【摘 要】
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集成电路（IC）工艺技术是推动我国集成电路不断发展的重要基础,化学机械平坦化（CMP）是IC制造的关键工艺之一,是目前唯一能够实现全局和局部平坦化的技术。在14nm及以下技术节点以下,Co对Cu具有良好的扩散阻挡性和粘附性,是极具竞争力的新的阻挡层材料之一。随着器件特征尺寸的不断缩小,阻挡层的厚度不断减小,在IC制程的阻挡层CMP过程中,存在着Cu/Co去除速率及去除速率选择性难以控制,电偶腐蚀严
【基金项目】
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集成电路（IC）工艺技术是推动我国集成电路不断发展的重要基础,化学机械平坦化（CMP）是IC制造的关键工艺之一,是目前唯一能够实现全局和局部平坦化的技术。在14nm及以下技术节点以下,Co对Cu具有良好的扩散阻挡性和粘附性,是极具竞争力的新的阻挡层材料之一。随着器件特征尺寸的不断缩小,阻挡层的厚度不断减小,在IC制程的阻挡层CMP过程中,存在着Cu/Co去除速率及去除速率选择性难以控制,电偶腐蚀严重等问题,严重影响了抛光片的良率,制约了集成电路的发展。本文将从抛光机理、电偶腐蚀、表面形貌等方面进行深入研究,探究材料去除速率的规律以及机理。因此,本课题开展以下内容:针对酸性抛光液存在腐蚀设备、腐蚀金属Co等问题。pH对Co静态腐蚀速率影响很大。当抛光液pH为10时,Co的静态腐蚀速率为9（?）/min,同时有效降低了强碱性溶液对low-k介质层的损坏。针对高磨料浓度会造成材料表面划伤的问题,选定磨料浓度为5wt%进行后续实验的研究。针对Cu/Co存在的去除速率选择性问题。固定抛光液的pH为10,磨料浓度为5wt%研究抛光液各个组分对Cu/Co去除速率选择性的影响。结果表明:在FA/O II浓度为1wt%,H2O2浓度为1.5ml/L时Cu/Co去除速率分别达到了220（?）/min、602（?）/min;Cu:Co去除速率比接近1:2.75,实现了较高去除速率选择性。针对Cu/Co存在电偶腐蚀严重的问题。采用动静态电化学方法研究新型抑制剂TT-LYK对Cu/Co电偶腐蚀的影响。结果表明:pH=10,FA/O II浓度为1wt%,H2O2浓度为1.5ml/L加入1ml/L的TT-LYK能有效降低铜的腐蚀电位,使Cu/Co电位差降低至4m V。针对应用上述抛光液Cu/Co表面质量差的问题在抛光液中加入非离子表面活性剂,改善了Cu/Co的表面质量,同时对Cu/Co的去除选择性影响较小。结果表明:pH=10.磨料浓度为5wt%,FA/O II浓度为1ml/L,H2O2浓度为1.5ml/L加入BRIJ30浓度10ml/L,在最佳的抛光液组分的条件下,Cu:Co的去除速率比为1:2.75且表面质量较好。
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