化学机械抛光

摘要： 目的为提高5083铝合金的表面质量,研制一种环境友好型化学机械抛光液,并分析5083铝合金化学机械抛光液对表面粗糙度的影响及作用机理。方法使用绿色环保的化学机械抛光液对5083铝合金进行化学机械抛光。采用单因素控制变量法,分析不同的pH调节剂类型、pH值以及过氧化氢(H_(2)O_(2))浓度对铝合金化学机械抛光后表面粗糙度的影响规律。采用电化学工作站,分析5083铝合金在不同抛光液中的静态腐蚀特性。运用X射线光电子能谱仪(XPS)分析5083铝合金在不同抛光液下表面元素化学组分的变化。结果绿色环保抛光液的主要成分为去离子水、4%(质量分数)的二氧化硅磨粒、2.0%(质量分数)的H_(2)O_(2)和柠檬酸,并调节pH至3.0。5083铝合金进行化学机械抛光后,在70μm×50μm的扫描范围内铝合金表面粗糙度最低为0.929 nm。结论电化学试验和XPS测试的分析表明,柠檬酸可加快抛光液对铝合金的腐蚀,H_(2)O_(2)使铝合金表面形成氧化层,减缓抛光液对铝合金的腐蚀。氧化层的主要成分为Al_(2)O_(3)、AlOOH和Al(OH)3。

摘要： 目的研究苯甲酸钠、酒石酸钠、柠檬酸钠、甘氨酸等缓蚀剂在镁合金化学机械抛光(CMP)中的缓蚀作用。方法用苹果酸、氧化铝磨粒、去离子水及不同缓蚀剂配制不同种类的抛光液。在抛光垫的种类、抛光盘转速、抛光液流速、pH调节剂的种类等都相同的条件下,进行化学机械抛光试验。用3D白光干涉轮廓仪对抛光后的镁合金片进行表征,通过电化学腐蚀试验、X射线光电子能谱(XPS)分析缓蚀机理。结果通过对比试验发现,酒石酸钠和苯甲酸钠在酸性条件下的缓蚀效果最佳。酒石酸钠和苯甲酸钠均通过促进抛光液中溶解氧对镁合金表面的氧化作用形成钝化膜,从而抑制镁合金的进一步腐蚀。镁合金在含有苯甲酸钠的溶液中生成的钝化膜的腐蚀抑制性高于含有酒石酸钠的溶液中形成的钝化膜。苯甲酸钠和酒石酸钠均参与钝化膜的生成,但经XPS分析,镁合金经含有苯甲酸钠溶液浸泡后形成的表面膜中的镁含量少于经含有酒石酸钠溶浸泡后钝化膜中的镁含量。经电化学腐蚀试验发现,镁合金在含苯甲酸钠的溶液中的腐蚀电位正向移动量大于镁合金在含酒石酸钠的溶液中腐蚀电位的正向移动量,证明在相同浓度的前提下,苯甲酸钠的缓蚀效果优于酒石酸钠。结论在酸性条件下,苯甲酸钠的缓蚀效果强于酒石酸钠。在抛光压力为22 kPa、抛光转速为60 r/min、磨料为20 nmα-Al_(2)O_(3)的CMP工艺中,加入质量分数为1%的苯甲酸钠后,抛光后的表面质量最好,Ra=(3.594±0.194)nm。苯甲酸钠和酒石酸钠均为阳极缓蚀剂,能在镁合金表面形成钝化膜,腐蚀电位的升高意味着镁离子需要克服更大的势垒才能从镁合金表面转入溶液中。

摘要： 目的采用对环境友好的抛光工艺来改善304不锈钢表面抛光质量。方法基于化学机械抛光(CMP)工艺,采用主要成分为氧化铝(Al_(2)O_(3))磨料、L-苹果酸、过氧化氢(H_(2)O_(2))、乳化剂OP-10、甘氨酸的绿色环保抛光液,设计并试验了pH值,H_(2)O_(2)、乳化剂OP-10、甘氨酸质量分数的4因素4水平CMP正交试验。采用极差法分析了4个因素对表面粗糙度和材料去除率的影响。采用电化学工作站,通过动电位极化曲线法,分析304不锈钢在不同抛光液环境下的静态腐蚀特性。通过X射线光电子能谱(XPS),分析304不锈钢在不同抛光液环境下的表面元素和化学组分变化。结果开发了一种不含任何强酸、强碱等危化物品的新型环保化学机械抛光液。通过绿色CMP加工,在70μm×50μm范围内将304不锈钢平均表面粗糙度从CMP前的7.972 nm降至0.543 nm。与之前报道的304不锈钢抛光相比,绿色CMP抛光后的表面粗糙度最低。通过正交试验,得到了绿色CMP加工的最优抛光液参数:pH=3,0.3%H_(2)O_(2),0.3%乳化剂OP-10,1.5%甘氨酸。结论L-苹果酸与甘氨酸之间相互促进,使抛光液的腐蚀性增强;而H_(2)O_(2)的作用则相反,可使抛光液的氧化性增强,减缓抛光液对304不锈钢表面的腐蚀。

摘要： 采用8%(质量分数,下同)有机碱A和3%有机碱B作为抛光液的复配p H调节剂对硅衬底进行化学机械抛光。研究了2种有机碱单独使用或复配使用时对抛光速率和抛光表面质量的影响。结果表明,当2种有机碱复配时,硅衬底的平均抛光速率达到1.04μm/min,同时可获得低表面粗糙度(Ra=0.621 nm)和无划痕的抛光表面。该抛光液在循环使用过程中表现出良好的稳定性,循环使用10次后抛光表面质量基本无变化,但抛光速率略降,主要与抛光液pH降低、黏度增大以及硅溶胶颗粒团聚有关。

摘要： 研究了碱性抛光液的pH、SiO_(2)磨料质量分数、H;O_(2)体积分数和甘氨酸质量分数对3D微同轴加工中铜和光刻胶化学机械抛光(CMP)去除速率的影响,得到较佳的抛光液组成为:SiO_(2)5%,H;O_(2)20 mL/L,甘氨酸2.5%,pH=10。采用该抛光液时,铜和光刻胶的去除速率非常接近,满足3D微同轴加工对铜和光刻胶CMP去除速率选择性的要求。

摘要： 当技术节点降低至32 nm及以下时,为了缓解电阻-电容(RC)延迟导致的铜(Cu)互连器件可靠性差的问题,急需寻找新的阻挡层材料。与钽(Ta)相比,钴(Co)具有更低的电阻率、更小的硬度、与Cu更好的粘附性、在高纵横比沟槽中能实现保形沉积等优点。因此,Co成为取代Ta的有前途的衬里材料而被堆叠在氮化钽(TaN)阻挡层上。Co的引入可以降低阻挡层厚度和简化工艺过程。然而,当技术节点降低至10 nm及以下时,金属线宽度接近甚至小于Cu的电子平均自由程。由于侧壁和晶界处电子散射的增加,Cu的电阻率开始急剧增加。与Cu相比,Co的电子平均自由程更低且可以在阻挡层更薄的情况下工作。因此,Co成为替代中段制程(MOL)中接触金属W和后段制程(BEOL)中互连金属Cu的绝佳候选材料。Co的引入势必需要与化学机械抛光(CMP)以及CMP后清洗等相兼容的工艺。然而,与多层Cu互连Co基阻挡层CMP以及Co互连CMP相兼容的抛光液作为商业机密一直未被公开。同时,学术界对Co的CMP也缺乏系统而全面的研究。本文就Co作为Cu互连阻挡层和互连金属的有效性及可行性进行了系统论述,重点综述了Co基阻挡层和Co互连CMP的研究现状,讨论了不同化学添加剂对材料去除速率、腐蚀防护、电偶腐蚀和去除速率选择性的影响。同时,本文对Co CMP所面临的问题与挑战进行了总结,以期为Co基阻挡层以及Co互连CMP浆料的开发提供有价值的参考。

摘要： 首先从吸附能的角度论述了苯并三唑(BTA)在铜上的吸附类型以及成膜过程,然后综述了关于铜化学机械抛光(CMP)后清洗中去除残留BTA的研究进展,最后对新型缓蚀剂的出现以及在集成电路制造中应用的缓蚀剂的未来研究方向进行了概述。

摘要： 简介了蓝宝石化学机械抛光(CMP)的基本原理,从磨料、pH调节剂、表面活性剂、配位剂和其他添加剂方面概述了近年来蓝宝石CMP体系的研究进展,展望了蓝宝石CMP体系未来的研究方向。

摘要： 每一份慷慨的背后都有一颗赤子之心。近日,多位院士向母校捐款,设立奖学金与教育基金,以支持学校教育事业发展与人才培养。3月15日,中国科学院院士殷鸿福在87岁生日之际,向中国地质大学殷鸿福金钉子奖学金再捐50万元。据了解,殷近日,湖北鼎龙控股股份有限公司自主研发的氧化铝抛光液产品通过相关验收,这项成果是由鼎龙控股副总裁肖桂林带领技术团队完成的。集成电路芯片有一个关键制程--化学机械抛光,给晶圆芯片抛光所用的鸿福金钉子奖学金于2002年由殷鸿福和童金南提议设立。本次是殷鸿福第四次捐赠,至今捐赠奖项总额已超110万元。

摘要： 在铜互连阻挡层化学机械抛光(CMP)过程中,由于工艺和材料等因素会产生划伤和沾污等缺陷问题,造成器件失效、良率降低及潜在可靠性等问题。研究了抛光液中活性剂及超滤工艺对CMP后缺陷的影响,提出了活性剂和超滤协同控制CMP后缺陷的作用机理。通过粒径和大颗粒测试仪表征抛光液粒径和大颗粒数的变化,通过扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试仪表征抛光液的变化。通过缺陷检测仪测试验证CMP后缺陷情况。实验结果表明,加入活性剂在未超滤的情况下,抛光液平均粒径从66.1 nm降为65.3 nm,粒径分布更加集中,缺陷总数从4251降低至1480。在此基础上通过研究不同超滤工艺对缺陷的影响,结果显示,在5μm+1μm二级超滤系统下,抛光液大颗粒数量从34.25万颗/mL减少到26.12万颗/mL,经图形片验证,缺陷总数和各缺陷占比显著降低,对于提高电路性能和产品良率有着重要意义。

摘要： 化学机械抛光液是化学机械抛光中重量的组成部分，它的成本占化学机械抛光总成本的60%-70%，它质量决定了化学机械抛光的效率、表面质量和成本。化学添加剂(氧化剂、pH值调节剂、分散剂等)是化学机械抛光液中的重要组成成份，化学添加剂的化学作用，是研究抛光液和材料去除机理的重要基础，因此，本文通过一系列的实验，研究了三氯化铁基抛光液在不同pH值调节剂、不同pH值环境下、三氯化铁不同含量下的化学反应情况，以期深入了解化学机械抛光中的化学作用，为进一步研究不锈钢化学机械抛光液提供参考。

摘要： 柔性显示器已经成为下一代显示技术的研究热点,不锈钢材料将是柔性大尺寸显示器衬底的主要之一.为了提高对304不锈钢化学机械抛光的速率和质量,本文研究了不同氧化剂在不同PH值和氧化剂含量对材料去除率和表面粗糙度的影响.结果表明;氧化剂三氧化二铁、双氧水、三氯化铁都是在pH=2时达到最佳的抛光效果,氧化剂高锰酸钾在pH=10时达到最佳的抛光效果,在最佳的pH值下进行抛光,在双氧水的含量为5ml时,达到最好的表面粗糙度为4nm,在三氯化铁质量为2.0g时的抛光液,达到最高的材料去除率为209nm/min.

摘要： 抛光压力是影响化学机械抛光效果最为关键的参数之一,针对高下压力作用下的全接触模型情况,基于考虑了粘着力和变硬度的磨粒-晶片-抛光液力学模型的高下压力抛光模型,提出了CMP材料去除微接触的变硬度分析思路,根据铜晶片硬度实验数据及拟合曲线,得到磨粒压入晶片不同压入深度时的变化的硬度值.考虑了抛光液的化学作用,提出了钝化层硬度系数及计算公式,实现了将化学作用的影响考虑到变硬度计算中.模型计算结果与以往的实验结果进行了比较和分析,获得了较好的结果.

摘要： 采用准连续介质力学方法(QC)模拟了化学机械抛光(CMP)中纳米磨粒对单晶铜工件的磨削过程.单晶铜工件分别取三种不同的晶体取向(分别为x[100]y[001]、x[001]y[110]、x[-211]y[111])进行模拟,得出原子位移图、应力分布图和载荷-位移响应曲线.对工件材料变形机理,加工后的残余应力及切削力等进行了分析,结果表明:工件晶体取向对于加工过程中工件变形特征和加工表面质量有很大影响.在A(001)[100]取向下,加工后工件残余应力分布较深,应力值较大;在B(110)[001]、C(111)[-211]取向下,应力分布较浅,应力值较小.在A(001)[100]晶体取向下,平均切向切削力远大于其它两种晶体取向.

摘要： 碳化硅材料拥有禁带宽度大、热导率高、击穿电场强度高、介电常数低和抗辐射能力强等特性,广泛应用于MEMS、高能半导体器件等领域.碳化硅硬度高,加工困难,目前唯一能实现全局平坦化的化学机械抛光(CMP)技术是加工碳化硅的主要手段,而对抛光盘施加振动也是常见的促进抛光的手段.本文采用分子动力学软件LAMMPS探究金刚石磨粒对碳化硅工件超声振动辅助CMP刻划过程和规律。

摘要： 利用FLUENT非稳态动网格湍流和离散相模型并结合mixture的空化模块,CFD仿真分析超声振动以及不同频率、膜厚对流场绝对压力、速度分布、气含率的影响规律.结果表明:超声振动空化作用使试件表面产生极强的周期性正压冲击作用,中间区域为主要空化区域,边缘产生流体和磨粒的“冲刷”作用,有助于提高材料去除率;选取合适的频率、振幅和膜厚有助于提升流场抛光工艺参数.

摘要： 碳化硅具有禁带宽度大、介电常数低、热导率高、临界击穿电场强大、饱和电子漂移速率高、抗辐射能力强以及与氮化镓(GaN)相近的晶格常数和热膨胀系数等优越的物理化学性能,使其成为21世纪极具发展前景的宽禁带半导体材料.但是,作为新一代高效节能半导体衬底材料,其表面必须得到高质量抛光才能应用.然而碳化硅高的材料硬度和化学稳定性,给超平坦、超光滑、无污染的表面加工带来极大的困难,严重制约了碳化硅在上述领域的应用.本文针对现有抛光方法存在的效率低、有污染、损伤大等问题,提出采用光催化辅助化学机械抛光的工艺抛光单晶碳化硅.该方法既能实现碳化硅衬底的高效超光滑抛光,又避免对人员和环境的危害,对碳化硅及其它硬脆材料的抛光具有较好的理论和应用价值.

摘要： A向蓝宝石晶片在纯二氧化硅下材料去除率(MRR)随着PH值的增加先逐渐提高然后降低,在PH8时达到最大,最大MRR为1467.6mn/h;添加0.015wt％阳离子表面活性剂后,MRR随着PH值的增加先逐渐提高然后降低,但在PH9时最大,最大值为MRR=2366.3nm/h.在碱性条件下添加阳离子表面活性剂可以提高A向蓝宝石晶片的MRR.

摘要： 在CMP加工过程中,基片上的化学反应产物的材料力学特性则直接决定了机械去除效率的高低.对此,本文使用不同固相催化剂组成芬顿试剂对单晶SiC基片进行了化学反应试验,通过分析反应产物的元素含量以及化学结构,并采用纳米压痕实验检测了化学反应层的力学特性,据此比较了不同固相催化剂的反应效果.

摘要： 在CMP加工过程中,基片上的化学反应产物的材料力学特性则直接决定了机械去除效率的高低.对此,本文使用不同固相催化剂组成芬顿试剂对单晶SiC基片进行了化学反应试验,通过分析反应产物的元素含量以及化学结构,并采用纳米压痕实验检测了化学反应层的力学特性,据此比较了不同固相催化剂的反应效果.

摘要： 本发明公开了一种用于化学机械抛光的抛光液防溅装置和化学机械抛光设备，其中，抛光液防溅装置包括：环形挡圈，其环绕设置于抛光盘的外周侧，其配置有升降机构，可独立沿竖直方向移动以遮挡溅射的抛光液；导流槽组件，位于所述环形挡圈和所述抛光盘的下方，与所述环形挡圈形成迷宫密封，以遮挡所述环形挡圈底部与所述抛光盘之间的间隙，从而用于收集液体。

摘要： 提供一种对半导体装置的两相邻结构进行化学机械抛光的方法。该化学机械抛光方法包括：(a)提供一种半导体装置，其包含在其表面内形成的凹穴、在该表面上形成的第一材料层、以及填满该凹穴并在第一材料层上形成的第二材料层；以及(b)以抛光垫及基本上不含抑制剂的抛光浆料基本上抛光第一及第二材料层，其中该抛光垫包含第二材料层的腐蚀抑制剂。

摘要： 本发明公开了一种用于化学机械抛光的抛光液防溅装置和化学机械抛光设备，其中，抛光液防溅装置包括：环形挡圈，其环绕设置于抛光盘的外周侧，其配置有升降机构，可独立沿竖直方向移动以遮挡溅射的抛光液；导流槽组件，位于所述环形挡圈和所述抛光盘的下方，与所述环形挡圈形成迷宫密封，以遮挡所述环形挡圈底部与所述抛光盘之间的间隙，从而用于收集液体。

摘要： 一种用于化学机械抛光头的气膜、化学机械抛光头及抛光设备，其中所述气膜形成为包括，用于接收基板的底板；圆环状的边缘侧壁，该边缘侧壁具有沿所述底板的周缘向上延伸形成的直立部、从直立部上端朝上向内折弯延伸后朝上向外折弯延伸形成的弯折部和从所述弯折部上端弯向内侧水平延伸形成的第一水平延伸部；以及与所述边缘侧壁同心相邻设置的内侧壁，所述内侧壁在其顶端具有弯向内侧水平延伸的第二水平延伸部；其中，所述弯折部向外延伸不超过所述直立部的圆周外表面。

摘要： 提供一种对半导体装置的两相邻结构进行化学机械抛光的方法。该化学机械抛光方法包括：(a)提供一种半导体装置，其包含在其表面内形成的凹穴、在该表面上形成的第一材料层、以及填满该凹穴并在第一材料层上形成的第二材料层；以及(b)以抛光垫及基本上不含抑制剂的抛光浆料基本上抛光第一及第二材料层，其中该抛光垫包含第二材料层的腐蚀抑制剂。

摘要： 一种应用于化学机械抛光(CMP)工艺的抛光头，包括：一壳体；一晶片边缘压覆环，锁固于该壳体的一下方位置；一支撑背板，其具有多个呈非同心圆状(non－concentric)排列的压力区(pressure zone)，且该支撑背板具有一晶片接触面以及一非晶片接触面，其中进行一CMP抛光时，该支撑背板的该晶片接触面是抵靠住一晶片背面；以及一气动装置，用来在进行该CMP抛光时独立控制个别该多个呈非同心圆状排列压力区内施加在该晶片背面的下压力。

摘要： 本发明公开了一种用于化学机械抛光的承载头和化学机械抛光设备，承载头包括连接在枢轴下方的基座组件，在基座组件下方夹持有弹性膜以形成可加压腔室，在可加压腔室内定位有内压环，在可加压腔室外设有外压环，外压环和内压环套设装配；所述弹性膜的起始端固定于基座组件，弹性膜穿过外压环和内压环之间的相交面并绕内压环的外缘延伸从而包裹内压环并在底部形成用于抵接晶圆的底面；所述内压环的底面靠近边缘的位置设有第一垫片，通过内压环按压所述第一垫片以调节晶圆边缘的形貌。

摘要： 提供：一种化学机械抛光组合物，其包含研磨剂，碱性组分，选自季型多铵盐、碳数为6以上的季铵盐、和具有酰胺结构的经烷基化的聚合物的至少一种化合物，以及水性载体；包含所述至少一种化合物和水性载体的清洗组合物；以及使用所述组合物且用于基材的化学机械抛光方法和清洗方法。

摘要： 本发明公开了一种用于化学机械抛光的修整装置、方法及化学机械抛光系统，所述修整装置包括固定座、摆臂和修整器，所述修整器设置于摆臂的端部并绕固定座摆动；所述修整器包括可旋转的修整头，所述修整头包括连接盘、承载盘和修整盘，所述连接盘的至少一部分具有弹性，所述承载盘铰接于连接盘的下方，承载盘的下方固定有所述修整盘，以实现所述修整盘的自适应倾斜和/或移动。

摘要： 本发明公开了一种铜化学机械抛光液及其应用和化学机械抛光方法，该抛光液包含研磨颗粒、腐蚀抑制剂、络合剂、表面活性剂、pH调节剂和氧化剂，余量为水。在铜化学机械抛光过程中，本发明的铜化学机械抛光液能够满足前两步抛光步骤合并成一步抛光的使用要求，从而优化铜的抛光工艺、提高抛光效率。