專利名稱：：一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種拋光漿料，具體涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料。
背景技術(shù)：
：集成電路(IC)制造工藝中平坦化技術(shù)已成為與光刻和刻蝕同等重要且相互依賴的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一。而化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝便是目前最有效、最成熟的平坦化技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)是集清洗、干燥、在線檢測(cè)、終點(diǎn)檢測(cè)等技術(shù)于一體的化學(xué)機(jī)械平坦化技術(shù)，是集成電路IC向微細(xì)化、多層化、平坦化、薄型化發(fā)展的產(chǎn)物，是集成電路提高生產(chǎn)效率、降低成本、晶圓全局平坦化的必備技術(shù)。CMP在IC制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，拋光對(duì)象包括襯底、介質(zhì)及互連材料等。其中金屬CMP是90納米以下芯片制造中器件和互連制造的關(guān)鍵工藝之一，是亞90納米時(shí)代的研究熱點(diǎn)。金屬銅，鋁，鎢正在越來越多地應(yīng)用于集成電路器件上的互連，必須通過化學(xué)機(jī)械拋光實(shí)現(xiàn)多層互連，因而開發(fā)出新一代的金屬化學(xué)機(jī)械拋光液一直讓業(yè)界關(guān)注。US3429080公開了一種包括高錳酸鉀在內(nèi)的含氧化劑的組合物用于硅拋光。然而，針對(duì)金屬的CMP，常用的氧化劑主要有含鐵金屬的鹽類，碘酸鹽、雙氧水等。1991年，RB.Kaufinan等報(bào)道了鐵氰化鉀用于金屬鎢的CMP技術(shù)("ChemicalMechanicalPolishingforFabricatingPatternedWMetalFeaturesasChipInterconnects",JournaloftheElectrochemicalSociety,Vol.138:No.11,November1991)。美國(guó)專利5527423，6008119，6284151等公開了Fe(N03)3、氧化鋁體系進(jìn)行鎢的CMP方法。美國(guó)專利5980775，5958288，6068787公開了用鐵離子作催化劑、雙氧水作氧化劑進(jìn)行鎢CMP方法。以上專利均需用到鐵的化合物(硝酸鐵)做為催化劑。它們的拋光對(duì)象的針孔腐蝕較高，介電質(zhì)侵蝕也較高，產(chǎn)品良率低。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械拋光衆(zhòng)料存在的上述不足，提供一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料，該拋光漿料的拋光對(duì)象的針孔腐蝕較低，介電質(zhì)侵蝕較低，產(chǎn)品良率較高。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料，包括有氧化劑，其中，所述的氧化劑包含兩組氧化劑，其中一組為選自高錳酸及其可溶性鹽中的一種或多種，另一組為選自硝酸及其可溶性鹽中的一種或多種。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光漿料中，含有的氧化劑包含兩組氧化劑，其中一組選自高錳酸及其可溶性鹽，另一組選自硝酸及其可溶性鹽。所述的高錳酸的可溶性鹽較佳的選自高錳酸鈉，高錳酸鉀和高錳酸銨；所述的硝酸的可溶性鹽較佳的選自硝酸鈉，硝酸鉀和硝酸銨。所述的氧化劑的總濃度較佳的為重量百分比0.025%，更佳的為0.152%(以上百分比均指占整個(gè)化學(xué)機(jī)械拋光漿料的總重量百分比)。較佳的，所述的第一和第二組氧化劑含量比例為1:4949:1，其中單組氧化劑的含量不低于重量百分比0.01%。該體系中高錳酸根含量越高，金屬的去除速率越高；反之則越低。本發(fā)明提供的化學(xué)機(jī)械拋光漿料可以不含有研磨顆粒，其適用于固定研磨顆粒的拋光墊，所謂固定研磨顆粒的拋光墊是指拋光墊本身上面固定有研磨顆粒。根據(jù)本發(fā)明，所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料中較佳的還可以含有的研磨顆粒，其適用于一般的拋光墊，即不固定研磨顆粒的拋光墊。所述的研磨顆?？梢允潜绢I(lǐng)域現(xiàn)有的任何研磨顆粒，如氧化硅，金屬氧化物或氫氧化物和聚合物顆粒等。其中較佳的選自氧化硅溶膠和金屬氧化物或氫氧化物溶膠。膠體研磨顆粒中的一種或幾種。所述的金屬氧化物或氫氧化物溶膠較佳的為5選自氫氧化鐵溶膠，氧化銀溶膠，氧化銅溶膠，氧化錳溶膠，氧化釩溶膠，氧化鉻溶膠，氧化鉬溶膠，氧化鈷溶膠，氧化鎳溶膠，氧化鈦溶膠，氧化釩溶膠，氧化鋁溶膠，氧化鈰溶膠和氧化錫溶膠中的一種或幾種。所述的聚合物顆粒較佳的可選自聚乙烯和聚四氟乙烯。所述的研磨顆粒的粒徑較佳的為20500nm，更加的為30200nm。所述的研磨顆粒的濃度為較佳的為重量百分比0.110%。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光漿料所用的載體可以為本領(lǐng)域的常規(guī)載體，較佳的為水，或醇和水的混合液。所述的醇如乙醇、異丙醇。醇和水的比例較佳的為l:9991:4。載體的含量為補(bǔ)足該拋光漿料的重量百分比為100%。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光漿料還可含有本領(lǐng)域的常規(guī)添加劑，如表面活性劑、穩(wěn)定劑，抑制劑和殺菌劑等，以進(jìn)一步提高表面的拋光性能。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光漿料pH值較佳的為1.012.0，更佳的為14。所用的pH調(diào)節(jié)劑可為各種酸和/或堿，以將pH調(diào)節(jié)至所需值即可，較佳地硫酸，硝酸，磷酸，氨水，氫氧化鉀、乙醇胺和/或三乙醇胺等等。本發(fā)明的拋光漿料可按照本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備，如可由下述方法制得將上述成分均勻混合，然后采用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)整pH值到所需值。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明還提供所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料在化學(xué)機(jī)械拋光中的應(yīng)用。其特別適用的拋光對(duì)象為常見的半導(dǎo)體制程使用的金屬，包括鎢、銅、鋁、鉭或氮化鉭、鈦或氮化鈦；最適合的拋光對(duì)象是鎢或銅。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光漿料l)通過氧化劑高錳酸根和硝酸根，與研磨顆粒的相互作用增加金屬的絕對(duì)去除速率，降低金屬針孔腐蝕，使缺陷明顯下降，提高產(chǎn)品良率。2)平坦化過程中提高對(duì)介電質(zhì)的相對(duì)去除速率選擇比；可以降低金屬平坦化過程中產(chǎn)生的介電質(zhì)侵蝕，提高產(chǎn)品良率。具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件，或按照制造廠商所建議的條件。實(shí)施例1~18表1是實(shí)施例1~18的化學(xué)機(jī)械拋光槳料配方。按表1中所列組分及其含量，加入反應(yīng)器中并攪拌均勻，加入去離子水稀釋至補(bǔ)足該拋光漿料的重量百分比為100%，最后用pH調(diào)節(jié)劑(20XKOH或稀HNO3，根據(jù)pH值的需要進(jìn)行選擇)調(diào)節(jié)到所需pH值繼續(xù)攪拌至均勻流體，靜止30分鐘即得到化學(xué)機(jī)械拋光漿料。表1.實(shí)施例1~18化學(xué)機(jī)械拋光漿料的組分和含量<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>下面通過效果實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。效果實(shí)施例1表2是對(duì)比清洗劑1和本發(fā)明清洗劑1~6的配方。按表中所列組分及其含量，加入反應(yīng)器中并攪拌均勻，加入去離子水稀釋至所需體積，最后用pH調(diào)節(jié)劑(20XKOH或稀HNO3，根據(jù)pH值的需要進(jìn)行選擇)調(diào)節(jié)到所需pH值繼續(xù)攪拌至均勻流體，靜止30分鐘即得到化學(xué)機(jī)械拋光漿料。表2.拋光漿料的組分和含量(wt^)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>分別用上述拋光漿料對(duì)不同材料進(jìn)行拋光(包括鎢(w)襯底，氮化鈦(TiN)襯底，二氧化硅(TEOS)襯底，拋光條件相同，拋光參數(shù)如下:Logitech.拋光墊，向下壓力3-5psi，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速/拋光頭轉(zhuǎn)速-60/80rpm，拋光時(shí)間120s，化學(xué)機(jī)械拋光漿料流速100mL/min。拋光結(jié)果見表3。表3.拋光漿料在不同晶片上的拋光速率及拋光效果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從表3可以看出，與對(duì)比拋光漿料相比，本發(fā)明的拋光漿料增加了金屬的絕對(duì)去除速率，同時(shí)金屬鎢靜態(tài)腐蝕速率顯著降低，從而降低金屬鎢針孔腐蝕，使缺陷明顯下降，提高產(chǎn)品良率。2)平坦化過程中提高對(duì)介電質(zhì)的相對(duì)去除速率選擇比；可以降低金屬平坦化過程中產(chǎn)生的介電質(zhì)侵蝕，提高產(chǎn)品良率。權(quán)利要求1、一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料，包括氧化劑和載體，其特征在于，所述的氧化劑包含兩組氧化劑，其中一組為選自高錳酸及其可溶性鹽中的一種或多種，另一組為選自硝酸及其可溶性鹽中的一種或多種。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的高錳酸的可溶性鹽選自高錳酸鈉，高錳酸鉀和高錳酸銨；所述的硝酸的可溶性鹽選自硝酸鈉，硝酸鉀和硝酸銨。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的氧化劑的總濃度為重量百分比0.025%。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的氧化劑的總濃度為重量百分比0.152%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的第一和第二組氧化劑含量比例為1:4949:1，其中單組氧化劑的含量》重量百分比0.01%。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料還包括研磨顆粒。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的研磨顆粒為選自氧化硅溶膠，聚合物顆粒和金屬氧化物或氫氧化物溶膠中的一種或幾種。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的金屬氧化物或氫氧化物溶膠為選自氫氧化鐵溶膠，氧化銀溶膠，氧化銅溶膠，氧化錳溶膠，氧化釩溶膠，氧化鉻溶膠，氧化鉬溶膠，氧化鈷溶膠，氧化鎳溶膠，氧化鈦溶膠，氧化釩溶膠，氧化鋁溶膠，氧化鈰溶膠和氧化錫溶膠中的一種或幾種。9、根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的研磨顆粒的粒徑為20500nm。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的研磨顆粒的粒徑為30200nm。11、根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的研磨顆粒的濃度為重量百分比0.110%。12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的載體為水，或醇和水的混合液。13、根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的pH值為112。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其特征在于，所述的pH值為14。全文摘要本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光漿料，包括有氧化劑，其中，所述的氧化劑包含兩組氧化劑，其中一組為選自高錳酸及其可溶性鹽中的一種或多種，另一組為選自硝酸及其可溶性鹽中的一種或多種。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光漿料通過氧化劑高錳酸根和硝酸根，與研磨顆粒的相互作用增加金屬的絕對(duì)去除速率，提高對(duì)介電質(zhì)的相對(duì)去除速率選擇比，可以降低金屬針孔腐蝕，降低金屬平坦化過程中產(chǎn)生的介電質(zhì)侵蝕，使缺陷明顯下降，提高產(chǎn)品良率。文檔編號(hào)C09G1/00GK101684393SQ20081020057公開日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年9月26日優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日發(fā)明者春徐申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司