Method of surface treatment on sapphire substrate

Sapphire single crystals are widely used in many areas because of the special physic properties and important application value. As an important substrate material, stringent surface quality requirements, i.e. surface finish and flatness, are required. The use of CMP technique can produce high quality surface finishes at low cost and with fast material removal rates. The sapphire substrate surface is treated by using CMP method. According to sapphire substrate and its product properties, SiO2 sol is chosen as abrasive. The particle size is 15-25 nm and the concentration is 40%. According to the experiment results, pH value is 10.5-11.5. After polishing and cleaning the sapphire surface, the surface roughness was measured by using AFM method and the lowest value of Ra 0.1 nm was obtained. From the results, it can be seen that using such method, the optimal sapphire surface can be gotten, which is advantageous for epitaxial growth and device making-up.     

ULSI多层布线钨插塞CMP粗糙度的影响因素分析

随着超大规模集成电路向高集成、高可靠性及低成本的方向发展,对集成电路制作过程中的全局平坦化提出了更高的要求.ULSI多层布线CMP中粗糙度对器件的性能有明显影响,因此本文主要研究多层互连钨插塞材料CMP过程中的表面粗糙度影响因素及控制技术,分析了抛光过程中影响粗糙度的主要因素,确定了获得较低表面粗糙度的抛光液配比及抛光...     

新型GLSI弱碱性铜抛光液稳定性研究

随着极大规模集成电路(GLSI)技术节点逐渐降低至28 nm,多层铜布线化学机械抛光过程中弱碱性抛光液的稳定性成为人们研究的热点.以四乙基氢氧化铵作为pH调节剂,配制不同pH值的新型弱碱性抛光液,研究各组抛光液的pH值、粒径、Zeta电位以及铜去除速率、表面粗糙度和去除速率一致性随存放时间(0,12,24,36和48 h)的变化,并与KOH作为pH调节剂的抛光液进行了对比.结果表明,pH值、粒径、Zeta电位在存放时间内基本不变.pH值大于10时平坦化效果较差,pH值为9.0时,平坦化效果较好,0和48 h铜去除速率为530 nm/min和493.1 nm/min,抛光后铜表面粗糙度为0.718和0.855 nm,铜去除速率一致性为4.31％和4.54％,该抛光液加入双氧水后可以稳定存放48 h以上,可满足工业生产的要求.     

新型碱性阻挡层抛光液对铜布线化学机械平坦化的评估研究

化学机械平坦化(CMP)是铜互连制备过程中唯一的全局平坦化技术。但是由于互连线铜与扩散阻挡层物理及化学性质上的差异,在阻挡层的化学机械平坦化过程中将加剧导致碟形坑的产生。目前,国际上抛光液以酸性为主,但是其存在固有的问题,如酸性气体挥发,腐蚀严重等。本论文研发出一种新型碱性阻挡层抛光液,与商用的阻挡层抛光液做对比,评估了其抛光性能。实验结果表明,新型碱性阻挡层抛光液抛光后表面状态好,粗糙度较低。另外,碟形坑及电阻测试结果表明,新型碱性阻挡层抛光后铜布线的表面形貌好,碟形坑小,能够应用于铜布线阻挡层的CMP中。     

不含抑制剂的碱性抛光液对铜布线平坦化的研究

本文提出一种碱性铜布线抛光液,其不含通用的腐蚀抑制剂,并对其化学机械抛光和平坦化 (CMP)性能进行了研究。首先研究了此抛光液对铜的静态腐蚀速率和抛光速率,并与含抑制 剂的铜抛光液做了对比实验。在静态条件下,此不含抑制剂的碱性铜抛光液对铜基本无腐蚀速率,而在动态抛光过程中对铜有较高的速率。而含抑制剂的抛光液对静态腐蚀速率略有降低,但是却大幅度降低了铜的去除速率。另外,对铜布线的化学机械平坦化研究表明,此不含抑制剂的碱性铜抛光液能够有效的去除铜布线表面的高低差,有较高的平坦化能力。此抛光液能够应用于铜CMP的第一步抛光,能够去除大量多余铜时初步实现平坦化。     

计算机硬盘NiP基板CMP机理及技术研究

目前,大多数计算机硬盘采用镍磷敷镀的铝合金作为磁盘盘片,并采用化学机械抛光(CMP)技术作为盘片最终的精抛光.通过对镍磷基板的化学性质分析,讨论了其CMP机理,指出在整个反应过程中,化学反应速率是慢过程,它决定了最终的CMP速率,如何使络合反应迅速向右进行将成为CMP的关键.通过分析浆料在硬盘基板CMP中的重要性,指出浆料的化学成份是化学作用的关键.通过分析氧化剂、pH值、活性剂及螯合剂的影响作用,研制了新型碱性浆料,其中磨料为硬度较小粒径40 nm的SiO2水溶胶,氧化剂为H2O2,FA/O活性荆与螯合剂,并首次选用有机碱作为pH值调节剂.利用配制的抛光液通过CMP实验确定氧化剂含量为15 ml/,L,pH值为11,磨料浓度为20%时,获得的速率可达550 nm/min以上,粗糙度降至1.1 nm.     

金刚石膜电化学清洗硅片表面有机沾污的研究

采用金刚石膜电极的电化学方式在专用水基清洗剂中不断产生强氧化剂过氧焦磷酸根离子(P2O4-8),并将此方式作为金刚石膜电化学清洗工艺步骤的第一步,用于氧化去除硅片表面的有机沾污.通过与RCA清洗进行对比实验,并应用X射线光电子谱和原子力显微镜进行清洗效果的检测,结果表明,本清洗工艺处理后的硅片表面有机碳含量更少,微粗糙度小,明显优于现有的RCA清洗工艺.     

表面活性剂在集成电路多层布线CMP工艺中的应用研究

随着集成电路(IC)特征尺寸不断缩小,集成电路多层布线加工精度面临更高的要求,而化学机械抛光(CMP)凭借化学腐蚀和机械磨削的耦合协同作用,成为实现晶圆局部和全局平坦化的唯一可靠技术。抛光液作为CMP工艺中关键要素之一,其主要成分表面活性剂的选择以及含量会严重影响晶圆的表面质量。介绍表面活性剂的特性及其类型,回顾近年来国内外表面活性剂在集成电路多层布线相关材料CMP中的应用及作用机制,归纳总结得出表面活性剂在CMP过程中可以起到缓蚀保护、增强润湿、分散磨料、去除晶圆表面残留污染等多种作用,具有广泛的应用领域。同时,对表面活性剂在CMP中的应用前景进行了展望。     

粗糙度和尖峰高度对粗糙铜晶圆表面化学反应动力学参数的影响

根据液固化学反应特性和欧几里得有效面积公式,建立了适用于粗糙晶圆表面的化学反应动力学方程,得到了不同晶圆表面的化学反应速率常数和化学机械平坦化(CMP)前后晶圆质量差。根据晶圆表面不同位置的lg(RMS height)lgx拟合直线斜率和截距的平均值,得到了每个晶圆表面的分形维数与尺度系数,进一步得到了铜膜化学反应分级数。通过分析晶圆表面分形维数对化学反应动力学参数的影响,可以得出： 当表面分形维数为2.917时,铜膜的化学反应分级数为1,此时铜膜的络合反应过程中的所有瞬时反应数量达到最小值。最后的验证试验表明： 晶圆表面分形维数越大,CMP后尖峰消除量越大,即铜膜表面化学反应速率越快;晶圆表面分形维数越小,CMP后粗糙度下降越明显,即铜膜表面化学反应均匀性越好。     

三种胍盐对低磨料浓度碱性阻挡层抛光液性能的影响

The influence of three kinds of guanidinium salt on the removal rate selectivity of different materials was studied during the barrier chemical mechanical polishing(CMP) process at first.The three kinds of guanidine saltguanidine hydrochloride,guanidine nitrate and guanidine carbonate.Then we compared the effect of the three kinds of guanidine salt on the dishing,erosion and surface roughness value.In the end,the reaction mechanism was studied through electrochemical analysis.All the results indicate that there is a better performance of the slurry with guanidine hydrochloride than the slurries with the other two kinds of guanidine salt.It effectively improved the removal rate selectivity and the surface roughness under the premise of low abrasive concentration and low polishing pressure,which is good for the optimization of the alkaline slurry for the barrier CMP process.