《銅互連層表面的約束刻蝕化學平坦化新方法》是依託大連理工大學,由康仁科擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：銅互連層表面的約束刻蝕化學平坦化新方法
- 依託單位：大連理工大學
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：康仁科
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對ULSI製造中具有低強度Cu/Low-k結構的大尺寸矽片銅互連表面平坦化難題，提出利用光/電誘導約束刻蝕劑層的化學平坦化新方法，通過對大面積光/電誘導約束刻蝕劑層的生成與物料平衡、固-固表面間微納尺度液膜的形成機理及精確控制、微納尺度液膜內的固-液界面物理化學行為及表面平坦化機理、大面積光/電誘導系統的設計與集成等理論問題與關鍵技術的系統研究，闡明約束刻蝕化學平坦化過程中的物理化學和微觀力學行為以及高精度高質量表面形成機理，揭示加工條件對平坦化加工效率、面型精度和表面質量的影響規律，建立光/電誘導約束刻蝕化學平坦化工藝試驗平台，為大尺寸矽片高精度無應力平坦化提供先進超精密加工理論與技術。.項目涉及機械學、化學、光學和力學等多個領域，是多學科交叉的前沿性研究項目。對於豐富超精密加工和電化學加工理論，發展先進制造技術，提高我國微電子製造技術水平具有重要的意義。
結題摘要
針對ULSI製造中具有低強度Cu/Low-k結構的大尺寸矽片銅互連表面平坦化難題，提出利用距離敏感刻蝕加工原理實現工件表面的無應力平坦化加工，由此發展出三種原創性的平坦化新方法：（1）基於擴散控制反應的電致化學拋光方法；（2）基於氧化還原聚合物膜的膜約束刻蝕拋光方法；（3）基於光誘導約束刻蝕的化學拋光方法。通過對三種方法基本原理的研究，從理論和試驗上證明了三種新方法的可行性，通過大面積超平滑電極和平坦化原型系統的研製，成功實現了大面積工件表面的平坦化加工。主要研究進展如下： （1）利用約束刻蝕劑層技術實現大面積平坦化加工面臨艱巨的挑戰，通過凝鍊、解決關鍵科學問題，創新發展了距離敏感的化學刻蝕原理，通過設計大面積微米量級間隙內的反應過程，可實現化學刻蝕平坦化； （2）提出了電致化學拋光方法，開展了銅表面平坦化加工機制的研究，確定了刻蝕體系，通過大面積平滑電極製備和納米精度運動化學刻蝕平台研製，實現了50mm區域銅工件表面的平坦化加工，PV值由260 nm下降到120 nm，粗糙度Ra值從82 nm下降到4nm； （3）創新地提出了基於氧化還原聚合物納米膜的電化學刻蝕平坦化方法，研究並發展了聚合物納米膜的體系及刻蝕加工條件，實現了50mm區域銅工件表面的平坦化加工，PV值由3.95 μm下降到1.93 μm，粗糙度Ra值從2.6 nm下降到2.2 nm； （4）提出了基於靜壓液浮原理的大面積微納液膜調控方法，研製了平坦化原型系統，實現了大面積電極-工件微納間隙的精確控制，滿足了化學刻蝕平坦化的要求。 本項目獲得研究成果對於豐富平坦化加工理論與技術，發展先進制造技術，提高我國超精密加工技術水平具有重要的意義。
