GLSI多層銅布線阻擋層CMP及其后清洗表面粗糙度的研究.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展和進(jìn)步，芯片的集成度越來越高，特征尺寸逐漸減小，線寬也越來越窄，對集成電路性能的要求越來越高，如提高集成度、解決互連延遲，還要滿足性能、頻寬和功耗的要求等。目前，國際上特征尺寸為22nm/20nm的極大規(guī)模集成電路(GLSI)已實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，晶圓尺寸為300mm，多層金屬互連層數(shù)高達(dá)10層以上，為了保證最終晶圓各種參數(shù)乃至器件性能滿足客戶的要求，就要求在每一層布線之后，都能夠得到較高的晶圓表面平整度。

2、　　化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是目前公認(rèn)的能夠有效實現(xiàn)全局平坦化的技術(shù)，而在集成電路制造過程所需要的CMP中，阻擋層的CMP是最終決定晶圓平坦化效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響器件性能和成品率。阻擋層的CMP過程涉及到對銅、鉭、介質(zhì)這三種不同性質(zhì)材料同時進(jìn)行拋光，最終將鉭和介質(zhì)完全去除，剩余銅線條，由于銅質(zhì)地較軟，拋光后表面易產(chǎn)生微劃傷、腐蝕坑等問題，這都對阻擋層的CMP提出了更大的挑戰(zhàn)，并且拋光后表面會有顆粒的粘附，這些問題都影響晶圓表面粗糙度。

3、因此對阻擋層CMP過程以及清洗液進(jìn)行深層次研究就有了非常重要的實踐意義。
　　本文主要通過單因素實驗探索拋光工藝參數(shù)、拋光液組分及清洗液成分對銅表面粗糙度的影響，對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對所得結(jié)果進(jìn)行研究分析，并將研究的最后成果運用到300mm銅布線晶圓阻擋層平坦化實驗中。拋光后對實驗晶圓片進(jìn)行表面缺陷的檢測，測試結(jié)果為拋光后單層銅布線碟形坑低于450?，蝕坑低于200?，銅膜表面粗糙度為0.679nm，各項檢測結(jié)果均滿足工業(yè)生產(chǎn)要求