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用于大规模集成电路多层布线中钨插塞的抛光液

2024-10-24 10:13:01        作者:    浏览:

本品钨插塞的抛光液主要是应用于大规模集成电路多层布线不仅能降低抛光后金属离子污染且成本低、工艺简单、清洗简单。下面专家来科普本品抛光液的专业知识。

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制备方法 将各组分逐级混合,搅拌均匀即可。

原料配伍 本品各组分质量份配比范围为:磨料500~900,乙二胺 四乙酸四(四羟乙基乙二胺)5~50,表面活性剂1~100,氧化剂5~40. 去离子水70~409.

所述的磨料为硅溶胶,粒径为15~100nm, 分散度在士5%之间,含 量为20%~50% .

所述的乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)可以作为pH 调节剂、缓 冲剂和螯合剂,不含金属离子。

所述表面活性剂是非离子界面活性剂,选择加入FA/O 表面活性剂、 聚氧乙烯仲烷基醇醚(JFC),Oπ-7[(C10H21-C6H4-O-CH2CH₂O)7-H]、

0π-10[(C 10H21-C6H4-0-CH2CH₂O) 10-H]、0-20[(C12-18H25-37 C6H4-O-CH₂CH₂O)70-H]的一种。氧化剂是碱性介质下可溶的、不含金属离子的过氧化物,选择加入过 氧化氢或过氧焦确酸。抛光液的pH值为9~13 .以纳米级二氧化硅为磨料,其硬度较小,分布均匀,可以解决铝磨料 的划伤性问题;且流动性好、无沉淀、抛光后产物黏度小,后续清洗简 单;且二氧化硅磨料无毒、无污染,是理想的磨料。

乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)在抛光液中作为pH 调节剂、缓 冲剂及螯合剂。由于其不含金属离子,由它取代一般碱性抛光液常用的强 碱如氢氧化钠(NaOH) 、氢 氧 化 钾(KOH),从而可以避免碱金属离子 在抛光过程进入衬底中所引起的器件局部穿通、漏电流增大等效应。在以 硅溶胶为磨料的抛光液中,强电解质金属离子还会使硅溶胶凝胶,使抛光

液报废。而不含金属离子的乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)可有效解 决上述问题且硅溶胶在乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)不会溶解。同 时乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)还可作为 pH 缓冲剂,即当抛光液 局部pH 值发生变化时,可以迅速释放本身的羟基,使抛光液保持稳定的 pH值,提高浆料的稳定性。另外,本品采用乙二胺四乙酸四(四羟乙基 乙二胺)可以和金属离子形成环状结构,起到螯合剂的作用。表面活性剂在钨抛光中起着非常重要的作用。它影响着抛光液的分散性、颗粒吸附后清洗难易程度以及金属离子沾污等问题。选择适当的活性 剂不仅可以提高质量传递速率,以提高平整度;而且能降低表面张力,降 低损伤层厚度,减少损伤雾,还可以优先吸附,形成长期易清洗的物理吸 附表面,以改善表面状态。

氧化剂在抛光过程中可以将钨表面氧化成较软的氧化层,这样,在磨 料的磨除作用下,能较容易的剥离下来,这样可以提高抛光速率。同时,在晶片的凹凸不平的凹处,氧化物将其保护起来,凸处则被磨料磨除掉,可以提高抛光过程的高低选择比。同时,在凸处存在的压力可以使被氧化的钨表面容易和乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)优先发生化学反应,生成可溶于水的盐,而凹处压力小则不容易发生化学反应,这样可以进一步提高高低选择比。这样,氧化剂和乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)就可以提高高低选择性而不用再加入TA,节省成本。就钨抛光液现常用氧化剂有K₃[Fe(CN)₆] 、Fe(NO₃)3 、KIO₃  和双氧水等。K₃[Fe(CN)₆] 、Fe(NO₃)₃会引入Fe³+,KIO₃会引入K+,形成离子沾污,影响器件性能,而且K₂[Fe(CN)₆] 还有剧毒,对应用于生产极为不利,并且会造成严重的环境污染。本品采用的氧化剂不含金属离子,不会 引起金属离子沾污;使得反应产物无污染,易于清洗。

产 品 应 用  本 品 主 要 应 用 于 大规 模集 成 电 路 多 层 布 线 中 钨 插 塞 的 抛光液。

产品应用 本品主要应用于大规模集成电路多层布线中钨插塞的抛光液。

产品特性  将现在通用的酸性抛光液改为碱性,这样可以减少对设备 的腐蚀,延长设备的使用寿命,降低对环境的污染。有效的解决三氧化二铝为磨料时引起的划伤及后清洗困难的问题,提 高产品的成品率;后清洗简单,可降低后清洗中的费用。解决了硅溶胶在高pH 值下不稳定的问题。

通过选用不含金属离子的乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)及氧化 剂,可以减少金属离子沾污;同时乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)的 螯合作用,能显著降低抛光后表面的金属离子污染,提高器件的可靠性。

配方简单合理、制备工艺简捷,降低成本价格;一剂多用,应用 广泛。



本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著    李东光

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