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不同络合剂对铜布线CMP抛光液性能的影响
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作者 刘国瑞 刘玉岭 +2 位作者 栾晓东 牛新环 《微纳电子技术》 北大核心 2018年第3期201-205,223共6页
分别选用FA/O螯合剂和甘氨酸作为络合剂配置铜布线CMP抛光液,研究对比了两种抛光液的抛光速率、静态腐蚀溶解速率、平坦化以及稳定性。速率实验表明,抛光液中加入FA/O螯合剂和甘氨酸都可以显著提高铜的抛光速率,基于甘氨酸配置的抛光液... 分别选用FA/O螯合剂和甘氨酸作为络合剂配置铜布线CMP抛光液,研究对比了两种抛光液的抛光速率、静态腐蚀溶解速率、平坦化以及稳定性。速率实验表明,抛光液中加入FA/O螯合剂和甘氨酸都可以显著提高铜的抛光速率,基于甘氨酸配置的抛光液静态腐蚀溶解速率为335.1 nm,明显高于基于FA/O螯合剂配置的抛光液(89.2 nm)。平坦化实验表明,基于甘氨酸配置的抛光液对铜线条高低差的修正能力差,需要加入缓蚀剂,而基于FA/O螯合剂配置的无缓蚀剂碱性抛光液能够有效修正铜线条高低差。稳定性实验表明,基于FA/O螯合剂配置的无缓蚀剂碱性铜抛光液稳定时间只有1天,而基于甘氨酸配置的碱性铜抛光液稳定时间为5天。通过实验研究发现,抛光液中FA/O螯合剂与H2O2发生化学反应也是导致抛光液不稳定的原因。 展开更多
关键词 FA/O螯合剂 平坦化 稳定性 甘氨酸 缓蚀剂
钴插塞化学机械平坦化的抛光液组分优化 预览
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作者 田骐源 胜利 +3 位作者 肖悦 刘凤霞 梁婷 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第9期272-278,共7页
目的提高Co在超大规模集成电路全局化学机械抛光过程中的去除速率及Co/Ti去除选择比,并对去除机理进行详细描述。方法研究不同浓度的磨料、多羟多胺络合剂(FA/OII)、氧化剂等化学成分及不同pH值对钴去除率的影响。利用电化学实验、表面... 目的提高Co在超大规模集成电路全局化学机械抛光过程中的去除速率及Co/Ti去除选择比,并对去除机理进行详细描述。方法研究不同浓度的磨料、多羟多胺络合剂(FA/OII)、氧化剂等化学成分及不同pH值对钴去除率的影响。利用电化学实验、表面化学元素分析(XPS)揭示钴实现高去除速率的机理,通过原子力显微镜(AFM)对钴抛光前后的表面形貌进行了观察,并采用正交实验法找到抛光液最佳组分配比。结果随磨料浓度的升高,钴去除速率增大。随pH值的升高,钴去除速率降低。随氧化剂浓度的提升,钴去除速率升高,但Co/Ti去除选择比先升后降。随螯合剂浓度的增大,钴去除速率及Co/Ti去除选择比均先升后降。正交试验找到了最佳的抛光液配比及条件(3%磨料+20mL/L多胺螯合剂(FA/OH)+5mL/L氧化剂(H202),pH=8),实现了钴的高去除(~500nm/min)及较好的Co/Ti去除选择比(100:1)。并且,表面的平坦化效果明显提高,原子力显微镜测试结果显示Co面粗糙度由原本的3.14nm降低到0.637nm。结论采用弱碱性抛光液能有效提升钴的去除速率,并保证腐蚀可控。抛光液中同时含有氧化剂和螯合剂时,通过强络合作用实现了钴的抛光速率和Co/Ti去除选择比的大幅度提升。 展开更多
关键词 钴插塞 化学机械抛光 去除速率 Co/Ti选择比 电化学
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注采井组内井间示踪约束下的克里金剩余油饱和度分布预测模型 预览
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作者 刘财广 刘欢欢 《中国锰业》 2018年第6期127-133,共7页
剩余油分布及其预测是高含水期油田研究的主要内容之一,是提高采收率的重要依据。目前通过测井资料确定剩余油饱和度分布的方法效果都不理想。综合现有水动力学方法、油藏数值模拟模型或者利用克里金等数学方法,在井筒测井资料确定剩余... 剩余油分布及其预测是高含水期油田研究的主要内容之一,是提高采收率的重要依据。目前通过测井资料确定剩余油饱和度分布的方法效果都不理想。综合现有水动力学方法、油藏数值模拟模型或者利用克里金等数学方法,在井筒测井资料确定剩余油饱和度方法研究的基础上,充分考虑岩石骨架的非均质性,以及储层流体的渗流特性对剩余油饱和度分布的影响,结合井间示踪资料,利用改进的克里金方法确定剩余油饱和度分布。改进后的结果更能反映井间整体的剩余油饱和度分布,与实际情况更加符合,从而更好地表征井间剩余油饱和度分布规律,为油田调整开发方案和提高采收率提供更准确的井间剩余油分布的资料。 展开更多
关键词 剩余油饱和度 井间示踪 克里金插值 注采井组 测井
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阻挡层抛光中布线槽铜电阻Rs的控制机制研究 被引量:1
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作者 岳昕 刘玉岭 +2 位作者 郑环 李祥州 《稀有金属》 CSCD 北大核心 2018年第4期386-392,共7页
布线槽处铜线条的电阻Rs关系着集成电路的响应速度和芯片的电特性。阻挡层抛光的过程中会造成布线槽处铜线条电阻Rs的变化,为了实现Rs的变化可控,使用FA/O螯合剂和JFC活性剂进行实验测试和机制研究。测试结果表明布线槽铜线条电阻Rs的... 布线槽处铜线条的电阻Rs关系着集成电路的响应速度和芯片的电特性。阻挡层抛光的过程中会造成布线槽处铜线条电阻Rs的变化,为了实现Rs的变化可控,使用FA/O螯合剂和JFC活性剂进行实验测试和机制研究。测试结果表明布线槽铜线条电阻Rs的变化取决于铜线条厚度的大小,铜线条厚度的大小是由铜线条去除速率VCu决定的。对含有不同浓度FA/O螯合剂和JFC活性剂的抛光液进行电化学实验研究,结果表明螯合剂FA/O对Cu^2+有很强的螯合作用,可以促进抛光液对布线槽铜线条的化学作用,提高布线槽铜线条的去除速率VCu;活性剂JFC对布线槽铜线条表面有很强的钝化作用,可以抑制抛光液对布线槽铜线条的化学作用,减小布线槽铜线条的去除速率VCu。利用螯合剂FA/O的强螯合作用和活性剂JFC的强钝化作用实现了布线槽铜电阻Rs的控制。 展开更多
关键词 布线槽 铜线条 电阻 阻挡层 钝化层
非离子表面活性剂在钽基阻挡层CMP中的作用 被引量:1
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作者 张文倩 刘玉岭 +4 位作者 牛新环 韩丽楠 季军 杜义琛 《微电子学》 CSCD 北大核心 2018年第3期421-424,共4页
碱性条件下,非离子型表面活性剂在阻挡层化学机械平坦化中起着重要的作用。分别对阻挡层材料Cu、Ta以及SiO2介质进行抛光,然后测量铜表面粗糙度。对含有不同浓度活性剂的抛光液进行接触角和Zeta电位的测试,并对活性剂的作用机理进行分... 碱性条件下,非离子型表面活性剂在阻挡层化学机械平坦化中起着重要的作用。分别对阻挡层材料Cu、Ta以及SiO2介质进行抛光,然后测量铜表面粗糙度。对含有不同浓度活性剂的抛光液进行接触角和Zeta电位的测试,并对活性剂的作用机理进行分析。活性剂体积分数达到3%时,铜表面粗糙度可达0.679nm,抛光液在铜膜表面的接触角低至10.25°,Zeta电位达到-50.2mV。实验结果表明,活性剂在减小粗糙度的同时可提高抛光液的湿润性和稳定性,便于抛光后清洗和长时间放置。 展开更多
关键词 非离子表面活性剂 接触角 化学机械平坦化 ZETA电位 表面粗糙度
不同粒径硅溶胶磨料对Cu CMP的综合影响 被引量:1
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作者 刘玉岭 +5 位作者 张金 张文霞 何平 潘国峰 牛新环 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第1期58-64,共7页
结合实验数据详细地分析了基于不同粒径硅溶胶磨料的抛光液对铜化学机械平坦化(CMP)性能的表征。研究表明,磨料粒径是决定CMP效率和最终晶圆表面平坦化质量的重要因素。分析了化学机械抛光过程中的机械作用及质量传递作用。通过在铜... 结合实验数据详细地分析了基于不同粒径硅溶胶磨料的抛光液对铜化学机械平坦化(CMP)性能的表征。研究表明,磨料粒径是决定CMP效率和最终晶圆表面平坦化质量的重要因素。分析了化学机械抛光过程中的机械作用及质量传递作用。通过在铜光片及图形片上进行实验验证,结果表明,在低磨料质量分数条件下,当磨料粒径为60 nm时,可获得最优的平坦化效果,铜膜抛光速率可达623 nm/min,抛光后晶圆片内非均匀性和碟形坑高低差分别降为3.8%和75.1 nm,表面粗糙度为0.324 nm。在此基础上,为进一步建立磨料颗粒的微观动力学模型提出了一些理论基础上的建议。 展开更多
关键词 化学机械平坦化(CMP) 磨料粒径 机械作用 质量传递 平坦化性能
NaClO和FA/OⅠ螯合剂对Ru和Cu的CMP影响 被引量:1
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作者 郑环 周建 +3 位作者 张乐 仲杰 杜义琛 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第3期202-207,212共7页
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... 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。 展开更多
关键词 集成电路 新型阻挡层 RU 化学机械抛光(CMP) 次氯酸钠(NaClO) pH值
不同pH值下过氧化氢对Ru的CMP的影响 被引量:3
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作者 郑环 周建 +3 位作者 刘玉岭 张乐 仲杰 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第1期65-70,共6页
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... 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^-)A/cm~(-2))。 展开更多
关键词 集成电路(IC) 阻挡层 RU 化学机械抛光(CMP) 过氧化氢(H2O2) pH值
超精度石英玻璃的化学机械抛光 被引量:3
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作者 仲杰 胜利 +2 位作者 张文倩 郑环 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第1期48-52,共5页
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%,... 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。 展开更多
关键词 集成电路 石英玻璃 表面粗糙度 化学机械抛光(CMP) 去除速率
碱性抛光液中表面活性剂对铜钽的电偶腐蚀
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作者 李月 胜利 +2 位作者 刘玉岭 李祥州 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期210-214,共5页
在阻挡层化学机械抛光(CMP)过程中,阻挡层材料钽(Ta)易与铜(Cu)发生电偶腐蚀。针对这一问题,通过电化学分析方法研究了碱性抛光液中非离子表面活性剂对铜钽腐蚀电位的影响;通过CMP实验研究了非离子表面活性剂对铜钽去除速率的影... 在阻挡层化学机械抛光(CMP)过程中,阻挡层材料钽(Ta)易与铜(Cu)发生电偶腐蚀。针对这一问题,通过电化学分析方法研究了碱性抛光液中非离子表面活性剂对铜钽腐蚀电位的影响;通过CMP实验研究了非离子表面活性剂对铜钽去除速率的影响。结果表明,随着非离子表面活性剂体积分数增加至9%,铜钽的腐蚀电位均降低。最终确定最佳非离子表面活性剂的体积分数为6%。此时,在静态条件下,铜钽电极之间的电位差为1 m V;在动态条件下,铜钽电极之间的电位差为40 m V,可极大地减弱铜钽电偶腐蚀。同时,铜钽的去除速率分别为47 nm·min-1和39 nm·min-1,铜钽去除速率选择比满足阻挡层CMP要求。 展开更多
关键词 碱性抛光液 表面活性剂 电偶腐蚀 电位 化学机械抛光(CMP)
新型碱性抛光液各组分对铜化学机械平坦化性能的影响 被引量:1
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作者 田胜骏 胜利 +3 位作者 田骐源 腰彩虹 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期923-928,共6页
随着集成电路特征尺寸的减小、晶圆尺寸的增大以及布线层的逐渐增多,加工晶圆过程中实现较高的材料去除速率、较小的片内非一致性(WIWNU)及较小的表面粗糙度已经成为铜化学机械抛光工艺的几大难点。采用正交实验法选取5组抛光液进行Cu... 随着集成电路特征尺寸的减小、晶圆尺寸的增大以及布线层的逐渐增多,加工晶圆过程中实现较高的材料去除速率、较小的片内非一致性(WIWNU)及较小的表面粗糙度已经成为铜化学机械抛光工艺的几大难点。采用正交实验法选取5组抛光液进行Cu CMP实验,系统研究了含有双氧水、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、FA/OⅠ型螯合剂与苯骈三氮唑(BTA)的碱性抛光液化学组分对铜去除速率、WIWNU的影响,并对铜CMP的各种变化规律做出机理分析。结果表明:采用pH值约为8.6,体积分数为3%的H_2O_2,质量分数为0.08%的非离子表面活性剂AEO与体积分数为1.5%的螯合剂的碱性抛光液,在12英寸(1英寸=2.54 cm)铜镀膜片抛光后有助于去除速率达到629.1 nm/min,片内非一致性达到4.7%,粗糙度达到1.88 nm。 展开更多
关键词 片内非一致性 螯合剂 活性剂 化学机械平坦化 表面粗糙度
碱性抛光液中螯合剂对Cu/Ta电偶腐蚀的影响
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作者 李月 胜利 +2 位作者 李祥州 刘玉岭 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第3期194-201,共8页
铜钽(Cu/Ta)界面在化学机械抛光(CMP)中易发生电偶腐蚀。研究了碱性抛光液中螯合剂对铜钽开路电位以及抛光速率的影响。利用静态与动态下的电化学方法,分别测得开路电压和动电位极化曲线,表征了铜钽分别在不同螯合剂体积分数的抛光... 铜钽(Cu/Ta)界面在化学机械抛光(CMP)中易发生电偶腐蚀。研究了碱性抛光液中螯合剂对铜钽开路电位以及抛光速率的影响。利用静态与动态下的电化学方法,分别测得开路电压和动电位极化曲线,表征了铜钽分别在不同螯合剂体积分数的抛光液中的化学反应速率。CMP结果表明,随着螯合剂体积分数的增加,铜的去除速率不断增加,而钽的去除速率先增加后降低。同时,通过静态腐蚀实验和表面状态表明,随螯合剂体积分数增加,铜表面络合反应加快,而钽表面钝化加重。当螯合剂的体积分数为0.2%时,在动态情况下,铜钽之间腐蚀电位差降到0mV,表明螯合剂可以极大地降低Cu/Ta电偶腐蚀。 展开更多
关键词 电偶腐蚀 化学机械抛光(CMP) 螯合剂
CMP中TEOS去除速率的一致性 被引量:1
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作者 张凯 刘玉岭 +3 位作者 牛新环 江自超 韩丽楠 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第9期639-644,共6页
针对300mm正硅酸乙酯(TEOS)镀膜片在化学机械平坦化(CMP)过程中中心去除速率快而边缘去除速率慢的问题,研究了抛光头摆动位置、抛光头不同区域压力和非离子型表面活性剂对TE0s去除速率一致性的影响。实验结果显示,抛光头距抛光盘... 针对300mm正硅酸乙酯(TEOS)镀膜片在化学机械平坦化(CMP)过程中中心去除速率快而边缘去除速率慢的问题,研究了抛光头摆动位置、抛光头不同区域压力和非离子型表面活性剂对TE0s去除速率一致性的影响。实验结果显示,抛光头距抛光盘中心越远,中心去除速率越慢,去除速率一致性越好;增加抛光头边缘压力,加快了边缘去除速率,提高了去除速率一致性;增加非离子表面活性剂添加量,提高了温度分布均匀性,进而改善去除速率一致性。与初始工艺对比,在抛光头摆动位置距抛光盘中心7.2~8.2英寸(1英寸=2.54cm)、抛光头边缘压力增加20%、添加非离子表面活性剂体积分数1.5%条件下,片内非均匀性(WIWNU)降低了60.99/5。 展开更多
关键词 正硅酸乙酯(TEOS) 化学机械平坦化(CMP) 非离子型表面活性剂 去除速率一致性 片内非均匀性(WIWNU)
多层铜布线CMP后BTA去除和铜表面腐蚀抑制
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作者 唐继英 刘玉岭 +1 位作者 洪姣 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第8期553-557,564共6页
有机残余(主要是苯并三氮唑(BTA))和铜表面腐蚀是多层铜布线化学机械抛光(CMP)后晶圆缺陷中的两个重要问题,针对BTA去除和铜表面腐蚀抑制提出了一种新的碱性清洗剂。该清洗剂主要由FA/O螯合剂和FA/O表面活性剂组成。FA/O螯合剂对... 有机残余(主要是苯并三氮唑(BTA))和铜表面腐蚀是多层铜布线化学机械抛光(CMP)后晶圆缺陷中的两个重要问题,针对BTA去除和铜表面腐蚀抑制提出了一种新的碱性清洗剂。该清洗剂主要由FA/O螯合剂和FA/O表面活性剂组成。FA/O螯合剂对于去除BTA起主要作用,FA/O表面活性剂不仅能抑制腐蚀而且促进了BTA的去除。通过接触角测量、扫描电镜(SEM)、金相显微镜、静态腐蚀速率(SER)等实验及线上测试研究了该清洗剂的性能,结果表明清洗剂能有效去除BTA且在抑制铜表面腐蚀方面效果明显,有效解决了极大规模集成电路(GLSI)多层铜布线CMP后清洗中的多项技术难题。 展开更多
关键词 化学机械抛光(CMP)后清洗 苯并三氮唑(BTA)去除 铜腐蚀 螯合剂 表面活性剂
超精密加工中铜表面CMP后残余金属氧化物的去除 被引量:1
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作者 顾张冰 牛新环 +3 位作者 刘玉岭 高宝红 邓海文 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期146-154,共9页
多层铜布线经过化学机械平坦化(CMP)后,铜线条表面会残留CuO颗粒,它会对器件的稳定性有很大的影响,因此在CMP后清洗时必须把CuO从铜表面去除。这就要求有一种可以有效去除铜表面CuO的清洗剂。本研究中提出的新型复合清洗剂主要解决两... 多层铜布线经过化学机械平坦化(CMP)后,铜线条表面会残留CuO颗粒,它会对器件的稳定性有很大的影响,因此在CMP后清洗时必须把CuO从铜表面去除。这就要求有一种可以有效去除铜表面CuO的清洗剂。本研究中提出的新型复合清洗剂主要解决两个问题:一个是CuO的去除,另一个是防止清洗液对铜表面造成腐蚀。清洗剂的主要成分有两种,一种是FA/OⅡ型碱性螯合剂,它主要用来去除CuO,另一种是FA/OI型表面活性剂,它主要用来解决铜表面的腐蚀问题。通过在铜光片的表面生成氧化铜膜层,利用清洗剂对氧化层的清洗能力来反映其对于CuO的去除能力。表面活性剂的抗腐蚀能力主要通过电化学实验来反映。最后通过对清洗后12英寸图形片上的缺陷分析,验证清洗液对抛光后铜表面残余CuO实际清洗效果。结果表明,本文提出的复合清洗剂在不腐蚀铜表面的前提下能有效去除CuO,并且对晶圆表面缺陷的整体去除效果良好。 展开更多
关键词 去除氧化铜 碱性清洗液 电化学 腐蚀抑制剂
阻挡层CMP中铜钴电偶腐蚀的影响因素
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作者 付蕾 刘玉岭 +3 位作者 张文倩 马欣 韩丽楠 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第7期492-498,504共8页
在Co化学机械抛光(CMP)过程中,Co的化学反应活性强于Cu,Co/Cu界面存在较大的电化学腐蚀电位差。采用动电位扫描电化学技术,表征金属铜钴表面的电化学反应。采用降低Cu/Co接触腐蚀电位差的方法,表征铜钴电偶腐蚀。研究了阻挡层CMP中影... 在Co化学机械抛光(CMP)过程中,Co的化学反应活性强于Cu,Co/Cu界面存在较大的电化学腐蚀电位差。采用动电位扫描电化学技术,表征金属铜钴表面的电化学反应。采用降低Cu/Co接触腐蚀电位差的方法,表征铜钴电偶腐蚀。研究了阻挡层CMP中影响铜钴电偶腐蚀的几个因素:pH值、H2O2和FA/O螯合剂;并对其控制机理进行了深入的研究。实验结果表明:pH值对钴的腐蚀电位影响较大,对铜的腐蚀电位影响不大,随着pH值的增加降低了铜和钴的腐蚀电位差;在碱性环境下,H2O2可降低Cu和Co的腐蚀电位差(最小可降到3 mV),可有效抑制Cu和Co之间电偶腐蚀现象的产生;在H2O2基电解液中添加适量的FA/O螯合剂有助于降低Cu和Co的腐蚀电位差,对抑制Cu和Co电偶腐蚀现象的产生具有重大的作用。 展开更多
关键词 电化学 电偶腐蚀 化学机械抛光(CMP) H2O2
盐酸胍对钌在含双氧水的二氧化硅水溶胶中化学机械抛光的影响 预览 被引量:2
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作者 杜义琛 周建 +3 位作者 何彦刚 张文倩 季军 《电镀与涂饰》 CSCD 北大核心 2017年第17期915-919,共5页
根据Zeta电势测量、极化曲线测量和原子力显微镜观察的结果,探讨了盐酸胍(GH)在Ru化学机械抛光(CMP)过程中的作用。结果表明:在pH=9的5%Si02+0.15%H202抛光液中,GH的添加可以大幅度提高钌的去除速率。当GH浓度为80mmol/L时... 根据Zeta电势测量、极化曲线测量和原子力显微镜观察的结果,探讨了盐酸胍(GH)在Ru化学机械抛光(CMP)过程中的作用。结果表明:在pH=9的5%Si02+0.15%H202抛光液中,GH的添加可以大幅度提高钌的去除速率。当GH浓度为80mmol/L时,钌的去除速率最佳。在相同浓度下,GH对Ru去除速率的提高效果优于KCl,皆因GH除了可以提升si02颗粒对Ru表面的机械作用之外,还能加速Ru腐蚀。 展开更多
关键词 化学机械抛光 硅溶胶 双氧水 盐酸胍 极化曲线 去除速率
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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:3
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作者 栾晓东 牛新环 +4 位作者 刘玉岭 赵亚东 仲杰 《微纳电子技术》 北大核心 2016年第12期822-827,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 化学机械抛光(CMP) 非离子活性剂 表面粗糙度 活化能 接触角
对比不同特性蓝宝石抛光液的CMP性能 被引量:1
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作者 刘玉岭 +5 位作者 张金 张文霞 何平 潘国峰 牛新环 《微纳电子技术》 北大核心 2016年第11期757-762,共6页
比较了两种不同特性蓝宝石抛光液的化学机械平坦化(CMP)性能。在蓝宝石CMP过程中,针对抛光液pH值、硅溶胶磨料粒径以及抛光液中的化学添加剂(如螯合剂和表面活性剂)的作用进行了研究,以比较材料去除速率和表面形貌。分析表明,pH值... 比较了两种不同特性蓝宝石抛光液的化学机械平坦化(CMP)性能。在蓝宝石CMP过程中,针对抛光液pH值、硅溶胶磨料粒径以及抛光液中的化学添加剂(如螯合剂和表面活性剂)的作用进行了研究,以比较材料去除速率和表面形貌。分析表明,pH值和磨料粒径是影响蓝宝石材料去除率的主要因素,螯合剂和表面活性剂分别有助于提高蓝宝石的去除速率和降低表面粗糙度。研究结果表明,低pH值、小磨料粒径和以化学作用为主的蓝宝石抛光液具有良好的CMP性能。 展开更多
关键词 蓝宝石 化学机械平坦化(CMP) 抛光液 化学作用 去除速率 表面形貌
多元胺醇型表面活性剂对铜晶圆平坦化的影响 预览
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作者 刘玉岭 +4 位作者 张金 张文霞 何平 潘国峰 《电镀与涂饰》 CAS CSCD 北大核心 2016年第16期845-849,共5页
研究了一种多元胺醇型非离子表面活性剂对铜化学机械抛光(CMP)液粒径及分散度、抛光速率、抛光后铜膜的碟形坑高度、表面非均匀性和表面粗糙度的影响。抛光液的基本组成和工艺条件为:SiO2(粒径60~70nm)5%(体积分数,下同),多... 研究了一种多元胺醇型非离子表面活性剂对铜化学机械抛光(CMP)液粒径及分散度、抛光速率、抛光后铜膜的碟形坑高度、表面非均匀性和表面粗糙度的影响。抛光液的基本组成和工艺条件为:SiO2(粒径60~70nm)5%(体积分数,下同),多羟多胺螯合剂3%,30%(质量分数)过氧化氢3%,工作压力1psi,背压1psi,抛头转速87r/min,抛盘转速93r/min,抛光液流量300mL/min,抛光时间60S,抛光温度23℃。结果表明,表面活性剂的引入可提高抛光液的稳定性。当表面活性剂含量为3%时,抛光速率、抛光后碟形坑高度、表面非均匀性和表面粗糙度分别为614.86nm/min、76.5nm、3.26%和0.483nm,对铜晶圆的平坦化效果最好。 展开更多
关键词 晶圆 化学机械抛光 平坦化 非离子型表面活性剂 机理
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