H_2O_2在精抛过程中对铜布线平坦化的影响

采用自主研发的碱性铜抛光液,使用前稀释50倍加入不同剂量H2O2配制成碱性铜精抛液。实验结果表明,随着H2O2含量的增加,铜的静态腐蚀速率(CuDR)、抛光速率(CuPR)以及阻挡层Ta/TaN均有小幅度的降低,但在MIT854布线片上精抛实验结果表明,碟形坑随着H2O2含量的增加逐渐降低,加入5%(体积分数)H2O2的精抛液,在粗抛实现初步平坦化后,精抛去除残余铜的过程中,能够实现不同线条尺寸的完全平坦化,碟形坑在工业要求范围内。研究结果表明,H2O2含量的增加对速率影响不明显,但有利于铜布线片的平坦化。此规律对提高CMP全局平坦化具有极重要的作用。

铜化学机械平坦化过抛过程中平坦化效率的计算方法

为了确保整个晶圆片上残余铜的去除,精抛后的过抛步骤至关重要,然而在铜过抛过程中会产生铜碟形坑和介质蚀坑等问题,去除残余铜的同时控制铜碟形坑和介质蚀坑是铜化学机械平坦化(CMP)研究的最重要的课题之一。为了解决这一问题,提出了一种铜过抛化学机械平坦化过程中基于氧化反应的平坦化效率计算方法。实验显示该方法计算结果与实验数据一致。采用碱性铜精抛液对铜光片进行抛光,获得的数据显示,增加过氧化氢浓度可以获得较低的铜去除率以及几乎为零的阻挡层去除速率。布线片CMP的结果表明,增加过氧化氢浓度可以获得较小的碟形坑。对含有不同浓度过氧化氢的抛光液进行电化学实验研究,研究结果表明在铜表面有钝化层形成。综上所述,该计算方法是计算过抛过程平坦化效率的适当方法。