專利名稱：拋光漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于拋光劑領(lǐng)域，尤其涉及一種含有帶有親水基團(tuán)的添加劑的拋光漿料。
背景技術(shù)：
集成電路由在硅基材上或硅基材內(nèi)形成的數(shù)百個(gè)活化元件構(gòu)成。這些開(kāi)始時(shí)相互分離的活化元件互連成功能電路和部件。這些元件通過(guò)使用公知的多層互連件互連?；ミB結(jié)構(gòu)通常具有第一層金屬化的互連層、第二層金屬化層、和某些時(shí)候第三層和隨后層的金屬化層。層間界電質(zhì)如摻雜和不摻雜二氧化硅或低k電介質(zhì)氮化鉭用于隔離不同金屬化量的硅基材或阱。不同互連層之間的電連接通過(guò)使用金屬化的通路進(jìn)行。
在一個(gè)半導(dǎo)體制造方法中，金屬通路或觸點(diǎn)通過(guò)均厚金屬沉積接著進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，以除去多余的金屬和/或絕緣材料層。在典型的化學(xué)機(jī)械拋光方法中，將基材直接與旋轉(zhuǎn)拋光墊接觸，用一載重物在基材背面施加壓力。在拋光期間，墊片和操作臺(tái)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在基材背面保持向下的力，將磨料和化學(xué)活性溶液(通常稱為漿料)涂于墊片上，該漿料與正在拋光的薄膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)開(kāi)始進(jìn)行拋光過(guò)程。
在CMP工藝中，其化學(xué)成分成為人們研究的焦點(diǎn)，如使用各種氧化劑、絡(luò)合劑及它們之間的比例等。例如，苯并三唑(BTA)、咪唑等已在化學(xué)機(jī)械拋光制程中用作成膜劑或腐蝕抑制劑(如美國(guó)專利66930335 V.Sachan等、US專利6447371 V.Kaufman等)。
盡管CMP工藝作了大量的改進(jìn)，這仍然迫切需要開(kāi)發(fā)一種針對(duì)拋光金屬和/或氧化層與電子襯底結(jié)合的材料的CMP漿料。而且也需要有一種新的添加劑來(lái)消除金屬表面的缺陷或?qū)⑵浣档椭磷畹统潭取?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種拋光漿料，其包括研磨顆粒、載體和添加劑，其特征在于該添加劑帶有親水基團(tuán)。帶有親水基團(tuán)的添加劑的結(jié)構(gòu)不是平坦的結(jié)構(gòu)，可通過(guò)變化官能團(tuán)的大小、形狀和性能來(lái)改變鈍化膜的性質(zhì)。該載體較佳地為水。
其中，該添加劑的親水基團(tuán)為羧基、磺酸基或羥基。因親水基團(tuán)可以提高形成的膜與其他試劑(如表面活性劑和絡(luò)合劑)或研磨顆粒之間的作用程度，使得研磨殘留物debris(碎片)容易被帶走，避免研磨debris(碎片)殘留物聚合而對(duì)金屬表面產(chǎn)生劃痕。
該添加劑優(yōu)選帶有親水基團(tuán)的苯并三唑或咪唑，更優(yōu)選帶有親水基團(tuán)的苯并三唑。
該拋光漿料還可以包括氧化劑、絡(luò)合劑和/或表面活性劑。
該研磨顆粒的含量為1-30％、該氧化劑的含量為0.1-15％、該絡(luò)合劑的含量為0.01-10％、該添加劑的含量為0.001-5％、該表面活性劑的含量為0.001-5％和載體為余量，以上百分比均指占整個(gè)組合物的質(zhì)量百分比。
該研磨顆?？蔀槎趸?、氧化鋁、氧化鋯和/或二氧化鈰。
該氧化劑優(yōu)選過(guò)氧化氫、有機(jī)過(guò)氧化物、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物和/或過(guò)硫酸鹽。
該絡(luò)合劑為含氧、氮、硫或磷的化合物，優(yōu)選羥胺、胺鹽、胺和/或羧酸。
該拋光漿料還可以包括分散劑、催化劑和pH調(diào)節(jié)劑中的一種或幾種。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明通過(guò)改變拋光漿料中添加劑的結(jié)構(gòu)(尤其是BTA的結(jié)構(gòu))，從而改變鈍化膜的性質(zhì)，最終消除拋光襯底表面的缺陷或?qū)⑵浣抵磷畹统潭取?br> 具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例110wt％平均粒徑為0.1微米的二氧化硅顆粒、5.0wt％雙氧水、0.1wt％4-磺酸苯并三唑、0.5wt％檸檬酸、0.01wt％脂肪醇聚氧乙烯醚、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
實(shí)施例25wt％平均粒徑為0.1微米的二氧化硅顆粒、5.0wt％雙氧水、0.1wt％5-羥基苯并三唑、0.5wt％檸檬酸、0.01wt％脂肪醇聚氧乙烯醚、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
實(shí)施例38wt％平均粒徑為0.1微米的氧化鋁顆粒、1.0wt％硫代硫酸銨、0.1wt％5-羧基苯并三唑、1wt％琥珀酸、0.1wt％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
實(shí)施例41wt％平均粒徑為0.1微米的二氧化硅顆粒、5wt％雙氧水、0.1wt％4-磺酸苯并三唑、10wt％EDTA、0.1wt％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
實(shí)施例55wt％平均粒徑為0.1微米的二氧化硅顆粒、3wt％雙氧水、0.5wt％組氨酸、1.0wt％丁二胺、5wt％聚乙烯醇、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
實(shí)施例61wt％平均粒徑為0.1微米的二氧化硅顆粒、15wt％雙氧水、5wt％4-乙酸基咪唑、0.01wt％EDTA、0.001wt％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
實(shí)施例730wt％平均粒徑為0.1微米的二氧化硅顆粒、0.1wt％雙氧水、0.001wt％1-甲醇苯并三唑、2wt％EDTA、0.01wt％十二烷基磺酸鈉、其它為水。下壓力1psi、拋光盤(pán)的轉(zhuǎn)速50rpm、拋光頭轉(zhuǎn)速75rpm、拋光液流速150mL/min。
權(quán)利要求
1.一種拋光漿料，其包括研磨顆粒、載體和添加劑，其特征在于該添加劑帶有親水基團(tuán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光漿料，其特征在于該添加劑的親水基團(tuán)為羧基、磺酸基或羥基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光漿料，其特征在于該添加劑為帶有親水基團(tuán)的苯并三唑或咪唑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拋光漿料，其特征在于該添加劑為帶有親水基團(tuán)的苯并三唑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光漿料，其特征在于還包括氧化劑、絡(luò)合劑和/或表面活性劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拋光漿料，其特征在于該研磨顆粒的含量為1-30％、該氧化劑的含量為0.1-15％、該絡(luò)合劑的含量為0.01-10％、該添加劑的含量為0.001-5％、該表面活性劑的含量為0.001-5％和載體為余量，以上百分比均指占整個(gè)組合物的質(zhì)量百分比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的拋光漿料，其特征在于該研磨顆粒為二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯和/或二氧化鈰。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的拋光漿料，其特征在于該氧化劑為過(guò)氧化氫、有機(jī)過(guò)氧化物、無(wú)機(jī)過(guò)氧化物和/或過(guò)硫酸鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的拋光漿料，其特征在于該絡(luò)合劑為含氧、氮、硫或磷的化合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光漿料，其特征在于該絡(luò)合劑為羥胺、胺鹽、胺和/或羧酸。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拋光漿料，其特征在于該拋光漿料還包括分散劑、催化劑和pH調(diào)節(jié)劑中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其包括研磨顆粒、載體和添加劑，其中該添加劑帶有親水基團(tuán)。本發(fā)明通過(guò)改變拋光漿料中添加劑的結(jié)構(gòu)，從而改變鈍化膜的性質(zhì)，最終消除拋光襯底表面的缺陷或?qū)⑷毕菟浇抵磷畹统潭取?br> 文檔編號(hào)H01L21/02GK1865386SQ20051002586
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月17日
發(fā)明者肖正龍, 楊春曉 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司