專利名稱：：用于拋光半導(dǎo)體封蓋層的拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種拋光液，具體的涉及一種用于拋光半導(dǎo)體封蓋層的拋光液。
背景技術(shù)：
：在集成電路制造中，互連技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。隨著互連層數(shù)的增加和工藝特征尺寸的縮小，對(duì)硅片表面平整度的要求也越來(lái)越高。如果半導(dǎo)體晶圓沒(méi)有經(jīng)過(guò)平坦化，很難在其表面創(chuàng)建復(fù)雜和密集的結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光法(CMP)是目前可實(shí)現(xiàn)整個(gè)硅片平坦化最有效的方法。目前，在雙大馬士革銅互連集成技術(shù)中，會(huì)在低k介質(zhì)層上沉積一至三層的封蓋層材料，底部的封蓋層可保護(hù)低k介質(zhì)層不受工藝和環(huán)境等因素造成的化學(xué)和機(jī)械的損傷，而頂部的封蓋層可用于形貌修正。TEOS、SiC、SiON和Si3N4材料常被用于作為晶片絕緣層的封蓋材料。對(duì)于一些集成方案，工藝上要求去除封蓋層。Minamihaba等人在美國(guó)公開(kāi)專利2003/0124850中公開(kāi)了用于去除碳化硅系化合物(如SiCO，SiCH和SiCN)的拋光漿料。該漿料含有帶苯環(huán)的氨基酸或帶雜環(huán)的有機(jī)酸，以促進(jìn)碳化硅系化合物的去除，但是其拋光速率并不高。在公開(kāi)專利CN1796482A中，利用選自鹽酸、甲酸、乙酸、草酸、己二酸和乳酸中的一種酸添加劑提高氮化硅的拋光速率，以提高氧化硅和氮化硅的選擇性。在公開(kāi)專利CN1609156A中，銨鹽和季銨類物質(zhì)被用來(lái)調(diào)節(jié)一些非金屬物質(zhì)的拋光速率。其中，含有215個(gè)碳鏈長(zhǎng)度的有機(jī)季胺鹽用于增加TEOS的拋光速率，同時(shí)降低SiC、SiCN、Si3N4和SiCO等材料的拋光速率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了滿足半導(dǎo)體制造工藝中需要去除晶圓封蓋層材料的需要，而提供一種可有效去除封蓋層材料的拋光液。-本發(fā)明的用于拋光封蓋層材料的拋光液，含有摻鋁二氧化硅磨料、有機(jī)酸和水。其中，所述的有機(jī)酸較佳的為多元羧酸和/或羥基羧酸，優(yōu)選實(shí)例為檸檬酸、酒石酸、草酸、2-羥基膦?；宜岷途厶於彼嶂械囊环N或多種；所述的有機(jī)酸的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.12.0%，更佳的為0.1~1.0%。有機(jī)酸的添加可顯著提高TEOS、SiON材料的去除速率。其中，所述的摻鋁二氧化硅磨料為溶膠型摻鋁二氧化硅分'散液。摻鋁二氧化硅磨料磨料的含量可為本領(lǐng)域常規(guī)用量，一般可為質(zhì)量百分比1~20%。摻鋁二氧化硅可提高封蓋材料SiC和Si3N4的拋光速率。水的用量為余量。本發(fā)明的拋光液的pH較佳的為2~7。本發(fā)明的拋光液還可含有本領(lǐng)域其它常用添加劑，如氧化劑和/或緩蝕劑等。將上述各成分經(jīng)簡(jiǎn)單混合均勻，采用本領(lǐng)域常規(guī)pH調(diào)節(jié)劑(質(zhì)量百分比20%的稀硝酸)調(diào)至合適pH，即可制得本發(fā)明的拋光液。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的用于拋光封蓋層材料的拋光液對(duì)SiC、TEOS、SiON、Si3N4等常用晶片絕緣層封蓋材料具有較高的去除速率，尤其可顯著提高TEOS和SiON的去除速率。圖1為實(shí)施例1中添加不同有機(jī)酸對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速對(duì)比圖。圖2為實(shí)施例2中添加不同用量的有機(jī)酸對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速對(duì)比圖。圖3為實(shí)施例3中不同pH值的本發(fā)明拋光液對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速對(duì)比圖。圖4為實(shí)施例4中不同磨料對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速對(duì)比圖。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例的方式進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例l對(duì)比拋光液l，摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、苯并三氮唑(BTA)0.1%、H2O20.1%、水余量、pH=3;拋光液1摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液2摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、酒石酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液3摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、草酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液4摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、聚天冬氨酸0.5%、H2O20.1%、水余量、pH=3;拋光液5摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、2-羥基膦酰基乙酸0.5%、H2O20.1%、水余量、pH=3;拋光液6摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.25%、酒石酸0.25°/。、H2O20.1%、水余量、pH=3;拋光液7摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1°/。、草酸0.25%、2-羥基膦酰基乙酸0.25%、H2O20.1%、水余量、pH=3;拋光材料材料TEOS、SiON、SiC和SigN4;拋光條件2psi，拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速70rpm，拋光墊Politex，拋光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表l和圖l所示表l不同有機(jī)酸對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>結(jié)果如表1和圖1所示本發(fā)明的拋光液對(duì)TEOS、SiON、SiC、SisN4封蓋層材料具有較高的去除速率。其中添加的有機(jī)酸可以顯著地提高封蓋材料TEOS、SiON的拋光速率，尤其是，草酸和2-羥基膦?；宜岬幕旌咸砑邮筎EOS的拋光速率達(dá)到1204.1A/min，草酸的添加使SiON的拋光速率達(dá)到1285.6A/min。對(duì)比拋光液8，摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、H2O20.1%、水余量、pH=3;拋光液8摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.2%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液9摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液10慘鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸1.0%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液11摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸2.0%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光材料材料TEOS、SiON、SiC和Si3N4;拋光條件2psi，拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速70rpm，拋光墊Politex，拋光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2和圖2所示表2有機(jī)酸的用量對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>結(jié)果如表2和圖2所示本發(fā)明的拋光液中添加有機(jī)酸后，可以顯著地提高封蓋材料TEOS、'SiON的拋光速率。隨著有機(jī)酸用量的增加，本發(fā)明的拋光液對(duì)封蓋材料TEOS、SiON、的拋光促進(jìn)作用先逐漸增強(qiáng)，達(dá)到特定值后逐漸減弱。說(shuō)明只有當(dāng)有機(jī)酸的用量為較佳范圍時(shí)，才能對(duì)封蓋材料TEOS、SiON、Si3N4的拋光速率有顯著的促進(jìn)作用。實(shí)施例3對(duì)比拋光液12，摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液12摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、擰檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=2;拋光液13摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液14摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=5;拋光液15摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=7;拋光材料材料TEOS、SiON、SiC和Si3N4;拋光條件2psi，拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速70rpm，拋光墊Politex，拋光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3和圖3所示表3拋光液的pH對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率拋光液<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>結(jié)果如表3和圖3所示當(dāng)拋光液的pH為27時(shí)，相對(duì)于不含有有機(jī)酸的拋光液，本發(fā)明的含有有機(jī)酸的拋光液可以顯著增加封蓋材料TEOS、SiON的拋光速率。實(shí)施例4對(duì)比拋光液16，二氧化硅磨料(70nm)100/0、BTA0.1%、H2020.1%、水余量、pH=3;對(duì)比拋光液17，二氧化硅磨料(70nm)10。/。、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液16摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光液17摻鋁二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、檸檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;拋光材料材料TEOS、SiON、SiC和SiN;拋光條件2psi，拋光盤(pán)轉(zhuǎn)速70rpm，拋光墊Politex，拋光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3和圖3所示表4不同磨料對(duì)TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>結(jié)果如表4和圖4所示以摻鋁二氧化硅為磨料的拋光液可以獲得較高的封蓋材料SiC和Si3N4的拋光速率，加入有機(jī)酸后，封蓋材料TEOS和SiON的拋光速率得到明顯的提高。而在其它一些磨料的拋光液中加入有機(jī)酸后，封蓋材料TEOS和SiON的拋光速率并沒(méi)有得到提高，甚至抑制了封蓋材料SiC的拋光速率。權(quán)利要求1.一種用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于含有摻鋁二氧化硅磨料、有機(jī)酸和水。2.如權(quán)利要求1所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的有機(jī)酸為多元羧酸和/或羥基羧酸。3.如權(quán)利要求1所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的有機(jī)酸為檸檬酸、酒石酸、草酸、2-羥基膦?；宜岷途厶於彼嶂械囊环N或多種。4.如權(quán)利要求l所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的有機(jī)酸的含量為質(zhì)量百分比0.12%。5.如權(quán)利要求4所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的有機(jī)酸的含量為質(zhì)量百分比0.1~1%。6.如權(quán)利要求1所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的摻鋁二氧化硅磨料為溶膠型摻鋁二氧化硅分散液。7.如權(quán)利要求1所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的摻鋁二氧化硅磨料的含量為質(zhì)量百分比1~20%。8.如權(quán)利要求1所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液的pH為27。9.如權(quán)利要求1所述的用于拋光封蓋層材料的拋光液，其特征在于所述的拋光液還含有緩蝕劑和/或氧化劑。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種用于拋光封蓋層材料的拋光液，其含有摻鋁二氧化硅磨料、有機(jī)酸和水。本發(fā)明的用于拋光封蓋層材料的拋光液對(duì)SiC、TEOS、SiON、Si₃N₄等常用晶片絕緣層封蓋材料具有較高的去除速率，尤其可顯著提高TEOS和SiON的去除速率。文檔編號(hào)C09G1/00GK101358107SQ20071004458公開(kāi)日2009年2月4日申請(qǐng)日期2007年8月3日優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日發(fā)明者穎姚,宋偉紅,宋成兵,陳國(guó)棟申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司