抛光液中缓蚀剂对铜硅片的影响

以硝酸铁为氧化剂选用不同缓蚀剂对铜化学机械抛光用抛光液的缓蚀效果进行了研究.通过测试不同缓蚀剂作用下铜的电化学极化曲线,来获得的腐蚀电流值和计算不同缓蚀剂的缓蚀效率.采用表面粗糙度为1.42nm的铜硅片进行静腐蚀和抛光实验,利用ZYGO粗糙度仪测试了硅片表面的粗糙度变化,并采用原子力显微镜分析腐蚀表面形貌.研究结果表明,在以硝酸铁为氧化剂的酸性环境中,苯丙氮三唑(BTA)作为铜抛光液的缓蚀剂具有良好的缓蚀效果.根据电化学参数计算出1.5wt%硝酸铁溶液中添加0.1wt%BTA的缓蚀率达99.1%;无论在静腐蚀还是在抛光过程中,在抛光液中添加BTA均可避免硅片严重腐蚀,使表面光滑.     

抛光液中缓蚀剂对铜硅片的影响

以硝酸铁为氧化剂选用不同缓蚀剂对铜化学机械抛光用抛光液的缓蚀效果进行了研究.通过测试不同缓蚀剂作用下铜的电化学极化曲线,来获得的腐蚀电流值和计算不同缓蚀剂的缓蚀效率.采用表面粗糙度为1.42nm的铜硅片进行静腐蚀和抛光实验,利用ZYGO粗糙度仪测试了硅片表面的粗糙度变化,并采用原子力显微镜分析腐蚀表面形貌.研究结果表明,在以硝酸铁为氧化剂的酸性环境中,苯丙氮三唑(BTA)作为铜抛光液的缓蚀剂具有良好的缓蚀效果.根据电化学参数计算出1.5wt%硝酸铁溶液中添加0.1wt%BTA的缓蚀率达99.1%;无论在静腐蚀还是在抛光过程中,在抛光液中添加BTA均可避免硅片严重腐蚀,使表面光滑.     

PVP与TAZ复配对Cu CMP的吸附缓蚀

采用电化学方法、表面表征和量子化学计算研究了在碱性抛光液中聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与1,2,4-三氮唑(TAZ)复配对Cu表面的缓蚀性能，探讨了原子尺度的吸附缓蚀机理。研究表明，PVP与TAZ复配较单独使用具有更好的缓蚀性能，且吸附方式均服从Langmuir吸附等温模型；PVP的反应活性位点主要集中在含有甲基的一端且能量较低，TAZ分子环上氮原子均为反应活性位点且能量很高，均可与Cu原子配位形成吸附中心，从而达到良好的缓蚀效果。PVP与TAZ复配可实现Cu化学机械抛光(CMP)在高去除速率下的低表面粗糙度。     

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。     

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。     

新型阻挡层抛光液对CMP后清洗效果的影响

当集成电路制造工艺缩小到14 nm及以下,阻挡层抛光清洗后表面缺陷严重影响芯片成品率。针对新型碱性阻挡层抛光液,与线上抛光液对比,通过检测抛光清洗后的晶圆表面缺陷,研究了不同阻挡层抛光液对CMP后清洗效果的影响。研究结果表明：当新型碱性阻挡层抛光液中不含盐酸胍时,抛光清洗后的晶圆表面存在大量划伤,盐酸胍的加入可同时提高TEOS和Cu的去除速率,且显著降低表面划伤数量;使用单一成分清洗液对不同阻挡层抛光液CMP后的晶圆清洗,新型阻挡层抛光液抛光清洗后的晶圆表面无任何污染颗粒,利于CMP后清洗,而线上抛光液的晶圆表面存在大量有机残留物和氧化物颗粒,需复配清洗液清洗;相比较线上阻挡层抛光液+复配清洗液工艺,使用新型碱性阻挡层抛光液+单一成分清洗液工艺产生的Cu/Ta界面腐蚀小,抛光清洗后的晶圆表面无明显的宽线条边缘缝隙和细线条表面塌陷的现象。     

缓蚀剂对提高腐蚀箔比容的影响

采用硫酸-盐酸体系环保型铝电解电容器用阳极箔腐蚀工艺,在扩孔液中分别加入乙酸、丙酸和乙二酸作为缓蚀剂,结合SEM分析对缓蚀剂在腐蚀扩孔中的缓蚀机理进行了探讨,研究了直流电侵蚀时缓蚀剂对腐蚀箔比容的影响。结果表明:缓蚀剂的引入提高了腐蚀箔比容,当乙酸、丙酸和乙二酸三种缓蚀剂的质量浓度ρ增加到0.5g/L时,所制腐蚀箔比容达到最大值,分别为1.10×10~(–6),1.07×10~(–6)和1.12×10~(–6)F/cm~2。乙二酸的缓蚀效果最好,可使腐蚀箔的比容提高25%以上。     

碲锌镉衬底的化学机械抛光液研究

作为碲锌镉衬底表面加工的重要工序,化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)的加工效果决定了碲锌镉衬底的表面质量和生产效率。抛光液是CMP的关键影响因素之一,直接影响衬底抛光后的表面质量。对碲锌镉衬底CMP工艺使用的抛光液进行了研究,探究了以二氧化硅溶胶和过氧化氢为主体的抛光液体系在不同pH值、不同磨料浓度下对衬底抛光表面质量和去除速率的影响。结果表明,使用改进后的抛光液体系对碲锌镉衬底进行CMP,能够在获得超光滑表面的同时实现高效率加工,为批量化制备高表面质量的碲锌镉衬底奠定了良好基础。     

Cu CMP抛光液对速率的影响分析及优化

在超大规模集成电路多层Cu布线CMP工艺中,抛光液是决定抛光速率、抛光表面状态和平坦化能力的重要因素。采用Plackett-Burman(PB)筛选实验对抛光液成分(磨料、氧化剂、活性剂、螯合剂)进行显著性因素分析,得出磨料、FA/O螯合剂Ⅱ型和氧化剂为显著性因素,并采用响应曲面法对其进行优化并建立了模型,最终得到以去除速率为评价条件的综合最优抛光液配比,为Cu抛光液配比优化及对CMP的进一步发展提供了新的思路与途径。     

硅通孔抛光液的研究进展

硅通孔(TSV)技术是一种先进的封装技术,化学机械抛光(CMP)是集成电路TSV制作过程中的重要步骤之一,是可兼顾材料表面局部和全局平坦化的技术。抛光液是影响抛光表面质量和加工效率的关键因素,是CMP工艺中消耗品成本最大的部分。TSV抛光液主要包括铜膜抛光液和阻挡层抛光液,依据抛光速率和抛光质量(表面粗糙度、碟形坑修正等)的要求对其进行了分类讨论,概述了近年来TSV抛光液的研究进展,对其今后的研究重点和发展趋势进行了分析和预测,认为TSV抛光液应朝着抛光速率和抛光质量的优化、低成本、环境友好的方向发展。     

碱性抛光液中表面活性剂对铜钽的电偶腐蚀

在阻挡层化学机械抛光(CMP)过程中,阻挡层材料钽(Ta)易与铜(Cu)发生电偶腐蚀.针对这一问题,通过电化学分析方法研究了碱性抛光液中非离子表面活性剂对铜钽腐蚀电位的影响;通过CMP实验研究了非离子表面活性剂对铜钽去除速率的影响.结果表明,随着非离子表面活性剂体积分数增加至9％,铜钽的腐蚀电位均降低.最终确定最佳非离子表面活性剂的体积分数为6％.此时,在静态条件下,铜钽电极之间的电位差为1 mV;在动态条件下,铜钽电极之间的电位差为40 mV,可极大地减弱铜钽电偶腐蚀.同时,铜钽的去除速率分别为47 nm·min-1和39 nm·min-1,铜钽去除速率选择比满足阻挡层CMP要求.     

单晶SiC电化学腐蚀及化学机械抛光

通过电化学工作站对4英寸(1英寸=2.54 cm)n型单晶SiC(4H-SiC)进行电化学腐蚀特性研究,采用36GPAW-TD单面抛光机对其Si面和C面进行了化学机械抛光(CMP)。结果表明,采用H2O2和NaClO作为氧化剂,均可促进SiC的电化学腐蚀并提高其抛光去除速率,其促进作用与氧化剂浓度和抛光液的pH值密切相关。选择含体积分数5%的H2O2、pH值为12的SiO2抛光液对SiC进行CMP,得到的Si面抛光速率可以达到285.7 nm/h。在含H2O2抛光液中引入适量的NaNO3和十二烷基硫酸钠,SiC表现出较高的腐蚀电位绝对值和去除速率。在H2O2和NaClO抛光液体系中,SiC的去除速率与其腐蚀电位的绝对值正相关,该结果对实际应用有一定的借鉴意义。     

铝电解电容器中缓蚀剂的应用研究进展

铝电解电容器的阳极腐蚀是在电场作用下的动态腐蚀。分析了阳极腐蚀的原因和抑制方法 ,详细论述应用于电解液的缓蚀剂的种类及作用机理。所用缓蚀剂主要有胺类、酮类、羧酸类、喹啉类和金属化合物等 ,它们能抑制由氯离子、硫酸根离子等所引起的腐蚀。     

一种对铜抛光后去除苯并三氮唑的新型清洗剂的研究

在化学机械平坦化(CMP)后,铜表面会残留一些颗粒污染(如二氧化硅)和有机物(如苯并三氮唑),这些杂质都会对集成电路造成很大的危害,因此CMP后清洗是必比不可少的过程。尤其是苯并三唑(BTA),它会和铜在其表面生成一层致密的Cu-BTA膜,使铜的表面疏水。这就要求有一种可以有效去除铜表面BTA的清洗剂。本次研究中提出的新型复合清洗剂主要来解决两个问题：一个是BTA的去除问题,另一个是清洗液对铜表面腐蚀的问题。清洗剂的主要成分有两种,一种是FA / OⅡ型碱性螯合剂,它主要用来去除BTA,另一种是FA / O I型表面活性剂,它主要用来解决铜表面的腐蚀问题。通过接触角和电化学的手段来表征BTA的去除情况。表面活性剂的抗腐蚀能力主要通过电化学实验来反映。本文提出的复合清洗剂在不腐蚀铜表面的前提下对于BTA的去除很有优势。关键词： 去除苯并三氮唑;碱性螯合剂;表面活性剂; 腐蚀抑制剂     

基于化学机械动力学的碱性铜抛光液平坦化机理研究

The planarization mechanism of alkaline copper slurry is studied in the chemical mechanical polishing (CMP) process from the perspective of chemical mechanical kinetics.Different from the international dominant acidic copper slurry,the copper slurry used in this research adopted the way of alkaline technology based on complexation. According to the passivation property of copper in alkaline conditions,the protection of copper film at the concave position on a copper pattern wafer surface can be achieved without the corrosion inhibitors such as benzotriazole(BTA),by which the problems caused by BTA can be avoided.Through the experiments and theories research,the chemical mechanical kinetics theory of copper removal in alkaline CMP conditions was proposed. Based on the chemical mechanical kinetics theory,the planarization mechanism of alkaline copper slurry was established. In alkaline CMP conditions,the complexation reaction between chelating agent and copper ions needs to break through the reaction barrier.The kinetic energy at the concave position should be lower than the complexation reaction barrier,which is the key to achieve planarization.     

镁合金激光表面处理技术的研究进展

镁合金是一种极具发展潜力的轻质结构材料,但镁合金的耐蚀、耐磨性较差成为阻碍镁合金推广应用的重要问题。表面处理是提高镁合金耐蚀、耐磨性能的重要途径。激光表面处理具有非接触加工、能源清洁、热影响区域小、便于自动控制等优点。激光表面熔凝、合金化、复合强化、熔敷等技术在镁合金的防腐、防磨损方面已取得了一定的成果。综述了镁合金的腐蚀问题和激光表面处理提高镁合金耐蚀、耐磨性能的研究现状,提出了存在的问题和研究的方向。     

Surface‐Modified Mesoporous SiO2 Containers for Corrosion Protection

The development of active corrosion protection systems for metallic substrates is an issue of prime importance for many industrial applications. The present work shows a new contribution to the design of a new protective system based on surface modified mesoporous silica containers. Incorporation of silica‐based containers into special sol–gel matrix allows for a self‐healing effect to be achieved during the corrosion process. The self‐healing ability occurs due to release of entrapped corrosion inhibitors in response to pH changes caused by the corrosion process. A silica–zirconia‐based hybrid film is used in this work as a coating matrix deposited on AA2024 aluminum alloy. Mesoporous silica nano‐particles are covered layer‐by‐layer with polyelectrolyte layers and loaded with inhibitor [2‐(benzothiazol‐2‐ylsulfanyl)‐succinic acid]. The hybrid film with nanocontainers reveals enhanced long‐term corrosion protection in comparison with the individual sol–gel films. The scanning vibrating electrode technique also shows an effective healing ability of containers to cure the corrosion defects. This effect is due to the release of the corrosion inhibitor triggered by the corrosion processes started in the cavities. The approach described herein can be used in many applications where active corrosion protection of materials is required.     

提高Al/SiC复合材料抗蚀性的准分子激光气体合金化研究

为提高 Si C增强铝基复合材料的抗蚀性能 ,利用 Kr F准分子激光在高纯度氮气环境下对Si C晶须增强铝基复合材料进行气体合金化处理。处理后 ,在试件表面形成了一个几微米厚的富含Al N陶瓷相的表面改性层。该层不再含有导致材料抗蚀性恶化的金属间化合物 ,Si C增强相的数量也大幅度减少。准分子激光气体合金化对金属基复合材料的复合抗蚀机理使材料的抗腐蚀性能得到了显著提高     

Application of Inhibitor‐Loaded Halloysite Nanotubes in Active Anti‐Corrosive Coatings

Halloysite particles are aluminum‐silicate hollow cylinders with a length of 0.5–1 µm, an outer diameter of ca. 50 nm and a lumen of 15 nm. These nanotubes are used for loading and sustained release of corrosion inhibitors. The inhibitor is kept inside the particles infinitely long under dry conditions. Here, halloysite nanotubes filled with anticorrosive agents are embedded into a SiO_x–ZrO_x hybrid film. An aluminum plate is dip‐coated and immersed into 0.1 M sodium chloride aqueous solution for corrosion tests. A defect in the sol–gel coating induces pitting corrosion on the metal accompanied by a strong anodic activity. The inhibitor is released within one hour from halloysite nanotubes at corrosion spots and suppresses the corrosion process. The anodic activity is successfully restrained and the protection remains for a long time period of immersion in NaCl water solution. The self‐healing effect of the sol–gel coating doped with inhibitor‐loaded halloysite nanotubes is demonstrated in situ via scanning vibrating electrode technique measurements.     

混凝土结构中钢筋腐蚀监测的光纤传感技术

综述了混凝土结构内部钢筋腐蚀监测的光纤传感技术最新进展,分析了钢筋腐蚀产生的原因及现象,介绍了几种光纤腐蚀传感的原理及特点,指出了今后的发展趋势。