铜材料的CVD工艺是怎么实现的
文章来源：tom聊芯片智造
原文作者：芯片智造
介绍了铜材料的cvd工艺是怎么实现的以及什么情况下会用到铜cvd工艺。
铜cvd，更具体点说，是利用mocvd的方法来制取铜薄膜。大多数的人对于铜cvd相对陌生，因为cvd常用来制取介质薄膜，而金属薄膜用pvd制取较常见。那么既然pvd可以制取cu薄膜，那为什么还要用cvd的方法制取呢？什么场景下会用到铜cvd工艺呢？
铜cvd工艺步骤？
首先，选择适合的铜前驱体，将晶圆放入cvd反应室中。调整反应室的温度、压力和气体流速等。通过传输系统将铜前驱体（气态）和氢气、氮气或惰性气体等输送到反应室中。在加热的晶圆表面，铜前驱体分解并沉积形成铜薄膜。沉积完成后，还需要对铜薄膜进行退火等后处理。
铜前驱体介绍？
铜前驱体包含铜元素，具有良好的挥发性，并且能够在高温下分解释放出铜原子，铜原子随后在晶圆上沉积形成薄膜。
前驱体可以是有机铜化合物或者无机铜盐。有机铜化合物通常是把铜离子和有机配位基相连而组成的。铜有两个电子价态，即+1，+2价，因此铜的前驱体可细分为：
1，铜无机物
铜氯化物（cucl，cucl2）等等
2，铜(i)的有机络合物
一般为cu(hfac)(tmvs)，cu(hfac)(dmb)，cu(hfac)(mp)等等。
3，铜(ii)的有机络合物：
cu(hfac)2,cu(acac)2,cu(tfac)2,cu(thd)2,cu(dmac)2,cu(dmap)2,cu(deap)2等等。
cvd铜比pvd铜所具有的优势
更好的填充能力：前驱体气体可以渗透到晶圆上的任意微细结构，因此侧壁和底部不存在物理限制，都能进行反应。这使得cvd特别适合填充高纵深比的细微图案，如在制造dram和逻辑器件的互连铜种子层时需要用到铜的cvd工艺。
较高的均匀性：由于化学反应是在整个晶圆表面同时进行的，所以cvd可以实现非常均匀的覆盖，且薄膜的纯度和质量更高。
更好的附着力：cvd过程中铜是通过化学反应直接在晶圆上生长的，前驱体气体分子在晶圆表面发生了化学键的断裂与化学键的生成，化学键使得薄膜与晶圆之间的结合更加牢固。而pvd主要是通过物理过程将靶材的铜转移到晶圆表面，薄膜与晶圆的结合力会大打折扣。
可控性强：通过调整cvd反应的工艺参数，工程师可以精确控制薄膜的生长过程，可更方便控制薄膜的性质，如厚度，成分，应力，粗糙度，导电性等。
为什么铜cvd没有pvd普遍？
1，铜cvd机台相对昂贵
2，铜cvd的速率较慢，不适合厚度较大的薄膜制备
3，铜前驱体具有很大的危险性
因此，pvd能够满足的薄膜制程，一般不采用cvd的方式。
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首先，选择适合的铜前驱体，将晶圆放入cvd反应室中。调整反应室的温度、压力和气体流速等。通过传输系统将铜前驱体（气态）和氢气、氮气或惰性气体等输送到反应室中。在加热的晶圆表面，铜前驱体分解并沉积形成铜薄膜。沉积完成后，还需要对铜薄膜进行退火等后处理。
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前驱体可以是有机铜化合物或者无机铜盐。有机铜化合物通常是把铜离子和有机配位基相连而组成的。铜有两个电子价态，即+1，+2价，因此铜的前驱体可细分为：
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2，铜(i)的有机络合物
一般为cu(hfac)(tmvs)，cu(hfac)(dmb)，cu(hfac)(mp)等等。
3，铜(ii)的有机络合物：
cu(hfac)2,cu(acac)2,cu(tfac)2,cu(thd)2,cu(dmac)2,cu(dmap)2,cu(deap)2等等。
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较高的均匀性：由于化学反应是在整个晶圆表面同时进行的，所以cvd可以实现非常均匀的覆盖，且薄膜的纯度和质量更高。
更好的附着力：cvd过程中铜是通过化学反应直接在晶圆上生长的，前驱体气体分子在晶圆表面发生了化学键的断裂与化学键的生成，化学键使得薄膜与晶圆之间的结合更加牢固。而pvd主要是通过物理过程将靶材的铜转移到晶圆表面，薄膜与晶圆的结合力会大打折扣。
可控性强：通过调整cvd反应的工艺参数，工程师可以精确控制薄膜的生长过程，可更方便控制薄膜的性质，如厚度，成分，应力，粗糙度，导电性等。
为什么铜cvd没有pvd普遍？
1，铜cvd机台相对昂贵
2，铜cvd的速率较慢，不适合厚度较大的薄膜制备
3，铜前驱体具有很大的危险性
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