镁合金抛光机理与CMP工艺研究

将化学机械抛光（CMP）技术引入到镁合金片（MB2）的抛光中,打破过去镁合金以单一化学或机械加工为主的加工手段,用自制的抛光液对镁合金片进行抛光实验。结果发现,抛光液中加入双氧水易产生胶体,不利于抛光的进行,因此提出无氧化剂SiO2碱性抛光。同时分析了镁合金的抛光机理,抛光中压力、转速和抛光液流量参数对抛光过程的影响,利用Olympus显微镜对抛光前后镁合金表面进行观察,通过合理控制工艺参数,能够得到较佳的镁合金抛光表面,远优于单一的机械加工,为镁合金抛光工艺和进一步研究抛光液的配比奠定了基础。     

镁合金抛光机理与CMP工艺研究

将化学机械抛光(CMP)技术引入到镁合金片(MB2)的抛光中,打破过去镁合金以单一化学或机械加工为主的加工手段,用自制的抛光液对镁合金片进行抛光实验。结果发现,抛光液中加入双氧水易产生胶体,不利于抛光的进行,因此提出无氧化剂SiO2碱性抛光。同时分析了镁合金的抛光机理,抛光中压力、转速和抛光液流量参数对抛光过程的影响,利用Olympus显微镜对抛光前后镁合金表面进行观察,通过合理控制工艺参数,能够得到较佳的镁合金抛光表面,远优于单一的机械加工,为镁合金抛光工艺和进一步研究抛光液的配比奠定了基础。     

钽抛光及抛光机理的探究

为拓宽CMP技术应用领域,研究了中国工程物理研究院机械制造工艺研究所提供的钽片的抛光,打破过去以机械加工为主的加工手段,采用提高化学作用的方法,加入螯合剂、有机碱、活性剂等助剂,对钽进行抛光.结果发现,钽表面的粗糙度较小,表面状态良好,说明增强化学作用可以提高抛钽效果.对钽的CMP机理做了分析与推测,为钽CMP进一步研究奠定了基础.     

化学机械抛光（CMP）过程中抛光盘温度控制的分析研究

在化学机械抛光（CMP）过程中,温度是影响晶片最终抛光效果的主要因素之一,采用合理的温度控制方法,把温度控制在一定的范围内才能满足化学机械抛光的工艺要求。通过化学机械抛光机理分析阐述了抛光过程中热量产生的根源,介绍了一种温度控制系统的设计原理,并通过抛光实验验证并说明了温度控制的必要性。     

CMP抛光运动机理研究

通过对硅晶片化学机械抛光过程中抛光运动机理的理论分析,研究了硅晶片的抛光运动特性,探讨了主要工艺参数对硅晶片化学机械抛光后晶片表面粗糙度和表面平整度、抛光均匀性的影响规律。     

CMP系统中抛光头与抛光台运动关系分析

目前半导体制造技术已经进入0.13μm、300mm时代,随着硅片尺寸的增大以及特征线宽的减小,作为目前硅片超精密平坦化加工的主要手段-化学机械平坦化,已经成为IC制造技术中不可缺少的技术。介绍了在化学机械抛光过程中,可以通过抛光头与抛光台运动速度关系优化配置,降低晶片表面不均匀度,从而更好地实现晶片局部和全局平坦化。     

CMP中抛光垫的性质研究

以IC1000/Suba IV抛光垫为例,综述了影响抛光垫性能的各种因素,以文献相关数据为依据,着重分析了抛光温度和修整力对抛光垫性能的影响。从分析结果可以得出:IC1000/Suba IV比单层结构IC1000具有更好的抛光效果;新旧抛光垫性能在0~40°C基本相当;新、旧和没有黏合剂抛光垫的正常工作温度为-2.02~103.64°C,且玻璃过渡温度随着抛光垫厚度的减小而增加;抛光垫在0~50°C具有最小的外形变化。定性得出修整力与抛光精度成反比关系,明确了较小修整深度具备较好的平坦化效果。     

CMP抛光机抛光盘温度的精确控制

CMP的加工过程,是对晶圆表面进行平坦化的过程,在对晶圆表面材料进行去除当中产生了热量,造成温度的上升,为了获得均匀的抛光去除率,达到全局的平坦化,必须对温度采取精确控制,分析研究了CMP加工过程中热量的产生,并介绍了一种对温度进行控制的方法。     

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.     

温度对ULSI硅衬底化学机械抛光去除速率及动力学的控制

对材料表面化学机械高精密加工的动力学过程及控制过程进行了深入研究.根据大量实验总结出了CMP的七个动力学过程,在ULSI衬底单晶硅片的CMP研究过程中,确定了在相同机械作用条件下由温度引起的化学过程为CMP控制过程,对影响化学反应的关键因素进行了有效的优化,实现了多材料CMP速率的突破性提高.     

温度对ULSI硅衬底化学机械抛光去除速率及动力学的控制

对材料表面化学机械高精密加工的动力学过程及控制过程进行了深入研究.根据大量实验总结出了CMP的七个动力学过程,在ULSI衬底单晶硅片的CMP研究过程中,确定了在相同机械作用条件下由温度引起的化学过程为CMP控制过程,对影响化学反应的关键因素进行了有效的优化,实现了多材料CMP速率的突破性提高.     

Dependency of dishing on polish time and slurry chemistry in Cu CMP

In this paper the influences of slurry chemistry and thickness of the copper layer on dishing will be discussed. The dishing is studied for different patterns and variable polishing times. We found that the concentration of the oxidiser and the thickness of copper layer have a strong impact on dishing. The larger Cu features develop dishing at a higher rate than smaller structures during overpolishing. The experimental results lead to the following hypothesis for the Cu removal and surface passivation. The oxidizer (H₂O₂) reacts with Cu in an acidic slurry (pH 4) and Cu²⁺ ions are formed. The anions of the carboxylic acid react with Cu²⁺ ions and form an insoluble salt (R(COO)₂Cu) which passivates the surface. This passivation layer is removed in protruding areas by mechanical abrasion. Once removed from the surface, the ‘metallic soap’ particles are swept away by the turbulent motion in the slurry.     

钨插塞在化学机械抛光中的化学作用机理研究

采用有机碱和过氧化氢作为抛光液的pH值调节剂和氧化剂,分析化学机械抛光过程中化学作用对抛光过程的影响。氧化剂在钨表面形成较软的钝化膜,这层钝化膜可以使钨容易磨除,提高高低选择比;在压力作用下,有机碱进一步和氧化表面发生反应,使抛光速率进一步提高;而有机碱的作用还可使钨和二氧化硅介质之间的选择比较低,以避免碟形坑的出现。     

蓝宝石衬底片的抛光研究

本研究对SiO2磨料抛光蓝宝石衬底片进行了研究,结果表明,采用大粒径、高浓度的SiO2磨料抛光可以获得良好的表面状态和较高的去除速率。抛光的适宜的温度及pH值条件为:T=30℃;13.0>pH≥9.0。并且在抛光时应加入适量添加剂,方可获得较为理想的表面状态和较高的去除速率。实验同样证明,这种低成本、高质量的抛光除可以应用在蓝宝石的抛光以外,还可以应用在其它一些硬质材料的抛光工艺中。     

影响微晶玻璃CMP速率主要因素的研究

介绍了微晶玻璃及其化学机械抛光工艺,对其抛光机理进行了理论分析,重点对影响抛光速率和抛光质量的工艺参数转速、压力、流速作了详细的研究讨论,定量确定了最佳CMP工艺参数.在抛光液中加入了FA/O Ⅰ型活性剂以保护SiO2胶粒的双电子层结构.通过实验比较了在SiO2磨料碱性抛光液中加入CeO2对抛光速率的影响,得出了适合微晶玻璃晶片抛光的外界条件.在常温条件下工艺参数为转速60r/min、压力0.22 MPa和流速210 mL/min时,能够取得较高的抛光速率和较好的表面质量.     

铝合金CMP技术分析研究

阐明了金属化学机械抛光的机理,同时介绍了铝合金化学机械抛光过程中存在的问题,并提出采用碱性抛光液进行实验;分析了抛光液、压力、温度、pH值参数、FA/OⅠ型活性剂对LY12铝合金圆薄片抛光过程的影响。实验表明,pH值在10.1～10.3、温度控制在25～30℃、压力0.06 MPa下有利于铝合金表面完美化。在抛光后期采用单一表面活性剂溶液并且无压力自重条件下抛光,可以获得更为理想的合金表面。     

低压力Cu布线CMP速率的研究

采用低介电常数材料(低k介质)作为Cu布线中的介质层,已经成为集成电路技术发展的必然趋势.由于低k介质的低耐压性,加工的机械强度必须降低,这对传统化学机械抛光(CMP)工艺提出了挑战.通过对CMP过程的机理分析,提出了影响低机械强度下Cu布线CMP速率的主要因素,详细分析了CMP过程中磨料体积分数、氧化剂体积分数、FA/O螯合剂体积分数等参数对去除速率的影响.在4.33 kPa的低压下通过实验得出,在磨料体积分数为20%,氧化剂体积分数为3%,FA/O螯合剂体积分数为1.5%时可以获得最佳的去除速率及良好的速率一致性.