专利名称：抛光浆料的制作方法
技术领域：
本发明属于抛光剂领域，尤其涉及一种含有带有亲水基团的添加剂的抛光浆料。
背景技术：
集成电路由在硅基材上或硅基材内形成的数百个活化元件构成。这些开始时相互分离的活化元件互连成功能电路和部件。这些元件通过使用公知的多层互连件互连。互连结构通常具有第一层金属化的互连层、第二层金属化层、和某些时候第三层和随后层的金属化层。层间界电质如掺杂和不掺杂二氧化硅或低k电介质氮化钽用于隔离不同金属化量的硅基材或阱。不同互连层之间的电连接通过使用金属化的通路进行。
在一个半导体制造方法中，金属通路或触点通过均厚金属沉积接着进行化学机械抛光，以除去多余的金属和/或绝缘材料层。在典型的化学机械抛光方法中，将基材直接与旋转抛光垫接触，用一载重物在基材背面施加压力。在抛光期间，垫片和操作台旋转，同时在基材背面保持向下的力，将磨料和化学活性溶液(通常称为浆料)涂于垫片上，该浆料与正在抛光的薄膜发生化学反应开始进行抛光过程。
在CMP工艺中，其化学成分成为人们研究的焦点，如使用各种氧化剂、络合剂及它们之间的比例等。例如，苯并三唑(BTA)、咪唑等已在化学机械抛光制程中用作成膜剂或腐蚀抑制剂(如美国专利66930335 V.Sachan等、US专利6447371 V.Kaufman等)。
尽管CMP工艺作了大量的改进，这仍然迫切需要开发一种针对抛光金属和/或氧化层与电子衬底结合的材料的CMP浆料。而且也需要有一种新的添加剂来消除金属表面的缺陷或将其降低至最低程度。
发明内容
本发明的目的是提供一种抛光浆料，其包括研磨颗粒、载体和添加剂，其特征在于该添加剂带有亲水基团。带有亲水基团的添加剂的结构不是平坦的结构，可通过变化官能团的大小、形状和性能来改变钝化膜的性质。该载体较佳地为水。
其中，该添加剂的亲水基团为羧基、磺酸基或羟基。因亲水基团可以提高形成的膜与其他试剂(如表面活性剂和络合剂)或研磨颗粒之间的作用程度，使得研磨残留物debris(碎片)容易被带走，避免研磨debris(碎片)残留物聚合而对金属表面产生划痕。
该添加剂优选带有亲水基团的苯并三唑或咪唑，更优选带有亲水基团的苯并三唑。
该抛光浆料还可以包括氧化剂、络合剂和/或表面活性剂。
该研磨颗粒的含量为1-30％、该氧化剂的含量为0.1-15％、该络合剂的含量为0.01-10％、该添加剂的含量为0.001-5％、该表面活性剂的含量为0.001-5％和载体为余量，以上百分比均指占整个组合物的质量百分比。
该研磨颗粒可为二氧化硅、氧化铝、氧化锆和/或二氧化铈。
该氧化剂优选过氧化氢、有机过氧化物、无机过氧化物和/或过硫酸盐。
该络合剂为含氧、氮、硫或磷的化合物，优选羟胺、胺盐、胺和/或羧酸。
该抛光浆料还可以包括分散剂、催化剂和pH调节剂中的一种或几种。
本发明的积极进步效果在于本发明通过改变抛光浆料中添加剂的结构(尤其是BTA的结构)，从而改变钝化膜的性质，最终消除抛光衬底表面的缺陷或将其降至最低程度。
具体实施例方式
下面给出本发明的较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
实施例110wt％平均粒径为0.1微米的二氧化硅颗粒、5.0wt％双氧水、0.1wt％4-磺酸苯并三唑、0.5wt％柠檬酸、0.01wt％脂肪醇聚氧乙烯醚、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
实施例25wt％平均粒径为0.1微米的二氧化硅颗粒、5.0wt％双氧水、0.1wt％5-羟基苯并三唑、0.5wt％柠檬酸、0.01wt％脂肪醇聚氧乙烯醚、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
实施例38wt％平均粒径为0.1微米的氧化铝颗粒、1.0wt％硫代硫酸铵、0.1wt％5-羧基苯并三唑、1wt％琥珀酸、0.1wt％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
实施例41wt％平均粒径为0.1微米的二氧化硅颗粒、5wt％双氧水、0.1wt％4-磺酸苯并三唑、10wt％EDTA、0.1wt％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
实施例55wt％平均粒径为0.1微米的二氧化硅颗粒、3wt％双氧水、0.5wt％组氨酸、1.0wt％丁二胺、5wt％聚乙烯醇、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
实施例61wt％平均粒径为0.1微米的二氧化硅颗粒、15wt％双氧水、5wt％4-乙酸基咪唑、0.01wt％EDTA、0.001wt％丙烯酸和丙烯酸酯共聚物、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
实施例730wt％平均粒径为0.1微米的二氧化硅颗粒、0.1wt％双氧水、0.001wt％1-甲醇苯并三唑、2wt％EDTA、0.01wt％十二烷基磺酸钠、其它为水。下压力1psi、抛光盘的转速50rpm、抛光头转速75rpm、抛光液流速150mL/min。
权利要求
1.一种抛光浆料，其包括研磨颗粒、载体和添加剂，其特征在于该添加剂带有亲水基团。
2.根据权利要求1所述的抛光浆料，其特征在于该添加剂的亲水基团为羧基、磺酸基或羟基。
3.根据权利要求1所述的抛光浆料，其特征在于该添加剂为带有亲水基团的苯并三唑或咪唑。
4.根据权利要求3所述的抛光浆料，其特征在于该添加剂为带有亲水基团的苯并三唑。
5.根据权利要求1所述的抛光浆料，其特征在于还包括氧化剂、络合剂和/或表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的抛光浆料，其特征在于该研磨颗粒的含量为1-30％、该氧化剂的含量为0.1-15％、该络合剂的含量为0.01-10％、该添加剂的含量为0.001-5％、该表面活性剂的含量为0.001-5％和载体为余量，以上百分比均指占整个组合物的质量百分比。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的抛光浆料，其特征在于该研磨颗粒为二氧化硅、氧化铝、氧化锆和/或二氧化铈。
8.根据权利要求5或6所述的抛光浆料，其特征在于该氧化剂为过氧化氢、有机过氧化物、无机过氧化物和/或过硫酸盐。
9.根据权利要求5或6所述的抛光浆料，其特征在于该络合剂为含氧、氮、硫或磷的化合物。
10.根据权利要求9所述的抛光浆料，其特征在于该络合剂为羟胺、胺盐、胺和/或羧酸。
11.根据权利要求5所述的抛光浆料，其特征在于该抛光浆料还包括分散剂、催化剂和pH调节剂中的一种或几种。
全文摘要
本发明公开了一种化学机械抛光浆料，其包括研磨颗粒、载体和添加剂，其中该添加剂带有亲水基团。本发明通过改变抛光浆料中添加剂的结构，从而改变钝化膜的性质，最终消除抛光衬底表面的缺陷或将缺陷水平降至最低程度。
文档编号H01L21/02GK1865386SQ20051002586
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月17日 优先权日2005年5月17日
发明者肖正龙, 杨春晓 申请人:安集微电子(上海)有限公司