Preparación y aplicación de nuevos materiales para el pulido químico mecánico de circuitos integrados de gran escala.

(Departamento de Materiales Inorgánicos, Universidad Central Sur, Changsha 410083, Hunan)

Este proyecto es un importante proyecto de cooperación internacional del Ministerio de Ciencia. y Tecnología.

1. Introducción al contenido

(1) Propósito e importancia

Después de que la industria mundial de semiconductores entre en la era de las obleas de gran tamaño, se requiere que los componentes de circuitos integrados tener la mejor planitud de superficie para cumplir con los procesos de fabricación de circuitos integrados micrométricos y submicrónicos. El pulido mecánico químico (CMP) es actualmente la mejor tecnología para la planarización global y el único método eficaz para resolver la planarización general de capas dieléctricas aislantes multicapa y cableado metálico multicapa. La tecnología de procesamiento es simple y el costo es bajo.

Hay sólo unos pocos proveedores de barniz CMPA y abrasivos de calidad micrométrica en el mundo, y las fábricas nacionales de semiconductores dependen de las importaciones para satisfacer sus necesidades. En comparación con los productos de barniz CMPA importados, los productos de barniz CMPA nacionales no solo son frescos, sino que también tienen un precio razonable, con entrega rápida, servicios de soporte oportunos y soporte técnico profesional.

(2) Tecnologías clave

1. Investigación sobre las reglas de equilibrio de fases de sales fundidas a alta temperatura y la tecnología de clasificación de partículas del sistema arena de circón-Al2O3.

Medición de arena de circón: el equilibrio de fases de sal fundida a alta temperatura del sistema Al2O3 utiliza tecnología XRD para estudiar la composición de las especies en equilibrio y determina las condiciones para formar abrasivos ZrSiO4-α-Al2O3 de alto rendimiento, molienda ultrafina y clasificación controlada; Se estudia tecnología para determinar el método para obtener una distribución y dispersión uniforme del tamaño de partículas. Buenas condiciones de proceso para abrasivos con ciertos bordes y esquinas regulares. Se desarrolló un enfoque de utilización de recursos naturales de alto valor utilizando arena de circón natural para producir abrasivos para dispositivos electrónicos de alto valor agregado.

2. Tecnología de preparación y dispersión estable de nanopartículas compuestas.

Los contenidos de la investigación incluyen: (1) Investigación básica sobre el crecimiento controlado de nano-SiO_2-Al_2O_3, SiO_2-CEO_2 y Al_2O_3-CEO_2, determinó las condiciones de formación de partículas nanocompuestas esféricas y las condiciones del proceso de eliminación de Na; estudió las propiedades químicas de la superficie y las propiedades químicas de la solución del polvo nanocompuesto; estudió las partículas en la suspensión del sistema de partículas compuestas bajo diferentes fuerzas iónicas, valores de pH y propiedades de la solución. Se estudiaron la cinética y las propiedades eléctricas del sistema de lechada de pulido, así como el mecanismo y la cinética de aglomeración de la lechada de pulido, y se determinaron las condiciones del proceso para la estabilización de la lechada de pulido. Basado en las teorías de pulido nano-áspero y pulido fino del sistema SiO_2, el sistema SiO_2-al2o_3 y el sistema SiO_2-CEO_2, se ha desarrollado un producto de lechada de pulido CMP multiuso con nivel avanzado internacional.

3. Utiliza tecnología de simulación molecular para estudiar la fórmula del fluido de pulido.

Basado en química computacional, se utilizan software como cerius2.0 y gaussian 98 para simular la interacción entre los componentes de la suspensión de pulido y la superficie de la oblea de silicio en la estación de trabajo SGI, lo que puede guiar el diseño de la fórmula de la suspensión de pulido.

2. Promoción y aplicación

Esta es la primera vez en el país y en el extranjero que la tecnología de uso de arena de circón natural para preparar abrasivos y nanopartículas de tamaño micrométrico se estabiliza uniformemente. Las tecnologías clave son la formación de una fase uniforme de Zr SiO 4-α-al2o 3, tecnología apropiada de trituración y clasificación, preparación de nanopartículas y tecnología y proceso de estabilización uniforme. En términos del diagrama de fases de sales fundidas a alta temperatura, se utilizó tecnología de redes neuronales para predecir con éxito el diagrama de fases del sistema de sales fundidas de elementos múltiples y se aplicó en el sistema KBr-sulfato de manganeso-cloruro de cesio. En la investigación sobre tecnología de clasificación de partículas finas, el laboratorio puede obtener partículas de ZrSiO4-α-Al2O3 con un tamaño de partícula promedio de 7,21 μm y una distribución de tamaño de partícula concentrada, lo que indica que la arena de circón puede preparar abrasivos de alta calidad, pero la tecnología central de este producto radica en el control del diagrama de fases, para obtener un producto con ingredientes uniformes. La idea es obtener un diagrama de fases binario a través de experimentos y luego utilizar tecnología de redes neuronales para simular la influencia y el tipo de fusión de las principales impurezas Fe2O3, MgO, CaO y TiO2 en la arena de circón, determinando así el tipo y composición del equilibrio. Fase sólida para lograr la separación de impurezas, con el fin de obtener productos ZrSiO4-α-Al2O3 uniformes.

Tres.

Identificación, recompensas y patentes

Este proyecto ha solicitado 4 patentes de invención nacionales. Los productos relacionados se han probado en algunas unidades nacionales con resultados satisfactorios y tienen un gran valor de promoción en el campo de los semiconductores.