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甲基磺酸鍍液系統之銅及銅銀的電鍍與微結構研究以及在導線之應用

為了解決dual damascene中文的問題，作者姜智豪 這樣論述：

電鍍銅沉積廣泛應用於微電子線路製作，隨著電子元件持續地進行微小化的趨勢，銅互連導線因尺寸微縮將可能造成電遷移效應產生，此種現象是一種牽涉擴散、熱與電等影響，造成金屬原子移動引發短路與斷路等可靠度疑慮。電鍍銅沉積薄膜的結晶特徵及微結構與微電子導線的特性及可靠度有密切相關。此外，隨著線路微縮的技術不斷前進，適形化亦是電子元件發展的另一個趨勢，此已正逐漸應用於通訊電子、車用電子、醫療電子等領域。本項研究以甲基磺酸鍍液系統進行銅與銅銀電鍍技術開發，並以硫脲(TU)或烯丙基硫脲(ATU)作為添加劑，藉由一系列調整添加劑與其濃度、電流密度等因素，呈現鍍層結晶結構的轉變，透過電化學分析與鍍層的結晶優選方向

、表面粗糙度與形貌等微結構觀察作影響探討。此外，電鍍層厚度的均勻度將影響線路定義加工與其品質，本項研究利用數值模擬對於非平面基材表面的電鍍，進行鍍銅厚度分佈計算與影響因子探討。本論文的第一部分主要研究添加劑硫脲(TU)和烯丙基硫脲(ATU)對於甲磺酸(MSA)鍍液系統的銅電鍍沉積行為和微觀結構影響。藉由控制添加劑類型、添加劑濃度和電流密度，瞭解銅鍍層的晶體結構變化。從電化學分析來看，TU和ATU均顯示出對電鍍銅有抑制能力，且在鍍液中TU與銅離子有著較強的交互作用。隨著在鍍液中引入 TU 和 ATU 添加劑，可使得鍍銅(111)結晶方向優取的電流密度操作範圍變得更寬廣。 此外，儘管TU和ATU這

兩種添加劑具有相似的分子結構，並顯示出對銅沉積的抑制能力，但對於銅電鍍過程中的晶體成核和生長的影響有明顯差異，導致銅鍍層的表面形貌和粗糙度顯著不同。本論文的第二部分更進一步應用甲基磺酸系統進行銅銀雙成分電鍍共沉積與其微結構特性探討，藉由引入TU作為錯合劑，可以改善與消除酸性鍍銅銀系統中的氯化銀沉澱現象。透過調整電鍍液成分與電流密度，電沉積層的銀含量可控制於0.7至43 wt. %的範圍。此外，對於鍍層的相關特徵，例如銀含量、結晶晶粒尺寸、結晶方向與粗糙鍍等均有完整探討，以期本項開發在未來可應用於微電子導線。本論文的第三部分探討在非平面基材表面的電鍍銅製程設計，藉由數值計算的方式進行電鍍銅厚度分

佈的模擬預估與改善，對於均勻鍍銅厚度分佈提供最適化的製程條件與反應器設計，此項將有助於非平面線路製作與其他相關的高精密度電子線路製作。

感應式耦合電漿輔助化學氣相沉積法低溫生長石墨烯於金屬薄膜

為了解決dual damascene中文的問題，作者許芸瑄 這樣論述：

本論文主要是探討利用感應式電漿輔助化學氣相沉積法(ICP-PECVD)來優化石墨烯製程，是一種新式製程方法，其特點為可以直接將石墨烯沉積於金屬表面，且可於低溫環境下短時間成長石墨烯，相較於傳統化學氣相沉積法有更進一步的突破。一開始先以金屬銅作為測試金屬，於銅箔上進行生長，之後將技術轉移至金屬薄膜上，接著調控石墨烯成長參數，以達到較佳的品質，並藉由掃描式電子顯微鏡觀測其生長形貌，最後量測其片電阻值進行分析，最終石墨烯的2D/G比例可達到0.39，片電阻值約1K歐姆。之後將調整好之碳源流量參數應用於各試金屬薄膜上，並改變其生長時間以生長高品質石墨烯，如鈷、釕、鉬、鎢，各式金屬皆能生成出品質不錯的

石墨烯，對於未來尺寸微縮後可能以其他金屬材料替代銅時，此成長方式依舊可以與製程匹配。之後我們將製程改良，透過提升初始石墨烯的生長溫度，突破了過往以電漿系統中多為垂直生長的石墨烯形貌，於鈷薄膜上成功生成出平坦無垂直狀的高品質石墨烯，於350 oC時2D/G可達0.4，若將射頻電源升高後於400 oC其2D/G之值可達0.6。最後我們將石墨烯應用於金屬導線上，量測其崩潰電流。對於銅導線而言，覆蓋石墨烯的導線相較於未覆蓋石墨烯的銅導線，其可承載的電流提升了1.265倍，而在導線崩潰後石墨烯能承載電流為其提高可靠性；以鈷導線而言，覆蓋石墨烯的導線相較於未覆蓋石墨烯的電流值提升了1.67倍。