ULSI多层互连中的化学机械抛光工艺

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介绍了化学机械抛光(CMP)技术在大规模集成电路多层互连工艺中的重要作用,对CMP过程和CMP的影响因素进行简单分析。总结出CMP技术在多层互联平坦化中的优势,介绍目前常用互连材料中SiO2介质及其金属材料钨和铜的化学机械抛光常用分析机理,并简单介绍了各种互联材料常用的抛光液及抛光液的组分,对抛光液作了简单的对比。针对传统CMP过程存在的问题,分析了皮带式和固定磨料的

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显微、测量、微细加工技术与设备 M ir s o e, M e s e e t M ir f brc ton& E i e t co c p a ur m n, c o a ia i qu pm n

U S多层互连中的化学机械抛光工艺 LI 贾英茜，刘玉岭，牛新环，刘博，孙 (河北工业大学微电子研究所，天津 303 ) 010

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摘要：介绍了化学机械抛光 ( MP C )技术在大规模集成电路多层互连工艺[ ]中的重要作用，，对 C过程和 C MP MP的影响因素进行简单分析。总结出 C技术在多层互联平坦化中的优势，介 MP

绍目前常用互连材料中 S i介质及其金属材料钨和铜的化学机械抛光常用分析机理，并简单介 O 绍了各种互联材料常用的抛光液及抛光液的组分，对抛光液作了简单的对比。针对传统 C过 MP程存在的问题，分析了皮带式和固定磨料的 C MP技术。 关键词：学机械抛光；多层互连；抛光液；二氧化硅；铜；钨化中图分类号：T 45 7文献标识码：A文章编号：17 - 7 20 )0 . 9 . N 0. 9 6 1 7 6(06 80 70 4 3 5 Ch mi a e h n c l P l h n o e c l M c a ia o i i g f r s M u i v l I t r o n c n ULS t e e n e c n e t i l I JA n -in, L U - n, NI nh a, L U B, S n I Yig qa I Yul g i U Xi -u n I o UN Mig ( s t eo i o l t n s H biU i rt o eh o g,耐 i 30 3,C i ) I tu M c e c o i, ee n e i T cn l y n it f r er c v s yf o n 0 10 h a n Ab t a t T e mp r n e o MP i t e e n e c n e t wa e c b d a d h r c s a d sr c: h i o t c f C a n mu i v l i t r o n c s d s r e, n t e p o e s n l i ef c o MP wa a ay e . T e d a tg o M P n f t fC e s n l z d h a v n a e f C i mu i v l n e c n e t wa s mma z d t e e i t r o n c s u l i r e. T eC h MP me h n s o t r l i t e e n e c n e t t

e mae a n l d S O,wi n - c a im f mae a n mu i v l i t r o n c, h t r l i cu e i 2 i l i i r g ma t ra o p r a d t n se r e c b d e il c p e n u g tn we e d s r e .Ki d f p l h n l ry u e s c mp r d, a d t e i n s o o i i g s r s d wa o ae s u n h c mp st n o h s l ry w s d s r e .Ai n t t e d s d a t g f ta i o o o i o f t o e su r a e c b d i i mi g a h ia v n a e o r d t n CMP, t e sr p i h ta C MP a d f e b a i e F CMP wa e c b d n x d a r sv A. i s d sr e . i Ke r s y wo d:CMP; mu i v l i tr o n c; s r; S O; c p e; t n se t e e n e c n e t l r l u y i 2 o p r u g tn

1引言 在超大规模集成电路中，要在同一平面上避免连线交叉是十分困难的，为了能在有限的晶片表面上有足够的金属互联线，出现了多层立体布线[] 。与此同时，光刻工艺中对解析度和焦点深度 (即景深)的限制越来越高，因此对硅片的表面

要。因为要在凹凸不平的表面上同时在凹处及凸处进行聚焦是十分困难的，再加上后期制造时每层电路问的连接也需要相当程度的平整度，否则电路将无法顺利接通[] 4。所以在 I - 5 C制造追求结构微细化、薄膜化和布线立体化的趋势下，材料表面的高平坦化是制约集成电路发展的关键技术之一。传统的平坦化工艺已不能满足平坦化的要求，而 C P M在大规模集成电路的制造全局平坦化中起着越来越重要的作用]。图 1示出了 C P M技术的重要性。

平整度有较高的要求，特别当产品需要三层或四层以上的金属层时，对平坦化技术的需求更显得重 收稿日期：2 0— 3 2 06 0— 1

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微纳电技 20年期子术 06第8

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