论文部分内容阅读
当前硅基集成电路已经发展到使用高导电率的铜来代替铝作为金属连线材料。尽管比起金属铝来,铜金属材料在先天上有许多的优势,但是将铜应用在集成电路制程上仍然有许多问题要克服。其中比较重要的一点是铜的刻蚀问题。本论文在自行设计、组建的金属有机化学气相沉积（MOCVD）系统上,以六氟乙酰丙酮合铜（Ⅱ）[Cu（Ⅱ）（hfac）2]为前驱物,氢气为载气和还原性反应气,分别以3-（巯基）-丙基-三甲氧基硅烷（MPTMS）和丙基-三甲氧基硅烷（PTMS）自组装单分子膜（SAMs）改性硅为基材,然后对这些改性基材进行掩膜下的紫外光照,从而进行曝光后的化学气相沉积铜薄膜的相关研究。论文主要有以下两个部分组成:一、在MPTMS-SAMs改性硅基材上的选择性化学气相沉积铜薄膜的研究。研究表明:和照射到紫外光的区域相比,铜更容易在用掩膜遮住的区域上沉积,从而形成负图案。这是因为经过紫外光照射后,MPTMS-SAMs的Si-C键被打断,从而-SH基团被剥离了基材表面,Si-OH基团在表面上生成。未照射区域上MPTMS-SAMs端基S-H的H的更容易给出以及Cu-S之间的强相互作用力的形成,导致了Cu选择性地沉积在了未照射到紫外光的区域上。MPTMS-SAMs改性基材上化学气相沉积铜薄膜的选择性具有一定的温度和时间范围。此外,使用300～400nm的紫外光照射MPTMS-SAMs改性的基材,再进行化学气相沉积铜,同样可以得到负图案。二、在PTMS-SAMs改性硅基材上的选择性化学气相沉积铜薄膜的研究。研究表明:铜更容易在紫外光照射到的区域上沉积,从而形成正图案。这是因为经过紫外光照射后,PTMS-SAMs发生降解反应,从而表面的基团被氧化成羧基。羧基基团质子的更容易释放以及Cu和-COOH之间的强相互作用力的形成,导致了Cu选择性地沉积在了照射到紫外光的区域上。PTMS-SAMs改性基材上化学气相沉积铜薄膜的选择性也具有一定的温度和时间范围。