ULSI制造中铜CMP抛光液研究.pdf

· 前道制造技术· 电子工业专用设备 EPE IC EquipmentforElectronicProductsManufacturing ULSI制造中铜CMP抛光液研究 周国安,王学军,柳 滨,邱 勤 (中国电子科技集团公司第四十五研究所，北京东 燕郊101601) 摘 要:ULSI制造中的层间介质化学机械抛光的发展趋势和要求进行了讨论,分析了铜化学机械 抛光的材料去除过程,讨论了酸性和碱性两种铜抛光液的组成和一些组分的功能,指出了今后抛 光液的研究发展方向。 关键词:化学机械抛光;抛光液;铜 中图分类号: 文献标识码: 文章编号: TN305.2 A 1004-4507(2008)02-0004-04 StudyonCopperCMPSlurryinULSIManufacturing ZHOUGuo-an，WANGXue-jun，LIUBin，QINQiu (The45thResearchInstituteofCETC，EastYanjiao，Beijing101601，China) Abstract:ThedevelopmenttrendanddemandofinterlayermediumCMParediscussed.Material removalprocessofcopperCMPandtheimportanteffectofslurryareanalyzed.Attheendofthepaper, theresearchanddevelopmenttrendsforcopperCMPandtheslurryareintroduced. Keywords:CMP;slurry;copper 1 引 言 电压化前进，如此便使得电源线电压变动余裕减 小。使用电致迁移耐性高的铜比以往的铝导线流过 从20世纪80年代后半期开始就有以铜取代 更高密度的电流。因此采用铜可让导线的厚度变 铝，作为导线材料的构想。比起目前所使用的铝- 薄，使相邻导线间的电容减小，因电容引起的信号 铜(0.5%)合金(电阻值约4μΩ/cm)，铜的电阻值约 延迟、电力消耗、信号不正常传输等问题便能降低。 只用一半（1.7μΩ/cm）。此外，因为它是一种比铝 据统计，到了100nm节点工艺阶段，有90%的半导 更重的元素，电致迁移耐性高。因此，可预期因导线 体生产采用铜布线，采用铜CMP(chemicalmechani- 引起的信号延迟可以减少，可靠性提高，晶粒面积 calplanarization)的大马士革镶嵌工艺是唯一成功 减小。在LogicLSI中连接逻辑区域间的长距离导 运用到IC制造上的铜图形化工艺。130nm节点的 线如果使用低电阻的铜可大大地减少内连线的延 多层金属互连层为 [3] 8～9层，65nm为 10层 ，布线 迟。此外，随着电极的微细化，LSI的电源电压向低 层数将随着特征尺寸的减小而逐渐增加。层间介质 收稿日期: 2008-01-15 作者简介: 周国安(1981-)，男，河南人，工学硕士，主要从事半导体专用设备研究。 4（总第157期）Feb.2008 EPE 电子工业专用设备 · 前道制造技术· EquipmentforElectronicProductsManufacturing IC 的增加必然导致晶片表面严重不平整,无法满足光 3 抛光液分析 刻机对焦深的要求,因此必须进行每层的全局平坦 化。平坦化的质量要求也越来越严格，针对更小