超高去除速率銅CMP研磨劑的開(kāi)發(fā)

由于在Cu 3D TSV中需要去除厚得多的銅層，就要有較高又可調(diào)的去除速率。引入Factor A控制ER9212的去除速率。拋光下壓力為4psi時(shí)得到的去除速率見(jiàn)圖4。ER9212的去除速率用Factor A調(diào)節(jié)。能實(shí)現(xiàn)的去除速率為2.5μm/min到7.7μm/min。

在不同拋光下壓力時(shí)收集去除速率和拋光墊溫度數(shù)據(jù)（圖5）。結(jié)果表明，去除速率隨拋光下壓力的增加而增加。較高的拋光下壓力產(chǎn)生較高的去除速率。下壓力3 psi以上時(shí)，ER9212的體Cu去除速率高于4μm/min。對(duì)于高下壓力Cu CMP來(lái)說(shuō)，拋光墊溫度也是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，因?yàn)檫^(guò)高的溫度(>75°C)將引起拋光墊的分層和CMP設(shè)備的故障問(wèn)題。CMP的機(jī)械摩擦和化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱是影響拋光墊溫度的主要因素。增加拋光下壓力時(shí)，拋光墊溫度就變高。降低轉(zhuǎn)速及增加研磨劑的流量有助于降低CMP過(guò)程中拋光墊的溫度。即使在下壓力為5psi時(shí)，ER9212的拋光墊溫度也為70℃左右。用有圖形的晶圓時(shí)，拋光墊溫度可望更低。

對(duì)于高速Cu CMP工藝，可以在拋光墊上看到濃度很高的副產(chǎn)品。這些Cu副產(chǎn)品將在高下壓力和高溫時(shí)沾污拋光墊，這會(huì)降低Cu去除速率并增加缺陷率。Cu去除速率下降也將影響CMP工藝控制，如終點(diǎn)和過(guò)拋光控制。ER9212拋光過(guò)程中沒(méi)有觀察到拋光墊沾污。下壓力為2psi時(shí)，約1.5μm的Cu被去除，同樣條件下只去除不到10?的Ta。Cu/Ta的選擇比大于1500:1，這表明ER9212是高選擇性Cu研磨劑。