铜互连线低磨料化学机械平坦化机制

摘要

主要研究了低磨料浓度下铜互连线的平坦化机制,建立了凸处和凹处的铜膜去除模型,并在MIT 854铜布线片上进行了验证实验,进一步证明了机制模型的正确性。在工作压力存在的条件下,凸处铜膜的去除以化学机械作用为主,凹处铜膜去除以化学作用为主,由此得出,在忽略机械作用对化学反应增益作用的前提下,低磨料浓度有利于得到较高的高低处速率差,进而实现晶圆的表面平坦化。在MIT 854铜布线片上进行了实验验证,实验证明,当磨料浓度为0.5%时,铜膜的去除速率已达到最大值,此时,线宽/线间距(L/S)为100μm/100μm,50μm/50μm和10μm/10μm的铜线条剩余高低差分别由初始的470,460和450 nm变为平坦化后的30.0,15.0和3.1 nm,另外还得出宽线条比窄线条对抛光液的利用率要高,为了实现进一步的平坦化,提高窄线条区域对抛光液的利用率成为重中之重。