專利名稱：超大規(guī)模集成電路鋁布線拋光液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于拋光液制備方法，尤其涉及一種超大規(guī)模集成電路鋁布線堿性拋光 液的制備方法。
背景技術(shù)：
在超大規(guī)模集成電路(ULSI)多層鋁布線的化學(xué)機械拋光工藝中，拋光液是保證 拋光質(zhì)量的關(guān)鍵材料，直接影響拋光表面的平整度、粗糙度、表面粘污等表面狀態(tài)和質(zhì) 量，從而影響集成電路布線的下一層布線，影響電路的擊穿特性、界面態(tài)和少子壽命， 直接關(guān)系到IC器件的性能質(zhì)量和成品率。因此，用于ULSI多層鋁布線的化學(xué)機械拋光 液要求物理化學(xué)性能穩(wěn)定，無金屬離子污染。ULSI多層鋁布線堿性拋光液特點是高pH值，高濃度，其主要材料是SiO2水溶 膠，其主要起磨料作用，SiO2水溶膠的特性是在高pH值、高濃度下易凝聚，變成膠凍， 而在pH值大于12時易溶解，從而失去磨料功能。另一方面，在傳統(tǒng)拋光液制備過程 中，極易帶入有機物、大顆粒、金屬離子污染，傳統(tǒng)的機械攪拌、金屬反應(yīng)釜、管道都 能產(chǎn)生粘污，尤其是對超大規(guī)模集成電路危害很大的重金屬離子粘污。因此，解決堿性 拋光液在高濃度、高pH值下性能穩(wěn)定，無有機物、大顆粒、金屬離子污染是拋光液制備 的技術(shù)關(guān)鍵。傳統(tǒng)的堿性拋光液制備是采用開放機械攪拌方法，一是容易產(chǎn)生金屬離子 污染，二是在反應(yīng)釜底部及反應(yīng)釜壁存在滯留層，局部易出現(xiàn)pH值和SiO2水溶膠濃度峰 值，造成SiO2水溶膠凝聚或溶解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種簡便易行、無污染、潔凈的超 大規(guī)模集成電路鋁布線拋光液的制備方法，采用密閉無機械負壓渦流攪拌方法，采用有 機玻璃材質(zhì)的反應(yīng)釜，不含金屬離子的聚丙烯、聚乙烯材質(zhì)的管道系統(tǒng)，解決了拋光液 制備過程中存在的有機物、大顆粒、金屬離子污染問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，一種超大規(guī)模集成電路鋁布 線堿性拋光液的制備方法，拋光液制備方法步驟如下(1)清洗容器和管道采用18ΜΩ以上的超純?nèi)ルx子水清洗反應(yīng)器、管道和器具三遍；操作工人身體 及手套、口罩及服裝進行風(fēng)浴超凈處理，環(huán)境凈化級別不低于千級；(2)將堿性pH值調(diào)節(jié)劑和FA/O I型表面活性劑用18M Ω以上超純?nèi)ルx子水稀 釋后通過負壓逐漸吸入密閉反應(yīng)器內(nèi)，采用負壓渦流法進行氣體攪拌；pH值調(diào)節(jié)劑加入 量為直至拋光液達到pH值10-13即可，F(xiàn)A/O I型表面活性劑加入濃度至0.3_6wt% ；(3)通過負壓向反應(yīng)器內(nèi)逐漸吸入粒徑15-lOOnm的納米級硅溶膠，濃度達到 25-50wt%,繼續(xù)保持負壓渦流攪拌狀態(tài)3分鐘停止，待液面穩(wěn)定后，打開排放閥灌裝到 潔凈容器中密封好。
有益效果采用負壓渦流法進行氣體攪拌和非金屬材質(zhì)的反應(yīng)釜及管道拋光液 制備方法，可避免反應(yīng)釜壁及底部形成滯留層而出現(xiàn)局部PH值和硅溶膠濃度峰值，造成 拋光液凝聚或分解；可避免有機物、金屬離子、大顆粒等有害污染物的引入；選用納米 SiO2溶膠作為拋光液磨料，其粒徑小、分散度好、濃度高、對基片損傷度小，能夠達到 高速率、高平整、低損傷拋光，且污染小，解決了 Al2O3磨料硬度大易劃傷、易沉淀等諸 多弊端。
具體實施例方式以下結(jié)合較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提供的具體實施方式
詳述如下一種超大規(guī)模集成電路鋁布線堿性拋光液的制備方法，步驟如下(1)清洗容器和管道采用18ΜΩ以上的超純?nèi)ルx子水清洗反應(yīng)器、管道和器具三遍；操作工人身體 及手套、口罩及服裝進行風(fēng)浴超凈處理，環(huán)境凈化級別不低于千級；(2)將堿性pH值調(diào)節(jié)劑和FA/O I型表面活性劑用18M Ω以上超純?nèi)ルx子水稀 釋后通過負壓逐漸吸入密閉反應(yīng)器內(nèi)，采用負壓渦流法進行氣體攪拌。pH值調(diào)節(jié)劑加入 量為直至拋光液達到pH值10-13即可，F(xiàn)A/O I型表面活性劑加入濃度至0.3_6wt%(3)通過負壓向反應(yīng)器內(nèi)逐漸吸入粒徑15-lOOnm的納米級硅溶膠，濃度達到 25-50wt%,繼續(xù)保持負壓渦流攪拌狀態(tài)3分鐘停止，待液面穩(wěn)定后，打開排放閥灌裝到 潔凈容器中密封好。所述FA/ΟΙ型表面活性劑由天津晶嶺微電子材料有限公司生產(chǎn)銷售的商品。堿性pH調(diào)節(jié)劑可以是如三乙醇胺等有機堿實施例1配制IOkg鋁布線拋光液(1)在凈化級別不低于千級的超凈環(huán)境下，采用18ΜΩ以上的超純?nèi)ルx子水清
洗反應(yīng)器、管道和器具三遍；(2)稱0.4kg三乙醇胺用4.9kg 18M Ω以上超純?nèi)ルx子水稀釋，加入0.2kgFA/0 I 活性劑，在原料罐中攪拌均勻，通過負壓逐漸吸入密閉的反應(yīng)釜中；(3)在負壓攪拌下，通過負壓逐漸吸入粒徑15-100nm納米SiO2水溶膠4.5kg， 繼續(xù)采用負壓攪拌3分鐘，即可灌裝，得到IOkg鋁布線堿性拋光液。實施例2配制IOkg鋁布線拋光液(1)在凈化級別不低于千級的超凈環(huán)境下，采用18ΜΩ以上的超純?nèi)ルx子水清
洗反應(yīng)器、管道和器具三遍；(2)稱0.7kg乙二胺用4.8kg 18M Ω以上超純?nèi)ルx子水稀釋，加入0.5kgFA/0 I活
性劑，在原料罐中攪拌均勻，通過負壓逐漸吸入密閉的反應(yīng)釜中；(3)在負壓攪拌下，通過負壓逐漸吸入粒徑15-100nm納米SiO2水溶膠4kg，繼 續(xù)采用負壓攪拌3分鐘，即可灌裝，得到IOkg鋁布線堿性拋光液。對上述方法制備得到的拋光液用粒徑儀檢測其粒徑分散度小于0.01%，用石墨 爐原子吸收光譜儀檢測鈉離子為O.lppb，技術(shù)指標都優(yōu)于傳統(tǒng)制備方法。
采用方法的作用為采用無機械負壓渦流攪拌方法，采用有機玻璃材質(zhì)的反應(yīng)釜，不含金屬離子的 聚丙烯、聚乙烯材質(zhì)的管道系統(tǒng)，可避免拋光液制備過程中引入有機物、大顆粒、金屬 離子污染問題。由于SiO2水溶膠在高pH值、高濃度下易凝聚，變成膠凍，而在pH值大 于12時易溶解。在傳統(tǒng)機械攪拌狀態(tài)下，在加入pH值調(diào)節(jié)劑的過程中，反應(yīng)釜壁以及 底部存在滯留層，pH值調(diào)節(jié)劑和SiO2水溶膠分布不均勻，在反應(yīng)釜壁以及底部存在局部 峰值，極易出現(xiàn)凝聚或溶解，影響拋光液質(zhì)量。在渦流狀態(tài)下，緩慢加入使用18ΜΩ以 上超純水溶解后的pH值調(diào)節(jié)劑，可使加入的pH值調(diào)節(jié)劑迅速混合均勻，可以避免出現(xiàn) 反應(yīng)釜壁以及底部存在滯留層而產(chǎn)生的局部高pH值，即可避免SiO2水溶膠凝聚或溶解。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上 的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修 飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種超大規(guī)模集成電路鋁布線拋光液的制備方法，拋光液制備方法步驟如下(1)清洗容器和管道采用18ΜΩ以上的超純?nèi)ルx子水清洗反應(yīng)器、管道和器具三遍；操作工人身體及手 套、口罩及服裝進行風(fēng)浴超凈處理，制備環(huán)境潔凈度不低于千級；(2)將堿性pH值調(diào)節(jié)劑和FA/ΟΙ型表面活性劑用18ΜΩ以上超純?nèi)ルx子水稀釋后 通過負壓逐漸吸入密閉反應(yīng)器內(nèi)，采用負壓渦流法進行氣體攪拌；pH值調(diào)節(jié)劑加入量為 直至拋光液達到pH值10-13即可，F(xiàn)A/O I型表面活性劑加入濃度至0.3_6wt% ；(3)通過負壓向反應(yīng)器內(nèi)逐漸吸入粒徑15-lOOnm的納米級硅溶膠，濃度達到 25-50wt%,繼續(xù)保持負壓渦流攪拌狀態(tài)3分鐘停止，待液面穩(wěn)定后，打開排放閥灌裝到 潔凈容器中密封好。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超大規(guī)模集成電路鋁布線拋光液的制備方法，拋光液制備方法步驟如下采用18MΩ以上的超純?nèi)ルx子水清洗反應(yīng)器、管道和器具三遍；將堿性pH值調(diào)節(jié)劑稀釋后逐漸加入反應(yīng)器內(nèi)的拋光液中，采用負壓渦流法進行氣體攪拌，其加入量為直至拋光液達到pH值9-13；將FA/OI型表面活性劑逐漸加入處于負壓渦流狀態(tài)下的反應(yīng)器內(nèi)的拋光液中，在反應(yīng)器內(nèi)的拋光液中逐漸加入納米級硅溶膠，繼續(xù)保持負壓渦流攪拌狀態(tài)3分鐘停止。有益效果采用負壓渦流法進行氣體攪拌和非金屬材質(zhì)的反應(yīng)釜及管道拋光液制備方法，可避免有機物、金屬離子、大顆粒等有害污染物的引入。
文檔編號C09G1/02GK102010667SQ20101023182
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者劉玉嶺, 周建偉, 胡軼 申請人:天津晶嶺微電子材料有限公司