[发明专利]季铵盐型阳离子表面活性剂和一种化学机械抛光液的应用

说明书

技术领域

本发明涉及季铵盐型阳离子表面活性剂和一种化学机械抛光液的新 应用。

背景技术

传统介电层材料(如TEOS)由于具有较高的介电常数，会导致传导层 之间电容增大，从而影响集成电路的速度，使效率降低，随着集成电路的 复杂化和精细化，这种基底材料越发不能满足更先进制程的(65nm或45nm) 技术要求，在衬底中引入低介电材料(如CDO、SOG)是集成电路技术发展 的必然趋势，随之产生了许多用于低介电材料的抛光浆液。

但目前现有技术中的低介电材料抛光液都没有达到制造成本和技术 表现的完美结合。如专利文献US6046112公开了一种酸性浆料，采用ZrO₂为磨料，配合羟胺，来抛光低介电材料SOG。所采用的磨料价格高，生产 成本高。再如专利文献US6974777公开了一种用于低介电材料的抛光液， 该抛光液包含有一种HLB值大于7的非离子表面活性剂，该非离子表面活 性剂会抑制低介电材料的抛光速率，而对铜和钽的去除速率影响不大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供季铵盐型阳离子表面活性剂在制 备低介电材料的化学机械抛光液中的应用。本发明经研究发现，季铵盐型 阳离子表面活性剂可抑制低介电材料(如BD)的抛光速率，而对铜、钽 和二氧化硅(Teos)的去除速率影响不大。

较佳的，本发明提供了一种含季铵盐型阳离子表面活性剂的化学机械 抛光液在在抛光低介电材料中的应用。所述的化学机械抛光液包含研磨颗 粒、季铵盐型阳离子表面活性剂、腐蚀抑制剂、络合剂、氧化剂和水。

本发明中，所述的季铵盐型阳离子表面活性剂较佳的为单季铵盐型阳 离子表面活性剂和/或双子型季铵盐阳离子表面活性剂。

其中，所述的单季铵盐型阳离子表面活性剂较佳的为R₁R₂N⁺R₃R₄X^-， 其中：R₁为-C_mH_2m+1，8≤m≤22；R₂和R₃相同，为-CH₃或-C₂H₅；R₄与 R₁相同，或R₄为-CH₃、-C₂H₅、-CH₂-C₆H₅或-CH₂CH₂OH；X^-为Cl^-、Br^-、 CH₃SO₄^-、NO₃^-或C₆H₅-SO₄^-。

其中，所述的双子型季铵盐阳离子表面活性剂较佳的为(R₁R₂N⁺R₃X^-)- R₅-(R₁R₂N⁺R₃X^-)，其中：R₁和R₁’为-C_mH_2m+1，8≤m≤18，R₁和R₁’相同或 不同；R₂和R₃相同，为-CH₃或-C₂H₅；R₅为苯二亚甲基，聚亚甲基-(CH₂)_n-， 2≤n≤30，或聚氧乙烯基-CH₂CH₂-(OCH₂CH₂)_n-，1≤n≤30；X^-为Cl^-或Br。