一种有效去除CMP后表面吸附杂质的新方法

CMP后大量颗粒吸附在芯片表面,根据颗粒在芯片表面的吸附状态,确立优先吸附模型.利用特选的表面活性剂优先吸附在芯片表面可以有效控制杂质的吸附状态,使之处于易于清洗的物理吸附.实验表明,特选的非离子界面活性剂能够有效去除CMP后表面吸附的杂质,达到较好的清洗效果.     

多层铜布线表面CMP后颗粒去除研究

针对目前清洗技术存在的问题进行了详细分析,研究了微电子材料表面污染物的来源及其危害,并介绍了表面活性剂在颗粒去除方面的作用。研究了化学机械抛光(CMP)后Cu布线片表面的颗粒吸附状态,分析了铜片表面颗粒的吸附机理。采用非离子表面活性剂润湿擦洗方法,使Cu表面的颗粒处于易清洗的物理吸附状态。利用金相显微镜和原子力显微镜(AFM)在清洗前后进行对比分析,实验采用聚乙烯醇(PVA)刷子分别对铜片和铜布线片进行清洗,发现非离子界面活性剂能够有效去除化学机械抛光后表面吸附的杂质,达到了较好的清洗效果。     

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。     

CMP工艺晶圆表面颗粒去除问题的研究

CMP之后晶圆表面颗粒数目是CMP工艺的一项关键指标。针对Si CMP之后的清洗效果，分析了晶圆表面亲疏水性、清洗液浓度方面对清洗效果的影响。结果表明通过一定浓度的清洗液清洗抛光之后晶圆能取得较好的表面颗粒数量，满足工艺需求。     

CMP后的晶圆清洗过程研究

伴随着整个CMP工艺的进步,CMP后清洗工艺技术也日趋关键。分析了引起缺陷和玷污的因素、微粒去除的理论研究以及清洗的方案;在清洗方案中详细论述了机械去除、化学湿法去除和兆声去除;最后指出了新的技术及发展趋势。     

半导体单晶抛光片清洗工艺分析

通过对Si,CaAs,Ge等半导体材料单晶抛光片清洗工艺技术的研究,分析得出了半导体材料单晶抛光片的清洗关键技术条件.首先用氧化性溶液将晶片表面氧化,然后用一定的方法将晶片表面的氧化物去除,从而实现对晶片进行清洗的目的.采用这种先氧化再剥离的方法,可有效去除附着在晶片表面的杂质及各种沾污物.对于不同的材料,氧化过程以及剥离过程可以在不同的溶液中相互独立地进行;也可以组合在一起,使用一种混合液同时实现氧化及剥离.采用氧化、剥离的清洗原理,可提高半导体材料抛光片的清洗工艺技术水平,同时也对新材料抛光片的清洗工艺起到一定的指导作用.     

阴/非离子型表面活性剂对CMP后SiO2颗粒的去除效果

为了更有效地去除铜晶圆化学机械抛光(CMP)后清洗残留的SiO₂颗粒,选择了2种阴离子型表面活性剂(SLS、TD-40)和2种非离子型表面活性剂(AEO-5、JFC-6),通过接触角、表面张力、电化学、分子动力学模拟实验探究了4种表面活性剂在铜表面的润湿性、吸附构型及吸附稳定性。通过优化表面活性剂质量浓度,选择达到吸附稳定时的质量浓度配置4种表面活性剂来清洗铜晶圆,利用扫描电子显微镜观测铜表面形貌,对比它们的清洗效果。随后选择TD-40和JFC-6进行复配,研究复配后表面活性剂对硅溶胶颗粒的去除效果。实验结果表明,使用体积比为2∶1的TD-40与JFC-6进行复配得到的CMP清洗液对SiO₂颗粒的去除效果比单一表面活性剂的更好。     

非离子表面活性剂在阻挡层CMP后清洗中去除颗粒作用的研究

本文对非离子表面活性剂在阻挡层CMP后清洗中对颗粒的去除作用进行了研究。实验过程中,通过改变活性剂的浓度,在12inch多层铜布线片上进行了一系列的实验来确定最佳的清洗效果。然后对活性剂在缺陷控制、颗粒去除,以及活性剂在清洗过程中所起的负面作用等方面进行了讨论。实验结果表明,非离子表面活性剂在阻挡层CMP后清洗中根据浓度的不同所起的正面、负面作用不同,从而为阻挡层CMP后清洗过程中非离子表面活性剂的加入起到一定的指导作用。     

铜互连CMP中BTA的缓蚀机理及Cu-BTA的去除研究进展

铜具有低电阻率和高抗电迁移性,是目前极大规模集成电路的主流金属互连材料。化学机械抛光(CMP)是实现铜表面局部与全局平坦的关键工艺。为获得铜互连较高的凹凸材料去除速率选择比,通常需在CMP抛光液中加入缓蚀剂苯并三唑(BTA),而CMP后铜表面的BTA残留需要在后续的清洗工艺中进行有效的去除。对铜互连CMP中BTA对铜的腐蚀抑制机理的研究进行了归纳分析,并对BTA与其他试剂协同抑制铜腐蚀的研究进行了讨论,进而论述了碱性清洗液对Cu-BTA络合物去除的研究进展,并概述了新型缓蚀剂的研究现状,最后对缓蚀剂未来的研究方向进行了展望。     

清洗工艺对AlN单晶抛光片表面有机沾污的影响

研究了化学机械抛光(CMP)后AlN单晶片的清洗.将除蜡剂清洗法、RCA清洗法、食人鱼溶液清洗法以及丙酮和异丙醇(IPA)的混合溶液清洗法等进行组合,对抛光后的AlN单晶片表面进行超声清洗,并通过微分干涉显微镜、原子力显微镜(AFM)及光电子能谱仪(XPS)对清洗效果进行了表征,并分析了不同清洗方法对有机沾污的去除效果...     

微腐蚀去除硅衬底表面损伤及污染物研究

硅片CMP工艺会引入表面缺陷和沾污,通常采用NaOH和KOH作为腐蚀溶液,利用微腐蚀法将硅片表面的损伤污染层剥离,以免导致IC制备过程中产生二次缺陷,但会不可避免地引入金属离子。制备了一种用螯合剂和表面活性剂复配的新型清洗液,利用螯合剂对硅片表面损伤层进行微腐蚀,同时采用表面活性剂去除硅片表面吸附的微粒。经台阶仪和原子力显微镜检测,该清洗液能有效去除硅片表面损伤层和颗粒,同时螯合剂本身不含金属离子,并且对金属离子有螯合作用,可有效避免传统腐蚀液中金属离子带来的二次污染。     

应用ICP-AES表征高剂量氧注入过程中的金属污染

研究了采用感应耦合等离子体原子发射光谱技术表征高剂量氧注入单晶硅制备SIMOX SOI材料过程中金属杂质污染的有效性.同时研究了采用强酸清洗、加SiO2 膜覆盖等方法对降低污染程度的效果.利用ICP技术可以对大面积或整个硅片进行采样,检测结果是一种整体的平均效果.采用强流氧注入机进行高剂量氧注入,发现金属杂质污染元素主要是Al、Ar、Fe、Ni;注入后强酸清洗样品可有效降低Al污染;6 0nm厚的二氧化硅注入保护膜可阻挡一半的上述金属污染.     

Chemical analysis of metallic contamination on a wafer after wetcleaning

The chemical analysis of trace metallic contamination on a wafer can be achieved by using total reflection X-ray fluorescence (TRXRF) with HF condensation and with poly silicon encapsulation secondary ion mass spectroscopy (PC-STMS). HF condensation can concentrate almost all atoms, such as Fe, Cr, and Ni, within 10 mm of the center of a wafer, which leads to lower detection limits. Poly silicon encapsulation eliminates the surface problems that tend to occur with normal SIMS, which results in good reproducibility. A combination of both methods is suitable for analyzing lower-level contaminations up to 10⁸ atoms/cm² level for many elements such as transient metals and lightly elemental metals. The application of the analyses to wet cleaning reveals the contamination removal and adhesion effects for various solutions and cleaning procedures, as well as variation between experimental cleaning batches     

半导体硅片金属微观污染机理研究进展

综述了近10年来国内外在半导体硅片金属微观污染研究领域的进展.研究了单金属特别是铜的沉积、形成机理和动力学以及采用的研究方法和分析测试手段,包括对电化学参数和物理参数等研究.指出了随着科学技术的不断发展,金属污染金属检测手段也得到了丰富,为金属微观污染的研究提供了有力的工具.     

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.     

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.     

A new cleaning process for the metallic contaminants on a post-CMP wafer's surface

This paper presents a new cleaning process using boron-doped diamond(BDD) film anode electrochemical oxidation for metallic contaminants on polished silicon wafer surfaces.The BDD film anode electrochemical oxidation can efficiently prepare pyrophosphate peroxide,pyrophosphate peroxide can oxidize organic contaminants,and pyrophosphate peroxide is deoxidized into pyrophosphate.Pyrophosphate,a good complexing agent,can form a metal complex,which is a structure consisting of a copper ion,bonded to a surrou...     

An Electrochemical Cleaning Technique for Removal of Surface Contamination before Texturization of Silicon Solar Cells

In order to decrease the consumption of reagents and silicon during removal of surface contamination before silicon texturing in solar cell manufacturing industry, a new low-cost surface treatment approach of electrochemical cleaning technique(ECT) is reported. In this technique, a powerful oxidizing electrolyte was obtained from the electrochemical reaction on Boron-doped Diamond(BDD) electrodes, and applied during removal of surface contaminations on silicon wafer surfaces. The slightly polished monocryst...     

柠檬酸在钴基铜互连CMP及后清洗的研究进展

钴(Co)具有较低的电阻率、良好的热稳定性、与铜(Cu)粘附性好等优点,可以替代钽(Ta)成为14 nm以下技术节点集成电路(IC) Cu互连结构的新型阻挡层材料。化学机械抛光(CMP)是唯一可以实现Cu互连局部和全局平坦化的方法,也是决定Co基Cu互连IC可靠性的关键技术。柠檬酸含有羟基,在电离后对金属离子有较强的络合作用,成为Co基Cu互连CMP及后清洗中的主要络合剂。文章评述了柠檬酸在Cu互连CMP及后清洗中的应用和研究进展,包括柠檬酸对Cu/Co去除速率选择比、Co的表面形貌以及Co CMP后清洗中Co表面残留去除等方面的影响,并展望了络合剂及Cu互连阻挡层CMP的发展趋势。     

硅晶圆CMP抛光速率影响因素分析

化学机械抛光(CMP)技术是半导体工艺中不可缺少的重要工艺。针对硅晶圆CMP平坦性问题,系统地考察了压力、转速、抛光垫、浆料、温度等因素对硅晶圆平坦化速率的影响,从中找到它们之间的优化参数,减少CMP工艺中的表面划伤、抛光雾、金属离子沾污,清除残余颗粒,保证硅晶圆的平坦化质量。