微細凹槽鍍銅研究.pdf

1、碩二學位論文摘要摘要微細凹槽內(nèi)無空洞和縫隙缺陷鍍銅是集成電路芯片銅布線制造工藝技術(shù)發(fā)展中需解決的一個關(guān)鍵問題.本文分析了微細凹槽鍍銅產(chǎn)生空洞和縫隙的原因，分別對微細凹槽進行化學鍍和電鍍實驗研究，并對鍍層進行顯微分析和X衍射分析，分析結(jié)果及實驗內(nèi)容和結(jié)論如下:微細凹槽鍍銅填充效果與凹槽鍍層均勻度有關(guān)。均勻的凹槽鍍層有利于提高凹槽鍍層填充效果.化學鍍中，首先進行平面化學鍍銅，考察鍍件鍍前處理過程以及化學鍍各條件因素對鍍銅效果的影響。獲得了平

2、面化學鍍鍍銅適宜的工藝條件:CuSO:lOgLEDTA2Na:40gL，甲醛:10mlLaa’一聯(lián)毗咤:0.lgL亞鐵氮化鉀:10mgLVA:2mgLpH:12^12.5T:40^50Co凹槽鍍層的覆蓋性與鍍件的鍍前處理有關(guān)，通過增加鍍前處理工序，排除凹槽內(nèi)滯留溶液對鍍層填充的影響，實現(xiàn)了凹槽內(nèi)均勻鍍履銅膜。施鍍過程中，對鍍液進行攪拌，能有效排除氫氣對凹槽鍍層的影響，可提高凹槽鍍層均勻度.凹槽填充化學鍍過程中，通過機械和化學處理方法，實

3、現(xiàn)了凹槽選擇性沉積銅，即銅膜在凹槽內(nèi)優(yōu)先生長，明顯提高了鍍層城充效果.機械處理方法是手工涂抹凹槽表面上活化液，化學處理方法則是在鍍液中加入0.3mgL硫服使凹槽表面活化中心被毒化。實驗結(jié)果表明，凹槽選擇性沉積銅，可實現(xiàn)微細凹槽無缺陷填充。在電鍍的條件下，凹槽電鍍銅產(chǎn)生空洞和縫隙原因是凹槽內(nèi)外電流密度分布不均勻，使凹槽內(nèi)外鍍層生長速度不一致，最終導致空洞和縫隙形成。提高電化學極化，消除濃差極化，可提高鍍層填充效果。本文通過對銅離子絡(luò)合劑和

4、鍍液表面活性劑進行電化學測試分析以及大t實驗分析，獲得了適宜凹槽電鍍銅的體系及條件:80gL焦磷酸銅、4008L焦磷酸鉀、20gL檸橡酸錢、0.01gL2疏基苯驕唾哇、pH:8.5、電流密度:20mAan。此體系同硫酸鹽鐵鋼體系相比，能有效提高電極過程的電化學極化，使凹槽內(nèi)外電流密度分布均勻，凹槽鍍層填充效果有明顯提高。從本文實驗研究結(jié)果知，電鍍鍍層的外觀質(zhì)It以及鍍層的結(jié)構(gòu)性能都比化學鍍的鍍層好。采用脈沖電鍍進行凹抽電鍍擠在脈沖周期和

5、占空比不變的條件下，電流密度增大，鍍層質(zhì)A提高，即被層抗電遷移性墩強，但凹槽鍍層填充效果下降。在脈沖周期不變的條件下，減小占空比和電流密度，可明顯提高凹槽鍍層填充效果。關(guān)鍵詞:微細凹槽化學鍍銅電鍍銅無缺陷theplatinglayerqualityimprovesasthecurrentdensityincreasesprovidingthatthepulseperiodandthedutyratioarefixed.Thatistos

6、aytheantielectromigrationabilityisimprovedbutthefilingeffectoftheplatinglayerdeclines.Andwhentheimpulseperiodisfixe氏lowerdutyratioandcurrentdensityarefavorableforthefilingeffectoftheplatinglayerintrench.keyword:microtren