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集成电路铜制程常见缺陷的分析

2022-02-09 07:37分类:电子元器件 阅读:

 

当集成电路芯片集成ic不断往轻、薄、短、小及密度高的方位发展趋势时,对缺点的承受度也相对性减少,伴随着集成电路芯片元器件流动量的提升 ,企业集成ic的范围也越发小,本来不容易危害合格率的缺点却变成了合格率的致命性凶手.因而,要获得较高的合格率务必想办法减少缺点的相对密度.

当技术性连接点做到0.13μm及下列时,铜因其具备较小的电阻器及不错的电转移特性慢慢替代铝做为联线原材料引.因为铜的难蚀刻加工,因此无法使用传统化的铝质程的离子注入加工工艺,只是选用“大马士革钢”加工工艺,选用先割槽后填孔的办法制取互联线.这类办法是运用光电催化堆积的方式 ,在导电性的管沟底材上填铜.尽管铜的电镀早已有数百年的历史时间,但光电催化堆积用以集成ic加工制造业的时间段并不过长,在其中的关键点之一是缺点的操纵.文中最先简易详细介绍缺点的知识和集成电路芯片铜质程后道生产流程及电镀工艺全过程流程,随后对电镀铜生产流程中的典型性缺点做一下剖析,并对缺点造成的缘故和解决方案开展探讨.

芯片制造全过程缺点基础知识

缺点的含意

但凡圆晶上具有的有形化环境污染与有缺憾 ,通称为缺点,包含 :

(1) 圆晶上 的物理化学性脏东西 :一般指机械设备爆出的浮尘 ,加工工艺残余物 ,异常反映反应物等.很有可能来 自化工品、自然环境 、实际操作工作人员 、机器设备构件脆化及加工工艺副产品等.

(2) 酸类脏污 :残 留化学品 ,有机溶液 ,光阻残 留等.

(3) 图型缺点 :如光刻技术或离子注入导致 的出现异常显像 ,反射性划伤形变等.

(4) 圆晶自身或制作流程中造成 的晶格常数缺点.智能化的生产车间中 759/6~9O 的颗粒环境污染来 自于机器设备与丁艺自身 ,而净化室与使用工作人员约各 占 5 ~1O .因而在缺点改进工程项目 的安排与工作中精准定位上,是 以怎样合理减少机器设备与技术所产生的缺点为关键.

缺点的遍布

(1) 任意缺点,缺点布局图表明较为散乱,无独特图型或集中化发生.

(2) 团、簇缺点,缺点集中化划分在单晶硅片上某一地区并展现独特图型.

(3) 反复缺点,缺点反复发生在不一样圆晶上的同一地区,或在同一片圆晶上不一样的地区规律性的发生,一般与光刻技术有关

缺点的危害

依据缺点对合格率的危害分成:

(1) 破坏力缺点:一般和图型有关的缺点全是破坏力缺点,对合格率有影响.

(2) 非破坏力缺点:一般指空缺地区的表层颗粒物等缺点,不容易导致合格率的损害.

(3) 影响缺点:由于晶体或偏色被误认为是缺点的正常的状况.

缺点的监管:

(1)监管方法:分成线上和线下。线上是根据立即监管生产制造片线下是根据监管控片(用于监管机器设备和技术的圆晶。不容易随生产流程往下沉。只在当站应用)

(2)监控系统:包含查验手机上缺点遍布的机器设备和观查缺点实际外貌的机器设备。

铜电镀工艺全过程典型性缺点以及诱因

涡旋缺点:是铜电镀工艺常用的种缺点,典型性的遍布如下图所示。在电子光学品微镜下见到的是一串的小圆圈,相匹配的透射电镜下还可以见到是一排圆形坑。假如种籽层外表的吸水性不太好。当圆晶浸入入电镀工艺液时在圆晶的外表会产生气泡。由于圆晶在电镀工艺时是转动的因而产生的图案是董涡形的,故称之为“涡旋缺点”。这类问题在钢电镀后就可以见到,经有机化学机械设备碾磨后有这两种状况,深的坑(拓宽到下一层金属材料》会变为金属材料损害,导致合格率损害,浅的(只在表层)。经打磨后不会再呈现,对合格率无危害。

集成电路铜制程常见缺陷的分析

造成问题的因素是种籽层的吸水性不太好。导致吸水性不太好的首要因素是种籽层表层被有机化合物沾污,当条件中的容易挥发有机化合物增加。例如光阻蒸发,漆料时有机溶剂蒸发(有研究证实二甲苯对种籽层的表层危害非常大),机器设备维护保养时润滑液的应用或是药业公司的工业废气。都是会造成 种了层表层被玷污,因而铜质程的生产车间要非常往意这种污染物的操纵。

操纵自然环境沾污的合理对策之一: 在生产车间新风系统入口安裝高效送风口并按时拆换。

对策之二:按时监管生产车间VOC成分,一旦出现异常马上找寻根源并采取相应方式整顿。

对策之三:电镀工艺机台子上端安裝高效送风口。

对策之四: 淀积种籽层的机器设备和电镀工艺机器设备的装、卸片地区禁止应用润滑液,在装卸搬运台开降时有机化合物会蒸发出去。

对策之五; 操纵从种籽层到电镀工艺之的等待的时间,储放圆晶的盒了是有机材料,储放時间太长也会出现有机化合物渐渐地蒸发出去,因而铜质程的生产车间一般都是会操纵种籽层的等待的时间。

对策之六: 适度降低种籽层在电镜下查验,有些人发觉历经电镜扫描过的圆晶比没经扫描仪的圆晶更非常容易形成缺点,缘故是射线管将空气中的碳给提取吸咐到种籽层表层,APPLIED Materials企业研发人员根据在单晶硅片上涂植物油脂认证了有机化合物脏污种籽层能够造成 电镀工艺层造成缺点从而在有机化学机械设备碾磨以后导致金属丝的损害危害合格率。Novellus企业科学研究工作人员J.P.Lu等专业分析了圆晶在片匣里储放時间与圆晶表层与水界面张力的关联,认证了种籽层外表的吸水性受物质的危害,并明确提出选用事先润洗的办法还可以清除涡旋缺点,而种籽层的脏污没法在当站被抓住只有在电镀工艺以后和有机化学机械设备碾磨后捉到,因而只能依靠防止。

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