铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液制造技术

本发明专利技术提供一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料、表面活性剂、络合剂，氧化剂，ｐＨ调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料Ⅰ为１０％至４０％，表面活性剂为５％至２０％，络合剂为０．０１％至０．６％，ｐＨ调节剂为１％至６％，去离子水为余量；前述各组分混合液的ｐＨ值为１０至１２；可用于铜的表面抛光加工中，抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抛光液，尤其涉及一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液。
技术介绍
随着集成电路的集成度越来越来高，铝作为互连材料越来越来显示出其不足之处，而铜具有底电阻率，底的电迁移率是代替铝作为互联材料的首选材料，而铜互联线必须进行全局平坦化，CMP成为铜互连中非常关键的技术，因此引起了人们的广泛关注。近年来，随着集成电路集成度提高，集成电路飞速发展，原来的铝作为互连线已经很难适应这种发展的要求，因此，需要选用新材料来制备集成电路的互连线。目前很多公司开始研究选用铜作为制备集成电路互连的材料，实践中证明铜作为集成电路的互连线比用铝做集成电路的互连线具有更好的导电效果，有效降低电迁移率，提高芯片的成品率，降低布线的层数，因此铜成为集成电路制造中作为互连线的重要原材料。同其他金属互连材料一样，铜在用于制备集成电路的互连线时，其表面也需要经过精密的加工，使其达到全局平坦化的效果，才能实现多层互连。目前，铜抛光的专用抛光液存在的问题，一是种类比较少，二是抛光效率低，三是平坦化效果不好，不能满足全局平坦化的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其可用于铜的全局平坦化的加工中，有效增加抛光速率比，达到表面的全局平坦化的效果，能够满足集成电路互连的表面平坦化的效果的需要，而且抛光速率快，抛光液不腐蚀设备，使用的安全性能高。本专利技术的目的是由以下技术方案实现的。-->本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，包括磨料、表面活性剂、络合剂，PH调节剂以及去离子水；其特征在于：各种组分所占的重量百分比为：磨料为10％至40％，表面活性剂为5％至20％，络合剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料是粒径为15至200nm的水溶性二氧化硅溶胶；前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料的粒径优选20至80nm。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-20)、聚合度为25的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-25)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述PH值调节剂为无机碱、有机碱或它们的组合。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠；所述有机碱为多羟多胺和胺中的一种或它们的组合。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述多羟多胺为三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺；所述胺为乙二胺或四甲基氢氧化铵。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于，先将所需重量的磨料均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，在真空负压的动力下，通过质量流量计将表面活性剂液体输入容器罐中，与容器罐内的磨料进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成成品抛光液。前述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其特征在于：所述千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa。本专利技术用于铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的有益效果，该抛光-->液使用粒径较大的水溶性二氧化硅溶胶作为磨料，既提高了磨料的分散性能，又可以大大提高了抛光速率，而且使抛光后的铜表面的粗糙度和波纹度降低并且能有效的提高表面的抛光速率比；再者，本专利技术的抛光液为碱性，化学稳定性好，不腐蚀设备，使用的安全性能理想。具体实施方式本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其包括磨料、表面活性剂、PH调节剂、络合剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％至40％，表面活性剂为5％至20％，络合剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量；前述各组分混合液的PH值为10至12。本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其磨料是粒径为15~200nm的水溶性二氧化硅溶胶；该磨料的粒径优选20至80nm，本实施例选用粒径为30nm及60nm。本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其表面活性剂为非离子型表面活性剂；该非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-20)、聚合度为25的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-25)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺；本实施例选用聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(O-20)或者月桂酰单乙醇胺。本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其PH值调节剂为无机碱、有机碱或它们的组合；该无机碱为氢氧化钾或氢氧化钠，本实施例选用氢氧化钠；该有机碱为多羟多胺和胺中的一种或它们的组合，多羟多胺是三乙醇胺、四羟基乙二胺或六羟基丙基丙二胺，胺是乙二胺，四甲基氢氧化铵，本专利技术实施例选用四甲基氢氧化铵。本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备方法，其是先将所需重量的磨料均匀溶解于去离子水中，然后在千级净化室的环境内，通过质量流量计将表面活性剂液体输入容器罐中，与容器罐内的所需重量的磨料进行混合并充分搅拌，混合均匀后将抛光液的其余组分加入容器罐内再继续充分搅拌，混合均匀即制备成为成品抛光液。本专利技术铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液的制备中，千级净化室的环境温度为常温；真空压力为-105至0Mpa，本专利技术实施例采用-0.1MPa真空压-->力。实施例1：称取30克10nm水溶性二氧化硅溶胶，5克表面活性剂，0.2克聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚，3克氢氧化钾和61.8克去离子水，备用。先将5克二氧化硅粉末均匀溶解于61.8克的去离子水中，然后在千级净化室的环境内，常温条件下，在0.1MPa真空负压动力下，通过质量流量计将络合剂水溶液输入容器罐中，与预先放置在容器罐中的水溶性二氧化硅溶胶混合并充分搅拌，待混合均匀后将0.2克脂肪醇聚氧乙烯醚(O-20)和3克氢氧化钾加入容器罐中并继续充分搅拌，混合均匀即成为本专利技术的抛光液成品。实验效果分析：利用上述抛光液，与去离子水按1:100稀释，使用风雷C6382I/JY型抛光机，在压力100g/cm2、抛光盘转速为50rpm、流量900ml/min的条件下，对铜片抛光8分钟，利用XRF1020厚度测试系统(MICRO PIONEER公司生产的XRF-2000H)测量抛光前后残存膜厚差，求得平均去除速率为400nm/min。利用轮廓仪(Zego公司的Newview6000系列)在550nm×410nm的面积内测得该铜表面平坦度为0.4nm。目前铜抛光中的因此使用本专利技术抛光液抛光的铜的抛光速率和表面平坦度符合本行业规定标准。实施例2：称取25克30nm水溶性二氧化硅溶胶，15克80nm表面活性剂，0.3克月桂酰单乙醇胺，1克四甲基氢氧化铵和58本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：包括磨料、表面活性剂、络合剂、ＰＨ调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料Ⅰ为１０％至４０％，表面活性剂为５％至２０％，络合剂为０．０１％至０．６％，ＰＨ调节剂为１％至６％，去离子水为余量。

【技术特征摘要】
1.一种铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：包括磨料、表面活性剂、络合剂、PH调节剂以及去离子水；各种组分所占的重量百分比为：磨料I为10％至40％，表面活性剂为5％至20％，络合剂为0.01％至0.6％，PH调节剂为1％至6％，去离子水为余量。2.根据权利要求1所述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料是粒径为15至200nm的水溶性二氧化硅溶胶。3.根据权利要求2所述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述磨料I的粒径优选20至80nm。4.根据权利要求1所述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述表面活性剂为非离子型表面活性剂。5.根据权利要求4所述的铜抛光中用的纳米二氧化硅磨料抛光液，其特征在于：所述非离子型表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基醇酰胺；所述脂肪醇聚氧乙烯醚是聚合度为20的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-20)、聚合度为25的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-25)或者聚合度为40的脂肪醇聚氧乙烯醚(0-40)；所述烷基醇酰胺是月桂酰单乙醇胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲跻和，
申请(专利权)人：江苏海迅实业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]