【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化學機械拋光，具體涉及一種用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物及其應用。
技術介紹
1、金屬cu是半導體工業中廣泛應用的互聯金屬。cu的電阻率比al低(約低35％)，能大大降低互連線的rc延遲以及功耗，提高了信號的傳輸速度和電路集成度；cu有著更強的抗電遷移性能，提升了電路的可靠性。這些優點使得cu作為互聯金屬在集成電路中得到了廣泛的應用。
2、但是，金屬cu作為互聯材料也存在一些問題。cu容易擴散進入si和sio2導致相鄰金屬導線之間短路，引起器件失效；并且cu和sio2等介電層的粘附性比較差，影響了cu的大馬士革工藝填充。因此在沉積銅之前，會先將銅阻擋層沉積在介電層上，以便于后續cu的均勻填充。目前廣泛應用阻擋層為ta/tan。
3、化學機械拋光是cu互聯平坦化的最有效的工藝方法。半導體產業中cu?cmp一般分為三步。第一步為去除大量的cu；第二步為去除殘留的cu并停止在阻擋層上；第三步為阻擋層的拋光。由于前兩步中cu的去除速率和選擇性比較高，在拋光完成后會產生碟形坑(dishing)和介電侵蝕(erosion)，這使得晶圓的表面平整度無法符合光刻和封裝的要求。這對第三步的阻擋層拋光帶來了更多的挑戰。針對不同的拋光材料，阻擋層拋光需要調節可控的銅和阻擋層速率選擇比，從而可進行dishing和erosion的有效修復，保證晶圓表面的平坦化；并且要求更低的金屬離子殘留，以保證穩定的電氣性能。
4、為了獲得相應的銅與阻擋層選擇比，調控配方中的絡合劑和抑制劑是常用的方法。甘氨酸和bta是
5、因此，仍舊需要開發一種適用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物，能夠調節銅和阻擋層材料的拋光選擇性，改善拋光后的dishing和erosion，獲得較好的晶圓表面質量。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術提供了一種用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物，通過加入新的絡合劑和抑制劑，從而實現了cu與阻擋層的速率選擇比要求，對于dishing和erosion進行了有效的修復。
2、本專利技術的另一目的在于提供這種用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物的應用。
3、為實現上述專利技術目的，本專利技術采用如下的技術方案：
4、一種用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物，以化學機械拋光組合物總質量計，所述化學機械拋光組合物包括：磨料1-20wt％、絡合劑0.1-2wt％、抑制劑0.005-0.3wt％、氧化劑0.1-2wt％、表面活性劑0.05-4wt％、ph調節劑和余量的去離子水。
5、在一個優選的實施方案中，以化學機械拋光組合物總質量計，所述化學機械拋光組合物包括：磨料10wt％、絡合劑1wt％、抑制劑0.15wt％、氧化劑0.8wt％、表面活性劑0.5-1.5wt％、ph調節劑和余量的去離子水。
6、在一個具體的實施方案中，所述磨料選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯粒子中的一種或多種，優選為二氧化硅。
7、在一個具體的實施方案中，所述絡合劑為有機酸，選自甘氨酸、胍乙酸、檸檬酸、已二酸二酰肼中的至少任一種；優選地，所述絡合劑為雙組分有機酸，選自甘氨酸、胍乙酸、檸檬酸、已二酸二酰肼中的兩種；更優選地，所述雙組分絡合劑為檸檬酸和己二酸二酰肼，其中檸檬酸占雙組分絡合劑總質量的10-50wt％。
8、在一個具體的實施方案中，所述抑制劑為2,2'-二氨基二苯二硫。
9、在一個具體的實施方案中，所述氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀、過硫酸鉀、過硫酸銨中一種或多種，優選為雙氧水。
10、在一個具體的實施方案中，所述ph調節劑為koh或hno3；優選地，所述化學機械拋光組合物的ph控制在9-11之間。
11、在一個具體的實施方案中，所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇，脂肪醇聚氧乙烯醚中的任一種，優選選自聚乙烯吡咯烷酮中的pvp?k17，pvp?k30，pvp?k60，更優選為pvp?k60。
12、另一方面，前述的化學機械拋光組合物在銅阻擋層的化學機械拋光中的應用。
13、與現有技術相比，本專利技術的有益效果在于：
14、采用新穎的絡合劑和抑制劑的組合，解決了cu和阻擋層的速率選擇性問題，對于dishing和erosion實現了有效的修復，并且減輕了bta帶來的有機殘留。
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1.一種用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物，其特征在于，以化學機械拋光組合物總質量計，所述化學機械拋光組合物包括：磨料1-20wt％、絡合劑0.1-2wt％、抑制劑0.005-0.3wt％、氧化劑0.1-2wt％、表面活性劑0.05-4wt％、pH調節劑和余量的去離子水。
2.根據權利要求1所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，以化學機械拋光組合物總質量計，所述化學機械拋光組合物包括：磨料10wt％、絡合劑1wt％、抑制劑0.15wt％、氧化劑0.8wt％、表面活性劑0.5-1.5wt％、pH調節劑和余量的去離子水。
3.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述磨料選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯粒子中的一種或多種，優選為二氧化硅。
4.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述絡合劑為有機酸，選自甘氨酸、胍乙酸、檸檬酸、已二酸二酰肼中的至少任一種；優選地，所述絡合劑為雙組分有機酸，選自甘氨酸、胍乙酸、檸檬酸、已二酸二酰肼中的兩種；更優選地，所述雙組分絡合劑為檸檬酸和己二酸二酰肼，其中檸檬酸占雙組分絡合劑總質量的
5.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述抑制劑為2,2'-二氨基二苯二硫。
6.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述氧化劑為雙氧水、高錳酸鉀、過硫酸鉀、過硫酸銨中一種或多種，優選為雙氧水。
7.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮，聚乙二醇，脂肪醇聚氧乙烯醚中的任一種，優選選自聚乙烯吡咯烷酮中的PVP?K17，PVP?K30，PVP?K60，更優選為PVP?K60。
8.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述pH調節劑為KOH或HNO3。
9.根據權利要求8所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述化學機械拋光組合物的pH控制在9-11之間。
10.權利要求1～9任一項所述的化學機械拋光組合物在銅阻擋層的化學機械拋光中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種用于銅阻擋層的化學機械拋光組合物，其特征在于，以化學機械拋光組合物總質量計，所述化學機械拋光組合物包括：磨料1-20wt％、絡合劑0.1-2wt％、抑制劑0.005-0.3wt％、氧化劑0.1-2wt％、表面活性劑0.05-4wt％、ph調節劑和余量的去離子水。
2.根據權利要求1所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，以化學機械拋光組合物總質量計，所述化學機械拋光組合物包括：磨料10wt％、絡合劑1wt％、抑制劑0.15wt％、氧化劑0.8wt％、表面活性劑0.5-1.5wt％、ph調節劑和余量的去離子水。
3.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述磨料選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯粒子中的一種或多種，優選為二氧化硅。
4.根據權利要求1或2所述的化學機械拋光組合物，其特征在于，所述絡合劑為有機酸，選自甘氨酸、胍乙酸、檸檬酸、已二酸二酰肼中的至少任一種；優選地，所述絡合劑為雙組分有機酸，選自甘氨酸、胍乙酸、檸檬酸、已二酸二酰肼中的兩種；更優選地...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱林君，卞鵬程，李國慶，王慶偉，王瑞芹，王永東，徐賀，崔曉坤，
申請(專利權)人：萬華化學集團電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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