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《ulsi制备中多层布线导体铜的抛光液与抛光技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------ULSI制备中多层布线导体铜的抛光液与抛光技术的研究ULSI制备中多层布线导体铜的抛光液与抛光技术的研究刘玉岭 李嘉席 檀柏梅(河北工业大学,天津 300130)梁存龙(河北冀雅电子有限公司,)摘要 提出了在碱性浆料中ULSI,对铜CMP所需达到的平面化、、、抛光液成分的优化选择(抛光液):30512 文献标识码:A 文章编号:100125507(2000)5241205CMPStudyofMu
2、ltilayerWiringConductorCopperinULSIManufacturingLiuYuling,LiJiaxi,TanBaimei(HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130)LiangCunlong(HebeiJiyaElectronicLimitedCompany,Shijiazhuang050071)Abstract AmodelforcopperCMPinalkalinepolishslurryisintroducedinthepaper.Alotofstudyonthebestchoiceforthecompone
3、ntsofcorrespondingpolishslurry,theglobalplanarization,theselective,thecontrolofpolishrate,thestabilityandpurenessofthepolishslurryrequiredbycopperCMPhavebeenmade.——————————————————————————————————————-----------------------------------------------------------------------------------------------
4、-Keywords CMP Multilayerwiring ULSI Copper Slurry1 引 言随着IC工艺的发展以及DRAM和逻辑器件的微型化大容量的要求,器件向着立体化、多层布线结构发展。布线的每一层平整度均要求5200mm在100nm以内,才能保证高成品率、高可靠性。而CMP技术是唯一能对亚微米器件提供全局平面化的技术[1,2]。收稿日期:2000-04-21件的平面化效果。以硝酸为例,铜淀积到二氧化硅介质上其表面高低不平。但是硝酸浆料在表面的各点腐蚀速率相等:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O(1)在ULSI的多层布线中层间引线正在
5、由传统的铝转向铜。因为铜的电阻率低,电迁移阻率高,器件寿命更长,且器件的RC(阻容)及时间特性都优于传统的铝,更加适合高频器件和大功率器件。采用铜代替铝可以使集成度提高一倍。比如要达到6层Cu??SiO2的RC要求,采用Al??而且铝的电迁移阻SiO2则需要12层。率低,不适于大功率器件,使用寿命也比铜短[3,4]。所以随着IC工艺的发展,研究的重点已经转移到了采用铜做层间引线的领域上来,铜的CMP作为微型器件的主要加工工艺,各国均在加紧攻关研究。1991年IBM公司首先应用CMP在64Mb——————————————————————————————————————---------
6、---------------------------------------------------------------------------------------[1]DRAM的生产中获得成功。另外的公司比如INTEL公司、COBAT公司、RODEL其直接与铜反应生成了硝酸铜溶解于溶液中。虽然有磨料的作用,但铜片表面各点去除速率相差不大,很难达到平面化的效果。如图1。但。所MP研究阶段。现在铜的CMP主要面临的问题有浆料成分的选择及作用机理,浆料对铜CMP速度的合理控制,浆料给器件所带来的金属离子的沾污,铜CMP结束后的清洗,浆料的选择性,浆料抛光片子所能达到的平整度的问
7、题,浆料对环境的影响,对设备的腐蚀,浆料的成本等等。这些都直接关系到浆料的氧化剂、络和剂、磨料及其它辅助试剂的选择。另外表面图形密度、压力、转速、温度、浆料的pH值、抛光布的硬度和表面粗糙度等对CMP的影响也很大[1,5,6]。在项目设计中充分考虑了上述影响铜CMP的因素,对浆料的配比进行了大量的选择与实验,最终得出了比较令人满意的结果。图1 酸性浆料中的抛光考虑到这种情况,国际上采用添加BTA(苯并三唑)的方法。BTA可以与铜生成Cu2BTA单分子层,抑
