目前國際上超大規(guī)模集成電路已經(jīng)進入7nm產(chǎn)品的研發(fā),國內(nèi)開始對28nm產(chǎn)品進行研發(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�；瘜W(xué)機械平坦化(CMP)是目前公認的實現(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,對平坦化提出了更高的要求。基于細線條節(jié)點,目前國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、短路等可靠性問題,是亟待解決的瓶頸問題。國際酸性拋光液通過加入抑制劑(BTA),以實現(xiàn)平坦化,但高拋光壓力對低-k介質(zhì)造成嚴重破壞;并且BTA等衍生物的污染,給后續(xù)清洗帶來困難等。因此以化學(xué)作用為主的堿性拋光液代替以機械作用為主的酸性拋光液,成為了必然發(fā)展趨勢。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題突顯,需要更多的工作解決此問題。本文主要基于兩種螯合劑(FA/OV與FA/OVI),對拋光液和拋光工藝進行優(yōu)化和研發(fā),以實現(xiàn)平坦化相關(guān)技術(shù)指標要求。首先通過相關(guān)資料的查詢,明確了精拋目標:高的銅鉭速率選擇性(對阻擋層速率趨于零);低的碟形坑與蝕坑值(低凹處實現(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,通過拋光液各組分及拋光工藝的單因素實驗,研究了其對拋光速率、銅鉭選擇性、一致性、平坦化影響規(guī)律。通過單因素規(guī)律,優(yōu)化拋光液配比和實驗工藝條件,用于圖形片拋光測試。對比FA/OII型精拋液與FA/OV型精拋液,研究了一致性對于平坦化的影響規(guī)律;并基于FA/OVI型螯合劑,通過化學(xué)機械平衡與動力學(xué)控制過程,分析了不同氧化劑與螯合劑協(xié)同比對平坦化的影響。實驗結(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,通過過拋階段平坦化評估,提出了動力學(xué)控制過程的理論模型,得出以化學(xué)作用為主的堿性拋光液,當氧化劑與螯合劑協(xié)同比處于區(qū)間2.5-3.5時,可以實現(xiàn)對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)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TN405.97
【部分圖文】：

連材料[6-9]。由于在低溫下，銅無法生成易揮發(fā)的化合物，所以難以通過常規(guī)的干法蝕實現(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。而目前實現(xiàn)銅互連全局和局部平坦化，唯一有效的法是化學(xué)機械拋光(CMP)，CMP 技術(shù)在化學(xué)與機械的相互協(xié)同作用下，可以選擇性除襯底材料，從而實現(xiàn)整個平面的平坦化[6, 8, 10-12]。

多層互連工藝流程

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

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2867381