[發明專利]適用于精細霧化CMP的銅拋光液

無效

• 申請號: 201110073508.0
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102199400A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 李慶忠;張慧
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術領域

本發明涉及拋光液，尤其涉及銅拋光液。

背景技術

化學機械拋光（chemical?mechanical?polishing，CMP）是利用由微小磨粒和化學溶液混合而成的漿料與工件表面發生系列化學反應來改變工件表面的化學鍵，生成容易去除的低剪切強度產物，再通過高分子拋光墊的機械作用，從工件表面去除極薄的一層材料，從而獲得高精度低粗糙度無損傷光滑表面。CMP技術可以有效地兼顧表面的全局和局部平整度。CMP技術己成為當前ULSI時代最廣泛使用的平坦化技術。以目前水平，使用化學機械拋光技術是保證基片整片平坦化的最佳方法，它不僅在ULSI芯片多層布線中是不可替代的層間平坦化方法,也是硅片加工最終獲得納米級超光滑無損傷表面的最有效方法^[1-4]。CMP技術的飛速發展不僅提供了CMP拋光設備的整體市場需要，也提供了消耗性材料—拋光液(包括介電層拋光液和金屬拋光液)非常廣闊的市場^[5]。

拋光液是CMP的關鍵要素之一，拋光漿料的性能直接影響拋光后表面的質量。拋光液主要由磨料、氧化劑、鈍化劑或絡合劑、pH調節劑、懸浮劑、表面活性劑和去離子水等組成。酸、堿性不同的拋光液其拋光機理不同，拋光效率亦不同。酸性漿料在拋光過程中的副作用較大。堿性漿料中一般包含絡合劑、氧化劑、分散劑、pH調制劑及磨科。漿料的化學作用在CMP中起主要作用，漿料的化學組成，磨粒的種類、粒度、形狀及固含量，粘度、pH值、流速、流動途徑對去除速率和拋光片的表面平整度都有重要的影響^[6-10]

然而，自從CMP技術開始應用于IC制造以來，對這個技術的非議從來沒有停止過。公認的傳統CMP技術存在的問題其中之一就是CMP漿料、拋光墊、修正盤等耗材的成本占CMP過程總成本的70%左右，拋光漿料的成本就占耗材的60～80%，但拋光漿料的利用率卻只能達到20%左右；拋光漿料的管理和廢料漿的處理也相當麻煩，大量排放到自然造成環境污染。

從現階段看，降低生產成本成為提高IC產品競爭力的關鍵，IC制造成本居高不下最主要的原因之一就是拋光液的過量使用，SpeedFam-IPEC研究表明，CMP工藝中耗材的支出占60～80%，而拋光液（slurry）的支出又占耗材的60～80%。普通銅拋光液價格為$40/gallon，一般CMP拋光機每臺需要200毫升/min；傳統CMP過程中大量拋光廢液的排放使一些有害的化學試劑進入自然，不利于IC產業向著綠色環保的方向發展。這些問題成了傳統CMP未來應用凾需解決的技術難題，克服傳統CMP這些缺點已成為平整化技術重要的實用研究方向。

超聲精細霧化化學機械拋光技術就是把特種拋光液的組分進行控頻超聲精細霧化，形成索太爾直徑為5～25μm的均勻微米級液粒，通過特殊方式導入拋光/研拋界面，經過強吸附、強活性和界面間的高性能均勻化學作用，在基片表面反應成剪切強度較低的均勻覆蓋膜，通過機械作用去除，形成光滑無損傷超精納米級表面。由于霧化拋光技術為申請人所在科研組首次提出，目前關于適用于霧化拋光的拋光液的研究處于空白。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，申請人提供了一種銅拋光液，適用于霧化拋光工藝。

本發明針對上述為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

本發明公開了一種適用于精細霧化CMP銅拋光液，包括白碳黑、雙氧水、苯并三氮唑、氨基乙酸，其中白碳黑的質量百分比為1%~3%，雙氧水的質量百分比為2%~8%，苯并三氮唑的質量百分比為1%，氨基乙酸的質量百分比為0.7%，剩余組分為去離子水，所述銅拋光液的pH值為9.5-10.5。

進一步地，白碳黑的質量百分比為3%，雙氧水的質量百分比為5%，苯并三氮唑的質量百分比為1%，氨基乙酸的質量百分比為0.7%。

本發明的技術效果在于：?通過實驗研究，得到了適合霧化拋光工藝的銅拋光液組分。

具體實施方式