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研究生:曹盛宗
研究生(外文):Cheng-Tsung Chao
論文名稱:鍍銅矽晶片在酸性溶液中之電解拋光研究
指導教授:林景崎
指導教授(外文):J.C.Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:甘油鍍銅矽晶片電解拋光陽極循環極化法
外文關鍵詞:electropolishingCu-coated silicon waferglycerinAnodic cyclic voltammograms
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本研究在探討鍍銅矽晶片其電化學拋光行為,利用陽極循環極化
法(Anodic cyclic voltammograms)比較各種拋光配方在電解拋光特性
範圍內之差異性,改變氧化劑、參雜劑、黏滯劑等之種類,及改變添
加劑的比例、溶液溫度與時間等參數,來獲得最佳的電解拋光條件,
並利用陽極定電位實驗來印證結果。
以陽極循環極化法做分析,可明確定義出電解拋光的範圍(Epp~
Eport),並藉由鈍化電流密度差值(△ic-ip)的比較,可得知在不同的鈍
化情況下對電解拋光的影響。
含甘油之磷酸具有良好拋光效果,且隨著甘油含量增加,會導致
拋光電流密度下降。拋光前後鍍銅矽晶片表面粗糙度以原子力顯微鏡
(AFM)量測,拋光效果Rmax 由拋光前92 降至拋光後13nm:Ra 由拋
光前7 降至拋光後1.2nm。
In this study, elelctrochemical polishing of Cu-coated silicon wafer
was explored. Anodic cyclic voltammograms was used to compare with
various electrochemical polishing conditions. For example: kind of
solution(add a oxidizing、contaminating agent or a diffusion layer
promoter )、solution of concentration and temperature、polishing time.
Anodic potentiostatic method was applied to confirm the electropolishing
results.
The analysis of Anodic cyclic voltammograms could define
electropolishing range (Epp ~ Eport) and the difference of current density
(△ic-ip) used to compare with various condition for the effect of
electropolishing.
Phosphoric acid added glycerin could help electropolishing but
too much glycerin lead current density go down. AFM measure the
morphology of Cu-coated silicon wafer, before electropolishing the
average roughness and the maximum roughness are 7nm and 92nm, but
after electropolishing diminished to 1.2nm and 13nm.
摘要 I
摘要(英文) II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章 簡介 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 銅金屬化製程由來 1
1.1.2 化學機械研磨(CMP) 2
1.2 研究目的 3
第二章 原理與文獻回顧 4
2.1 電解拋光(Electropolishing)原理 4
2.2 動態陽極極化曲線中,電流密度與電位的關係 5
2.3 電解拋光時的表面薄膜 6
2.4 電解拋光的溶液 6
第三章 實驗方法 8
3.1 試片準備 8
V
3.1.1 溶液的配製 8
3.2 實驗流程 8
3.3 電化學分析方式 9
3.4 分析儀器 9
第四章 實驗結果 12
4.1 回火溫度對鍍銅矽晶片的影響: 12
4.2 不同參數的電解拋光 13
4.2.1 添加劑的影響 13
4.2.2 溫度的影響 18
4.2.3 時間的影響 19
4.2.4 轉速的影響 20
4.2.5 回火溫度的比較 21
4.3 表面化學成分分析與剖面觀察 22
4.3.1 XPS 表面成分分析 22
4.3.2 SEM 觀察剖面型態 23
第五章 討論 26
5.1 回火溫度對度銅矽晶片的影響 26
5.2 陽極循環極化法定義 27
5.3 添加劑的影響: 28
VI
5.3.1 黏滯劑-甘油 28
5.3.2 參雜劑-硫酸 28
5.3.3 氧化劑-硝酸 29
5.4 溫度的影響: 30
第六章 結論 32
第七章 未來展望 33
參考文獻 34
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