不同抑制剂对铜图形片化学机械抛光后碟形坑及蚀坑的影响

研究了苯并三氮唑(BTA)、1,2,4−三氮唑(TAZ)和2,2′−{[(甲基−1H−苯并三唑−1−基)甲基]亚氨基}双乙醇(TT)3种不同抑制剂对铜互连Ru/TaN阻挡层图形片化学机械抛光(CMP)后碟形坑及蚀坑的影响。静态腐蚀实验结果表明,BTA与TT能够较好地抑制铜的腐蚀,TAZ的抑制作用相对较弱。铜图形片CMP的结果表明,BTA和TT钝化能力强,仅1 mmol/L的用量即可较好地修正各种线宽/线间距的碟形坑及蚀坑。对于线宽/线间距为100μm/100μm和50μm/50μm的碟形坑,用BTA时修正了约1500Å,用TT时修正了约1900Å,而用TAZ时仅修正了约500Å。其平坦化机理为BTA和TT能够与铜形成Cu-TT和Cu-BTA钝化膜吸附在铜表面,阻挡了Cu的进一步腐蚀。

TTA-K与pH值对Ru阻挡层Cu互连图形片CMP的影响

研究了甲基苯并三氮唑钾盐(TTA-K)与pH值协同作用对Ru基阻挡层Cu互连图形片Cu膜化学机械平坦化(Cu CMP)后碟形坑及蚀坑的影响。静态腐蚀实验结果表明,Cu静态腐蚀速率和Cu去除速率随TTA-K体积分数增加而显著降低,随抛光液pH值增加而显著上升。即TTA-K对Cu静态腐蚀有明显的抑制作用,但TTA-K对Cu的抑制效果随抛光液pH值升高而逐渐减弱。图形片Cu CMP结果表明,在抛光液pH值为9时,仅体积分数0.1%的TTA-K即可将线宽和线间距分别为100μm和100μm的碟形坑深度由350 nm降低到70 nm,将线宽和线间距分别为9μm和1μm的蚀坑深度由250 nm控制在60 nm,且满足Cu和Ru去除速率比大于100∶1的工艺要求,具有较强的平坦化性能。X射线光电子能谱(XPS)结果表明其平坦化机理为TTA-K与Cu形成钝化膜附着在Cu表面,阻挡了抛光液进一步腐蚀。