A new weakly alkaline slurry for copper planarization at a reduced down pressure

This study reports a new weakly alkaline slurry for copper chemical mechanical planarization （CMP）, it can achieve a high planarization efficiency at a reduced down pressure of 1.0 psi. The slurry is studied through the polish rate, planarization, copper surface roughness and stability. The copper polishing experiment result shows that the polish rate can reach 10032 A/rain. From the multi-layers copper CMP test, a good result is obtained, that is a big step height （10870 A） that can be eliminated in just 35 s, and the copper root mean square surface roughness （sq） is very low （〈 1 rim）. Apart from this, compared with the alkaline slurry researched before, it has a good progress on stability of copper polishing rate, stable for 12 h at least. All the results presented here are relevant for further developments in the area of copper CMP.     

TiO2 薄膜CMP表面粗糙度的研究

Abstract： Surface roughness by peaks and depressions on the surface of titanium dioxide （TiO2） thin film, which was widely used for an antireflection coating of optical systems, caused the extinction coefficient increase and affected the properties of optical system. Chemical mechanical polishing （CMP） is a very important method for surface smoothing. In this polishing experiment, we used self-formulated weakly alkaline slurry. Other process parameters were working pressure, slurry flow rate, head speed, and platen speed. In order to get the best surface roughness （1.16 A, the scanned area was 10 × 10 μm2） and a higher polishing rate （60.8 nm/min）, the optimal parameters were： pressure, 1 psi; slurry flow rate, 250 mL/min; polishing head speed, 80 rpm; platen speed, 87 rpm.     

一种有效解决Cu CMP后残留二氧化硅颗粒的清洗液

摘要：在本文中提出了一种新型有效去除二氧化硅颗粒的FA/O清洗液,其主要成分包括FA/OII型螯合剂和FA/O型活性剂。这种清洗液能够同时去除以物理和化学吸附在晶圆表面的硅溶胶颗粒。 在本文实验过程中通过改变螯合剂和活性剂的浓度, 得出最佳清洗浓度。并且,讨论了这种FA/O碱性清洗剂去除硅溶胶颗粒的机理。根据实验结果可知,FA/OII型螯合剂和活性剂都能够有效去除硅溶胶颗粒。当FA/OII型螯合剂和FA/O活性剂达到最佳配比时,这种新型清洗液能够有效去除硅溶胶颗粒。     

铜CMP中温度与质量传递对速率均匀性的影响

随着集成电路布线层数的增加以及特征尺寸的减小,对材料表面平整度的要求越来越高,如何保证化学机械平坦化(CMP)过程中的速率均匀性是实现高平整的关键。温度和质量传递是影响化学反应速率的主要因素,CMP过程中晶圆表面的温度分布和反应物及产物的质量传递不均匀,会导致去除速率分布不均匀。通过分析抛光速率分布随环境温度的变化规律,来研究晶圆表面温度与质量传递之间的关系,给出了调整CMP均匀性的方法。研究结果表明,环境温度为24℃,工作压力为103 mdaN/cm2(1 kPa=10 mdaN/cm2),背压为93 mdaN/cm2时,片内非均匀性为3.28%,抛光速率为709.8 nm/min,满足工业应用要求。     

CMP工艺对Co/Cu去除速率及速率选择比的影响研究

化学机械抛光(CMP)工艺中,选用了固定的抛光液组分,即3%体积百分比的FA/O型螯合剂、3%体积百分比的FA/O I型非离子表面活性剂、5% SiO₂。首先研究了不同抛光工艺参数,包括抛光压力、抛光头/抛光盘转速、抛光液流量等,对Co/Cu去除速率及选择比的作用机理。然后采用4因素、3水平的正交试验方法对抛光工艺进行优化实验,得到了较佳的工艺参数。在抛光压力为13.79 kPa、抛光头/抛光盘转速为87/93 r/min、抛光液流速为300 mL/min的条件下,Co/Cu的去除速率选择比为3.26,Co和Cu的粗糙度分别为2.01 、1.64 nm。     

KIO4抛光液中盐酸胍对铜钌CMP的影响

使用高碘酸钾为氧化剂,在工作压力为10.34 kPa、抛光头转速为87 r/min、抛光盘转速为93 r/min、流量为300 mL/min的条件下,研究不同浓度的盐酸胍(GH)对铜钌CMP的影响。电化学和AFM表面形貌图被用来对Ru和Cu表面的化学机理进行分析。实验结果表明,随着GH浓度的升高,Ru和Cu的抛光速率逐步降低,并且达到良好的速率选择比。     

水平井非平行界面缝洞型储层的双侧向测井响应特性

由于不整合面和断层等的存在,往往使得缝洞型储层出现界面不平行,而这种非平行界面会使得双侧向响应存在误差。采用三维有限元法对缝洞型储层进行模拟,研究了上界面倾角、溶洞距测井仪器中心的距离、溶洞大小,溶洞内流体电阻率、垂直裂缝张开度,垂直裂缝内流体电阻率对双侧向测井响应的影响。结果表明,在水平井中,上界面倾角越大,对双侧向响应影响越大;在水平井非平行界面中,溶洞大小和溶洞距测井仪器中心的距离对双侧向响应影响较大,而溶洞内流体电阻率、裂缝张开度和裂缝流体电阻率对双侧向测井响应影响较小。该研究对水平井非平行界面缝洞型储层的测井解释提供一定的理论依据。     

碱性铜精抛液中表面活性剂ADS对平坦化效果的影响

研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸铵(ADS)在弱碱性铜抛光液中对晶圆平坦化效果的影响.对不同质量分数的阴离子表面活性剂ADS下的抛光液表面张力、铜去除速率、抛光后铜膜的碟形坑高度、晶圆片内非均匀性和表面粗糙度进行了测试.实验结果表明,当阴离子表面活性剂ADS的质量分数为0.2％时,抛光液的表面张力降低,铜的去除速率为202.5 nm·min-1,去除速率片内非均匀性减小到4.15％,抛光后铜膜的碟形坑高度从132 nm降低到68.9 nm,表面粗糙度减小到1.06 nm.与未添加表面活性剂相比,晶圆表面的平坦化效果得到改善.     

新型碱性抛光液各组分对铜化学机械平坦化性能的影响

随着集成电路特征尺寸的减小、晶圆尺寸的增大以及布线层的逐渐增多,加工晶圆过程中实现较高的材料去除速率、较小的片内非一致性(WIWNU)及较小的表面粗糙度已经成为铜化学机械抛光工艺的几大难点.采用正交实验法选取5组抛光液进行Cu CMP实验,系统研究了含有双氧水、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、FA/O Ⅰ型螯合剂与苯骈三氮唑(BTA)的碱性抛光液化学组分对铜去除速率、WIWNU的影响,并对铜CMP的各种变化规律做出机理分析.结果表明:采用pH值约为8.6,体积分数为3％的H202,质量分数为0.08％的非离子表面活性剂AEO与体积分数为1.5％的螯合剂的碱性抛光液,在12英寸(1英寸=2.54 cm)铜镀膜片抛光后有助于去除速率达到629.1 nm/min,片内非一致性达到4.7％,粗糙度达到1.88 nm.