Abstract
微毫孔沉積在今日積體電路(IC)及印刷電路板工業的運用，為最重要的製程之一，尤其在高深寬比及無孔隙沉積方面而言。IBM公司經過逾十年之研發，首先在1997年底正式宣佈開發成功以電化學沉積法在IC晶片上完成0.25mm以下之銅質線路，立即震驚半導體界。電化學沉積挾其無須像物理氣相沉積及化學氣相沉積在昂貴真空環境下製作，在0.25mm以下的製程有取代物理氣相沉積及化學氣相沉積的機會，因此成為國內外大廠爭相發展的技術。 在使用電化學方式沉積IC銅導線方面，不但要沉積一層擋層(TiN)，通常都必須使用PVD 或CVD的方式再沉積一層種層(seed layer)，這樣的製程複雜且昂貴，本論文的第一部份是找尋一種方式可不必經過種層的沉積而直接使用電化學的方式在檔層上沉積一層性質符合要求的銅層，因在TiN的表面無法直接進行無電鍍的反應，若浸入Crimson 5110的陽離子界面活性劑之後，再置入錫鈀膠體溶液，無電鍍反應可以順利的進行，若將鍍層在400OC的真空環境下退火20分鐘，附著性可達到要求。電阻的降低方面亦是使用退火，鍍層電阻率可降至2.2mWcm。我們也找到適合的無電鍍添加劑，可順利的填充0.25μm、深寬比為4的孔洞。未來將應用沒有種層的試片，使用我們找尋出的方法和無電鍍液配方進行線路的填充。 本論文的另一部份則是許多國外學者所提出TiN上的銅接觸置換反應用於積體電路導線的應用。但我們發現銅和TiN表面的反應遲緩，且會對TiN的表面造成蝕刻和裂縫，有許多反應是由銅和Si反應生成的，這將會使擋層(barrier layer)失去其保護的作用，所以不適合用於積體電路內連線的製作。如改用含鈀溶液作contact displacement，可在TiN上順利的沉積一層鈀，經水洗之後，大部份的鈀剝落，剩餘點狀的鈀，電鍍後可得一層附著性良好的銅層，可通過Peel test。使用這樣的方式沉積銅層，將有許多好處，因為鈀的置換設備較經濟，將可免除使用PVD、CVD等昂貴的方式沉積種層，且此一方式為濕式的製程，製程的連續性較佳。