聚苯乙烯-二氧化硅复合颗粒对铜层的化学机械抛光性能.pdfVIP

2012年 5月 润滑与密封 Mav2012 第37卷 第5期 LUBRICATIONENGINEERING V01．37No．5 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．05．004 聚苯乙烯 一二氧化硅复合颗粒对铜层的化学机械抛光性能 龚剑锋 潘国顺 周 艳 刘 岩 (1．清华大学摩擦学国家重点实验室 北京 100084；2．深圳清华大学研究院 广东深圳 518057) 摘要：随着集成 电路线宽变窄，要求铜互连表面具有更低的表面粗糙度，对化学机械抛光 (CMP)技术提出更高 的要求。采用聚苯乙烯 (PS) 一二氧化硅 (SiO)复合颗粒作为铜层CMP的抛光磨粒，研究出PS—SiO 核壳结构的形 成条件，分析新型抛光液体系中各颗粒含量、pH值等因素对 cu抛光效果的影响，通过 x射线光电子能谱 (XPS)、扫 描电镜 (SEM)等手段探讨其中的抛光机制和颗粒残留等问题。结果表明：较之PS、SiO颗粒抛光液，复合颗粒抛光 液抛光cu后，获得更大的去除和更好的表面质量，且与抛光过程中摩擦因数的关系相符合。 关键词：化学机械抛光；聚苯乙烯颗粒；二氧化硅颗粒；铜 中图分类号：TH117．1 文献标识码 ：A 文章编号：0254—0150 (2012)5—0l8—5 Polystyrene—SilicaCompositeParticlesandTheirCopper ChemicalM echanicalPolishingPerformances GongJianfeng PanGuoshun’ ZhouYan’ LiuYan (1．TheStateKeyLaboratoryofTribology，TsinghanUniversity，Beijing100084，China； 2．ResearchInstituteofTsinghanUniversityinShenzhen，ShenzhenGuangdong518057，China) Abstract：WiththelinewidthofIntegratedCurcuits(IC)narrowerandnarrower，thesurfaceofCuinterconnectionwould bemadelowerroughnessandChemicalMechanicalPolishing(CMP)technologywouldbemorebrilliant．Polystyrene(PS)一 Silica(SiO2)compositeparticlesastheabrasiveinCMPofcopper，thepreparationconditionoftheparticleswasdiscussed． theinfluencesoftwoparticlesconcentrationincompositeparticlesandpH valueinnew slurrywereanalyzed．X—rayphoto— electronSpectrometer(XPS)andScanningElectronMicroscope(SEM)wereusedtostudypolishingmechanismandparti— clesresidua1．Theresultsshow thattheslurrywithPS—SiO2compositeparticlescomparingwithPSandSiO2particles，ac— quireshighermaterialremovalrateandbettersurfacequalityinCMPofcopper，whichisinaccordancewiththerelationof frictioncoefficientinpolishingprocess． Keywords：chemicalmechanicalpolishing(CMP)；Polystyreneparticle；Silicaparticle；copper 化