铜CMP抛光实验：有机碱对去除率的影响

"这篇论文是2008年由李庆忠、于秀坤、苏建修和郭东明等人在《机械科学与技术》期刊上发表的，主要研究了有机碱对铜CMP（化学机械抛光）材料去除率的影响。实验中使用了几种不同的有机碱作为络合剂，配合SiO2水溶胶作为磨料，H2O2作为氧化剂，通过调整工艺参数进行抛光测试。实验结果显示，乙二胺表现出最强的络合作用，对铜的去除率高达850.8纳米/分钟，而二羟基乙基乙二胺和二乙醇胺的去除率较低，分别为71.8纳米/分钟和25.1纳米/分钟。研究指出，乙二胺在碱性环境下适合作为ULSI（超大规模集成电路）铜抛光液的成分，其高效能是由于强络合作用与抛光参数匹配以及化学和机械作用动态平衡的结果。" 这篇论文涉及的知识点包括： 1. **CMP工艺**：化学机械抛光是一种结合化学反应和物理研磨的半导体制造工艺，用于平坦化金属层和绝缘层，特别是在ULSI芯片制造中。 2. **有机碱的作用**：有机碱在这项研究中被用作络合剂，它们能够与金属离子形成稳定的配合物，从而影响材料的去除率。例如，乙二胺表现出强烈的络合作用，能显著提高铜的去除效率。 3. **材料去除率**：这是评估CMP工艺性能的关键指标，表示在单位时间内材料被去除的量。高去除率意味着更快的抛光速度，但可能会影响表面质量和均匀性。 4. **SiO2水溶胶**：作为磨料，SiO2水溶胶在CMP过程中起到物理磨损的作用，帮助去除表面材料。 5. **氧化剂**：H2O2在CMP中作为氧化剂，促进化学反应，有助于铜的氧化和随后的去除。 6. **化学作用与机械作用的动态平衡**：在CMP过程中，化学反应和物理磨损相互作用，达到动态平衡，决定了抛光过程的效果和选择性。 7. **表面粗糙度**：文中提到的Ra值是衡量表面粗糙度的一个参数，低的Ra值表示更平滑的表面，对半导体器件的性能至关重要。 8. **实验设计与分析**：研究者通过对比不同有机碱的效果，分析了各因素如何影响CMP过程，为优化工艺提供了依据。 9. **分类号与文献标识码**：TN305.2是中国图书馆分类法中的代码，表示电子技术与自动化，文献标识码A代表该文章为一般学术论文。 10. **应用背景**：铜CMP在ULSI芯片制造中的应用，对于提高芯片性能和降低生产成本具有重要意义。 这篇论文深入探讨了有机碱在铜CMP中的具体作用，对于理解CMP工艺和优化材料去除率提供了理论基础和实验数据。