一种用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，其特征在于包括如下组分：粒径为15～100nm的硅溶胶550～600份；乙二胺四乙酸5～50份；表面活性剂OP-1040～50份；过氧焦磷酸35～38份，去离子水80～100份，以重量份计；用胺碱调节pH值至9～12。本发明产品不含金属离子，对钨插塞表面损伤小，能够高速率、高平整、低损伤抛光，避免金属离子在抛光过程中进入衬底所引起的器件局部穿通、漏电流增大等效应。
【专利说明】一种用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液及其制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种抛光液及其制备方法，具体涉及一种用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液及其制备方法。
【背景技术】
[0002]抛光时表面处理常用的方法之一，目的是为了消除表面的细微不平，使得表面具有镜面光泽。抛光不但能美化产品，还是保证产品质量、延长使用寿命及发展新品种的重要手段，有时也能起到产品升值的作用。
[0003]抛光可以分为机械抛光、化学抛光和电化学抛光，抛光液主要用于化学抛光和电化学抛光。机械抛光主要利用的是抛光轮与抛光膏的精细磨料对零件进行轻微切削和研磨，除去基体表面的细微不平，达到降低表面粗糙度的目的。抛光膏是由磨料和油脂两大部分组成的，由于所用的磨料不同，油脂种类的差异，使抛光膏形成了多种不同的产品，使用在不同的场合。
[0004]化学抛光时金属表面上微观的凸起处在化学抛光液中的溶解速度比在微观凹下去处的快，结果表面逐渐整平而获得光滑、光亮表面的过程。
[0005]电化学抛光是对金属制品表面进行精加工的一种电化学方法，即把金属工件置于所组成的电抛光液中，作为阳极进行处理，降低工件表面微观结构的粗糙度，从而获得镜面般的光泽表面。一般对于难以用机械、化学方式抛光的或形状较为复杂且光洁度要求高的工件多采用电化学抛光。
[0006]由于光刻机的焦深减小要求片子的平整度必须在100纳米以内，使得多层布线的每一层都必须进行全局平面化。钨插塞工艺以CVDA法淀积钨之后，需要将层间绝缘膜上堆积的多余的钨磨去。反应性离子回蚀法的过刻蚀会形成凹陷，会造成淀积导线的剧烈起伏，严重的会造成导线断裂，在介层洞上形成两层导线就很困难。现有的电化学抛光液一般不适用于钨插塞，容易出现胶凝聚现象而无法使用，抛光成品率低。抛光液中使用的一些成分容易造成污染，比如钨抛光液常用的氧化剂为K3 [Fe (CN)6]、Fe (NO3) 3、KIO3等，K3 [Fe (CN)6]、Fe (NO3) 3会引入Fe3+，KIO3会引入K+，形成离子沾污，影响器件性能，而且K3 [Fe (CN) 6]还有剧毒，对应用于生产极为不利，并且会造成严重的环境污染。
【发明内容】
[0007]发明目的:本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够抛光效果好的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液及其制备方法。
[0008] 技术方案:本发明所述的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，包括如下组分:粒径为15~IOOnm的硅溶胶550~600份；乙二胺四乙酸5~50份；表面活性剂0P-1040~50份；过氧焦磷酸35~38份，去离子水80~100份，以重量份计；用胺碱调节pH值至9~12。[0009]优选地，所述硅溶胶的分散度在土5%之间，含量为20%~50%。
[0010]优选地，所述胺碱为三乙醇胺或四甲基氢氧化铵。
[0011]本发明所述的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液的制备方法，包括如下步骤:
(1)使用18ΜΩ以上的超纯水清洗密闭反应釜及进料管，至少清洗三次以上，使清洗后废液的电阻不低于16ΜΩ ；
(2)将硅溶胶和去离子水通过步骤(1)清洗后的进料管加入到密闭的反应釜中，对密闭反应釜抽真空室密闭反应釜内呈负压完全涡流状态，形成涡流搅拌；
(3)在涡流搅拌的过程中将乙二胺四乙酸、表面活性剂0P-10和过氧焦磷酸依次加入到密闭反应爸中，持续保持完 全涡流状态；
(4)将胺碱在完全涡流的状态下加入到混合溶液中，调节PH值至9~12，充分涡流5~15分钟后得到用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液。
[0012]优选地，所述密闭反应釜为聚丙烯、聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。
[0013]本发明与现有技术相比，其有益效果是:1、本发明产品对设备无腐蚀，稳定性好，解决了酸性抛光液污染严重、易凝胶等诸多弊端；2、本发明产品不含金属离子，对钨插塞表面损伤小，能够高速率、高平整、低损伤抛光，避免金属离子在抛光过程中进入衬底所引起的器件局部穿通、漏电流增大等效应；3、本发明选用过氧焦磷酸作为氧化剂，在抛光过程中可以讲钨表面氧化成较软的氧化层，在磨料的磨除作用下，能较容易的剥离下来，提高了抛光速率。同时，在晶片的凹凸不平的凹处，氧化物将其保护起来，凸出则被磨料磨除掉，可以提高抛光过程中的高低选择比。
【具体实施方式】
[0014]下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
[0015]实施例1:本发明用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，包括如下组分:分散度在±5%之间、含量为20%~50%、粒径为15~IOOnm的硅溶胶550份；乙二胺四乙酸15份；表面活性剂0P-10 45份；过氧焦磷酸36份，去离子水100份，以重量份计；用三乙醇胺调节pH值至9。
[0016]用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液的制备方法，包括如下步骤:
(1)使用18ΜΩ以上的超纯水清洗聚丙烯密闭反应釜及进料管，至少清洗三次以上，使清洗后废液的电阻不低于16ΜΩ ；
(2)将硅溶胶和去离子水通过步骤(1)清洗后的进料管加入到密闭的反应釜中，对密闭反应釜抽真空室密闭反应釜内呈负压完全涡流状态，形成涡流搅拌；
(3)在涡流搅拌的过程中将乙二胺四乙酸、表面活性剂0P-10和过氧焦磷酸依次加入到密闭反应爸中，持续保持完全涡流状态；
(4)将胺碱在完全涡流的状态下加入到混合溶液中，调节PH值至9，充分涡流5~15分钟后得到用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液。
[0017]实施例2:本发明用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，制备方法同实施例1，不同点在于:分散度在±5%之间、含量为20%~50%、粒径为15~10Onm的硅溶胶600份；乙二胺四乙酸5份；表面活性剂OP-1O 40份；过氧焦磷酸35份，去离子水80份，以重量份计；用四甲基氢氧化铵调节PH值至12。
[0018] 实施例3:本发明用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，制备方法同实施例1，不同点在于:
分散度在±5%之间、含量为20%~50%、粒径为15~IOOnm的硅溶胶580份；乙二胺四乙酸50份；表面活性剂0P-10 50份；过氧焦磷酸38份，去离子水90份，以重量份计；用四甲基氢氧化铵调节PH值至10。
[0019]如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
【权利要求】
1.一种用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，其特征在于包括如下组分:粒径为15~IOOnm的硅溶胶550~600份；乙二胺四乙酸5~50份；表面活性剂OP-1O 40~50份；过氧焦磷酸35~38份,去离子水80~100份，以重量份计；用胺碱调节pH值至9~12。
2.根据权利要求1所述的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，其特征在于:所述硅溶胶的分散度在±5%之间，含量为20%~50%。
3.根据权利要求1所述的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液，其特征在于:所述胺碱为三乙醇胺或四甲基氢氧化铵。
4.根据权利要求1-3所述的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)使用18ΜΩ以上的超纯水清洗密闭反应釜及进料管，至少清洗三次以上，使清洗后废液的电阻不低于16ΜΩ ； (2)将硅溶胶和去离子水通过步骤(1)清洗后的进料管加入到密闭的反应釜中，对密闭反应釜抽真空室密闭反应釜内呈负压完全涡流状态，形成涡流搅拌； (3)在涡流搅拌的过程中将乙二胺四乙酸、表面活性剂0P-10和过氧焦磷酸依次加入到密闭反应爸中，持续保持完全涡流状态； (4)将胺碱在完全涡流的 状态下加入到混合溶液中，调节PH值至9~12，充分涡流5~15分钟后得到用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液。
5.根据权利要求4所述的用于集成电路多层布线中钨插塞的抛光液的制备方法，其特征在于:所述密闭反应釜为聚丙烯、聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种。
【文档编号】C09G1/02GK103923567SQ201410156571
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】杨飏, 宋奇吼 申请人:杨飏, 宋奇吼