添加剂对铜互连线脉冲电镀的影响

目前,铜互连技术已成为超大规模集成电路的主流互连技术,铜的填充主要采用Damascene工艺进行电镀。有机添加剂一般包括加速剂、抑制剂和平坦剂,它们在电镀液中含量虽然很少,但对于铜电镀的过程非常关键。以Enthone公司的ViaForm系列添加剂为例,研究了每种类型添加剂对脉冲铜镀层性能的影响。     

集成电路铜互连线脉冲电镀研究

针对先进纳米铜互连技术的要求,研究了脉冲电流密度对铜互连线电阻率、晶粒尺寸和表面粗糙度等性能的影响.实验结果表明,2～4 A/dm2电流密度下的铜镀层拥有较小电阻率、较小的表面粗糙度和较大的晶粒尺寸.     

ULSI铜互连线技术中的电镀工艺

通过对电镀液中加入适当的整平剂和采用三步电流法,成功地将工业镀铜技术应用于ULSI铜互连线技术中,实现了对高宽比为1μm∶0.6μm的刻孔的无空洞、无裂缝填充．方阻测试表明,所镀铜膜的电阻率为2.0μΩ*cm,X射线衍射分析结果显示出的Cu（111）的致密结构非常有利于互连线技术中高抗电迁移性要求．     

ULSI铜互连线技术中的电镀工艺

通过对电镀液中加入适当的整平剂和采用三步电流法 ,成功地将工业镀铜技术应用于 UL SI铜互连线技术中 ,实现了对高宽比为 1μm∶ 0 .6 μm的刻孔的无空洞、无裂缝填充 .方阻测试表明 ,所镀铜膜的电阻率为2 .0 μΩ· cm,X射线衍射分析结果显示出的 Cu(111)的致密结构非常有利于互连线技术中高抗电迁移性要求     

不同浓度添加剂对铜镀层性能的影响

目前,随着集成电路规模的不断发展,传统的铝互连技术已由铜互连技术取代。铜的超填充主要采用Damascene工艺进行电镀。在电镀液中有机添加剂（包括加速剂、抑制剂和平坦剂）虽然含量很少,但对镀层性能的影响至关重要。本文以Enthone公司的ViaForm系列添加剂为例,研究了不同添加剂浓度组合对脉冲铜镀层性能的影响。     

不同浓度添加剂对铜镑层性能的影响

目前,随着集成电路规模的不断发展,传统的铝互连技术已由铜互连技术取代。铜的超填充主要采用Damascene工艺进行电镀。在电镀液中有机添加剂（包括加速剂、抑制剂和平坦剂）虽然含量很少,但对镀层性能的影响至关重要。本文以Enthone公司的ViaForm系列添加剂为例,研究了不同添加剂浓度组合对脉冲铜镀层性能的影响。     

直流和脉冲电镀Cu互连线的性能比较

针对先进纳米Cu互连技术的要求,比较了直流和脉冲两种电镀条件下Cu互连线的性能以及电阻率、织构系数、晶粒大小和表面粗糙度的变化.实验结果表明,在相同电流密度条件下,脉冲电镀所得Cu镀层电阻率较低,表面粗糙度较小,表面晶粒尺寸和晶粒密度较大,而直流电镀所得镀层(111)晶面的择优程度优于脉冲.在超大规模集成电路Cu互连技术中,脉冲电镀将有良好的研究应用前景.     

超大规模集成电路铜互连电镀工艺

介绍了集成电路铜互连双嵌入式工艺和电镀铜的原理;有机添加剂在电镀铜中的重要作用及对添加剂含量的监测技术;脉冲电镀和化学电镀在铜互连技术中的应用;以及铜互连电镀工艺的发展动态.     

脉冲时间参数对电沉积铜薄膜性能的影响

针对先进纳米铜互连技术的要求,研究了脉冲时间和关断时间对铜互连薄膜电阻率、晶粒尺寸和表面粗糙度等性能的影响。实验结果表明,占空比较小时,镀层电阻率较大,晶粒直径较小。脉冲时间选择在毫秒数量级,占空比选择在40%～60%之间容易获得较小电阻率和较大晶粒尺寸的铜薄膜。     

酸铜电镀阳极面积对脉冲电镀铜效率的影响

酸铜脉冲电镀在生产过程中,随着槽液使用时间的不断延长,镀铜效率逐渐下降。通过对药水浓度、设备阳极和阳极膜状况的分析,经过一系列现场检查,在其他条件不变的情况下,最终确定阳极磷铜球的面积和大小规格与镀铜效率有密切联系。结果明示：对于不同大小规格的阳极磷铜球,其阳极面积变化对镀铜效率的显著影响;在生产不同类型尺寸的板件时,相比大直径的阳极磷铜球,小尺寸的阳极磷铜球阳极面积更能保证阴阳极面积比,不会显著导致镀铜效率的降低。     

铜互连氮化硅薄膜沉积技术中电压衰减的研究

根据0.13 μm以下的深亚微米超大规模集成电路中先进的后道铜互连技术对于氮化硅薄膜沉积的具体要求,文章在大马士革工艺的基础上分析了可能导致铜互连失效的原因.进而在应用材料公司的PRODUCER(一种薄膜沉积设备)机台上,通过包括对氨等离子体预处理和氮化硅预沉积的这两步骤作实验研究.利用田口分析判断的实验方法,找到主要...     

化学机械抛光对铜互连器件的影响及失效分析

探讨了Cu化学机械抛光(CMP)工艺引起Cu互连器件失效的原因以及对可靠性的影响,对Cu CMP工艺缺陷导致器件失效的案例进行分析.由于CMP的技术特点,不可避免地会产生一些工艺缺陷和工艺误差,从而引起器件失效.必须根据标准要求,出厂或封装前对圆片进行芯片功能参数测试和严格的镜检,以便在封装前剔除存在潜在工艺缺陷的芯片,达到既定可靠性要求.     

铜互连电迁移失效的研究与进展

Cu/低k互连的电迁移失效与互连材料、工艺、结构和测试条件都有着密切的联系。论述了近年来铜互连电迁移可靠性的研究进展,讨论了电迁移的基本原理、失效现象及其相关机制和微效应以及主导失效的机制——界面扩散等,同时探讨了改善铜互连电迁移性能的各种方法,主要有铜合金、增加金属覆盖层及等离子体表面处理等方法,并指出了Cu互连电迁移可靠性研究有待解决的问题。     

空气隙Cu互连结构热应力史研究

将空气引入Cu导线间形成空气隙,可有效降低等效介电常数K_(eff),但同时也使互连结构的机械稳定性面临着挑战。利用ANSYS进行了有限元热分析,研究了制备空气隙Cu互连结构的两种主流工艺过程,即CVD沉积法和热分解牺牲层法,模拟了Cu导线上的热应力变化趋势,并比较了两者的优劣,最终发现互连结构经过一系列热应力的循环作用后,各种材料在不同程度上都有较大的形变,这将影响结构的机械稳定性,甚至引起破坏。所以,需要进一步改善结构设计和使用理想电介质。     

超深亚微米集成电路中的互连问题--低k介质与Cu的互连集成技术

半导体集成电路技术的发展对互连技术提出了新的需求,互连集成技术在近期和远期发展中将面临一系列技术和物理限制的挑战,其中Cu互连技术的发明是半导体集成电路技术领域中具有革命性的技术进展之一,也是互连集成技术的解决方案之一.在对互连集成技术中面临的技术与物理挑战的特点和可能的解决途径概括性介绍的基础上,重点介绍和评述了低k介质和Cu的互连集成技术及其所面临关键的技术问题,同时还对三维集成互连技术、RF互连技术和光互连技术等Cu互连集成技术之后的可能的新一代互连集成技术和未来互连技术的发展趋势给予了评述和展望.     

Effect of Polyethylene Glycol Additives on Pulse Electroplating of SnAg Solder

Eutectic Sn-3.5wt.%Ag alloy is one of the most promising lead-free solders in low temperature processes for wafer bumping. Near eutectic composition of deposited alloy films could be readily acquired by pulse electroplating with a proper combination of active ingredients including K₄P₂O₇, KI, Sn₂P₂O₇, and AgI, as well as polyethylene glycol (PEG), with molecular weights of 200, 600, 2,000, and 4,000, as an inhibitive agent. Pulse electroplating was carried out with current in alternating polarity to conduct electroplating and electropolishing sequentially. As a result, alloy films with grains of less than 1 μm and uniform surface morphology can be obtained. The addition of PEG was necessary for the stabilization of the plating baths to promote a wider process window for the desirable eutectic composition. Electrochemical characterization established that PEG with molecular weight of 4,000 exhibited the strongest inhibition behavior. In contrast, PEG with molecular weight of 200 demonstrated the least interference. Energy dispersive X-ray and differential scanning calorimeter data confirmed the formation of eutectic alloy as a function of deposition current density. X-ray diffraction results indicated that a biphasic structures of β-Sn and ε-Ag₃Sn was present in the as-deposited film.     

Effect of annealing on the surface microstructural evolution and the electromigration reliability of electroplated Cu films

This paper presents the effects of annealing, performed over a temperature range from 200°C to 400°C, on the surface microstructural evolution and the electromigration reliability of electroplated Cu films. After annealing, a substantial increase in surface roughness was observed, while variations in mean grain size and nanoindentation hardness were minor. Given the annealing temperature, the surface roughness was larger for the films annealed in forming gas, due to the existence of hydrogen. In particular, the films annealed at 400°C in forming gas demonstrated severe grain-boundary grooving and surface voiding. The defective nature of the annealed surface can be alleviated by chemical-mechanical polishing (CMP), when annealing is conducted prior to the CMP. However, it appears that a sequential thermal excursion at relatively high temperatures re-aggravates the integrity of the Cu surface. This argument may be supported by the electromigration-test results on dual-damascene interconnects fabricated using two different thermal profiles. The electromigration lifetimes were longer by more than a factor of two for the interconnects that skipped a post-passivation anneal at 400°C. The experimental evidence presented in this work suggests that controlling the integrity and quality of the Cu surface is an important step in ensuring good electromigration reliability.     

脉冲电镀添加剂和氯离子对铜电极过程作用的电化学研究

文章采用正交实验以及在不同条件下电极的极化曲线、循环伏安曲线和电化学交流阻抗谱等电化学暂态技术,研究了酸性脉冲电镀专用添加剂S3、S4以及氯离子对铜电极的阴极极化和阳极行为的影响。     

集成电路Cu互连线的XRD研究

对硫酸盐体系中电镀得到的Cu镀层,使用XBD研究不同电沉积条件、不同衬底和不同厚度镀层的织构情况和择优取向.对比了直流电镀和脉冲电镀在有添加剂和无添加剂条件下的织构情况.实验结果表明,对于在各种条件下获得的1 μm Cu镀层,均呈现(111)晶面择优,这样的镀层在集成电路Cu互连线中有较好的抗电迁移性能.