电化学抛光

显微、测量、微细加工技术与设备

Microscope,Measurement,Microfabrication&Equipment

ULSI制造中Cu的电化学机械抛光

储向峰1,白林山1,李玉琢1,2

(1.安徽工业大学化学与化工学院,安徽 马鞍山 243002;2.Clarkson大学化学系 先进材料制造中心,美国 纽约 13699)

摘要:电化学机械抛光(ECMP)技术可以在低压力下进行,有可能替代化学机械抛光(CMP)技术,满足含易碎、低介电常数材料的小尺寸特征结构的ULSI中Cu的抛光要求。利用自制的抛光液和改装的抛光机对晶圆片和图案晶圆片上的Cu进行电化学机械抛光,研究了抛光电压、抛光台转速、抛光压力和抛光液流量对抛光速率的影响,发现在抛光电压为4.7V、流量为150~200mL/min、抛光台转速为30~40r/min、抛光压力为3.45kPa时能达到较好的抛光速率。考察了抛光电压对图案晶圆片上台阶高度减小效率的影响,发现台阶高度减小效率随抛光电压增大而减小,并且对抛光机理做了初步分析。

关键词:超大规模集成电路;铜;电化学机械抛光;化学机械抛光;抛光机理

中图分类号:TN305.2;O614.121 文献标识码:A 文章编号:1671-4776(2009)02-0115-04

ECMPofCuinthePreparationProcessofULSI

ChuXiangfeng1,BaiLinshan1,LiYuzhuo1,2

(1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,AnhuiUniversityofTechnology,Maanshan243002,China;2.CenterofAdvancedMaterialsProcessing,DepartmentofChemistry,ClarksonUniversity,NewYork13699,USA)

Abstract:Electrochemicalmechanicalpolish(ECMP)thatcanbeoperatedatlowpressure,mayreplacechemicalmechanicalpolishing(CMP)tosatisfythepolishingrequirementofCuinULSIofthefragile,low2kmaterialswithsmallsize.ThecopperfilmsonwafersandpatternwaferswerepolishedbyECMPusinghome2madeslurryandmodifiedpolisher.Theeffectsofthepolis2hingvoltage,tablerotationalspeed,polishingpressureandslurryflowrateonthepolishingratewereinvestigated.Theresultshowsthatthebetterpolishingrateisobtainedwith150-200mL/minslurryflowrateand30-40r/mintablerotationalspeedat4.7Vand3.45kPa.Theinfluenceofthepolishingvoltageonthestepheightreductionefficiencyonthepatternwaferwasstudied.Thestepheightreductionefficiencydecreaseswiththeincreaseofthepolishingvoltage.Thepolishingmechanismwasprimarilyanalyzed.

Keywords:ultra2largescaleintegration(ULSI);Cu;electrochemicalmechanicalpolish(EC2MP);chemicalmechanicalpolishing(CMP);polishingmechanismEEACC:2550E;0530

器件的特征尺寸减小(65nm以下),Cu互连结构中必将包含多孔、易碎、低介电常数的材料[1],这就要求抛光压力减小到6.89kPa以下。目前所使

0 引 言

在超大规模集成电路(ULSI)制造中,随着

收稿日期:2008-08-07

E2mail:xfchu99@ahut.edu.cn

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