电镀之后的铜晶粒非常小,通常小于0.1um,此 时铜膜的电阻率比较高。 XC17512LSO20C而且,在室温条件下,铜晶粒会在白退火(self anneal)效应下逐渐长大E25]。化学机械研磨速率对铜晶粒非常敏感,相对于小晶粒,晶粒的研磨速率可以提高⒛%以上。因此,随时问变化的铜晶粒使化学机械研磨置艺变得不稳定。另外,大晶粒降低了薄膜中晶界的数量,可以大大提高铜线电迁移(electron migration)可靠性。鉴于上述原因,化学电镀的铜必须经过退火(anneaD处理才可以进行随后的工艺。图6.42为目前商业上广泛应用的化学电镀机台自带的退火装置(i旷situ anneal)。图6.43为铜膜退火前后的晶粒大小比较。退火之后,薄膜的电阻率降低了20%左右[3别,而且,薄膜的厚度越厚,退火温度越高,薄膜达到稳定所需要的时间越短「3子l。晶粒大小也由退火前的0.1um左右长大到1um以上「151,而且,退火之后晶相的分布变得更加无序。

    图6.42 退火装置(N()VELLUS公司提供)