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基于Arrhenius方程研究活性剂对铜CMP粗糙度的影响被引量：6: 2016年; 选用非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO),通过自制的碱性铜抛光液,在E460E机台上研究不同体积分数活性剂对铜化学机械抛光(CMP)效果的影响。利用原子力显微镜(AFM)观察抛光后铜表面粗糙度,采用接触角测试仪测试不同的抛光液在铜表面的接触角。结果表明:铜抛光速率随着活性剂体积分数的增加呈缓慢降低趋势,加入活性剂可显著降低抛光后铜表面粗糙度。当加入体积分数3.0%的活性剂时,铜抛光速率从678.096 nm/min降低到625.638 nm/min,同时铜表面粗糙度从10.52 nm降低到1.784 nm,接触角从28.33°降低到12.25°。活性剂分子优先吸附在抛光后铜表面形成一层分子膜,表面粗糙度降低的根本原因是该分子膜增加了化学反应的活化能以及提高了抛光液的润湿性。基于Arrhenius方程,从活化能和温度两个参数阐述活性剂降低铜表面粗糙度的机制。; 栾晓东牛新环刘玉岭闫辰奇赵亚东王仲杰王辰伟; 关键词：表面粗糙度活化能接触角

NaClO和FA/OⅠ螯合剂对Ru和Cu的CMP影响被引量：1: 2017年; 钌作为下一代14 nm超大规模集成电路阻挡层新材料,有着重要的研究意义,然而对阻挡层进行化学机械抛光时,由于Ru和Cu的化学性质与硬度均不相同,Ru和Cu很难达到适合的速率选择比。研究了在以NaClO为氧化剂时,磨料质量分数、pH值、NaClO溶液体积分数、FA/OⅠ螯合剂体积分数以及抗蚀剂BTA对Ru化学机械抛光的影响,同时研究了NaClO和FA/OⅠ螯合剂的协同作用对Ru和Cu的去除速率和电偶腐蚀的影响。实验结果表明,以NaClO为氧化剂时,随着pH值升高,Ru去除速率和静态腐蚀速率均随之升高,NaClO能够大幅度提高Ru和Cu的去除速率,FA/OⅠ螯合剂的加入能够小范围提高Ru和Cu的去除速率,同时FA/OⅠ螯合剂可以减缓Ru和Cu之间的电偶腐蚀,最终通过调节抗蚀剂的质量浓度,可以实现Ru和Cu速率可控,达到合适的速率选择比。; 郑环周建伟王辰伟张乐王仲杰杜义琛; 关键词：RU

超精度石英玻璃的化学机械抛光被引量：9: 2017年; 在工作压力为2 psi(1 psi=6 894.76 Pa)、抛光头转速为55 r/min、抛盘转速为60 r/min、流量为50 mL/min的条件下,对3英寸(1英寸=2.54 cm)的石英玻璃(99.99%)进行化学机械抛光(CMP)实验。分别研究了磨料质量分数(4%,8%,12%,16%,20%)、FA/OⅠ型螯合剂体积分数(1%,2%,3%,4%,5%)和FA/O型活性剂体积分数(1%,2%,3%,4%,5%)对石英玻璃化学机械抛光去除速率的影响。实验结果表明:随着磨料质量分数增加,石英玻璃去除速率明显提高,从11 nm/min提升到97.9 nm/min,同时表面粗糙度(Ra)逐渐降低,从2.950 nm降低到0.265 nm;FA/OⅠ型螯合剂通过化学作用对去除速率有一定的提高,Ra也有一定程度的减小,能够降低到0.215 nm;FA/O型活性剂的加入会导致去除速率有所降低,但是能够使Ra进一步降低至0.126 nm。最终在磨料、FA/OⅠ型螯合剂、FA/O型活性剂的协同作用下,石英玻璃去除速率达到93.4 nm/min,Ra达到0.126 nm,远小于目前行业水平的0.9 nm。; 王仲杰王胜利王辰伟张文倩郑环; 关键词：集成电路石英玻璃表面粗糙度去除速率

不同pH值下过氧化氢对Ru的CMP的影响被引量：4: 2017年; 研究了以H_2O_2为氧化剂,不同的pH值(2,4,6,8,10)对Ru的去除速率(vRu)和静态腐蚀速率(vSER)的影响,同时用电化学的方法研究了H_2O_2和pH值对Ru表面的动态极化曲线的影响,利用原子力显微镜对每次抛光前后的微观形貌进行了观察。实验结果表明:随着pH值的逐渐增大,Ru的去除速率和静态腐蚀速率也会随之升高,碱性条件下的vRu和vSER明显高于酸性条件。当pH值为2时,Ru表面生成致密的钝化层,阻碍了化学作用,vRu(0.31 nm/min)和vSER(0nm/min)最低;当pH值为4和6时,会生成可溶性的RuO_4,提高了化学作用,vRu和vSER相对提高;当pH值为8和10时,生成RuO_4^(2-)和RuO_4^-化学作用明显,vRu和vSER显著提高;当pH值为10时,vRu(23.544 nm/min)和vSER(2.88 nm/min)最高。同时,随着pH值的逐渐增大,Ru表面的腐蚀电位(Ecorr)不断减小,腐蚀电流密度(Icorr)不断增大,当pH值为10时,Ecorr达到最低值(0.094 V),Icorr为最高值(1.37×10^(-3)A/cm^(-2))。; 郑环周建伟刘玉岭王辰伟张乐王仲杰; 关键词：阻挡层 RU

GLSI铜布线碱性抛光液中磨料的稳定性: 2017年; 在铜化学机械抛光中硅溶胶作为磨料起到重要的机械作用。但硅溶胶本身存在热力学上的不稳定性和动力学上的稳定性。研究了pH值、甘氨酸质量分数以及硅溶胶质量分数对抛光液中硅溶胶的粒径和Zeta电位的影响。结果表明,硅溶胶稳定性影响主要表现在pH为10.5时,体系具有最大的Zeta电位。甘氨酸质量分数在小于2%和硅溶胶质量分数小于5%时,有利于胶体的稳定性。利用DLVO理论和空位稳定理论对实验现象进行分析,研究了硅溶胶稳定机理。根据稳定性结论,优化抛光液组分,得到抛光速率稳定的碱性铜布线抛光液,稳定时间超过14天。; 赵亚东刘玉岭栾晓东闫辰奇王仲杰; 关键词：ZETA电位稳定性

抛光压力与表面活性剂对铜CMP均匀性的影响被引量：9: 2017年; 研究了铜化学机械抛光(CMP)过程中,不同压力和非离子型表面活性剂对片内非均匀性(WIWNU)的影响。通过改变抛光压力大小和非离子型表面活性剂浓度,得出WIWNU的变化规律。实验表明,在不同抛光压力下,铜去除速率有明显的变化。当抛光压力为0 psi(1 psi=6.89×103Pa)时,去除速率呈中间高边缘低。当压力为0.5 psi时,边缘处去除速率较高,且随着压力的增大,晶圆边缘处去除速率与晶圆中心处去除速率差将更明显,导致片内非一致性增大。通过添加非离子型表面活性剂,可以改善WIWNU。当压力为1.5 psi时,非离子型表面活性剂体积分数为5%,WIWNU可降低到3.01%,并且得到良好的平坦化结果。同时,非离子型表面活性剂对晶圆表面残留颗粒具有良好的去除作用。; 赵亚东刘玉岭栾晓东牛新环王仲杰; 关键词：非离子型表面活性剂

GLSI多层铜布线CMP碱性低磨料铜精抛液的研究: 随着集成电路技术的不断发展,多层铜布线已取代铝成为集成电路布线的主要方式。铜比较铝有更低的电阻率,不易发生电子迁移现象,但是在进行电镀铜时,晶圆表面会形成凹凸不平的形貌。通过CMP对晶圆完成粗抛和精抛,粗抛去掉表面大量的...; 王仲杰; 关键词：化学机械抛光甘氨酸去除速率; 文献传递

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王仲杰