[發(fā)明專利]介電層拋光液

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910001030.3
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101781522A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 閔學勇;邢振林
• 申請（專利權）人: 昆山市百益電子科技材料有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/3105
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種半導體產業(yè)的介電層拋光液。

背景技術

現(xiàn)今半導體產業(yè)已進入ULSI(超大規(guī)模集成電路)時代，聚焦深度的問題愈來愈顯現(xiàn)，因此平坦化的技術愈加重要。而在眾多平坦化技術中，唯有CMP(化學機械拋光)可以同時滿足低溫且全域性的平坦化。

對于傳統(tǒng)的介電層CMP拋光液，其組成主要是以分散在氫氧化鈉、氫氧化鉀及氨水溶液中的二氧化硅拋光粉。其中，二氧化硅用以提供機械研磨時的磨料，而堿性氫氧化鉀及氨水則提供OH離子，用以腐蝕介電層的表面，而平坦化的程度通常會隨著拋光粉的固含量和堿性氫氧化鉀及氨水添加量的增加而增加。然而，鈉、鉀離子具有很大的擴散系數(shù)，少量殘留會對電性有巨大威脅。另外，由于氨水是一弱堿，為了達到要求的PH值，須添加很多才能滿足。但是高濃度的氨水對眼睛的刺激性和特有的臭味限制了它的使用。

因此有必要提出一種不含金屬離子而且不具有臭味的弱堿性介電層拋光液，以解決上述問題。使用后不但不會污染介電層，并沒有令人討厭的臭味。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種不含金屬離子而且不具有臭味的弱堿性介電層拋光液，使用后不但不會污染介電層，并沒有令人討厭的臭味。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一種介電層拋光液，其組成部分為：

二氧化硅磨料2-50％；PH調節(jié)劑0.2-10％；螯合劑0.1-5％；銨鹽0.1-5％；表面活性劑0.01-5％；其余為去離子水，混合，攪拌而形成。

采用本發(fā)明的技術方案，具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明所述的PH調節(jié)劑為堿性有機胺，如三乙胺和二異丁基胺中至少一種，不含金屬離子而且不具有臭味。用來調節(jié)拋光液的PH值，使二氧化硅處于良好的懸浮狀態(tài)，提供穩(wěn)定的拋光速率。采用的胺不含金屬類成分避免對硅片的玷污而影響以后的器件的性能。

所述的螯合劑為乙二胺四乙酸和檸檬酸及其鹽中的至少一種。可以和前制程帶入的大量金屬離子結合而除去，從而改善拋光片的質量。

所述的表面活性劑為醇醚類非離子類表面活性劑，如OP-10，TX-10等，可以優(yōu)先吸附，形成長期易清洗的物理吸附表面，以改善表面狀態(tài)，同時提高質量傳遞速率，以降低晶圓的表面粗糙度。

所述的銨鹽為為硝酸銨，硫酸銨中至少一種。適當?shù)挠昧靠梢愿纳贫趸韬徒殡妼颖砻娴挠H水性，輔助PH調節(jié)劑提供穩(wěn)定的拋光速率。

2)本發(fā)明所采用的二氧化硅磨料在制備時通過對表面改性，改善其表面的物理和化學性能，粒徑范圍為40-60nm，并通過純化，使其Na離子含量范圍＜0.07％，避免對晶片的玷污而影響以后的器件的性能。并用PH調節(jié)劑調節(jié)PH值范圍為10-11，使拋光液處于穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。

3)在使用該拋光液時，先把所配制的拋光液和去離子水的配比為1∶1稀釋，在采用美國3800型化學機械拋光機，Rodel?IC1400拋光墊的情況下，拋光壓力200g/cm2，轉速45rpm，拋光流量200ml/min，對介電層進行規(guī)定時間加工，拋光后進行清洗，拋光速率為0.1-0.2um/min，表面質量無嚴重損傷，低表面粗糙度。

具體實施方式

實施例1

配置100克二氧化硅磨料拋光液。

在60克水中加入2克表面活性劑OP-10，攪拌均勻，先加入2克三乙胺，緩慢加入33克40-60nm粒徑的二氧化硅，攪拌經過靜置，等溶液穩(wěn)定后，再加入剩余的1克三乙胺、0.5g乙二胺四乙酸和1.5克硝酸銨，混合攪拌而成，所配的拋光液PH值范圍在10.5-11，Na離子含量范圍＜0.07％，粘度小于5mPa.s。

實施例2

配置1200克二氧化硅磨料拋光液。

在700克水中加入30克表面活性劑TX-10，攪拌均勻，先加入20克二異丁基胺，緩慢加入400克40-60nm粒徑的二氧化硅，經過靜置，等溶液穩(wěn)定后，再加入剩余的25克二異丁基胺、5克檸檬酸和20克硫酸銨，混合攪拌而成，所配的拋光液PH值范圍在10.5-11，Na離子含量范圍＜0.07％，粘度小于5mPa.s。

雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書所界定的為準。