E1310P和FMEE复配对铜膜CMP性能的影响

针对化学机械抛光(CMP)中传统唑类缓蚀剂毒性强、成本高,在表面形成坚硬钝化膜难以去除等问题,在甘氨酸-双氧水体系下,使用阴离子表面活性剂聚氧乙烯醚磷酸酯(E1310P)和非离子表面活性剂脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)复配替代传统唑类缓蚀剂。通过去除速率、表面粗糙度和表面形貌等的实验结果研究了E1310P和FMEE协同作用对CMP过程中表面质量的影响。通过表面张力、电化学性能、X射线光电子能谱(XPS)和密度泛函理论(DFT)揭示了E1310P和FMEE的协同吸附行为及其机理。结果表明,E1310P可以吸附在Cu的表面,降低Cu的去除速率;FMEE的加入能有效屏蔽E1310P离子头基间的电性排斥作用,使更多的E1310P吸附在Cu的表面,在协同作用下形成了更致密的抑制膜,使得CMP抛光性能得以提升。     

复合磨料的制备及其对层间介质CMP性能的影响

以SiO₂为内核、CeO₂为外壳制备出了核壳结构复合磨料,用以提升集成电路层间介质的去除速率及表面一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合磨料的表面形貌,利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析复合磨料的表面物相结构及化学键组成。研究结果表明,所制备的复合磨料呈现出“荔枝”形,平均粒径为70～90 nm, CeO₂粒子主要以Si—O—Ce键与SiO₂内核结合。将所制备的复合磨料配置成抛光液进行层间介质化学机械抛光(CMP)实验。实验结果表明,Zeta电位随着pH值的降低而升高,当pH值约为6.8时达到复合磨料的等电点。当pH值为3时,层间介质去除速率达到最大,为481.6 nm/min。此外,研究发现去除速率还与摩擦力和温度有关,CMP后的SiO₂晶圆均方根表面粗糙度为0.287 nm。