工藝參數(shù)對(duì)GLSI銅互連阻擋層CMP拋光效果的影響

劉光耀 ，王辰偉 ,*，劉玉嶺 ，郭峰 ，馬慧萍 ，王強(qiáng)

1.河北工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院，天津 300130

2.天津市電子材料與器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300130

目前，隨著晶圓尺寸的不斷增大及集成電路布線層數(shù)的逐漸增加，12 in(約30.48 cm)晶圓已經(jīng)成為各晶圓廠家主流的技術(shù)產(chǎn)品，對(duì)晶圓表面平坦化效果也相應(yīng)提高[1-2]。化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是目前唯一可以實(shí)現(xiàn)全局平坦化的手段，大尺寸晶圓的拋光速率及拋光后的表面品質(zhì)一直是CMP行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。CMP的平坦化效果對(duì)提高芯片產(chǎn)量和成品率起著關(guān)鍵性的作用[3-4]。

CMP通過化學(xué)與機(jī)械的共同作用實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓表面的平坦化，化學(xué)作用是通過各種化學(xué)藥品與晶圓表面材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，機(jī)械作用則是通過拋光墊和研磨顆粒對(duì)晶圓表面的物理摩擦來實(shí)現(xiàn)。多層銅互連CMP工藝的主要工序?yàn)椋嚎焖偃コ罅裤~實(shí)現(xiàn)初步平坦化(粗拋)，有效去除殘余銅(精拋)，去除介質(zhì)層和阻擋層以實(shí)現(xiàn)對(duì)蝕坑和碟形坑的高效修正[5-6]。其間，真正影響多層銅布線 CMP平坦化效果的是阻擋層拋光后的缺陷，因此控制阻擋層CMP過程的缺陷非常重要[7]。隨著CMP技術(shù)在集成電路制造業(yè)中的應(yīng)用變得越來越廣泛，特別是特征尺寸的進(jìn)一步縮小，出現(xiàn)了更多新材料、新結(jié)構(gòu)和新技術(shù)，CMP工藝的重要性越來越突出，逐漸成為影響集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素[8-9]。

目前我國(guó)極大規(guī)模集成電路(GLSI)銅CMP用的拋光液成分復(fù)雜，并且含有毒緩蝕劑苯并三氮唑(BTA)及其衍生物，給CMP后的清洗帶來困難，也容易造成環(huán)境污染[10]。……