專利名稱：一種化學(xué)機械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機械拋光液。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過程中，硅晶圓基片上往往構(gòu)建了成千上萬的結(jié)構(gòu)單元，這些 結(jié)構(gòu)單元通過多層金屬互連進一步形成功能性電路和元器件。在多層金屬互連結(jié)構(gòu)中，金 屬導(dǎo)線之間填充二氧化硅或摻雜其他元素的二氧化硅作為層間介電質(zhì)(ILD)。隨著集成電 路金屬互連技術(shù)的發(fā)展和布線層數(shù)的增加，化學(xué)機械拋光(CMP)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于芯片制造 過程中的表面平坦化。這些平坦化的芯片表面有助于多層集成電路的生產(chǎn)，且防止將電介 層涂覆在不平表面上引起的畸變。CMP工藝就是使用一種含磨料的混合物和拋光墊拋光集成電路表面。在典型的化 學(xué)機械拋光方法中，將襯底直接與旋轉(zhuǎn)拋光墊接觸，用一載重物在襯底背面施加壓力。在拋 光期間，墊片和操作臺旋轉(zhuǎn)，同時在襯底背面保持向下的力，將磨料和化學(xué)活性溶液(通常 稱為拋光液或拋光漿料)涂于墊片上，該拋光液與正在拋光的薄膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)開始進行 拋光過程。在氧化物拋光過程中，拋光漿料主要用于去除氧化物介電質(zhì)。在淺溝槽隔離層拋 光時，拋光液主要用于去除以及平坦化氧化物介電質(zhì)和氮化硅。在氧化物和淺溝槽隔離層 拋光工藝中，都要求較高的氧化物介電質(zhì)去除速率和較低的表面缺陷。對氧化物介電質(zhì)進 行拋光時，總是期望二氧化硅去除速率較高，而其他材料的拋光速率較低。氧化物介電質(zhì)包括薄膜熱氧化二氧化硅(thin thermal oxide)、高密度等離子二 氧化娃(high density plasma oxide)、硼憐化娃玻璃(borophosphosilicateglass)、四乙 氧基二氧化硅(PETE0Q和摻碳二氧化硅(carbon doped oxide)等。用于氧化物介電質(zhì)拋光漿料的拋光磨料主要為氣相二氧化硅、二氧化鈰和溶膠型 二氧化硅，但前兩種磨料在拋光過程中容易劃傷表面。與前兩種磨料相比，溶膠型二氧化硅 在拋光過程中產(chǎn)生的表面缺陷較少，但對氧化物介電質(zhì)的去除速率較低，其拋光液中磨料 的用量往往較高，PH值也較高。美國專利US5，891，205描述了一種含有二氧化鈰和二氧化硅混合磨料的氧化物 拋光液。專利US6，964，600中揭示了一種二氧化硅與氮化硅高選擇比的膠體二氧化硅 拋光液，由5 50%的二氧化硅膠體顆粒和0. 001 2. 0的磺酸鹽或磺酸酯構(gòu)成。專利 US7, 351，662采用重碳酸鹽促進氧化物介電質(zhì)(二氧化硅或摻碳二氧化硅)的去除速率，從 而獲得較低的表面缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為滿足用于拋光氧化物介電質(zhì)的化學(xué)機械拋光液 的要求，提供了一種氧化物介電質(zhì)去除速率高的化學(xué)機械拋光液。本發(fā)明所述的一種化學(xué)機械拋光液，其含有二氧化硅溶膠顆粒、有機羧酸和/或有機膦酸類化合物、硝酸鉀和水，所述的二氧化硅溶膠顆粒的粒徑為20 45nm。本發(fā)明所述的羧酸為分子中具有羧基的化合物，較佳的為碳原子數(shù)2 6的二元 和三元羧酸中的一種或多種，更佳的為草酸、酒石酸、亞氨基二乙酸、氨三乙酸和檸檬酸中 的一種或多種。本發(fā)明所述的有機膦酸類化合物為分子中含有膦酸基團(如式1)的化合物；
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機械拋光液，其含有二氧化硅溶膠顆粒、有機羧酸和/或有機膦酸類化合 物、硝酸鉀和水，所述的二氧化硅溶膠顆粒的粒徑為20 45nm。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的有機羧酸為碳原子數(shù) 2 6的二元和三元羧酸中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的有機羧酸為草酸、酒石 酸、亞氨基二乙酸、氨三乙酸和檸檬酸中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的有機膦酸類化合物為含 有1 4個膦酸基團，且碳原子數(shù)為2 20的膦酸類化合物。
5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的有機膦酸類化合物為羥 基亞乙基二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、2-羥基膦?；宜?、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸和多 氨基多醚基亞甲基膦酸中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的有機羧酸和/或有機膦 酸類化合物的含量為質(zhì)量百分比0. 2 3%。
7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的有機羧酸和/或有機膦 酸類化合物的含量為質(zhì)量百分比0. 2% 1%。
8.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的硝酸鉀的含量為質(zhì)量百 分比0. 2 3%。
9.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的硝酸鉀的含量為質(zhì)量百 分比0. 2% 1%。
10.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的二氧化硅溶膠顆粒的含 量為質(zhì)量百分比15 38%。
11.如權(quán)利要求10所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的二氧化硅溶膠顆粒的 含量為質(zhì)量百分比15 25%。
12.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的化學(xué)機械拋光液中還含 有非離子型和/或兩性型表面活性劑。
13.如權(quán)利要求12所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的表面活性劑為月桂酰 基丙基氧化胺、十二烷基二甲基氧化胺、椰油酰胺基丙基甜菜堿、吐溫20、十二烷基二甲基 甜菜堿、椰油酰胺丙基甜菜堿和椰油脂肪酸二乙醇酰胺中的一種或多種。
14.如權(quán)利要求12所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的表面活性劑的含量為 0.2%以下，不包括0% ；百分比為質(zhì)量百分比。
15.如權(quán)利要求1 14所述的化學(xué)機械拋光液，其特征在于所述的化學(xué)機械拋光液 的PH值為9 12。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)機械拋光液，其含有二氧化硅溶膠顆粒、有機羧酸和/或有機膦酸類化合物、硝酸鉀和水，所述的二氧化硅溶膠顆粒的粒徑為20～45nm。本發(fā)明為滿足用于拋光氧化物介電質(zhì)的化學(xué)機械拋光液的要求，提供了一種氧化物介電質(zhì)去除速率高的化學(xué)機械拋光液。
文檔編號C09G1/02GK102115634SQ20091024766
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者俞昌, 王淑敏 申請人:安集微電子(上海)有限公司