学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

0.13微米铜互连工艺鼓包状缺陷问题的解决

作　者: 张磊
导　师: 朱亦鸣; 董天化
学　校: 上海交通大学
专　业: 集成电路工程
关键词: 铜互连鼓包缺陷氮化硅蚀刻率
分类号: TN405.97
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 23次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

按照摩尔定律,集成电路芯片上所集成的电路的数目,每隔18个月就翻一番,由于集成的电路的数目越多,芯片的尺寸就必须越小。当芯片的关键尺寸越小时,对集成电路的制程要求就会越高。因此金属连线工艺从铝互连制程转到铜互连制程是一个必然的结果,配合低K材料的应用,使得器件的时间延迟受金属连线的影响降到可接受的范围。铜大马士革工艺更是解决了铜难以蚀刻的问题,使得半导体的尺寸不断减小。本文通过对0.13微米铜互连工艺制程中所遇到的鼓包状缺陷(bubble defect)进行研究,对其形成的原因和线上制程的缺陷进行分析。通过线上缺陷的检测和切片发现了鼓包状缺陷的产生原理,以及可能的改进措施进行表征和分析,并通过实验后的参数收集与分析,对改进方式的可行性和可靠性进行验证。铜大马士革互连工艺中需要用氮化硅作为穿孔图形蚀刻的阻挡层,由于氮化硅材质具有很强的应力,再加上制程中的热反应和蚀刻效应就会造成氮化硅层从界面掀起从而形成一种鼓包状缺陷(bubble defect)。本文介绍了解决鼓包状缺陷的三个可行的方法：调整并控制铜金属连线层间氧化电介质层的蚀刻速率,改变有机介质层(BARC)的沉积方法,以及改进产品的电路设计的检验规则,从而来解决了这种鼓包状缺陷(bubble defect)的产生,降低产品芯片的报废率,提高产品的良率

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章绪论  14-20
  1.1 半导体技术发展简介  14-15
  1.2 铜互连技术的发展  15-19
  1.3 论文的主要内容与章节安排  19-20
第二章 0.13微米铜互连现有技术介绍  20-33
  2.1 0.13微米铜制程工艺介绍  20-29
    2.1.1 铜大马士革制程简介  21-25
    2.1.2 铜制程工艺简介  25-29
  2.2 铜制程缺陷的研究现状及重要意义  29-31
    2.2.1 铜制程主要缺陷的研究现状  30
    2.2.2 鼓包状缺陷的研究现状及意义  30-31
  2.3 小结  31-33
第三章 0.13微米鼓包状缺陷问题的实验分析  33-50
  3.1 铜金属层相关性能的测定方法  33-42
    3.1.1 缺陷检查  34-40
    3.1.2 铜金属层电性参数的测量  40-41
    3.1.3 铜金属层连线可靠性测试方法  41-42
  3.2 鼓包状缺陷问题的实验分析  42-43
  3.3 鼓包状缺陷产生的原因实验分析  43-49
    3.3.1 鼓包状缺陷的电性特征  43-44
    3.3.2 有机介质层(BARC)涂布的不均匀性  44-45
    3.3.3 蚀刻率的不均匀性  45-46
    3.3.4 氮化硅层的大应力效应  46-49
  3.4 小结  49-50
第四章解决铜制程鼓包状缺陷问题的实验和结果  50-57
  4.1 提高BARC涂布的均匀性的实验分析  50-51
  4.2 改善蚀刻的蚀刻率的实验分析  51-54
  4.3 从电路图形设计规则检验(DRC)方面来预防  54-55
  4.4 结果和讨论  55-56
  4.5 小结  56-57
第五章总结  57-59
  5.1 主要工作与创新  57
  5.2 后续研究工作  57-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  64

0.13微米铜互连工艺鼓包状缺陷问题的解决

内容摘要

全文目录

相似论文