超滤和活性剂协同作用对铜阻挡层CMP后缺陷的控制机理研究

在铜互连阻挡层化学机械抛光(CMP)过程中,由于工艺和材料等因素会产生划伤和沾污等缺陷问题,造成器件失效、良率降低及潜在可靠性等问题.研究了抛光液中活性剂及超滤工艺对CMP后缺陷的影响,提出了活性剂和超滤协同控制CMP后缺陷的作用机理.通过粒径和大颗粒测试仪表征抛光液粒径和大颗粒数的变化,通过扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试仪表征抛光液的变化.通过缺陷检测仪测试验证CMP后缺陷情况.实验结果表明,加入活性剂在未超滤的情况下,抛光液平均粒径从66.1 nm降为65.3 nm,粒径分布更加集中,缺陷总数从4251降低至1480.在此基础上通过研究不同超滤工艺对缺陷的影响,结果显示,在5μm+1μm二级超滤系统下,抛光液大颗粒数量从34.25万颗/mL减少到26.12万颗/mL,经图形片验证,缺陷总数和各缺陷占比显著降低,对于提高电路性能和产品良率有着重要意义.