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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(dá)10層以上,為達(dá)到光刻要求的納米級(jí)精度,每層必須經(jīng)過(guò)三次平坦化(銅膜的粗拋及精拋平坦化和阻擋層平坦化)?;瘜W(xué)機(jī)械平坦化是深亞微米集成電路制造中的關(guān)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(jié)構(gòu)中包含多孔、易碎的低K介質(zhì)材料,為了保證其完整性,銅化學(xué)機(jī)械平坦化必須在低壓條件下進(jìn)行。傳統(tǒng)的銅CMP,硅溶膠被作為磨料粒子用來(lái)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(shí)給拋光后清洗帶來(lái)不便。因此,銅化學(xué)機(jī)械拋光應(yīng)該在低壓低磨料條件下進(jìn)行,作為銅CMP關(guān)鍵技術(shù)的拋光液及其工藝的發(fā)展,必須以化學(xué)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(duì)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(shù)進(jìn)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(shí)減小壓力與磨料的機(jī)械作用。由于降低的機(jī)械作用可能會(huì)帶來(lái)拋光速率的下降,從而導(dǎo)致生產(chǎn)率的減少。因此,我
3、們通過(guò)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(xué)作用來(lái)彌補(bǔ)損失的機(jī)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(shí)能實(shí)現(xiàn)有效的平坦化,該拋光液的使用穩(wěn)定時(shí)間達(dá)12小時(shí)以上,能夠基本符合工業(yè)應(yīng)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(guò)程中均使用這種拋光液的可行性。平坦化實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:粗拋應(yīng)用該
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