CN1865387A

CN1865387A - 抛光浆料

Info

Publication number: CN1865387A
Application number: CNA2005100258673A
Authority: CN
Inventors: 肖正龙; 杨春晓
Original assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Current assignee: Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Priority date: 2005-05-17
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2006-11-22
Also published as: WO2006122492A1; US20090121178A1; US7947195B2

Abstract

本发明公开了一种抛光浆料，其包括载体和功能化氧化铝颗粒。本发明的含功能化氧化铝颗粒的抛光浆料稳定性好，功能化氧化铝颗粒易分散；该抛光浆料可降低衬底表面缺陷率，提高表面质量，减少总金属损失率，扩大了工艺参数变化范围。

Description

抛光浆料

技术领域

本发明属于抛光剂领域，尤其涉及一种含功能化氧化铝颗粒的抛光浆料。

背景技术

在集成电路制造中，互连技术的标准在提高，一层上面又沉积一层，使得在衬底表面形成了不规则的形貌。现有技术中使用的一种平坦化方法就是化学机械抛光(CMP)，CMP工艺就是使用一种含研磨颗粒的混合物和抛光垫去抛光一集成电路表面。在典型的化学机械抛光方法中，将基材直接与旋转抛光垫接触，用一载重物在基材背面施加压力。在抛光期间，垫片和操作台旋转，同时在基材背面保持向下的力，将磨料和化学活性溶液(通常称为浆料)涂于垫片上，该浆料与正在抛光的薄膜发生化学反应开始进行抛光过程。

CMP抛光浆料通常含研磨颗粒，如Beyer等人的US4,789,648公开了氧化铝研磨颗粒、硫酸、硝酸、乙酸及去离子水等配料的浆料。US 5,391,258公开了用于抛光金属与二氧化硅复合物的浆料，该浆料包括含水介质、研磨颗粒和控制二氧化硅除去速率的阴离子。用于CMP的其他抛光浆料描述于Neville等人的US 5,527,423、Yu等人的US 5,354,490、Medellin等人的US5,157,876、Medellin等人的US 5,137,544和Cote等人的US 4,956,313。

随着低介电常数k的绝缘材料引入芯片中，迫切需要对传统CMP浆料进行改进。因大多数具有低介电常数k的材料极易破碎。在CMP浆料中，人们期望降低研磨颗粒的浓度和减小向下的压力来消除缺陷或将其降低到最低程度，而同时保持一个高的除去速率。

发明内容

本发明的目的是提供一种抛光浆料，其包括载体，还包括功能化氧化铝颗粒。该载体较佳地为水。

其中，该功能化氧化铝颗粒的平均粒径优选0.03-0.2微米，更优选0.03-0.1微米。

该功能化氧化铝颗粒为德国Sasol(撒索)公司提供的DISPAL和DISPERAL等系列产品，其上有醋酸基、甲苯磺酸基、十二烷基苯磺酸基或硅烷基等官能团。

该功能化氧化铝颗粒不仅可以起到研磨颗粒的作用，而且还与金属衬底发生化学作用，形成稳定的金属离子络合物。因此，功能化氧化铝颗粒将给金属衬底提供机械力和化学力，因而可降低抛光浆料中颗粒的含量，从而使得抛光过程中的向下力得到降低，衬底表面质量得到提高，总金属损失也降至最低程度，扩大了工艺参数变化范围，缺陷率得到最小化。

该抛光浆料还可以包括氧化剂、络合剂、表面钝化剂和/或表面活性剂。

该功能化氧化铝颗粒的含量为1-30％、该氧化剂的含量为0.1-15％、该络合剂的含量为0.01-10％、该表面钝化剂的含量为0.001-5％、该表面活性剂的含量为0.001-10％和载体为余量，以上百分比均指占整个组合物的质量百分比。

该氧化剂为过氧化氢、硝酸铁、有机过氧化物和/或无机过氧化物；该表面活性剂为阳离子、阴离子、两性、中性和/或高分子表面活性剂；该络合剂为含氧、氮、硫或磷的化合物。

该表面活性剂优选脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、烷基醇酰胺和/或FA/O表面活性剂；该络合剂优选含羟基、羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基、羟胺基、胺盐和/或胺基的化合物。

该抛光浆料还可以包括分散剂、催化剂和pH调节剂中的一种或几种。

本发明的积极进步效果在于：本发明的抛光浆料稳定性好，功能化氧化铝颗粒易分散；该抛光浆料可降低衬底表面缺陷率，提高表面质量，减少总金属损失率，扩大了加工工艺参数变化范围。

具体实施方式

下面给出本发明的较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

实施例1

10wt％平均粒径为0.1微米的对甲苯磺酸氧化铝颗粒、5.0wt％双氧水、0.1wt％苯并三唑、0.5wt％柠檬酸、0.01wt％月桂醇聚氧乙烯醚、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例2

5wt％平均粒径为0.13微米的十二烷基苯磺酸氧化铝颗粒、2.5wt％双氧水、0.05wt％苯并三唑、0.01wt％草酸、0.01wt％十二烷基磺酸钠、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例3

10wt％平均粒径为0.075微米的硅烷基氧化铝颗粒、1wt％过氧化氢、0.001wt％BTA、0.1wt％酒石酸、0.01％聚氧乙烯醚、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例4

1wt％平均粒径为0.1微米的对甲苯磺酸氧化铝颗粒、1.0wt％硫代硫酸铵、0.1wt％BTA、1wt％琥珀酸、10％聚乙烯醇、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例5

1wt％平均粒径为0.1微米的带有硅烷功能化氧化铝颗粒、5wt％双氧水、0.1wt％BTA、2wt％EDTA、0.1％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例6

5wt％平均粒径为0.1微米的十二烷基苯磺酸氧化铝颗粒、5wt％双氧水、0.1wt％BTA、1.0wt％丁二胺、0.001wt％硬脂酰胺、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例7

30wt％平均粒径为0.03微米的对甲苯磺酸基氧化铝颗粒、0.5wt％双氧水、5wt％5-羧基苯并三唑、0.5wt％草酸、0.01％十二烷基硫酸二乙醇胺盐、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

实施例8

2wt％平均粒径为0.2微米的十二烷基苯磺酸氧化铝颗粒、15wt％双氧水、0.01wt％BTA、10wt％EDTA、5％聚氧化丙烯甘油醚、其它为水。下压力：1psi、抛光盘的转速：50rpm、抛光头转速：75rpm、抛光液流速：150mL/min。

Claims

1、一种抛光浆料，其包括载体，其特征在于还包括功能化氧化铝颗粒。

2、根据权利要求1所述的抛光浆料，其特征在于该功能化氧化铝颗粒的平均粒径为0.03-0.2微米。

3、根据权利要求2所述的抛光浆料，其特征在于该功能化氧化铝颗粒的平均粒径为0.03-0.1微米。

4、根据权利要求1至3任一项所述的抛光浆料，其特征在于该抛光浆料还包括氧化剂、络合剂、表面钝化剂和/或表面活性剂。

5、根据权利要求4所述的抛光浆料，其特征在于该功能化氧化铝颗粒的含量为1-30％、该氧化剂的含量为0.1-15％、该络合剂的含量为0.01-10％、该表面钝化剂的含量为0.001-5％、该表面活性剂的含量为0.001-10％和载体为余量，以上百分比均指占整个组合物的质量百分比。

6、根据权利要求4所述的抛光浆料，其特征在于该氧化剂为过氧化氢、硝酸铁、有机过氧化物和/或无机过氧化物；该表面活性剂为阳离子、阴离子、两性、中性和/或高分子表面活性剂；该络合剂为含氧、氮、硫或磷的化合物。

7、根据权利要求6所述的抛光浆料，其特征在于该表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯烷基胺、烷基醇酰胺和/或FA/O表面活性剂；该络合剂为含羟基、羧基、硫酸基、磺酸基、磷酸基、羟胺基、胺盐和/或胺基的化合物。

8、根据权利要求4所述的抛光浆料，其特征在于该抛光浆料还包括分散剂、催化剂和pH调节剂中的一种或几种。