CN102101981A - 一种用于介质材料平坦化的抛光液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于介质材料平坦化的抛光液，其含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多元脂肪醇。本发明的抛光方法可以减弱或防止在使用过程的干燥结块等问题，降低设备对保湿的要求，并具有较高的二氧化硅去除速率和较好的表面污染物指标。

Description

一种用于介质材料平坦化的抛光液
技术领域
本发明涉及一种用于介质材料平坦化的抛光液，具体涉及一种含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多元脂肪醇的抛光液。
背景技术
在介质材料二氧化硅的化学机械抛光中，通常采用硅基磨料颗粒，包括气相法二氧化硅水分散体或硅溶胶颗粒。由于介质材料中的硅为四价硅，很难通过氧化还原反应来加快其去除，只能通过加强二氧化硅表面水合作用来促进材料的去除。目前商业化的二氧化硅抛光液分为两种，一是采用气相法二氧化硅水分散体，一是采用硅溶胶。两种磨料的各有缺点，但共同的特点就是具有比较高的固含量，依靠抛光过程中的机械力作用达到快速去除二氧化硅的目的。较高的固含量的抛光液在具有较高抛光速率的同时，也存在一些问题，其中，抛光液在转移回流搅拌等过程中会有部分粘附在器壁或拐角处。随着其中水份的逐步蒸发，颗粒间的某些化学物质的处于过饱和状态，很容易饱和析出，形成盐桥。此外，纳米颗粒的由于具有较大的比表面积，处于亚稳态，极易团聚成球，最终造成干燥结块的现象。干燥结块的磨料颗粒在震动和搅拌的条件下，很容易脱落而混入在浆液中，造成抛光后的表面微划伤，严重时造成较深的缺陷，导致晶圆表面的某些器件的线路断路或损坏，因此如何延缓或避免这种干燥结块的现象也是介质材料抛光液的一个重要的课题。目前还未见有相关的文献报道，本发明的目的就是通过化学方法，即通过在抛光液中加入锁水保湿组分，来减缓水份蒸发，保持浆液在器壁的液体状态，减缓干燥结块的速度，减少抛光过程中出现的类似问题，同时也不影响抛光速率和抛光选择比。
发明内容
本发明解决的是硅基磨料抛光液在二氧化硅抛光过程在器壁和死角处的干燥结块问题。
本发明的用于介质材料平坦化的抛光液，含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多元脂肪醇。本发明中通过在抛光液中加入多元脂肪醇，来减缓浆液中水份的挥发，从而降低浆液干燥结块的速度。
本发明中，所述的磨料为二氧化硅。所述的二氧化硅选自二氧化硅溶胶颗粒、气相法二氧化硅和/或改性的二氧化硅粒子中的一种或多种。
本发明中，所述的磨料的粒径为20～250nm，优选为60～200nm。
本发明中，所述的磨料的质量百分含量为5～40％。
本发明中，所述的抛光促进剂为电解质。所述的电解质选自强酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐和/或弱酸强碱盐中的一种或多种。
本发明中，所述的抛光促进剂的质量百分含量为0.1～2％，优选为0.5～1％。
本发明中，所述的表面活性剂为非离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂。所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇和/或聚氧乙烯醚。所述的非离子表面活性剂的质量百分含量为0.01～1％。所述的阳离子表面活性剂为季铵盐型表面活性剂和/或单烷基三甲基氯化铵。所述的阳离子表面活性剂的浓度为50～1000ppm。
本发明中，所述的多元脂肪醇选自丙三醇、丁二醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇(Propyleneglycol)、己二醇、木糖醇和/或山梨糖醇(Sorbitol)中的一种或多种。
本发明中，所述的多元脂肪醇的质量百分含量为0.1％～10％。
本发明的抛光液中含有pH调节剂。所述的调节剂为氢氧化钾和/或稀硝酸。所述的抛光液，pH为9～12，优选为10～11.5。
一种抛光方法包括：在介质材料平坦化的过程中，用本发明的抛光液对介质材料进行抛光。
本发明的积极进步效果在于：减缓水份蒸发，保持浆液在器壁的液体状态，减缓干燥结块的速度，降低对设备保湿方面的要求。
具体实施方式
制备实施例
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。
表1给出了本发明的用于介质材料平坦化的抛光液实施例1～30的配方，按表1中所列组分及其含量，在去离子水中混合均匀，用氢氧化钾或稀硝酸调到所需pH值，即制得本发明的用于介质材料平坦化的抛光液。
表1用于介质材料平坦化的抛光液制备实施例1～30
  实施例   磨料类型   粒径(nm)   浓度   促进剂   浓度   表面活性剂   浓度   多元脂肪醇   浓度   PH
1   二氧化硅溶胶 100 20％ 10.50
2   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％ 10.50
3   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   单烷基三甲基氯化铵 200ppm 10.50
4   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 2.00％   单烷基三甲基氯化铵 200ppm 10.50
5   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 10.50
6   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 丙三醇 1％ 10.50
7   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 丙三醇 5％ 10.50
8   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 丙二醇 1％ 10.50
9   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 乙二醇 1％ 10.50
10   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm   二乙二醇 1％ 10.50
11   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 己二醇 1％ 10.50
12   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 木糖醇 5％ 10.50
13   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 山梨醇 10％ 10.50
14   二氧化硅溶胶 100 20％   硝酸钾 0.20％   聚乙二醇200 1％ 丙二醇 1％ 10.50
15   二氧化硅溶胶 20 40％   醋酸钾 0.20％   聚乙二醇200 200ppm 丁二醇 0.10％ 9.00
16   气相法二氧化硅 190 10％ 10.50
17   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 10.50
18   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％   单烷基三甲基氯化铵 200ppm 10.50
19   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 10.50
20   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 丙三醇 1％ 10.50
21   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 丙三醇 5％ 10.50
22   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 丙二醇 1％ 10.50
23   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 乙二醇 1％ 10.50
24   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 二乙二醇 1％ 10.50
25   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 己二醇 10％ 10.50
26   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 木糖醇 5％ 10.50
27   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％ 聚乙二醇400 200ppm 山梨糖醇 0.10％ 10.50
28   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％   单烷基三甲基氯化铵 50ppm 丙三醇 1％ 10.50
29   气相法二氧化硅 190 10％ 醋酸铵 0.20％   单烷基三甲基氯化铵 1000ppm 丙三醇 1％ 10.50
30   气相法二氧化硅 250 5％ 硝酸铵 0.10％   脂肪醇聚氧乙烯醚 200ppm 乙二醇 10.00％ 12.00
效果实施例
表2用于介质材料平坦化的抛光液效果实施例1～30
  实施例 液膜自然干燥时间(分钟) 二氧化硅去除速率(埃/分)   二氧化硅表面污染物(颗/片(total particlecount/pcs wafer)) 多晶硅(Poly)的去除速率(埃/分)
  1   4min   1985   ＜100   5060
  2   3.5min   2296   ＜100   4956
  3   5min   2342   ＜50   2856
  4   4.5min   2459   ＜50   2725
  5   4   2325   ＜50   2105
  6   11.2   2295   ＜50   1965
  7   14   2185   ＜50   2215
  8   9   2285   ＜50   1932
  9   12.5   2395   ＜50   1905
  10   17.5   2402   ＜50   1987
  11   15.5   2345   ＜50   1952
  12   16.5   2386   ＜50   2104
  13   15.8   2403   ＜50   2012
  14   13   2395   ＜50   985
  15   12.5   3352   ＜50   2325
  16   5min   1012   ＜200   4500
  17   4.5min   1395   ＜200   4468
  18   5.5min   1405   ＜50   2185
  19   5   1475   ＜50   1765
  20   15   1495   ＜50   1685
  21   20   1385   ＜50   1598
  22   12   1476   ＜50   1745
  23   18   1430   ＜50   1702
  24   14   1521   ＜50   1589
  25   16.5   1423   ＜50   1668
  26   16.5   1462   ＜50   1559
  27   9.5   1484   ＜50   1752
  28   12   1425   ＜50   1698
  29   12   1395   ＜50   1050
  30   10   1425   ＜50   1685
由表2中的数据可以看出，添加多元脂肪醇后能有效抑制液膜自然干燥的时间，减弱或防止在使用过程的干结结块等问题，配方中的表面活性剂可以不同程度的调整二氧化硅(TEOS)对多晶硅(Poly)的抛光选择比。添加的电解质可以提高二氧化硅的去除速率。

Claims (19)

1.一种用于介质材料平坦化的抛光液，含有磨料，抛光促进剂，表面活性剂和多元脂肪醇。
2.根据权利要求1所述的抛光液，所述的磨料为二氧化硅。
3.根据权利要求2所述的抛光液，所述的二氧化硅选自二氧化硅溶胶颗粒、气相法二氧化硅和/或改性的二氧化硅粒子中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抛光液，所述的磨料的粒径为20～250nm。
5.根据权利要求1所述的抛光液，所述的磨料的质量百分含量为5～40％。
6.根据权利要求1所述的抛光液，所述的抛光促进剂为电解质。
7.根据权利要求6所述的抛光液，所述的电解质选自强酸强碱盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐和/或弱酸强碱盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的抛光液，所述的抛光促进剂的质量百分含量为0.1～2％。
9.根据权利要求1所述的抛光液，所述的表面活性剂为非离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂。
10.根据权利要求9所述的抛光液，所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇和/或聚氧乙烯醚。
11.根据权利要求9所述的抛光液，所述的非离子表面活性剂的质量百分含量为0.01～1％。
12.根据权利要求9所述的抛光液，所述的阳离子表面活性剂为季铵盐型表面活性剂和/或单烷基三甲基氯化铵。
13.根据权利要求9所述的抛光液，所述的阳离子表面活性剂的浓度为50～1000ppm。
14.根据权利要求1所述的抛光液，所述的多元脂肪醇选自丙三醇、丁二醇、乙二醇、二乙二醇、丙二醇(Propyleneglycol)、己二醇、木糖醇和/或山梨糖醇(Sorbitol)中的一种或多种。
15.根据权利要求1所述的抛光液，所述的多元脂肪醇的质量百分含量为0.1％～10％。
16.根据权利要求1所述的抛光液，含有pH调节剂。
17.根据权利要求16所述的抛光液，所述的调节剂为氢氧化钾和/或稀硝酸。
18.根据权利要求16所述的抛光液，pH为9～12。
19.一种抛光方法，所述抛光方法包括：在介质材料平坦化的过程中，用权利要求1-18中任一项所述的抛光液对介质材料进行抛光。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103740280A (zh) * 2013-12-31 2014-04-23 深圳市力合材料有限公司 一种适用于硅晶片边抛光的抛光组合物及其制备方法
WO2019006604A1 (zh) * 2017-07-03 2019-01-10 深圳市宏昌发科技有限公司 抛光剂、不锈钢件及其抛光处理方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1088111A (ja) * 1996-09-13 1998-04-07 Fujimi Inkooporeetetsudo:Kk 研磨用組成物
CN1194288A (zh) * 1998-04-16 1998-09-30 华东理工大学 纳米二氧化硅抛光剂及其制备方法
US6027669A (en) * 1996-12-05 2000-02-22 Fujimi Incorporated Polishing composition
WO2002016526A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-28 J.M. Huber Corporation Method for making abrasive compositions and products thereof
US20020055323A1 (en) * 2000-11-07 2002-05-09 Mcclain James B. Methods, apparatus and slurries for chemical mechanical planarization
US20040089634A1 (en) * 1996-12-30 2004-05-13 Cabot Microelectronics Corporation Compositions for oxide CMP
US20050191823A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Chiyo Horikawa Polishing composition and polishing method
WO2008025208A1 (fr) * 2006-08-25 2008-03-06 Anji Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. Suspension épaisse de polissage à abrasifs mélangés pour matériau faiblement diélectrique
CN101463227A (zh) * 2007-12-21 2009-06-24 安集微电子（上海）有限公司 一种用于阻挡层抛光的化学机械抛光液

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1088111A (ja) * 1996-09-13 1998-04-07 Fujimi Inkooporeetetsudo:Kk 研磨用組成物
US6027669A (en) * 1996-12-05 2000-02-22 Fujimi Incorporated Polishing composition
CN1343752A (zh) * 1996-12-05 2002-04-10 不二见株式会社 抛光剂组合物
US20040089634A1 (en) * 1996-12-30 2004-05-13 Cabot Microelectronics Corporation Compositions for oxide CMP
CN1194288A (zh) * 1998-04-16 1998-09-30 华东理工大学 纳米二氧化硅抛光剂及其制备方法
WO2002016526A1 (en) * 2000-08-18 2002-02-28 J.M. Huber Corporation Method for making abrasive compositions and products thereof
US20020055323A1 (en) * 2000-11-07 2002-05-09 Mcclain James B. Methods, apparatus and slurries for chemical mechanical planarization
US20050191823A1 (en) * 2004-02-27 2005-09-01 Chiyo Horikawa Polishing composition and polishing method
WO2008025208A1 (fr) * 2006-08-25 2008-03-06 Anji Microelectronics (Shanghai) Co., Ltd. Suspension épaisse de polissage à abrasifs mélangés pour matériau faiblement diélectrique
CN101463227A (zh) * 2007-12-21 2009-06-24 安集微电子（上海）有限公司 一种用于阻挡层抛光的化学机械抛光液

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103740280A (zh) * 2013-12-31 2014-04-23 深圳市力合材料有限公司 一种适用于硅晶片边抛光的抛光组合物及其制备方法
CN103740280B (zh) * 2013-12-31 2015-08-12 深圳市力合材料有限公司 一种适用于硅晶片边抛光的抛光组合物及其制备方法
WO2019006604A1 (zh) * 2017-07-03 2019-01-10 深圳市宏昌发科技有限公司 抛光剂、不锈钢件及其抛光处理方法

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