电化学方法去除Si片CMP后表面金属杂质的研究

论述了集成电路制备中Si衬底CMP过程中引入的金属杂质的危害,分析了目前CMP后清洗中金属杂质去除方法的现状和存在问题,通过对金属杂质在Si片表面的吸附进行理论分析,提出了用金刚石膜电化学清洗方法去除.该方法通过阴极对金属离子的吸附并放电还原,达到了去除微量金属杂质的目的,同时使难以去除的重金属杂质也得到了有效去除,减少了环境污染.     

硅片CMP抛光工艺技术研究

介绍了硅片机械-化学抛光技术,重点分析了10.16 cm硅片抛光加工过程中抛光液的pH值、抛光压力和抛光垫等因素对硅片抛光去除速率及表面质量的影响.通过试验确定了硅片抛光过程中合适的工艺参数,同时对抛光过程中出现的各种缺陷进行了分析总结,并提出了相应的解决方案.     

集成电路多层铜布线阻挡层CMP技术与材料

以化学机械全局平面化(CMP)动力学过程和机理为基础,在抛光浆料中采用粒径为15～20nm的硅溶胶作为CMP磨料,保证了高的抛光速率(200nm/min),同时可有效降低表面粗糙度,减少损伤层的厚度.     

InSb半导体材料的抛光液研究

InSb薄膜被广泛应用于光电元件、磁阻元件、霍尔元件以及晶体管结构器件之中.研究了一种应用于的抛光液,在一定压力、温度、转速下,以有机碱替代无机碱,通过添加螯合剂、活性剂降低产品表面粗糙度,减少划伤,表面污染小.     

CMP过程中纳米级颗粒在芯片表面吸附状态控制

化学机械全局平面化过程中各种颗粒的污染十分严重.随着时间增长,吸附状态由物理吸附转变为化学吸附最终形成键合.文章提出了一种优先吸附模型,是表面活性剂分子优先吸附在硅片表面,降低能量达到稳定不但可以有效控制颗粒在硅片表面的吸附状态,对已经吸附的颗粒可以起到解吸的作用.实验证明用表面活性剂对硅片进行处理,可以有效控制颗粒的吸附状态,对CMP清洗有重要作用.     

蓝宝石衬底表面粗糙度的研究

简述了纳米级超光滑蓝宝石衬底的用途及发展前景,以SiO2为磨料并且加入了表面活性剂和螯合剂的碱性抛光液做了抛光实验。分析了表面粗糙度与抛光液pH值的关系,比较了不同压力对粗糙度的影响,研究了粗糙度随流量的变化规律;以原子力显微镜为主要检测工具,找到了制备超光滑蓝宝石衬底最佳CMP工艺,在保证抛光速率的同时使表面质量达到超光滑表面的要求,有效地降低了成本。     

新型抛光后晶片表面金属离子清洗工艺

本文提出了一种新型的利用金刚石膜电极电化学氧化进行抛光后晶片金属离子污染的清洗方法。金刚石膜电极电化学氧化,可以制备氧化性强的过氧焦磷酸盐,过氧焦磷酸盐可以有效的氧化表面有机物,同时过氧焦磷酸盐被还原成的焦磷酸盐具有很强的配合力,它能与铜等金属离子络合。将三块晶片在0.01mol/L的CuSO4溶液中进行金属离子污染后进行清洗对比实验。对比实验有三部分,一是采用金刚石膜电化学氧化制备的过氧焦磷酸盐进行清洗,二是传统的RCA清洗方法,三是去离子水清洗。XPS测试结果表明,过氧焦磷酸盐清洗与RCA清洗方法对金属离子的去除效果均小于ppm级。过氧焦磷酸盐清洗对有机物的清洗效果优于传统的RCA清洗方法。因此金刚石膜电化学氧化清洗方法可以有效去除有机污染以及金属离子污染,实现了一剂多用,减少清洗步骤,达到节能环保的目的。     

A new cleaning process for the metallic contaminants on a post-CMP wafer's surface

This paper presents a new cleaning process using boron-doped diamond(BDD) film anode electrochemical oxidation for metallic contaminants on polished silicon wafer surfaces.The BDD film anode electrochemical oxidation can efficiently prepare pyrophosphate peroxide,pyrophosphate peroxide can oxidize organic contaminants,and pyrophosphate peroxide is deoxidized into pyrophosphate.Pyrophosphate,a good complexing agent,can form a metal complex,which is a structure consisting of a copper ion,bonded to a surrou...     

多层Cu布线化学机械抛光后颗粒的去除问题

针对多层Cu布线化学机械抛光后去除表面吸附颗粒时难以解决的氧化腐蚀问题,分析了颗粒在抛光后Cu表面上存在的两种吸附状态即物理吸附和化学吸附。采用在清洗剂中加入非离子表面活性剂的方法,使Cu表面的颗粒处于易清洗的物理吸附状态;为解决由于Cu在停止化学机械抛光后,具有高能的新加工表面被残留抛光液继续氧化和腐蚀,影响清洗效果的问题,采用在清洗剂中添加防蚀剂BTA的方法在Cu表面形成Cu-BTA单分子致密膜,有效控制了表面氧化和腐蚀。利用光学显微镜对采用不同清洗剂清洗过的Cu表面进行观察分析,发现在清洗剂中添加表面活性剂和防蚀剂BTA,不仅有效去除了表面沾污的颗粒,又保证了清洗后表面的完美与平整。     

CMP抛光液对TiO2薄膜表面粗糙度的影响

采用自主配制的碱性抛光液对TiO2薄膜进行了化学机械抛光(CMP),研究了在TiO2薄膜CMP加工过程中,碱性抛光液中的SiO2磨料、螯合剂、表面活性剂的体积分数和抛光液pH值对TiO2薄膜表面粗糙度的影响,并进行了参数优化。实验结果表明,在一定的抛光条件下,选用SiO2磨料体积分数为20%、螯合剂体积分数为1.0%、非离子表面活性剂体积分数为5.0%和pH值为9.0的碱性抛光液,抛光后TiO2薄膜表面没有划痕等抛光缺陷,表面粗糙度为0.308 nm,TiO2薄膜去除速率为24 nm/min,在保证抛光速率的同时降低了TiO2薄膜表面粗糙度,满足工业化生产要求。