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  本文關(guān)鍵詞：GLSI多層銅布線低壓力低磨料濃度CMP工藝與材料的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《河北工業(yè)大學(xué)》 2015年

GLSI多層銅布線低壓力低磨料濃度CMP工藝與材料的研究

李炎  

【摘要】：隨著集成電路器件特征尺寸的持續(xù)縮小,晶圓尺寸的不斷增大,為了更有效的提高器件的使用壽命和可靠性,要求晶圓表面必須實(shí)現(xiàn)全局平坦化,而銅互連線的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)(CMP)是當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)芯片表面全局平坦化的唯一實(shí)用技術(shù)。隨著布線層數(shù)的增加和低K介質(zhì)材料的應(yīng)用,低壓力CMP過(guò)程是目前攻關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),與此同時(shí),為了減少CMP后晶圓表面的磨料粒子殘留,低磨料濃度CMP過(guò)程的控制顯得尤為重要。本文針對(duì)上述發(fā)展趨勢(shì),對(duì)低壓力低磨料條件下CMP工藝與材料進(jìn)行了理論與技術(shù)的研究。在銅互連線低壓力低磨料化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程中,堿性FA/O型螯合劑超強(qiáng)的螯合能力為銅膜獲得高拋光速率和低表面粗糙度提供了保證。本文深入研究了Cu/SiO2催化體系對(duì)整個(gè)CMP過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)速率的影響,并對(duì)該催化反應(yīng)進(jìn)行了電化學(xué)分析。在理論分析的基礎(chǔ)上對(duì)300mm blanket銅膜進(jìn)行了低磨料化學(xué)機(jī)械拋光,結(jié)果表明:在壓力為13780Pa,拋光機(jī)轉(zhuǎn)速為65/65rpm,流量為175ml/min,磨料濃度為0.5%,氧化劑濃度為0.5%,FA/O型螯合劑濃度為7%的工藝條件下,拋光速率為1120nm/min,表面非均勻性為0.059,表面粗糙度為5.49nm,拋光后銅膜表面缺陷明顯減少。通過(guò)微孔道內(nèi)拋光液流動(dòng)模型解釋了表面非均勻性變化的原因,并建立了適用于低磨料CMP過(guò)程的粗糙晶圓表面的液固化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。通過(guò)對(duì)經(jīng)典公式有關(guān)參數(shù)的修正,得到了適用于CMP過(guò)程的材料去除速率公式和平坦化模型。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN305.2
【目錄】：

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