冯翠月，张文倩，刘玉岭*

（河北工业大学电子信息工程学院，天津 300130）

铝栅化学机械抛光工艺

冯翠月，张文倩，刘玉岭*

（河北工业大学电子信息工程学院，天津 300130）

探讨了抛光液组成和机械抛光工艺参数(包括抛光压力、转速、抛光液流速和抛光时间)对铝栅化学机械抛光过程中铝的去除速率的影响，确定抛光液的组成为：氧化剂H2O2 1.0%(体积分数，下同)，螯合剂FA/O II 0.4%，非离子表面活性剂FA/O I 2.0%，纳米硅溶胶磨料12%，pH 10。粗抛工艺参数为：抛光压力3.0 psi，转速50 r/min，抛光液流速250 mL/min，抛光时间240 s。精抛工艺参数为：抛光压力2.0 psi，转速45 r/min，抛光液流速150 mL/min，抛光时间240 s。粗抛时铝的去除速率为330 nm/min，精抛时铝的去除速率为210 nm/min。通过2种抛光工艺相结合，铝栅表面粗糙度可达13.26 nm。

铝栅；化学机械抛光；配方；磨料；去除速率；表面粗糙度

First-author’s address:School of Electronic and Information Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China

铝布线化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)曾经应用在后道工艺(back end of line，BEOL)的互连线(主要是特征尺寸为0.13 μm、90 nm)，因此铝布线CMP工艺很成熟。然而，由于铜的电阻率低、可靠性高，铜大马士革工艺被很好地应用在构建亚微米级及以下技术节点下的后道工艺。2007年，Intel公司提出替代金属门的HKMG(高K金属栅极)结构并成功应用在45 nm技术节点的CMOS(互补金属氧化物导体)器件上。随着栅宽降至30 nm(对应45 nm制程)，金属栅须采用电阻率更低的铝材料[1-3]。由于金属栅的复杂结构及其高性能要求，铝栅在化学机械抛光中仍然存在一系列问题，如栅极高度一致性、表面缺陷、界面腐蚀、不同抛光材料的去除选择比等，因此铝栅的化学机械抛光要比铝布线及铜布线的化学机械抛光更加复杂，要求更加严格。……