Теория процессов. Процесс химико-механической планаризации. Средства технологического оснащения, страница 18

Марка суспензии	pH	Реагент	Размер        частиц	Применение
30N50	10	NH4OH	50 nm	МСД, щелевая изоляция
30N50PHN	11	NH4OH	50 nm	МСД, щелевая изоляция
30N50PH7	7	H2O	50 nm	Буфф., поликремний
1501-50	11	KOH	50 nm	МСД, щелевая изоляция
1508-50	11	NH4OH	50 nm	МСД, щелевая изоляция
30H50	2	кислота	50 nm	Буфф., Поликремний
30N25	10	NH4OH	25 nm	МСД, щелевая изоляция
30N25PHN	11	NH4OH	25 nm	МСД, щелевая изоляция
1508-25	11	NH4OH	25 nm	МСД, щелевая изоляция
30H25	2	кислота	25 nm	Буфф.
30N12	10	NH4OH	12 nm	Буфф.
1508-12	11	NH4OH	12 nm	Буфф.
30H12	2	кислота	12 nm	Буфф.

Среди многообразия предлагаемых этими компаниями суспензий главное место занимают суспензии для ХМП окисла кремния и суспензии для ХМП вольфрама.

Для полирования окисла на оборудовании, производимом компанией  SpeedFam-IPEC,  рекомендованы следующие суспензии (таблица 3.2.4):

Таблица 3.2.4

Свойства суспензий	Cabot SS12	Rodel ILD 1300	Klebosol 30N50
pH	10,9-11,2	10,7	10-11
Размер абразивных частиц, нм	100	140	50
Весовой % абразивных частиц	12	13	30
Реагент	KOH	NH4OH	NH4OH
Абразив	SiO2	SiO2	SiO2

Для полирования вольфрама фирмой Cabot разработана суспензия нового поколения W2000 [3]. Суспензия обладает уникальным набором свойств:

-  высокая  степень очистки,

-  отсутствие металлов,

-  исключительная очищаемость,

-  исключительная  коллоидная и химическая стабильность (более 3-х недель готовая к использованию суспензия не изменяла свой состав и однородность без перемешивания),

-  высокая скорость полирования W (»400нм/мин),

-  селективность W:TEOS ³ 100:1,

-  низкая дефектность полированной поверхности: возможность 1-стадийного процесса,

-  возможность полирования Ti со скоростью » 200 нм/мин,

-  возможность полирования TiN со скоростью» ³300 нм/мин.

Данные получены при испытаниях на установке IPEC 472; давление пластина-подушка составляло 5 psi, скорость вращения пластины – 40 об/мин, скорость вращения подушки – 60 об/мин, использовалась полирующая подушка типа IC1000/Suba4.

Применение суспензии W2000 на установке AvantGaard-676 дало следующие результаты:

-  Скорость полирования W             » 400 нм/мин

-  Неравномерность (искл. 3 мм край)  » 4%

-  Скорость полирования Ti           » 200 нм/мин

-  Скорость полирования TiN           » 400 нм/мин

-  Шероховатость поверхности

-  PETEOS после полирования           < 0,3 нм

-  Уменьшение высоты

-  W пробок (plugs)                        < 20 нм

-  Количество частиц

-  на поверхности пластины

-  после очистки, разм.> 0,2 мкм      < 50.

Испытания проводились при давлении пластины на подушку 5 psi, дифференциальном давлении –0,1 psi, расходе суспензии 75 мл/мин.            

Для подготовки суспензии к использованию на операциях полирования, выпускается специальное технологическое оборудование [4]. Отметим, что производимые установки предназначены для подготовки больших количеств суспензии (5 литров в минуту и более). Поэтому целесообразно применение таких систем для обслуживания нескольких установок ХМП.

Литература

1) J.P. Bare, T.A. Lemke. Monitoring Slurry Stability to Reduce Process Variability. Micro, Sep. 1997, p.53.

2) R. Rhoades. Oxide CMP Using Klebosol Slurries. Chemical Mechanical Planarization Sumposium. Japan, 1997, p. 195.

3) C.Yu. Tungsten Polishing on an Orbital Platform Using SSW 2000 Slurry. Chemical Mechanical Planarization Sumposium. Japan, 1997, p. 30-66.

4) Bulk Slurry Distribution. . Chemical Mechanical Planarization Sumposium. Japan, 1997, p. 223-256.