化学机械抛光的理论模型研究综述

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是当今唯一能够提供全局平面化的技术,其抛光机理的研究是当前的热点.综述了考虑抛光液和抛光垫特性的抛光机理模型,分析了各模型的相关特点,最后对CMP模型的发展和研究方向提出展望.     

ULSI制造中铜化学机械抛光的腐蚀磨损机理分析

以超大规模集成电路(ULSI)芯片多层互连结构制造中的关键平坦化工艺——铜化学机械抛光(Cu—CMP)为研究对象，针对Cu—CMP中存在的抛光液的化学腐蚀作用和磨料的机械磨损现象，采用腐蚀磨损理论分析了Cu—CMP材料去除机理。提出铜CMP的材料去除中存在着机械增强的化学腐蚀和化学增强的机械磨损，并分析了Cu—CMP的静态腐蚀材料去除、机械增强的腐蚀去除与化学增强的机械去除机理。     

铜布线化学机械抛光技术分析

对用于甚大规模集成电路(ULSI)制造的关键平坦化工艺——铜化学机械抛光(CMP)技术进行了讨论。着重分析了铜化学机械抛光的抛光过程和相关的影响因素；根据现有的研究成果主要介绍了铜化学机械抛光的化学材料去除机理；在分析抛光液组成成分的基础上，总结了现有的以H2O2为氧化剂的抛光液和其他酸性、碱性抛光液以及抛光液中腐蚀抑制剂的研究情况；指出了铜化学机械抛光今后的研究重点。     

超精密砷化镓晶片抛光机的研制

化学机械抛光(CMP)技术作为目前唯一可提供在整个晶圆片上全面平坦化的工艺技术,已被越来越广泛地应用到了半导体领域。通过了解化学机械抛光(CMP)技术原理,分析出影响晶片抛光质量的主要因素基础上开发了超精密砷化镓晶片抛光机。重点介绍了该抛光机结构组成,及其研制的关键技术和创新点。     

Ta-W合金的化学机械抛光实验研究

针对Ta-W合金材料圆薄片零件化学机械抛光工艺，设计了Ta-W合金材料CMP抛光液。采用单因素法，试验改变抛光液内组份的含量对抛光速率和抛光件表面质量的影响，以确定抛光液中各组分的最佳含量区间。找到化学作用与机械作用的最佳结合点，使两者的作用效果得到良好的匹配，才能获得高去除率、平面度好、无表面损伤的加工工艺。     

硬脆材料的化学机械抛光机理研究

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,简称CMP)技术是目前唯一可提供全局平面化的超精密表面加工技术,加工后无表面和亚表面损伤。该技术广泛应用于光学元件、微机电系统、集成电路芯片等表面的处理,可达到纳米级的表面粗糙度和微米级的面形精度。目前的研究主要集中在化学机械抛光工艺上,抛光机理尚未形成统一的学说。针对硬脆材料(Si、SiC)的CMP技术进行综述,介绍了CMP技术的发展现状,并对加工过程中存在的材料去除机理做了可能性解释,最后对CMP技术的发展和研究重点做了预测和建议。     

不锈钢CMP抛光液的研制

简单介绍了不锈钢材料表面的几种加工工艺的优缺点,介绍了化学机械抛光(CMP)工艺的机理。介绍了抛光液的各成分及其作用机理,同时列举了一些常用的药品种类。针对不锈钢材料,通过理论分析或者实验对比,合理选择各个成分的药品种类,确定了二氧化硅、柠檬酸、过氧化氢、烷基酚聚氧乙烯醚和苯并三氮唑作为抛光液的主要成分。通过正交实验的方法确定了每个成分的最佳含量。最后采用优化后的CMP抛光液进行不锈钢的CMP实验,并对比不锈钢抛光前后表面质量验证抛光液的有效性。     

集成电路制造中的固结磨料化学机械抛光技术研究

经过对传统化学机械抛光技术的研究与分析，指出了目前ULSI制造中使用的传统化学机械抛光技术的缺点，通过对固结磨料化学机械抛光中的抛光垫结构、抛光机原理及抛光液的分析，得出了固结磨料化学饥械抛光技术的优点，同时还对硅片固结磨料化学机械抛光的缺陷进行了研究。     

化学机械抛光过程中抛光垫修整的研究

摘要：抛光垫是化学机械抛光（CMP）系统的重要组成部分，具有贮存、输送抛光液等作用，对晶片的去除率和平整度起着至关重要的作用。本文介绍和探讨了CMP过程中抛光垫修整对抛光垫表面结构以及对CMP过程影响规律。研究结果表明，抛光垫与晶片的接触面积、抛光速率、平坦化效果等都受到抛光垫修整的影响。大的修整深度能够获得较高的抛光去除率，而较小的修整深度则更有利于获得较好的平坦化效果。修整效果可以通过修整器的设计、修整工艺参数以及加工参数进行调整。     

氮化硅陶瓷回转曲面零件化学机械抛光工艺实验研究

在数控坐标磨床上应用化学机械抛光(Chemo-mechanical polishing,CMP)技术,对氮化硅陶瓷回转曲面零件进行超精密加工工艺实验研究.分析了氮化硅陶瓷化学机械抛光原理,并搭建化学机械抛光实验平台.通过实验研究了水基CeO2抛光液浓度、抛光液流量、抛光轮转速等主要工艺参数对氮化硅陶瓷零件抛光的表面质量的影响规律,根据实验结果对抛光工艺参数进行了优选.结果表明:在抛光液浓度为20%,抛光液流量为0.6 L/min,抛光轮转速为6 000 r/min的条件下,能获得较好的抛光表面质量,其表面粗糙度Rα达12 nm.     

化学机械抛光技术研究现状及进展

通过回顾化学机械抛光技术的发展历史,概述化学机械抛光技术的实际应用情况,着重阐述了化学机械抛光技术的作用机理、主要构件(抛光机、抛光垫、抛光液)以及抛光工艺参数对加工过程的影响,进一步展望了化学机械抛光技术的发展前景与研究方向。     

纳米CeO2抛光料对硅晶片进行化学机械抛光的研究

通过自制纳米CeO2超细粉体,并配制成抛光液对硅片进行化学机械抛光,研究了纳米CeO2抛光料对硅片的抛光效果,解释了纳米级抛光料的化学机械抛光原理.实验结果表明:由于纳米抛光料粒径小,切削深度小,故材料去除采用塑性流动方式.使用纳米CeO2抛光料最终在1μm的范围内达到了微观表面粗糙度Ra为0.124nm的超光滑表面,满足了产品的要求.     

聚苯乙烯(PS)颗粒抛光液特性对铜表面化学机械抛光的影响

铜互连与低-k介质在集成电路制造中的应用对表面平坦化提出更高的要求。为改善铜层化学机械抛光(Cu-CMP)效果,将聚苯乙烯(PS)颗粒应用于铜的化学机械抛光液,分析PS颗粒抛光液中氧化剂、络合剂、pH值、粒径及颗粒含量对铜的化学机械抛光性能的影响,并通过静态腐蚀及电化学手段对PS颗粒在抛光液中的化学作用进行了分析。实验结果表明,当以过氧化氢(H2O2)为氧化剂,氨基乙酸(C2H5NO2)为络合剂时,优化后的PS颗粒抛光液取得了较高的铜抛光去除速率,达到1μm/min,同时发现PS颗粒的加入增强了抛光液的化学腐蚀作用。     

抛光液化学成分对钨化学机械抛光效果的影响研究

化学机械抛光工艺(CMP)能够更好地满足光刻对平坦度的要求,因而被广泛应用于半导体制造工艺中。化学机械抛光液的不同成分将会直接影响到钨的抛光效果,从而影响到超大规模集成电路(ULSI)制备的成品率和可靠性。通过调配不同的氧化剂、蚀刻剂和配位剂组成的抛光液,进行抛光加工实验。当氧化剂和蚀刻剂含量比较低时,随着氧化剂和蚀刻剂的含量增加,抛光效果近似线性的提高,达到一定值以后,随着氧化剂的继续增加,抛光效果反而下降。当氧化剂H2O 2的含量为4%、Fe(N O 3)3浓度为0.05%时抛光效果最佳。使用浓度为20%的2μm的Al2O 3磨粒,抛光最后表面粗糙度Ra能达到0.198 nm。     

无抛光垫化学机械抛光技术研究

应用双电层理论分析了SiO2磨粒与聚苯乙烯粒子在溶液中的ζ电位及粒子间的相互作用机制,观察到SiO2磨粒吸附在聚苯乙烯粒子表面的现象.分析了基于复合粒子抛光液的无抛光垫化学机械抛光技术特点及其材料去除机理.比较试验表明,基于复合粒子抛光液的硅片无抛光垫化学机械抛光具有与传统化学机械抛光相接近的材料去除率和硅片表面粗糙度值,并可避免工件塌边现象的产生.     

叶序结构抛光垫表面的抛光液流场分析

为了解决在化学机械抛光过程中抛光接触区域内抛光液的分布均匀性问题,基于生物学的叶序理论,设计葵花籽粒结构的仿生抛光垫,建市化学机械抛光抛光液流场的运动方程和边界条件,利用流体力学软件(Fluent)对抛光液的流动状态进行仿真,并获得叶序参数对抛光液流动状态的影响规律.结果表明:抛光液在基于葵花籽粒的仿生抛光垫的流动是均匀的,抛光液沿着逆时针和顺时针叶列斜线沟槽流动,有利于流体向四周发散.     

铜化学机械抛光中电化学理论的应用研究

概述了电位-pH图、极化曲线、交流阻抗谱和开路电压测试等电化学方法在铜化学机械抛光(Cu—CMP)中的应用，并分析了采用电化学方法进行CMP分析存在的问题，指出采用以上电化学方法进行Cu—CMP分析有利于对Cu—CMP的过程的理解，并可以为抛光液组分的选配提供依据。     

计算机硬盘基片的亚纳米级抛光技术研究

随着计算机磁头与磁盘间隙的不断减小,硬盘表面要求超光滑(亚纳米级粗糙度)。化学机械抛光技术是迄今几乎唯一的全局平面化技术。研究了抛光液特性与计算机硬盘基片的化学机械抛光性能间的关系,结果表明,抛光后表面的波纹度(Wa)、粗糙度Ra)以及材料去除量强烈依赖于抛光液中磨粒的粒径、磨粒和氧化剂的浓度等因素。借助对抛光后表面的俄歇能谱(AES)分析,对其化学机械抛光机理进行了探讨。     

硅衬底的化学机械抛光工艺研究

在分析硅衬底CMP的动力学过程基础上,提出了在机械抛光去除产物过程中,适当增强化学作用可显著改善产物的质量传输过程,从而提高抛光效率.在对不同粒径分散度的氧化铈抛光液进行比较后提出了参与机械研磨的有效粒子数才是机械抛光过程的重要因素,而不是单纯受粒径大小的影响.分析和讨论了CMP工艺中的几个影响因素,如粒径大小与分散度、pH值、温度、流量和浓度等.抛光后清洗,抛光雾得到了有效控制.     

聚苯乙烯-二氧化硅复合颗粒对铜层的化学机械抛光性能

随着集成电路线宽变窄,要求铜互连表面具有更低的表面粗糙度,对化学机械抛光(CMP)技术提出更高的要求。采用聚苯乙烯(PS)-二氧化硅(SiO2)复合颗粒作为铜层CMP的抛光磨粒,研究出PS-SiO2核壳结构的形成条件,分析新型抛光液体系中各颗粒含量、pH值等因素对Cu抛光效果的影响,通过X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等手段探讨其中的抛光机制和颗粒残留等问题。结果表明:较之PS、SiO2颗粒抛光液,复合颗粒抛光液抛光Cu后,获得更大的去除和更好的表面质量,且与抛光过程中摩擦因数的关系相符合。