螯合剂与氧化剂协同降低CMP中Co/Cu电偶腐蚀

钴(Co)作为10 nm及以下技术节点的铜互连极大规模集成电路(GLSI)的新型阻挡层材料,在阻挡层化学机械抛光(CMP)中易与铜(Cu)发生电偶腐蚀。本文采用电化学、CMP、静态腐蚀实验以及扫描电镜(SEM)表征方法,研究了弱碱性抛光液中螯合剂和氧化剂在Co/Cu电偶腐蚀中的协同作用。研究表明:抛光液中的氧化作用,使得Co和Cu表面生成一层由氧化物及氢氧化物组成的钝化膜,抑制了Co和Cu的静态腐蚀;多羟多胺螯合剂浓度增加,抛光液pH升高,Co和Cu表面钝化膜的生成加快;CMP过程中,Co和Cu腐蚀电位均有明显降低,去除速率均加快。抛光液组分为1.5 ml·L-1H2O2、0.1%FA/O螯合剂、30%AEO-9、5%硅溶胶(质量分数)时,Co的腐蚀电位低于Cu的腐蚀电位;研磨状态下,Co/Cu腐蚀电位差降到-6 m V,电偶腐蚀电流很小,极大地减弱Co/Cu电偶腐蚀。同时,Co的去除速率为130 nm·min-1,Cu的去除速率为76.5 nm·min-1,Co与Cu的静态腐蚀均不明显,可以很好地满足阻挡层CMP要求。     

基于轴角编码器二阶跟踪微分的角加速度测量

角加速度是描述旋转机构工作状态的一项重要参数。常用压力或压电传感器测量角加速度的方法存在易受待测设备自身振动干扰的问题。本文基于高精度绝对式光电轴角编码器,提出采用二阶跟踪微分处理的方法,以准确测量发射车起竖臂工作过程中的角加速度。     

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.     

阻挡层抛光中布线槽铜电阻R_s的控制机制研究

布线槽处铜线条的电阻R_s关系着集成电路的响应速度和芯片的电特性。阻挡层抛光的过程中会造成布线槽处铜线条电阻R_s的变化,为了实现R_s的变化可控,使用FA/O螯合剂和JFC活性剂进行实验测试和机制研究。测试结果表明布线槽铜线条电阻R_s的变化取决于铜线条厚度的大小,铜线条厚度的大小是由铜线条去除速率VCu决定的。对含有不同浓度FA/O螯合剂和JFC活性剂的抛光液进行电化学实验研究,结果表明螯合剂FA/O对Cu2+有很强的螯合作用,可以促进抛光液对布线槽铜线条的化学作用,提高布线槽铜线条的去除速率VCu;活性剂JFC对布线槽铜线条表面有很强的钝化作用,可以抑制抛光液对布线槽铜线条的化学作用,减小布线槽铜线条的去除速率VCu。利用螯合剂FA/O的强螯合作用和活性剂JFC的强钝化作用实现了布线槽铜电阻R_s的控制。     

抗干扰激光入侵探测设备研究

激光入侵探测设备具有探测距离远等独特优势,但也存在易受杂光照射或小物体干扰而产生误报的不足。本文采用芯片NE555和ADP3334组合使用对808nm半导体激光器进行调制脉冲稳压供电,在激光器发射端产生特定频率稳定脉冲激光,接收端予以相应滤波处理,探测器具有抗太阳光、灯光等杂光干扰的能力。接收端采用放大器OP295进行信号限幅放大,探测器在米级到百米级探测距离内无需调节均可正常工作。触发报警的时间下限由单片机进行控制,能降低小物体干扰产生的误报。     

28nm集成电路铜互连弱碱性阻挡层抛光液性能北大核心

报道了一种用于技术节点为28 nm的集成电路多层铜互连阻挡层化学机械平坦化(CMP)的弱碱性抛光液(pH值为8.5),仅由平均粒径为20 nm的硅溶胶、FA/O多羟多胺螯合剂及非离子表面活性剂组成。实验结果表明,研发的弱碱性阻挡层抛光液对牺牲层SiO2、阻挡层Ta及金属互连线Cu等多种材料具有优异的速率选择性,去除速率一致性大于95%,并在28 nm多层铜布线片阻挡层CMP后具有较高的平坦化性能,分别获得了20 nm以下深度的碟形坑和蚀坑。通过电化学极化曲线测试表明,此弱碱性阻挡层抛光液能有效减少Cu和Ta之间的腐蚀电位差,并避免了铜互连结构Cu和Ta界面处电偶腐蚀的产生,这对提高集成电路芯片可靠性具有重要意义。