导读:本文包含了铜布线论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:缓蚀剂,化学机械抛光(CMP),苯并叁氮唑(BTA),结构性损伤
铜布线论文文献综述
王玄石,高宝红,曲里京,檀柏梅,牛新环[1]（2019）在《IC铜布线CMP过程中缓蚀剂应用的研究进展》一文中研究指出化学机械抛光(CMP)是集成电路(IC)制造过程中的一种基本工艺。在铜CMP过程中,缓蚀剂在获得全局平面化和防止腐蚀方面起着关键作用。阐述了常用的缓蚀剂——苯并叁氮唑(BTA)在抛光液中的应用,并指出BTA由于其本身的局限性已经难以适应IC发展的技术需求。对近年来国内外能够替代BTA的新型缓蚀剂进行了归纳总结。与BTA相比,新型缓蚀剂能够更好地解决结构性损伤、电偶腐蚀和残留污染物的危害等问题。最后,对缓蚀剂在铜布线CMP过程中的发展趋势进行了分析和展望。在碱性条件下,未来需要重点研究缓蚀剂的缓蚀效果、作用机理、复配协同效应以及去除等问题。(本文来源于《半导体技术》期刊2019年11期）
胡轶,何彦刚,刘玉岭[2]（2018）在《FA/O阻挡层抛光液在铜布线平坦化中的应用》一文中研究指出研发了一种FA/O阻挡层抛光液,主要成分包含硅溶胶、螯合剂和FA/O非离子型表面活性剂。使用该阻挡层抛光液进行了铜、阻挡层(Ta)和介质层(TEOS-SiO_2)的去除速率选择性实验,实验表明,FA/O阻挡层抛光液对Cu的去除速率较低,对Ta和SiO_2的去除速率较高,分别为4. 7,23. 5和45 nm/min。该FA/O阻挡层抛光液可有效抑制铜的去除速率,提高介质层的去除速率,可有效修正精抛过程中产生的正碟形坑和蚀坑。300 mm铜布线片抛光实验结果表明,其碟形坑深度不大于40 nm,蚀坑深度不大于30 nm。抛光后测试了介质层的电学特性,结果显示,电阻值为1. 49 kΩ,漏电流为pA级,满足300 mm铜布线工业化生产的要求。(本文来源于《半导体技术》期刊2018年10期）
刘国瑞,刘玉岭,栾晓东,王辰伟,牛新环[3]（2018）在《不同络合剂对铜布线CMP抛光液性能的影响》一文中研究指出分别选用FA/O螯合剂和甘氨酸作为络合剂配置铜布线CMP抛光液,研究对比了两种抛光液的抛光速率、静态腐蚀溶解速率、平坦化以及稳定性。速率实验表明,抛光液中加入FA/O螯合剂和甘氨酸都可以显着提高铜的抛光速率,基于甘氨酸配置的抛光液静态腐蚀溶解速率为335.1 nm,明显高于基于FA/O螯合剂配置的抛光液(89.2 nm)。平坦化实验表明,基于甘氨酸配置的抛光液对铜线条高低差的修正能力差,需要加入缓蚀剂,而基于FA/O螯合剂配置的无缓蚀剂碱性抛光液能够有效修正铜线条高低差。稳定性实验表明,基于FA/O螯合剂配置的无缓蚀剂碱性铜抛光液稳定时间只有1天,而基于甘氨酸配置的碱性铜抛光液稳定时间为5天。通过实验研究发现,抛光液中FA/O螯合剂与H_2O_2发生化学反应也是导致抛光液不稳定的原因。(本文来源于《微纳电子技术》期刊2018年03期）
王仲杰[4]（2017）在《GLSI多层铜布线CMP碱性低磨料铜精抛液的研究》一文中研究指出随着集成电路技术的不断发展,多层铜布线已取代铝成为集成电路布线的主要方式。铜比较铝有更低的电阻率,不易发生电子迁移现象,但是在进行电镀铜时,晶圆表面会形成凹凸不平的形貌。通过CMP对晶圆完成粗抛和精抛,粗抛去掉表面大量的铜,精抛将残余铜去掉,保留阻挡层即可。现有的碱性精抛抛光液主要存在两个问题:抛光液稳定性较差,平坦化过程中碟形坑延伸。全文针对这两个问题进行探究。本文主要从抛光液稳定性、去除速率和片内非均匀性叁个方面进行研究。对比分析了FA/O II型螯合剂体系和甘氨酸络合剂体系的碱性抛光液。在各自体系下,通过单因素实验确定各因素对抛光液稳定性、去除速率、表面粗糙度等的影响,其中主要研究了AEO-15的影响。利用络合剂的抗氧化作用,在抛光液中加入络合剂,能够与氧化剂共存,从而实现碱性抛光液的稳定。FA/O II型螯合剂体系的抛光液的去除速率较高,有很好的钝化作用,晶圆片表面粗糙度降低到2.03nm;甘氨酸络合剂体系的碱性抛光液在硅溶胶浓度1wt%,AEO-15为3wt%,甘氨酸质量分数0.5wt%,增膜剂为100ppm的条件下,能够稳定4天。为了解决平坦化中碟形坑的延伸问题,提出了一种弱碱性抛光液,在氧化作用和钝化作用的协调下,有效保护了凹处的铜。利用氧化剂在晶圆片表层形成氧化膜,加之钝化形成的钝化膜。根据二者协同作用的相互影响,选取甘氨酸体系中的最优配比进行平坦化实验,精抛后碟形坑为945?,得到了修正。该体系不仅为化学机械平坦化提供了理论依据,也为今后弱碱性铜CMP的研究提供了重要的参考价值。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
郑环[5]（2017）在《GLSI铜布线新型阻挡层Ru和Cu的CMP速率选择比研究》一文中研究指出随着集成电路技术的不断发展,特征尺寸(MOS管栅极距离)不断降低,制备技术不断面临着新的挑战。当技术节点发展到14nm以下时,传统的阻挡层材料钽/氮化钽(Ta/TaN)会致使信号在铜(Cu)互连线的传输速度较低,延迟较大,为了减小信号的互连延迟,需要找到一种新型阻挡层材料来代替传统的阻挡层材料(Ta/TaN)。铂族金属钌(Ru)具有熔点高、电阻率低的物理性质,同时Ru可以与Cu实现直接电镀,省去了电镀Cu籽晶层的过程,可以提高Cu互连线的可靠性。然而Ru化学性质稳定,硬度较大,因此对Ru的化学机械抛光(CMP)的研究有着重要的意义,尤其对Ru和Cu在CMP过程中的速率选择比的研究较为关键。为了得到Ru和Cu在CMP过程中合适的速率选择比,本文首先研究了工艺参数对Ru、Cu CMP的影响,选定一组最优工艺参数进行实验。然后研究了不同磨料浓度对Ru、Cu CMP的速率的影响,由于两者性质差异较大,Ru硬度大,不易被氧化,Cu硬度较小、易被氧化,V_(Cu)远大于V_(Ru)。为了提高V_(Ru),必须选择加入氧化剂,本文研究了以H_2O_2为氧化剂时pH值、H_2O_2浓度对Ru CMP的影响,结果表明:在碱性环境下特别是在pH值为10的时候可以得到Ru的最高去除速率。随后研究了H_2O_2与FA/O I型螯合剂的协同作用对Ru、Cu CMP的影响,虽然FA/O I型螯合剂能够明显降低Ru、Cu之间的电偶腐蚀,但是V_(Ru)达到38nm/min时,相同条件下V_(Cu)却高达到400nm/min以上,并不能达到合适的速率选择比。为了进一步提高V_(Ru),研究了以NaClO为氧化剂时pH值、浓度对Ru的CMP的影响。碱性环境下Ru可以达到最高的去除速率,同时研究了NaClO与FA/O I型螯合剂的协同作用对Ru、Cu CMP的影响,可以得到V_(Ru)为53.8nm/min,V_(Cu)为260.4nm/min,速率选择比比之前有了一些优化。然后通过加入抗蚀剂苯并叁氮唑(BTA)来调整Ru和Cu的去除速率,BTA的加入能够大幅度降低V_(Cu),小幅度降低V_(Ru),最终通过调节BTA的加入量可以使V_(Ru)和V_(Cu)达到合适的速率选择比(1.15:1)。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
张乐[6]（2017）在《GLSI多层铜布线新型阻挡层Ru CMP的电化学性能研究》一文中研究指出随着集成电路(IC)不断的发展,器件特征尺寸不断减小,目前技术节点到达14nm以下,由于新型材料钌(Ru)具有更低的电阻率,并可以实现无籽晶层铜(Cu)直接电镀,有效减小阻挡层的厚度,具有更高阻挡层性能,因此可代替传统的钽(Ta),作为新一代铜互连扩散阻挡层的热门材料。化学机械抛光(CMP)是实现Ru基阻挡层平坦化的关键技术。在Ru CMP过程中,由于Ru和Cu存在较大的腐蚀电位差,CMP过程中与抛光液接触发生严重的电化学腐蚀,严重影响器件可靠性。因此,本文针对Ru基阻挡层CMP过程中存在的Ru/Cu界面腐蚀问题(Ru的腐蚀、电偶腐蚀)进行了深入研究,主要内容如下:本文采用化学作用为主的弱碱性路线,通过一系列的电化学实验探究,利用氧化钝化及强螯合-吸附的方法,以能斯特方程作为指导依据,揭示了pH值、氧化剂、螯合剂以及活性剂对Ru电化学的腐蚀机理和Ru/Cu间电偶腐蚀的抑制机理。研究结果表明:pH值对Ru腐蚀成膜影响很大,在弱碱性条件下可有效缓解Ru/Cu间电偶腐蚀现象,并选定9作为本课题实验中溶液的pH值。且利用过氧化氢的氧化钝化作用,有效提高Cu的自腐蚀电位接近Ru,促使Ru/Cu间腐蚀电位差先减小后增大。在氧化钝化基础上,继续加入FA/OII型螯合剂,利用强螯合作用,螯合金属离子,溶解钝化膜,促进阳极极化反应,有效降低Ru的自腐蚀电位接近Cu,进一步减小了Ru/Cu间腐蚀电位差。课题同时采用自主研发的FA/OI型非离子表面活性剂,控制Ru、Cu表面钝化膜的溶解,实现吸附机理分析。最终建立了一种FA/O碱性阻挡层抛光液,在过氧化氢为3ml/L,FA/O II型螯合剂为1ml/L,FA/OI型非离子表面活性剂为20ml/L时可有效抑制Ru/Cu间严重的电偶腐蚀现象,促使Ru/Cu间腐蚀电位差达到2.8mV,为继续研究Ru CMP抛光液奠定理论基础。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
李月[7]（2017）在《GLSI铜布线阻挡层CMP界面腐蚀研究》一文中研究指出在大规模集成电路制造过程中,化学机械平坦化(CMP)是关键工艺技术之一。钽(Ta)由于具有高稳定性、高导电性以及对铜的惰性等优势,被广泛用作铜互连阻挡层材料。铜(Cu)的化学反应活性强于Ta,Cu/Ta界面存在较大的电化学腐蚀电位差(ΔE_(corr))。在阻挡层CMP过程中,铜钽在抛光液中接触形成电偶腐蚀,严重影响器件的可靠性、良率及完整性,制约微电子技术的进一步发展。因此,本文针对当前界面腐蚀中影响最严重的电偶腐蚀问题进行研究,研究内容如下:论文首先根据CMP实验得出的铜钽去除速率确定出一种不含氧化剂以及抗蚀剂的碱性抛光液的基本配比。通过静态与动态相结合的电化学方法,分别研究抛光液pH值及抛光液成分,包括FA/O I型螯合剂、FA/O II型螯合剂和非离子表面活性剂,对Cu/Ta界面腐蚀的影响。结合动态以及静态电化学极化曲线分析铜钽表面的钝化及腐蚀状态。根据抛光液pH值及各成分对铜钽表面钝化和腐蚀程度的影响,调整pH或抛光液配比,实现了对铜钽自腐蚀电位的控制,降低了铜钽之间的自腐蚀电位差,从而抑制铜钽电偶腐蚀。实验结果表明,当I型FA/O螯合剂为5vol%,II型FA/O螯合剂为0.2vol%,非离子表面活性剂为6vol%时,Cu的去除速率达到245?/min,Ta的去除速率达到260?/min,两者的去除速率选择比接近1:1,对碟形坑、蚀坑具有很强的修正能力;静态腐蚀速率较小,同时Cu、Ta的腐蚀电位差接近0mV,电偶腐蚀电流密度为7.86μA·cm~(-2),实现了对Cu、Ta电偶腐蚀的有效控制。研究成果对铜钽电偶腐蚀的研究具有很大的指导意义,进一步促进了65nm FA/O碱性阻挡层抛光液的产业化进程。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
赵亚东[8]（2017）在《GLSI多层铜布线CMP粗抛材料成分优化研究》一文中研究指出集成电路(integrated circuit,IC)按照摩尔定律已经发展60余年,芯片内集成晶体管数量已经达到10~(11),最新的技术节点已经进入7nm阶段,使IC制造技术面临着巨大的挑战。在IC后端工艺制备技术中,当前化学机械抛光(Chemical mechanical polishing,CMP)技术是晶圆平坦化的唯一有效方法。抛光液作为CMP的关键材料,直接影响其发展水平。碱性铜布线粗抛液的稳定性问题是解决其他技术难题的先决条件。国际上提出的“叁低一高”(低磨料浓度、低pH、低压力、高抛光速率)已经形成发展趋势。同时,对抛光液平坦化性能包括片内非一致性(within-wafer nonuniformity,WIWNU)、碟形坑修正、缺陷控制等,提出更为严苛的制造指标要求。针对以上问题,本文从以下方面进行了研究:文中首先研究了碱性抛光液中磨料硅溶胶(SiO_2)和氧化剂H_2O_2的稳定性,从DLVO胶体稳定理论和化学反应动力学出发,分析以上两种材料的稳定机理,通过对配制工艺、pH值、材料比例的调节,找出SiO_2和H_2O_2的稳定条件,最终实现抛光液(添加H_2O_2后)稳定时间8天,满足实际工业要求。确立CMP动力学控制过程,利用新型FA/OⅠ螯合剂解决了凹处、凸处铜抛光速率选择比的问题,达到碟形坑(dishing)凹处氧化膜自钝化,凸处铜快速去除的目的。同时利用微量缓蚀剂苯并叁氮唑的辅助作用,进一步优化dishing。减少了完全依赖缓蚀剂带来的抛光速率损失和难清洗等副作用。分析了低磨料浓度、低压力实现高抛光速率的可行性,经过理论分析和实验验证,确定抛光工艺和成分配比,实现铜CMP中粗抛工序的高效化。铜抛光液成分优化结果:磨料实现低浓度化可降低至0.5wt%,其他成分甘氨酸1wt%,FA/OⅠ型螯合剂2vol%,FA/O非离子表面活性剂5vol%,氧化剂H_2O_2浓度2vol%,缓蚀剂苯并叁氮唑500ppm。抛光液呈碱性pH值为10.5。抛光工艺条件:压力1.5psi,抛头和抛盘转速分别为87和93rpm,抛光液流量300ml/min。在上述条件下,在12inch铜光片上的抛光速率达到7066?/min,片内非均匀性为3.01%,粗糙度Sq仅为0.450nm。从单层图形片测试结果来看,dishing值降低到500?的水平(初值3700?),有效抑制dishing延伸。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-05-01）
栾晓东[9]（2017）在《以化学作用为主的碱性抛光液对GLSI多层铜布线平坦化的研究》一文中研究指出极大规模集成电路(GLSI)的不断发展,对化学机械抛光(CMP)提出了更严峻的要求:低机械强度、低粗糙度、高平整度、高洁净度。商用抛光液加入BTA(苯并叁唑)实现平坦化,导致机械作用力强、清洗困难、易腐蚀设备且成本高。研究工艺简单、成本低且环保的以化学作用为主无缓蚀剂碱性新型抛光液是微电子制造领域的前沿技术。首先,论文从能量和化学角度建立了铜抛光液平坦化理论模型,提出碱性凹处自钝化理论,阐明了Cu_2O、CuO和Cu(OH)_2在碱性无缓蚀剂的条件下为何不可溶从而在CMP过程中钝化线条凹处的铜。在碱性凹处自钝化理论的指导下,经过大量实验研究确定出含有FA/O螯合剂的碱性无缓蚀剂粗抛光液和精抛光液的最佳配比,并优化出一套与工业生产线机台相匹配的工艺参数。与通用甘氨酸对比,65nm工业线上验证结果表明含有FA/O螯合剂的无缓蚀剂碱性抛光液可实现更高的平坦化效率,且有效控制碟形坑的延伸,证明了碱性凹处自钝化理论的正确性。其次,应用胺化理论、质量传递理论和螯合理论研发了无缓蚀剂、不加氧化剂碱性阻挡层抛光液,实现了不同材料抛光速率比可控、可调。与65nm工业线上商用阻挡层抛光液对比,使用无缓蚀剂、不加氧化剂碱性阻挡层抛光液抛光后的碟形坑、蚀坑、电阻、电容和漏电流等参数均优于商用阻挡层抛光液,且该抛光液稳定时间长、抛光后利于后清洗,提高了65nm技术节点阻挡层CMP技术指标。最后,论文针对碱性无缓蚀剂铜抛光液不稳定以及无缓蚀剂、不加氧化剂碱性阻挡层抛光液引入缺陷等问题展开研究,研究发现除了H_2O_2自身分解外,H_2O_2与FA/O螯合剂发生化学反应也是导致碱性抛光液不稳定的原因。原子力显微镜测试表明阻挡层抛光后的缺陷主要是微划伤,实验表明抛光液中粒径>0.5μm的大颗粒是造成微划伤的主要原因,以0.2μm替换0.5μm过滤器并选择粒径分散度小的磨料可显着降低晶圆抛光后表面的划伤数量,且不影响阻挡层抛光液的性能,抛光效果满足65nm工业指标要求。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-03-01）
闫辰奇[10]（2017）在《GLSI多层铜布线平坦化技术的研究》一文中研究指出集成电路(IC)的发展水平是衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志。化学机械平坦化(CMP)是IC制程中的最复杂的关键工艺,是目前唯一能够实现局部和全局平坦化的技术。铜CMP作为铜互连平坦化的首道工序是多层布线CMP的基础,其性能直接影响着后续工序的进行。适用于产业化生产需求的碱性铜CMP抛光液是微电子技术发展的前沿,而碱性抛光液中使用的不引入金属离子污染的氧化剂H_2O_2对可靠性的影响很大。因此,碱性铜CMP抛光液的稳定性、可靠性及其平坦化性能是国际攻关的前沿核心技术,同样也是本课题的研究重点。首先,研究了河北工业大学微电子研究所自主研发的FA/O-H_2O_2体系碱性铜抛光液。通过结合铜CMP过程中应用的滞留层理论、优先吸附理论、螯合理论和自钝化理论,研究了抛光液组分及抛光工艺参数对铜CMP速率及表面一致性的影响,分析了SiO_2磨料、非离子表面活性剂、氧化剂以及FA/O螯合剂与氧化剂的协同作用对平坦化性能的影响,并对碱性条件下的平坦化机理进行了深入探讨,其可实现在不添加腐蚀抑制剂BTA的条件下达到很好地平坦化效果;同时,还研究了FA/O-H_2O_2体系碱性铜抛光液的不稳定性机理,确定抛光液中具有强还原性能的FA/O螯合剂是促使碱性条件下H_2O_2的消耗与分解而造成抛光液不稳定的最主要因素,这对碱性CMP抛光液稳定性的研究确定了理论指导。其次,针对FA/O-H_2O_2体系碱性铜抛光液不稳定的问题,研究了新型Gly-BTA体系弱碱性铜抛光液。通过对抛光液组分的研究,选取最佳配比满足铜布线化学机械平坦化工业技术指标要求,并利用动态电化学实验,对抛光液组分中的甘氨酸和BTA在弱碱性条件下的溶解/钝化机理进行分析研究,建立抛光过程中的平坦化机理模型;同时,研究该体系下抛光液的稳定性,分别从配置工艺、抛光液pH值以及抛光液组分浓度叁方面进行了大量的实验研究,优化工艺与配比,提高了抛光液的稳定性。该体系弱碱性铜抛光液在平坦化性能及抛光液稳定性方面都有显着提升,对推进多层铜布线Cu CMP抛光液的产业化进程具有很好的工程应用价值。(本文来源于《河北工业大学》期刊2017-03-01）
铜布线论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
研发了一种FA/O阻挡层抛光液,主要成分包含硅溶胶、螯合剂和FA/O非离子型表面活性剂。使用该阻挡层抛光液进行了铜、阻挡层(Ta)和介质层(TEOS-SiO_2)的去除速率选择性实验,实验表明,FA/O阻挡层抛光液对Cu的去除速率较低,对Ta和SiO_2的去除速率较高,分别为4. 7,23. 5和45 nm/min。该FA/O阻挡层抛光液可有效抑制铜的去除速率,提高介质层的去除速率,可有效修正精抛过程中产生的正碟形坑和蚀坑。300 mm铜布线片抛光实验结果表明,其碟形坑深度不大于40 nm,蚀坑深度不大于30 nm。抛光后测试了介质层的电学特性,结果显示,电阻值为1. 49 kΩ,漏电流为pA级,满足300 mm铜布线工业化生产的要求。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
铜布线论文参考文献
[1].王玄石,高宝红,曲里京,檀柏梅,牛新环.IC铜布线CMP过程中缓蚀剂应用的研究进展[J].半导体技术.2019
[2].胡轶,何彦刚,刘玉岭.FA/O阻挡层抛光液在铜布线平坦化中的应用[J].半导体技术.2018
[3].刘国瑞,刘玉岭,栾晓东,王辰伟,牛新环.不同络合剂对铜布线CMP抛光液性能的影响[J].微纳电子技术.2018
[4].王仲杰.GLSI多层铜布线CMP碱性低磨料铜精抛液的研究[D].河北工业大学.2017
[5].郑环.GLSI铜布线新型阻挡层Ru和Cu的CMP速率选择比研究[D].河北工业大学.2017
[6].张乐.GLSI多层铜布线新型阻挡层RuCMP的电化学性能研究[D].河北工业大学.2017
[7].李月.GLSI铜布线阻挡层CMP界面腐蚀研究[D].河北工业大学.2017
[8].赵亚东.GLSI多层铜布线CMP粗抛材料成分优化研究[D].河北工业大学.2017
[9].栾晓东.以化学作用为主的碱性抛光液对GLSI多层铜布线平坦化的研究[D].河北工业大学.2017
[10].闫辰奇.GLSI多层铜布线平坦化技术的研究[D].河北工业大学.2017
标签：缓蚀剂; 化学机械抛光(CMP); 苯并叁氮唑(BTA); 结构性损伤;