TSV铜CMP碱性抛光液及其工艺的研究

《TSV铜CMP碱性抛光液及其工艺的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TN305.2密级：公开UDC：编号：201321903013河北工业大学硕士学位论文TSV铜CMP碱性抛光液及其工艺的研究论文作者：张燕学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：刘玉岭职称：教授资助基金项目：河北省科技厅自筹经费项目（15211027）ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMicroelectronicsandSolidStateElectronicsTHESTUDYOFALKAL

2、INECUSLURRYANDPROCESSONTSVCMPbyZhangYanSupervisor:Prof.LiuYulingMarch2016ThisworksupportedbyHebeiprovincialscienceandTechnologyDepartmentofselffinancingprojects(15211027).原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其

3、他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位

4、论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要目前，微电子技术按照摩尔定律迅猛发展，特征尺寸不断缩小，晶圆尺寸持续增大，现已进入三维立体封装结构阶段。在3D工艺中，第四代封装技术硅通孔技术是现如今集成电路领域用于芯片堆叠的技术。为了使器件的可靠性与稳定性得到保证，晶圆表面的平坦化要求也相对提高，而铜互连线的化学机械平坦化是实现全局平坦化的关键技术，因此TSVCuCMP是国际上GLSI的主要攻关技术课题。国际上主流的抛光液是含有苯并三唑（BTA）抑制剂的酸性抛光液，但其存在成分复杂，腐蚀性强，挥发严重等问题。因此针对TSVCuCM

5、P应研究出新型抛光液、工艺及理论以满足平坦化要求，解决酸性抛光液中存在的问题，进一步满足微电子产业的需要。课题中选用河北工业大学微电子研究所自主研发的碱性抛光液，本材料在不含有抗蚀剂BTA的同时还具有自钝化作用，能够实现较高的平坦化效率。从而通过采用新路线、新方法实现TSV铜布线的全局平坦化。本课题中在分析研究平坦化、自钝化、优先吸附等理论的基础上对TSVCu碱性抛光液各个组分进行大量的优化实验研究。首先在铜片上进行速率实验的研究，掌握碱性抛光液里各个成分对速率的影响规律；其次在铜电极上进行电化学实验的研究，对抛光液中各个

6、成分的钝化作用进行研究总结；最后在12inch铜布线片上进行平坦化实验研究，得到抛光液中各个成分对平坦化效率影响的规律。结果表明：氧化剂浓度的增加，钝化作用增强，铜的去除速率先上升后下降；随着螯合剂浓度的增加，铜的去除速率先增加后趋于平稳；磨料与活性剂浓度对速率的影响不大；螯合剂与氧化剂的协同作用下能得到较好的平坦化作用，实现高的平坦化。在抛光工艺方面，流量、压力以及转速的增加，铜的去除速率都会有明显增加。通过对各个影响规律进行分析研究，使在工业生产中能够根据具体需要而进行及时调整，满足目前国际上生产的要求。将碱性铜抛光液

7、铜光片上进行应用，结果表明：铜膜的去除速率高达2µm/min；在12inchTSV晶圆片上进行应用，结果表明：抛光后高低差为720Å，实现了高的平坦化效率。关键字：TSVCMP去除速率平坦化碱性抛光液IABSTRACTAtpresent,microelectronicstechnologyinaccordancewiththerapiddevelopmentofMoore'slaw,thefeaturesizecontinuestoshrink,thewafersizecontinuestoincrease,hasnowe

8、nteredthestageofthree-dimensionalpackagingstructure.Inthe3Dprocess,thefourthgenerationTSVTechnologyisatechnologythatisusedforchipstackinginthefieldofint