Теория процессов. Процесс химико-механической планаризации. Средства технологического оснащения, страница 13

В отличие от вольфрама, который почти всегда используется в чистом виде, чистый алюминий применяется редко. Алюминий сплавляют с кремнием для предотвращения проколов или с медью, для предотвращения электромиграции, либо вместе, с кремнием и медью. Эти элементы могут образовывать гальванические пары с алюминием в процессе ХМП, вследствие чего может иметь место ускоренное растворение более активных компонентов сплава. Кремний, который активнее алюминия, будет растворяться быстрее, что приведет к образованию углублений на полированной поверхности. А замедленное растворение меди может стать причиной возникновения микровыступов и частиц на поверхности сплава после полирования.

Процесс ХМП алюминия описан в работе [32]. Авторы использовали суспензию, имеющую рН, равную » 3,8, и содержащую 3,5 весовых % абразива и 2-6 весовых % Н2О2 в качестве окислителя. Была выбрана полирующая подушка XARS1627 фирмы Rodel. Получена селективность к подслою Ti/TiN, равная 1. Исследовалась также селективность скорости удаления алюминия к скорости удаления МСД PETEOS. Замечено, что селективность уменьшается с увеличением давления и скорости перемещения пластины относительно подушки, и высокая селективность была достигнута при условии (давление х скорость)< 300 psi×об/мин. Получено высокое качество полированной поверхности. В экспериментах подвергался полированию алюминий, содержащий 0,5 весовых % меди. Достигалась скорость 200 нм/мин.

В настоящее время поиски оптимального процесса ХМП алюминия и его сплавов все еще продолжаются.

1.1.9 Литература

1) J.M. Steigerwald, S.P. Murarka, R.J. Gutmann Chemical Mechanical Planarization of Microelectronic Materials. 1997

2) J.M. Steigerwald, R.Zirpoli, S.P. Murarka, D.Price, R.J. Gutmann. J. Electrochem. Soc.., 141, 2842 (1994)

3) F.Preston. J. Soc. Glass Tech. 11, 214 (1927)

4) L.M. Cook. J. Non-cryst. Solids. 120, 152(1990)

5) C.-W. Liu, B.-T. Dai, C.-F. Yeh. . J. Electrochem. Soc., 142, 3098 (1995)

6) M. Tomozawa. Oxide CMP mechanisms. Solid State Technology, July 1997, p. 169-175

7) W.O.Mara. Planarization by Chemical-Mechanical Polishing for Multilevel Metal Integrated Circuits. O.Mara & Associates, CA, USA,1994, p.50-52

8) V.Sachan, N. Chechik, P. Lao, D. James, L. Cook. An Optimized Aluminium CMP Process. 3rd International CMP-MIC Conference, Santa Clara, CA, Feb. 1998

9) M.L.Peterson, R.J.Small, G.A.Shaw, Z.J.Chen, T. Truong. Investigating CMP and post-CMP cleaning issues for dual-damascene copper technology. Micro, Jan.1999, p. 27-34

10)   H. Landis, P.Burke, W.Cote et al. Thin Solid films, 220, 1, 1992

11)   R. Jairash, J. Farkas, C.K. Huang et al. Solid State Technology, 37, 71 (1994)

12)   J.M. Steigerwald, S.P. Murarka, R.J. Gutmann Chemical Mechanical Planarization of Microelectronic Materials. 1997, p.280-285

13)   F.Preston, J. Soc. Glass Tech. 11, 214 (1927)

14)   F.B. Kaufman, D.B. Thompson, R.E. Broadie et al. J. Electrochem. Soc., 138, 3460, (1991)

15)   N.J.Brown, P.C. Baker, R.T. Maney. Proc. SPIE 306, 42, (1981)

16)   S.P. Murarka. Metallization Theory and Practice for VLSI and ULSI, Butterworth- Heinemann, Boston, 1993, p.100

17)   S.R. Runnels, L.M. Eyman. J. Electrochem. Soc., 141, 1698, (1994)

18)  J.M. Steigerwald, S.P. Murarka, R.J. Gutmann Chemical Mechanical Planarization of Microelectronic Materials. 1997, p.67

19)   R. Jairash, M.Desai, M.Stell et al. Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 337, 121 (1994)

20)   H. Landis, P. Burke, W. Cote et al. Thin Solid Films, 220, 1 (1992)

21)   W.M. Patrick, W.L. Guthrie, C.L. Standley, P.M. Schiable. J. Electrochem. Soc., 138, 1778, (1991)

22)   J.M. Steigerwald, S.P. Murarka, R.J. Gutmann Chemical Mechanical Planarization of Microelectronic Materials. 1997, p.150

23)   P. Renteln, J. Coniff. Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 337, 105 (1994)