Bewertung neuartiger metallorganischer Precursoren für die chemische Gasphasenabscheidung von Kupfer für Metallisierungssysteme der Mikroelektronik

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einführung
• 1.1 Derzeitige Metallisierungstechnologie
• 1.2 CVD-Prozesse zur Metallabscheidung
• 2 Bewertung neuer Kupferprecursoren
• 2.1 Anforderungen an die Substanzen
• 2.2 Neustoffe
• 2.3 Tris(triethylphosphit)kupfer(I)trifluoracetat (ETTFA)
• 2.3.1 Charakteristika des Precursors
• 2.3.2 CVD-Experimente im Versuchsreaktor
• 2.3.3 Abscheidung in der CVD-Anlage Varian Gartek.
• 2.4 Tris(trimethylphosphit)kupfer(I)trifluoracetat (METFA)
• 2.4.1 Charakteristika des Precursors
• 2.4.2 CVD-Experimente im Versuchsreaktor
• 2.4.3 Abscheidung in der CVD-Anlage Varian Gartek.
• 2.5 Tri(tris(trifluorethyl)phosphit)kupfer(I)trifluoracetat (CFTFA).
• 2.5.1 Charakteristika des Precursors
• 2.5.2 CVD-Experimente im Versuchsreaktor
• 2.5.3 Abscheidung in der CVD-Anlage Varian Gartek.
• 2.6 Zusammenfassende Bewertung; Ausblick
• 3 CupraSelect™
• 3.1 Precursoreigenschaften und Reaktionsmechanismus
• 3.2 Abscheidung auf einer Kupferkeimschicht
• 3.3 Abscheidung auf gesputtertem TiN
• 4 Atomlagenabscheidung (ALD)
• 4.1 Charakteristika des Verfahrens
• 4.1.1 Prozessführung
• 4.1.2 Reaktanden und Schichtbildung
• 4.1.3 Reaktoren.
• 4.2 Entwicklungstendenzen
• 4.2.1 Elektrolumineszenzdisplays
• 4.2.2 Verbindungshalbleiter
• 4.3 ALD-Prozesse für die Mikroelektronik .
• 4.3.1 Front End of Line .
• 4.3.2 Back End of Line.
• 4.4 Hersteller
• 5 Zusammenfassung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Bewertung neuartiger metallorganischer Precursoren für die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) von Kupfer für Metallisierungssysteme der Mikroelektronik. Ziel ist es, die Eignung dieser Precursoren für die Herstellung von hochwertigen Kupferverbindungen in der Mikroelektronik zu untersuchen.

• Bewertung neuer Kupferprecursoren für die CVD-Abscheidung
• Untersuchung der Eigenschaften und des Abscheidungsverhaltens der Precursoren
• Analyse der Schichtqualität und -eigenschaften der abgeschiedenen Kupferfilme
• Vergleich der neuen Precursoren mit etablierten Verfahren
• Bewertung des Potenzials der neuen Precursoren für die Mikroelektronik

Zusammenfassung der Kapitel

• Kapitel 1: Einführung

Dieses Kapitel gibt einen Überblick über die derzeitige Metallisierungstechnologie in der Mikroelektronik und beleuchtet die Bedeutung der CVD-Prozesse zur Metallabscheidung. Es wird die Notwendigkeit neuer Kupferprecursoren für die Herstellung hochwertiger Kupferverbindungen in der Mikroelektronik erläutert.

• Kapitel 2: Bewertung neuer Kupferprecursoren

In diesem Kapitel werden die Anforderungen an die Precursoren für die CVD-Abscheidung von Kupfer diskutiert. Es werden drei neue Precursoren, Tris(triethylphosphit)kupfer(I)trifluoracetat (ETTFA), Tris(trimethylphosphit)kupfer(I)trifluoracetat (METFA) und Tri(tris(trifluorethyl)phosphit)kupfer(I)trifluoracetat (CFTFA), vorgestellt und ihre Eigenschaften sowie ihr Abscheidungsverhalten untersucht. Die Kapitel 2.3 bis 2.5 beschreiben die Charakteristika, CVD-Experimente im Versuchsreaktor und die Abscheidung in der CVD-Anlage Varian Gartek für jeden der neuen Precursoren. Kapitel 2.6 bietet eine zusammenfassende Bewertung der neuen Precursoren und gibt einen Ausblick auf zukünftige Forschungsrichtungen.

• Kapitel 3: CupraSelect™

Dieses Kapitel befasst sich mit dem Precursor CupraSelect™ und beschreibt dessen Eigenschaften und Reaktionsmechanismus. Es werden die Abscheidung auf einer Kupferkeimschicht sowie die Abscheidung auf gesputtertem TiN untersucht.

• Kapitel 4: Atomlagenabscheidung (ALD)

Kapitel 4 stellt das ALD-Verfahren und seine Charakteristika, wie Prozessführung, Reaktanden und Schichtbildung, sowie die verschiedenen Reaktoren vor. Es werden die Entwicklungstendenzen des ALD-Verfahrens in den Bereichen Elektrolumineszenzdisplays und Verbindungshalbleiter beleuchtet. Das Kapitel erläutert die Bedeutung von ALD-Prozessen für die Mikroelektronik, insbesondere für Front-End-of-Line- und Back-End-of-Line-Anwendungen. Schließlich werden verschiedene Hersteller von ALD-Systemen vorgestellt.

Schlüsselwörter

Metallisierung, Mikroelektronik, Chemische Gasphasenabscheidung (CVD), Kupferprecursoren, Tris(triethylphosphit)kupfer(I)trifluoracetat (ETTFA), Tris(trimethylphosphit)kupfer(I)trifluoracetat (METFA), Tri(tris(trifluorethyl)phosphit)kupfer(I)trifluoracetat (CFTFA), CupraSelect™, Atomlagenabscheidung (ALD), Schichtqualität, -eigenschaften, Precursoreigenschaften, Reaktionsmechanismus, Entwicklungstendenzen, Front-End-of-Line, Back-End-of-Line.