钽晶圆CMP抛光液成分与加工工艺参数的研究与优化OA北大核心CSTPCD

目的通过电化学实验确定化学机械抛光液成分,并以此进行化学机械抛光实验,通过响应面法确定最佳工艺参数方案。方法通过电化学实验结果确定甘氨酸和过硫酸钠、过氧化氢2种氧化剂的最佳组合与配比,以此配制抛光液进行不同机械参数的CMP实验,选择抛光压力、抛光盘转速、抛光液流3种工艺参数,取值分别为6.5~9.5 kg、30~90 r/min、45~105 mL/min,利用响应面实验法确定最佳工艺参数组合方案。结果通过电化学实验确定抛光液组分甘氨酸质量分数为0.3%、H_(2)O_(2)质量分数为3%,应用响应面法确定的抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量分别为8.1 kg、70 r/min、79 mL/min,分析得到各工艺参数按对抛光效果的影响程度从强到弱依次为:抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量。最终钽晶圆实验材料去除速率为29.445nm/min,具有良好的表面质量,其表面粗糙度为0.152 nm。结论甘氨酸能够降低腐蚀速率,氧化剂能够加速钽腐蚀速率,混合电化学实验结果表明,甘氨酸也可以减缓氧化剂对钽腐蚀的促进作用,因此甘氨酸可与氧化剂配合使用来控制对钽的腐蚀。使用响应面分析法可以确定最佳工艺参数方案,所以采用响应面分析法可以降低实验成本,提高实验效率。