基于新型抛光液研究工艺参数对片内非均匀性的影响

栾晓东, 徐 克, 张 震, 张若雨

(江苏海洋大学 电子工程学院,江苏 连云港 222000)

摘要: 基于正交实验研究了抛光压力、相对转速、抛光液体积流量和活性剂体积分数四个因素对抛光速率一致性的影响,采用方差分析确定各因素对抛光速率一致性的显著影响。研究结果表明:各因素对抛光速率一致性均有显著的影响。通过单因素实验研究了各因素对铜抛光速率一致性的影响规律,并阐述了相关的影响机制。实验结果表明:抛光压力和活性剂体积分数主要控制晶圆中心处的抛光速率;相对转速和抛光液体积流量主要控制晶圆边缘处的抛光速率;低抛光压力、高相对转速、高抛光液体积流量以及高活性剂体积分数可获得低片内非均匀性(WIWNU),即高去除速率一致性。最终确定的工艺参数为:抛头中心区域压力1.0 psi (1 psi=6.895 kPa);靠近中心区域抛光压力1.3 psi;边缘区域抛光压力1.5 psi;抛头转速97 r/min;抛盘转速103 r/min;抛光液体积流量400 mL/min;活性剂体积分数5.0%。获得的WIWNU 为3.86%,满足工业化要求。

关键词: 化学机械抛光(CMP);精抛光;抛光速率;片内非均匀性(WIWNU);正交实验

0 引言 1 实验

2 结果与讨论

3 结 论

本文通过方差分析确定抛光压力、相对转速、抛光液体积流量和活性剂体积分数对抛光速率一致性的显著影响。结果表明各因素对抛光速率一致性均有显著的影响。单因素实验结果表明:抛光压力和活性剂体积分数主要控制晶圆中心处的抛光速率;相对转速和抛光液体积流量主要控制晶圆边缘处的抛光速率,低抛光压力、高相对转速、高抛光液体积流量以及高活性剂体积分数可获得低WIWNU,即高去除速率一致性。本文最终确定的工艺参数为:抛头中心区域抛光压力1.0 psi;靠近中心区域抛光压力1.3 psi;边缘区域抛光压力1.5 psi;抛头转速97 r/min;抛盘转速103 r/min;抛光液体积流量400 mL/min;活性剂体积分数5.0%。获得的WIWNU 为3.86%,满足工业化要求。