形成图形

好了，金属化工艺介绍完了，图比较多，主要看图吧！反正了解一些就可以了，如果涉及到自己的工艺，再仔细研究对应的设备特点和可能出现的失效模式，然后加以改进即可。

今天金属化就到这里，感谢各位关注，多谢各位的转发。