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。     

抛光液组分对3D微同轴中铜和光刻胶化学机械抛光速率选择性的影响

研究了碱性抛光液的pH、SiO₂磨料质量分数、H₂O₂体积分数和甘氨酸质量分数对3D微同轴加工中铜和光刻胶化学机械抛光(CMP)去除速率的影响,得到较佳的抛光液组成为：SiO₂ 5%,H₂O₂ 20 mL/L,甘氨酸2.5%,pH=10。采用该抛光液时,铜和光刻胶的去除速率非常接近,满足3D微同轴加工对铜和光刻胶CMP去除速率选择性的要求。     

化学机械抛光后清洗工艺对多孔低k介质的影响

对多孔低k介质BD(Black Diamond)光片化学机械抛光(CMP)后,采用由150 mg/L FA/O Ⅱ型螯合剂与750 mg/L FA/O Ⅱ型表面活性剂组成的碱性清洗液(pH=10.4)进行清洗。探究了清洗过程中刷子间距、刷子转速,以及清洗液和去离子水刷洗时间对BD的k值和清洗效果的影响。得到较优的清洗工艺条件为:刷子间距-0.5 mm,刷子转速200 r/min,清洗液刷洗时间40 s,去离子水刷洗时间75 s。在该条件下的清洗效果良好,BD表面粗糙度为0.24 nm,k值的变化率低于5%。     

二氧化硅磨料粒径分布对蓝宝石化学机械抛光的影响

针对蓝宝石晶圆化学机械抛光(CMP)高去除速率和高抛光质量的要求,对比了分别采用单一粒径、连续粒径和混合粒径的SiO2磨料对蓝宝石晶圆的抛光效果.结果表明,将粒径为120 nm的40％(质量分数)硅溶胶与粒径为30 nm的20％(质量分数)硅溶胶按体积比8:2混合作为磨料对蓝宝石晶圆进行CMP时,去除速率最高,抛光后蓝宝石晶圆的表面粗糙度(Ra)低至0.158 nm,无明显的划痕、划伤等缺陷.     

不同粒径SiO2磨料混合对钴化学机械抛光的影响

针对钴互连化学机械抛光(CMP)高去除速率的要求,提出将不同粒径的 Si O₂ 组合作为磨料进行 CMP。对比了使用单一粒径与混合粒径 Si O₂ 磨料对钴去除速率的影响。结果表明,使用单一粒径磨料时,随着磨料粒径由 40 nm 增大到 130 nm,钴的去除速率先增大后减小,Si O₂ 粒径为 100 nm 时钴的去除速率最高,达到了 447 nm/min。将两种不同粒径的 Si O₂ 磨料混合使用能够显著提高钴的去除速率。将粒径为 40 nm 和 100 nm 的 Si O₂ 磨料按质量比 3∶1 混合使用时,钴的去除速率最高,达到了563 nm/min,抛光后钴的表面粗糙度(Sq)约为 1.05 nm。     

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。     

化学机械抛光过程中抛光液团聚问题的研究

在化学机械抛光(CMP)用二氧化硅浆料中加入不同质量分数的混合保湿剂(由体积比为1∶1的分析纯丙三醇和三乙醇胺混合而成),以解决CMP过程中抛光液易团聚的问题。结果表明,抛光液中加入保湿剂后团聚问题得到缓解。随保湿剂质量分数的增大,抛光液的团聚析出量减少,黏度增大,对蓝宝石晶圆的去除速率先增大后减小,晶圆抛光后的表面粗糙度逐渐增大。当保湿剂的质量分数为4%时,对蓝宝石晶圆进行CMP时的材料去除速率最大,为93.6 nm/min,抛光后晶圆的表面粗糙度为0.412 nm。     

硅通孔化学机械平坦化中铜去除的电化学与选择性研究

利用极化曲线测量法研究了甘氨酸和过氧化氢浓度及pH对硅通孔(TSV)化学机械平坦化(CMP)中铜腐蚀的影响。结果表明:甘氨酸对铜的腐蚀随其浓度增大而增强;随着过氧化氢浓度增大,铜腐蚀电位逐渐增大;在p H为10时铜的腐蚀效果最佳。CMP实验表明,在不同浓度的甘氨酸和过氧化氢之下,抛光速率可调,达1.9~5.8μm/min,铜表面粗糙度为5~29 nm,铜钽去除速率比为20~50。     

工艺参数对化学机械抛光磷锗锌晶体表面粗糙度的影响

针对高能领域对磷锗锌(ZGP)晶体表面粗糙度达到亚纳米级的要求,提出一套完整的ZGP晶体加工工艺。首先用内圆切割机将ZGP晶体切成7 mm×7 mm×15 mm的长方体;然后根据对比实验,选取最佳磨粒(金刚石)粒径为5μm,用机械研磨的方法使晶体的表面粗糙度(Sa)降至150 nm左右;随后基于化学机械抛光(CMP)技术,设计了粗抛光(采用3μm的金刚石悬浮液作为抛光液)和精抛光(SiO₂体系)两道工序,通过单因素实验确定了最佳抛光时间均为1 h,并通过正交试验得到如下优化的精抛光工艺：SiO₂粒径0.05μm,SiO₂质量分数8%,H₂O₂质量分数3%,p H=9,抛光压力17.24 kPa,抛光转速13.5 r/min,抛光液流量300 mL/min。最终得到表面粗糙度为0.106 nm的超光滑ZGP晶体。     

铜在硝酸介质苯并三唑抛光液中化学-机械抛光时的电化学行为

用电化学测试技术研究了硝酸、苯并三唑及H2O2浓度对铜表面的成膜及铜抛光过程的影响.测试了各种体系中铜的交流阻抗及其影响因素，探讨了腐蚀电流密度与抛光压力、抛光转速的关系，考察了化学-机械抛光过程中腐蚀电位及极化曲线的变化规律. 用腐蚀电流密度及腐蚀电位等电化学变量的变化解释了抛光过程的电化学机理，证明在硝酸溶液介质中，以苯并三唑为成膜剂、H2O2为助剂、纳米g -Al2O3为磨粒的抛光液配方是可行的.     

蓝宝石化学机械抛光液的研究进展

简介了蓝宝石化学机械抛光(CMP)的基本原理,从磨料、pH调节剂、表面活性剂、配位剂和其他添加剂方面概述了近年来蓝宝石CMP体系的研究进展,展望了蓝宝石CMP体系未来的研究方向。     

蓝宝石衬底的化学机械抛光工艺研究

对蓝宝石衬底片的化学机械抛光进行了研究。系统地分析了蓝宝石抛光工艺过程的性能参数,通过大量实验,总结出了其影响因素并提出了优化方案。结果表明,采用粒径为40nm、低分散度的二氧化硅溶胶磨料并配合以适当参数进行抛光,可以获得良好的表面状态和较高的去除速率。能够有效地提高蓝宝石表面的性能及加工效率。     

光催化氧化对GaN材料腐蚀电化学及化学机械抛光的影响

考察了氮化镓(GaN)晶片在不同质量分数和pH的溴酸钾(KBrO3)溶液中的腐蚀电化学行为.结果显示,GaN在溴酸钾质量分数为1％时腐蚀电位最低.在此基础上使用光催化氧化法能够显著降低腐蚀电位,使GaN材料的腐蚀速率进一步提高.CMP实验结果显示:紫外光(UV)的加入使GaN在1％KBrO3溶液(pH=4)中的抛光速率...     

焦磷酸钾和双氧水对化学机械抛光中铜/钴电偶腐蚀及去除速率的影响

通过电化学测试和化学机械抛光(CMP)试验研究了pH=10的抛光液中焦磷酸钾和双氧水的质量分数对Cu/Co电偶腐蚀的影响。结果表明,适量K₄P₂O₇和H₂O₂的存在能够有效减小Cu与Co之间的腐蚀电位差,最小可降至11 mV。采用由0.3%H₂O₂、0.1%K₄P₂O₇和2%硅溶胶组成的抛光液进行化学机械抛光时,Cu、Co的去除速率分别为312.0?/min和475.6?/min。     

碱性阻挡层抛光液中ULK介质抛光性能的研究

研究了化学机械抛光(CMP)过程中抛光液的Si02磨料质量分数和表面活性剂对多孔SiOCH薄膜(ULK介质)介电常数(k)及抛光速率的影响.所用抛光液(pH = 10)主要由0％-4％(质量分数,下同)SiC2、0.075％H202、1％邻苯二甲酸氢钾和不同质量浓度的表面活性剂组成,其中表面活性剂为非离子表面活性剂脂肪...     

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。     

络合剂对铜CMP去除速率及机理的研究

利用电化学和化学机械抛光(CMP)实验方法研究了抛光液添加成分甘氨酸、L-精氨酸与酒石酸钾三种络合剂对铜CMP过程的界面电化学腐蚀作用及去除速率影响。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)表征了铜与含有络合剂的碱性溶液产生界面化学腐蚀的表面微观形貌。结果表明,Cu表面腐蚀电流均大幅增强,揭示了三种络合剂均促进了铜氧化产物的化学络合溶解。CMP的实验结果表明,添加三种络合剂的抛光液对铜CMP的去除速率为甘氨酸>L-精氨酸>酒石酸钾。综合Cu CMP去除速率与表面形貌对比分析,L-精氨酸的络合能力与对铜表面的纳米形貌腐蚀协同性更强,获得了CMP去除速率促进下的Cu低表面微粗糙度。     

混合磨粒CMP抛光液的制备及抛光效果研究

为提高CMP的抛光效果,配制了一种混合磨粒CMP抛光液,用于对不锈钢的抛光。实验结果表明:硅溶胶和铝溶胶配比为4∶1,使用十二烷基硫酸钠为阴离子表面活性剂,调节pH值为2.5配制的抛光液的分散稳定性较好;采用上述抛光液对304号不锈钢进行抛光,其粗糙度和光泽度得到明显提高。     

氧化剂对铝栅化学机械抛光的影响

氧化剂作为抛光液的组成成分,在铝栅化学机械抛光(CMP)中起到直接影响去除速率和表面粗糙度的重要作用。本文研究了氧化剂浓度对去除速率、表面粗糙度、电化学特性的影响,采用原子力显微镜和CHI600E电化学工作站,分别测量了材料的表面粗糙度和腐蚀电位。结果表明,去除速率与氧化剂浓度有关,表面粗糙度与通过氧化反应生成的氧化层有关,当氧化剂达到15mL/L时,去除速率可达到1700 nm/min,表面粗糙度为4.6 nm。     

高端电子制程中钴化学机械抛光剂的研究进展(Ⅱ)──配位剂、抑制剂、磨料及其他

综述了Co作为高密度集成路电子制程的阻挡层及互连材料时,化学机械抛光液中常用配位剂、抑制剂、磨料及其他成分的研究进展和作用机制,展望了Co化学机械抛光液的发展。