CN102108259A - 一种化学机械抛光液 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种用于介质材料二氧化硅抛光的化学机械抛光液，其含有一种磨料，至少一种氧化硅抛光促进剂，其它功能助剂。该抛光液具有研磨速率高，表面污染物数量少，平坦化效率高，表面均一性好等优点，适用于大规模集成电路二氧化硅介质抛光，以及浅槽隔离抛光平坦化。

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抛光液，主要应用于金属层间介质的平坦化化以及浅槽隔离氧化硅的平坦化。
背景技术
在半导体制造流程中，介质材料的抛光主要有前道工序中的浅沟槽隔离抛光(STI)，用以构成器件之间的隔离区，还有后道布线中的金属间介质材料的抛光(ILD、IMD)，其主要目的是去除氮化硅层以上的所有氧化硅，并适当的停止在一定厚度的氮化硅上面，氮化硅的作用是在CMP中作为抛光停止层，通过终点检测在从氧化硅过渡到氮化硅的时候停止抛光过程，氮化硅的厚度也决定了允许的过抛量，以避免器件的有源区曝露并带来损伤，这时除了要有合适的二氧化硅去除外，还要有适当的氮化硅的去除速率，以保证满足要求的表面形貌。金属层间介质是用来对金属导体进行电绝缘，通常是有HDP高密度等离子体淀积后，紧接着进行PECVD淀积。要求要有比较高的去除速率，和良好的均一性和表面污染物指标。
目前的二氧化硅介质材料CMP的抛光液的相关专利很多，有关前隔槽隔离的专利多集中在二氧化铈为磨料的抛光液US 007091164，采用特定添加剂来控制与氮化硅的抛光选择比，金属间介质抛光为硅基磨料US2003006397A1，但固含量均较高，大于30％，存在着表面微细划伤的潜在缺陷，且二氧化硅比较稳定，采用化学方法很难提升去除速率，只能依靠增大磨料粒子的含量来达到相同目的，而且无论是氧化铈还是氧化硅等，其价格均较高，在全球降低成本，提高效能的大背景下，需要一款成本低，抛光性能好的产品。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中固含量过高，去除速率低，成本高的缺陷，提供一种采用化学方法提高介质材料抛光速率且表面污染物控制好，固含量相对较低低的一种抛光液。
本发明的化学机械抛光液，其包含：磨料、至少一种二氧化硅抛光促进剂，PH调节剂和分散稳定剂。
本发明中磨料为选自二氧化硅溶胶、金属掺杂的二氧化硅、气相法二氧化硅及其水分散体、氧化铝、改性氧化铝、氧化饰和高聚物颗粒中的一种或多种。较佳的为二氧化硅溶胶颗粒和/或气相法二氧化硅。磨料的颗粒粒径为20～250nm。较佳的为80～200nm。磨料的质量百分含量为5～40％。较佳的为10～20％。
本发明中二氧化硅抛光促进剂为阴离子型聚丙烯酰胺和/或聚丙烯酸与聚丙烯酰胺的共聚物，分子量为500万～2000万。
本发明中二氧化硅的抛光促进剂还可为无机盐，该无机盐为选自强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐和强酸强碱盐中的一种或多种。
本发明的抛光液还包含杀菌剂和/或防霉剂。抛光液的pH为9～12。较佳的为10.5～11.5。
本发明的的积极进步效果在于：本发明的抛光液为浓缩型硅基磨料抛光液，固含量均较目前市售产品低，且具有较好的抛光均一性和表面污染物指标，此外去除速率的可调性较强，适用范围较广，适应于二氧化硅介质材料的抛光，浅沟槽隔离的化学机械抛光等，应用于130nm以下工艺制程。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来详细阐述本发明的优势。
抛光条件：Logitech PM5014’抛光机台
下压力：4psi
抛光头转速：90转/分
抛光盘转速：70转/分
浆料流量：100毫升/分
抛光垫：IC1000
抛光时间：2分钟
晶圆：PETEOS
测量机台：二氧化硅厚度仪
实施例1～24
实施例 二氧化硅 盐   聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺和聚丙烯酸的共聚物(PAM(MW)、PAM/PAA)(200ppm)   PH 二氧化硅的抛光速率(埃、分钟)   表面污染物数量   抛光均一性(％)
  对比抛光液(市售)   30％ 856   小于30   7％
1   10％(100nm)   11 421   小于50   13％
2   10％(100nm)   聚丙烯酰胺800万   11 838   小于30   3.5％
3   10％(100nm) PAM和PAA共聚物   11 739   小于30   5.2％
4   10％(100nm)   聚丙烯酰胺1200万   11 762   小于30   4.3％
5   10％(100nm)   聚丙烯酰胺500万   11 896   小于30   4.6
6   10％(100nm)   聚丙烯酰胺500万   9 695   小于30   5.2％
7   20％(100nm)   11 1585   小于60   15.3％
8   20％(100nm)   聚丙烯酰胺1200万   11 2389   小于30   3.8％
9   20％(100nm)   聚丙烯酰胺500万   11 2144   小于30   4.5％
10   20％(100nm) PAM和PAA共聚物   11 2063   小于30   3.2％
11   20％(100nm)   聚丙烯酰胺(PAM)800万   11 2390   小于30   4.2％
12   20％(100nm)   硝酸钾0.5％   聚丙烯酰胺(PAM)1200万   11 2301   小于30   5.2％
13   20％(100nm)   硝酸钾0.5％   聚丙烯酰胺(PAM)500万   11 2620   小于30   4.6％
14   20％(100nm)   硝酸钾0.5％ PAM和PAA共聚物   11 2419   小于30   3.1％
15   20％(100nm)   硝酸钾0.5％   聚丙烯酰胺(PAM)800万   11 2961   小于30   4.5％
16   20％(100nm)   醋酸钾0.5％   聚丙烯酰胺(PAM)800万   11 2851   小于30   4％
17   20％(100nm)   醋酸铵0.5％   11 2482   小于30   5.5％
18   20％(100nm)   硫酸铵0.5％   11 2355   小于30   6.4％
19   20％(100nm)   聚丙烯酰胺(PAM)800万   12 2580   小于30   4.2％
20 20％(100nm)   硝酸钾0.5％ 聚丙烯酰胺(PAM)1200万   杀菌剂：聚季铵盐   11 2785   小于30   5.2％
21   40％(250nm)   9 2450   小于60   10％
22 40％(250nm) 聚丙烯酰胺(PAM)2000万 9 3040 小于30 5.2％
23 5％(20nm)   0.5％醋酸铵   12 650   小于30   4.5％
24 25％   0.5％醋酸铵   聚丙烯酰胺(PAM)2000万   11 2740   小于30   4.2％
从上表的抛光数据可以看出：与实施例1相比，在空白二氧化硅抛光液中加入阴离子型聚丙烯酰胺后，PETEOS的抛光速率大幅度提高，均接近或达到市售产品，抛光均一性也较市售产品好，且固含量明显降低。与实施例7相比，加入无机盐，或阴离子性聚丙烯酰胺或它们的混合物，均较空白二氧化硅浆液的去除速率有不同程度的提高，具有促进氧化物抛光效果，且抛光均一性较好，表面污染物数量均较小，且接近或小于市售产品。

Claims (12)

1.一种化学机械抛光液，其包含：磨料、至少一种二氧化硅抛光促进剂，PH调节剂和分散稳定剂。
2.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的磨料为选自二氧化硅溶胶、金属掺杂的二氧化硅、气相法二氧化硅及其水分散体、氧化铝、改性氧化铝、氧化饰和高聚物颗粒中的一种或多种。
3.如权利要求2所述的抛光液，其特征在于，所述的磨料为二氧化硅溶胶颗粒和/或气相法二氧化硅。
4.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的磨料的颗粒粒径为20～250nm。
5.如权利要求4所述的抛光液，其特征在于，所述的磨料的颗粒粒径为80～200nm。
6.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述的磨料的质量百分含量为5～40％。
7.如权利要求6所述的抛光液，其特征在于，所述的磨料的质量百分含量为10～20％。
8.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述二氧化硅的抛光促进剂为阴离子型聚丙烯酰胺和/或聚丙烯酸与聚丙烯酰胺的共聚物，分子量为500万～2000万。
9.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述二氧化硅的抛光促进剂为无机盐，所述无机盐为选自强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐和强酸强碱盐中的一种或多种。
10.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液还包含杀菌剂和/或防霉剂。
11.如权利要求1所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液的pH为9～12。
12.如权利要求11所述的抛光液，其特征在于，所述抛光液的pH为10.5～11.5。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102586783A (zh) * 2012-01-09 2012-07-18 清华大学 缓蚀剂、其制备方法及化学机械抛光组合物
CN104130715A (zh) * 2014-07-01 2014-11-05 安徽拓普森电池有限责任公司 一种用于半导体集成电路中金属钨的抛光液及其制备方法
CN106147614A (zh) * 2015-04-17 2016-11-23 宁波日晟新材料有限公司 硬质陶瓷抛光液及其制备方法
CN106147615A (zh) * 2015-04-17 2016-11-23 宁波日晟新材料有限公司 含铁催化剂的陶瓷抛光液及其制备方法
CN106349945A (zh) * 2016-08-01 2017-01-25 清华大学 一种抛光组合物
CN108997940A (zh) * 2018-06-04 2018-12-14 上海映智研磨材料有限公司 适用于蓝宝石抛光的化学机械抛光液

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1291630A (zh) * 1999-09-28 2001-04-18 不二见株式会社 制造存储器硬盘用的抛光组合物和抛光方法
CN101451047A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
CN101550319A (zh) * 2008-04-03 2009-10-07 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1291630A (zh) * 1999-09-28 2001-04-18 不二见株式会社 制造存储器硬盘用的抛光组合物和抛光方法
CN101451047A (zh) * 2007-11-30 2009-06-10 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
CN101550319A (zh) * 2008-04-03 2009-10-07 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102586783A (zh) * 2012-01-09 2012-07-18 清华大学 缓蚀剂、其制备方法及化学机械抛光组合物
CN104130715A (zh) * 2014-07-01 2014-11-05 安徽拓普森电池有限责任公司 一种用于半导体集成电路中金属钨的抛光液及其制备方法
CN104130715B (zh) * 2014-07-01 2015-09-23 安徽拓普森电池有限责任公司 一种用于半导体集成电路中金属钨的抛光液及其制备方法
CN106147614A (zh) * 2015-04-17 2016-11-23 宁波日晟新材料有限公司 硬质陶瓷抛光液及其制备方法
CN106147615A (zh) * 2015-04-17 2016-11-23 宁波日晟新材料有限公司 含铁催化剂的陶瓷抛光液及其制备方法
CN106349945A (zh) * 2016-08-01 2017-01-25 清华大学 一种抛光组合物
CN106349945B (zh) * 2016-08-01 2019-01-11 清华大学 一种抛光组合物
CN108997940A (zh) * 2018-06-04 2018-12-14 上海映智研磨材料有限公司 适用于蓝宝石抛光的化学机械抛光液
CN108997940B (zh) * 2018-06-04 2021-01-19 上海映智研磨材料有限公司 适用于蓝宝石抛光的化学机械抛光液

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