复配表面活性剂对铜CMP后清洗中颗粒的去除
2021-08-07曲里京高宝红王玄石吴彤熙檀柏梅
曲里京,高宝红,*,王玄石,吴彤熙,檀柏梅
(1.河北工业大学电子信息工程学院,天津 300130;2.天津市电子材料与器件重点实验室,天津 300130)
目前集成电路制造工艺中,铜因其自身的优越性能已经成为金属互连线的首选材料之一[1-2]。在多层铜互连双大马士革工艺中,为使芯片表面达到全局或局部平坦化的要求,最有效的办法之一是采用化学机械抛光(CMP)技术[3-4]。由于铜CMP工艺中使用的抛光液里通常含有一定量的研磨颗粒(如SiO2),并且抛光后露出的铜表面的活性较高,部分颗粒会残留在晶圆表面。这样会导致晶圆表面产生很多缺陷,增加了集成电路失效的风险[5-6]。因此,在铜CMP后的清洗中有效去除颗粒是非常重要的。
CMP后清洗工艺中清洗液的不断优化是提升清洗效果的重要因素。传统的清洗液组分为表面活性剂、配位剂、抑制剂、pH调节剂等物质[7-8]。其中的表面活性剂可以增强溶液的润湿性能,并且通过渗透而吸附在晶圆表面,从而去除铜表面的沾污颗粒。Deng等[9]研究了一种含FA/OII螯合剂和FA/O非离子表面活性剂的清洗液用以去除铜CMP后表面的颗粒,结果表明0.015%的FA/OII螯合剂和0.03%的FA/O非离子表面活性剂能很好地去除颗粒。Choi等[10]在清洗液中加入阴离子表面活性剂十二烷基硫酸铵(ADS),发现这样可以提升颗粒的清洗效果,颗粒去除率达到96%以上。据此,或许可以将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂复配进行清洗,利用两者的协同作用来更好地去除颗粒。
本文选用的清洗液(pH = 10.3)由阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES,体积分数0.1%)和非离子表面活性剂异辛醇聚氧乙烯醚(JFC-E,体积分数0.25%)按不同体积比复配。……
