聚乙烯醇刷非接触洗涤对CMP后清洗的影响

全接触洗涤被认为是去除晶圆表面污染的最佳有效清洁方法之一。为了使刷与晶片之间的小间隙最大限度地增加水动力阻力，在晶片上安装了压电传感器（圆片型）。为了研究磨料颗粒在Cu和PETEOS（等离子体增强四氯硅酸盐）上的附着力，测定了胶体二氧化硅磨料、Cu和PETEOS之间的相对zeta电位。本文研究了聚乙烯醇刷非接触洗涤对cmp后清洗的影响。

如图2所示，通过刷子旋转使用流体动力阻力，横截面积为的浸没颗粒上的拖曳力表示为等式，牛顿流体中的球形颗粒上的拖曳力可以用等式表示，阻力随着刷子转速的增加而线性增加，如下式所示，在等式2中，是清洗溶液的密度，是颗粒的直径，是流速，其取决于刷子和晶片之间的间隙，是阻力系数,对于暴露在基于颗粒直径的雷诺数为0.04~40的速度下的10nm~10μm磨粒，可由等式(3)表示。

为了研究由Cu和PETEOS组成的互连结构上的胶态二氧化硅磨料粘附，将Cu晶片和PETEOS浸入浆料中，用DIW冲洗并通过N2吹风干燥，不同的zeta电位极性导致不同的粘附力，在第二步抛光和刻划之后的Cu / PETEOS互连结构的FESEM图像中，大量的硅胶磨料仍然选择性地留在铜表面，而不是铜表面，因此应该把重点放在铜互连结构清洗过程中的磨料去除。

胶体二氧化硅可能通过CMP过程中产生的机械力嵌入铜表面，去除力不超过粘附力，包括变形粘附力，较高的转速和较长的加工时间可以获得完全洁净的表面。

对于由铜和斑点清洗组成的互连结构，铜清洗是关键问题，因为铜和胶体硅之间的相对zeta电位符号不同，当检测到接触信号时，可以制造小的间隙和高的流体阻力，在240 rpm时，流体阻力高于无变形粘附力时的粘附力，但低于有变形粘附力时的粘附力，更高的速度和更长的处理时间(280 rpm，120秒)可以去除磨粒，水力拖曳力可以有效地去除铜表面的磨粒，而不会损伤铜表面。

　　审核编辑：汤梓红