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基于铜薄膜的CMP微观去除机理试验研究

作　者: 蒋立文
导　师: 宋建丽
学　校: 太原科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 集成电路铜薄膜化学机械抛光去除机理
分类号: TN305.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

集成电路是电子信息产业发展的基础。随着电子科技的快速发展，集成电路芯片晶圆尺寸不断增大，内部连线和连线密度迅速上升，连线的横截面积也不断缩小，因此对平坦化技术提出了越来越高的要求。目前，由于传统的平坦化技术只能提供局部平坦化，已经不能满足市场的需要。由于化学机械抛光(CMP)技术能够提供全局平坦化抛光，近年来引起世界各国学者越来越多的关注。化学机械抛光技术涉及到摩擦学、流体力学、物理和化学等学科，是一种复杂的多学科交叉技术。CMP去除机理至今还没有定论，主要因为其微观去除机理没有明确的揭示。因此研究CMP微观去除机理，有很大的理论价值和现实意义。在973计划(No.2009CB724201)和山西省青年基金(No.2010021023-4)支持下，本课题从微观角度出发研究抛光液中单颗磨粒的去除机理，建立单颗磨粒对芯片表面的去除磨型，得到单颗磨粒的去除率。采用磁控溅射镀膜的方法制备了约1μm厚的铜薄膜，利用扫描电镜对铜薄膜表面形貌演变进行了分析；此外对铜薄膜还进行了XRD分析，研究了表面晶体学取向变化规律。研究表明：溅射气压为1.0Pa，热处理温度为400℃时制备的铜薄膜性能最优良。通过原子力显微镜探针模拟抛光液中单颗磨粒的方法，对铜薄膜进行划痕实验，结果表明：单颗磨粒去除的芯片材料是在抛光液的化学作用下芯片表面生成的氧化膜，去除动力是单颗磨粒的吸附作用；同时，验证了所建立单颗磨粒去除模型的合理性；最后，引入影响因子k，优化了单颗磨粒的去除模型。

基于铜薄膜的CMP微观去除机理试验研究

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