[发明专利]胺类化合物的应用以及一种化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物的应用，尤其涉及一种胺类化合物的应用。本发明还涉及一种化学机械抛光液。

背景技术

在集成电路的制造过程中，硅晶圆基片上往往构建了成千上万的结构单元，这些结构单元通过多层金属互连进一步形成功能性电路和元器件。在多层金属互连结构中，金属导线之间填充二氧化硅或掺杂其他元素的二氧化硅作为层间介电质(ILD)。随着集成电路金属互连技术的发展和布线层数的增加，化学机械抛光(CMP)已经广泛应用于芯片制造过程中的表面平坦化。这些平坦化的芯片表面有助于多层集成电路的生产，且防止将电介层涂覆在不平表面上引起的畸变。

CMP工艺就是使用一种含磨料的混合物和抛光垫抛光集成电路表面。在典型的化学机械抛光方法中，将衬底直接与旋转抛光垫接触，用一载重物在衬底背面施加压力。在抛光期间，垫片和操作台旋转，同时在衬底背面保持向下的力，将磨料和化学活性溶液(通常称为抛光液或抛光浆料)涂于垫片上，该抛光液与正在抛光的薄膜发生化学反应开始进行抛光过程。

在铜互连工艺的抛光过程中，铜抛光液往往引入一些化学物质，这些化学物质中含有氮或氧原子，对金属离子有较强的络合或螯合作用，能够显著提升对金属铜的抛光速率。这类化学物质中大多含有羧基或胺基，最为常见的为甘氨酸、二乙胺四乙酸、柠檬酸、三乙醇胺等。

氨三乙酸和亚氨基乙酸为一种含有氨基的多元酸，目前主要用于金属抛光、磁盘抛光和表面清洗。如US 20070186484、US 20070224101、US20080057716揭示了氨三乙酸作为铜抛光液的络合剂。而USPatent 6527819和USPatent 7029373则对亚氨基二乙酸在金属抛光液的应用进行了说明。但氨三乙酸或亚氨基乙酸这类化合物在氧化物抛光液中的应用，很少有专利提及。

氧化物介电质包括薄膜热氧化二氧化硅(thin thermal oxide)、高密度等离子二氧化硅(high density plasma oxide)、硼磷化硅玻璃(borophosphosilicateglass)、四乙氧基二氧化硅(PETEOS)和掺碳二氧化硅(carbon doped oxide)等。

用于氧化物介电质抛光浆料的抛光磨料主要为气相二氧化硅、二氧化铈和溶胶型二氧化硅，但前两种磨料在抛光过程中容易划伤表面。与前两种磨料相比，溶胶型二氧化硅在抛光过程中产生的表面缺陷较少，但对氧化物介电质的去除速率较低，其抛光液中磨料的用量往往较高，磨料用量甚至高达30％以上。而且抛光液的pH值也较高，绝大部分抛光液的pH在10.5以上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中用于抛光氧化物介电质的化学机械抛光液中抛光液磨料含量高、抛光表面缺陷高的缺陷，提供了一种胺类化合物在制备用于抛光氧化物介电质的抛光液中的应用，其能提高二氧化硅去除速率。本发明还提供了一种含有上述化合物的化学机械抛光液。

本发明提供了如式1所示的胺类化合物的新应用，其能用于制备用于抛光氧化物介电质的抛光液，达到提高氧化物介电质去除速率的效果。其中R₁、R₂和R₃分别为氢、(CH₂)_nCOOR₄或(CH₂)_nCONH₂，但不同时为氢；n为0或1；R₄为氢、碱金属离子、铵离子或碳原子数1～4的烷基。

式1

当R₁、R₂和R₃中只有任一基团为氢时，较佳地其他两个基团相同；当R₁、R₂和R₃皆不为氢时，较佳地R₁＝R₂＝R₃。R₄中所述的碱金属离子较佳的为钾离子或钠离子。所述的胺类化合物较佳地选自氨三乙酸、氨三乙酸盐、氨三乙酸甲酯、氨三乙酸乙酯、氨三乙酸丙酯、氨三乙酸丁酯、亚氨基二乙酸、亚氨基二乙酸盐、亚氨基二乙酸甲酯、亚氨基二乙酸乙酯、亚氨基二乙酸丙酯、亚氨基二乙酸丁酯、氨基甲酰胺或亚氨基酸铵类；最佳的为氨三乙酸、亚氨基二乙酸或氨基甲酰胺。