CMP后的晶圆清洗

使用有机硅酸盐玻璃(OSG)在铜制程中作为低介电系数的介电层,使得化学机械研磨(CMP)后的晶圆清洗成为一大挑战.由于OSG的甲醇高含量会形成疏水性的表面,而难以用水溶液来湿润它的表面.添加界面活性剂可以改善此问题,但也提高了有机物污染的风险.此外,水痕可能会使检测机台无法侦测出影响良率的缺陷.在这篇文章中,使用数种用于化学机械研磨后的清洗剂尝试解决这些问题.     

阻挡层浆料特性对CMP后清洗效力的影响

铜化学机械平面化不同阻挡层浆料的应用引起了铜CMP后清洗的问题。阻挡层浆料的差异包含但不限于pH、研磨剂粒子材料和尺寸及铜腐蚀的抑制剂。为观察阻挡层浆料对清洗工艺的影响进行了清洗实验。阻挡层浆料不同于pH和所有作为铜抑制剂的BTA材料。抑制性BTA溶液的pH值将确定BTA与铜复合物的特性和随后在清洗工艺中去除这种膜的条件。因此,为了研究pH、化学成份以及阻挡层浆料留在铜表面的BTA与铜的复合物去除的化学程序的影响而改变了清洗工艺。从而发现阻挡层浆料的pH值对各种清洗设备的效力均有影响,而且,某些添加剂和两步化学清洗工艺的使用,改进了可变pH值阻挡层浆料的清洗性能。这种工作的结果表明,在最佳结果中,清洗工艺应该致力于阻挡层浆料方面。     

单晶圆兆声清洗技术研究及兆声喷头方案优化

基于单晶圆兆声清洗的原理,分析了针对单晶圆兆声清洗的多种方案的优缺点,提出了适合单晶圆兆声清洗的优化方案.     

单片晶圆兆声清洗的仿真模型研究

通过研究单片晶圆兆声清洗过程中兆声头在晶圆表面的运动轨迹和能量积累过程,构建了单晶圆清洗的兆声能量分布和颗粒去除过程的数学模型.通过Mathematica 9.0对模型进行了运算和简化,经过离散化处理后,运用MATLAB对几种硅片转速和兆声臂转速的组合在硅片上的能量分布和颗粒分布进行了模拟仿真.发现简单组合比例下清洗效果与转速比例和清洗轨迹复杂程度密切相关,而固定半径扫描可以使能量分布更均匀,减少局部能量集中对晶圆IC的破坏,并且可以缩短清洗时间.     

高频声表面波器件用压电晶圆清洗技术研究

论述了低浓度碱性过氧化氢清洗液兆声清洗钽酸锂、铌酸锂和水晶等压电晶圆的工艺技术。在保持压电晶圆特性的前提下,该技术可有效去除晶圆表面小于0.2 μm的附着颗粒,使其表面洁净度满足亚微米线宽高频声表面波（SAW）器件生产要求,同时降低了化学品、去离子水的消耗量及对环境的污染。     

日益增多的工艺需求关注新的晶圆清洗方法

随着器件结构尺寸的缩小,在保持低材料损失的同时去除粒子正变得越来越难以实现。而且围绕材料和器件结构保持器件避免损伤、侵袭或以其他方式修改也日益困难．包括掺杂硅损失,低一南电介质艮值的变化,金属栅极腐蚀,图形倒塌等等。在32nm及以下节点,所有这些,将会更加严峻。因而,需要建立一个下一步如何进行晶圆清洗的转变模式。     

CMP后清洗技术发展历程

从80年代开始,结合当时最具代表性的CMP设备,分析当时的后清洗技术,如：多槽浸泡式化学湿法清洗、在线清洗、200mm集成清洗、300mm集成清洗及20nm以下的CMP后清洗趋势,每种后清洗技术都结合CMP设备明确分析其技术特色,优点和缺陷。全面阐述CMP工业界的后清洗发展历程。     

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。     

表面活性剂复配对蓝宝石CMP后清洗效果的影响

为了去除蓝宝石化学机械抛光(CMP)后表面残留的抛光液,采用表面活性剂复配清洗法,选用非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚9 (AEO9)和阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)按不同质量比复配,并与酸碱清洗法进行了对比。对CMP后的蓝宝石进行超声辅助清洗实验,分析了不同复配比对于蓝宝石晶片清洗后表面接触角、表面形貌以及颗粒去除率的影响。结果表明:表面活性剂复配清洗法的清洗效果优于传统的酸碱清洗法,最优配比的表面活性剂复配清洗法的颗粒去除率较酸碱清洗法提升了31.17%;当表面活性剂复配清洗法中AEO9与AES复配比为1∶1时,清洗后的蓝宝石表面接触角最小,为21.6°,表面形貌最优,颗粒去除率达到99.65%,清洗效果最好。     

CMP后的晶圆的测量和评估方法研究

综述了CMP后的晶圆测量方法,比较指出：光学干涉法适宜于测量较厚的薄膜,而椭圆偏振法精度较高,但成本高昂,适宜于测量薄的薄膜。CMP后需要检测晶圆的表面状况,列举了常用的扫描电子显微镜、原子力显微镜和光散射探测仪。扫描电子显微镜常用于特征线宽的测量,其精度可达4nm;原子力显微镜是根据范德华力的原理制造,其探测精度高达0．1nm：但二者最大的缺陷就是操作复杂,成像十分费时。散射探测仪根据光的散射理论制造。可以快捷地全表面成二维图像,是值得推荐的一种测量手段。最后,指出今后的测量技术对半导体工艺的影响。     

CMP后清洗技术的研究进展

化学机械抛光(CMP)技术是目前广泛采用的几乎唯一的高精度全局平面化技术,抛光后表面的清洗质量直接关系到CMP技术水平的高低.介绍了各种机械、物理及化学清洗方法与工艺技术优缺点,指出了清洗荆、清洗方式是CMP后清洗技术中的关键要素.综述了CMP后清洗技术的发展现状,分析了CMP后清洗存在的问题,并对其发展趋势进行了展望.     

化学机械抛光过程优化研究

根据承载器与抛光台的转速、浆料中微粒尺寸及下压力对抛光工艺的影响进行统计分析,特别是工艺中的抛光去除率、金属碟形缺陷和层间介质的侵蚀作为输出结果的主要参考因素。采用3水平3因数的实验方案,结合信噪比方式对数据进行处理．使用田口玄一法进行数据的加工,从形成的3参数3水平对输出结果影响的3子图上,获取最优的工艺参数组合。选取根据经验的常用参数组合作为参照,发现新的优化方式能够提高10％的去除率,降低15％的碟形缺陷和侵蚀．显著的改善抛光质量。     

CMP中铜的碟形缺陷的研究

具体分析了铜的碟形缺陷并非由于抛光垫的弯曲造成,但是与抛光垫的表面形态有关,在此基础上,分析了铜CMP的作用机制,初步定性指出造成铜的碟形缺陷的原因,并对缺陷进行建模。比较了铜的碟形缺陷的电阻实际测量值和理论计算值,发现带碟形缺陷的电阻均大于理论值,并且随着铜的线宽增大,碟形缺陷也呈增大趋势。详细比较了选择性抛光液和非选择性抛光液对碟形缺陷的作用,从理论和测绘图形上证明选择性抛光液是造成碟形缺陷重要因素之一。采用了综合的工艺实验,最后得出抛光垫的种类及选择性抛光液在过抛光的情况下,是造成铜碟形缺陷的主要因素。     

CMP工艺流程控制策略综述

化学机械抛光测量技术和测量技术随着其工艺重要性的日益提高越来越成熟。测量技术在所有类型的化学机械抛光工艺流程控制中扮演了一个重要的角色,并且可以根据所使用的测量技术、其在工艺流程中所处的位置以及类型和产生的数据量以不同的方法实现。本文述评并提出了一些从现场、延伸的现场、综合的测量技术、以及其对工艺流程控制影响所普遍应用的测量技术的例子。并且还提出了65nm以及更小技术节点的测量技术以及工艺流程控制策略,在这些未来的技术中,晶片工艺控制以及每个晶圆片方法调整预计将更加苛刻。     

BDD 电化学结合表面活性剂的新型清洗方法

提出了一种新型抛光后的清洗方法,采用掺硼金刚石膜作阳极的电化学方法制备出氧化液,用其去除表面有机污染物,同时配合使用非离子表面活性剂去除表面固体颗粒.用金刚石膜电化学制备出氧化液,克服了单纯电化学氧化生成的强氧化性羟基自由基不稳定和寿命短等缺点,实现氧化能力持久保持.表面活性剂能有效地去除表面颗粒,清洗后Si片上会有残留物,氧化液可以将残留物去除.通过实验对比发现,这种新颖的清洗方法在颗粒和有机物去除上有很好的清洗效果,能够满足微电子工艺的发展需求.     

基于DOE优化设计抛光工艺参数

适宜的抛光工艺参数对Si片表面平整度TTV、TIR、STIR等参数起到至关重要的作用.介绍了化学机械抛光(CMP)有效实现Si片全局和局部平坦化的方法和设施,指出并说明CMP是一种化学作用和机械作用相结合的技术,给出了其影响因素.利用DOE(design of experiment)实验方法,结合实际生产条件,获得并验证了最优化的生产工艺参数,改善了Si片表面平整度.     

W-Mo合金CMP工艺参数的影响与优化研究

简述了金属化学机械抛光的机理。将半导体制造工艺中的化学机械抛光技术拓展并应用到W-Mo合金表面加工中,在实现W-Mo合金材料表面高平坦度、低粗糙度的前提下,提高W-Mo合金去除速率。针对W-Mo合金的性质,选用碱性抛光液,并采用田口方法对抛光液pH值、抛光压力和抛光盘转速三个重要因素进行了优化设计,得到以去除速率为评价条件的综合最优抛光参数。实验分析表明,当抛光液pH值为11,抛光压力为80 kPa,抛光盘转速60 r/min时,可以获得较高的去除速率。     

Post-CMP cleaning using acoustic streaming

Noncontact surface cleaning is a desirable process in post-chemical mechanical polishing cleaning. High-frequency megasonic cleaning utilizes acoustic streaming as the dominant particle removal mechanism. It is widely used in the semiconductor industry for the removal of particulate contamination. This paper introduces recent results that involve the removal of silica slurry using megasonic cleaning. A noncontact (megasonic) cleaning process for the removal of slurry residues from dipped and polished wafers is presented. Complete particle removal (100%) was achieved using megasonics with deionized water with 1% NH₄OH using wafers dipped in silica slurry. The optimum conditions for megasonic cleaning (power, temperature, and time) were determined for the removal of the silica slurry. Up to 99% particle removal from polished wafers was accomplished using noncontact megasonic cleaning with 1% ammonia for 15 min.     

LCoS微显示驱动芯片表面形貌研究与改进

介绍了LCoS技术的特点与发展现状,LCoS性能的优劣与硅基片平整度有直接关系,着重进行了LCoS微显示驱动技术表面形貌的研究与改进.通过严格控制工艺步骤,降低台阶高度;合理设计版图布局,使台阶叠加在隔离像素区域的沟槽中,这样既能实现像素电极区域的局部平坦化,又因为沟槽不作为显示区域,对整体显示效果影响较小.