CN102051126B - 一种用于钨化学机械抛光的抛光液 - Google Patents

一种用于钨化学机械抛光的抛光液 Download PDF

Info

Publication number
CN102051126B
CN102051126B CN200910198366.3A CN200910198366A CN102051126B CN 102051126 B CN102051126 B CN 102051126B CN 200910198366 A CN200910198366 A CN 200910198366A CN 102051126 B CN102051126 B CN 102051126B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
chemical mechanical
application according
mechanical polishing
mass percent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200910198366.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102051126A (zh
Inventor
王晨
徐春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd filed Critical Anji Microelectronics Shanghai Co Ltd
Priority to CN200910198366.3A priority Critical patent/CN102051126B/zh
Publication of CN102051126A publication Critical patent/CN102051126A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102051126B publication Critical patent/CN102051126B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于钨化学机械抛光的抛光液，其含有研磨剂，硝酸铁，稳定剂，硝酸钾和水。本发明的用于钨化学机械抛光的抛光液在硝酸铁作为氧化剂的基础上，用硅溶胶(colloidal silica)代替氧化铝作为研磨剂，通过加入硝酸钾，显著降低了产品(wafer)的缺陷(defect)，提高了生产的良率。

Description

一种用于钨化学机械抛光的抛光液
技术领域
本发明涉及一种用于钨化学机械抛光液，具体涉及一种含有硝酸钾的化学机械抛光液。
背景技术
随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互连层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。二十世纪80年代，由IBM公司首创的化学机械研磨(CMP)技术被认为是目前全局平坦化的最有效的方法。
化学机械研磨(CMP)由化学作用、机械作用以及这两种作用结合而成。它通常由一个带有抛光垫的研磨台，及一个用于承载芯片的研磨头组成。其中研磨头固定住芯片，然后将芯片的正面压在抛光垫上。当进行化学机械研磨时，研磨头在抛光垫上线性移动或是沿着与研磨台一样的运动方向旋转。与此同时，含有研磨剂的浆液被滴到抛光垫上，并因离心作用平铺在抛光垫上。芯片表面在机械和化学的双重作用下实现全局平坦化。
对金属层化学机械研磨(CMP)的主要机制被认为是：氧化剂先将金属表面氧化成膜，以二氧化硅和氧化铝为代表的研磨剂将该层氧化膜机械去除，产生新的金属表面继续被氧化，这两种作用协同进行。
作为化学机械研磨(CMP)对象之一的金属钨，在高电流密度下，抗电子迁移能力强，并且能够与硅形成很好的欧姆接触，所以可作为接触窗及介层洞的填充金属及扩散阻挡层。
针对钨的化学机械研磨(CMP)，常用的氧化剂主要有含铁金属的盐类，碘酸盐、双氧水等。
1991年，F.B.Kaufman等报道了将铁***用于钨的化学机械研磨(CMP)技术。(″Chemical Mechanical Polishing for Fabricating Patterned WMetal Features as Chip Interconnects″，Journal of the Electrochemical Society，Vol.138，No.11，November 1991)。
美国专利5340370公开了一种用于钨化学机械研磨(CMP)的配方，其中含有0.1M铁***，5％氧化硅，同时含有醋酸盐作为pH缓冲剂。
美国专利5980775，5958288，6068787公开了用铁离子作催化剂、双氧水作氧化剂进行钨化学机械研磨(CMP)方法。在这种催化机制中，铁离子的含量被降至了200ppm左右。但由于铁离子的催化，使得双氧水分解，所以催化剂要和氧化剂分开存放，在化学机械研磨(CMP)之前才进行混合。因此增加了生产中的操作环节，同时，和氧化剂混合好之后的研磨液不稳定，会缓慢分解失效。同时，该体系具有静态腐蚀速率(static etch rate)过大的缺点。
美国专利5527423，6008119，6284151等公开了Fe(NO3)3，氧化铝体系用于钨的化学机械抛光(CMP)方法。该抛光体系在静态腐蚀速率(static etchrate)上具有优势，但是在产品缺陷(defect)上存在显著不足。
在钨化学机械抛光中，缺陷(defect)高一直是技术难点，造成良率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在硝酸铁作为氧化剂的基础上，通过加入硝酸钾，来显著降低了产品(wafer)的缺陷(Defect)，提高了生产的良率。
本发明的化学机械抛光液，含有研磨剂，硝酸铁，稳定剂，硝酸钾和水。
本发明中，所述的研磨剂是气相二氧化硅(fumed silica)和硅溶胶(colloidal silica)中的一种或多种。
本发明中，所述的研磨剂的质量百分比为0.2％～2％。
本发明中，所述的硝酸铁的质量百分比为0.1％～2％。
本发明中，所述的稳定剂的质量百分比为0.025％～0.5％。
本发明中，所述的硝酸钾的质量百分比为0.2％～3％。
本发明中，所述的稳定剂是可以和三价铁离子形成配位络合物的有机羧酸和/或有机膦酸。
本发明中，所述的稳定剂为丙二酸和/或2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸。
本发明的积极进步效果在于：在硝酸铁作为氧化剂的基础上，用硅溶胶(colloidal silica)代替氧化铝作为研磨剂，通过加入硝酸钾，显著降低了产品(wafer)的缺陷(defect)，提高了生产的良率。
具体实施方式
下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下述实施例中，百分比均为质量百分比。
表1给出了本发明的化学机械抛光液实施例1～11和对比例1-2的配方，按表1中所列组分及其含量，在去离子水中混合均匀，即可制得化学机械抛光液。
抛光机台为Logitech(英国)1PM52型，IC1000抛光垫，4cm*4cm正方形Wafer，研磨压力4psi，研磨台转速70转/分钟，研磨头自转转速150转/分钟，抛光液滴加速度100ml/min。
表1化学机械抛光液实施例1～7
通过对比实施例1-4和对比例1，可以看出，在以硅溶胶(colloidal silica)为研磨剂的体系中，只要加入0.2％硝酸钾，产品缺陷就会显著地降低约一半左右。当加入的硝酸钾的质量百分比在1％左右时，抛光液的抛光效果最佳，产品缺陷可以降至对比例1的十分之一左右。同时，钨的抛光速度略有提高，有利于提高产能。
通过对比实施例5-7和对比例2，可以看出，在以气相二氧化硅(fumedsilica)为研磨剂的体系中，只要加入0.2％硝酸钾，产品缺陷就会显著地降低约一半左右。当加入的硝酸钾的质量百分比在1％左右时，抛光液的抛光效果最佳，产品缺陷可以降至对比例2的二分之一以下。同时，钨的抛光速度略有提高，有利于提高产能。

Claims (8)

1.硝酸钾在降低产品缺陷中的应用，其中所述硝酸钾加入化学机械抛光液中，且所述化学机械抛光液含有研磨剂，硝酸铁，稳定剂和水。
2.根据权利要求1所述的应用，所述的研磨剂是气相二氧化硅(fumedsilica)和/或硅溶胶(colloidal silica)中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的应用，所述的研磨剂的质量百分比为0.2％～2％。
4.根据权利要求1所述的应用，所述的硝酸铁的质量百分比为0.1％～2％。
5.根据权利要求1所述的应用，所述的稳定剂的质量百分比为0.025％～0.5％。
6.根据权利要求1所述的应用，所述的硝酸钾的质量百分比为0.2％～3％。
7.根据权利要求1所述的应用，所述的稳定剂是可以和三价铁离子形成配位络合物的有机羧酸和/或有机膦酸。
8.根据权利要求7所述的应用，所述的稳定剂为丙二酸和/或2-磷酸丁烷-1，2，4-三羧酸。
CN200910198366.3A 2009-11-06 2009-11-06 一种用于钨化学机械抛光的抛光液 Expired - Fee Related CN102051126B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910198366.3A CN102051126B (zh) 2009-11-06 2009-11-06 一种用于钨化学机械抛光的抛光液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910198366.3A CN102051126B (zh) 2009-11-06 2009-11-06 一种用于钨化学机械抛光的抛光液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102051126A CN102051126A (zh) 2011-05-11
CN102051126B true CN102051126B (zh) 2014-11-05

Family

ID=43955945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910198366.3A Expired - Fee Related CN102051126B (zh) 2009-11-06 2009-11-06 一种用于钨化学机械抛光的抛光液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102051126B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104745084B (zh) * 2013-12-25 2018-09-14 安集微电子（上海）有限公司 一种用于铝的化学机械抛光液及使用方法
US9984895B1 (en) * 2017-01-31 2018-05-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing method for tungsten
CN111378374B (zh) * 2018-12-28 2022-05-13 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种化学机械抛光液
CN111378373A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 安集微电子（上海）有限公司 一种用于抛光钨的化学机械抛光液
CN113004800B (zh) * 2019-12-20 2024-04-12 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
WO2022024726A1 (ja) * 2020-07-27 2022-02-03 山口精研工業株式会社 研磨剤組成物、及び研磨剤組成物を用いる研磨方法
CN113604154B (zh) * 2021-07-09 2022-07-12 万华化学集团电子材料有限公司 一种钨插塞化学机械抛光液、制备方法及其应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101490203A (zh) * 2006-07-24 2009-07-22 卡伯特微电子公司 用于介电膜的提高速率的化学机械抛光组合物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101490203A (zh) * 2006-07-24 2009-07-22 卡伯特微电子公司 用于介电膜的提高速率的化学机械抛光组合物

Also Published As

Publication number Publication date
CN102051126A (zh) 2011-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102051126B (zh) 一种用于钨化学机械抛光的抛光液
CN101649162A (zh) 一种用于化学机械研磨的抛光液
JP5766289B2 (ja) タングステン研磨用ｃｍｐスラリー組成物
EP0844290A1 (en) A composition and slurry useful for metal CMP
CN101130665A (zh) 用于抛光低介电材料的抛光液
CN102159657B (zh) 一种化学机械抛光液
CN102093816B (zh) 一种化学机械抛光液
CN101684393B (zh) 一种化学机械抛光浆料
CN102051129B (zh) 一种化学机械抛光液
CN102533121B (zh) 一种抛光钨的化学机械抛光液
CN101955732B (zh) 一种化学机械抛光液
CN102051127B (zh) 一种化学机械抛光液
CN102477258B (zh) 一种化学机械抛光液
CN102373012B (zh) 一种化学机械抛光液
CN108250976A (zh) 一种化学机械抛光液
CN1865386B (zh) 抛光浆料
TWI838447B (zh) 用於拋光鎢的化學機械拋光液
CN102850937A (zh) 一种化学机械抛光液
CN102834476B (zh) 一种化学机械抛光液
CN102452036A (zh) 一种钨化学机械抛光方法
CN113122139B (zh) 一种化学机械抛光液及其使用方法
CN102816528A (zh) 一种抛光钨的化学机械抛光液
KR101279970B1 (ko) 금속 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물
CN101654598B (zh) 一种化学机械抛光液
CN114686106A (zh) 一种用于钨抛光的化学机械抛光液

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141105

Termination date: 20161106

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee