检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于响应面法的cmp后清洗工艺优化实验

微纳电子技术 2022年第7期59卷 718-724页

作者：张康张菊岳爽高跃昕李婷北京烁科精微电子装备有限公司北京100176 中国核电工程有限公司北京100840

在集成电路制造化学机械平坦化(cmp)制程中,后清洗工艺直接关系到晶圆表面缺陷、洁净度和表面粗糙度等关键工艺指标。而主流cmp后清洗过程中超洁净刷洗工艺至关重要,以新型国产cmp机台为基础,以半导体制造前道制程标准化二氧化硅衬底直... 详细信息

在集成电路制造化学机械平坦化(cmp)制程中,后清洗工艺直接关系到晶圆表面缺陷、洁净度和表面粗糙度等关键工艺指标。而主流cmp后清洗过程中超洁净刷洗工艺至关重要,以新型国产cmp机台为基础,以半导体制造前道制程标准化二氧化硅衬底直径300 mm晶圆为测试对象,开展响应面优化实验,对cmp后清洗晶圆转速、清洗刷转速和清洗液体积流量等关键参数进行研究。结合刷洗工艺原理初步掌握了相关关键参数对洁净度及表面粗糙度的影响规律,得到满足工艺要求的最佳参数,即晶圆转速145~150 r/min、清洗刷转速200~215 r/min和清洗液体积流量20~50 mL/min,可稳定实现晶圆表面粒径为0.12μm的颗粒数少于15和表面粗糙度0.5 nm以下的cmp后清洗优化工艺。研究结果可指导后续实验设计,并进一步得到相关工艺条件下参数及工艺效果的预测模型。

关键词：化学机械平坦化(cmp) cmp后清洗响应面表面洁净度表面粗糙度

铜cmp后清洗中表面活性剂去除颗粒的研究进展

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

半导体技术 2020年第10期45卷 775-781,795页

作者：曲里京高宝红王玄石檀柏梅刘玉岭河北工业大学电子信息工程学院天津300130 河北工业大学微电子技术与材料研究所天津300130

在集成电路制造过程中,利用化学机械抛光(cmp)去除多余的Cu以实现全局及局部平坦化。而cmp后会在晶圆表面残留大量颗粒等污染物,抛光后残留的颗粒等污染物需要通过cmp后清洗工艺将其去除。综述了清洗液中的表面活性剂对颗粒去除的作用... 详细信息

在集成电路制造过程中,利用化学机械抛光(cmp)去除多余的Cu以实现全局及局部平坦化。而cmp后会在晶圆表面残留大量颗粒等污染物,抛光后残留的颗粒等污染物需要通过cmp后清洗工艺将其去除。综述了清洗液中的表面活性剂对颗粒去除的作用机理及清洗效果。重点探讨了在清洗液中加入单一表面活性剂的作用机理和对颗粒的去除效果。对加入不同类型的表面活性剂复配后对颗粒的去除及其作用机理进行了分析和预测。相比于在清洗液中加入单一的表面活性剂,使用不同类型的表面活性剂按合适比例复配后会产生协同效应,因此能获得更好的颗粒去除效果。

关键词：化学机械抛光(cmp) 表面活性剂 cmp后清洗颗粒去除表面活性剂复配

GLSI多层铜布线cmp后清洗铜氧化物的去除研究

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

GLSI多层铜布线CMP后清洗铜氧化物的去除研究

作者：杨志欣河北工业大学

学位级别：硕士

随着微电子产业的快速发展,器件特征尺寸越来越小。生产过程中的各种污染对元器件的性能及可靠性的危害也日益突出,所以对材料表面的清洁度要求更加严格,因此对对微电子清洗领域的研究,具有很重要的意义。本文详细分析了在GLSI多层铜布... 详细信息

随着微电子产业的快速发展,器件特征尺寸越来越小。生产过程中的各种污染对元器件的性能及可靠性的危害也日益突出,所以对材料表面的清洁度要求更加严格,因此对对微电子清洗领域的研究,具有很重要的意义。本文详细分析了在GLSI多层铜布线片cmp过程中铜氧化物颗粒的形成机理以及存在状态,分析了螯合剂和表面活性剂在铜氧化物颗粒去除方面的作用。利用自主配制的主要成分为螯合剂和表面活性剂的清洗剂结合PVA刷洗法对去除cmp后Cu表面铜氧化物颗粒具有良好的效果。通过AFM检测,分析了FA/OII型螯合剂结合刷洗工艺对于表面粗糙度的影响,并采用台阶仪对不同浓度的FA/OII型螯合剂对Cu的静态腐蚀速率进行了测试,探求清洗剂中螯合剂的合适的浓度,以免在清洗过程中由于FA/OII型螯合剂浓度过大造成粗糙度过大及铜线条的损失。结合超声或PVA刷洗的方法分别对铜光片和铜布线片进行清洗,利用金相显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对铜表面清洗前后的形貌进行对比,发现自主配制的该清洗剂能够有效去除cmp后铜表面的铜氧化物杂质,并且该清洗剂成分简单、环保。利用自主配置的清洗剂进行Cu表面铜氧化物颗粒去除实验,通过大量实验得到清洗剂的最佳配比为100ppm FA/OII螯合剂和1000ppm FA/OI非离子表面活性剂,适用于GLSI多层铜布线片的cmp后清洗,清洗后得到的铜氧化物颗粒去除效果已满足生产需要,清洗后Cu表面的粗糙度得到了改善,并且对铜表面的有机物残留的去除也有一定效果。

关键词： cmp后清洗铜的氧化物吸附 PVA刷洗超声碱性清洗剂

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铜cmp后清洗表面吸附与电化学腐蚀的研究

铜CMP后清洗表面吸附与电化学腐蚀的研究

作者：田思雨河北工业大学

学位级别：硕士

随着极大规模集成电路特征尺寸的缩小,钴(Co)由于具有较低的电阻率及粘附能力,成为铜互连的新型阻挡层材料,由于铜钴的物理化学性能差异,在化学机械抛光(cmp)及后清洗中易产生电偶腐蚀缺陷。铜互连cmp后清洗工艺的主要目的是去除铜表面... 详细信息

随着极大规模集成电路特征尺寸的缩小,钴(Co)由于具有较低的电阻率及粘附能力,成为铜互连的新型阻挡层材料,由于铜钴的物理化学性能差异,在化学机械抛光(cmp)及后清洗中易产生电偶腐蚀缺陷。铜互连cmp后清洗工艺的主要目的是去除铜表面抛光液的残留,硅溶胶作为磨料在cmp过程中很容易吸附到晶圆表面,严重影响了芯片良率,因此颗粒去除与控制电偶腐蚀成为cmp后清洗的关键。本文首先研究了1H-苯并三唑甲酸(CBT)、1,2,4-三氮唑(TAZ)和2,2’-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇(TT-LYK)三种抑制剂对铜钴电偶腐蚀的影响,采用电化学工作站比较了三种抑制剂对电偶腐蚀的抑制效率,并采用接触角检测对抑制剂的性质进行了表征。在B3LYP/6-31G(d,p)理论水平上,借助电子参数对抑制效率的差异做出解释,并在福井函数的基础上分析了反应中心,确定了三种抑制剂的亲电和亲核反应中心,比较得出因CBT对金属的吸附最为紧密而抑制能力最强。其次,选取了十二烷基苯磺酸(LABSA)、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)和异构醇聚氧乙烯醚(JFCE)三种不同种类的表面活性剂,通过电化学工作站分别研究了三种表面活性剂对铜钴电偶腐蚀的影响,探究了不同浓度、不同复配比的LABSA/JFCE复配溶液对硅溶胶粒径的影响,通过复配表面活性剂的相互作用参数,探究了复配表面活性剂的协同作用。借助表面活性剂的电子参数及其与硅溶胶颗粒吸附模型吸附能的计算,得出LABSA对颗粒具有更强的吸附特性,而JFCE可以在水中形成空间位阻,表面活性剂的双重作用实现硅溶胶颗粒的去除。最后,研究了不同种类和浓度抑制剂及不同复配比的LABSA/JFCE复配溶液对铜表面吸附的硅溶胶颗粒的清洗效果,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征了清洗后铜表面硅溶胶与抑制剂的残留情况。分析了螯合剂、抑制剂以及表面活性剂在后清洗过程中的作用机理,最终确定了150 ppm的FA/OⅡ型螯合剂、2.5 ppm的CBT及1000 ppm复配比为2:3的LABSA/JFCE组成的清洗液(p H=9.7)可以有效去除铜表面的硅溶胶颗粒的同时抑制铜钴电偶腐蚀,适用于新型阻挡层cmp后清洗。

关键词： cmp后清洗抑制剂表面活性剂硅溶胶碱性清洗液铜钴电偶腐蚀

碱性清洗液对铜布线cmp后清洗及电参数影响的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

碱性清洗液对铜布线CMP后清洗及电参数影响的研究

作者：韩春宇河北工业大学

学位级别：硕士

在极大规模集成电路(GLSI)的制程中,化学机械平坦化(cmp)是目前唯一能够实现多层铜布线局部与全局平坦化的技术。经过cmp处理后,晶圆表面会残留大量污染物,cmp后清洗成为决定器件可靠性的关键工艺。随着技术节点降低至28或14 nm,钌(Ru)... 详细信息

在极大规模集成电路(GLSI)的制程中,化学机械平坦化(cmp)是目前唯一能够实现多层铜布线局部与全局平坦化的技术。经过cmp处理后,晶圆表面会残留大量污染物,cmp后清洗成为决定器件可靠性的关键工艺。随着技术节点降低至28或14 nm,钌(Ru)和钴(Co)以其优越的物理化学性质成为新型铜互连阻挡层材料。为减小RC延迟,绝缘介质采用低k、超低k介质材料,cmp后清洗技术对低k介质的电容、铜损失、漏电流等电参数的影响被广泛关注和研究。目前商用的cmp后清洗液依然是柠檬酸基的酸性清洗液,但在酸性条件下,新型阻挡层材料Ru会产生有毒气体,铜钴电偶腐蚀极为严重。因此,对电参数影响较小的新型碱性清洗液的研究成为清洗技术研发的重点。本文采用汞探针、傅立叶变换红外光谱仪与原子力显微镜分析了自主研发的碱性清洗液中FA/OⅡ型螯合剂对Black Diamond(BD)k值的影响,并结合金相显微镜的实验结果,探究了碱性清洗液中各种成分对BD的k值与表面污染物去除效果的影响,结果表明,150 ppm FA/OⅡ型螯合剂与750 ppm FA/OⅡ型表面活性剂组成的碱性清洗液能够有效地去除BD表面的cmp残余污染物,清洗后晶圆表面的Si-CH键的数量没有变化,Si-O-Si键的数量明显减少,k值的增大量仅为3.04%。本文采用紫外-可见光光度计与电化学工作站,探究了FA/OⅡ型螯合剂与甘氨酸对铜离子的螯合作用。结合半导体电参数仪的结果可知,与甘氨酸相比,FA/OⅡ型螯合剂对Cu表面的腐蚀作用更小,对晶圆表面铜离子的去除效果更好,晶圆的漏电流更小。清洗工艺是影响清洗效果的关键因素,本文以研发的碱性清洗液为基础,探究了不同清洗工艺参数对BD的k值以及BD与Cu表面污染物去除效果的影响,结果表明,当刷子间间距为-0.5 mm、去离子水刷洗时间为75 s、清洗液刷洗时间为40 s与刷子转速为200 rpm时,清洗后的BD与Cu晶圆表面无磨料颗粒、有机物等污染物的残留,BD与Cu表面的表面粗糙度分别可达0.24 nm与0.35 nm,k值的增大量为2.61%。此外,为了进一步降低碱性清洗液对Cu表面的腐蚀,减小漏电流,研究了碱性清洗液中加入1,2-苯并异噻唑啉-3-酮(BIT)对减少Cu腐蚀的效果,加入200 ppm BIT后,Cu表面的腐蚀电流降低了22.39%,静态腐蚀速率下降了33.33%,清洗后的Cu表面无磨料颗粒、有机物等污染物的残留。

关键词： cmp后清洗碱性清洗液低k介质 k值腐蚀电流漏电流

抑制剂在铜表面的解吸机理及cmp后清洗的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

抑制剂在铜表面的解吸机理及CMP后清洗的研究

作者：王淇河北工业大学

学位级别：硕士

随着集成电路的逐步发展,器件的特征尺寸被要求不断减小,铝及其合金已无法适应这种改变,由于铜具有更低的电阻率和RC延迟、更优越的抗电迁移特性,已完全取代铝成为首选的深亚微米IC金属布线材料。迄今为止,化学机械平坦化(cmp)被认为是... 详细信息

随着集成电路的逐步发展,器件的特征尺寸被要求不断减小,铝及其合金已无法适应这种改变,由于铜具有更低的电阻率和RC延迟、更优越的抗电迁移特性,已完全取代铝成为首选的深亚微米IC金属布线材料。迄今为止,化学机械平坦化(cmp)被认为是可以同时兼顾全局和局部平坦化要求的最有效方法,已广泛应用于多层铜布线双大马士革镶嵌工艺中。但由于抛光后的铜表面存在分界面化学反应和研磨微粒,会引入沾污和表面缺陷,尤其是以腐蚀抑制剂为代表的有机污染物,它会形成薄膜阻止清洗液到达晶片表面。因此了解抑制剂在铜表面的吸附及解吸机理对cmp后清洗技术至关重要。本文首先通过对比实验法研究了抑制剂BTA和TAZ在铜表面的吸附钝化机理,根据两种抑制剂在相同环境,不同铜表面状态下的吸附特性进行了接触角、电化学阻抗谱(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)测试,理论结果与实验结果吻合,得到了抑制剂的吸附行为与铜表面氧化物含量之间的关系。发现BTA强吸附于柠檬酸处理(CuO层)的铜表面,TAZ则强吸附于柠檬酸+HO处理(Cu O和Cu(OH)层)的铜表面,证明了两种抑制剂在铜表面的吸附难易程度取决于一价铜和二价铜的含量。这对抛光时不同抑制剂的选用具有重要的意义。本文还以铜的cmp后清洗液为研究方向,研究了不同螯合剂、表面活性剂浓度的变化对BTA和TAZ去除效果的影响,分析了各成分在清洗过程中的效用规律,通过实验表征并结合分子动力学计算揭示了清洗液组分的作用机理。此外,还确定了新型碱性清洗液的最优组份方案。最终得知200 ppm FA/O II、200 ppm精氨酸和1800 ppm Triton X-100组合的清洗液能够有效去除BTA和其他微缺陷。而25 ppm EDTA和600 ppm LABSA则对TAZ的去除最为显著,最后通过调节该组合清洗液的p H值,研究了不同p H值对TAZ去除效果的影响,发现清洗液的p H值为10.6时,表现出优异的TAZ清洁性能。同时,实验证明表面活性剂有一定的缓蚀性能,还有助于后清洗过程中晶圆表面的平滑。

关键词： cmp后清洗螯合剂表面活性剂抑制剂碱性清洗液

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铝栅cmp后清洗工艺的研究

铝栅CMP后清洗工艺的研究

作者：申言河北工业大学

学位级别：硕士

集成电路工艺发展到极大规模(GLSI)后,器件的特征尺寸减小到45nm以下,高K介质/金属栅结构逐渐取代传统的SiO介质/多晶硅栅结构成为主流。金属铝成为CMOS器件中最普遍的栅极材料。由于铝栅器件具有超高的集成度,微量杂质的沾污或表面划... 详细信息

集成电路工艺发展到极大规模(GLSI)后,器件的特征尺寸减小到45nm以下,高K介质/金属栅结构逐渐取代传统的SiO介质/多晶硅栅结构成为主流。金属铝成为CMOS器件中最普遍的栅极材料。由于铝栅器件具有超高的集成度,微量杂质的沾污或表面划伤都会严重影响器件性能,化学机械抛光技术(cmp)是当前工业生产中唯一可以实现全局平坦化的技术。随着器件尺寸的进一步减小,抛光工艺和抛光液残留等问题使得铝栅表面粗糙度变大,引起器件噪声,这些对器件稳定性产生很大危害,其中最严重的就是抛光液中硅溶胶颗粒的残留问题。本文通过实验研究了硅溶胶颗粒的吸附规律,并由此规律探究了颗粒的解吸原理。研制了一种FA/O型清洗液,主要成分是螯合剂与非离子型活性剂,螯合剂不仅可以螯合金属离子,而且可以去除硅溶胶颗粒,但也会造成非均化腐蚀,表面活性剂具有较高的渗透性,可以增强对吸附在铝表面颗粒的去除,同时会抑制螯合剂造成的非均化腐蚀。通过单变量实验,得出了颗粒去除效果最好,非均匀腐蚀最小的清洗液配比,即螯合剂和活性剂的体积分数分别为0.015%和0.15%。基于这种清洗液,对比研究了两种水基清洗工艺的清洗效果即PVA手工清洗和以抛代洗清洗。实验结果表明当抛代洗工艺参数设置为转速55/55r/min、压力103/103madN/cm、流量200ml/min时可以达到此工艺的最佳清洗效果,表面粗糙度最佳水平可达3.12nm,清洗效果优于PVA手工清洗。在抛代洗水基清洗的基础上进行超声清洗,通过单因素实验得出了最适合铝栅cmp后清洗的超声工艺参数,即温度设置为40℃、功率为2kw、清洗时间5min,最终抛代洗+超声清洗工艺可以达到的最低表面粗糙度为2.04nm,表面硅溶胶颗粒基本去除干净。

关键词：铝栅 cmp后清洗硅溶胶螯合剂活性剂非均匀腐蚀

GLSI铜布线cmp后清洗碱性清洗液的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GLSI铜布线CMP后清洗碱性清洗液的研究

作者：邓海文河北工业大学

学位级别：硕士

随着微电子技术的迅猛发展,集成电路最小线宽的日益减小,集成度逐渐提高,已经迈入GLSI时代。cmp后清洗作为整个IC制造过程中的一道重要工序,清洗能力的高低严重影响着电子器件的性能。传统的酸性清洗剂因其成分复杂、清洗对象单一、清... 详细信息

随着微电子技术的迅猛发展,集成电路最小线宽的日益减小,集成度逐渐提高,已经迈入GLSI时代。cmp后清洗作为整个IC制造过程中的一道重要工序,清洗能力的高低严重影响着电子器件的性能。传统的酸性清洗剂因其成分复杂、清洗对象单一、清洗步骤繁琐等缺点,已经无法满足细小线条工艺生产的需求。因此,碱性清洗剂的研发已经成为微电子行业主要的研究方向。本论文从杂质的吸附机理分析了cmp后主要的清洗对象,讨论了主流酸性清洗剂的缺点。并对国际上主流的NHOH、TMAH碱性清洗剂与项目组自主研发的FA/O碱性清洗剂做了对比。重点研究了FA/O清洗剂对以SiO为代表的物理吸附杂质及以BTA为代表的化学吸附杂质的去除效果、对多层Cu布线片表面及界面的腐蚀能力、晶圆表面粗糙度的优化能力等方面做了详细的研究。同时,研究了清洗液pH值和温度对清洗后布线片表面状态的影响。实验表明,课题组自主研发的FA/O清洗剂对cmp后残留杂质的去除能力比主流的NHOH、TMAH碱性清洗剂效果要好。FA/O清洗液的主要成分是自主发明的FA/OⅡ螯合剂和FA/O非离子表面活性剂。与其它碱性螯合剂相比,FA/OⅡ螯合剂具有十三个以上螯合环,稳定性高,有较强的螯合能力。能与几十种金属离子形成稳定的螯合物;因其与有机物具有相似的C-N键,根据有机物的相似相溶原理可以有效溶解残留的BTA等有机物污染。随着FA/OⅡ螯合剂的增加去除杂质的能力越强。但是,清洗液中螯合剂浓度太高就会对布线片表面造成腐蚀,缺陷增加。FA/O活性剂是一种大分子非离子表面活性剂,表面张力小,去污能力强,易吸附保护铜表面被腐蚀。随着活性剂浓度的增加表面张力减小,去污能力增强;由于FA/O活性剂极易吸附在晶圆表面,活性剂浓度太高反而会造成有机物的二次污染。由实验结果可知,当清洗液中FA/OⅡ螯合剂的浓度为150ppm00ppm,FA/O活性剂的浓度为1500ppm时,pH值大于10小于12、温度为25℃5℃时,对颗粒、BTA等杂质的去除效果最好,布线片表面几乎没有腐蚀,而且表面状态好,粗糙度值为1.39nm。

关键词： cmp后清洗 FA/O清洗液 pH值温度粗糙度腐蚀

活性剂复配机理及其对铜布线cmp后清洗颗粒去除的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

活性剂复配机理及其对铜布线CMP后清洗颗粒去除的研究

作者：曲里京河北工业大学

学位级别：硕士

随着集成电路的日益发展,生产工艺上铜已经成为首选的布线材料。目前,化学机械抛光(cmp)技术被认为是晶圆平坦化的最好方法之一。但抛光后沾污的颗粒会影响器件性能,最终导致电路失效。所以铜cmp后清洗工艺中对颗粒去除的研究是至关重... 详细信息

随着集成电路的日益发展,生产工艺上铜已经成为首选的布线材料。目前,化学机械抛光(cmp)技术被认为是晶圆平坦化的最好方法之一。但抛光后沾污的颗粒会影响器件性能,最终导致电路失效。所以铜cmp后清洗工艺中对颗粒去除的研究是至关重要的。本论文重点讨论两种表面活性剂复配机理以及在铜cmp后清洗中对颗粒的去除效果。本文选取了几种不同亲、疏水基团结构的阴、非离子表面活性剂,对其结构特点和润湿性能进行分析。采用接触角和表面张力实验分析它们的润湿性能。最后选择阴离子表面活性剂(AES,1000 ppm)和非离子表面活性剂(JFC-E,2500 ppm)按不同体积比进行复配研究。对不同体积比下的润湿性能、吸附腐蚀情况和清洗效果分别进行了接触角、表面张力、电化学和扫描电子显微镜(SEM)实验分析。利用红外光谱实验和分子间相互作用参数的计算研究表面活性剂复配机理,以及分子间相互作用对颗粒去除的影响。研究结果表明,AES(1000 ppm)和JFC-E(2500 ppm)按体积比为2:3复配产生的协同作用最好。表面活性剂分子在铜表面的吸附效果最好,对铜表面的润湿性能和颗粒的去除效果最佳,同时对铜表面状态的腐蚀影响最小。研究认为复配表面活性剂的分子通过范德华力相互吸引,以物理吸附方式吸附在铜表面。并且分子间相互作用会影响分子的吸附和胶束结构的形成。在混合单分子吸附层和混合胶束中分子的吸引力越强,颗粒去除效果越好。本文还研究了复配表面活性剂对颗粒的去除效果。由于复配表面活性剂的p H为酸性,因此研究碱性条件不同体积比下的润湿性能、吸附腐蚀情况和清洗效果。然后优化最佳体积比清洗液的p H值,得到一种新型碱性清洗液。同时以此种碱性清洗液研究清洗工艺参数对颗粒的去除效果。通过分析刷子转速、间距和去离子水刷洗时间来获得一种最优的铜cmp后清洗颗粒去除的清洗方案。最终优化的清洗方案为:(1)最佳清洗液配比:AES(1000 ppm)和JFC-E(2500 ppm)按体积比为2:3复配,清洗液的p H值为9.5。(2)最佳工艺参数:刷子转速为150 rpm,刷子间距为-0.7 mm,去离子水刷洗时间为140 s。优化清洗后的颗粒去除率为98.3%。

关键词： cmp后清洗颗粒去除表面活性剂复配分子间相互作用碱性清洗液