專利名稱：一種銅化學(xué)機(jī)械拋光組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子輔助材料及超精密加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種銅化學(xué)機(jī)械拋光組合物。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光是目前解決集成電路布線平坦化的唯一平坦化技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)外已相繼公開了一批相關(guān)專利技術(shù)，如 200610014301. 5,201010543029. 6、US2005/0074976AU W02009/048203A1和US2009/0215266A1。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路向高集成化、特征尺寸微細(xì)化方向發(fā)展。為了盡可能降低由于特征尺寸不斷減小而產(chǎn)生的嚴(yán)重互連延遲，在集成電路制造工藝中，已逐漸傾向于應(yīng)用更低介電常數(shù)的電介質(zhì)材料和具有更低電阻率、更優(yōu)抗電子遷移性能的銅互連線代替鋁互聯(lián)線。然而，擁有更低介電常數(shù)的電介質(zhì)材料，在傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光條件下很容易因?yàn)閼?yīng)力過(guò)大而造成嚴(yán)重?fù)p傷。因此，開發(fā)超低壓力條件下的銅拋光組合物成為應(yīng)用低介電常數(shù)電介質(zhì)材料和銅互連線的集成電路制造工藝中的關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用以往專利中的銅拋光液，拋光后經(jīng)簡(jiǎn)單清洗，表面仍會(huì)有大量顆粒殘留，經(jīng)清洗劑清洗雖然會(huì)消除大部分殘留但同時(shí)會(huì)在表面形成腐蝕缺陷；另外，銅拋光液專利中一般都應(yīng)用苯并三唑作為緩蝕劑，雖然苯并三唑可以在銅表面因強(qiáng)烈吸附形成致密的保護(hù)膜抑制腐蝕缺陷的形成，但同時(shí)也會(huì)快速降低去除速率并會(huì)因過(guò)量沉積造成微劃痕等損傷。本發(fā)明中，我們采用表面活性劑改善表面電荷分布，并在表面形成優(yōu)先吸附，促使拋光液中的顆粒在完成材料移除任務(wù)后被順利帶走，同時(shí)采用長(zhǎng)鏈緩蝕劑在表面形成致密高彈性的保護(hù)膜抑制腐蝕缺陷的形成，從而獲得無(wú)顆粒殘留、無(wú)腐蝕缺陷的光滑表面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供在超低壓力(<0.5psi)條件下能夠?qū)崿F(xiàn)銅層快速去除，并獲得無(wú)顆粒殘留、無(wú)腐蝕缺陷的光滑表面的一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種應(yīng)用表面活性劑和長(zhǎng)鏈緩蝕劑的銅層化學(xué)機(jī)械拋光組合物。本發(fā)明提供一種銅化學(xué)機(jī)械拋光組合物，包括磨粒、氧化劑、絡(luò)合劑、拋光促進(jìn)劑和PH調(diào)節(jié)劑，其特征在于還包括長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑；其中，所述長(zhǎng)鏈緩蝕劑為十二烷基苯并三唑磺酸鹽，優(yōu)選十二烷基苯并三唑磺酸鈉、 十二烷基苯并三唑磺酸銨和十二烷基苯并三唑磺酸鉀中的一種或幾種；所述表面活性劑為聚馬來(lái)酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、壬基酚聚氧乙醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、FSN-100杜邦氟碳表面活性劑、羥甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥乙基纖維素鈉或羧甲基纖維素中的一種或幾種，表面活性劑優(yōu)選羥甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥乙基纖維素鈉、羧甲基纖維素，最優(yōu)選羥乙基纖維素、羥乙基纖維素鈉。本發(fā)明還給出了拋光組合物中長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑的用量，長(zhǎng)鏈緩蝕劑的重量百分比為0. 005% 0. 2% ；表面活性劑的重量百分比為0. 001% 0. 1%。本發(fā)明提供的拋光組合物中，所述磨粒為氧化硅、氧化鋁、氧化鈰的一種或幾種， 磨粒的粒徑均在20 IOOnm范圍內(nèi)。磨粒的重量百分比為0. 2% 10%。本發(fā)明提供的拋光組合物中，所述氧化劑為過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫脲、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、高錳酸鉀、高氯酸鉀、次氯酸鉀、鐵氰化鉀、硝酸銨或硝酸鐵中的一種或幾種，氧化劑優(yōu)選過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫脲、過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化苯甲酰，最優(yōu)選過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫脲。氧化劑的重量百分比為0. 10%。本發(fā)明提供的拋光組合物中，所述絡(luò)合劑為氨基乙酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、羥谷氨酸、羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-羥基膦?；宜?、乙酸、 草酸、蘋果酸、乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉或草酰胺的一種或幾種，絡(luò)合劑優(yōu)選氨基乙酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸，最優(yōu)選氨基乙酸、谷氨酸。絡(luò)合劑的重量百分比為0.05^-2 ^本發(fā)明提供的拋光組合物中，所述拋光促進(jìn)劑可以是磷酸氫二銨、氟化鈉、磷酸氫鈉、檸檬酸鉀中的一種或幾種的組合物，拋光促進(jìn)劑優(yōu)選磷酸氫二銨、氟化鈉、磷酸氫鈉，最優(yōu)選磷酸氫二銨、氟化鈉。拋光促進(jìn)劑的重量百分比為0. 05% 1%。本發(fā)明提供的拋光組合物中，所述pH調(diào)節(jié)劑可以是硝酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺、乙醇胺中的一種或幾種的組合物。本發(fā)明提供的拋光組合物中，所述的拋光組合物余量為去離子水，pH值控制在 2. 0 6. 0范圍內(nèi)。本發(fā)明所述超低壓力下銅拋光組合物，可采用本領(lǐng)域常用的方法制備，比如，將各成分按配比加入去離子水中攪拌均勻即可。本發(fā)明的超低壓力下銅拋光組合物，具有如下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明拋光組合物可以顯著的降低表面殘留，尤其是表面顆粒殘留；2.本發(fā)明拋光組合物可以顯著的降低表面腐蝕缺陷；3.本發(fā)明拋光組合物可以獲得較高的去除速率；4.本發(fā)明拋光組合物還有工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是用不加長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑的拋光液拋光后銅表面的3D輪廓圖。圖2是用加表面活性劑的拋光液拋光后銅表面的3D輪廓圖。圖3是用加長(zhǎng)鏈緩蝕劑的拋光液拋光后銅表面的3D輪廓圖。圖4是用加長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑但各組分匹配較差時(shí)的拋光液拋光后銅表面的3D輪廓圖。圖5是用加長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑且各組分匹配較好時(shí)的拋光液拋光后銅表面的3D輪廓圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)做詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但并不用來(lái)限制本發(fā)明。
實(shí)施例中所用的長(zhǎng)鏈緩蝕劑十二烷基苯并三唑磺酸鹽，可以采用以下合成方法1)取苯并三唑0. 24mol (28. 56g)，溶解在IOOmL的無(wú)水乙醇中；2)加入 0. 3mol 的 Na0H(12g)，攪拌、加熱；3)在50-60°C時(shí)，等到NaOH完全溶解，加入0. 2mol氯代十二烷9g)攪拌、回流反應(yīng)Mh，減壓蒸餾除去溶劑，加熱水洗滌過(guò)量的苯并三唑，分為水層和油層，分去水層， 得到油層；4)用氯化鈣對(duì)油干燥，得到十二烷基苯并三唑；5)采用過(guò)量硫酸、三氧化硫或氯磺酸等磺化試劑對(duì)十二烷基苯并三唑進(jìn)行磺化， 得到十二烷基苯并三唑磺酸，十二烷基苯并三唑磺酸再經(jīng)中和反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物十二烷基苯并三唑磺酸鹽。以上所述十二烷基苯并三唑磺酸鹽的合成方法是一種通用的方法。十二烷基苯并三唑磺酸鹽的制備方法不限于上述方法。對(duì)比例1配制700g拋光液取7g氨基乙酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入1.4g氟化鈉攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBAIV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、 拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出對(duì)比例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。對(duì)比例2配制700g拋光液取7g絲氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入1.4g檸檬酸鉀攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBAIV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、 拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出對(duì)比例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。對(duì)比例3配制700g拋光液取7g谷氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入1. 4g磷酸氫鈉攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧乙酸攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBAIV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出對(duì)比例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度 (Ra)見表1。
實(shí)施例1配制700g拋光液取7g氨基乙酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 07g 十二烷基苯并三唑磺酸銨和1. 4g氟化鈉攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量 30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液PH值為3. 8。用Rodel公司的IC1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例2配制700g拋光液取7g絲氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 07g十二烷基苯并三唑磺酸鈉和1.4g檸檬酸鉀攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量 30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液PH值為3. 8。用Rodel公司的IC1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例3配制700g拋光液取7g谷氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 28g脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉和1.4g磷酸氫鈉攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量 30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧乙酸攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液PH值為3.8。用Rodel公司的IC1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例4配制700g拋光液取7g氨基乙酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 07g 十二烷基苯并三唑磺酸鈉、0. 42g羥乙基纖維素和2. Ig氟化鈉攪拌至澄清，然后加入21g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例5配制700g拋光液取7g氨基乙酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 14g 十二烷基苯并三唑磺酸鈉、0. 42g羥乙基纖維素鈉和2. Ig氟化鈉攪拌至澄清，然后加入21g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20 型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例6配制700g拋光液取7g氨基乙酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 14g 十二烷基苯并三唑磺酸鈉、0. 42g辛基酚聚氧乙烯醚和2. Ig氟化鈉攪拌至澄清，然后加入 21g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度Im/ s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例7配制700g拋光液取14g絲氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 14g十二烷基苯并三唑磺酸銨、0. 28g羥甲基纖維素鈉和1. 4g檸檬酸鉀攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例8配制700g拋光液取14g絲氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. ^g十二烷基苯并三唑磺酸銨、0. 28g羥甲基纖維素鈉和1. 4g檸檬酸鉀攪拌至澄清，然后加入14g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例9配制700g拋光液取14g絲氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. ^g十二烷基苯并三唑磺酸銨、0. 56g脂肪醇聚氧乙烯醚和1. 4g檸檬酸鉀攪拌至澄清，然后加入14g 硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧化氫脲攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20 型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例10配制700g拋光液取7g谷氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 07g十二烷基苯并三唑磺酸鉀、0. 28g辛基酚聚氧乙烯醚和2. 8g磷酸氫鈉攪拌至澄清，然后加入21g 硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧乙酸攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例11配制700g拋光液取7g谷氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 14g十二烷基苯并三唑磺酸鉀、0. 28g辛基酚聚氧乙烯醚和2. 8g磷酸氫鈉攪拌至澄清，然后加入21g 硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧乙酸攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。實(shí)施例12配制700g拋光液取7g谷氨酸，在攪拌下加入去離子水中，同時(shí)加入0. 14g十二烷基苯并三唑磺酸鉀、0. 42g羥甲基纖維素和2. 8g磷酸氫鈉攪拌至澄清，然后加入21g硅溶膠(二氧化硅含量30wt%，平均粒徑為50nm)和14g過(guò)氧乙酸攪拌至均勻，用去離子水定重到700g，用磷酸調(diào)節(jié)拋光液pH值為3. 8。用Rodel公司的IC 1000-XY/SUBA IV20型復(fù)合拋光墊，通過(guò)CETR CP4拋光試驗(yàn)機(jī)，在拋光壓力0. 5psi、拋光相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度lm/s、拋光液流量 70mL/min的條件下，進(jìn)行拋光試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)量晶片拋光前后質(zhì)量的變化，再考慮晶片的密度和面積得出實(shí)施例的拋光速率，用美國(guó)zygo公司生產(chǎn)的3D光學(xué)輪廓儀觀測(cè)拋光后銅表面粗糙度變化。拋光速率(MRR)及拋光后的表面粗糙度(Ra)見表1。表 權(quán)利要求
1.一種銅化學(xué)機(jī)械拋光組合物，包括磨粒、氧化劑、絡(luò)合劑、拋光促進(jìn)劑和PH調(diào)節(jié)劑， 其特征在于還包括長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑；其中，所述長(zhǎng)鏈緩蝕劑為十二烷基苯并三唑磺酸鹽；所述表面活性劑為聚馬來(lái)酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、壬基酚聚氧乙醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、FSN-100杜邦氟碳表面活性劑、羥甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、羥乙基纖維素鈉或羧甲基纖維素中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述十二烷基苯并三唑磺酸鹽為十二烷基苯并三唑磺酸鈉、十二烷基苯并三唑磺酸銨或十二烷基苯并三唑磺酸鉀中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于長(zhǎng)鏈緩蝕劑的重量百分比為0.005% 0.2% ；表面活性劑的重量百分比為0. 001% 0. 1%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述磨粒為氧化硅、氧化鋁、氧化鈰的一種或幾種，磨粒的粒徑均在20 IOOnm范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述氧化劑為過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫脲、 過(guò)氧乙酸、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨、高錳酸鉀、高氯酸鉀、次氯酸鉀、鐵氰化鉀、 硝酸銨或硝酸鐵中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述絡(luò)合劑為氨基乙酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、絲氨酸、羥谷氨酸、羥基乙叉二膦酸、氨基三甲叉膦酸、2-羥基膦?；宜帷⒁宜?、草酸、蘋果酸、乙二胺、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、乙二胺四乙酸四鈉或草酰胺的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述拋光促進(jìn)劑為磷酸氫二銨、氟化鈉、磷酸氫鈉或檸檬酸鉀中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述PH調(diào)節(jié)劑為硝酸、磷酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀、三乙醇胺或乙醇胺中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述組合物的PH值為2.0 6. 0。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于磨粒的重量百分比為0.2% 10%， 氧化劑的重量百分比為0. 10%，絡(luò)合劑的重量百分比為0. 05% 2%，拋光促進(jìn)劑的重量百分比為0.05% 1%。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于微電子輔助材料及超精密加工工藝技術(shù)領(lǐng)域的一種銅化學(xué)機(jī)械拋光組合物。該銅化學(xué)機(jī)械拋光組合物，包括磨粒、氧化劑、絡(luò)合劑、拋光促進(jìn)劑和pH調(diào)節(jié)劑，其特征在于還包括長(zhǎng)鏈緩蝕劑和表面活性劑。本發(fā)明拋光組合物可以顯著的降低表面殘留，尤其是表面顆粒殘留；可以顯著的降低表面腐蝕缺陷；獲得較高的去除速率；本發(fā)明拋光組合物還有工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23F3/04GK102329572SQ20111027992
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者潘國(guó)順, 王寧, 顧忠華, 龔樺 申請(qǐng)人:深圳市力合材料有限公司, 深圳清華大學(xué)研究院, 清華大學(xué)