臺灣博碩士論文加值系統

摘要
隨著ULSI技術的快速發展，積體電路所要求的密集度越來越高，進入了深次微米階段（deep sub-micron），後段金屬製程愈來愈受重視。當元件的通道長度（channel length）越來越小，相對的使內層金屬連線（inerconnect line）線寬縮小，積集度上升，線與線的間距也隨著縮短。在目前0.13um的技術中，邏輯線路的金屬層數已達到8~9層，內層金屬連線的長度達到2840m，而金屬線間的介電質也由low k材料取代（k=1.5~2.0），在銅製程技術尚未成熟的情況下，鋁導線仍可以繼續使用，此時金屬導線間介電質的漏電流及金屬導線的應力遷移（stress migration）是人們所重視的。
本論文之目的在於研究After-Glow化學氣相沈積鋁膜在積體電路上的應用情形。以Dimethylethylamine anane（DMEAA）為precusor，在反應室前端加上一個2.45GHz的微波源，DMEAA通過微波源產生的plasma，而後進入反應室，而形成After-Glow的沈積方式。我們首先以不同功率大小（30~60W）微波在溫度170℃鍍製鋁膜，觀察AGCVD Al的grain size及Via的填充能力。以Porous SiO2/AGCVD Al整合製成閘形-蛇狀的夾縫的金屬線，瞭解電流-電壓特性( I-V )及漏電流的導電機制。更進一步測量多層結構中熱應力與鋁線電阻的關係。
在沈積溫度170℃時，加入60~30W微波會影響到DMEAA分解，使鋁膜的晶粒由（0.14um→0.034um），可形成非選擇性沈積，其填充能力仍有待改善。由I-V量測中得知介電質的導電機制為Frenkle-Poole emission，其中介電質為Porous SiO2的樣品之漏電流比SiO2的樣品大。在外加熱應力對comb-serpentine damascene結構鋁導線電阻之變化方面，從R-t圖可以得知蛇狀導線所受熱應力的影響較單一導線大。而線寬較小的導線，受熱應力的影響大。此外，在damascene結構中，鋁線定型的好壞是影響電阻值變化的主要因素，而與介電質為Porous SiO2 整合後的鋁膜品質較差，因此電阻值變化大。

目錄
第一章 緒論…………………………………………………………1
第二章 量測原理……………………………………………………4
2-1 四點探針…………………………………………………………4
2-2 α-step……………………………………………………………...5
2-3 電流-電壓特性分析……………..…………………………………5
2-4 掃瞄式電子顯微鏡…….…..………………………………………5
2-5 薄膜應力….………………………………………………………6
2-5-1 stress的定義………………………………………………………6
2-5-2 薄膜應力的定義…….……………………………………………7
2-5-3 薄膜應力的成因…….……………………………………………9
2-5-4 stressmigration…………………………………………………….10
2-5-5 薄膜應力量測………...………………………………………….11
2-6可靠度量測系統………...………………………………………….12
第三章 實驗…………………………………………………………15
3-1 樣品製作………………………………………………………….15
3-2 物性量測………………………………………………………….27
3-2-1電阻率…………………..…..…..…………………….……….…..27
3-2-2電流-電壓特性分析……………………………………………….27
3-2-3薄膜應力量測……………….………………………………….…27
3-2-4 Stress 對鋁導線影響量測…………..……………………………28
第四章 結果與討論…………………………………………………29
4-1 AGCVD Al………………………………………………………....29
4-2 薄膜應力量測……..………………………………………………30
4-3 I-V特性和可靠度研究……………………………………………31
第五章 結論…………………………………………………………46

Reference
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