【摘 要】
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随着集成电路制造技术的不断发展,晶圆尺寸越来越大,集成度越来越高,特征尺寸越来越小,所以对多层铜互连阻挡层化学机械研磨中产生的缺陷要求越来越苛刻,特征尺寸越小,能容忍
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随着集成电路制造技术的不断发展,晶圆尺寸越来越大,集成度越来越高,特征尺寸越来越小,所以对多层铜互连阻挡层化学机械研磨中产生的缺陷要求越来越苛刻,特征尺寸越小,能容忍的缺陷尺寸也就越小。缺陷主要包括:铜残留、划伤、表面沾污和铜腐蚀。铜残留缺陷会导致器件的短路,划伤缺陷和铜腐蚀缺陷会引起铜导线电阻增加,严重时会造成断路,表面沾污缺陷会影响层与层之间的黏附性,以及层与层之间导线的连接。所以每一种缺陷都会影响到电参数和可靠性,导致器件失效,降低产品的良率。所以,为了满足先进制程的要求,必须对各种缺陷进行有效的控制。去除速率一致性差和严重的碟形坑、蚀坑是造成铜残留产生的原因,通过采用抛光头的摆动位置向抛光盘边缘方向调整1inch,抛光头边缘压力增加20%,加入FA/OII型非离子型表面活性剂15ml/L的方法,将介质TEOS的去除速率一致性提高了60.9%。研磨液中加入1.5g/L助溶剂、0.5ml/L H2O2时,介质TEOS对Cu去除速率选择比为1.96,碟形坑修正能力为576?,对蚀坑修正能力为389?,满足工业生产要求。通过设计循环过滤系统,过滤掉研磨液中的大颗粒,将划伤缺陷数量降低将近两个数量级。当阳离子表面活性剂加到10ml/L时,将划伤缺陷数量降到个位数。FA/OII非离子表面活性剂与渗透剂JFC协同作用对降低污染物沾污作用更好,且在FA/OII:JFC=1:3的条件下,将表面沾污缺陷数量降到0。对于铜腐蚀缺陷,针对该款研磨液,验证了电镀铜制程与CMP制程之间的安全间隔时间为48小时,在安全间隔时间内,铜腐蚀缺陷仅有几颗。降低渗透剂JFC的量有利于降低铜腐蚀缺陷。该论文对阻挡层CMP缺陷的研究提供了积极的指导意义。
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