用于Cu-ULK工艺的阻挡层抛光液

随着超低介电常数(ultra-low k)材料被引入新的集成电路制造工艺技术节点,对阻挡层抛光液提出了极大的挑战。阻挡层抛光液必须具有高的阻挡层材料和介电层材料(TEOS)的去除速率,可调节的铜的去除速率以及低的ULK材料的去除速率,这样在阻挡层抛光过程中可以很好地停在ULK材料上以及获得好的晶圆表面形貌修正能力,且抛光后不影响ULK材料的介电常数k值。文中通过选用合适的ULK材料去除速率抑制剂,解决了抛光后ULK材料k值变化的问题,采用合适的腐蚀抑制剂,解决了铜表面腐蚀的问题和制约铜去除速率的问题,通过对阻挡层抛光液配方的优化,从而得到一种适用于Cu-ULK工艺的阻挡层抛光液。

Cu CMP工艺对薄膜介电常数的影响机制

研究了使用不同研磨液的Cu CMP工艺对超低介电常数(ULK)薄膜介电常数k值的影响。实验结果表明经过Cu CMP工艺,ULK薄膜的介电常数k均有不同程度的增加。XPS成分分析结果表明,ULK薄膜表面C含量的增加是造成介电常数k值升高的主要原因。这主要是由于CMP工艺中,化学品溶液进入多孔的ULK薄膜。而退火工艺可以使得化学品挥发,从而使ULK薄膜表面C含量降低,由此介电常数k基本上得以恢复。初步建立了Cu CMP工艺对介电常数k影响的物理模型。根据模型计算的k结果为2.75,与实测值2.8基本符合。