随着集成电路技术的不断发展,器件特征尺寸在不断缩小,金属线变得更细,互连层数也变得更多。传统的铝金属化工艺正面临着越来越多的挑战。这其中的一个关键问题是如何通过改善铝金属化的缺陷来达到提升成品率。本文主要研究了铝金属化工艺中出现的三种典型缺陷:在淀积铝金属层时产生的电弧放电缺陷;在淀积铝金属层后,蚀刻出金属互连线时产生的环状缺陷;以及在淀积通孔氮化钛阻挡层时产生的铝上窜缺陷。电弧放电缺陷是当溅射反应室靶材上的杂质上累积了电荷后到达击穿电压,产生电弧放电现象所形成的一种缺陷。放弃铝膜淀积工艺程式中的电源预流环节,并增加直流电源功率增长速度能减少缺陷的产生。改进反应室的密封性也有一定的改善作用。顶层金属蚀刻之后的环状缺陷,源于硅片上铝的晶核尺寸大到足以突破氮化钛阻挡层,导致显影液进入并腐蚀了铝,使得这个位置的蚀刻速率发生改变从而形成了环状残留。适当地加入钛并加厚氮化钛的厚度、缩短铝膜淀积的时间,都能有效防止环状缺陷的产生。当淀积通孔氮化钛阻挡层时温度过高会引起下层的铝膨胀并填满通孔,形成铝上窜缺陷。它将导致钨填充塞无法填入。增加通孔内钛的厚度可以预防铝上窜缺陷的形成。使用表面有凹槽的加热器可以增加淀积氮化钛时的气体对流,改善加热环境,从而防止铝的上窜。