酸性层间介质CMP抛光液胶体稳定性的研究

针对酸性硅溶胶(SiO₂)抛光液稳定性较差的问题,研究在磨料质量分数为16%,抛光液pH值为3的条件下,添加不同浓度阴离子表面活性剂烷基多苷磺基琥珀酸单酯盐(APG)、非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚-9(AEO-9)、高聚物聚丙烯酸(PAA)、聚乙二醇(PEG)对酸性抛光液的分散性能与SiO₂去除速率的影响。通过研究不同分散剂对抛光液的Zeta电位、粘度、紫外光谱、去除速率的影响,确定了不同分散剂的最佳浓度。研究表明,当在抛光液中分别滴加质量分数0.15%AEO-9、0.1%PEG、0.2%PAA、0.15%APG时,其抛光液的分散性能与抛光性能达到最佳;其中AEO-9的分散效果与抛光性能最好,在溶液中滴加质量分数0.15%AEO-9时,其溶液Zeta电位为-31.04 mV,粘度为5.58 mPa·s,去除速率为311.2 nm/min,并可使表面粗糙度降至0.235 nm。揭示了AEO-9在酸性硅溶胶体系下的作用机理。     

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。     

STI CMP中SiO2/CeO2混合磨料对SiO2介质层CMP性能的影响

为了在浅沟槽隔离(STI)化学机械平坦化(CMP)过程中提高对SiO₂介质层去除速率的同时保持晶圆表面一致性,研究了SiO₂/CeO₂混合磨料的协同作用以及对SiO₂介质层去除速率及一致性的影响。结果显示,相比于单一磨料,采用混合磨料能够兼顾介质去除速率和一致性。采用质量分数10%SiO₂(粒径为80 nm)与质量分数0.7%CeO₂磨料混合抛光后,对介质层的去除速率达到347 nm/min,片内非均匀性(WIWNU)为9.38%。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察颗粒状态发现,晶圆表面吸附大量的SiO₂颗粒会阻碍CeO₂磨料与晶圆表面接触,从而降低对晶圆中心的去除速率,使化学作用更均匀。通过将小粒径SiO₂磨料(40 nm)与CeO₂磨料混合,使介质层去除速率进一步提升至374 nm/min, WIWNU降低到8.83%,用原子力显微镜(AFM)表征抛光后晶圆...     

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。     

含稀土的N-环己基马来酰亚胺耐热改性剂在PVC中的应用

用乳液聚合的方法制备了马来酸单十二酯镧-N-环己基马来酰亚胺-丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯四元共聚物,将其作为耐热改性剂与PVC共混。研究了马来酸单十二酯镧的用量对共聚物组成、PVC的热性能和力学性能的影响。结果表明,LaTM用量为20%(文中物质含量均为质量百分数)时,共聚物用量为PVC的20%时,共混物的维卡软化点比纯PVC的提高了1.6℃,热分解温度Td50比纯PVC提高了12.33℃,拉伸强度、冲击强度均明显提高。     

碱性铜抛光液在300mm平坦化系统中CMP工艺优化的研究

CMP process optimization for bulk copper removal based on alkaline copper slurry was performed on a 300 mm Applied Materials Reflexion LK system. Under the DOE condition, we conclude that as the pressure increases, the removal rate increases and non-uniformity is improved. As the slurry flow rate increases, there is no significant improvement in the material removal rate, but it does slightly reduce the WIWNU and thus improve uniformity. The optimal variables are obtained at a reduced pressure of 1.5 psi and a slurry flow rate of 300 ml/min. Platen/carrier rotary speed is set at a constant value of 97/103 rpm. We obtain optimized CMP characteristics including a removal rate over 6452 A/min and non-uniformity below 4% on blanket wafer and the step height is reduced by nearly 8000 A/min in the center of the wafer on eight layers of copper patterned wafer, the surface roughness is reduced to 0.225 nm.     

低压力Cu布线CMP速率的研究

采用低介电常数材料(低k介质)作为Cu布线中的介质层,已经成为集成电路技术发展的必然趋势.由于低k介质的低耐压性,加工的机械强度必须降低,这对传统化学机械抛光(CMP)工艺提出了挑战.通过对CMP过程的机理分析,提出了影响低机械强度下Cu布线CMP速率的主要因素,详细分析了CMP过程中磨料体积分数、氧化剂体积分数、FA/O螯合剂体积分数等参数对去除速率的影响.在4.33 kPa的低压下通过实验得出,在磨料体积分数为20%,氧化剂体积分数为3%,FA/O螯合剂体积分数为1.5%时可以获得最佳的去除速率及良好的速率一致性.     

超滤和活性剂协同作用对铜阻挡层CMP后缺陷的控制机理研究

在铜互连阻挡层化学机械抛光(CMP)过程中,由于工艺和材料等因素会产生划伤和沾污等缺陷问题,造成器件失效、良率降低及潜在可靠性等问题.研究了抛光液中活性剂及超滤工艺对CMP后缺陷的影响,提出了活性剂和超滤协同控制CMP后缺陷的作用机理.通过粒径和大颗粒测试仪表征抛光液粒径和大颗粒数的变化,通过扫描电子显微镜(SEM)和...     

新型碱性阻挡层抛光液在300mm铜布线平坦化中的应用

研发了一种新型碱性阻挡层抛光液,其不含通用的腐蚀抑制剂和不稳定的氧化剂(通常为H2O2)。Cu/Ta/TEOS去除速率和选择性实验结果表明,此阻挡层抛光液对Cu具有较低的去除速率,能够保护凹陷处的Cu不被去除,而对阻挡层(Ta)和保护层(TEOS)具有较高的去除速率,利于碟形坑和蚀坑的修正。在300mm铜布线CMP中应用表明,此碱性阻挡层抛光液为高选择性抛光液,能够实现Ta/TEOS/Cu的选择性抛光,对碟形坑(dishing)和蚀坑(erosion)具有较强的修正作用,有效地消除了表面的不平整性,与去除速率及选择性实验结果一致,能够用于多层铜布线阻挡层的抛光。     

ULSI铝布线化学机械抛光研究

在分析铝的物理化学特性的基础上,对甚大规模集成电路(ULSI)铝布线化学机械抛光(CMP)机理进行研究,确定采用碱性抛光液。阐述了所选pH值调节剂的特点,探讨了其在化学机械抛光过程中的作用机理,并分析了所选表面活性剂所发挥的提高高低选择比的作用。最后,对所选pH值调节剂和表面活性剂对铝化学机械抛光的影响进行了实验研究。结果表明:pH值在11.0时,去除速率最快,约为390nm/min;表面活性剂的加入对去除速率影响不大,但可以明显改善表面状态,表面粗糙度降至nm级。