复合表面活性剂在铜CMP中减少缺陷的作用

发布时间：2022-02-18 14:04

　　极大规模集成电路（GLSI）制造中化学机械抛光（CMP）过程中会产生很多缺陷,其会对产量和可靠性产生不利影响。研究了复合表面活性剂对划伤缺陷数量减少的作用。使用大颗粒测试仪表征抛光液中颗粒尺寸的变化,使用接触角测试仪表征抛光液的变化,通过原子力显微镜（AFM）和光学显微镜表征抛光后的铜片表面的划伤缺陷。实验结果表明,通过复配两种不同的表面活性剂,可以降低磨料大颗粒数量从25万级到15万级,实现划伤缺陷数量从4 084降低至51,表面粗糙度从4.66 nm降至0.447 nm。基于实验结果,研究并提出了复合表面活性剂影响大颗粒数量和表面润湿性,从而减少划伤缺陷的机理。对于提高工业生产晶圆的良品率具有一定参考。 

【文章来源】：半导体技术. 2020,45(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

OA和AEO7的分子结构

将表面活性剂添加到抛光液中可以改变抛光液的物理性质,包括表面张力、磨料的分散和悬浮稳定性、颗粒与抛光表面之间的相互作用以及流变学特性[11]。因此考虑将化学成分添加到抛光液中以减少缺陷。抛光液其他成分配比为SiO2质量分数18%,FA/O Ⅱ质量分数2.5%,柠檬酸钾质量分数3%。所有抛光液均调节为pH=11.5。图2～图5为采用不同抛光液抛光后,光学显微镜Axi940观测到的CMP后铜晶圆表面的缺陷情况。其中图2和图3(图中wOA和wAEO7分别为OA和AEO7的质量分数)为缺陷数量(总缺陷数量MTDC和划伤缺陷数量MSD)统计,图4为缺陷分布,图中1个点代表1个缺陷,每个点在图中的位置与真实镀膜片上的缺陷位置相对应。用光学显微镜统计出缺陷位置与数量后,需要用SEM来确定缺陷类型。它会在分布图上按统计规律选出m个缺陷点进行扫描,图5为铜镀膜片表面缺陷的SEM图。根据SEM扫描出的划伤缺陷占比,计算出每个图中的划伤缺陷数量。图3 AEO7质量分数对CMP后铜晶圆表面缺陷数量的影响

AEO7质量分数对CMP后铜晶圆表面缺陷数量的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of H2O2 and nonionic surfactant in alkaline copper slurry[J]. 袁浩博,刘玉岭,蒋勐婷,陈国栋,刘伟娟,王胜利.  Journal of Semiconductors. 2015(01)



本文编号：3630970