种子层材料主要是纯铜,但是随着电路稳定性的挑战性越来越高,一些可以提高铜线定性的铜合金材料也在被评估。

   种子层的沉积和阻挡层类似,同样都OPA2350EA/2K5需要非常好的填洞能力,所以在△艺上也有很多相似之处。当然材料的不同必然会带来一些工艺上的差异。早先的种子层是用离化金属物理气相沉积来生长,与Ta沉积遇到的问题类似,侧壁覆盖不好,现在的主流是自离化的longthr°ugh制程。主流的金属化制程中铜是最纯粹、最具有代表性的SIP制程。和其他金属(Ti,Ta)相比,铜更易于离化,自离化的等离子体最稳定,离化率也最高。铜的沉积还要注意避免铜的团聚,不连续的铜薄膜在电镀的时候载流性能会大大降低,所以要求晶圆的底座要有良好的散热性能。反溅射在种子层的生长中也有应用,一般的做法是会在沉积的同时保持一定的反溅射率,通常这样的反溅射效率比较低,因为在自离化沉积过程中,腔体内Ar太少。现在有独立反溅射功能的机台在一些先进的I艺(45nm以下)也得到丁广泛的应用,这类机台可以显著提高种子层的侧壁覆盖。为了进一步提高粒子的方向性,增加反溅射率,准直器系统也被用到了自离化的PVD系统中。

   种子层沉积需要合适的厚度,如图6.27所示,太厚的种子层会导致开口太小,增加电镀铜的难度(容易直接封口,在内部留下空洞)。如果种子层太薄,侧壁覆盖太少,载流性很差,在电镀过程也会形成缺陷,对互连线的稳定性造成不良影响。