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1、选择性抛光液的研究IC制造与设备电子工业毫用设备・选择性抛光液的研究刘涛，于高洋,周国安仲国电了科技集团公司第四十五研究所，北京东燕郊101601)摘要:抛光液是化学机械平坦化的关键耗材,而针对STI和铜线的抛光，通常使用选择性抛光液.釆用二氧化肺作为研磨颗粒的第二代抛光液,具有自动停止的特点.配合粗抛和精抛，能够十分有效解决目前STI存在的.7■艺缺点•而针对铜线的抛光，介绍了有机物作为研磨颗粒的抛光液，具备十分卓越的选择比•高产出和低缺陷•将是今后重点发展的产品类型之一.关键词:化学机械抛光;浅沟道隔离;抛光液;二氧化肺;有机物中图分
2、类号:TN305.2文献标识码:A文章编号：1004—4507(2009)06.0036—04ResearchabouttheSelectiveSlurryLIUTao,YUGaoyang,ZHOUGuoan(The45thInsituteofCETC,BeijingEastYa@ao065201chin-)Abstract:slurryistheimportantconsumematerialofCMP,topolishtheST!andcopperwire,usuallyusingtheselectiveslurry.Wecansol
3、vetheprocessproblemofSTIbyusingthesecondgenerationCe02astheslurry,whichhasautostoppingcharacteristic,combiningwithtwosteppolish:primarypolishandfinalpolish.topolishthecopperwire,Weselectivetheorganicparticleslurry,whichhasexcellentselectiverate,andhighthroughputwithlowdef
4、ect,it'Slikelya8theimportantdevelopingproductinthefuture.Keywords:CMP;STI;Slurry;CeO2;OrganicparticleShnry（抛光液）是CMP的关键要素之一，其性能直接影响抛光后表面的质量.Slurry—般由超细固体粒子研磨剂（如纳米级SiO:,AlO粒子等），表而活性剂，稳定剂,氧化剂等组成.固体粒子提供研磨作用，化学氧化剂提供腐蚀溶解作用.影响去除速度的因素有:Slurry的化学成分,浓度;磨粒的种类，大小，形状及浓度;Slurry的黏度,pH值,
5、流速，流动途径等.抛光液加工特有的性质使得很难阐明抛光液对特殊抛光薄膜的确切影响•因此拋光液对晶片抛光垫接触面的作用可能是整个半导体工艺技术中认识最少的机理［11・理想的CMP抛光液能够实现高去除速率，极佳的全局平坦化，抗腐蚀f金属情况,尤其是铜），优良磨光的性能，低缺陷和高选择收稿口期:2009.05—20作者简介汶U涛（1966.）,男，高级工程师，机械设计专业,0前主要从事高亮度LED蓝宝石衬底材料抛光设备研究.■电子工业苣用设备IC制造与设备性.抛光液的选择性越高，对于一个特殊cMP工艺步骤的终点检测越有效•因为正在被抛光的材料和
6、其下面一层因摩擦性质而有一个明显的改变.其选择性是设计任何抛光液的一个非常重要的标准.对于STI（浅沟道隔离），使用的抛光液需要对正在平坦化的氧化物起作用，而对下层的氮化物不起作用.对于Cu的抛光，抛光液需要对Cu具有选择性,不损害阻挡层Ta和下层硅或low.k材料.1抛光原理及抛光液分布系统化学机械平坦化(CMP)是一种表面全局平坦化技术，一般认为，平坦区域长度小于10m为局部平坦化，大于lOIxm为全局平坦化,CMP技术能够明显减少外形的变化［，平坦效果达到纳米级别.CMP技术是利用掺有极小研磨颗粒的化学溶液来改变硅片表面的化学键，并
7、加以机械式研磨，以获得硅片表面平坦化的一种化学与机械相结合的技术.其具体实现原理如图1所示.抛光头抛光液分布于抛光垫上抛光台图1CMP设备简图化学机械抛光设备的基木组成部分是一个旋转的抛光头和抛光台•在含磨料颗粒的抛光液的帮助下实施抛光.其中抛光头提供下压力和背压，而有的抛光台根据工艺需要可提供相对稳定的控制温度,在二者配合下，完成超高精度的表面平坦•化学机械平坦化不仅对光刻十分必要，且可以显着提高器件的可靠性，速度和成品率等.抛光液分布系统对于整个CMP过程也起着至关重要的作用.一方面，要求供给系统不能对抛光液产生额外的污染;另一方面，
8、最好做到不问断供给.通常的抛光液分布系统如图2所示.循环回路图2抛光液分布系统抛光液供给系统还有十分苛刻的要求，通常安装在线的pH计，密度计,H:O:浓度计等仪器，以监控所供应的抛光液品质•针
