[發明專利]一種用于金屬化學機械拋光的拋光漿料及其用途

有效

• 申請號: 200810038309.4
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101591509A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 徐春
• 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;C09G1/00;C12N9/08;C23F3/00
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及一種拋光漿料，具體的涉及一種用于金屬化學機械拋光的拋 光漿料及其用途。

背景技術

集成電路(IC)制造工藝中平坦化技術已成為與光刻和刻蝕同等重要且 相互依賴的不可缺少的關鍵技術之一。而化學機械拋光(CMP)工藝便是目 前最有效、最成熟的平坦化技術。化學機械拋光系統是集清洗、干燥、在線 檢測、終點檢測等技術于一體的化學機械平坦化技術，是集成電路IC向微細 化、多層化、平坦化、薄型化發展的產物，是集成電路提高生產效率、降低 成本、晶圓全局平坦化的必備技術。CMP在IC制造領域應用廣泛，拋光對 象包括襯底、介質及互連材料等。其中金屬CMP是90納米以下芯片制造中 器件和互連制造的關鍵工藝之一，是亞90納米時代的研究熱點。金屬銅， 鋁，鎢正在越來越多地應用于集成電路器件上的互連，必須通過化學機械拋 光實現多層互連，因而開發出新一代的金屬化學機械拋光液一直讓業界關 注。

US5958288公開了一種含氧化劑和多氧化態催化劑的組合物用于金屬 鎢拋光。US?5980775和6068787公開了一種同時含有氧化劑和多氧化態催化 劑以及穩定劑的組合物能夠實現金屬鎢拋光。CN200580019842.0公開了一 種含有氧化劑、多氧化態催化劑、穩定劑和腐蝕抑制劑的組合物。以上這些 專利均用到鐵的化合物(硝酸鐵)做為催化劑。它們的拋光對象的襯底表面 污染物較高，介電質侵蝕也較高，產品良率低。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題就是針對現有的用于金屬化學機械拋光 的拋光液存在的不足，提供一種用于金屬化學機械拋光的拋光漿料及其用 途，該拋光漿料拋光對象的襯底表面污染物較低，介電質侵蝕較低，產品良 率較高。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種用于金屬化學機械 拋光的拋光漿料，含有氧化劑、研磨顆粒和載體，其中還含有酶。

本發明所述的酶是指強化氧化劑氧化作用的酶。較佳的可為過氧化物 酶，更佳的選自辣根過氧化物酶、谷胱甘肽過氧化物酶和過氧化物歧化酶。 酶的濃度較佳的可為重量百分比0.01～1％。

本發明所述的氧化劑可為現有技術中的各種氧化劑，較佳的可選自過氧 化氫、過氧化氫、過氧化氫脲、過氧乙酸、過氧化苯甲酰、過硫酸鉀、過硫 酸銨和過碘酸鉀；更佳的為過氧化氫。氧化劑的濃度較佳的為重量百分比 0.1～10％。

本發明所述的研磨顆粒可以是現有的本領域常規的研磨顆粒，較佳的選 自氧化硅、氧化鋁、氧化鈰和聚合物顆粒，更優選氧化硅。所述的聚合物較 佳的選自聚乙烯和聚四氟乙烯。研磨顆粒的粒徑較佳的為20～200nm，更佳 的為30～100nm。研磨顆粒的濃度較佳的為重量百分比0.1～10％。

本發明的一較佳實施例為，所述的拋光漿料組分如下：0.01～1％的酶， 0.1～10％的氧化劑，0.1～10％的研磨顆粒，余為載體；所述百分比均指占化 學機械拋光漿料的總重量百分比。

本發明的拋光漿料的pH值可為2.0～12.0，更佳的為2.0～5.0或9.0～ 12.0。可以采用pH調節劑調節pH值，pH調節劑較佳的可選自各種酸和/ 或堿，以將pH調節至所需值即可。較佳的，所述的酸可選自硫酸、硝酸和 磷酸，所述的堿可選自氨水、氫氧化鉀、乙醇胺和三乙醇胺。

本發明的拋光漿料還可以包含任一種或幾種其它的本領域的常規添加 劑，如表面活性劑、穩定劑、腐蝕抑制劑和殺菌劑等，以進一步提高表面的 拋光性能。

本發明所述的“載體”為本領域的常規載體，較佳的如水或醇等。

本發明的拋光漿料的制備方法，可以為本領域常規的將各組分混合的方 法。較佳的包括下列步驟：將各物料研磨顆粒、酶、氧化劑加入反應器中并 攪拌均勻，加入載體稀釋，最后用pH調節劑調節pH值，繼續攪拌至形成 均勻流體，然后靜置30分鐘以上即得。

本發明的用于金屬化學機械拋光的拋光漿料適用的拋光對象可為常見 的半導體制程使用的金屬，包括鎢、銅、鋁、鉭或氮化鉭；最適合的拋光對 象是包括鎢或銅。因此，本發明還提供所述的拋光漿料在化學機械拋光半導 體制程中使用的包括鎢、銅、鋁、鉭或氮化鉭的金屬中的用途。

本發明除特別說明之外，所用各原料或試劑均市售可得。