對于第三步阻擋層拋光,去除速率、拋光選擇性的調(diào)整能力、表面形貌修正能力以及抗腐蝕和缺陷控制能力等,都是先進工藝中對理想阻擋層研磨液的基本要求。 Q22FA23V0017000阻擋層拋光研磨液分為酸性和堿性兩種,其中的研磨顆粒通常是⒏Or,氧化劑是H」02,也含有抗腐蝕抑制劑如BTA(∷唑甲基苯)以及其他添加物,洋呃表11.3。對不同材料拋光選擇性的優(yōu)化是阻擋層拋光的關(guān)鍵之一。在阻擋層拋光中,涉及的材料有銅、阻擋層('I′a/'ΓaN)和氧化硅介質(zhì)層。在先進△藝中還會涉及帽封層(TEOS,TiN)和低慮材料。在前兩步的銅拋光以后,晶圓表面會有一定的凹陷(dishing)和細線的腐蝕(er°sion),見圖11.11。如果阻擋層研磨液具有較高的介質(zhì)層對銅的選擇比(o妯dc:Cu)1),在阻擋層拋光之后,不同寬度銅線的凹陷和腐蝕將得到有效的修正。這對于實現(xiàn)平坦的研磨后晶片表面和均勻的不同尺度銅線電阻值分布尤為重要。對晶圓的形貌修正能力是評價阻擋層研磨液好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。但是如果介質(zhì)層對銅的選擇比太高,叉會造成較難控制研磨后介質(zhì)層的厚度,使銅線電阻值的晶圓對晶圓(wafer-to wafer)穩(wěn)定性降低。一般情況下,介質(zhì)層對銅的選擇比介于2~4(oxide:Cu=2~4)。然而,如果在銅拋光中使用的是能產(chǎn)生低凹陷的研磨液,則阻擋層拋光中宜選擇低選擇比的研磨液(oxlde:Cu~1),這也是近期研磨液發(fā)展的趨勢之一。實際上,如同其他所有的研磨過程一樣,銅及阻擋層研磨的優(yōu)化是一個化學(xué)及機研磨的平衡過程。當(dāng)研磨中的機械作用占優(yōu)勢時,金屬殘余的去除能力較強,長距平整化能力較強,銅腐蝕類缺陷較少,但是,對過度拋光的容忍度較差,丁藝窗口較小。反之,當(dāng)研磨中的化學(xué)作用占優(yōu)勢時,劃痕類缺陷較少,容忍過度拋光的I藝窗口較大,但是,金屬殘余的去除能力較差,銅腐蝕類缺陷較多,另外研磨液的壽命(pod hfe)較短。所以,關(guān)鍵是要找到化學(xué)及機械研磨作用的最佳平衡點。