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计算机硬盘基板及其CMP技术分析研究

半导体技术 2006年第8期31卷 565-568页

作者：刘长宇刘玉岭王娟牛新环河北工业大学微电子研究所天津300130

随着计算机硬盘容量的增大、转速的提高、磁头与盘片间距离的降低,对硬盘基板材料选择及改善基板表面平整度提出了更高的要求。综述了硬盘基板材料的发展状况,指出了基板化学机械抛光(CMP)中亟待解决的问题和解决的途径,分析研究了影响... 详细信息

随着计算机硬盘容量的增大、转速的提高、磁头与盘片间距离的降低,对硬盘基板材料选择及改善基板表面平整度提出了更高的要求。综述了硬盘基板材料的发展状况,指出了基板化学机械抛光(CMP)中亟待解决的问题和解决的途径,分析研究了影响硬盘基板CMP技术的因素及如何控制基板抛光后的表面质量。

关键词：硬盘化学机械抛光平整度

CMP专用大粒径硅溶胶研磨料生长及控制机理

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纳米技术与精密工程 2008年第2期6卷 103-107页

作者：张建新刘玉岭张楷亮檀柏梅牛新环王娟河北工业大学微电子研究所天津300130 天津理工大学电子信息与通信工程学院天津300191

为满足甚大规模集成电路(ULSI)互连结构高质量、高效率化学机械抛光(CMP)的要求,以LaMer模型为理论指导,对恒液面聚合生长法制备大粒径、低分散度硅溶胶研磨料的粒径增长阶段进行了机理分析,并讨论了加料速率对平均粒径及分散度的影响;... 详细信息

为满足甚大规模集成电路(ULSI)互连结构高质量、高效率化学机械抛光(CMP)的要求,以LaMer模型为理论指导,对恒液面聚合生长法制备大粒径、低分散度硅溶胶研磨料的粒径增长阶段进行了机理分析,并讨论了加料速率对平均粒径及分散度的影响;优化加料速率为3.6 mL/min,以此控制体系中硅酸浓度的变化趋势,避免产生两种类型的新晶核,实现了单纯的粒径增长.以胶粒平均粒径28 nm、分散度1.13的母液制备出粒径57 nm、分散度1.07的硅溶胶.通过工艺调整并按照分级生长模式,进一步制得符合高质量、高效率CMP专用的大粒径(平均粒径为112 nm)、低分散度(接近于1.00)硅溶胶研磨料.

关键词：硅溶胶大粒径生长机理甚大规模集成电路化学机械抛光

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铝栅碱性CMP的析氢腐蚀

微纳电子技术 2016年第7期53卷 483-485,490页

作者：马欣刘玉岭牛新环冯翠月河北工业大学电子信息工程学院天津300130 天津市电子材料与器件重点实验室天津300130

采用碱性抛光液对铝栅进行化学机械抛光(CMP),在pH值大于8.3时会发生析氢反应,表面产生氢气泡,在铝栅表面留下大量蚀坑缺陷,降低平坦化效果,严重影响芯片器件性能的完整性和可靠性。对铝栅在碱性介质CMP条件下的析氢反应机理及控制理论... 详细信息

采用碱性抛光液对铝栅进行化学机械抛光(CMP),在pH值大于8.3时会发生析氢反应,表面产生氢气泡,在铝栅表面留下大量蚀坑缺陷,降低平坦化效果,严重影响芯片器件性能的完整性和可靠性。对铝栅在碱性介质CMP条件下的析氢反应机理及控制理论进行了深入探究。通过接触角实验和静态腐蚀实验,并结合金相显微镜观察静态腐蚀后表面状态,发现抛光液中加入FA/O I非离子型表面活性剂可有效抑制碱性环境中铝栅CMP析氢腐蚀。通过实验得出,当碱性抛光液中FA/O I非离子型表面活性剂的体积分数为1.5%时,抛光液的表面张力最小,接触角最小,抑制析氢腐蚀效果最好。

关键词：铝栅化学机械抛光(CMP) 碱性抛光液表面活性剂析氢腐蚀

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双氧水稳定剂对碱性铜膜抛光液稳定性的影响

微纳电子技术 2018年第11期55卷 840-843,854页

作者：王建超刘玉岭牛新环张凯河北工业大学电子信息工程学院天津300130 天津市电子材料与器件重点实验室天津300130

化学机械抛光（CMP）是多层铜布线的关键技术之一。随着集成电路的发展,碱性抛光液将逐渐成为研究热点。而双氧水作为抛光液中最常用的氧化剂,其最大问题是导致抛光液不稳定。在此基础上研究了双氧水稳定剂（聚天冬氨酸钾（PASP））对... 详细信息

化学机械抛光（CMP）是多层铜布线的关键技术之一。随着集成电路的发展,碱性抛光液将逐渐成为研究热点。而双氧水作为抛光液中最常用的氧化剂,其最大问题是导致抛光液不稳定。在此基础上研究了双氧水稳定剂（聚天冬氨酸钾（PASP））对碱性铜膜抛光液去除速率及稳定性的影响。结果表明,在含有胺类络合剂的两种碱性铜膜抛光液中,双氧水稳定剂的加入会在一定程度上提高铜的去除速率。在2 h内,双氧水稳定剂对抛光液的稳定性起到了明显效果,但随时间的增加其会逐渐失去作用,甚至使抛光液变得更加不稳定。

关键词：铜化学机械抛光(CMP) 双氧水稳定剂去除速率

碱性CMP表面活性剂对硅衬底表面状态的影响

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微纳电子技术 2018年第6期55卷 433-437页

作者：洪姣刘国瑞牛新环刘玉岭天津城建大学计算中心天津300384 河北工业大学电子信息工程学院天津300130

主要研究了硅衬底碱性精抛液中表面活性剂对硅衬底表面粗糙度、表面缺陷以及抛光雾的影响。实验结果表明，随着硅衬底精抛液中表面活性剂体积分数由0％增加到1％，表面粗糙度和表面缺陷数量都呈现出迅速降低的变化趋势，表面活性剂对降... 详细信息

主要研究了硅衬底碱性精抛液中表面活性剂对硅衬底表面粗糙度、表面缺陷以及抛光雾的影响。实验结果表明，随着硅衬底精抛液中表面活性剂体积分数由0％增加到1％，表面粗糙度和表面缺陷数量都呈现出迅速降低的变化趋势，表面活性剂对降低表面粗糙度和减少表面缺陷效果明显。但是当表面活性剂体积分数大于5％时，抛光后硅衬底的表面粗糙度和表面缺陷数量都略有升高。表面活性剂体积分数为5％时，表面粗糙度及表面缺陷数量最小。由抛光雾实验可以看出，随着表面活性剂体积分数的增加，硅衬底精抛后的抛光雾值先降低后升高，进一步验证了当表面活性剂体积分数为5％时，抛光后硅衬底的表面状态最好。

关键词：碱性抛光液硅衬底化学机械抛光(CMP) 表面粗糙度表面缺陷抛光雾

GLSI多层布线钨插塞CMP表面质量的影响因素分析

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微电子学 2011年第3期41卷 447-450,469页

作者：韩力英牛新环贾英茜刘玉岭河北工业大学信息工程学院天津300401

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... 详细信息

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。

关键词：特大规模集成电路多层布线钨插塞化学机械抛光粗糙度

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新型碱性抛光液对Si晶圆抛光速率的优化

微纳电子技术 2016年第10期53卷 702-706页

作者：李凤英刘玉岭牛新环孙鸣河北工业大学电子信息工程学院天津300130 天津市电子材料与器件重点实验室天津300130

研发了一种新型的碱性抛光液,用于提高Si晶圆的抛光速率以及循环使用时的高速率稳定性。分析了FA/OⅡ型螯合剂与KOH调节剂对Si晶圆抛光速率的影响,单因素实验发现:当FA/OⅡ型螯合剂调节抛光液的pH值时,随着pH值增大,Si晶圆的抛光速率先... 详细信息

研发了一种新型的碱性抛光液,用于提高Si晶圆的抛光速率以及循环使用时的高速率稳定性。分析了FA/OⅡ型螯合剂与KOH调节剂对Si晶圆抛光速率的影响,单因素实验发现:当FA/OⅡ型螯合剂调节抛光液的pH值时,随着pH值增大,Si晶圆的抛光速率先增大后减少;当KOH调节剂调节抛光液的pH值时,Si晶圆的抛光速率随pH值增加先增大后减少。新型碱性抛光液的组成包括单因素实验中抛光速率最佳的FA/OⅡ型螯合剂与KOH调节剂,以及硅溶胶研磨料。在对Si晶圆进行抛光过程中,新型碱性抛光液要稀释30倍。结果显示,抛光速率可高达900 nm/min,相对于国际上通用的抛光液,抛光速率提高了近5%。此外,对新型碱性抛光液进行循环抛光实验,发现该新型碱性抛光液可以实现16次高速率抛光。

关键词：碱性抛光液 Si晶圆 FA/OⅡ型螯合剂抛光速率硅溶胶研磨料

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基于子博弈完美均衡的启发式聚类算法

电子学报 2024年第3期52卷 740-750页

作者：常璐瑶牛新征罗涛钱早国电子科技大学计算机科学与工程学院四川成都611731

聚类是一种典型且重要的数据挖掘方法,但现有聚类算法大多需要人为指定聚类的数量,并且聚类结果对参数敏感.针对上述不足,本文提出一种基于子博弈完美均衡的启发式聚类算法(Heuristic Clustering algorithm based on Sub-game Perfect E... 详细信息

聚类是一种典型且重要的数据挖掘方法,但现有聚类算法大多需要人为指定聚类的数量,并且聚类结果对参数敏感.针对上述不足,本文提出一种基于子博弈完美均衡的启发式聚类算法(Heuristic Clustering algorithm based on Sub-game Perfect Equilibrium,HCSPE).该算法充分挖掘数据点自身的分布特征信息,通过启发式方法得到自适应的参数值,从而使数据点局部密度属性值的得出具有客观性和普适性,降低了聚类结果对参数的敏感性.基于博弈的思想,综合局部密度和相对距离两个属性形成数据点的竞争力,依靠竞争机制完成聚类数量的自动计算以及聚类中心的确定.在多个规模和类型均不相同的数据集上的实验结果表明,本文所提出算法的性能指标整体优于其他算法,并且聚类结果更符合客观所需.

关键词：博弈论竞价机制子博弈均衡启发式算法聚类

粗糙度和尖峰高度对粗糙铜晶圆表面化学反应动力学参数的影响

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中国表面工程 2014年第4期27卷 58-63页

作者：李炎刘玉岭牛新环王傲尘李洪波河北工业大学微电子研究所天津300130 河北联合大学信息工程学院河北唐山063000

根据液固化学反应特性和欧几里得有效面积公式,建立了适用于粗糙晶圆表面的化学反应动力学方程,得到了不同晶圆表面的化学反应速率常数和化学机械平坦化(CMP)前后晶圆质量差。根据晶圆表面不同位置的lg(RMS height)-lgx拟合直线斜率和... 详细信息

根据液固化学反应特性和欧几里得有效面积公式,建立了适用于粗糙晶圆表面的化学反应动力学方程,得到了不同晶圆表面的化学反应速率常数和化学机械平坦化(CMP)前后晶圆质量差。根据晶圆表面不同位置的lg(RMS height)-lgx拟合直线斜率和截距的平均值,得到了每个晶圆表面的分形维数与尺度系数,进一步得到了铜膜化学反应分级数。通过分析晶圆表面分形维数对化学反应动力学参数的影响,可以得出:当表面分形维数为2.917时,铜膜的化学反应分级数为1,此时铜膜的络合反应过程中的所有瞬时反应数量达到最小值。最后的验证试验表明:晶圆表面分形维数越大,CMP后尖峰消除量越大,即铜膜表面化学反应速率越快;晶圆表面分形维数越小,CMP后粗糙度下降越明显,即铜膜表面化学反应均匀性越好。

关键词：质量作用定律动力学方程分形维数均方根高度粗糙度