在CMP过程中新型抑制剂对Cu/Ru电偶腐蚀的影响

• 作者: 周建伟 张佳洁 张雪 王子艳 王超 王辰伟
• 来源期刊: 半导体技术
• 学科: 工学
• 关键词: 抑制剂 电偶腐蚀 化学机械平坦化(CMP) 电化学 钌(Ru)
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 半导体制造技术
• 页码范围: 66-71,83
• 页数: 7页
• 分类号: TN305.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13290/j.cnki.bdtjs.2020.01.009

摘要

研究了一种新型抑制剂(2,2'-[[(甲基-1H-苯并三唑-1-基)甲基]亚氨基]双乙醇,TT-LYK)在高碘酸钾(KIO4)体系下对Cu/Ru电偶腐蚀的影响.通过电化学实验研究了抑制剂对Cu/Ru电偶腐蚀的抑制情况,使用X射线光电子能谱(XPS)分析了抑制剂在Ru表面的作用机理,使用原子力显微镜(AFM)观测抛光后晶圆的表面形貌.电化学测试结果显示,随着抛光溶液中抑制剂质量分数的升高,Cu和Ru之间的腐蚀电位差逐渐从730 mV降低到37 mV.新型抑制剂TT-LYK在Cu互连Ru阻挡层化学机械平坦化(CMP)中能够抑制Cu/Ru的电偶腐蚀.抑制剂TT-LYK与Ru发生反应,在Ru表面生成一层钝化膜,抑制了Cu和Ru之间的电偶腐蚀.抛光液中添加抑制剂TT-LYK后,抛光后Cu的表面粗糙度由5.94 nm降低到0.39 nm,Ru的表面粗糙度由5.12 nm降低到0.24 nm.