TWI408194B - 拋光漿料 - Google Patents

拋光漿料 Download PDF

Info

Publication number
TWI408194B
TWI408194B TW94145995A TW94145995A TWI408194B TW I408194 B TWI408194 B TW I408194B TW 94145995 A TW94145995 A TW 94145995A TW 94145995 A TW94145995 A TW 94145995A TW I408194 B TWI408194 B TW I408194B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
polishing slurry
polishing
concentration
surfactant
Prior art date
Application number
TW94145995A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200724630A (en
Inventor
Danny Zheng-Long Shiao
Andy Chun-Xiao Yang
Original Assignee
Anji Microelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anji Microelectronics Co Ltd filed Critical Anji Microelectronics Co Ltd
Priority to TW94145995A priority Critical patent/TWI408194B/zh
Publication of TW200724630A publication Critical patent/TW200724630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI408194B publication Critical patent/TWI408194B/zh

Links

Landscapes

  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

拋光漿料
本發明係關於一種拋光漿料。
隨著微電子技術的發展，大型積體電路晶片集成度已高達幾十億個元器件，特徵尺寸已進入納米等級。因此，微電子工藝中的近百道工藝，尤其是多層佈線、襯底、介質，皆必須進行化學機械全面平整化，而化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)已被證明是最好的平整化方法。
在典型的化學機械拋光方法中，將基底欲被拋光之表面直接與旋轉拋光墊接觸，同時在基底背面施加壓力。在拋光期間，拋光墊隨操作臺旋轉，同時在基底背面保持向下的力，將磨料和化學活性溶液組成的液體(如拋光漿料)塗布於拋光墊上，拋光漿料會與正在拋光的薄膜發生化學反應，並且配合機械作用開始進行拋光過程。
在CMP製程中，減少缺陷以及控制腐蝕是兩個關鍵的性能標準，因此在形成表面膜時，需要保護襯底表面。如果膜太弱，保護就沒有效力；如果膜太硬，就很難除去。例如，苯並三唑(BTA)、三唑等已在化學機械拋光製程中用作成膜劑或腐蝕抑制劑，然而BTA通常會與Cu形成緻密堅固的膜。膜太堅硬，拋光速率會降低，進而需要加強機械作用，而強的機械作用又會導致刮痕問題和其他的缺陷問題。
隨著低介電常數k的絕緣材料引入晶片中，迫切需要對傳統CMP製程進行改進。因大多數具有低介電常數k的材料極易破碎。在CMP製程中，期望降低研磨顆粒的濃度和減小向下的壓力來消除缺陷或將其降低到最低程度，而同時保持一個高的除去速率。
因此，本發明之主要範疇在於提供一種拋光漿料，以解決上述問題。
本發明之一範疇在於提供一種拋光漿料，該拋光漿料包含研磨顆粒、載體以及雙官能團試劑。較佳地，上述之載體可為水，但不以此為限。
較佳地，上述之雙官能團試劑可為X-R-Y，其中，X代表親水基團，Y代表可與金屬襯底表面形成鍵結的基團，且R代表C1-C6的亞烷基或C6的亞芳基。較佳地，R可為C1-C4的亞烷基，X可為羥基、羧基、硫酸基、磺酸基或磷酸基，且Y可為氨基、三唑基、咪唑基或銨基。雙官能團試劑上的一個官能團與拋光襯底作用在襯底表面形成一層保護膜，另一官能團(如-OH、-COOH、-SO3H等)與研磨顆粒發生親和作用並輔助研磨顆粒除膜，從而降低研磨顆粒的濃度和拋光時的向下力。
較佳地，本發明之拋光漿料可進一步包含氧化劑、絡合劑及/或表面活性劑。
根據上述，研磨顆粒之濃度可為1~30%，氧化劑之濃度可為0.1~15%，絡合劑之濃度可為0.01~15%，雙官能團試劑之濃度可為0.001~5%，表面活性劑之濃度可為0.001~5%以及載體之濃度為剩下之百分比例，其中以上百分比均指佔該組合物之重量百分比。
上述之研磨顆粒可為二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰及/或二氧化鈦。上述之氧化劑可為過氧化氫、硝酸鐵、有機過氧化物及/或無機過氧化物。上述之表面活性劑可為陽離子、陰離子、兩性及/或中性表面活性劑。上述之表面活性劑亦可為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯醇、聚氧乙烯烷基胺及/或烷基醇醯胺。
本發明之拋光漿料可進一步包含分散劑、催化劑以及pH調節劑中的一種或數種。
因此，根據本發明之拋光漿料，由於降低拋光漿料中的研磨顆粒的濃度，且減小CMP製程中施加的向下力，進而提高襯底表面品質並將缺陷水準降至最低，而同時可保持所期望的除去速率。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述得到進一步的瞭解。
為達到上述有關本發明之範疇，所採用之技術手段及其餘功 效，茲舉數個較佳實施例加以說明如下：
第一實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含10wt%之二氧化矽顆粒(平均粒徑為0.1微米)、5.0wt%之雙氧水、0.1wt%之5-磺酸苯並三唑、0.5wt%之檸檬酸以及0.01wt%之脂肪醇聚氧乙烯醚，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/min。
第二實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含5wt%之二氧化矽顆粒(平均粒徑為0.1微米)、5.0wt%之雙氧水、0.1wt%之2-氨基-2-乙基-丙二醇、0.5wt%之檸檬酸以及0.01wt%之脂肪醇聚氧乙烯醚，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/min。
第三實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含8wt%之氧化鋁顆粒(平均粒徑為0.1微米)、1.0wt%之硫代硫酸銨、0.1wt%之賴氨酸、1wt%之EDTA以及0.1%之丙烯酸和丙烯酸酯共聚物，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/min。
第四實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含10wt%之二氧化矽顆粒(平均粒徑為0.1微米)、5wt%之雙氧水、0.1wt%之5-羧基苯並三唑、5wt%之EDTA以及5%之聚乙烯醇，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/min。
第五實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含5wt%之二氧化矽顆粒(平均粒徑為0.1微米)、0.5wt%之正丁醇胺、1.0wt%之丁二酸以及0.1wf%之丙烯酸和丙烯酸酯共聚物，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/min。
第六實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含1wt%之二氧化矽顆粒(平均粒徑為0.1微米)、15wt%之雙氧水、5wt%之4-羧基咪唑、0.01wt%之EDTA以及0.001wt%之丙烯酸和丙烯酸酯共聚物，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/min。
第七實施例
於此實施例中，本發明之拋光漿料包含30wt%之二氧化矽顆粒(平均粒徑為0.1微米)、0.1wt%之雙氧水、0.001wt%之組氨酸、15wt%之EDTA以及0.5wt%之丙烯酸和丙烯酸酯共聚物，其他成分為水。使用上述之拋光漿料於下列之條件設定下進行拋光：下壓力：1psi、拋光盤的轉速：50rpm、拋光頭轉速：75rpm、拋光液流速：150ml/mi。
相較於先前技藝，根據本發明之拋光漿料，由於降低拋光漿料中的研磨顆粒的濃度，且減小CMP製程中施加的向下力，進而提高襯底表面品質並將缺陷水準降至最低，而同時可保持所期望的除去速率。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

Claims (9)

  1. 一種拋光漿料(CMP slurry)，包含一研磨顆粒(Abrasive particles)、一載體(Carrier)以及一雙官能團試劑(Bifunctional reagent)，其中該雙官能團試劑為X-R-Y，其中，X代表親水基團，Y代表可與一金屬襯底表面鍵結之基團，R代表C1-C6的亞烷基或C6的亞芳基，其中該研磨顆粒之濃度為1~30%，其中X為羥基、羧基、硫酸基、磺酸基或磷酸基，且Y為氨基、三唑基、咪唑基或銨基，該雙官能團試劑之濃度為0.001~5%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之拋光漿料，其中R為C1-C4的亞烷基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之拋光漿料，進一步包含氧化劑、絡合劑及/或表面活性劑。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之拋光漿料，其中該氧化劑之濃度為0.1~15%，該絡合劑之濃度為0.01~15%，該表面活性劑之濃度為0.001~5%以及載體之濃度為剩下之百分比例，其中以上百分比均指佔該組合物之重量百分比。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之拋光漿料，其中該研磨顆粒為二氧化矽、氧化鋁、二氧化鈰及/或二氧化鈦。
  6. 如申請專利範圍第3或4項所述之拋光漿料，其中該氧化劑為過氧化氫、硝酸鐵、有機過氧化物及/或無機過氧化物。
  7. 如申請專利範圍第3或4項所述之拋光漿料，其中該表面活性劑為陽離子、陰離子、兩性及/或中性表面活性劑。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之拋光漿料，其中該表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙烯醇、聚氧乙烯烷基胺及/或烷基醇醯胺。
  9. 如申請專利範圍第3或4項所述之拋光漿料，進一步包含分散劑、催化劑以及pH調節劑中的一種或數種。
TW94145995A 2005-12-23 2005-12-23 拋光漿料 TWI408194B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW94145995A TWI408194B (zh) 2005-12-23 2005-12-23 拋光漿料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW94145995A TWI408194B (zh) 2005-12-23 2005-12-23 拋光漿料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200724630A TW200724630A (en) 2007-07-01
TWI408194B true TWI408194B (zh) 2013-09-11

Family

ID=49626745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW94145995A TWI408194B (zh) 2005-12-23 2005-12-23 拋光漿料

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI408194B (zh)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030186497A1 (en) * 2000-08-04 2003-10-02 Hitachi, Ltd. Methods of polishing, interconnect-fabrication, and producing semiconductor devices

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030186497A1 (en) * 2000-08-04 2003-10-02 Hitachi, Ltd. Methods of polishing, interconnect-fabrication, and producing semiconductor devices

Also Published As

Publication number Publication date
TW200724630A (en) 2007-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1900146B (zh) 化学机械抛光液
CN1319132C (zh) 钽阻挡层去除溶液
EP1229093B1 (en) Polishing composition and polishing method employing it
KR101144419B1 (ko) 금속-함유 기판의 화학 기계적 평탄화를 위한 방법 및 조성물
JP5472585B2 (ja) 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法
CN1900206B (zh) 化学机械抛光液及其用途
CN1301288A (zh) 用于铜基材的化学机械抛光浆料
CN102623327A (zh) 一种化学机械研磨方法
CN108250977B (zh) 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液
JP2003031529A (ja) Ｃｍｐ用スラリー、およびこれを用いた半導体装置の製造方法
JP4649871B2 (ja) 化学機械研磨剤キットを用いた化学機械研磨方法
CN1865385B (zh) 抛光浆料
JP2002256256A (ja) 化学機械研磨用水系分散体
JP2017061612A (ja) 化学機械研磨用組成物および化学機械研磨方法
WO2007048315A1 (fr) Pate d'abrasion chimique-mecanique pour couche barriere au tantale
JP4637398B2 (ja) 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
CN102477259B (zh) 一种化学机械抛光浆料
CN1865386B (zh) 抛光浆料
TWI408194B (zh) 拋光漿料
JP4707864B2 (ja) 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
CN104745090A (zh) 一种化学机械抛光液及其应用
TWI408215B (zh) 化學機械拋光液
CN108250972B (zh) 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液
JP2008078577A (ja) 基板処理方法
KR100583533B1 (ko) 구리 연마용 조성물