碱性抛光液在CMP过程中对低k介质的影响

以p型<111>硅片为衬底,经过旋涂固化制备低介电常数(低k)材料聚酰亚胺。经过化学机械抛光(CMP)过程,考察实验前后低k材料介电性能的变化。实验中分别使用阻挡层抛光液、Cu抛光液以及新型抛光液对低k材料进行抛光后,利用电参数仪对低k材料进行电性能测试。结果显示,低k材料介电常数经pH值为7.09新型抛光液抛光后,k值由2.8变为2.895,漏电流在3.35 pA以下,去除速率为59 nm/min。经新型抛光液抛光后的低k材料,在电学性能等方面均优于阻挡层抛光液和Cu抛光液,抛光后的低k材料的性能能够满足应用要求。

Cu CMP工艺对薄膜介电常数的影响机制

研究了使用不同研磨液的Cu CMP工艺对超低介电常数(ULK)薄膜介电常数k值的影响。实验结果表明经过Cu CMP工艺,ULK薄膜的介电常数k均有不同程度的增加。XPS成分分析结果表明,ULK薄膜表面C含量的增加是造成介电常数k值升高的主要原因。这主要是由于CMP工艺中,化学品溶液进入多孔的ULK薄膜。而退火工艺可以使得化学品挥发,从而使ULK薄膜表面C含量降低,由此介电常数k基本上得以恢复。初步建立了Cu CMP工艺对介电常数k影响的物理模型。根据模型计算的k结果为2.75,与实测值2.8基本符合。

用于新一代器件的最新STI和金属CMP浆料(英文)

现已开发出了用于浅沟道隔离穴STI雪、铜CMP和低k介质的新型材料。90nm以及下一代技术节点的新型器件要求在软接触CMP条件下减少缺陷率,改善片子表面形貌的衰减。获得的新材料展示了在CMP性能和街写特性方面的改进,因此这些材料被认为能够适应未来技术要求。这些材料的关键之处在于大颗粒尺寸的控制,进行平面化和金属抛光的化学控制以及将控制方法用于旋涂玻璃()材料。

低k绝缘层及其设备

铜互连、金属间低k绝缘层(k<3)和CMP工艺已成为制造高端IC的一个标准工艺。本文介绍了厚度已步入纳米尺度的低k绝缘层的最新研究动态和当前几种常用低k绝缘层材料,如FOx低k旋涂材料、黑金刚石系列低k薄膜和CORAL低k材料等。另外,还介绍了有关低k绝缘层材料的几种设备,如生长设备、蚀刻设备和低kCMP设备。

铜互连及其相关工艺

介绍了铜互连、金属间低K绝缘层和CMP工艺。ITRS2001/1999对铜互连、金属间低K绝缘层和CMP工艺提出了具体的要求和进程。ITRS2001比ITRS1999整整提前了一年。铜互连和金属间低K绝缘层可解决布线RC延迟问题,CMP可解决晶圆表面不平整问题。IC特征尺寸、铜互连层厚度、金属间低K绝缘层厚度和Cu/低K鄄CMP所用研磨膏粒子尺寸都已步入纳米级,从而进一步提高了高端IC的密度和速度。

VLSI芯片制备中的多层互连新技术

在简要介绍多层互连材料的基础上,论述了若干种IC芯片制备中的多层互连技术,包括“Cu线+低k双大马士革”多层互连结构、平坦化技术、CMP工艺、“Cu+双大马士革+低k”技术、插塞和金属通孔填充工艺等,并提出了一些多层互连工艺中的关键技术措施。

化学机械抛光技术现状与发展趋势

概述了ITRS对铜互连工艺提出的要求及90～65nmCMP技术所面临的挑战,介绍了W熏STI熏Cu/低k材料CMP及其清洗和终点检测技术的发展现状,最后讨论了CMP技术的一些发展趋势。

低k材料的化学机械抛光研究

阐述了低k材料在IC电路中的作用及其性质,以SiO2、SiOF、SiOCSP、SiOCNSP、Si-OCSO五种材料为研究对象,分析了低k材料与Cu互连工艺的相互联系和作用。在Sikder和Kumar提供的声发射信号(AE)的在线监测图的基础上比较和分析了五种材料的硬度和模数值;根据Preston方程绘制九点测量数据图,发现前三种材料可满足抛光机理,而后两种的抛光行为更倾向于表面反应;根据五种材料抛光前后的实验数据表面形态图表,判断出抛光后材料粗糙度的走向。最后指出低k材料需要发展和完善的工艺及对抛光设备的进一步要求。

向65nm工艺提升中的半导体清洗技术

由于器件尺寸由90nm技术节点向65nm节点的缩进,在前道工艺的湿法清洗中去除0.1μm及更小尺寸的污染粒子正在成为一种新的技术挑战。评价了在向65nm技术节点的迈进中,器件的新结构、新材料对于清洗设备提出的各种技术挑战及应对无损伤和抑制腐蚀损伤的清洗技术。指出了单片式清洗技术的应用前景及干法清洗与湿法清洗技术共存的可能性。

ULSI中低k介质的化学机械全局平坦化分析研究

针对常见的低k介质材料分析了其化学机械全局平坦化的机理,并进一步探讨了低k介质化学机械抛光中包括压力、磨料、pH值和温度在内的几个因素对于抛光速率和表面状态等方面的影响。

新型铜互连方法——电化学机械抛光技术研究进展

多孔低介电常数的介质引入硅半导体器件给传统的化学机械抛光(CMP)技术带来了巨大的挑战,低k介质的脆弱性难以承受传统CMP技术所施加的机械力。一种结合了电化学和机械平坦化技术的新颖铜平坦化工艺——电化学机械抛光(ECMP)应运而生,ECMP在很低的压力下实现了对铜的平坦化,解决了多孔低介电常数介质的平坦化问题,被誉为未来半导体平坦化技术的发展趋势之一。主要综述了电化学机械抛光技术的产生、原理、研究进展和展望,对铜的ECMP技术进行了回顾和讨论。

布线图案导致的集成电路平坦化损伤研究

使用化学机械抛光(CMP)的方式,对商用芯片进行拆解,获得了不同制造工艺的铜/低k介质互连结构样品。通过对所获得的32 nm制造工艺的铜/低k介质互连结构样品进行进一步的化学机械抛光实验来研究抛光过程中出现的损伤。实验结果发现,抛光压力过大和过小分别会造成宏观缺陷和导线腐蚀,互连线的分布会导致导线自身的碟型缺陷、不同图案布线结构交界两侧明显的表面高度差异以及同一图案布线结构内部的表面周期性高度起伏。这种表面高度差异可以通过预补偿的方式得到一定的改善。