ULSI中多层Cu布线CMP表面粗糙度的分析和研究.pdfVIP

doi：10．3969／j．issn．1003—353x．2009．08．003 ULSI中多层 Cu布线 CMP表面粗糙度的分析和研究 苏艳勤，刘玉岭，刘效岩，康海燕，武彩霞，张进 (河北工业大学 微 电子技术与材料研究所，天津 300130) 摘要 ：分析介绍 了cu层表面粗糙度对器件性能的影响以及超大规模集成电路 中多层 Cu布线 CMP的作用机理 ，研究分析 了碱性抛光液对 cu的表面粗糙度的影响因素，如磨料、氧化剂、pH 值 、表面活性剂等对表面粗糙度的影响。实验证明，在一定的抛光条件下，选用 SiO2为磨料 、 双氧水为氧化剂的碱性抛光液可以有效降低 cu层的表面粗糙度 ，使之达到纳米级 ，得到 良好的 抛光效果，从而解决 了超大规模集成电路 多层 cu布线化学机械抛光中比较重要的技术问题 。 关键词 ：化学机械抛光；碱性抛光液 ；铜布线；表面粗糙度 中图分类号：TN405．97；TN305．2 文献标识码：A 文章编号 ：1003—353X (2009)08．0730-04 Analysisand ResearchOiltheSurfaceRoughnessoftheCopper MultilayerInterconnectionCMP inULSI SuYanqin，LiuYuling，LiuXiaoyan，KangHaiyan，WuCaixia，ZhangJin (InstituteofMicroelectronicsTechnologyandMaterials，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China) Abstract：The impactofthe sur[ace roughness aboutcopper layeron the device performance was introduced，andinteractionmechanism ofthecoppermuhilayerinterconnectionCMPinUKS1wasintroduced． Theinfluencingfactorsofalkalineslurryonthesurfaceroughhesswas analyzed，suchasabrasive，oxidizing agent，pH valueand active agent．Th eexperimentsshow thatunder such polishing conditions， alkaline slurryCna effectively reducethesurfaceroughnessaboutcopperlayerand makesitachieve nano—scalefor gettinga good polishing effect， and itsolves the importanttechnical problems ofthe coppermultilayer interconnectionCMP inULSI Keywords：CMP； alkalineslurry；copperinterconnection； surfaceroughness EEACC ：2550E 性一致性差 ，影响器件频率特性 ，如 RC延迟时间 0 引言 等 ，从而会影响器件的可靠性和优品率。划伤和蚀 现代 ULSI的多层 Cu布线 已达十 四层 以上 ， 坑的出现会使 cu线局部的厚度变小，电阻率就会 CMP技术解决 了各布线层表面 的平坦化 问题 。随 随之增大，从而产生比较严重的电迁移，这样就会 器件特征尺寸的进一步缩小和布线层数的进一步增 严重影响器件的性能和优品率 。所以，降低粗糙度 加 ，经过化学机械抛光之后的材料表面出现粗糙度 和损伤层，减少表面缺陷，得到完美的表面 ，对于 大、微划痕、碟形坑 、侵蚀l1]等问题亟待进一步解