单晶SiC的化学机械抛光及辅助技术的研究进展

由于单晶碳化硅(SiC)的传统化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)技术加工效率低,故提高SiC表面质量和材料去除率成为研究热点.总结了CMP中抛光液的主要成分,比较了CMP辅助抛光技术对单晶SiC抛光性能和作用机理的影响,并对单晶SiC-CMP技术的未来发展进行了展望.

用于超精密硅晶片表面的化学机械抛光(CMP)技术研究

化学机械抛光(CMP)技术作为目前唯一的可以提供在整个圆硅晶片上全面平坦化的工艺技术,已被越来越广泛地应用到了半导体领域。重点叙述了CMP技术背景、设备、抛光原理、发展现状、存在的问题以及未来的发展趋势。

化学机械抛光(CMP)技术的发展、应用及存在问题

在亚微米半导体制造中 ,器件互连结构的平坦化正越来越广泛采用化学机械抛光 (CMP)技术 ,这几乎是目前唯一的可以提供在整个硅圆晶片上全面平坦化的工艺技术。本文综述了化学机械抛光的基本工作原理。

集成电路铜布线与衬底碱性化学机械平坦化关键技术与材料

探讨了集成电路铜布线与衬底碱性化学机械平坦化关键技术与材料项目的研发背景,针对理论研究的进展进行综述,指出了项目的创新之处。该项目成果已在中科院微电子所、台湾科技大学及平坦化协会和美国硅谷研发中心(SVTC)与目前国际上以Cabot公司为代表的酸性浆料进行了评估验证,获中国及美国发明专利和近10年的应用基础。

三氯化铁-草酸体系不锈钢化学机械抛光液设计与优化

为提高柔性显示衬底不锈钢箔片化学机械抛光加工效率,研制一种三氯化铁-草酸型抛光液并用于304不锈钢衬底的化学机械抛光加工过程。设计正交优化试验,确定磨粒粒径、磨料含量、草酸含量和三氯化铁含量对材料去除率和表面粗糙度(S_(a))的影响显著性顺序,并重点探究三氯化铁和草酸对材料去除率的影响规律。利用优化后的抛光液精抛304不锈钢,其材料去除率高于560 nm/min,抛光30 min后Sa低于8 nm。相比现有抛光液的材料去除效率(226.56 nm/min),新抛光液的加工效率提升超过1倍。

实现高k/金属栅结构的介质化学机械平坦化技术

近年来,随信息技术的迅猛发展,对集成电路性能、功耗不断提出更高的需求。在摩尔定律的推动下,集成电路的晶体管集成密度越来越高,不断更新迭代的先进制造技术是提升集成电路密度、提高性能、降低功耗的重要保障。集成电路制造工艺经历了从微米级向纳米级的快速发展,经历多个重要的技术节点,分别是500nm、180nm、130nm、90nm、65nm、45nm、28nm、22nm,14nm、7nm,根据国际半导体技术蓝图预测,一直可以发展到未来的1.5nm。

化学机械抛光中的硅片夹持技术

目前半导体制造技术已经进入0.13mm时代,化学机械抛光(CMP)已经成为IC制造中不可缺少的技术。本文描述了下一代IC对大尺寸硅片(≥300mm)局部和全局平坦化精度的要求,介绍了目前工业发达国家在化学机械抛光加工中硅片夹持技术方面的研究现状,分析了当前硅片夹持技术中存在的问题,并指出了未来大尺寸硅片超精密平坦化加工中夹持与定位技术的发展趋势。

蓝宝石衬底的化学机械抛光技术的研究

介绍了蓝宝石衬底的化学机械抛光工艺 ,概述了化学机械抛光原理和设备 ,讨论分析了影响蓝宝石衬底化学机械抛光的因素 ,阐述了CMP的主要发展趋势 :能定量确定最佳CMP工艺 ,系统地研究CMP工艺过程参数 ,建立完善的CMP理论模型 ,满足不同的工艺要求和应用领域 ,有效降低成本 。

化学机械抛光技术及SiO_2抛光浆料研究进展

随着半导体工业和集成电路(IC)工艺的飞速发展,化学机械抛光(CMP)作为目前唯一能提供超大规模集成电路(VLSI)制造过程中全面平坦化的一种新技术,已成为各国争相研究的热点。介绍了CMP技术的产生、优势、发展、理论、设备与耗材;着重介绍了SiO_2浆料的国内外研究现状,并展望了CMP技术及SiO_2浆料的研究开发和应用前景。

大直径硅晶片化学机械抛光及其终点检测技术的研究与应用

化学机械抛光是硅片全局平坦化的核心技术,然而在实用阶段上,这项技术还受限于一些制造系统整合上的问题,其中有效的终点检测系统是影响抛光成效的重要关键。若未能有效地监测抛光运作,便无法避免硅片产生抛光过度或不足的缺陷。本文在介绍CMP机制与应用的基础上,系统分析了CMP终点检测技术的研究现状及存在的问题。

65nm多层铜布线的碱性化学机械平坦化工艺

主要研究了65 nm碱性铜布线的平坦化工艺。对不同尺寸铜线条进行抛光,讨论了抛光压力、抛光液流量和转速对平坦化的影响。结果表明,压力是影响平坦化的主要因素;分别改变压力、流量或转速时,窄线条的平坦化效果优于宽线条;平坦化效果随着压力的减小逐渐变好,即压力为1.0 psi(1 psi=6.895 kPa)时,平坦化效果最好;抛光液流量在300 mL/min时,化学反应和机械作用都达到饱和,平坦化效果最佳;平坦化效果随着转速的提高逐渐变好,转速在100 r/min时,保证了质量传递效率,所有铜线条都达到了最好的平坦化。

铜布线化学机械抛光技术分析

对用于甚大规模集成电路(ULSI)制造的关键平坦化工艺———铜化学机械抛光(CMP)技术进行了讨论。着重分析了铜化学机械抛光的抛光过程和相关的影响因素;根据现有的研究成果主要介绍了铜化学机械抛光的化学材料去除机理;在分析抛光液组成成分的基础上,总结了现有的以H2O2 为氧化剂的抛光液和其他酸性、碱性抛光液以及抛光液中腐蚀抑制剂的研究情况;指出了铜化学机械抛光今后的研究重点。

电化学机械平坦化抛光垫混合软弹流润滑行为数值研究

电化学机械平坦化(Electrochemical mechanical planarization,ECMP)技术被认为是最具发展潜力的低强度Cu/low-k表面低压力平坦化技术之一,抛光液流动和接触压力的分布是影响ECMP效率和精度的决定性因素。采用混合软弹流润滑模型研究带导电孔ECMP抛光垫表面的流动与接触行为。分析结果表明,对于所研究的抛光垫和晶圆位置关系,尽管宏观平均接触压力为6.895 kPa,但是真正影响Cu/low-k结构完整性的局部接触压力达到了近70 kPa。此外,导电孔的存在并不影响抛光液压力和接触压力的分布趋势,对晶圆的姿态影响也较小。因此,为了提高加ECMP加工效率和面型精度,一方面需要研究导电孔分布方式控制电化学反应速率,另一方面需要改进其他诸如抛光垫和抛光头的设计,提高接触压力的均匀性。所提出的关于ECMP抛光垫混合软弹流润滑行为研究方法和结论对ECMP技术的进一步发展具有指导意义。

化学机械平坦化中晶圆姿态瞬态调整的数值模拟研究

化学机械平坦化(Chemical mechanical planarization,CMP)是集成电路制造的关键技术之一。晶圆夹持器是CMP系统的核心零部件。为研究万向球头位置对平坦化过程中晶圆姿态瞬态调整能力的影响,采用混合软弹流润滑模型分析抛光垫表面的流动与接触行为,并结合夹持器的瞬态运动方程分析晶圆姿态的动态变化过程。分析结果表明,夹持器姿态的调整能力随万向球头的中心高度增加而提高,摩擦力矩的增加有利于晶圆姿态稳定在平衡位置,但同时接触应力不均匀性增加。因此,合理设计夹持器结构对CMP加工质量非常重要,提出的瞬态混合润滑模型对夹持器的动态特性进行分析可以为设计提供非常有意义的理论指导。

工艺条件对铝栅化学机械平坦化效果的影响

采用由2.5%(体积分数,下同)硅溶胶磨料、1.5%H2O2、0.5%FA/O型螯合剂和1.0%表面活性剂组成的抛光液对铝栅表面进行化学机械平坦化处理。研究了抛光垫、抛光压力、流量、抛光头转速、抛光垫转速以及抛光后清洗对铝栅表面粗糙度的影响。采用POLITEXTM REG抛光垫,在抛光压力1.5 psi,抛头转速60 r/min,抛光盘转速65 r/min,抛光液流量150 mL/min的条件下,对铝栅抛光后用自主研发的清洗剂清洗,铝栅表面粗糙度最低(2.8 nm),并且无划痕、腐蚀、颗粒残留等表面缺陷。

GSI多层铜布线化学机械平坦化速率一致性

采用自主研发的碱性铜布线抛光液,在300 mm化学机械平坦化平台上对铜镀膜去除速率一致性进行了实验研究,并对质量传递和速率一致性的关系进行了深入分析。研究结果表明,压力和流量变化对不同的抛光液影响不同。低压CMP下全局质量传递差较小,去除速率一致性好。随着压力的增大,铜的平均去除速率迅速增大;而压力的增大使晶圆中心和边缘处质量传递差增大,铜的去除速率差增大,导致去除速率一致性劣化。流量的增大利于提高全局去除速率一致性,并使全局质量传递加快,铜去除速率略有增大。该研究成果对提高300 mm铜布线片CMP全局平坦化,尤其是提高器件成品率和优品率有一定的指导意义。

ULSI关键工艺技术——纳米级化学机械抛光

IC器件尺寸的纳米化,要求高的光刻曝光分辨率,在采用短波长和大数值孔径曝光系统提高分辨率的同时导致了焦深变浅,进而对晶片表面的平坦化要求越来越高。在比较了IC工艺中的四种平坦化技术基础上,重点综述了唯一可以实现全局平坦化的化学机械抛光(CMP)方法的发展、应用及展望。

微电子材料化学机械平坦化加工中的材料去除率模型

采用有限元数值方法分析微电子材料化学机械平坦化(CMP)工艺过程中材料的变形和去除机理,得到作用在磨料颗粒上的力与名义压力、磨粒含量以及垫板几何和力学特性之间的关系,进而建立起一个材料去除率(MRR)模型。利用该模型预测得到的材料去除率与悬浮液中磨料颗粒含量以及压力间的关系与已有的实验结果相吻合,合理解释了实验观察到的现象。

化学机械抛光方法专利技术综述

本文从全球及中国角度,对化学机械抛光方法专利的申请态势及国内外重要申请人的关键技术构成进行了分析,并针对磨削方法、测量与指示和磨具修整这三大分支和各二级技术分支的布局与发展情况进行了分析。最后结合我国化学机械抛光乃至半导体制造工业的发展现状给出了总结与建议。

化学机械抛光终点检测技术研究

化学机械抛光是晶圆全局平坦化的核心技术,其中有效的终点检测是影响抛光效果的关键。若不能有效地监测抛光过程,便无法避免晶圆抛光过度或不足的缺陷。本文在介绍CMP原理与应用的基础上,系统分析了CMP终点检测技术的多种应用方法及其优缺点。