晶片CMP后表面纳米颗粒的去除研究

对晶片化学机械抛光(CMP)后表面吸附的纳米颗粒去除进行了研究,分析了晶片表面吸附物的种类及吸附机理。由于晶片表面吸附的有机物多为大分子物质,它在晶片表面的吸附除了容易处理的物理吸附外,还会和晶片表面构成化学键,形成难以处理的化学吸附。对清洗过程中颗粒的去除有严重的影响,提出利用电化学清洗,结合表面活性剂和兆声波清洗的方法去除晶片表面的纳米颗粒。经金相显微镜观察和原子力显微镜检测,晶片表面纳米颗粒能得到很好地去除,效果明显优于单纯的兆声波清洗方法。     

GLSI多层布线钨插塞CMP表面质量的影响因素分析

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IC工艺中的全局平坦化提出了更高的要求。在特大规模集成电路(GLSI)多层布线化学机械抛光(CMP)过程中,抛光质量对器件的性能有明显影响。研究了多层互连钨插塞材料CMP过程中表面质量的影响因素及控制技术,分析了抛光过程中影响抛光质量的主要因素,确定了获得较高去除速率和较低表面粗糙度的抛光液配比及抛光工艺参数。     

大分子螯合剂在低压力低磨料条件下铜膜的化学机械抛光中的应用

The mechanism of the FA/O chelating agent in the process of chemical mechanical polishing （CMP） is introduced. CMP is carried on a φ300 mm copper film. The higher polishing rate and lower surface roughness are acquired due to the action of an FA/O chelating agent with an extremely strong chelating ability under the condition of low pressure and low abrasive concentration during the CMP process. According to the results of several kinds of additive interaction curves when the pressure is 13.78 kPa, flow rate is 150 mL/min, and the rotating speed is 55/60 rpm, it can be demonstrated that the FA/O chelating agent plays important role during the CMP process.     

磨料对计算机硬盘NiP基板CMP质量的影响

磁盘表面质量直接影响了硬盘的磁存储密度,表面须达到优异的表面光滑度、没有表面缺陷.本文通过对镍磷基板的化学性质分析,讨论了其CMP机理,分析了浆料中的磨料在硬盘基板CMP中的重要性,指出浆料中的磨料不仅起到了机械研磨的作用,同时也充当了微型搅拌器的作用;通过实验分析了碱性浆料下磨料的浓度和粒径对镍磷基板CMP去除速率与表面粗糙度的影响;选用小粒径、低硬度的二氧化硅水溶胶磨料实现了较高的去除速率和较低的表面粗糙度.     

蓝宝石衬底片化学机械抛光的研究

为了提高蓝宝石化学机械抛光（CMP）效果，对其抛光工艺进行了研究。采用SiO2磨料对蓝宝石衬底片进行抛光，分析了抛光时的温度、pH条件、磨料粒径及浓度，结果表明，采用80nm大粒径、高浓度的SiO2磨料，既可以保证抛光速率，又能得到良好的表面状；当pH值在10～12时，可加速蓝宝石在碱性条件下的化学反应速率，从而提高抛光速率；在30℃时，能较好地平衡化学作用与机械作用，获得平滑表面；加入适量添加剂，可增大反应产物的体积，易于提高机械作用的效果，以获得较高的去除速率。     

非离子表面活性剂在钽基阻挡层CMP中的作用

碱性条件下,非离子型表面活性剂在阻挡层化学机械平坦化中起着重要的作用。分别对阻挡层材料Cu、Ta以及SiO₂介质进行抛光,然后测量铜表面粗糙度。对含有不同浓度活性剂的抛光液进行接触角和Zeta电位的测试,并对活性剂的作用机理进行分析。活性剂体积分数达到3%时,铜表面粗糙度可达0.679 nm,抛光液在铜膜表面的接触角低至10.25°,Zeta电位达到-50.2 mV。实验结果表明,活性剂在减小粗糙度的同时可提高抛光液的湿润性和稳定性,便于抛光后清洗和长时间放置。     

CMP专用大粒径硅溶胶研磨料生长及控制机理

为满足甚大规模集成电路(ULSI)互连结构高质量、高效率化学机械抛光(CMP)的要求,以LaMer模型为理论指导,对恒液面聚合生长法制备大粒径、低分散度硅溶胶研磨料的粒径增长阶段进行了机理分析,并讨论了加料速率对平均粒径及分散度的影响;优化加料速率为3.6 mL/min,以此控制体系中硅酸浓度的变化趋势,避免产生两种类型的新晶核,实现了单纯的粒径增长.以胶粒平均粒径28nm、分散度1.13的母液制备出粒径57nm、分散度1.07的硅溶胶.通过工艺调整并按照分级生长模式,进一步制得符合高质量、高效率CMP专用的大粒径(平均粒径为112nm)、低分散度(接近于1.00)硅溶胶研磨料.     

用于TSV硅衬底的碱性抛光液研究

在穿透硅通孔(TSV)工艺中,研究了碱性抛光液组分的组合方式和抛光液的稀释倍数对硅衬底去除速率的影响。分析了硅衬底的去除机理;研究了抛光液对Si/Cu去除速率的选择性;研究了抛光液的存储时间不同时pH值和硅衬底去除速率的变化。该抛光液通过在硅溶胶中依次加入表面活性剂、无机碱、有机胺碱,再用去离子水稀释15倍配制而成,并应用于TSV图形片。实验结果表明:该抛光液对硅衬底的去除速率较高,达到1.045 μm/min;采用该抛光液对TSV图形片抛光120 s后,铜柱露出2 μm;抛光液储存时间30天后,硅衬底去除速率仅损失1.3%。该碱性抛光液满足半导体制造行业要求。     

ULSI多层互连中的化学机械抛光工艺

介绍了化学机械抛光(CMP)技术在大规模集成电路多层互连工艺[1]中的重要作用,对CMP过程和CMP的影响因素进行简单分析。总结出CMP技术在多层互联平坦化中的优势,介绍目前常用互连材料中SiO2介质及其金属材料钨和铜的化学机械抛光常用分析机理,并简单介绍了各种互联材料常用的抛光液及抛光液的组分,对抛光液作了简单的对比。针对传统CMP过程存在的问题,分析了皮带式和固定磨料的CMP技术。