铜/钽/绝缘介质用碱性化学机械抛光液的优化

电镀与涂饰 , 2016, 35(9): 470-474.

铜/钽/绝缘介质用碱性化学机械抛光液的优化

张文倩 ^1, , 刘玉岭 ^2, , 王辰伟 ^3, , 高娇娇 ^4, , 栾晓东 ^5,

1.河北工业大学电子信息工程学院,天津市电子材料与器件重点实验室,天津300130

2.河北工业大学电子信息工程学院,天津市电子材料与器件重点实验室,天津300130

3.河北工业大学电子信息工程学院,天津市电子材料与器件重点实验室,天津300130

4.河北工业大学电子信息工程学院,天津市电子材料与器件重点实验室,天津300130

5.河北工业大学电子信息工程学院,天津市电子材料与器件重点实验室,天津300130

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) 河北省青年自然科学基金资助项目(F2015202267). 河北省研究生创新资助项目(220056)

关键词：铜 , 钽 , 二氧化硅绝缘介质 , 化学机械抛光 , 选择性 , 去除速率

Optimization of alkaline chemical-mechanical polishing solution for copper/tantalum/dielectric film

Keywords： copper , tantalum , silica dielectric film , chemical mechanical polishing , selectivity , removal rate

在工作压力2 psi,抛光头转速55 r/min,抛光盘转速60 r/min,流量150 mL/L,温度22.7℃的条件下,采用一种不合H2O2的碱性抛光液对Cu、Ta、SiO2绝缘介质3种材料进行化学机械抛光(CMP).通过研究抛光液中SiO2磨料粒径和用量、FA/OⅡ型螯合剂和非离子型表面活性剂用量对3种材料去除速率的影响,得到了高选择性的阻挡层抛光液:SiO2粒径为50 nm的浆料20％(质量分数),FA/O Ⅱ型螯合剂0.15％(体积分数),表面活性剂3％(体积分数).该抛光液的SiO2/Ta/Cu去除速率之比为3.4∶1.6∶1.0.采用该抛光液抛光后,铜的表面粗糙度由5.18nm降至1.45 nm,碟形坑和蚀坑分别由116nm和46 nm降至42 nm和24 nm.

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