一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料的製作方法
2023-09-18 05:21:40
專利名稱：一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種拋光劑，尤其涉及一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料。
背景技術：
在現代半導體製造工藝中，一個集成電路往往包含了數百萬個電子元件，這些電子元件通過多層互連件互連安裝在矽基材上，並且相互之間通過金屬通路或觸點互連，以形成完整的功能的電路。在目前的半導體製造中，鈦或是氮化鈦是常用的金屬通路或是觸點的填充金屬。 由於鈦或其合金在整個半導體製造過程中起著重要的作用，如何確保在拋光後保持鈦或是其合金表面的平整度，是半導體製造工藝中重要環節。在整個半導體基材的拋光工藝中，化學機械拋光(CMP)工藝是目前最有效、最成熟的平坦化技術。金屬通路或觸點通過均厚金屬沉積、接著進行化學機械拋光(CMP)，其過程為(a)經層間電介質(ILD)至互連線路或半導體基材蝕刻出通路孔；(b)接著通常在ILD 上形成薄粘結層如氮化鈦和/或鈦，該粘結層直接連接於蝕刻通路孔；(c)然後將金屬膜均厚沉積於粘結層上和蝕刻通路孔內；(d)繼續進行沉積直至通路孔填充均厚沉積金屬為止；(e)最後，通過拋光技術除去過量的金屬形成金屬通路。而在化學機械拋光工藝中，漿料組合物選擇則是CMP步驟中的關鍵，使用時，拋光物漿料的有效成分會與被拋光基材發生反應，從而改變拋光效果。選用合適的拋光漿料，不僅可以加速基材的拋光速率，還可有效提高基材表面平整度，使得集成電路的擁有更好的運作性能。因而針對不同的基材，需要選用不同的拋光漿料，從而增強基材的拋光效果。由於鈦原子其本身和氧有很大的親和力，在空氣中或含氧的介質中，鈦表面生成一層緻密的、附著力強、惰性大的氧化膜，保護了鈦基體不被腐蝕。常溫下鈦與氧氣化合生成一層極薄緻密的氧化膜，這層氧化膜常溫下不與絕大多數強酸(包括王水)、強鹼反應。鈦與普通鋁、銅等拋光性能差異較大，鈦一般不會發生氧化反應，使用普通的拋光液並無法達到很好的拋光效果。美國德拉瓦羅德爾公司在鈦的拋光過程中，採用較硬的拋光墊，這樣可以有效除去鈦，但拋光後鈦出現劃痕，基材表面平整度低。中國專利CN1194453C提供了以一種以草酸與水和氧化鋁磨料粒子為主要成分的拋光液；中國專利CN1676563A提供了一種金屬拋光漿料，其主要採用0. 5 IOwt %的研磨劑，0. 5、Wt%的氧化劑，0.廣5wt%的配位劑， 0.廣的螯合劑和餘量的水，其中該研磨劑是具有大於90m2/g表面積且只暴露於酸性 PH的氣相法氧化矽為主要成分；美國專利US6001269提供了一種包含碘酸鹽基氧化劑的已知的研磨劑組合物的鈦金屬拋光液，但採用上述專利的拋光液，鈦的表面出現凹槽，基材的表面平整度低，影響集成電路的可靠性與穩定性，而且在拋光過程中，鈦去除速率較低。
發明內容
本發明提供了一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其目的在於，克服上述對於含鈦基材拋光中出現的問題，在保持基材良好的表面平整性的同時，增強了鈦及氮化鈦的拋光速率。本發明用於拋光含鈦基材的拋光漿料通過以下技術方案實現其目的
一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述拋光漿料包括一種或多種胺基酸、去離子水和研磨顆粒；所述拋光漿料用於拋光含鈦的基材。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述研磨顆粒包括二氧化矽、氧化鋁、摻雜鋁或覆蓋鋁的二氧化矽、二氧化鈰、二氧化鈦、高分子研磨顆粒中的一種或多種的組合。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述胺基酸為絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸、穀氨酸、 蘇氨酸、脯氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、天冬醯胺，或穀氨醯胺中的一種或幾種混合。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述胺基酸的含量為0. 0ri0wt%o上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述胺基酸的含量為0. 0廣5wt% 上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述研磨顆粒的百分含量為0.廣20wt%。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述研磨顆粒的直徑為2(Tl50nm。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述拋光漿料的pH值為Γ11。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述拋光液用於拋光含鈦金屬(Ti) 或氮化鈦(TiN)的基材。上述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其中，所述拋光漿料還包括粘度調節劑或消泡劑。本發明的拋光漿料可濃縮製備，使用時用去離子水稀釋至本發明的濃度範圍即可。採用本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料的優點在於
本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料具有較高的鈦或氮化鈦的去除速率。
具體實施例方式本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料，包括研磨顆粒、去離子水和一種或多
種胺基酸。在本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料，所述胺基酸為絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸、穀氨酸、 蘇氨酸、脯氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、天冬醯胺，或穀氨醯胺中的一種或多種。其質量含量為 0.0廣10wt%，優選範圍0.0廣5wt%。研磨顆粒為二氧化矽、氧化鋁、摻雜鋁或覆蓋鋁的二氧化矽、二氧化鈰、二氧化鈦、高分子研磨顆粒中的一種或多種的組合，優選二氧化矽。所述研磨顆粒的直徑為2(Tl50nm，其百分含量為0.廣20 wt%。所述拋光漿料還可加入pH調節劑、粘度調節劑，或消泡劑。拋光漿料的PH值為 4 11。以下是本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料的具體實施例、及測試數據，從而詳細、具體說明本發明的優點。使用時，將各組分按特定比例混合，且以去離子水溶解並補足餘量。
實施例廣20
表1中列出了本發明含有胺基酸拋光液實施例廣20以及不含胺基酸拋光液對比例廣3 的組分，按表中所給配方，將所有組分混合均勻，用水補足重量百分比至100%。用KOH或 HNO3調節到所需要的pH值。採用對比拋光液廣3和本發明的拋光液廣20，對空片鈦/氮化鈦進行拋光。拋光速率見表1。拋光條件鈦/氮化鈦晶片，下壓力3psi，拋光碟及拋光頭轉速70/80rpm，拋光墊 Politex，拋光液流速 100ml/min，拋光機臺為 Logitech PM5 Polisher
權利要求
1.一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述拋光漿料包括一種或多種胺基酸、去離子水和研磨顆粒；所述拋光漿料用於拋光含鈦的基材。
2.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述研磨顆粒包括二氧化矽、氧化鋁、摻雜鋁或覆蓋鋁的二氧化矽、二氧化鈰、二氧化鈦、高分子研磨顆粒中的一種或多種的組合。
3.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述胺基酸為絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、賴氨酸、精氨酸、組氨酸、天冬氨酸、穀氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、天冬醯胺，或穀氨醯胺中的一種或幾種混合。
4.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述胺基酸的含量為0. 01 10wt%。
5.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述胺基酸的含量為0. 0廣5wt%。
6.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述研磨顆粒的百分含量為0.廣20wt%。
7.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述研磨顆粒的直徑為2(Tl50nm。
8.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述拋光漿料的PH值為4 11。
9.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述拋光液用於拋光含鈦金屬或氮化鈦的基材。
10.根據權利要求1所述的用於拋光含鈦基材的拋光漿料，其特徵在於，所述拋光漿料還包括粘度調節劑或消泡劑。
全文摘要
本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料包括一種或多種胺基酸、去離子水和研磨顆粒；所述拋光漿料用於拋光含鈦的基材。採用本發明一種用於拋光含鈦基材的拋光漿料拋光含鈦的基材時具有較高的鈦/氮化鈦的去除速率。
文檔編號C09G1/02GK102533122SQ20101060915
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月28日 優先權日2010年12月28日
發明者張建, 荊建芬, 蔡鑫元 申請人:安集微電子(上海)有限公司