[發(fā)明專利]一種堿性化學(xué)機(jī)械拋光液

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210396269.7
• 申請(qǐng)日: 2012-10-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103773245A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晨;何華鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安集微電子（上海）有限公司
• 主分類號(hào): C09G1/02
• 分類號(hào): C09G1/02;H01L21/321
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務(wù)所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種堿性化學(xué)機(jī)械拋光液，更具體地說(shuō)，涉及一種用于阻擋層拋光的堿性化學(xué)機(jī)械拋光液。?

背景技術(shù)

化學(xué)機(jī)械拋光（CMP），是實(shí)現(xiàn)芯片表面平坦化的最有效方法。?

阻擋層通常介于二氧化硅和銅線之間，起到阻擋銅離子向介電層擴(kuò)散的作用。拋光時(shí)，首先阻擋層之上的銅被去除。由于此時(shí)銅的拋光速度很快，會(huì)形成各種缺陷（例如：蝶形缺陷dishing,和侵蝕erosion）。在拋光銅時(shí)，通常要求銅CMP先停止在阻擋層上，然后換另外一種專用的阻擋層拋光液，去除阻擋層（例如鉭），同時(shí)對(duì)蝶形缺陷dishing和侵蝕erosion進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)全局平坦化。?

商業(yè)化的阻擋層拋光液有酸性和堿性兩種，各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如酸性阻擋層拋光液對(duì)銅的拋光速度容易通過(guò)雙氧水調(diào)節(jié)，且雙氧水穩(wěn)定，但是對(duì)二氧化硅和TiN的拋光速度較慢；?

堿性阻擋層拋光液對(duì)銅的拋光速度不容易通過(guò)雙氧水調(diào)節(jié)，且雙氧水不穩(wěn)定，但是對(duì)二氧化硅和TiN的拋光速度較快。?

除此以外，無(wú)論是在酸性拋光還是堿性拋光條件下，經(jīng)常遇到邊緣過(guò)度侵蝕（edge-over-erosion,EOE）的問(wèn)題，其形狀又被稱作“犬牙”（fang）。通常發(fā)生在阻擋層拋光之后。在大塊的銅結(jié)構(gòu)邊緣，會(huì)有二氧化硅等電介質(zhì)的缺失，形成溝槽。有些時(shí)候也會(huì)看到由于電偶腐蝕引起的銅的缺失。EOE現(xiàn)象，降低了芯片表面的平坦度，在導(dǎo)電層、介電層一層一層向上疊加時(shí)，會(huì)?繼續(xù)影響上一層的平坦度，導(dǎo)致拋光后，每一層的表面凹陷處，可能會(huì)有銅的殘留，導(dǎo)致漏電、短路，因而影響半導(dǎo)體的穩(wěn)定性。?

鉭是阻擋層常用的金屬。在現(xiàn)有的拋光技術(shù)中，US7241725、US7300480用亞胺、肼、胍提升阻擋層的拋光速度。US7491252B2用鹽酸胍提升阻擋層的拋光速度。US7790618B2用到亞胺衍生物和聚乙二醇硫酸鹽表面活性劑，用于阻擋層的拋光。?

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，Low-K材料被引入半導(dǎo)體制程，阻擋層的拋光液、在繼銅、鉭、二氧化硅之后，對(duì)Low-K材料的拋光速度也提出了更高的要求。?

CN101665664A用季銨鹽陽(yáng)離子表面活性劑可抑制低介電材料（例如BD）的拋光速度。所述的陽(yáng)離子季銨鹽含有C8以上的長(zhǎng)鏈，但是大多數(shù)季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性劑會(huì)顯著抑制二氧化硅（OXIDE）的拋光速度，會(huì)阻止拋光。?

EP2119353A1使用poly(methyl?vinyl?ether)用于含Low-K材料的拋光。?

US2008/0276543A1用甲脒、胍類以及聚乙烯吡咯烷酮（PVP)的混合物用于阻擋層的拋光。?

以上拋光技術(shù)中，都不同程度地存在邊緣過(guò)度侵蝕(edge–over–erosion,EOE)問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，US20090283715A1采用聚丙烯酸及其共聚物抑制邊緣過(guò)度侵蝕（EOE）。US2005/0208761A1用多糖抑制邊緣過(guò)度侵蝕(EOE)。?

在以上現(xiàn)有技術(shù)中，邊緣過(guò)度侵蝕（EOE）的抑制作用并不明顯。?

EP0373501B1公開(kāi)了一種精拋液，用有機(jī)聚合物，例如聚乙烯吡咯烷酮（PVP）調(diào)節(jié)拋光液的流體力學(xué)特性，雖然可以改善硅片表面的平坦度，減少缺陷。但是這種精拋液，對(duì)金屬材料不適用，也無(wú)法解決邊緣過(guò)度侵蝕（EOE）問(wèn)題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題如何顯著抑制邊緣過(guò)度侵蝕(edge–over–erosion,EOE)，抑制fang現(xiàn)象，同時(shí)提高wafer表面平坦度，有效地抑制銅線細(xì)線區(qū)的侵蝕（erosion），實(shí)現(xiàn)全局平坦化。從而進(jìn)一步提高芯片加工過(guò)程的穩(wěn)定性和可靠性，推進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。?

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提供了如下技術(shù)方案，一方面在于提供一種堿性化學(xué)機(jī)械拋光液，含有：研磨顆粒，唑類化合物，絡(luò)合劑，C₁~C₄季銨堿，聚乙烯醇，氧化劑和水。?

其中，該種拋光液還可以進(jìn)一步含有調(diào)節(jié)硅片表面平整度的表面活性劑。?

其中，該研磨顆粒為氣相SiO₂和溶膠SiO₂中的一種或多種。研磨顆粒濃度為質(zhì)量百分比含量為5~25wt%。?

其中唑類化合物選自三氮唑及其衍生物中的一種或多種。三氮唑及其衍生物為BTA、TTA及其衍生物中的一種或多種，優(yōu)選為T(mén)TA及其衍生物中的一種或多種。唑類化合物的質(zhì)量百分比含量為0.02~0.2wt%。。?