[发明专利]一种抛光组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于层间介质材料平坦化的抛光组合物。

背景技术

二氧化硅是目前半导体制造过程中常用的介质材料之一，它主要应用在金属前介质，金属层间介质以及浅槽隔离等工序中，介质材料的平坦化对后道的曝光，蚀刻等工艺制程有着至关重要的影响，随着技术节点的推进，尤其是进入45nm及以下制程后，对平坦化工艺有了更加苛刻的要求，例如平坦化效率，表面形貌，表面污染物颗粒数量，表面微划伤的数量，晶圆级以及切片级抛光均一性，以及抛光稳定性的要求都达到了更高的水平，特别是表面颗粒物以及微划伤的数量要求更为严格，通常都要求在30颗以下，大于0.2um的表面微划伤数量小于10颗，此外，在全球节能降耗的大背景下，各大芯片厂均面临生产成本的巨大压力，在保证性能的前提下，均要求进一步提高单位消耗的产能，尽管介质材料的抛光是一项量产多年的技术，已发表的专利也有很多，但有关降低表面污染物数量的专利却鲜见报道，例如中国专利CN1352673A中公开一种阳离子表面活性剂烷基卤化铵吸附在晶片表面保护二氧化硅以减少微划伤，但这是一个无浆的水性体系，与传统的CMP工艺不同。其它大都是有关氧化铈方面的专利报道例如US7,708,788，US7091164等，但在成本上价格仍然居高不下，例如目前广泛使用的介质材料抛光液美国加博特公司的氧化物抛光液，以及罗门哈斯的产品均存在成本较高的现状，为此，本专利旨在发明一种抛光速率高，表面污染物数量控制较低，表面微划伤较少，表面形貌能够满足工艺要求，抛光性能稳定的低成本介质材料抛光液。以满足目前芯片制造领域对该产品的技术需求。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有缺陷，提供一种用于层间介质材料平坦化的抛光组合物。

本发明采用以下技术方案：

本发明公开一种二氧化硅介质材料抛光液，含有一种磨料，一种PH调节剂，一种辅助清洗剂，一种螯合剂。

所述的磨料为二氧化硅溶胶或发烟硅粉的水分散体。粒径为100-250nm，最好为150-200nm。磨料含量在5-40wt％，最好为10～20wt％。

PH调节剂为无机强碱例如KOH，NaOH，以及有机胺，例如甲醇钠，乙醇钠，三乙胺，三乙醇胺等。

螯合剂为有机酸例如醋酸，乙二酸，丙二酸，柠檬酸等一元或多元羧酸或者乙二胺四乙酸等氨基羧酸。螯合剂的添加量为：0.1wt％-1wt％。

本发明的辅助清洗剂为水溶性高聚物，例如聚丙烯酸及其盐或者聚丙烯酸共聚物，例如聚丙烯酸，聚丙烯酸钾，聚丙烯酸钠，聚丙烯酸铵，丙烯酸马来酸共聚物等，水溶性高聚物的分子量，1000-30000，最好的为2000-10000。水溶性高聚物的的添加量为：0.01wt％-1wt％。

本发明抛光组合物还可包括防霉杀菌剂等。本发明的抛光组合物的pH值在10-12，最好的10.5-11。

本发明的技术效果是：采用硅基磨料，采用水溶性聚合物和螯合剂来降低抛光后晶圆表面的颗粒物残留，并具有较高的去除速率和合适的选择比。

降低介质材料抛光中表面微划伤的数量，以满足更高技术节点对这方面的要求。

附图说明

图1为没有添加柠檬酸和聚丙烯酸铵的晶圆表面。

图2为加入柠檬酸和聚丙烯酸的晶圆表面。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步阐述本发明的优点。

实施例1～10

图1为没有添加柠檬酸和聚丙烯酸铵的晶圆表面；可以看出抛光后表面污染物颗粒数较多(测量区域内)，白色的小亮点为颗粒物残留，放大后为团聚在一起的二氧化硅颗粒。

图2为：加入柠檬酸和聚丙烯酸，颗粒物数量明显减低。(相同的测量区域)，说明，聚丙烯酸加强二氧化硅颗粒的分散，减少在警员表面的团聚，有机酸也可以改变晶圆表面的吸附性能，减少颗粒物残留物，两者的共同作用使得表面污染物数量明显减少。