低壓低磨料濃度堿性銅拋光液平坦化性能的研究.pdf

1、隨著集成電路發(fā)展到GLSI階段，多層金屬互連層數(shù)高達10層以上，為達到光刻要求的納米級精度，每層必須經(jīng)過三次平坦化（銅膜的粗拋及精拋平坦化和阻擋層平坦化）。化學機械平坦化是深亞微米集成電路制造中的關鍵一步，而拋光工藝及材料的優(yōu)化已經(jīng)成為集成電路發(fā)展的瓶頸。
　　由于Cu互連結構中包含多孔、易碎的低K介質材料，為了保證其完整性，銅化學機械平坦化必須在低壓條件下進行。傳統(tǒng)的銅CMP，硅溶膠被作為磨料粒子用來提高拋光速率。然而，磨料的加

2、入容易產(chǎn)生凹陷、劃傷等表面損傷，同時給拋光后清洗帶來不便。因此，銅化學機械拋光應該在低壓低磨料條件下進行，作為銅CMP關鍵技術的拋光液及其工藝的發(fā)展，必須以化學作用為主。
　　研究了堿性拋光液各組分濃度及拋光工藝參數(shù)對多層銅布線CMP效果影響的單因素規(guī)律，優(yōu)化了能夠滿足微電子技術進一步發(fā)展的堿性銅拋光液。本文旨在提高平坦化性能，同時減小壓力與磨料的機械作用。由于降低的機械作用可能會帶來拋光速率的下降，從而導致生產(chǎn)率的減少。因此，我

3、們通過優(yōu)化拋光液的組分，提高拋光液中螯合劑FA/OⅤ和氧化劑H2O2的化學作用來彌補損失的機械作用。研發(fā)了一種磨料濃度為3wt％的堿性拋光液，在拋光壓力為1.5psi時能實現(xiàn)有效的平坦化，該拋光液的使用穩(wěn)定時間達12小時以上，能夠基本符合工業(yè)應用的要求。
　　基于一種新型螯合劑FA/OⅥ，本文研發(fā)了一種磨料濃度為3wt%的堿性銅拋光液，分析了不同拋光工藝條件下粗拋和精拋過程中均使用這種拋光液的可行性。平坦化實驗結果顯示：粗拋應用該