在銅互連系統中,阻擋層一方面起阻擋銅向硅中的擴散作用,另一方面與硅、銅都有PM8921良好的附著特性而作為黏附層,解決了銅與硅、二氧化硅附著性差的問題。氮化鈦、氮化鉭、金屬鈦、鉭這類金屬、金屬化合物阻擋層本身具有較好的導電性,金屬鈦、鉭還可以與接觸孔硅形成低阻的歐姆接觸。

    氮化鈦、氮化鉭(TaN)這類氮化物通常采用反應磁控濺射方法制備。以TaN為例,典型的工藝條件:采用%靶,、為活性反應氣體,~Kr為工作氣體,濺射室的基壓在3×10Ⅱ%,札/N9氣體流量比為19:1,襯底溫度⑽0℃,淀積速率約0,18uWn.n。TaN、△N等氮化物薄膜的濺射方法都基本相同。TaN淀積速率受電源功率、襯底溫度及A〃N2氣體流量比影響。而A〃N2氣體流量比的變化還直接影響淀積薄膜的組成及電阻率。如圖⒏34所示是N2分壓對Ta的濺射物電阻率的影響,改變活性氣體氮的分壓,薄膜由Ta→Ta2N→TaN,電阻率增加至240uΩ・cm后基本穩定。

   在銅互連系統技術中,銅互連布線薄膜是采用兩種不同工藝形成的,通常先采用P`0工藝制備Cu種子層,再通過化學鍍(或電鍍)方法加厚Cu,形成銅互連布線膜,圖⒏35所示是銅互連技術中的阻擋層和銅種子層。之所以采用兩步工藝淀積是因為在厚的介質薄膜之上的接觸孔窗口是高深寬比的小孔,采用PX/^D工藝或者是C`⑩工藝都無法在接觸孔中淀積無空洞全填充的銅。而這種兩步工藝能實現銅的小孔無空洞的全填充。

   采用PVD工藝淀積的銅種子層的臺階覆蓋特性非常重要,必須為保形覆蓋,所以多采用磁控濺射工藝方法。濺射用銅靶純度要求很高,雜質含量應低于1×106。.300mm銅靶形狀如圖⒏36所示。濺射工藝與磁控濺射鋁相似。

   當前,銅濺射方法還是PˇD薄膜淀積領域的研究熱點。有研究報道采用射頻等離子體增強非平衡磁控濺射方法來淀積銅薄膜。該方法是將非平衡磁控濺射與射頻電感耦合等離子體(ICP)增強電離技術結合起來,形成一種高效、高電離度的淀積技術。應用這種技術可使所濺射銅原子的電離度達到95%,定向控制銅離子流,使其有效填充接觸孔,從而實現通過濺射直接形成銅互連層的淀積。