论文部分内容阅读
化学机械抛光是实现全局平坦化最关键的技术,是机械作用与化学作用平衡的作用的结果,抛光液中微观粒子的研磨作用以及抛光液的化学腐蚀作用在被研磨的介质表面上形成光洁平坦的表面。
集成电路进入大规模化时代,器件的尺寸越来越小,布线层数越来越多,使得金属线宽变窄,导致了金属连线的电阻率增大与电路的RC延迟增大,制约了集成电路的性能。由于铜比铝具有更好的性能,所以现在的金属布线由铝转向了铜。越来越多的实验开始研究铜的化学机械抛光。
本论文分为四部分。
第一部分是前言,这部分主要介绍化学机械抛光的一些基本概念及其发展、应用,也介绍了抛光中的抛光液的组成及其影响因素等。
第二章主要介绍了抛光液中几种添加剂以及一些基础实验,研究它们在抛光液中的作用。添加剂主要有BTA(钝化剂),作用是在铜表面形成Cu-BTA钝化膜保护.凹处的铜不被腐蚀; H<,2>O<,2>(氧化剂),在铜表面形成氧化物,易于在溶液中的抛光粒子的作用下去掉,加速抛光去除率,但实验研究证明H<,2>O<,2>的使用有浓度限制。Glycine(络合剂),在溶液中与铜离子形成铜络合物进入溶液,加速铜的材料去除率。
第三章是通过铜片与铜粉的实验来研究抛光液中不同化学物质的作用。主要是Cl<->’、Br<->、NO<,3><->、SO<,4><2->、CH<,3>COO<->以及表面活性剂SDS、SDBS、CTAB的作用。通过改变溶液的组成成分以及不同的配比,研究离子及表面活性剂在溶液中对抛光速率的影响,从而找到抛光液合适的成分组成及适当的物质配比,研制一种高质高效的抛光液。
第四章是研究抛光液中Cl<->的作用。主要做在溶液中加入H<,2>O<,2>、Glycine与没有加入H<,2>O<,2>、Glygine的实验及改变溶液PH值的实验来研究它的作用。目前对Cl<->的实验研究的不是很多,而且对Cl<->的作用一直有争议。有人认为Cl<->的加入有利于Cu-BTA钝化膜的形成,而有人认为Cl<->的加入不利于Cu-BTA钝化膜的形成。本实验通过做一些实验对它的作用进行了认真的研究。实验结果表明,在不同的实验条件下,Cl<->的作用是不同的,改变实验条件Cl<->的作用也随着改变,也即Cl的作用在一定的条件下具有不同的作用,Cl<->的作用与它的浓度有关也与溶液中其他的物质有关。