GLSI铜布线CMP后清洗碱性清洗液的研究

《GLSI铜布线CMP后清洗碱性清洗液的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TN305.97密级：公开UDC：编号：201321903013河北工业大学硕士学位论文GLSI铜布线CMP后清洗碱性清洗液的研究论文作者：邓海文学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：微电子学与固体电子学指导教师：檀柏梅职称：教授资助基金项目：国家中长期科技发展规划02科技重大专项资助项目(2009ZX02308)DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMicroelectronicsandSolidStateElectronicsSTU

2、DYONTHEALKALINECLEANERINPOST-CMPCLEANINGOFCOPPERINTERCONNECTIONFORGLSIbyDengHaiwenSupervisor:Prof.TanBaimeiMarch2016ThisworksupportedbytheSpecialProjectItemsNO.2inNationalLong-termTechnologyDevelopmentPlan.NO.2009ZX02308.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内

3、容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和

4、电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着微电子技术的迅猛发展，集成电路最小线宽的日益减小，集成度逐渐提高，已经迈入GLSI时代。CMP后清洗作为整个IC制造过程中的一道重要工序，清洗能力的高低严重影响着电子器件的性能。传统的酸性清洗剂因其成分复杂、清洗对象单一、清洗步骤繁琐等缺点,已经无法满足细小线条工艺生产的需求。因此，碱性清洗剂的研发已经成为微电子行业主要的研究方向。本论文从杂质的吸附机理分析了CMP后主要的清洗对象，讨论了主流酸性清洗剂的缺点。并对国际上主流的NH4OH、TMAH碱性清

5、洗剂与项目组自主研发的FA/O碱性清洗剂做了对比。重点研究了FA/O清洗剂对以SiO2为代表的物理吸附杂质及以BTA为代表的化学吸附杂质的去除效果、对多层Cu布线片表面及界面的腐蚀能力、晶圆表面粗糙度的优化能力等方面做了详细的研究。同时，研究了清洗液pH值和温度对清洗后布线片表面状态的影响。实验表明，课题组自主研发的FA/O清洗剂对CMP后残留杂质的去除能力比主流的NH4OH、TMAH碱性清洗剂效果要好。FA/O清洗液的主要成分是自主发明的FA/OⅡ螯合剂和FA/O非离子表面活性剂。与其它碱性螯合剂相比，FA/OⅡ螯合剂具有十三个以上螯合环，稳定

6、性高，有较强的螯合能力。能与几十种金属离子形成稳定的螯合物；因其与有机物具有相似的C-N键，根据有机物的相似相溶原理可以有效溶解残留的BTA等有机物污染。随着FA/OⅡ螯合剂的增加去除杂质的能力越强。但是，清洗液中螯合剂浓度太高就会对布线片表面造成腐蚀，缺陷增加。FA/O活性剂是一种大分子非离子表面活性剂，表面张力小，去污能力强，易吸附保护铜表面被腐蚀。随着活性剂浓度的增加表面张力减小，去污能力增强；由于FA/O活性剂极易吸附在晶圆表面，活性剂浓度太高反而会造成有机物的二次污染。由实验结果可知，当清洗液中FA/OⅡ螯合剂的浓度为150ppm~20

7、0ppm，FA/O活性剂的浓度为1500ppm时，pH值大于10小于12、温度为25℃~35℃时，对颗粒、BTA等杂质的去除效果最好，布线片表面几乎没有腐蚀，而且表面状态好，粗糙度值为1.39nm。关键字：CMP后清洗FA/O清洗液pH值温度粗糙度腐蚀IABSTRACTWiththedevelopmentofmicroelectronicstechnologyandthedimensionofCuwafertrendstobelarge,theintegratedcircuit(IC)featuresizebecomessmallerandhas

8、enteredthegreatlargeintegratedcircuit(GLSI)era.Thepostchemicalmechan