圖6.45為銅晶粒大小與線寬的關系L31Ⅱ9J,由于硅片上的溝槽對銅晶粒的幾何束縛作用, XC1765DJC退火之后銅晶粒大小對線寬相當敏感。對于相同的退火條件,線寬越小,退火之后銅晶粒越小。為了提高小線寬中銅晶粒的大小,以提高銅線的電學性能和可靠性,必須采用更高的溫度或者更長時間的退火。但是,如果退火條件過于強烈,會使銅線中的微缺陷增加,甚至出現由于應力過大而使溝槽中的銅被拔出(pull out)的現象,從而增加化學機械研磨之后硅片表面的微缺陷和降低銅線的可靠性[Ⅱ]。囚此,退火方式的改變變得更加重要。

   退火過程中微缺陷的變化

   退火過程中,小晶粒的長大使得許多小的晶界發生聚集,在薄膜內部形成許多微缺陷(micro∞id)。在應力作用下,這些微缺陷會沿著晶界向應力梯度較大的區域(via底部)[4]l 聚集而形成大的空洞,從而使線路失效[12]。解決這個問題的一個有效途徑是通過改變添加劑的種類來增加銅膜中雜質的含量,這些雜質在薄膜中就會阻擋微缺陷的遷移,見圖6.46,從而使銅線有比較好的應力遷移(stress migr菠iony丿l±能。但雜質的增多會降低銅線的電子遷移(e1ectron migration)性能,如圖6.47所示。因此,實際生產過程中將根據產品的需要在二者之間進行取舍,選擇合適的添加劑。