銅的蝕刻與保護行為之研究

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姓名

張程皓(Cheng-Hao Jhang) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學工程與材料工程學系

論文名稱

銅的蝕刻與保護行為之研究
(Study of copper etching and protection)

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摘要(中)

本研究是針對未來半導體的生產過程中，化學機械研磨後的表面清洗做一銅蝕刻現象的研究。
一般化學研磨後清洗液多為水溶性的液體，這些液體不外乎為酸性或鹼性而很少發現有中性卻能有效清除雜質，所以酸或鹼多少都會造成銅晶片的蝕刻，而我們發現蝕刻其實是由於銅氧化物的關係，所以我們在溶液中添加除氧劑，減少氧與銅的接觸就等於是減少氧化物的產生，我們發現確實有助於減少腐蝕的發生。而我們也發現在同濃度的酸跟鹼，鹼會比酸的蝕刻速率快。
另一種防止腐蝕的方法是我們添加薄膜保護劑，薄膜保護劑會以化學吸附的方式吸附在銅表面上，進而達到保護腐蝕的效果，實驗結果發現，硫醇，氮唑類保護效果較佳。
由於添加保護劑就一定要考慮保護劑殘留的問題，最後我們會再針對保護劑移除的問題做一研究。我們使用液滴量測儀，液滴角度量測的原理是利用液滴外觀影像與基材的基準線，利用楊氏方程式計算可以求得接觸角，在輔以UV光譜探討其機制，實驗結果發現Azole類可以被還原，而達到移除的目的。

摘要(英)

In this studying we can know that semi conduction production process, especially the Post Chemical mechanical Polishing (Post CMP) is very important. Post CMP caused copper wafer surface be etched. Reduction copper surface etching is our purpose.
We detect copper etching due to copper oxide therefore oxygen scavenger can reduction etching rate. We have two methods to prevention etching that additive oxygen scavenger and film-forming agent.
Additional film-forming agent should be considered removal that measurement of contact angle to help we analysis. Example, DI-water wet on the fresh copper surface that contact angle is 70o and deposit BTA is 80o then we add hydrazine detection contact angle to return 70o and BTA be moved. The UV-Vis spectrum of reduction.

關鍵字(中)

★ 化學機械研磨
★ 銅晶片

關鍵字(英)

★ etching
★ CMP

論文目次

第一章緒論 1
第二章化學機械研磨 4
2-1化學機械研磨介紹 4
2-1-1化學機械研磨的發展背景 4
2-1-2 化學機械研磨的製程原理 5
2-2化學機械研磨後清洗介紹 7
2-2-1化學機械研磨後清洗的發展背景 7
2-2-2 化學機械研磨後清洗原理 8
第三章文獻回顧 10
3-1電化學測試法( electrochemical tests ) 10
3-2石英微天平測量法(QCM measurement) 13
3-3 顯微鏡觀察法（SPM measurement） 14
第四章實驗介紹 15
4-1 實驗儀器介紹 15
4-1-1 四點探針 (RT-80/RG-80) 15
4-1-2 Dissolve Oxygen Analyzer 溶氧分析儀器(DO-200) 16
4-1-3 Software-Controlled Multi Dosing System影像式接觸角量測儀(DSA10) 18
4-1-4 原子力學顯微鏡AFM (Atomic Force Microscope) 19
4-2實驗藥品 22
4-3 實驗步驟 24
第五章結果與討論 25
5-1銅的氧化還原機制 25
5-2除去氧的效應 28
5-3添加薄膜保護劑 30
5-4薄膜保護劑的去除 33
第六章結論 49
第七章參考文獻 50

參考文獻

(1)土肥俊郎，半導體平坦化CMP技術，全華科技（2000）
(2)王清標，界面活性劑在銅晶片表面潤濕行為之研究，中央大學化材系碩士論文（2006.6）
(3)鮮祺振，腐蝕控制，徐氏基金會
(4) Q. Luo, D. R. Campbell, Thin Solid Films 311 (1997) 177-182
(5) Gy. Vastag, E. Szocs, A. Shaban and E. Kalman, Pure Appl. Chem. 73 (2001) 1861-1869
(6)V. R. K. Gorantla, E. Matijevic and S. V. Babu, Chem. Mater. 17 (2005) 2076-2080
(7) J. B. Cross, R. P. Currier, D. J. Torraco, L. A. Vanderberg and G. L. Wagner, Applied and Environmental Microbiology 69 (2003) 2245-2252
(8) O. Herreros, R. Quiroz, A. Restovic and J. Vinals, Hydrometal 77 (2005) 183-190
(9) J. W. Lee, M. C. Kang and J. J. Kim, Journal of The Electrochemical Society 152 (2005) C827-C831
(10) Pat. No. : US20050197266
(11) Pat. No. : US20050181961
(12) Pat. No. : US20050126588
(13) Pat. No. : US20040014319
(14) Pat. No. : US20030207778
(15) V. Brusic, M. A. Frisch, B. N. Eldridge, F. P. Novak, F. B. Kaufman, B. M. Rush and G. S. Frankel, J. Electrochem. Soc 138 (1991) 2253-2259
(16) http://www.micromagazine.com/archive/05/10/buley.html
(17)沈國宏，對銅導線平坦化製成技術發展簡介，伊默克化學科技股份有限公司（2005.3）
(18) W. Turbeville and N. Yap, Catalysis Today 116 (2006) 519-525

指導教授

曹恒光(Heng-kwong Tsao)

審核日期

2007-6-15

推文