ULSI多层互连中的化学机械抛光工艺

介绍了化学机械抛光(CMP)技术在大规模集成电路多层互连工艺[1]中的重要作用,对CMP过程和CMP的影响因素进行简单分析。总结出CMP技术在多层互联平坦化中的优势,介绍目前常用互连材料中SiO2介质及其金属材料钨和铜的化学机械抛光常用分析机理,并简单介绍了各种互联材料常用的抛光液及抛光液的组分,对抛光液作了简单的对比。针对传统CMP过程存在的问题,分析了皮带式和固定磨料的CMP技术。

碳化钨复合耐磨堆焊层泥沙磨损性能的研究

简要叙述了手工电弧堆焊、浸润堆焊、氧乙炔火焰堆焊、感应熔敷等方法制备金属基碳化钨陶瓷复合耐磨层的工艺过程 ,介绍了碳化钨陶瓷复合耐磨堆焊工艺实验和堆焊层泥沙磨损实验 ,文中结合堆焊层的性能特点、堆焊层中碳化钨的颗粒分布状态及其熔化分解程度和堆焊层的泥沙磨损形貌特征 ,分析了碳化钨陶瓷复合耐磨材料在泥沙磨损条件下的磨损机理及基体材料和碳化钨颗粒的作用 。

IC制备中钨插塞CMP技术的研究

对目前超大规模集成电路钨插塞化学机械全局平面化(CMP)的原理及工艺进行了分析,对钨抛光浆料的组成成分进行了研究,开发了一种能够适合工业生产的钨的碱性抛光浆料,并对钨抛光浆料今后的发展进行了展望。

ULSI多层互连中W-CMP速率研究

随着IC制造技术进入到亚深微米时代,化学机械抛光(CMP)工艺成为ULSI多层布线的关键技术之一。分析了W-CMP的机理,抛光液对W材料表面具有化学腐蚀和机械研磨的双重作用,对抛光速率有着重要的影响。在分析了抛光液中各组分的作用基础上,重点研究了专用的氧化剂、磨料、pH值调节剂和抛光液流量对CMP速率的影响,优化配制了高速率、高平整的碱性W抛光液。实验证明,抛光液流量为150mL/min,V(硅溶胶):V(水)=1:1,有机碱为5mL/L,活性剂为5mL/L,H2O2质量浓度为20mL/L时,能够获得较高的抛光速率,并实现了全局平坦化。最后对W-CMP中存在的问题和发展趋势进行了分析和展望。

纳米级三氧化二铝对碱性钨抛光液的影响

研究了纳米级三氧化二铝颗粒的加入对以二氧化硅为磨料的碱性钨抛光液的影响。首先用单一因素法分析了三氧化二铝与二氧化硅质量比对原有碱性钨抛光液的去除速率的影响,以及氧化剂体积分数和pH值对抛光液去除速率的影响,取最优值,然后对添加三氧化二铝抛光液抛光后晶圆表面粗糙度进行了测试分析。实验结果显示在三氧化二铝与二氧化硅质量比为1∶2,二氧化硅水溶胶与去离子水体积比为1∶1,氧化剂体积分数为2%,pH值为9时,去除速率达到175 nm/min,较原有碱性钨抛光液提高约1倍,表面粗糙度为2.24 nm,能满足实际生产要求。

钨CMP中碱性抛光液组分间化学作用及其影响

CMP工艺水平很大程度上依赖于抛光液的组分及配比,组分之间的相互作用是化学机械抛光的研究内容之一。对以纳米SiO2为磨料、H2O2为氧化剂、有机碱为pH调节剂的钨碱性抛光液组分之间的化学相互作用进行理论分析。纳米SiO2表面存在不饱和的羟基,和有机碱之间存在化学反应,在抛光过程中不仅起机械研磨的作用,同时以化学抛光作用对抛光产生影响。有机碱和H2O2之间的氧化还原反应会使抛光液中的OH-含量发生变化,氧化能力降低,从而影响钨的抛光速率。

碳化钨条氧乙炔焰堆焊层泥沙磨损试验研究

提高过流易损件的耐磨性及使用寿命是疏浚行业亟待解决的问题。作者运用氧乙炔焰堆焊法,制备出碳化钨条火焰堆焊层,介绍了这种堆焊的基本特点及工艺过程,对堆焊层的抗泥沙磨损性能及堆焊层中碳化钨颗粒分布和显微形貌等进行了分析讨论,研究表明:复合耐磨堆焊层中碳化钨颗粒的较少溶解、颗粒与胎体金属之间的良好结合以及“阴影效应”和“支撑作用”的共同作用是获得优异抗泥沙磨损性能的根本原因。

GLSI钨插塞CMP碱性抛光液组分优化的研究

钨插塞化学机械平坦化(CMP)是极大规模集成电路(GLSI)铜互连多层布线的关键工艺之一。首先研究了钨在碱性条件下化学机械抛光机理;接着采用单因素实验方法分析了抛光液组分中纳米SiO2水溶胶磨料、氧化剂、有机碱(pH调节剂)和表面活性剂对W-CMP速率的影响。最后通过正交优化实验,确定抛光液最优配比为V(纳米SiO2水溶胶)∶V(去离子水)=1∶1,氧化剂体积分数为20 mL/L,pH调节剂体积分数为4 mL/L,表面活性剂体积分数为20 mL/L时,此时抛光液的pH值为10.36,获得的去除速率为85 nm/min,表面粗糙度为0.20 nm。

钨浆料的稳定性研究

研究了用于质量分数为96%的氧化铝陶瓷的钨金属化配方以及相应的钨浆料生产工艺。为了提高钨浆料的稳定性,对浆料各组分的形貌、工艺进行了分析,发现粉体形貌、分散工艺、树脂性能对钨浆稳定性影响很大,提出了延长载体制备时间、提高载体黏度、选择粒度分布合理且比表面积较小的粉体等改善措施。结果表明,采用改善措施后在实际生产中取得了良好效果,制得的钨浆料印刷在陶瓷基片上于1 300℃烧结,平均封接强度达到39 MPa。

难处理钨矿尾砂沉降性能研究

解决难处理钨矿尾砂的沉降问题对优化白钨矿山的充填工艺具有重要意义。研究论述了难处理钨矿尾砂沉降性能与粒级组成、表面形状及矿浆连续相的关系,研究结果表明:矿浆连续相性质对尾砂的沉降性能影响最大。选矿工艺中的碳酸钠和水玻璃使矿浆p H值适合起泡剂的发泡作用,阻碍细颗粒尾砂的下沉;采用酸中和矿浆至中性、聚合氯化铁消解水玻璃并初步凝聚尾砂颗粒,添加FA6000s絮凝剂使尾砂快速沉降。最终优选的药剂制度为聚合氯化铁75 g/t、FA6000s絮凝剂25 g/t,该方法实现了对该难处理白钨尾砂的快速沉降。

钨浆料用钨粉研究进展

电子浆料是氧化物陶瓷金属化的关键基础材料。在多芯片组件中,高温共烧(HTCC)的电子浆料主要由粘接相、有机载体和钨粉组成。钨粉的粒度和形貌对浆料性能起到关键的影响。笔者主要对导体浆料的组成、钨粉粒度和形貌控制的研究进展进行了介绍。

水煤浆气化炉激冷水流量调节阀的选用

针对水煤浆气化炉激冷水流量调节阀在使用中存在的问题,分别对GLOBE平衡单座阀、偏心旋转阀及三偏心蝶阀的设计结构、硬面处理、工况适应性等方面进行了分析,评估了这3种阀型各自的优缺点,认为采用整体碳化钨烧结密封副、阀门流道及裸露部位经特殊硬化处理、阀杆轴承防卡死设计的三偏心蝶阀更适用于激冷水流量调节工况。