[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，但用于减少抛光过程中的污染物数量的专利鲜见报道，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产品，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组合物，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；所述磨料的粒径为40-250nm，最好为100-200nm。磨料粒子含量在5-40％，最好为10～20％。

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，柠檬酸以及有机磷酸等。

辅助清洗剂为季铵盐或季铵碱，例如四甲基氢氧化铵，四乙基氢氧化铵，四丙基氢氧化铵，四丁基氢氧化铵，四丙基溴化铵，四丁基氯化铵等。

辅助清洗剂的添加浓度为0.01-1％，最好的为0.1-0.5％。

上述含量均为质量百分比含量。

本发明的抛光组合物还包括防霉杀菌剂。抛光组合物的pH值在10-12，最好的为10.5-11.5。

本发明的技术效果是：

采用发烟硅粉为磨料，具有相对较高的二氧化硅去除速率，和匹配的表面轮廓，采用专有的螯合剂和季铵碱或季铵盐组合来降低抛光后晶圆表面的颗粒物残留和微划伤数量。以满足更高技术节点对表面污染物指标的要求。

附图说明

图1未添加柠檬酸和四甲基氢氧化铵的晶圆表面。

图2为添加柠檬酸和四甲基氢氧化铵的表面。

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。

抛光条件：Logiteck PM50

压力：4psi

转速：抛光头转速：90转/分，抛光盘转速：70转/分

抛光液流量：100ml/min

抛光时间：2min

表1、实施例1-13

结合附图对本发明的组合物进一步阐述，图1未添加柠檬酸和四甲基氢氧化铵的晶圆表面。晶圆表面抛光后残留许多团聚的二氧化硅颗粒，在后续的清洗中未能有效去除。

图2为添加柠檬酸和四甲基氢氧化铵的表面。加入柠檬酸后表面污染物颗粒数明显降低，继续添加四甲基氢氧化铵，表面污染物数量进一步降低，少于30颗，未发现表面微划伤，季铵碱具有的表面活性改善了晶圆表面和二氧化硅颗粒的表面电性，进而改变了在晶圆表面的吸附性和自身的团聚，从而降低了表面颗粒物残留。