999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

摩擦化學(xué)反應(yīng)活化能對(duì)CMP的影響

2016-11-24 00:14:10卜小峰
有色金屬材料與工程 2016年4期
關(guān)鍵詞:機(jī)械

卜小峰

摘要:

根據(jù)質(zhì)量作用定律,測定了銅膜在靜態(tài)腐蝕和化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)兩種反應(yīng)條件下的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù);通過Arrhenius方程,測定了銅膜在兩種反應(yīng)條件下的化學(xué)反應(yīng)活化能.結(jié)果表明:當(dāng)拋光液溫度為298.15 K,工作壓力為13 780 Pa時(shí),靜態(tài)腐蝕條件下體系化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)是114.80 s-1,而CMP條件下體系的化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)是412.11 s-1,同時(shí),CMP條件下的反應(yīng)活化能為4 849.80 J,靜態(tài)腐蝕條件下的反應(yīng)活化能為31 870.30 J,由此得出,反應(yīng)活化能的降低是CMP過程中的機(jī)械摩擦作用所致.因此,根據(jù)CMP過程中銅膜和拋光墊各自克服滑動(dòng)摩擦力所作的系統(tǒng)功,推導(dǎo)出CMP過程中活化能降低值的系統(tǒng)功表達(dá)式,并通過改變工作壓力和轉(zhuǎn)速來驗(yàn)證該表達(dá)式的適用性.

關(guān)鍵詞:

質(zhì)量作用定律; Arrhenius方程; 化學(xué)反應(yīng); 活化能; 機(jī)械摩擦作用

中圖分類號(hào): O 647; TN 43文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

Abstract:

According to the law of mass action,the reaction rate constants of copper film chemical reaction are measured under static corrosion and dynamic chemical mechanical polishing (CMP) process.The activation energy of copper film chemical reaction is acquired under the two kinds of reaction conditions above mentioned based on the Arrhenius equation.The results show that:as the slurry temperature is 298.15 K with working pressure 13 780 Pa during the CMP process,and the chemicalreaction rate constant of the system under the static corrosion condition is 114.80 s-1,and the reaction activation energy is 31 870.30 J,while the reaction rate constant increases to 412.11 s-1 and reaction activation energy decreases to 4 849.80 J under the CMP condition.Thus,the mechanical friction effect in the CMP process causes the decline of activation energy as a result. Therefore,according to the system power produced by the sliding friction between the copper film and the polishing pad in the CMP process,system power expression used for describing the decline of activation energy in the CMP process is calculated. And also the applicability of the expression has been verified by changing the work pressure and speed of the CMP process.

Keywords:

law of mass action; Arrhenius equation; chemical reaction; activation energy; mechanical friction effect

化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技術(shù)是目前半導(dǎo)體行業(yè)的重要加工手段,是當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)全局拋光的唯一實(shí)用技術(shù).探索更加溫和且更容易實(shí)現(xiàn)銅膜凹凸速率差的CMP工藝成為影響微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素.大量文獻(xiàn)證實(shí),CMP過程中材料去除速率并非化學(xué)和機(jī)械作用的簡單線性相加,而是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩者單獨(dú)作用之和.若再考慮到凹處和凸處不同材料的去除環(huán)境,問題將會(huì)更加復(fù)雜[1-3].部分文獻(xiàn)[4-5]認(rèn)為只要加入了BTA等一些腐蝕抑制劑,就能從根本上解決凹處速率快的問題,但并未考慮到由于機(jī)械摩擦作用而導(dǎo)致的鈍化膜脫落現(xiàn)象.也有部分文獻(xiàn)[6-7]認(rèn)為,溫和的反應(yīng)條件即大幅度削弱機(jī)械摩擦作用,有利于實(shí)現(xiàn)表面的拋光.因?yàn)樵诘蜋C(jī)械強(qiáng)度下,凹處所形成的鈍化膜難以脫落,而凸處的材料卻不斷被去除,由此循環(huán)往復(fù),通過延長反應(yīng)時(shí)間來最終實(shí)現(xiàn)銅布線表面的拋光.但其并未考慮到拋光效率等因素,無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要[7].基于此現(xiàn)象,本文以摩擦化學(xué)反應(yīng)活化能為切入點(diǎn),通過質(zhì)量作用定律探究了CMP過程和靜態(tài)腐蝕過程的化學(xué)反應(yīng)活化能的差值,并通過Preston方程和Arrhenius方程分別對(duì)銅膜的凸處和凹處的材料去除機(jī)理進(jìn)行研究.

4 結(jié)論

通過靜態(tài)腐蝕和CMP過程中銅離子的絡(luò)合反應(yīng),闡述了CMP過程中機(jī)械作用對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響.揭示了CMP過程中機(jī)械摩擦與化學(xué)反應(yīng)的協(xié)同作用機(jī)理,即CMP條件下速率提升的原因正是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)活化能的降低,降低的數(shù)值被系統(tǒng)機(jī)械摩擦所產(chǎn)生的內(nèi)能所彌補(bǔ),機(jī)械作用所帶來的最主要的效果是降低了化學(xué)反應(yīng)的活化能,即提高了活化分子的數(shù)量.

參考文獻(xiàn):

[1]OH S,SEOK J.An integrated material removal model for silicon dioxide layers in chemical mechanical polishing processes[J].Wear,2009,266(7/8):839-849.

[2]TSAI T C,TSAO W C,LIN W,et al.CMP process development for the viamiddle 3D TSV applications at 28 nm technology node[J].Microeletronic Engineering,2012,92(3):29-33.

[3]ZHENG J P,ROY D.Electrochemical examination of surface films formed during chemical mechanical planarization of copper in acetic acid and dodecyl sulfate solutions[J].Thin Solid Films,2009,517(16):4587-4592.

[4]NG D,KULKARNI M,JOHNSON J.Oxidation and removal mechanisms during chemicalmechanical planarization[J].Wear,2007,263:1477-1483.

[5]PANDIJA S,ROY D,BABU S V.Achievement of high planarization efficiency in CMP of copper at a reduced down pressure[J].Microelectronic Engineering,2009,86:367-373.

[6]YANG J C,OH D W,LEE G W.Step height removal mechanism of chemical mechanical planarization(CMP) for subnanosurface finish[J].Wear,2010,268(3/4):505-510.

[7]KRISTIN G,SHATTUC K,JENG Y L,et al.Characterization of phosphate electrolytes for use in Cu electrochemical mechanical planarization[J].Electrochemical Acta,2008,53:8211-8216.

[8]王同慶,韓桂全,趙德文,等.拋光墊特性及其對(duì)300 mm晶圓銅化學(xué)機(jī)械拋光效果的影響研究[J].摩擦學(xué)學(xué)報(bào),2013,33(4):394-399.

[9]NOH K,SAKA N,CHUN J H.Effect of slurry selectivity on dielectric erosion and copper dishing in copper chemicalmechanical polishing[J].CIRP AnnalsManufacturing Technology,2004,53(1):463-466.

(編輯:丁紅藝)

猜你喜歡
機(jī)械
《機(jī)械工程師》征訂啟事
太空里的機(jī)械臂
機(jī)械革命Code01
調(diào)試機(jī)械臂
ikbc R300機(jī)械鍵盤
對(duì)工程建設(shè)中的機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)探討
基于機(jī)械臂的傳送系統(tǒng)
電子制作(2018年14期)2018-08-21 01:38:14
簡單機(jī)械
土石方機(jī)械的春天已經(jīng)來了,路面機(jī)械的還會(huì)遠(yuǎn)嗎?
機(jī)械班長
主站蜘蛛池模板: 无码'专区第一页| 狂欢视频在线观看不卡| 亚洲视频免费在线看| 91成人在线免费观看| 精品欧美一区二区三区久久久| 97在线碰| 伊人成人在线视频| 色久综合在线| 男女男精品视频| 久久精品视频亚洲| 中文字幕在线欧美| 性欧美在线| 无码内射在线| 成人国产免费| 香蕉eeww99国产精选播放| 91麻豆精品国产91久久久久| 精品1区2区3区| 蜜芽一区二区国产精品| 国产成人AV男人的天堂| 欧美自慰一级看片免费| 成年av福利永久免费观看| 日韩国产高清无码| 一本大道香蕉中文日本不卡高清二区 | 在线国产91| 这里只有精品国产| 免费在线看黄网址| 国产97视频在线观看| 99er这里只有精品| 亚洲视频a| 国产高清国内精品福利| 久久77777| 亚洲精品无码AV电影在线播放| 亚洲成人精品久久| 日韩免费毛片| 国产无码性爱一区二区三区| 亚洲一级毛片在线观| 国产网站黄| 久久精品视频亚洲| 99人体免费视频| 色135综合网| 国产情精品嫩草影院88av| 最新精品久久精品| 草草线在成年免费视频2| 国产一区二区网站| 1024你懂的国产精品| 国产精品hd在线播放| 成人小视频网| 真实国产精品vr专区| 小说区 亚洲 自拍 另类| YW尤物AV无码国产在线观看| 婷婷六月综合| 在线国产资源| 人妻丰满熟妇av五码区| 国产精品亚洲综合久久小说| 国外欧美一区另类中文字幕| 丝袜美女被出水视频一区| 久久永久精品免费视频| 国产成人无码综合亚洲日韩不卡| 午夜精品久久久久久久99热下载| 欧美在线导航| 欧美精品另类| 99热这里只有精品国产99| 免费xxxxx在线观看网站| 亚洲日韩精品伊甸| 在线99视频| 亚洲无码久久久久| 国产女人18水真多毛片18精品 | 91精品啪在线观看国产91九色| 小说 亚洲 无码 精品| 精品国产99久久| 8090成人午夜精品| 97国产成人无码精品久久久| 2018日日摸夜夜添狠狠躁| 亚洲免费黄色网| 亚洲精品欧美日本中文字幕| 99re视频在线| 99爱视频精品免视看| 国产成人区在线观看视频| 无码av免费不卡在线观看| 欧美日韩中文国产va另类| 一区二区三区在线不卡免费| 日本黄色不卡视频|