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。

GLSI多层布线钨插塞CMP表面质量的影响因素分析

随着超大规模集成电路向高集成、高可靠性及低成本的方向发展,对IC工艺中的全局平坦化提出了更高的要求。在特大规模集成电路(GLSI)多层布线化学机械抛光(CMP)过程中,抛光质量对器件的性能有明显影响。研究了多层互连钨插塞材料CMP过程中表面质量的影响因素及控制技术,分析了抛光过程中影响抛光质量的主要因素,确定了获得较高去除速率和较低表面粗糙度的抛光液配比及抛光工艺参数。

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。

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。

W-Mo合金CMP工艺参数的影响与优化研究

简述了金属化学机械抛光的机理。将半导体制造工艺中的化学机械抛光技术拓展并应用到W-Mo合金表面加工中,在实现W-Mo合金材料表面高平坦度、低粗糙度的前提下,提高W-Mo合金去除速率。针对W-Mo合金的性质,选用碱性抛光液,并采用田口方法对抛光液pH值、抛光压力和抛光盘转速三个重要因素进行了优化设计,得到以去除速率为评价条件的综合最优抛光参数。实验分析表明,当抛光液pH值为11,抛光压力为80 kPa,抛光盘转速60 r/min时,可以获得较高的去除速率。

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。

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。

镶嵌钨的化学机械抛光的研究

研究的是ULSI镶嵌钨CMP的选择性 ,化学与机械作用匹配 ,浆料的悬浮及存放和后清洗等问题。

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。

CMOS工艺中钨的化学机械抛光技术

介绍了深亚微米CMOS集成电路中研制的关键技术———钨化学机械抛光,比较了化学机械抛光技术与传统反应离子回刻法在金属层与层之间的垂直连接中的优缺点,并指出了钨化学机械抛光工艺中尚存的一些问题,最后对该工艺进行了总结与展望。