目前國(guó)際上超大規(guī)模集成電路已經(jīng)進(jìn)入7nm產(chǎn)品的研發(fā),國(guó)內(nèi)開(kāi)始對(duì)28nm產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)。提高集成度、增加互連層數(shù),成為微電子發(fā)展的必然趨勢(shì)�；瘜W(xué)機(jī)械平坦化(CMP)是目前公認(rèn)的實(shí)現(xiàn)材料局部和全局平坦化的最有效方法,廣泛應(yīng)用于IC制程的表面平坦化處理。然而新材料(低-k介質(zhì))、新結(jié)構(gòu)(FINFET)的引入,對(duì)平坦化提出了更高的要求�；诩�(xì)線條節(jié)點(diǎn),目前國(guó)際上提出了三低的要求,即低pH、低磨料濃度、低壓力。銅CMP工藝中,碟形坑和蝕坑作為關(guān)鍵技術(shù)參數(shù),關(guān)系到互連之間的斷路、短路等可靠性問(wèn)題,是亟待解決的瓶頸問(wèn)題。國(guó)際酸性拋光液通過(guò)加入抑制劑(BTA),以實(shí)現(xiàn)平坦化,但高拋光壓力對(duì)低-k介質(zhì)造成嚴(yán)重破壞;并且BTA等衍生物的污染,給后續(xù)清洗帶來(lái)困難等。因此以化學(xué)作用為主的堿性拋光液代替以機(jī)械作用為主的酸性拋光液,成為了必然發(fā)展趨勢(shì)。但是堿性拋光液以化學(xué)作用為主,存在各向同性,低凹處銅線條腐蝕問(wèn)題突顯,需要更多的工作解決此問(wèn)題。本文主要基于兩種螯合劑(FA/OV與FA/OVI),對(duì)拋光液和拋光工藝進(jìn)行優(yōu)化和研發(fā),以實(shí)現(xiàn)平坦化相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求。首先通過(guò)相關(guān)資料的查詢(xún),明確了精拋目標(biāo):高的銅鉭速率選擇性(對(duì)阻擋層速率趨于零);低的碟形坑與蝕坑值(低凹處實(shí)現(xiàn)有效鈍化);有效去除殘余銅(一致性及銅拋光速率要求)。從理論上分析了兩種堿性拋光液的可行性,通過(guò)拋光液各組分及拋光工藝的單因素實(shí)驗(yàn),研究了其對(duì)拋光速率、銅鉭選擇性、一致性、平坦化影響規(guī)律。通過(guò)單因素規(guī)律,優(yōu)化拋光液配比和實(shí)驗(yàn)工藝條件,用于圖形片拋光測(cè)試。對(duì)比FA/OII型精拋液與FA/OV型精拋液,研究了一致性對(duì)于平坦化的影響規(guī)律;并基于FA/OVI型螯合劑,通過(guò)化學(xué)機(jī)械平衡與動(dòng)力學(xué)控制過(guò)程,分析了不同氧化劑與螯合劑協(xié)同比對(duì)平坦化的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:FA/OV型堿性精拋液,速率一致性較好,能有效去除殘余銅,碟形坑、蝕坑在工業(yè)要求內(nèi);研究的FA/OVI型堿性精拋液,通過(guò)過(guò)拋階段平坦化評(píng)估,提出了動(dòng)力學(xué)控制過(guò)程的理論模型,得出以化學(xué)作用為主的堿性拋光液,當(dāng)氧化劑與螯合劑協(xié)同比處于區(qū)間2.5-3.5時(shí),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低凹處銅線條的有效鈍化。
【學(xué)位單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TN405.97
【部分圖文】：

連材料[6-9]。由于在低溫下，銅無(wú)法生成易揮發(fā)的化合物，所以難以通過(guò)常規(guī)的干法蝕實(shí)現(xiàn)圖形制程。由此大馬士革工藝(如圖 1.1)代替了傳統(tǒng)的光刻、刻蝕工藝，解決銅互連中，鍍膜、光刻等工藝。而目前實(shí)現(xiàn)銅互連全局和局部平坦化，唯一有效的法是化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)，CMP 技術(shù)在化學(xué)與機(jī)械的相互協(xié)同作用下，可以選擇性除襯底材料，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)平面的平坦化[6, 8, 10-12]。

多層互連工藝流程

CMP耗材總數(shù)化學(xué)機(jī)械拋光，既包括化學(xué)腐蝕作用又包括機(jī)械磨損作用[13-15]
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2867381