高純銅靶材在半導體行業(yè)中主要作為濺射鍍膜的陰極材料使用,其沉積的薄膜導線擁有較低電阻率,良好的導電、導熱性能,在較大溫度范圍內(nèi)保持較好的可靠性等優(yōu)點,因此在≤90nm線寬的工藝節(jié)點,行業(yè)普遍開始采用高純銅布線來取代先前的鋁布線。而良好穩(wěn)定的靶材焊接性能,將會直接影響靶材濺射過程中的導電,導熱效果進而決定高純銅靶材沉積薄膜的質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此研究一種半導體集成芯片磁控濺射用高純銅靶材與銅基合金的大面積擴散焊接工藝,對高純銅靶的研發(fā)和制作具有極其重要的意義和實用價值。本文通過測試焊接接頭的缺陷情況（超聲波探傷）和力學性能,借助光學顯微鏡,掃描電鏡,能譜儀等分析手段,研究了不同焊接工藝參數(shù)和表面處理對接頭性能的影響規(guī)律,并且研究了不同焊接條件下對靶材微觀組織性能的影響。研究結(jié)果顯示連接表面在沒有做表面處理時,即使焊接溫度已經(jīng)大于材料的再結(jié)晶溫度,其接頭拉伸強度也無法達到高純銅靶的要求,增加表面處理可以用螺牙尖端有效刺破材料表面氧化層,使新鮮的結(jié)合面之間緊密接觸形成機械咬合,還可以增大兩種材料連接表面的接觸面積,有助于原子間擴散和摩擦粘附的發(fā)生。在一定的壓力條件下兩種材料間相互嵌入的深度取決于... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

集成電路芯片制作流程

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文（PVD）領(lǐng)域，具有金屬鍍膜膜厚均勻、質(zhì)量可控等諸多優(yōu)勢，主要作為半導芯片中接觸層、通孔、互連線、阻擋層的關(guān)鍵材料。濺射鍍膜（PVD）技術(shù)起于國外，靶材作為濺射的陰極材料也起源發(fā)展于國外。因其應用性較強，技術(shù)檻較高，研制和驗證時間漫長，到目前為止只有國外的幾家知名靶材公司如日金屬、霍尼韋爾、東曹、普萊克斯等長期占據(jù)了大部分的靶材市場份額[4-6]。高端的半導體芯片制造業(yè)，雖然有大量的靶材需求，但只能依賴于進口。自 1958 年世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路，人類就開始進入硅文明時代，伴集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，半導體行業(yè)這半個世紀以來一直遵循著摩爾（moo律，即在價格不變的前提下，每隔 18-24 個月在集成電路上可容納的電子器件將翻番。集成電路的結(jié)構(gòu)尺寸也從微米邁入了納米時代[2]，目前全球 90nm 及工藝產(chǎn)能占行業(yè)總產(chǎn)能的比重越來越大。集成電路工藝尺寸的不斷減小，對金膜中的夾雜物及缺陷要求也越來越嚴格。而在半導體制造中芯片的金屬互聯(lián)大部分均由靶材濺射鍍膜形成，因此靶材的性能直接決定了金屬薄膜的質(zhì)量。

圖 1-3 IC 芯片的高純銅金屬布線[10]工業(yè)生產(chǎn)中，金屬濺射靶材一般是由符合濺射性能的坯作為被濺射部分，需要具備超高的材料純度，適合的有良好的導電，導熱等功能，并且為靶材在濺射過程中符合對應濺射設(shè)備必要的安裝規(guī)格尺寸外，一顆合格的以下特點：u 靶坯成分純度高，一般要求 6N 及以上；u 靶坯晶粒細小、均勻，有利于成膜的均勻性，一般約 板導電，導熱性能好，能快速冷卻靶材濺射過程中產(chǎn)生板應具有良好透磁性，有利于磁控濺射過程中磁力線正坯和背板之間的連接性能良好，缺陷率≤1%，結(jié)合強度靶材的焊接性能不良時，濺射過程中容易導致沉積薄性不良等問題，影響芯片的性能和可靠性。研究新一代技術(shù)，提高焊接結(jié)合率、結(jié)合強度、導電和導熱等性能

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3407464