磷酸和酒石酸在GSI阻挡层CMP抛光液中的应用

在阻挡层的化学机械平坦化(CMP)过程中,Cu与阻挡层去除速率的一致性是保证平坦化的关键问题之一。低k介质材料的引入要求阻挡层在低压力下用弱碱性抛光液进行CMP,这给抛光液对不同材料的选择性提出了新的挑战。研究了低压2 psi,(1 psi=6.89 kPa)CMP条件下,磷酸和酒石酸作为阻挡层抛光液pH调节剂对Cu和Ta的络合作用。实验结果表明,酒石酸对Cu和Ta有一定的络合作用,能够提高它们的去除速率;磷酸能提高Ta的去除速率,而对Cu的去除有抑制作用。最终在加入磷酸浓度为2×10-2mol/L,酒石酸浓度为1×10-2mol/L,H2O2体积分数为0.3%,pH=8.5时,Cu/Ta/SiO2介质的去除速率选择比达到了1∶1∶1,去除速率约为58 nm/min;同时,磷酸和酒石酸的加入能够有效改善Cu的表面状态。     

CMP工艺晶圆表面颗粒去除问题的研究

CMP之后晶圆表面颗粒数目是CMP工艺的一项关键指标。针对Si CMP之后的清洗效果,分析了晶圆表面亲疏水性、清洗液浓度方面对清洗效果的影响。结果表明通过一定浓度的清洗液清洗抛光之后晶圆能取得较好的表面颗粒数量,满足工艺需求。     

CMP系统技术与市场

概述了CMP系统技术的发展历史、发展趋势以及在IC生产中的重要性,介绍了国外CMP设备主要制造厂家的设备型号和性能及CMP设备市场分布和需求,阐述了CMP系统技术的基础研究、关键技术和国内研究概况。     

CMP/Post CMP工艺及其设备

对CMP市场、Cu-CMP、低k-CMP、STI-CMP、W-CMP和PostCMP工艺及其设备进行了论述;并介绍了CMP所要求的研磨膏和研磨垫。     

在CMP过程中新型抑制剂对Cu/Ru电偶腐蚀的影响

研究了一种新型抑制剂(2,2′-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇,TT-LYK)在高碘酸钾(KIO₄)体系下对Cu/Ru电偶腐蚀的影响。通过电化学实验研究了抑制剂对Cu/Ru电偶腐蚀的抑制情况,使用X射线光电子能谱(XPS)分析了抑制剂在Ru表面的作用机理,使用原子力显微镜(AFM)观测抛光后晶圆的表面形貌。电化学测试结果显示,随着抛光溶液中抑制剂质量分数的升高,Cu和Ru之间的腐蚀电位差逐渐从730 mV降低到37 mV。新型抑制剂TT-LYK在Cu互连Ru阻挡层化学机械平坦化(CMP)中能够抑制Cu/Ru的电偶腐蚀。抑制剂TT-LYK与Ru发生反应,在Ru表面生成一层钝化膜,抑制了Cu和Ru之间的电偶腐蚀。抛光液中添加抑制剂TT-LYK后,抛光后Cu的表面粗糙度由5.94 nm降低到0.39 nm,Ru的表面粗糙度由5.12 nm降低到0.24 nm。     

BIT作为缓蚀剂在铜互连阻挡层CMP的应用

化学机械平坦化(CMP)过程中极易在铜表面产生碟形坑、腐蚀坑等缺陷。为了解决这些问题,提出了将苯并异噻唑啉酮(BIT)作为CMP抛光液中的表面抑制剂,研究不同质量分数的BIT在Cu CMP过程对Cu的去除速率、SiO₂介质对Cu的选择性及抛光后表面形貌的影响。研究结果表明,随着BIT质量分数的增加,SiO₂的去除速率基本不变,Cu的去除速率由31.6 nm·min^-1降到21.0 nm·min^-1,碟形坑深度由110 nm降到40 nm,腐蚀坑深度由85 nm降到35 nm。扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,Cu表面低缺陷,无明显有机物沾污。傅里叶变换红外光谱(FTIR)测试结果表明,BIT能够吸附在Cu表面,生成一层钝化膜,从而抑制了Cu的腐蚀,降低Cu的抛光速率。     

ULSI/GLSI低Na CMP浆料的纯化效率

采用离子交换法去除ULSI/GLSI CMP浆料SiO2水溶胶中的Na+.介绍了微电子专用CMP SiO2水溶胶纯化的研究现状.实验分析了SiO2水溶胶中Na+与阳离子树脂的交换机理,硅溶胶中Na+去除分为硅溶胶溶液中Na+的去除和被硅溶胶胶团吸附Na+的去除.在交换动态平衡时,动态交换1h较静态交换24 h生产效率提...     

CMP抛光设备底座系统的模态仿真分析

设计了一种化学机械抛光设备(CMP)的底座系统,主要包括地脚、方钢管、大铝板等。针对CMP设备在使用中存在的噪声偏大,高转速下的电机转动引起的共振影响晶圆抛光质量问题,通过MSC Patran分析软件,对CMP的主要部件——底座系统,进行了振动模态分析,并在此基础上进行了以改变基频为目标的结构优化设计。     

碱性抛光液中纳米SiO_2磨料在Cu CMP中的作用

GLSI多层铜互连线的平坦化中,抛光液中的SiO2磨料对铜的平坦化效率具有重要的作用。研究了碱性纳米SiO2质量分数对300 mm铜去除速率和300 mm铜布线平坦化作用的影响。结果表明,随着磨料质量分数的增大,铜的去除速率增大,晶圆的均匀性变好,但磨料质量分数过高时,铜的去除速率略有降低,可能由于纳米SiO2表面硅羟基吸附在金属铜表面,导致质量传递作用变弱,引起速率降低。通过对图形片平坦化实验研究表明,随着磨料质量分数的增大,平坦化能力增强,这是因为磨料的质量分数增大使得高低速率差增大,能够有效消除高低差,实现平坦化。     

碱性抛光液中H_2O_2对铜布线CMP的影响

化学机械平坦化(CMP)过程中,抛光液的化学作用对平坦化效果起着不可替代的作用。介绍了碱性抛光液中氧化剂(H2O2)对铜布线CMP的作用:H2O2对铜的强氧化性可以将铜氧化为离子状态,然后在螯合剂的螯合作用下快速去除铜膜;H2O2对铜的钝化作用可以保护凹处铜膜不被快速去除,从而有效降低高低差。此外,还研究了碱性抛光液中不同H2O2浓度对铜的静态腐蚀速率、动态去除速率及铜布线平坦化结果的影响。研究表明:抛光液对铜的静态腐蚀速率随H2O2浓度的增大逐渐降低然后趋于饱和;铜的动态去除速率随H2O2浓度的增大而逐渐降低;抛光液的平坦化能力随H2O2浓度的增大逐渐增强再趋于稳定。     

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...     

CMP中真空供应系统的设计

针对CMP在低生产量及实验室条件下对真空供应系统的特别要求：（1）持续稳定的真空供应;（2）能够及时处理倒流液体;（3）真空电机不易长时间连续工作的要求,从气动性、硬件电路和软件流程图进行全面设计：增加独立的真空槽体和排液槽体,在正常运行情况下二者串联增加真空供应容积,并且自主收集倒流废液,而排液中依然可保证真空稳定供...     

缓存系统在实际应用中的重要性

Memcached是一个开源的、高性能的、分布式的内存对象缓存系统,用于在动态Web应用中提升访问速度,在很多高访问量的大型网站及在基础数据的转换中得到广泛应用;通过缓存数据库查询结果,减少数据库访问次数,降低数据库负载;提高动态Web应用的访问速度、增强可扩展性。     

CMP抛光液供给及分布系统的研究

从整体结构及硬件设计方面介绍了小批量生产及隔膜泵系统,分析隔膜泵的工作原理,循环机理及硬件控制和驱动电路,同时指出在湿度较大的生产厂里面产生的漂移及解决措施;从整体结构分析集中式抛光液供给系统,分析其抛光液混合中心具备的温度控制、无轴承磁悬浮泵工作机理及循环机制;对比隔膜泵与无轴承磁悬浮泵对颗粒凝聚的影响,并分析这种系统适用范围。     

高稀释倍数碱性铜精抛液在Cu CMP中的应用

采用自制的不含常用的腐蚀抑制剂(BTA)碱性铜精抛液对铜和钽进行了化学机械抛光。研究了高稀释倍数(50倍)的精抛液对铜膜的静态腐蚀速率和抛光速率以及钽抛光速率的影响,并对65 nm技术节点的300 mm单层铜布线片进行了平坦化研究。结果表明,铜膜的静态腐蚀速率为1.5 nm/min,动态抛光速率为206.9 nm/min,阻挡层Ta/TaN抛光速率仅为0.4 nm/min,Cu/Ta选择比高。此精抛液能够有效去除残余铜,进一步过抛完全去除残余铜时,对阻挡层的去除速率趋于0,而沟槽里的铜布线去除量低,碟形坑和蚀坑大小满足实际平坦化要求。此精抛液可满足65 nm技术节点平坦化的要求。     

智能化仓储中箱式缓存区调度算法的设计与应用

在传统的智能化立体仓库中,成品将被直接存储,这种模式对于多品种、多批次的产品生产方式而言,极大地浪费了设备资源,增加了整个调度系统的成本和难度。提出箱式缓存道的概念,将不同成品在缓存区进行积存,当达到一定数量时,将成品统一存储处理。以国药集团致君(深圳)坪山药业智能化立体仓库系统为研究对象,其中的箱式缓存区调度算法将主要研究智能调度系统中成品合理的分道缓存积放和释放码垛,及在节省缓存道占用的前提下合理分配缓存道的问题。箱式缓存道的应用,解决了产品分品种、分批次统一存放的问题,能够对不同品种、不同规格、不同批次的成品进行准确地分道缓存,提高了生产和存储效率。     

各组分体积分数对碱性抛光液存储时间的影响

主要研究了碱性抛光液各组分体积分数对其有效存储时间的影响。实验中每隔两个月测试了抛光液的pH值、平均粒径和Cu膜去除速率等参数随存储时间的变化值。研究表明:FA/O螯合剂体积分数是影响抛光液有效存储时间的主要因素,螯合剂体积分数越高抛光液的有效存储时间越短。在FA/O螯合剂体积分数较低时(8%),Cu布线碱性抛光液的有效存储时间在半年以上,基本能够符合产业化要求。SiO2磨料体积分数和非离子型表面活性剂体积分数是影响碱性抛光液有效存储时间的次要因素,对其有效存储时间影响不明显。     

CMP透明膜厚测量设备发展历程

论述了反射光谱学及椭圆偏振法的原理,根据这些原理分析了离线测量设备,并列举了具有代表性的设备Nanospec6100和KLA-TENCOR的ASET-F5X,指出离线设备的特点及其局限性;分析了集成测量平台的特点,相比于离线测量,集成测量平台可获得较高的片间非均匀性．但会造成前5～7片的浪费,列举代表性集成平台NovaScan 2040,并分析其具体的技术特点：分析了在线传感器终点检测的优越性,其具有控制薄膜形貌及终点检测的功能,结合先进过程控制,可以达到极高的平整度;结合以上分析,指出今后CMP设备的发展方向。     

SPOS技术在半导体CMP制程中的应用

使用单粒子光学传感技术进行粒径分析，具有高分辨率和精确度的特点，将其与激光衍射等整体检测技术进行比较，应用实例，说明了单粒子光学传感技术对半导体CMP制程的必要性。