[发明专利]介电层抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体产业的介电层抛光液。

背景技术

现今半导体产业已进入ULSI(超大规模集成电路)时代，聚焦深度的问题愈来愈显现，因此平坦化的技术愈加重要。而在众多平坦化技术中，唯有CMP(化学机械抛光)可以同时满足低温且全域性的平坦化。

对于传统的介电层CMP抛光液，其组成主要是以分散在氢氧化钠、氢氧化钾及氨水溶液中的二氧化硅抛光粉。其中，二氧化硅用以提供机械研磨时的磨料，而碱性氢氧化钾及氨水则提供OH离子，用以腐蚀介电层的表面，而平坦化的程度通常会随着抛光粉的固含量和碱性氢氧化钾及氨水添加量的增加而增加。然而，钠、钾离子具有很大的扩散系数，少量残留会对电性有巨大威胁。另外，由于氨水是一弱碱，为了达到要求的PH值，须添加很多才能满足。但是高浓度的氨水对眼睛的刺激性和特有的臭味限制了它的使用。

因此有必要提出一种不含金属离子而且不具有臭味的弱碱性介电层抛光液，以解决上述问题。使用后不但不会污染介电层，并没有令人讨厌的臭味。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含金属离子而且不具有臭味的弱碱性介电层抛光液，使用后不但不会污染介电层，并没有令人讨厌的臭味。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种介电层抛光液，其组成部分为：

二氧化硅磨料2-50％；PH调节剂0.2-10％；螯合剂0.1-5％；铵盐0.1-5％；表面活性剂0.01-5％；其余为去离子水，混合，搅拌而形成。

采用本发明的技术方案，具有以下优点：

1)本发明所述的PH调节剂为碱性有机胺，如三乙胺和二异丁基胺中至少一种，不含金属离子而且不具有臭味。用来调节抛光液的PH值，使二氧化硅处于良好的悬浮状态，提供稳定的抛光速率。采用的胺不含金属类成分避免对硅片的玷污而影响以后的器件的性能。

所述的螯合剂为乙二胺四乙酸和柠檬酸及其盐中的至少一种。可以和前制程带入的大量金属离子结合而除去，从而改善抛光片的质量。

所述的表面活性剂为醇醚类非离子类表面活性剂，如OP-10，TX-10等，可以优先吸附，形成长期易清洗的物理吸附表面，以改善表面状态，同时提高质量传递速率，以降低晶圆的表面粗糙度。

所述的铵盐为为硝酸铵，硫酸铵中至少一种。适当的用量可以改善二氧化硅和介电层表面的亲水性，辅助PH调节剂提供稳定的抛光速率。

2)本发明所采用的二氧化硅磨料在制备时通过对表面改性，改善其表面的物理和化学性能，粒径范围为40-60nm，并通过纯化，使其Na离子含量范围＜0.07％，避免对晶片的玷污而影响以后的器件的性能。并用PH调节剂调节PH值范围为10-11，使抛光液处于稳定悬浮状态。

3)在使用该抛光液时，先把所配制的抛光液和去离子水的配比为1∶1稀释，在采用美国3800型化学机械抛光机，Rodel IC1400抛光垫的情况下，抛光压力200g/cm2，转速45rpm，抛光流量200ml/min，对介电层进行规定时间加工，抛光后进行清洗，抛光速率为0.1-0.2um/min，表面质量无严重损伤，低表面粗糙度。

具体实施方式

实施例1

配置100克二氧化硅磨料抛光液。

在60克水中加入2克表面活性剂OP-10，搅拌均匀，先加入2克三乙胺，缓慢加入33克40-60nm粒径的二氧化硅，搅拌经过静置，等溶液稳定后，再加入剩余的1克三乙胺、0.5g乙二胺四乙酸和1.5克硝酸铵，混合搅拌而成，所配的抛光液PH值范围在10.5-11，Na离子含量范围＜0.07％，粘度小于5mPa.s。

实施例2

配置1200克二氧化硅磨料抛光液。

在700克水中加入30克表面活性剂TX-10，搅拌均匀，先加入20克二异丁基胺，缓慢加入400克40-60nm粒径的二氧化硅，经过静置，等溶液稳定后，再加入剩余的25克二异丁基胺、5克柠檬酸和20克硫酸铵，混合搅拌而成，所配的抛光液PH值范围在10.5-11，Na离子含量范围＜0.07％，粘度小于5mPa.s。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。