CN101878277A - 一种化学机械抛光液 - Google Patents
一种化学机械抛光液 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101878277A CN101878277A CN2008801187713A CN200880118771A CN101878277A CN 101878277 A CN101878277 A CN 101878277A CN 2008801187713 A CN2008801187713 A CN 2008801187713A CN 200880118771 A CN200880118771 A CN 200880118771A CN 101878277 A CN101878277 A CN 101878277A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polishing liquid
- mechanical polishing
- chemical mechanical
- polishing
- bta
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 98
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 22
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 18
- -1 amine salts Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 5
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 46
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 32
- ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 2h-tetrazol-5-amine Chemical class NC1=NN=NN1 ULRPISSMEBPJLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- DLEPCXYNAPUMDZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ylphosphonic acid Chemical class CCC(C)P(O)(O)=O DLEPCXYNAPUMDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 15
- FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium fluoride Chemical compound [F-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC FPGGTKZVZWFYPV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N Amitrole Chemical class NC1=NC=NN1 KLSJWNVTNUYHDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 6
- XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-2h-tetrazole Chemical class CC=1N=NNN=1 XZGLNCKSNVGDNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 3
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Substances [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- HADKRTWCOYPCPH-UHFFFAOYSA-M trimethylphenylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C1=CC=CC=C1 HADKRTWCOYPCPH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 150000000178 1,2,4-triazoles Chemical class 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical group C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 abstract description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 24
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 8
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 2
- NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 4H-1,2,4-triazole Chemical compound C=1N=CNN=1 NSPMIYGKQJPBQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001398 aluminium Chemical class 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
- H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种化学机械抛光液，其含有掺铝二氧化硅、混合缓蚀剂、水和下述速率促进剂中的一种或多种：有机酸、氟化物、氨水以及季铵盐及其衍生物。本发明的抛光液具有较高的介电质(如TEOS)的抛光速率，且可以保证较高的通过氧化剂浓度调节Cu的抛光速率的可调性，具有较好的缺陷矫正作用，适用于控制和调节半导体器件中不同线宽处磨蚀程度。
Description
一种化学机械抛光液 技术领域
本发明涉及一种化学机械拋光液。 技术背景
在集成电路的制造中， 半导体硅晶片上有许多包含多重沟槽的电介质 层， 这些填充有金属导线的沟槽在电介质层内排列形成电路互连图案， 图案 的排列通常具有金属镶嵌结构和双重金属镶嵌结构。这些镶嵌结构先采用阻 挡层覆盖电介质层， 再用金属覆盖阻挡层。这些金属至少需要充满沟槽从而 形成电路互连。 随着集成电路的器件尺寸缩小、布线层数增加， 由于铜具有 比铝更好的抗电迁移能力和高的导电率，现已替代铝成为深亚微米集成电路 的导线材料。而阻挡层主要采用钽或氮化钽， 用以阻止铜扩散至邻近的电介 质层。
在芯片的制造过程中， 化学机械拋光 (CMP)用来平坦化芯片表面。 这些 平坦化的芯片表面有助于多层集成电路的生产，且防止将电介层涂覆在不平 表面上引起的畸变。 铜 CMP工艺通常分为两步： 第一步工艺是用特殊设计 的抛光液迅速去除互连金属铜；第二步工艺是用特殊设计的抛光液去除阻挡 层和少量电介质层， 提供平坦的拋光表面。
铜 CMP的第一步工艺中采用的抛光液通常具有很高的 Cu抛光速率和低 的阻挡层拋光速率， 以便迅速去除多余的铜和铜在阻挡层表面的残留物。但 是铜 CMP的第一步工艺后铜线区域往往会形成较深的凹陷和磨蚀， 因此为
实现抛光表面平坦化的效果， 铜 CMP的第二步拋光工艺中， 拋光液通常需 要具有特定的选择性， 在去除阻挡层和部分电介质层的同时， 不会造成作为 互连导线的铜的过度凹陷， 也就决定了铜 CMP第二步工艺的抛光液需要有 较高的阻挡层和介电质 TEOS的拋光速率和较低的 Cu抛光速率， 以提供较 好的凹陷矫正作用。
半导体硅晶片上存在多种不同宽度和镶嵌密度的结构所构成，形成复杂 的电路互连图案。 这些不同宽度和镶嵌密度的结构对 CMP工艺十分敏感， CMP工艺对由大块区域构成的结构拋光平坦化慢于由高密度小尺寸镶嵌结 构的平坦化， 从而对各种不同宽度和密度的结构上缺陷矫正作用也各不相 同。 一种理想的抛光液， 期望在 CMP工艺中对各种宽度和密度的结构上缺 陷矫正作用相近， 因此需要对 Cu的抛光速率具有可调性。 发明概要
本发明所要解决的技术问题是为了满足 Cu的化学机械抛光工艺的要求 而提供一种具有较高的介电质（如 TEOS) 的去除速率、 保持较高的 Cu的 去除速率随氧化剂浓度改变而改变的可调性，具有较好的凹陷矫正作用的化 学机械抛光液。
本发明的化学机械拋光液含有： 掺铝二氧化硅、 混合缓蚀剂、水和下述 速率促进剂中的一种或多种：有机酸、氟化物、氨水以及季铵盐及其衍生物。
其中， 所述的混合缓蚀剂较佳的为唑类化合物， 如苯并三唑、 5-氨基四 氮唑、 5-甲基四氮唑、 3-氨基 -1， 2, 4-三氮唑和 1， 2, 4-三氮唑中的两种或 两种以上的组合， 更佳的为苯并三唑与下列中的一种或多种的组合： 5-氨基
四氮唑、 5-甲基四氮唑、 琉基苯并噻唑、 3-氨基 -1， 2， 4-三氮唑和 1， 2， 4- 三氮唑， 所述的苯并三唑较佳的占混合缓蚀剂总质量的 25%~90%。 所述的 混合缓蚀剂的用量较佳的为质量百分比 0.04〜0.6%。
其中，所述的掺铝的二氧化硅的粒径较佳的为 20~80nm。所述的掺铝的 二氧化硅的用量较佳的为质量百分比 1~20%，，更佳的为质量百分比 3〜15%， 最佳为质量百分比 3〜10%。
其中， 所述的有机酸优选草酸、 2-膦酸丁 '垸 -1， 2， 4-三羧酸、 2-羟基膦 酰基乙酸、氨基三亚甲基膦酸和酒石酸中的一种或多种； 所述的氟化物优选 氟化氢、 氟化铵、 氟硅酸铵和氟硼酸铵中的一种或多种； 所述的季铵盐优选 四丁基氢氧化铵、 四丁基氟化铵、 四甲基氢氧化铵和四丁基氟硼酸铵中的一 种或多种。 所述的速率促进剂最佳的为四丁基氢氧化铵和 /或四丁基氟化铵。 所述的速率促进剂的用量较佳的为质量百分比 0.05~1%， 更佳的为质量百分 比 0.1-0.6%
本发明的抛光液的 pH值较佳的为 2~9， 更佳的为 2〜5。
本发明的抛光液还可含有本领域常规添加剂， 如氧化剂、络合剂、表面 活性剂和 pH调节剂。
本发明的抛光液由上述成分简单均匀混合， 之后采用 pH调节剂调节至 合适 pH值即可制得。 pH调节剂可选用本领域常规 pH调节剂，如氢氧化钾、 氨水和硝酸等。本发明中， 所用试剂及原料均市售可得。本发明所用试剂及 原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于： 本发明的抛光液具有较高的介电质 （如 TEOS)的抛光速率，且可以使 Cu的抛光速率随氧化剂浓度的增加而增加的
可调程度较高， 具有较好的缺陷矫正作用， 适用于控制和调节半导体器件中 不同线宽处磨蚀程度。 附图说明
图 1为效果实施例 1中对比抛光液 1和 2以及本发明的抛光液 1〜4对 Teos的去除速率对比图。
图 2为效果实施例 1中对比抛光液 1和 2以及本发明的抛光液 1〜4添加 不同含量的 ¾02对 Cu的去除速率的对比图。
图 3为效果实施例 2中本发明的抛光液 5〜7对 Teos和 Cu的去除速率对 比图。
图 4为效果实施例 2中本发明的抛光液 5〜7对不同线宽的铜线的磨蚀深 度对比图。
图 5为效果实施例 3中本发明的抛光液 8〜12对 Cu的去除速率对比图。 图 6为效果实施例 3中本发明的抛光液 8~12对 Teos的去除速率对比图。 图 7为效果实施例 3中本发明的抛光液 10~12对不同线宽的铜线的磨蚀 深度对比图。
图 8为效果实施例 4中本发明的抛光液 13~16添加不同含量的 ¾02在 不同的 pH值下对 Cu的去除速率对比图。
图 9为效果实施例 4中本发明的拋光液 13~16在不同的 pH值下对 Teos 的去除速率对比图。
图 10为效果实施例 4中本发明的抛光液 13〜16在不同的 pH值下对不同 线宽的铜线的磨蚀深度对比图。
发明内容
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在 所述的实施例范围之中。 下述百分比均为质量百分比。
以下实施例将各成分简单均匀混合，水为余量，之后采用氢氧化钾和硝 酸调节至合适 pH值即可制得。
实施例 1
掺铝二氧化硅（70nm) 1%, 四甲基氢氧化铵 0.6%， 苯并三唑 0.1%， 5- 氨基四氮唑 0.1%， 草酸 0.3%， pH=3.0
实施例 2
掺铝二氧化硅 （80nm)20%， 2-羟基膦酰基乙酸 0.05%，苯并三唑 0.09%， 5-氨基四氮唑 0.01%， 氨基三亚甲基膦酸 0.05%， pH=4.0
实施例 3
掺铝二氧化硅（30nm) 8%, 酒石酸 1%， 苯并三唑 0.1%， 5-氨基四氮 唑 0.1%， pH=2.0
实施例 4
掺铝二氧化硅（60nm) 6%, 氟化铵 0.05%， 苯并三唑 0.1%， 5-氨基四 氮唑 0.1%， pH=5.0
实施例 5
掺铝二氧化硅（60nm) 5%, 氟硅酸铵 0.1%， 四丁基氟硼酸 0.1%， 苯 并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%, pH=5.0
实施例 6
惨铝二氧化硅 （70nm) 4%， 氟硼酸铵 0.5%， 苯并三唑 0.1%， 5-氨基
四氮唑 0.1%， pH=5.0
效果实施例 1
对比抛光液 1 : 惨铝二氧化硅（70nm) 10%， 苯并三唑 0.2%， 2-膦酸 丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
对比拋光液 2:掺铝二氧化硅 （70nm) 10%, 四丁基氢氧化铵（TBAH)
0.3%, 苯并三唑 0.2%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%, H=3.0
抛光液 1: 掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAH 0.3%, 苯并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%， 2-膦酸丁垸 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光液 2: 掾铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAH 0.3%, 苯并三唑 0.1%， 5-甲基四氮唑 0.1%， 2-膦酸丁垸 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光液 3: 掺铝二氧化硅 （70nm) 10%, TBAH 0.3%, 苯并三唑 0.1%， 3-氨基 -1， 2， 4-三氮唑 0.1%, 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0 抛光液 4: 掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAH 0.3%, 苯并三唑 0.1%，
1 , 2, 4-三氮唑 0.1%, 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光条件： 下压力 2.0psi， 拋光垫 Politex, 抛光盘转速 70rpm， 抛光液 流速 100ml/min， 抛光机台 Logitec PM5。
由图 1和 2可见， 与对比抛光液 1相比， 对比抛光液 2加入了 ΤΒΑΗ, 则 TEOS抛光速率增加， Cu抛光速率降低，但是 Cu的抛光速率随氧化剂浓 度的增加而增高的幅度较小。而本发明的抛光液 1~4采用了速率促进剂和混 合缓蚀剂体系， 其 TEOS的抛光速率仍然较高， Cu抛光速率降低， 同时 Cu 的抛光速率随氧化剂浓度的增加而增高的幅度也较高， 保证了 Cu抛光速率 的可调性。
效果实施例 2 含有不同比率混合缓蚀剂的抛光液的去除速率
抛光液 5: 掺铝二氧化硅（70nm) 3%, HF 0.027%, TBAH O.15%, 苯 并三唑 0.15%, 5-氨基四氮唑 0.05%, 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.15%, pH=3.0, H202 0.3%
拋光液 6: 掺铝二氧化硅（70nm) 3%， HF 0.027%, TBAH 0.15%, 苯 并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.15%，pH=3.0，
H202 0.3%
抛光液 7: 掺铝二氧化硅 (70nm) 3%， HF 0.027%, TBAH O.15%, 苯 并三唑 0.05%, 5-氨基四氮唑 0.15%， 2-膦酸丁烷 -1， 2, 4-三羧酸 0.15%, pH=3.0, H202 0.3%
抛光条件： 下压力 2.0psi， 抛光垫 Politex, 抛光盘转速 70rpm， 抛光液 流速 100ml/min， 抛光机台 Logitec PM5。
由图 3和 4可见， 改变混合缓蚀剂内的比率， TEOS的抛光速率基本不 变。但是在相同 ¾02浓度下，随着苯并三唑比率的增加， Cu抛光速率减小， 缺陷深度减小， 不同线宽处的磨蚀深度相差较小， 因此混合缓蚀剂内苯并三 唑比率较高时对抛光液的拋光性能有利。
效果实施例 3. 含有不同用量混合缓蚀剂的抛光液拋光性能
抛光液 8:掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAH 0.3%,苯并三唑 0.02%， 5-氨基四氮唑 0.02%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光液 9:掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAH 0.15%,苯并三唑 0.05%， 5-氨基四氮唑 0.05%， 2-膦酸丁烷 -1， 2, .4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光液 10:掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAH 0.15%,苯并三唑 0.1%，
5-氨基四氮唑 0.1%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0 抛光液 11 :掺铝二氧化硅（70nm) 10%， TBAH 0.15%，苯并三唑 0.15%， 5-氨基四氮唑 0.15%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光液 12:掺铝二氧化硅 (70nm) 10%, TBAH 0.15%,苯并三唑 0.3%， 5-氨基四氮唑 0.3%， 2-膦酸丁垸 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光条件： 下压力 2.0psi， 抛光垫 Politex, 抛光盘转速 70rpm, 抛光液 流速 100ml/min， 抛光机台 Logitec PM5。
由图 5和 6中可见， 混合缓蚀剂浓度在 0.04%~0.6%之间为好， TEOS 抛光速率相差不大。加入 ¾02可调节 Cu的抛光速率。 由图 7可知， 在上述 范围内， 混合缓蚀剂用量较多时较为有利， 因为缺陷较小， 不同线宽处的磨 蚀程度相差较小。
效果实施施 4 不同 pH的抛光液的拋光性能
抛光液 13:掺铝二氧化硅 （70nm) 10%，四丁基氟化铵（TBAF) 0.3%, 苯并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%, pH=2.0 抛光液 14:掺铝二氧化硅 (70nm) 10%, TBAF 0.3%,苯并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%， 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3%， pH=3.0
抛光液 15:掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAF 0.3%,苯并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%, 2-膦酸丁烷 -1， 2, 4-三羧酸 0.3%， pH=5.0
抛光液 16: 掺铝二氧化硅（70nm) 10%, TBAF 0.3%,苯并三唑 0.1%， 5-氨基四氮唑 0.1%, 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸 0.3°/。， pH=9.0
抛光条件： 下压力 2.0psi， 抛光垫 Politex, 抛光盘转速 70rpm， 抛光液 流速 100ml/min， 抛光机台 Logitec PM5。
由图 8和图 9可见，含有混合缓蚀剂体系的抛光液 pH值较佳的为 2~9， 更佳的为 2〜5。由图 10可见，抛光液的 pH较低时，对不同线宽的磨蚀较小。
Claims (10)
- 权利要求1. 一种化学机械抛光液， 其特征在于： 其含有惨铝二氧化硅、混合缓蚀剂、 水和下述速率促进剂中的一种或多种： 有机酸、 氟化物、 氨水以及季铵 盐及其衍生物。
- 2. 如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的混合缓蚀剂 为苯并三唑、 5-氨基四氮唑、 5-甲基四氮唑、 3-氨基 -1， 2， 4-三氮唑和 1， 2, 4-三氮唑中的两种或两种以上的组合。
- 3. 如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的混合缓蚀剂 为苯并三唑与下列中的一种或多种的组合：5-氨基四氮唑、 5-甲基四氮唑、 巯基苯并噻唑、 3-氨基 -1， 2， 4-三氮唑和 1， 2， 4-三氮唑。
- 4. 如权利要求 3所述的化学机械拋光液， 其特征在于： 所述的苯并三唑占 混合缓蚀剂总质量的 25%〜90%。
- 5. 如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的混合缓蚀剂 的用量为质量百分比 0.04〜0.6%。
- 6. 如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的掺铝的二氧 化硅的用量为质量百分比 1〜20%。
- 7. 如权利要求 6所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的掺铝的二氧 化硅的用量为质量百分比 3〜10%。
- 8. 如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的有机酸选自 草酸、 2-膦酸丁烷 -1， 2， 4-三羧酸、 2-羟基膦酰基乙酸、 氨基三亚甲基 膦酸和酒石酸中的一种或多种； 所述的氟化物选自氟化氢、 氟化铵、 氟 硅酸铵和氟硼酸铵中的一种或多种；所述的季铵盐选自四丁基氢氧化铵、 四丁基氟化铵、 四甲基氢氧化铵和四丁基氟硼酸铵中的一种或多种。
- 9. 如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的速率促进剂 的用量为质量百分比 0.05~1%。
- 10.如权利要求 1所述的化学机械抛光液， 其特征在于： 所述的抛光液的 pH 值为 2〜9。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200880118771.3A CN101878277B (zh) | 2007-11-30 | 2008-11-07 | 一种化学机械抛光液 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200710171599.5 | 2007-11-30 | ||
| CNA2007101715995A CN101451048A (zh) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | 一种化学机械抛光液 |
| CN200880118771.3A CN101878277B (zh) | 2007-11-30 | 2008-11-07 | 一种化学机械抛光液 |
| PCT/CN2008/001857 WO2009070968A1 (fr) | 2007-11-30 | 2008-11-07 | Liquide de polissage chimico-mécanique |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101878277A true CN101878277A (zh) | 2010-11-03 |
| CN101878277B CN101878277B (zh) | 2013-12-18 |
Family
ID=40717285
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007101715995A Pending CN101451048A (zh) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | 一种化学机械抛光液 |
| CN200880118771.3A Expired - Fee Related CN101878277B (zh) | 2007-11-30 | 2008-11-07 | 一种化学机械抛光液 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2007101715995A Pending CN101451048A (zh) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | 一种化学机械抛光液 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (2) | CN101451048A (zh) |
| WO (1) | WO2009070968A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101857774B (zh) * | 2010-06-01 | 2013-12-25 | 上海新安纳电子科技有限公司 | 一种提高硅衬底化学机械抛光速率的抛光组合物及其应用 |
| CN103205205B (zh) * | 2012-01-16 | 2016-06-22 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种碱性化学机械抛光液 |
| CN103146307B (zh) * | 2013-03-28 | 2014-12-10 | 天津理工大学 | 一种化学机械抛光用纳米抛光液 |
| CN104745086A (zh) * | 2013-12-25 | 2015-07-01 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液及其使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1637101A (zh) * | 2003-11-26 | 2005-07-13 | 福吉米株式会社 | 抛光组合物和抛光方法 |
| US20070176142A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-02 | Fujifilm Corporation | Metal- polishing liquid and chemical-mechanical polishing method using the same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200734436A (en) * | 2006-01-30 | 2007-09-16 | Fujifilm Corp | Metal-polishing liquid and chemical mechanical polishing method using the same |
| JP2007207908A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Fujifilm Corp | バリア層用研磨液 |
| JP2007266597A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-10-11 | Fujifilm Corp | 金属研磨用組成物 |
| JP4990543B2 (ja) * | 2006-03-23 | 2012-08-01 | 富士フイルム株式会社 | 金属用研磨液 |
| US20070249167A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Cabot Microelectronics Corporation | CMP method for copper-containing substrates |
-
2007
- 2007-11-30 CN CNA2007101715995A patent/CN101451048A/zh active Pending
-
2008
- 2008-11-07 CN CN200880118771.3A patent/CN101878277B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-07 WO PCT/CN2008/001857 patent/WO2009070968A1/zh active Application Filing
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1637101A (zh) * | 2003-11-26 | 2005-07-13 | 福吉米株式会社 | 抛光组合物和抛光方法 |
| US20070176142A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-02 | Fujifilm Corporation | Metal- polishing liquid and chemical-mechanical polishing method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101451048A (zh) | 2009-06-10 |
| WO2009070968A1 (fr) | 2009-06-11 |
| CN101878277B (zh) | 2013-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8501625B2 (en) | Polishing liquid for metal film and polishing method | |
| KR101418626B1 (ko) | 금속용 연마액 및 연마방법 | |
| JP5012800B2 (ja) | Ｃｍｐ用研磨液及び研磨方法 | |
| CN1319132C (zh) | 钽阻挡层去除溶液 | |
| CN101767295B (zh) | 化学机械抛光组合物及其相关方法 | |
| US9275899B2 (en) | Chemical mechanical polishing composition and method for polishing tungsten | |
| US8641920B2 (en) | Polishing composition for planarizing metal layer | |
| KR20010029433A (ko) | 연마 조성물 및 연마 방법 | |
| US6787061B1 (en) | Copper polish slurry for reduced interlayer dielectric erosion and method of using same | |
| JP2004511916A (ja) | 銅ダマシン構造の化学機械的研磨用スラリー | |
| EP1544901B1 (en) | Polishing compound composition and polishing method | |
| CN101970589A (zh) | 一种化学机械抛光液 | |
| CN101878277B (zh) | 一种化学机械抛光液 | |
| JP2008270826A (ja) | 研磨液及び研磨方法 | |
| KR102564762B1 (ko) | 연마제, 연마제용 저장액 및 연마 방법 | |
| JPWO2004012248A1 (ja) | 研磨液及び研磨方法 | |
| TWI471923B (zh) | 化學機械拋光液 | |
| JP6592998B2 (ja) | タングステン用研磨剤、研磨剤用貯蔵液及び研磨方法 | |
| KR100679551B1 (ko) | 금속용 연마액 및 연마방법 | |
| TWI393181B (zh) | 用於阻擋層之化學機械拋光液 | |
| KR20050002200A (ko) | 구리의 화학적 기계적 연마를 위한 슬러리 조성물 | |
| JP2009124092A (ja) | タングステン用ｃｍｐ研磨液および基板の研磨方法 | |
| JPWO2008108301A1 (ja) | 金属用研磨液及び被研磨膜の研磨方法 | |
| JP2008243857A (ja) | 研磨組成物 | |
| JP2008177373A (ja) | 研磨組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131218 Termination date: 20151107 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |