[發明專利]胺類化合物的應用以及一種化學機械拋光液

無效

• 申請號: 200810042567.X
• 申請日: 2008-09-05
• 公開（公告）號: CN101665661A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 陳國棟;姚穎;宋偉紅
• 申請（專利權）人: 安集微電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及一種化合物的應用，尤其涉及一種胺類化合物的應用。本發明還涉及一種化學機械拋光液。

背景技術

在集成電路的制造過程中，硅晶圓基片上往往構建了成千上萬的結構單元，這些結構單元通過多層金屬互連進一步形成功能性電路和元器件。在多層金屬互連結構中，金屬導線之間填充二氧化硅或摻雜其他元素的二氧化硅作為層間介電質(ILD)。隨著集成電路金屬互連技術的發展和布線層數的增加，化學機械拋光(CMP)已經廣泛應用于芯片制造過程中的表面平坦化。這些平坦化的芯片表面有助于多層集成電路的生產，且防止將電介層涂覆在不平表面上引起的畸變。

CMP工藝就是使用一種含磨料的混合物和拋光墊拋光集成電路表面。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。

在銅互連工藝的拋光過程中，銅拋光液往往引入一些化學物質，這些化學物質中含有氮或氧原子，對金屬離子有較強的絡合或螯合作用，能夠顯著提升對金屬銅的拋光速率。這類化學物質中大多含有羧基或胺基，最為常見的為甘氨酸、二乙胺四乙酸、檸檬酸、三乙醇胺等。

氨三乙酸和亞氨基乙酸為一種含有氨基的多元酸，目前主要用于金屬拋光、磁盤拋光和表面清洗。如US?20070186484、US?20070224101、US20080057716揭示了氨三乙酸作為銅拋光液的絡合劑。而USPatent?6527819和USPatent?7029373則對亞氨基二乙酸在金屬拋光液的應用進行了說明。但氨三乙酸或亞氨基乙酸這類化合物在氧化物拋光液中的應用，很少有專利提及。

氧化物介電質包括薄膜熱氧化二氧化硅(thin?thermal?oxide)、高密度等離子二氧化硅(high?density?plasma?oxide)、硼磷化硅玻璃(borophosphosilicateglass)、四乙氧基二氧化硅(PETEOS)和摻碳二氧化硅(carbon?doped?oxide)等。

用于氧化物介電質拋光漿料的拋光磨料主要為氣相二氧化硅、二氧化鈰和溶膠型二氧化硅，但前兩種磨料在拋光過程中容易劃傷表面。與前兩種磨料相比，溶膠型二氧化硅在拋光過程中產生的表面缺陷較少，但對氧化物介電質的去除速率較低，其拋光液中磨料的用量往往較高，磨料用量甚至高達30％以上。而且拋光液的pH值也較高，絕大部分拋光液的pH在10.5以上。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中用于拋光氧化物介電質的化學機械拋光液中拋光液磨料含量高、拋光表面缺陷高的缺陷，提供了一種胺類化合物在制備用于拋光氧化物介電質的拋光液中的應用，其能提高二氧化硅去除速率。本發明還提供了一種含有上述化合物的化學機械拋光液。

本發明提供了如式1所示的胺類化合物的新應用，其能用于制備用于拋光氧化物介電質的拋光液，達到提高氧化物介電質去除速率的效果。其中R₁、R₂和R₃分別為氫、(CH₂)_nCOOR₄或(CH₂)_nCONH₂，但不同時為氫；n為0或1；R₄為氫、堿金屬離子、銨離子或碳原子數1～4的烷基。

式1

當R₁、R₂和R₃中只有任一基團為氫時，較佳地其他兩個基團相同；當R₁、R₂和R₃皆不為氫時，較佳地R₁＝R₂＝R₃。R₄中所述的堿金屬離子較佳的為鉀離子或鈉離子。所述的胺類化合物較佳地選自氨三乙酸、氨三乙酸鹽、氨三乙酸甲酯、氨三乙酸乙酯、氨三乙酸丙酯、氨三乙酸丁酯、亞氨基二乙酸、亞氨基二乙酸鹽、亞氨基二乙酸甲酯、亞氨基二乙酸乙酯、亞氨基二乙酸丙酯、亞氨基二乙酸丁酯、氨基甲酰胺或亞氨基酸銨類；最佳的為氨三乙酸、亞氨基二乙酸或氨基甲酰胺。