随着集成电路特征尺寸不断减小,对于铜互连CMP后,晶圆表面质量要求越高。尤其是阻挡层CMP中会引入杂质在表面造成划伤缺陷。CMP后清洗过程中,划伤缺陷无法清除,会直接影响良率和器件的可靠性。划伤的主要来源是抛光液中大颗粒和磨料颗粒聚集。本文主要针对钽阻挡层CMP铜表面划伤的产生机理与控制进行研究,通过分析划伤的产生机理,然后基于产生机理改进抛光液配置比例,提高阻挡层抛光后的晶圆表面质量。为了减少或消除在阻挡层抛光过程中产生划伤缺陷。主要开展了以下研究:首先,研究了由应力导致的颗粒聚集和由抛光垫和抛光液对划伤产生的预测模型,并研究了磨料浓度与粒径对于划伤的影响。研究表明随着磨料浓度的升高,抛光液的粒径分布逐渐变差,大颗粒数逐渐增多,且划伤产生的概率增加,抛光液的稳定性变差;相同磨料浓度下,磨料粒径越大,抛光液中粒子的分散性越好,抛光速率越快,但当粒径较大时易于在铜表面产生划伤。其次,在空间位阻效应,活性剂吸附理论指导下研究了不同非离子和阴离子表面活性剂活性剂对粒子分散性的影响,并对比分析了其对润湿性的影响。结果表明当EO数为9,体积分数为0.3vol%时,有效改善抛光液分散性和润湿性;当LABSA体积分数为0.1vol%,抛光液的分散性和润湿性较好。研究了AEO-9与LABSA不同配比复合的表面活性剂对抛光液性能的影响,研究表明:在0.1vol%AEO-9和0.1vol%LABSA的协同作用下,抛光液的分散性和润湿性得到了显著改善,可以有效地避免划伤缺陷产生。最后,对抛光液中的螯合剂和氧化剂进行了优化。当磨料浓度为13 wt%,FA/O II螯合剂0.15 vol%,H2O2为0.3 ml/L时,且AEO-9=0.1 vol%、LABSA=0.1 vol%时,晶圆表面缺陷总数可达19颗。且Cu/Ta/Si O2介质的速率分别为359?/min、415?/min、780?/min,抛光后碟形坑和蚀坑分别为426?和163?,有利于平坦化。