铜和碳化硅电化学机械抛光工艺方法研究
发布时间：2021-08-28 06:00
随着集成电路（IC）相关技术的蓬勃发展和不断进步,对集成电路芯片层间平整度的要求与日俱增,对全局平坦化工艺的要求也越来越高。电化学机械抛光技术（ECMP）在试件与抛光盘间引入电场,利用电化学的阳极氧化与机械去除作用共同去除试件表面多余材料,具有良好的应用前景。本文对微电子基材铜（Cu）和碳化硅（SiC）的电化学机械抛光工艺进行了研究。对原有实验机进行了改进,建立了抛光盘与试件间相对轨迹方程,对机械去除、电化学去除规律进行了分析,进行了多种工况下的Cu、SiC的静态腐蚀实验、摩擦性能实验以及ECMP实验,并对SiC-ECMP进行了机理分析。对于Cu,分别在H2O、H3PO4-BTA、HEDP-PHT中进行了静态腐蚀实验,分析了Cu的阳极腐蚀在多种电压下的变化规律;在多种抛光液、电压、试件转速、载荷下进行了摩擦实验,分析了摩擦系数的变化规律;在多种抛光液、抛光盘转速、抛光垫材质、网孔结构下进行了ECMP,四种网孔结构中,螺旋形布孔的材料去除率最大,叶序布孔抛光后的表面质量最好,表面粗糙度可以达到1.69 nm。对于SiC,分...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全局平坦化过程
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文图 1-1 全局平坦化过程抛光技术 (Chemical mechanical polising , CMP)是 IC 部平坦化的关键技术[11-13]，CMP 原理图如图 1-2 所示性质较活泼，CMP 过程要避免过腐蚀、过抛现象以及米精度，如图 1-3 所示。而 SiC 是典型的硬脆材料，能满足高精度的要求[14]，但材料去除率(MRR)较低。
满足高精度的要求，但材料去除率(MRR)较图 1-2 CMP 原理图[10]图 1-3 CMP 过程中可能产生的缺陷 及 Ra，可采用电化学机械抛光技术(Electroch)，ECMP 原理图如图 1-4 所示[27]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]单晶SiC的化学机械抛光及其增效技术研究进展[J]. 翟文杰,高博. 哈尔滨工业大学学报. 2018(07)
[2]碳化硅单晶衬底精密加工技术研究[J]. 赵岁花,梁津,王家鹏,衣忠波. 电子工业专用设备. 2018(03)
[3]集成电路技术的发展趋势研究[J]. 魏语航. 科技与创新. 2018(01)
[4]新型碱性抛光液各组分对铜化学机械平坦化性能的影响[J]. 田胜骏,王胜利,王辰伟,王彦,田骐源,腰彩虹. 半导体技术. 2017(12)
[5]抛光垫使用寿命对铜CMP平均去除速率一致性的影响[J]. 江自超,刘玉岭,王辰伟,张凯. 微纳电子技术. 2017(10)
[6]SPCC钢碱性无氰直接预镀铜工艺研究[J]. 王洋洋,赵芳霞,张振忠. 表面技术. 2017(08)
[7]正交试验法优化产Monacolin K发酵工艺条件[J]. 郑春明. 黑龙江农业科学. 2017(05)
[8]单晶碳化硅和蓝宝石基片化学机械抛光的表面反应层形成机制的研究进展[J]. 甘阳,张飞虎. 科学通报. 2016(36)
[9]碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状[J]. 沈新民,涂群章,张晓南,殷勤,王东. 河北科技大学学报. 2016(05)
[10]4H-SiC的强氧化液化学机械抛光（英文）[J]. 梁庆瑞,胡小波,陈秀芳,徐现刚,宗艳民,王希杰. 人工晶体学报. 2015(07)
博士论文
[1]碳化硅晶片超精密抛光工艺及机理研究[D]. 陈国美.江南大学 2017
[2]单晶SiC基片超精密磨粒加工机理研究[D]. 潘继生.广东工业大学 2015
[3]铜与钌电化学机械抛光及其特性的研究[D]. 边燕飞.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]SiC材料的化学机械协同抛光研究[D]. 张冰.吉林大学 2018
[2]面向难加工材料新型AlCrN基刀具涂层的制备及性能研究[D]. 黎海旭.广东工业大学 2018
[3]超声辅助电化学机械抛光仿真与实验研究[D]. 常敬忠.哈尔滨工业大学 2017
[4]单晶碳化硅磁场辅助电化学机械研抛实验与机理研究[D]. 王翱翔.哈尔滨工业大学 2017
[5]甲硫氨酸对铜合金在NaCl溶液中的缓蚀性能研究[D]. 李倩.太原理工大学 2017
[6]基于芬顿反应的单晶SiC化学机械抛光加工研究[D]. 陈润.广东工业大学 2017
[7]基于不锈钢及铜合金表面的环保型化学抛光技术研究[D]. 徐静.华南理工大学 2016
[8]单晶硅表面原子级材料去除的初步研究[D]. 刘强.西南交通大学 2014
[9]IC制造中铜电化学机械抛光电解液的研究[D]. 王洪雪.大连理工大学 2012
[10]缓蚀剂对铜摩擦电化学性能影响的研究[D]. 闫茂振.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3367946
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全局平坦化过程
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文图 1-1 全局平坦化过程抛光技术 (Chemical mechanical polising , CMP)是 IC 部平坦化的关键技术[11-13]，CMP 原理图如图 1-2 所示性质较活泼，CMP 过程要避免过腐蚀、过抛现象以及米精度，如图 1-3 所示。而 SiC 是典型的硬脆材料，能满足高精度的要求[14]，但材料去除率(MRR)较低。
满足高精度的要求，但材料去除率(MRR)较图 1-2 CMP 原理图[10]图 1-3 CMP 过程中可能产生的缺陷 及 Ra，可采用电化学机械抛光技术(Electroch)，ECMP 原理图如图 1-4 所示[27]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]单晶SiC的化学机械抛光及其增效技术研究进展[J]. 翟文杰,高博. 哈尔滨工业大学学报. 2018(07)
[2]碳化硅单晶衬底精密加工技术研究[J]. 赵岁花,梁津,王家鹏,衣忠波. 电子工业专用设备. 2018(03)
[3]集成电路技术的发展趋势研究[J]. 魏语航. 科技与创新. 2018(01)
[4]新型碱性抛光液各组分对铜化学机械平坦化性能的影响[J]. 田胜骏,王胜利,王辰伟,王彦,田骐源,腰彩虹. 半导体技术. 2017(12)
[5]抛光垫使用寿命对铜CMP平均去除速率一致性的影响[J]. 江自超,刘玉岭,王辰伟,张凯. 微纳电子技术. 2017(10)
[6]SPCC钢碱性无氰直接预镀铜工艺研究[J]. 王洋洋,赵芳霞,张振忠. 表面技术. 2017(08)
[7]正交试验法优化产Monacolin K发酵工艺条件[J]. 郑春明. 黑龙江农业科学. 2017(05)
[8]单晶碳化硅和蓝宝石基片化学机械抛光的表面反应层形成机制的研究进展[J]. 甘阳,张飞虎. 科学通报. 2016(36)
[9]碳化硅零件氧化辅助抛光超精密加工的研究现状[J]. 沈新民,涂群章,张晓南,殷勤,王东. 河北科技大学学报. 2016(05)
[10]4H-SiC的强氧化液化学机械抛光（英文）[J]. 梁庆瑞,胡小波,陈秀芳,徐现刚,宗艳民,王希杰. 人工晶体学报. 2015(07)
博士论文
[1]碳化硅晶片超精密抛光工艺及机理研究[D]. 陈国美.江南大学 2017
[2]单晶SiC基片超精密磨粒加工机理研究[D]. 潘继生.广东工业大学 2015
[3]铜与钌电化学机械抛光及其特性的研究[D]. 边燕飞.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]SiC材料的化学机械协同抛光研究[D]. 张冰.吉林大学 2018
[2]面向难加工材料新型AlCrN基刀具涂层的制备及性能研究[D]. 黎海旭.广东工业大学 2018
[3]超声辅助电化学机械抛光仿真与实验研究[D]. 常敬忠.哈尔滨工业大学 2017
[4]单晶碳化硅磁场辅助电化学机械研抛实验与机理研究[D]. 王翱翔.哈尔滨工业大学 2017
[5]甲硫氨酸对铜合金在NaCl溶液中的缓蚀性能研究[D]. 李倩.太原理工大学 2017
[6]基于芬顿反应的单晶SiC化学机械抛光加工研究[D]. 陈润.广东工业大学 2017
[7]基于不锈钢及铜合金表面的环保型化学抛光技术研究[D]. 徐静.华南理工大学 2016
[8]单晶硅表面原子级材料去除的初步研究[D]. 刘强.西南交通大学 2014
[9]IC制造中铜电化学机械抛光电解液的研究[D]. 王洪雪.大连理工大学 2012
[10]缓蚀剂对铜摩擦电化学性能影响的研究[D]. 闫茂振.哈尔滨工业大学 2011
本文编号：3367946
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3367946.html
