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主流阻挡层研磨液的主要成分及作用

发布时间:2017/11/11 17:46:49 访问次数:912

   对于第三步阻挡层抛光,去除速率、抛光选择性的调整能力、表面形貌修正能力以及抗腐蚀和缺陷控制能力等,都是先进工艺中对理想阻挡层研磨液的基本要求。 Q22FA23V0017000阻挡层抛光研磨液分为酸性和碱性两种,其中的研磨颗粒通常是⒏Or,氧化剂是H」02,也含有抗腐蚀抑制剂如BTA(∷唑甲基苯)以及其他添加物,洋呃表11.3。对不同材料抛光选择性的优化是阻挡层抛光的关键之一。在阻挡层抛光中,涉及的材料有铜、阻挡层('I′a/'ΓaN)和氧化硅介质层。在先进△艺中还会涉及帽封层(TEOS,TiN)和低虑材料。在前两步的铜抛光以后,晶圆表面会有一定的凹陷(dishing)和细线的腐蚀(er°sion),见图11.11。如果阻挡层研磨液具有较高的介质层对铜的选择比(o妯dc:Cu)1),在阻挡层抛光之后,不同宽度铜线的凹陷和腐蚀将得到有效的修正。这对于实现平坦的研磨后晶片表面和均匀的不同尺度铜线电阻值分布尤为重要。对晶圆的形貌修正能力是评价阻挡层研磨液好坏的重要标准之一。但是如果介质层对铜的选择比太高,叉会造成较难控制研磨后介质层的厚度,使铜线电阻值的晶圆对晶圆(wafer-to wafer)稳定性降低。一般情况下,介质层对铜的选择比介于2~4(oxide:Cu=2~4)。然而,如果在铜抛光中使用的是能产生低凹陷的研磨液,则阻挡层抛光中宜选择低选择比的研磨液(oxlde:Cu~1),这也是近期研磨液发展的趋势之一。实际上,如同其他所有的研磨过程一样,铜及阻挡层研磨的优化是一个化学及机研磨的平衡过程。当研磨中的机械作用占优势时,金属残余的去除能力较强,长距平整化能力较强,铜腐蚀类缺陷较少,但是,对过度抛光的容忍度较差,丁艺窗口较小。反之,当研磨中的化学作用占优势时,划痕类缺陷较少,容忍过度抛光的I艺窗口较大,但是,金属残余的去除能力较差,铜腐蚀类缺陷较多,另外研磨液的寿命(pod hfe)较短。所以,关键是要找到化学及机械研磨作用的最佳平衡点。

        

  


   对于第三步阻挡层抛光,去除速率、抛光选择性的调整能力、表面形貌修正能力以及抗腐蚀和缺陷控制能力等,都是先进工艺中对理想阻挡层研磨液的基本要求。 Q22FA23V0017000阻挡层抛光研磨液分为酸性和碱性两种,其中的研磨颗粒通常是⒏Or,氧化剂是H」02,也含有抗腐蚀抑制剂如BTA(∷唑甲基苯)以及其他添加物,洋呃表11.3。对不同材料抛光选择性的优化是阻挡层抛光的关键之一。在阻挡层抛光中,涉及的材料有铜、阻挡层('I′a/'ΓaN)和氧化硅介质层。在先进△艺中还会涉及帽封层(TEOS,TiN)和低虑材料。在前两步的铜抛光以后,晶圆表面会有一定的凹陷(dishing)和细线的腐蚀(er°sion),见图11.11。如果阻挡层研磨液具有较高的介质层对铜的选择比(o妯dc:Cu)1),在阻挡层抛光之后,不同宽度铜线的凹陷和腐蚀将得到有效的修正。这对于实现平坦的研磨后晶片表面和均匀的不同尺度铜线电阻值分布尤为重要。对晶圆的形貌修正能力是评价阻挡层研磨液好坏的重要标准之一。但是如果介质层对铜的选择比太高,叉会造成较难控制研磨后介质层的厚度,使铜线电阻值的晶圆对晶圆(wafer-to wafer)稳定性降低。一般情况下,介质层对铜的选择比介于2~4(oxide:Cu=2~4)。然而,如果在铜抛光中使用的是能产生低凹陷的研磨液,则阻挡层抛光中宜选择低选择比的研磨液(oxlde:Cu~1),这也是近期研磨液发展的趋势之一。实际上,如同其他所有的研磨过程一样,铜及阻挡层研磨的优化是一个化学及机研磨的平衡过程。当研磨中的机械作用占优势时,金属残余的去除能力较强,长距平整化能力较强,铜腐蚀类缺陷较少,但是,对过度抛光的容忍度较差,丁艺窗口较小。反之,当研磨中的化学作用占优势时,划痕类缺陷较少,容忍过度抛光的I艺窗口较大,但是,金属残余的去除能力较差,铜腐蚀类缺陷较多,另外研磨液的寿命(pod hfe)较短。所以,关键是要找到化学及机械研磨作用的最佳平衡点。

        

  


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