本文關(guān)鍵詞：ULSI多層互連中的化學(xué)機(jī)械拋光工藝，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《復(fù)旦大學(xué)》 2009年

化學(xué)機(jī)械研磨工藝中的銅腐蝕研究

彭名君  

【摘要】： 銅作為新的互連材料被引入集成電路的制造之后,以及大馬士革工藝的采用,帶來(lái)了新的工藝挑戰(zhàn)。銅在化學(xué)機(jī)械研磨面臨的銅腐蝕問(wèn)題使得產(chǎn)品良率和可靠性都受到威脅。本文通過(guò)實(shí)驗(yàn),量化研究了生產(chǎn)過(guò)程中的防腐蝕問(wèn)題,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了局部的腐蝕防止辦法,研磨前的晶圓預(yù)處理,避免水與研磨液的濺濕,正確的研磨液和清洗劑選取,晶片保護(hù)液的正確使用,適當(dāng)?shù)母稍飼r(shí)間選擇以及之后晶圓環(huán)境的保護(hù),這些都在批量生產(chǎn)中得到了可行性驗(yàn)證,在一定程度上減少了生產(chǎn)時(shí)銅腐蝕的發(fā)生幾率。 研究表明,CMP工藝中銅腐蝕發(fā)生的必要條件是有腐蝕性的溶液或者濕潤(rùn)的環(huán)境溶入其他離子后形成的電解質(zhì)溶液。而能夠防止銅在CMP制程被腐蝕的理論性研磨環(huán)境主要取決于:1)保證良好的研磨前處理,使晶圓在被研磨前避免受到腐蝕性氣體或者液體的接觸。2)選擇好的研磨液和正確使用保護(hù)液,以保證其在研磨各步驟間以及從研磨至清洗階段得到很好的保護(hù)。3)確保徹底的清洗和干燥能力,避免研磨液或者是清洗液,水等殘留在晶圓表面。4)晶圓研磨后到下一站點(diǎn)間的保護(hù)措施。 本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)銅研磨液的抗腐蝕效果較好,而阻擋層研磨液稍顯不足。晶圓完成銅化學(xué)機(jī)械研磨步驟之后,會(huì)被放入晶舟而送至下一個(gè)站點(diǎn),由于生產(chǎn)線上機(jī)器的產(chǎn)能安排或者產(chǎn)品緊急程度不同,晶圓等待下一個(gè)制程的時(shí)間長(zhǎng)短也有很大差別。此時(shí)發(fā)生的電化學(xué)腐蝕同樣給晶圓帶來(lái)表面缺陷。研究表明,隨著時(shí)間的增長(zhǎng)腐蝕會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重;在不活潑氣體N_2的環(huán)境之下,腐蝕發(fā)生的較為緩慢。 本文在批量生產(chǎn)中做了防腐蝕優(yōu)化方案的重復(fù)性驗(yàn)證設(shè)計(jì)工藝優(yōu)化的條件。結(jié)果表明,采用了優(yōu)化條件的批次T03、T04,其產(chǎn)品良率略高于未采用優(yōu)化條件的批次T01、T02。原因在于采用優(yōu)化條件的批次在晶圓研磨前、研磨中、清洗干燥以及之后的保護(hù)中都盡可能的減少了腐蝕發(fā)生的幾率,為這一良率的提高起了顯著的作用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TN405
【目錄】：

摘要3-4

Abstract4-5

引言5-6

第一章 銅化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)原理6-20

第一節(jié) 銅互連工藝的意義6-8

第二節(jié) 雙大馬士革工藝8-9

第三節(jié) CMP基本原理9-12

第四節(jié) CMP設(shè)備簡(jiǎn)介12-17

第五節(jié) 銅制程CMP17-18

第六節(jié) 本文主要內(nèi)容記章節(jié)安排18-20

第二章 銅制程CMP存在的腐蝕問(wèn)題與分析20-30

第一節(jié) 銅制程CMP常見(jiàn)問(wèn)題20-21

第二節(jié) 銅制程CMP產(chǎn)生的腐蝕問(wèn)題21-22

第三節(jié) 晶圓研磨前的腐蝕22-24

第四節(jié) 研磨中發(fā)生的腐蝕24-25

第五節(jié) 清洗與干燥帶來(lái)的腐蝕25-27

第六節(jié) 研磨結(jié)束后的腐蝕27-29

第七節(jié) 防止銅腐蝕的理論性研磨29-30

第三章 銅制程CMP的防腐蝕研究及優(yōu)化方案設(shè)計(jì)30-37

第一節(jié) 晶圓研磨前預(yù)處理30-31

第二節(jié) 研磨液的選取與保護(hù)液的使用31-33

第三節(jié) 清洗與干燥33-35

第四節(jié) 研磨后的晶圓保護(hù)35-37

第四章 生產(chǎn)中的防腐蝕優(yōu)化方案驗(yàn)證37-52

第一節(jié) 晶圓表面腐蝕情況驗(yàn)證37

第二節(jié) 優(yōu)化方案下機(jī)臺(tái)性能驗(yàn)證37-43

第三節(jié) 產(chǎn)品良率驗(yàn)證43-52

第五章 結(jié)論與展望52-54

第一節(jié) 總結(jié)52-53

第二節(jié) 展望53-54

參考文獻(xiàn)54-56

致謝56-57

下載全文 更多同類文獻(xiàn)

CAJ全文下載

(如何獲取全文？ 歡迎：購(gòu)買知網(wǎng)充值卡、在線充值、在線咨詢)

CAJViewer閱讀器支持CAJ、PDF文件格式

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 利定東,濮勝;雙嵌入式低k介電層/銅工藝技術(shù)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2003年03期

2 雷紅;;CMP后清洗技術(shù)的研究進(jìn)展[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年05期

3 趙超榮;杜寰;劉夢(mèng)新;韓鄭生;;Cu互連及其關(guān)鍵工藝技術(shù)研究現(xiàn)狀[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年05期

4 孫薇;劉玉嶺;張偉;時(shí)慧玲;侯麗輝;;ULSI多層Cu布線CMP中磨料的研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年08期

5 翁壽松;銅互連及其相關(guān)工藝[J];微納電子技術(shù);2004年03期

6 賈英茜;劉玉嶺;牛新環(huán);劉博;孫鳴;;ULSI多層互連中的化學(xué)機(jī)械拋光工藝[J];微納電子技術(shù);2006年08期

7 劉博;劉玉嶺;孫鳴;賈英茜;劉長(zhǎng)宇;;ULSI多層銅布線CMP影響因素分析研究[J];微納電子技術(shù);2006年09期

8 劉博;劉玉嶺;袁育杰;;ULSI多層銅互連線的碟形坑問(wèn)題研究[J];微納電子技術(shù);2007年02期

9 翁壽松;CMP/Post CMP工藝及其設(shè)備[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2003年04期

10 趙岳星;化學(xué)機(jī)械拋光后板刷擦洗清洗(英文)[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2004年02期

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 翁壽松;300mm晶圓芯片制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年01期

2 陳蘇,張楷亮,宋志棠,封松林;多層互連工藝中銅布線化學(xué)機(jī)械拋光研究進(jìn)展[J];半導(dǎo)體技術(shù);2005年08期

3 成立;李加元;李華樂(lè);李嵐;王振宇;;VLSI芯片制備中的多層互連新技術(shù)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2006年11期

4 李慶忠;郭東明;康仁科;;ULSI制造中銅CMP拋光液的技術(shù)分析[J];半導(dǎo)體技術(shù);2007年05期

5 呂菲;趙權(quán);劉春香;楊洪星;秦學(xué)敏;趙秀玲;;Ge單晶片的酸性腐蝕特性分析[J];半導(dǎo)體技術(shù);2008年12期

6 蘇艷勤;劉玉嶺;劉效巖;康海燕;武彩霞;張進(jìn);;ULSI中多層Cu布線CMP表面粗糙度的分析和研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2009年08期

7 雷紅;司馬能;袁國(guó)興;屠錫富;布乃敬;藏松濤;;計(jì)算機(jī)硬盤基片的化學(xué)機(jī)械清洗技術(shù)研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年08期

8 劉金玉;劉玉嶺;項(xiàng)霞;邊娜;;磨料對(duì)藍(lán)寶石襯底去除速率的影響[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年11期

9 李暉;劉玉嶺;劉效巖;劉海曉;胡軼;;Cu CMP拋光液對(duì)速率的影響分析及優(yōu)化[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年11期

10 徐敏杰;丁伯繼;崔建;王旭;蔡雪原;楊建紅;;基于多價(jià)離子束流的高能量注入工藝研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 馬望京;趙艷艷;段培成;李智;;傳統(tǒng)鹵化銀感光材料的生產(chǎn)工藝與集成電路制造工藝比較研究[A];中國(guó)感光學(xué)會(huì)影像材料的研究與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 余劍峰;新型化學(xué)機(jī)械拋光墊和拋光液的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 何捍衛(wèi);銅化學(xué)-機(jī)械拋光電化學(xué)機(jī)理與拋光速率的研究[D];中南大學(xué);2002年

3 章寧琳;體Si和SOI上高k介質(zhì)材料研究和應(yīng)用探索[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2003年

4 謝欣云;非單一SiO_2埋層的SOI新結(jié)構(gòu)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2004年

5 王平;碳化硅場(chǎng)效應(yīng)器件的模型及關(guān)鍵工藝技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2005年

6 王永光;基于分子量級(jí)的化學(xué)機(jī)械拋光材料去除機(jī)理的理論和試驗(yàn)研究[D];江南大學(xué);2008年

7 杜鳴;超深亞微米銅互連的失效機(jī)理與可靠性研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

8 王彩玲;300mm硅片化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備及其關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2010年

9 王磊;磷化銦基集成光子器件及其關(guān)鍵工藝技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

10 黃雅婷;拋光后清洗中納米顆粒去除機(jī)理與實(shí)驗(yàn)研究[D];清華大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張文杰;應(yīng)用于TSV互連的ALD TiN擴(kuò)散阻擋層研究[D];大連理工大學(xué);2010年

2 鄭煒;極大規(guī)模集成電路銅化學(xué)機(jī)械拋光液及平坦化工藝的研究[D];大連理工大學(xué);2010年

3 王喆;銅互連層電化學(xué)機(jī)械拋光試驗(yàn)臺(tái)及電解液研究[D];大連理工大學(xué);2010年

4 張仰輝;VLSI后端設(shè)計(jì)中針對(duì)CMP平坦度的DFM[D];大連理工大學(xué);2010年

5 魏紅波;化學(xué)機(jī)械拋光工藝中相關(guān)問(wèn)題的數(shù)值模擬[D];湘潭大學(xué);2010年

6 李建;一種新型音頻放大器在筆記本電腦中的研究與應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2010年

7 姚海珍;筆記本電腦中高速信號(hào)完整性分析與應(yīng)用改進(jìn)[D];蘇州大學(xué);2010年

8 楊陽(yáng)展;銅的電化學(xué)機(jī)械平整工藝優(yōu)化及機(jī)理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 余皡;鋁合金汽車輪轂的機(jī)械化學(xué)拋光方法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

10 李愛(ài)軍;高密度等離子體刻蝕輪廓的數(shù)值研究[D];西安電子科技大學(xué);2001年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 宋登元,宗曉萍,孫榮霞,王永青;集成電路銅互連線及相關(guān)問(wèn)題的研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2001年02期

2 劉玉嶺,桑建新,葉占江;表面活性劑對(duì)硅單晶片表面吸附顆粒的作用[J];半導(dǎo)體技術(shù);2001年07期

3 孫禹輝,康仁科,郭東明,金洙吉,蘇建修;化學(xué)機(jī)械拋光中的硅片夾持技術(shù)[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年04期

4 李秀娟,金洙吉,蘇建修,康仁科,郭東明;銅化學(xué)機(jī)械拋光中的平坦性問(wèn)題研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年07期

5 陳蘇,張楷亮,宋志棠,封松林;多層互連工藝中銅布線化學(xué)機(jī)械拋光研究進(jìn)展[J];半導(dǎo)體技術(shù);2005年08期

6 王娟,劉玉嶺,張建新;新型CMP用二氧化硅研磨料[J];半導(dǎo)體技術(shù);2005年08期

7 翁壽松;90nm工藝及其相關(guān)技術(shù)[J];微納電子技術(shù);2003年04期

8 曹寶成,于新好,馬瑾,馬洪磊,劉忠立;用含表面活性劑和螯合劑的清洗液清洗硅片的研究[J];半導(dǎo)體學(xué)報(bào);2001年09期

9 翁壽松;銅布線及其設(shè)備[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;1999年03期

10 童志義;CMP設(shè)備市場(chǎng)及技術(shù)現(xiàn)狀[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2000年04期

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 孫再吉;;全球第一片6英寸0.15微米砷化鎵pHEMT晶圓[J];半導(dǎo)體信息;2011年03期

2 ;SEMI:2010年硅晶圓出貨面積將猛增39％[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2010年11期

3 沈熙磊;;三星投資36億美元在美國(guó)擴(kuò)建晶圓廠[J];半導(dǎo)體信息;2011年03期

4 ;2011年第二季度硅晶圓出貨量增加[J];電子與封裝;2011年08期

5 ;康耐視晶圓讀碼器將處理能力提高一倍[J];電子與電腦;2011年09期

6 沈熙磊;;應(yīng)用材料公司依托深紫外激光技術(shù)突破暗場(chǎng)晶圓檢測(cè)極限[J];半導(dǎo)體信息;2011年02期

7 ;新品[J];自動(dòng)化博覽;2011年09期

8 閆啟亮;田知玲;郎小虎;張偉;常亮;;砂輪劃片機(jī)主軸系統(tǒng)裝配精度對(duì)劃切槽質(zhì)量的影響[J];電子工業(yè)專用設(shè)備;2011年06期

9 ;2011年第二季度硅晶圓出貨量較第一季度增長(zhǎng)了5%[J];電子與電腦;2011年09期

10 孫再吉;;FDSOI(全耗盡絕緣體上硅)推動(dòng)SOI發(fā)展[J];半導(dǎo)體信息;2011年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白宣羽;汪淵;徐可為;;集成電路的銅互連布線及其擴(kuò)散阻擋層的研究進(jìn)展[A];TFC’03全國(guó)薄膜技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2003年

2 季春花;凌惠琴;曹海勇;李明;毛大立;;TSV銅互連甲基磺酸銅電鍍液中C1-的作用[A];2011年全國(guó)電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2011年

3 樊榮;黃南哲;;腐蝕性氣體對(duì)中央空調(diào)冷卻水系統(tǒng)銅材設(shè)備的腐蝕控制[A];’2004全國(guó)水處理技術(shù)研討會(huì)暨第24屆年會(huì)論文集[C];2004年

4 王希;何川;馬悅;;在超薄籽晶層上均勻沉積銅膜技術(shù)[A];2009年全國(guó)電子電鍍及表面處理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2009年

5 王久梅;王子鵬;龐惠霞;呂奪英;;SiF_4、F_2、HF、O_2、N_2五組分氣相色譜分析方法[A];天津市色譜研究會(huì)第一屆學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)論文、報(bào)告（摘要）匯集[C];1980年

6 楊宏智;;矽晶圓奈微米加工技術(shù)[A];第七次海峽兩岸機(jī)械工程技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2004年

7 楊志剛;鐘聲;;化學(xué)鍍銅在超大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用和發(fā)展[A];第五屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅲ[C];2004年

8 檀柏梅;牛新環(huán);周建偉;劉玉嶺;李暉;;ULSI銅互連鉭阻擋層的CMP漿料研究(英文)[A];2008全國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

9 張慶;莊超煌;姚愛(ài)成;;普通臥車實(shí)現(xiàn)高精度外圓加工的工藝措施[A];第三屆十省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會(huì)科技論壇暨黑龍江省機(jī)械工程學(xué)會(huì)2007年年會(huì)論文（摘要）集[C];2007年

10 劉大新;;電子特種氣體國(guó)內(nèi)外技術(shù)進(jìn)展、我國(guó)現(xiàn)狀及對(duì)策[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊(cè)）[C];1999年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 梁紅兵;[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

2 本報(bào)記者 王小慶;[N];中國(guó)電子報(bào);2001年

3 ;[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2005年

4 任愛(ài)青 李少林;[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

5 ;[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2003年

6 燕蕙;[N];電子資訊時(shí)報(bào);2004年

7 興棨;[N];電子資訊時(shí)報(bào);2004年

8 小禾;[N];電腦報(bào);2003年

9 記者 穆強(qiáng);[N];中國(guó)電子報(bào);2001年

10 穆強(qiáng);[N];中國(guó)電子報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 呂冰海;陶瓷球雙轉(zhuǎn)盤研磨方式及成球機(jī)理的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 趙宇航;銅互聯(lián)工藝中的DFM方法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

3 程志華;多絲切割機(jī)理及其控制方法的研究[D];上海大學(xué);2008年

4 趙宏旭;波動(dòng)方程的高斯過(guò)程模型分析及在晶圓切割中的應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2010年

5 姜放;濕氣氣藏天然氣井油管外壁腐蝕研究[D];四川大學(xué);2006年

6 戴江南;ZnO薄膜的常壓MOCVD生長(zhǎng)及摻雜研究[D];南昌大學(xué);2007年

7 林雪燕;連接器觸點(diǎn)表面的大氣腐蝕[D];北京郵電大學(xué);2009年

8 吳聘奇;臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式與空間擴(kuò)散研究[D];華東師范大學(xué);2008年

9 謝琦;集成電路銅互連工藝中先進(jìn)擴(kuò)散阻擋層的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

10 劉丹;人參愈傷組織源性細(xì)胞系表達(dá)乙肝病毒表面抗原的研究[D];吉林大學(xué);2004年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊杰;集成電路用硅片加工化學(xué)品研究[D];長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué);2010年

2 郭靜濤;0.13微米銅互連工藝派工系統(tǒng)控制等待時(shí)間和降低缺陷的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

3 韓云鵬;集成電路襯底制造過(guò)程中應(yīng)力問(wèn)題的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2003年

4 李飛;晶圓測(cè)試中的誤宰（Overkill）的判斷和處理[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

5 盧振鈞;ULSI中銅互連線可靠性的研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2002年

6 周春毅;晶圓針測(cè)的早期異常發(fā)現(xiàn)分析與研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

7 羅東;ULSI銅互連線微觀結(jié)構(gòu)和應(yīng)力研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2002年

8 鐘鑫生;解決90nm及以下蝕刻中銅擴(kuò)散的先進(jìn)工藝[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

9 唐敢然;MEMS晶圓級(jí)真空封裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝集成[D];華中科技大學(xué);2011年

10 李驥;RuTi基單層薄膜作為銅互連擴(kuò)散阻擋層研究[D];復(fù)旦大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：ULSI多層互連中的化學(xué)機(jī)械拋光工藝，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：147675