[发明专利]一种用于IC铜阻挡层CMP的抛光组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于IC铜阻挡层CMP的抛光组合物，通过如下方法制备：将分散剂、缓蚀剂、润湿剂、有机溶剂、氧化剂在搅拌下依次加入磨料，再加入消泡剂，再用pH调节剂调整溶液的pH值。本发明抛光组合物，可用于铜互连阻挡层的化学机械抛光，抛光后表面污染物颗粒、表面蝶形凹陷以及金属的腐蚀均得到有效控制，可满足28纳米及以下工艺的要求，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光(CMP)领域，具体涉及一种用于IC铜阻挡层CMP的抛光组合物及其制备方法。

背景技术

现今超大集成电路的发展已经接近纳米级的技术节点，而化学机械抛光(CMP)技术依然是IC铜制程全局平坦化的唯一可量产技术，在28nm及以下制程的铜互连工艺中，阻挡层(Ta/TaN)的厚度已接近原子级，而且为防止界面腐蚀和边角腐蚀，阻挡层以下也会采用各种硅基材料(如黑钻BD和SiON等)作为封盖材料以确保沟槽内铜线的完美结构，无缺陷，无腐蚀。同时介质材料区域也要达到相当高的平整度和洁净度，才能获得清晰洁净和平坦锐利的晶圆表面。这就对阻挡层的化学机械抛光提出了更高的要求，要在极限柔和的抛光条件下(低的下压力以及合适的转速和抛光时间)，得到工艺要求的表面平坦度和各种材料(包括金属和非金属材料)的完美表面，包括金属区域的边角腐蚀，表面腐蚀以及硅基材料的表面缺陷，均要得到有效的控制。

在阻挡层的CMP抛光中，现有的CMP抛光液主要为早期45纳米及以上制程的，不适合28纳米及以下制程，故需要开发新一代阻挡层抛光液，用于28纳米及以下制程中。

发明内容

为解决现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于IC铜阻挡层CMP的抛光组合物，其各组分的质量百分含量为：

分散剂0.01％～0.5％(优选为0.05％～0.2％)，

缓蚀剂0.01％～0.5％(优选为0.05％～0.1％)，

润湿剂0.005％～0.5％，

有机溶剂1％～20％(优选为2％～10％)，

氧化剂的含量根据工艺要求调整，

磨料5％～40％(优选为10％～20％)，

消泡剂0.01％～0.1％(优选为0.02％～0.05％)，

pH调节剂的含量根据工艺要求调整，

余量为去离子水。

优选的，所述分散剂为氧化石墨烯，比表面为1000-3000m²/g(优选为2000m²/g)。

优选的，所述缓蚀剂为唑类化合物和植酸或植酸衍生物的混合物。

优选的，所述唑类化合物为三唑类化合物，选自脂环类三唑化合物或芳环类三唑化合物。

优选的，所述脂环类三唑化合物的通式如下：

其中，R1和R2分别为烃基、芳香基、巯基、羧基、氨基或羟基。

优选的，所述芳环类三唑化合物的通式如下：

其中，R1和R2分别为甲基、乙基、羧基、氨基或巯基。

优选的，所述润湿剂为炔二醇乙氧基化物、炔二醇丙氧基化物或炔二醇聚氧乙烯聚氧丙烯化物。

优选的，所述润湿剂为2,5,8,11-四甲基-6-十二碳炔-5,8-二醇聚氧乙烯醚。

优选的，所述有机溶剂为二元醇醚类有机溶剂。