[发明专利]GLSI多层布线高价金属在CMP中的应用

说明书

本发明公开了一种GLSI多层布线高价金属在CMP中的应用，为化学机械抛光平坦化提高稳定性提供一种新技术。所述多层布线高价金属的化合物替代氧化剂。CMP所用抛光液中含有与布线金属种类相同的布线高价金属化合物。采用本发明技术方案的抛光液可以稳定6个月以上，直接使用。使用时，不用专用设备的配置，简化了工艺，大大提高了抛光液的稳定性。而且，运输保存安全，不对设备产生腐蚀，使用更安全。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，更具体的说，是涉及一种GLSI多层布线高价金属在CMP中的应用，以及含有布线高价金属化合物的CMP抛光液。

背景技术

极大规模集成电路(GLSI)从上世纪90年代集成度按摩尔定律以18个月翻一翻增加，每个几十平方毫米芯片可集成近百亿元器件，互联后才有设计功能，联线总长度达地球赤道几圈长。由于单层连会产生线线短路，IBM发明了分层连线的方法，连线间需绝缘介质。为防止布线金属工作中扩散连通短路，在介质与布线金属间加一层惰性金属即阻档层。布线首先用光刻蚀，做出布线槽，用电镀法把导线金属铺上，电镀后布线槽内外出现一层布线金属，且具有槽内低槽外高的高度差，在多层布线中平整度差应低于光刻的波长，IBM公司发明了化学机械抛光技术实现平坦化(CMP)。专家认为没有CMP就没有微电子发展。

目前，布线金属为铜、钌、钴等，化学作用就是在CMP条件下通过氧化剂作用将零价布线金属氧化成溶于水的产物被带走。目前，用于制备抛光液的氧化剂为双氧水(即过氧化氧)，但由于双氧水不稳定易分解，使得CMP速率不稳，只得现用现配。而且，双氧水运输保存危险，容易腐蚀设备。因此，急需研究一种稳定性好，使用安全的抛光液。

同时，现有抛光液在运输及储存过程中容易生成菌膜，由于生成菌膜的抛光液的有效成分发生了变化，只能废弃掉，给用户造成了损失。因此，抛光液的抑菌研究也是微电子行业急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种采用布线高价金属化合物替代目前的氧化剂在CMP领域的应用。

本发明的另一个目的是提供一种稳定性好，使用安全的CMP抛光液。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种GLSI多层布线高价金属在CMP中的应用。

所述多层布线高价金属的化合物替代氧化剂。

CMP所用抛光液中含有与布线金属种类相同的布线高价金属化合物。

所述布线高价金属化合物为无机铜盐、有机铜盐、钴的高价盐或钌的高价盐。

所述布线高价金属化合物为柠檬酸铜、柠檬酸螯合铜、甘氨酸铜、[C0(NH₃)₆]Cl₃、三氯化钴、三氟化钴、柠檬酸钴、三水氯化钌、十二羰基三钌、三氧化钌或四氧化钌。

一种CMP抛光液，所述抛光液中含有与布线金属种类相同的布线高价金属化合物0.1-60g/L。

还包括螯合剂0.1-60g/L。

所述布线高价金属化合物为无机铜盐、有机铜盐、钴的高价盐或钌的高价盐。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明GLSI多层布线高价金属在CMP中的应用采用布线高价金属离子化合物代替了CMP中的氧化剂，在CMP的条件下，凸处压力及动能大于凹处，布线高价金属离子在凸处克服化学势垒达到价键距离与零价布线金属发生氧化反应成为低价金属离子，低价金属离子被螯合剂络合为易溶的络合物带走，或者被氧化成溶于水的产物被带走；而凹处压力小，动能小，布线高价金属离子难以克服化学势垒，不反应或慢反应，凸处与凹处以高低速率差实现了平坦化。通过本发明的方案为化学机械抛光平坦化及稳定性开辟了新技术。