[发明专利]铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及抛光液，尤其涉及一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液。

背景技术

随着集成电路的集成度越来越来高，铝作为互连材料越来越来显示出其不足之处，而铜具有底电阻率，底的电迁移率是代替铝作为互联材料的首选材料，而铜互联线必须进行全局平坦化，CMP成为铜互连中非常关键的技术，因此引起了人们的广泛关注。

近年来，随着集成电路集成度提高，集成电路飞速发展，原来的铝作为互连线已经很难适应这种发展的要求，因此，需要选用新材料来制备集成电路的互连线。目前很多公司开始研究选用铜作为制备集成电路互连的材料，实践中证明铜作为集成电路的互连线比用铝做集成电路的互连线具有更好的导电效果，有效降低电迁移率，提高芯片的成品率，降低布线的层数，因此铜成为集成电路制造中作为互连线的重要原材料。

同其他金属互连材料一样，铜在用于制备集成电路的互连线时，其表面也需要经过精密的加工，使其达到全局平坦化的效果，才能实现多层互连。目前，铜抛光的专用抛光液存在的问题，一是种类比较少，二是抛光效率低，三是平坦化效果不好，不能满足全局平坦化的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其可用于铜的全局平坦化的加工中，有效增加抛光速率比，达到表面的全局平坦化的效果，能够满足集成电路互连的表面平坦化的效果的需要，而且抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。

本发明铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，包括磨料、表面活性剂、络合剂，PH调节剂以及去离子水；其特征在于：各种组分所占的重量百分比为：磨料为10％至40％，表面活性剂为5％至20％，络合剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料是粒径为15至200nm的水溶性二氧化硅溶胶；

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料的粒径优选20至80nm。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-20)、聚合度为25的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-25)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述PH值调节剂为无机碱、有机碱或它们的组合。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠；所述有机碱为多羟多胺和胺中的一种或它们的组合。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述多羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺；所述胺为乙二胺或四甲基氢氧化铵。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于，先将所需重量的磨料均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将表面活性剂液体输入容器罐中，与容器罐内的磨料进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。

前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于：所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-10⁵至0Mpa。

本发明用于铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的有益效果，该抛光液使用粒径较大的水溶性二氧化硅溶胶作为磨料，既提高了磨料的分散性能，又可以大大提高了抛光速率，而且使抛光后的铜表面的粗糙度和波纹度降低并且能有效的提高表面的抛光速率比；再者，本发明的抛光液为碱性，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。

具体实施方式

本发明铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料、表面活性剂、PH调节剂、络合剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％至40％，表面活性剂为5％至20％，络合剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。