雾化施液单晶硅互抛抛光速率实验研究

调节自配抛光液的H2 O2含量、pH值、抛光盘转速和抛光压力,通过电化学实验,探究单晶硅互抛抛光过程中抛光工艺参数对腐蚀电位、腐蚀电流和抛光速率的影响规律,并解释其电化学机理.实验结果表明:雾化施液单晶硅互抛抛光速率随着pH值、H2 O2浓度和抛光盘转速的增大呈现先增大后减小的趋势,并在pH值为10.5、H2 O2浓度为2％、抛光盘转速为70 r/min处达到最大值,随着抛光压力的不断增大而增大;通过雾化施液单晶硅互抛抛光实验得到合理的工艺参数:pH值为10.5、H2 O2浓度为2％、抛光盘转速为60 r/min、抛光压力为7 psi,在该参数下,硅片的抛光速率达到635.2 nm/min,表面粗糙度达到4.01 nm.     

铝栅化学机械抛光工艺

探讨了抛光液组成和机械抛光工艺参数(包括抛光压力、转速、抛光液流速和抛光时间)对铝栅化学机械抛光过程中铝的去除速率的影响,确定抛光液的组成为:氧化剂H_2O_2 1.0%(体积分数,下同),螯合剂FA/O II 0.4%,非离子表面活性剂FA/O I 2.0%,纳米硅溶胶磨料12%,pH 10。粗抛工艺参数为:抛光压力3.0 psi,转速50 r/min,抛光液流速250 m L/min,抛光时间240 s。精抛工艺参数为:抛光压力2.0 psi,转速45 r/min,抛光液流速150 m L/min,抛光时间240 s。粗抛时铝的去除速率为330 nm/min,精抛时铝的去除速率为210 nm/min。通过2种抛光工艺相结合,铝栅表面粗糙度可达13.26 nm。     

新型表面活性剂对低磨料铜化学机械抛光液性能的影响

介绍了一种用于铜膜化学机械抛光的多元胺醇型非离子表面活性剂。研究了该表面活性剂对抛光液表面张力、黏度、粒径、抛光速率和抛光后铜的表面状态的影响。抛光液的基本组成和工艺条件为:SiO2 0.5%,H2O2 0.5%,FA/OII型螯合剂5%(以上均为体积分数),工作压力2 psi,抛头转速60 r/min,抛盘转速65 r/min,抛光液流量150 mL/min,抛光时间3 min,抛光温度21°C。结果表明,微量表面活性剂的加入能显著降低抛光液的表面张力并大幅提高抛光液的稳定性,但对静置24 h后抛光液黏度的影响不大。表面活性剂含量为0%～2%时,随其含量增大,化学机械抛光速率减小,抛光面的粗糙度降低。     

铜/钽/绝缘介质用碱性化学机械抛光液的优化

在工作压力2 psi,抛光头转速55 r/min,抛光盘转速60 r/min,流量150 m L/L,温度22.7°C的条件下,采用一种不含H_2O_2的碱性抛光液对Cu、Ta、SiO_2绝缘介质3种材料进行化学机械抛光(CMP)。通过研究抛光液中SiO_2磨料粒径和用量、FA/O II型螯合剂和非离子型表面活性剂用量对3种材料去除速率的影响,得到了高选择性的阻挡层抛光液:SiO_2粒径为50 nm的浆料20%(质量分数),FA/O II型螯合剂0.15%(体积分数),表面活性剂3%(体积分数)。该抛光液的SiO_2/Ta/Cu去除速率之比为3.4∶1.6∶1.0。采用该抛光液抛光后,铜的表面粗糙度由5.18 nm降至1.45 nm,碟形坑和蚀坑分别由116 nm和46 nm降至42 nm和24 nm。     

MAO在不同二氧化硅晶面上的吸附研究

通过Material Studio中CASTEP模块对不同二氧化硅晶面进行计算,考察甲基铝氧烷(MAO)在二氧化硅不同晶面产生的吸附行为。结果表明,MAO在不同二氧化硅晶面吸附产生的结构均可得到优化。MAO在SiO2(100)晶面和SiO2(111)晶面产生的吸附趋势基本一致,而与SiO2(110)晶面产生的吸附趋势相差较大。SiO2(110)晶面相对于SiO2(100)晶面和SiO2(111)晶面而言,对MAO产生的吸附机率较小,吸附较为困难。态密度计算发现,MAO吸附在SiO2(110)晶面上形成的PDOS上出现许多尖锐的峰,表明MAO在SiO2(110)表面上具有多重吸附。     

酸性环境下GaN晶圆的化学机械抛光工艺研究

本文详细研究了4英寸自支撑GaN晶圆的化学机械抛光(CMP)工艺。使用硅溶胶抛光液,以NaClO为氧化剂,详细研究了不同工艺参数,包括压力、抛光盘转速、抛光液流量、NaClO浓度和抛光液p H值对GaN CMP工艺的材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Sa)的影响。研究发现,无论是影响化学作用的因素,还是影响机械作用的因素,都对MRR有着极大的影响。在优化的工艺条件下(压力为50 k Pa、抛光头转速为60 rpm、抛光盘转速为100 rpm、流量为40 mL/min、抛光液p H为4.0、氧化剂浓度为3 vol.%),最大材料去除率为1.07μm/h。在10μm×10μm的区域内,抛光后的平均表面粗糙度为0.109 nm。     

多元胺醇型表面活性剂对铜晶圆平坦化的影响

研究了一种多元胺醇型非离子表面活性剂对铜化学机械抛光(CMP)液粒径及分散度、抛光速率、抛光后铜膜的碟形坑高度、表面非均匀性和表面粗糙度的影响。抛光液的基本组成和工艺条件为:SiO_2(粒径60~70 nm)5%(体积分数,下同),多羟多胺螯合剂3%,30%(质量分数)过氧化氢3%,工作压力1 psi,背压1 psi,抛头转速87 r/min,抛盘转速93 r/min,抛光液流量300 mL/min,抛光时间60 s,抛光温度23°C。结果表明,表面活性剂的引入可提高抛光液的稳定性。当表面活性剂含量为3%时,抛光速率、抛光后碟形坑高度、表面非均匀性和表面粗糙度分别为614.86 nm/min、76.5 nm、3.26%和0.483 nm,对铜晶圆的平坦化效果最好。     

工艺参数对GLSI铜互连阻挡层CMP抛光效果的影响

采用无氧化剂、无抑制剂的弱碱性抛光液对阻挡层材料进行化学机械抛光(CMP)。研究了胶体二氧化硅质量分数、抛光液流量、抛头转速、抛盘转速等工艺参数对Cu和正硅酸乙酯(TEOS)去除速率及铜互连钽基阻挡层图形片CMP后表面缺陷数量的影响。在Si O2磨料质量分数7.5%、抛光液流量250 mL/min、抛头转速107 r/min和抛盘转速113 r/min的条件下CMP时，Cu的去除速率为521?/min,TEOS的去除速率为878?/min,TEOS/Cu去除速率选择比为1.68，对图形片表面碟形坑和蚀坑分别修正了400?和200?，缺陷数低至57，表面粗糙度(Sq)低至0.778 nm。     

甲醛在Pd(111)与Pd(100)晶面上氧化的计算化学研究

使用密度泛函理论对甲醛分子在Pd(111)晶面与Pd(100)晶面的氧化反应机理进行研究,结果表明,Pd(100)晶面相比于Pd(111)晶面更有利于甲醛分子的氧化,为进一步合理设计甲醛氧化贵金属催化剂提供了理论依据。     

胍离子对铜化学机械抛光的影响

对铜晶圆进行化学机械抛光(CMP),溶液组成和工艺条件为:胶体二氧化硅(平均粒径85 nm)5%(质量分数),30%H_2O_2 5 mL/L,胍离子(Gnd+,由碳酸胍GC或盐酸胍GC提供)适量,抛光压力5.2 kPa,抛头转速87 r/min,抛光盘转速93 r/min,抛光液体积流速300 mL/min,时间1 min。研究了抛光液中Gnd~+浓度对铜去除速率的影响,通过电化学方法及X射线光电子能谱分析了Gnd~+在铜表面的作用机制,探讨了Gnd~+对铜CMP后表面粗糙度的影响机制。一方面,随抛光液中GC浓度的升高,铜的去除速率增大,GC浓度为80 mmol/L时满足去除速率高于200 nm/min的要求;另一方面,Gnd+的引入不仅加剧了铜晶圆表面的化学腐蚀,而且使抛光液在铜晶圆表面的接触角增大,铜晶圆抛光后表面粗糙度增大。