聚醚胺表面活性剂在铜阻挡层抛光中的应用

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.210562

摘要/Abstract

摘要：

表面活性剂在铜阻挡层抛光液中可用于改善表面缺陷及降低边缘过度侵蚀。本文研究了聚醚胺表面活性剂用于铜阻挡层抛光液中，对阻挡层材料Cu/Ta/TiN/SiO₂/低k（low-k）材料去除速率、表面缺陷、润湿性能、分散性能和图形化晶圆表面缺陷的影响。结果表明，随聚醚胺质量分数从0%提高到0.05%low-k材料去除速率降低68%~85%，表面缺陷明显改善，low-k材料表面残留颗粒数量降低约80%，图形化晶圆边缘过度侵蚀（EOE）缺陷减少约70%，能够很好地保护low-k材料表面。

关键词: 聚醚胺, 化学机械抛光, 铜阻挡层

Abstract:

The low-k dielectric materials with their low mechanical strength and high porosity for advanced IC processes pose great challenges in barrier CMP slurries， requiring favorable advantages in high removal rate， adjustability， lower surface defects and improved edge over erosion （EOE）. In this paper， the effects of polyether amines on the removal rate and defects toward low-k materials are studied. The results show that the removal rate of low-k material decreases by 68%~85%， the number of residual particles on the surface of low-k material decreases by 80%， and EOE decreases by 2/3， which meets the requirements of advanced technology for barrier CMP slurries.

Key words: Polyether amine, Chemical mechanical polishing, Copper barrier materials

中图分类号:

O649.2

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图/表 6

图1 聚醚胺对晶圆去除速率影响

Fig.1 Effects of polyether amines on the removal rate of wafers

图2 聚醚胺与BDⅠ和BDⅡ材料的接触角

Fig.2 Contact angles of BDⅠ and BDⅡ to polyether amines

图3 聚醚二胺质量分数对SiO2/BDⅠ/BDⅡ去除速率影响

Fig.3 Effect of mass fraction of polyether diamine on the removal rate of SiO2/BDⅠ/BDⅡ

图4 聚醚二胺质量分数对BDⅠ/BDⅡ材料表面缺陷影响

Fig.4 Effect of mass fraction of polyether diamine on surface defect of BDⅠ/BDⅡ

表1 聚醚二胺质量分数对抛光液粒径及PDI影响

Table 1 Effect of mass fraction of polyether diamine on barrier slurry particle size and PDI

聚醚二胺质量分数 Mass fraction of polyether diamine/%	平均粒径 Mean size/nm	多分散系数 PDI
0.00	79.6	0.103
0.03	78.6	0.056
0.05	78.2	0.021
0.10	79.1	0.023

图5 聚醚二胺对图形化晶圆边缘过度侵蚀缺陷影响

Fig.5 Effect of polyether diamine on the EOE defect of patterned wafers

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