FA/O碱性清洗液对GLSI多层Cu布线粗糙度的优化

采用自主研发的FA/O碱性清洗液对多层Cu布线表面粗糙度进行优化。通过改变清洗液中螯合剂与活性剂的体积分数,做单因素实验,得到最佳配比。利用原子力显微镜观察布线片表面清洗前后粗糙度的变化,电化学测试仪测试各种清洗液对晶圆表面的腐蚀情况。通过对比实验得出当FA/O碱性清洗液中FA/O II螯合剂体积分数为0.015%,O-20活性剂体积分数为0.15%时,表面粗糙度值最小为1.39 nm,而且表面和界面均没有腐蚀。     

关于FA/O螯合剂降低铜布线片漏电流的研究

简要论述了互连工艺中铜布线取代铝布线的必然趋势,以及铜布线片化学机械抛光(CMP)后进行清洗的必要性。在集成电路制造的过程中,漏电流的危害已经引起了广泛关注。在CMP过程中产生的三种主要表面缺陷对漏电流都有一定的影响,但其中重金属离子对漏电流的影响是最大的。通过使用不同浓度的FA/O螯合剂对铜布线片进行清洗,从而得出最佳的去除金属离子降低漏电流的清洗浓度。为了防止FA/O螯合剂对铜线条造成腐蚀,采用在清洗液中加入缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)来有效控制铜线条的表面腐蚀,从而得到理想的清洗结果。25℃时,加入20 mmol/L BTA的体积分数为0.4%的FA/O螯合剂降低漏电流的效果最佳。     

弱碱性抛光液中FA/O 螯合剂和H2O2对Ru CMP的影响研究

Ru作为一种新型阻挡层材料已经应用到了先进的集成电路生产中。但由于金属钌特殊的物理化学性质使其化学机械抛光(CMP)还存在很多问题。为了提高Ru的去除速率,本文研究了FA/O螯合剂和H2O2对Ru的抛光去除速率(RR)和静态腐蚀速率(SER)的影响。实验结果表明,随着H2O2浓度的增加,在抛光过程中,Ru表面形成了致密氧化层,导致Ru的抛光去除速率(RR)和静态腐蚀速率(SER)先增加后减少。通过电化学方法对Ru表面的腐蚀情况进行了分析研究。结果表明,FA/O螯合剂能通过与Ru的氧化物((RuO4)2- 和RuO4 )形成可溶性胺盐([R(NH3)4] (RuO4)2) 提高Ru 的去除速率。同时,为了降低金属Ru CMP后表面粗糙度,在抛光液中加入了非离子表面活性剂AD。     

FA/O精抛液组分对Cu/Ta CMP去除速率的影响

研究了精抛液中各组分对Cu/Ta去除速率的影响.在分别考察磨料质量分数、Ⅱ型螯合剂、活性剂和双氧水等各组分对Cu/Ta去除速率的影响后,研发了磨料质量分数为2％,Ⅱ型螯合剂体积分数为0.35％,活性剂体积分数为2％,H2O2体积分数为2％的FA/O精抛液.并在MIT854布线片上进行了精抛测试.结果显示,精抛12 s之后,100-100线条处高低差从精抛前的76.7 nm降低为63.2 nm,而50-50线条处高低差从精抛前的61.3 nm降低为59.8 nm.并且,经过FA/O精抛液精抛后粗抛后产生的尖峰也有所减小,台阶趋于平坦.精抛后,100-100和50-50处的高低差均小于70 nm,能够达到产业化指标.     

FA/O阻挡层抛光液在铜布线中的去除速率的选择性优化

在阻挡层平坦化的过程中,由于不同材料去除速率的要求,所以有必要研发一种阻挡层抛光液来改善Cu/barrier/TEOS(SiO2)速率的选择性来减小蚀坑和碟形坑,。本次实验中,研发了一种不含腐蚀抑制剂BTA的FA/O碱性阻挡层抛光液。它包含了20mL/L的FA/O螯合剂,5mL/L的表面活性剂,磨料浓度为1:5,pH值为8.0。通过控制抛光液的成分,有效的控制了不同材料的去除速率。最后,考察FA/O阻挡层抛光液对介电层材料的影响。在进行完CMP过程后,检测介电层材料的性能。结果显示,漏电流在皮安级,电阻2.4 kΩ,电容2.3pF,碟形坑和蚀坑都在30nm以下。介质层的各项指标完全满足工业化生产的需要。     

用含表面活性剂和螯合剂的清洗液清洗硅片的研究

目前半导体工业生产中普遍采用的清洗技术是 RCA清洗技术 .文中介绍了一种含表面活性剂和螯合剂的新型半导体清洗剂和清洗技术 .并利用 X射线光电子谱和原子力显微镜等测试方法 ,分别比较了用两种清洗技术清洗过的硅片表面 .测试结果表明 ,它们的去污效果基本相当 .但对硅片表面的粗糙化影响方面 ,新型半导体清洗技术优于标准 RCA清洗技术 .     

金属／多孔硅／硅结构发光器件输运特性的研究

基于Vlkulov等人对金属/多孔硅/硅结构输运特性的研究,分析了载流子在金属/多孔硅/硅结构中的输运过程,研究了各层中电场强度以及电压的分布,讨论了镜像势在正反向偏压下对金属/多孔硅/硅结构I-V特性的影响.结果表明:金属/多孔硅/硅结构中电流主要受表面态电荷和界面层影响,改变多孔硅层厚度将导致各层中电压的重新分布,不管是正向偏压还是反向偏压,电流随厚度的增加而减小;镜像势在正向偏压时对电流的影响可以忽略,但随反向偏压增大镜像势对电流的影响越来越大.     

用含表面活性剂和螯合剂的清洗液清洗硅片的研究

目前半导体工业生产中普遍采用的清洗技术是RCA清洗技术.文中介绍了一种含表面活性剂和螯合剂的新型半导体清洗剂和清洗技术.并利用X射线光电子谱和原子力显微镜等测试方法,分别比较了用两种清洗技术清洗过的硅片表面.测试结果表明,它们的去污效果基本相当.但对硅片表面的粗糙化影响方面,新型半导体清洗技术优于标准RCA清洗技术.     

螯合剂对酸性抛光液中铜离子沉积的影响

研究了几种螯合剂减少金属铜在晶片表面沉积的作用.将晶片放入含有或不含螯合剂的酸性抛光液中浸泡10min,用GFAAS测定表面沉积铜的浓度.结果表明,PAA、HEDP和AMPS的加入都能明显减少金属铜在硅片表面的沉积量,去除率分别为83%、79%和44%.进一步的研究发现,PAA过量时,即使螯合剂或者铜离子的浓度成倍增加,金属铜沉积量减少率变化不大.因此,加入过量PAA螯合剂不仅能够减少金属铜的沉积量,而且可以减弱沉积量的波动,增强工艺的稳定性.     

HF/O3在300mm硅片清洗中的应用

随着半导体技术的不断发展,集成电路的线宽在不断减小,对硅抛光片表面质量的要求也越来越高,传统的RAC清洗方法已不能满足其需求,因此,必须发展新的清洗方法.本文对传统的RCA清洗方法进行了简单的介绍,分析了其中的不足之处,在此基础上,对新发展的HF/O3槽式清洗法和HF/O3单片清洗法进行了详细的说明,从而对300mm硅片清洗方法的未来发展方向进行了简单论述.     

太阳能级Si片清洗工艺分析

在实验基础上对太阳能级Si片碱性清洗工艺进行了分析,指出碱性清洗液在适宜的工艺环境下,配合超声清洗和表面活性剂的使用可以获得良好的清洗效果。结果表明,表面金属浓度分别达到Cu元素小于1.3×10~(14)atoms/cm~2,Fe元素小于5×10~(13)atoms/cm~2。碱性清洗液与Si晶体发生两步化学反应,平衡后OH~-离子浓度保持稳定,是以获得稳定的清洗效果同时提高清洗液的使用效率。     

HF溶液中铜离子在硅片表面沉积的研究

研究了溶液中的铜离子在硅片表面的沉积情况,尝试采用几种螯合剂来减少铜在硅片表面的沉积.GFAAS的测试结果表明,HF稀溶液中加入少量螯合剂,均可以使硅片表面的金属Cu的沉积量显著减少,但不同的螯合剂效果不同,而且与溶液中螯合剂与铜形成的络合物稳定性质并不完全一致.加入螯合剂后,铜离子与螯合剂不仅在溶液中反应,而且在硅片表面形成竞争吸附,对铜离子在硅片表面的沉积量影响较大.     

高浓度臭氧超净水制备及在硅片清洗中的应用

利用自主研发强电离放电的臭氧超净水产生系统,采用强电场电离放电把氧激发、电离,电离离解成O,O-,O+,O(1 D)和O2(a1△g)等活性粒子,它们进一步反应形成高浓度气态O3,再用强激励方法把气态O3高效率溶于超净水中形成高浓度臭氧超净水.实验结果表明,当强电离放电电场强度为96 kV/cm,放电功率为800 W,形成高浓度臭氧超净水反应时间为30 min时,臭氧超净水质量浓度达到34.2 mg/L,去除Fe,Cu和Al颗粒物效率达到90％以上,满足硅片清洗的要求,为硅片清洗提供了一种形成高浓度臭氧超净水新方法.     

清洗液温度及浓度对硅研磨片清洗效果的影响

超声波清洗在硅片生产中具有广泛的应用,影响超声波清洗效果的因素有很多,如清洗液温度、清洗液浓度等。为了研究清洗温度和清洗液浓度对硅研磨片清洗效果的影响,在实验中通过改变清洗液温度及清洗液的浓度,最后观察硅片表面洁净情况。得出清洗液温度和清洗液浓度不是越高越好,在某一具体工艺下,都存在一个适宜范围,在适宜范围内,硅片的清...     

硅片湿法清洗工艺缺陷控制研究

采用光学表面分析(OSA)方法,研究了硅片湿法清洗工艺中清洗液SC1的浓度配比和温度对硅片表面颗粒和缺陷的影响.研究结果表明,当NH4OH浓度较小,则硅片表面颗粒数增加,而缺陷减少;当SC1温度降低为45℃时,硅片表面颗粒增加数仅为60每片(颗粒尺寸大于等于0.2 μm),且无缺陷产生.优化工艺参数后,明显改善了硅片湿法清洗工艺的质量.     

金刚石膜电化学清洗硅片表面有机沾污的研究

采用金刚石膜电极的电化学方式在专用水基清洗剂中不断产生强氧化剂过氧焦磷酸根离子(P2O4-8),并将此方式作为金刚石膜电化学清洗工艺步骤的第一步,用于氧化去除硅片表面的有机沾污.通过与RCA清洗进行对比实验,并应用X射线光电子谱和原子力显微镜进行清洗效果的检测,结果表明,本清洗工艺处理后的硅片表面有机碳含量更少,微粗糙度小,明显优于现有的RCA清洗工艺.     

通过添加表面活性剂和螯合剂改进硅片化学清洗工艺的研究

通过在传统RCA清洗法所用的SC-1液中,添加表面活性剂四甲基氢氧化铵(TMAH)和/或螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA),实验比较了不同清洗方法对颗粒粘污、金属粘污的去除效率;并测试了其对硅片表面粗糙度的影响。用MOS电容结构的击穿电场强度Weibull分布,评价了不同清洗方法所得氧化层的质量。结果表明,上述改进能够显著提高对颗粒粘污和金属粘污的去除效果,同时能省去RCA的SC-2清洗步骤,具有节省工时、化学试剂消耗量小的优势。     

金刚石膜电化学清洗硅片表面有机沾污的研究

采用金刚石膜电极的电化学方式在专用水基清洗剂中不断产生强氧化剂过氧焦磷酸根离子(P2O4-8),并将此方式作为金刚石膜电化学清洗工艺步骤的第一步,用于氧化去除硅片表面的有机沾污.通过与RCA清洗进行对比实验,并应用X射线光电子谱和原子力显微镜进行清洗效果的检测,结果表明,本清洗工艺处理后的硅片表面有机碳含量更少,微粗糙度小,明显优于现有的RCA清洗工艺.