[發明專利]用于拋光低介電材料的拋光液

無效

• 申請號: 200610030457.2
• 申請日: 2006-08-25
• 公開（公告）號: CN101130665A
• 公開（公告）日: 2008-02-27
• 發明（設計）人: 宋偉紅;陳國棟;荊建芬;姚穎;宋成兵
• 申請（專利權）人: 安集微電子（上海）有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 上海虹橋正瀚律師事務所
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及一種拋光液，尤其涉及一種用于拋光低介電材料的拋光液。

背景技術

在集成電路制造中，互連技術的標準在提高，一層上面又沉積一層，使得在襯底表面形成了不規則的形貌。現有技術中使用的一種平坦化方法就是化學機械拋光(CMP)，CMP工藝就是使用一種含磨料的混合物和拋光墊去拋光一集成電路表面。在典型的化學機械拋光方法中，將襯底直接與旋轉拋光墊接觸，用一載重物在襯底背面施加壓力。在拋光期間，墊片和操作臺旋轉，同時在襯底背面保持向下的力，將磨料和化學活性溶液(通常稱為拋光液或拋光漿料)涂于墊片上，該拋光液與正在拋光的薄膜發生化學反應開始進行拋光過程。

CMP拋光液主要包括磨料、化學試劑和溶劑等。磨料主要為各種無機或有機顆粒，如二氧化硅、氧化鋁、二氧化鋯、氧化鈰、氧化鐵、聚合物顆粒和/或它們的混合物等。CMP拋光液的溶劑主要為水或醇類。而化學試劑是用來控制拋光速率和拋光選擇比、改善拋光表面性能以及提高拋光液的穩定性，包括氧化劑、絡合劑、緩蝕劑和/或表面活性劑等。

傳統絕緣材料(TEOS)由于具有較高的介電常數(3.9?or?higher)會導致傳導層之間電容增大，從而影響集成電路的速度，使降低效率，隨著集成電路的復雜化和精細化，這種基底材料越發不能滿足更先進制程的(65nm或45nm)技術要求，在襯底中引入低介電材料是集成電路技術發展的必然趨勢，隨之產生了許多用于低介電材料(CDO)的拋光漿液，如USP?6,046,112公開了采用ZrO2為磨料，配合季銨堿，生產成本高，USP6,043,155公開了采用價格較高的CeO₂為磨料粒子，而且由于硬度更高，容易產生表面劃傷。USP6,270,395公開了采用碳，碳化物以及某些金屬氧化物為磨料顆粒，增大了引入表面污染物的可能性，總之，目前在用的低介電材料拋光液都沒有達到制造成本和技術表現的完美結合，普遍存在著表面光潔度，拋光選擇性以及表面形貌控制等方面的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決較低的壓力下，低介電材料的去除速率較低及拋光選擇比較難控制的問題，提供一種表面光潔度好的低介電材料的拋光液。

本發明的上述目的通過下列技術方案來實現：本發明的拋光液包括磨料和水，還包括一種或多種金屬螯合劑、唑類成膜劑和氧化劑。

本發明拋光液還包括表面活性劑。

在本發明中，所述的磨料為SiO₂溶膠顆粒、覆蓋鋁或摻雜鋁的SiO₂溶膠顆粒，Al₂O₃顆粒、高聚物顆粒或者它們的混合物。

所述的顆粒的粒徑較佳地是20～150nm；

更佳地是50～120nm。

本發明所述的金屬螯合劑為一種或多種有機膦酸或聚有機酸螯合物；所述的有機膦酸為：2-磷酸丁烷-1，2，4三羧酸、羥基亞乙基二磷酸、2-羥基膦酰基乙酸、氨基三亞甲基磷酸、二亞乙基三胺五亞甲基磷酸、乙二胺四亞甲基磷酸、多元醇磷酸酯或多氨基多醚基四亞甲基磷酸；所述的聚有機酸螯合物為聚環氧琥珀酸、聚天冬氨酸、水解聚馬來酸酐、聚馬來酸酐-聚丙烯酸共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物或丙烯酸-丙烯酸酯-磷酸-磺酸鹽共聚物。

所述的金屬螯合劑重量百分比濃度較佳地為0.01～2％；

更佳地為0.1～1％。

本發明所述的唑類成膜劑為苯并三氮唑及其衍生物、1-苯基-5-巰基-四氮唑、2-巰基-苯并噻唑或2-巰基苯并咪唑。

所述的唑類成膜劑重量百分比濃度較佳地為0.01～1％；

更佳地為0.1～0.5％。

本發明所述的氧化劑為H₂O₂、過硫酸及其鹽或有機過氧化物。

所述的氧化劑重量百分比濃度較佳地為0～10％；

更佳地為0.1～3％。

本發明所述的表面活性劑為陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、兩性表面活性劑或非離子表面活性劑；所述的表面活性劑為：聚丙烯酸及其鹽(PAA)、聚丙烯酰銨、聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯亞胺(PEA)、季銨鹽表面活性劑、甜菜堿、氨基酸型表面活性劑、脂肪醇聚氧乙烯醚、殼聚糖或葡聚糖。