方法多样的成膜工艺 | 金属膜所需要的溅射工艺

LSI工艺本质上是在一个硅晶圆上制造杂质区域、布线和绝缘膜的工艺过程。基底形状不同，其所需的成膜工艺也不同。例如，如果存在布线图形，就必须在其凸起的形状上形成薄膜。而在布线图形上形成层间绝缘膜时，成膜的形状也最好能完美遵循布线形状来完成。

这里给大家举例LSI中的各种薄膜。

金属膜所需要的溅射工艺

在半导体的后端工艺中有各种布线，所使用的材料因功能而异。由于CVD等难以沉积这些用于布线的金属，因此会使用称为溅射的方式。

溅射产生的Ar（氩）等离子体，将氩离子撞击在称为靶的金属锭上，喷射出金属原子，并在晶圆上形成薄膜。类似于用氩离子刻蚀靶材。用于溅射的Ar等离子体的真空度比等离子CVD的真空度高约两个数量级。

此外，还有一种不使用溅射的薄膜沉积技术，称为蒸发。这种方式是将金属原料放入称为舟的容器中，直接用加热器加热或用电子束加热，使金属原料蒸发并沉积在晶圆上。但是熔点高的金属很难蒸发，而且由于蒸镀源是点源，在目前晶圆直径增大的情况下，很难保证晶圆内部的均匀性。

Cu（铜）布线不可缺少的电镀工艺

铜是一种难以通过CVD等工艺沉积的材料，而且是难以刻蚀的材料，因此需要使用电镀工艺。镀铜工艺采用电解反应，电解液主要是硫酸铜，并使用各种添加剂。原理虽简单，但需要工业化控制才能为300nm晶圆进行均匀电镀，因此有专用于半导体工艺的镀铜设备。

铜种子层经过溅射方法形成，在种子层上面进行铜电镀，以确保电镀铜均匀、形状良好。之后，使用CMP去除多余的铜。不过由于通孔是很细小的微孔，因此可能会出现嵌入缺陷。这是由于电镀工艺的阶梯覆盖差，在过孔两侧薄膜中间会形成孔洞，极端地话，过孔中也可能形成不成膜的悬挂形状。这就要求我们，不仅要注意工艺条件的控制，还要注意电镀液的管理。