新型抑制剂对铜膜CMP后碟形坑与蚀坑的影响

作者：李子豪; 周建伟^*; 王辰伟; 马慧萍; 张月

来源：电子元件与材料, 2022, 41(12): 1367-1373.

DOI：10.14106/j.cnki.1001-2028.2022.0516

• 化学机械平坦化(CMP)
• 碟形坑
• 蚀坑
• 3-巯基-1,2,4-三氮唑(TAT)
• 去除速率

为了控制铜膜(Cu)表面在化学机械平坦化(CMP)过程中产生碟形坑、腐蚀坑等缺陷，提出了将3-巯基-1,2,4-三氮唑(TAT)作为CMP抛光液中的抑制剂，研究了在抛光液低pH值条件下不同TAT浓度对Cu去除速率(RR)及静态腐蚀速率(SER)的影响，还研究了TAT对铜膜CMP后碟形坑和蚀坑的控制效果，并分析了其机理。铜膜去除速率和静态腐蚀速率实验结果显示：在抛光液低pH值条件下，随着TAT浓度的升高，Cu的去除速率和静态腐蚀速率均出现大幅下降，TAT能够起到抑制Cu去除速率的作用。碟形坑和蚀坑深度实验结果显示：采用加入TAT的抛光液抛光后，铜布线宽度/间距(L/S)为100μm/100μm的碟形坑深度由355 nm降为77 nm,L/S为9μm/1μm的蚀坑深度由172 nm降为81 nm, TAT能够有效控制抛光后碟形坑和蚀坑的深度。其控制机理为TAT能够与Cu形成一层钝化膜并吸附在铜膜表面阻碍其进一步的化学反应，并在机械作用下使得铜膜表面凸出和凹陷处产生较大的去除速率差，最终减小抛光后碟形坑和蚀坑的深度。

• 单位
  河北工业大学; 电子信息工程学院