專利名稱：：用于拋光多晶硅的化學(xué)機(jī)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(jī)械拋光液，尤其涉及一種用于拋光多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
：隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，以及大規(guī)模集成電路互連層的不斷增加，導(dǎo)電層和絕緣介質(zhì)層的平坦化技術(shù)變得尤為關(guān)鍵。二十世紀(jì)80年代，由IBM公司首創(chuàng)的化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)技術(shù)被認(rèn)為是目前全局平坦化的最有效的方法?；瘜W(xué)機(jī)械研磨(CMP)由化學(xué)作用、機(jī)械作用以及這兩種作用結(jié)合而成。它通常由一個(gè)帶有拋光墊的研磨臺(tái)，及一個(gè)用于承載芯片的研磨頭組成。其中研磨頭固定住芯片，然后將芯片的正面壓在拋光墊上。當(dāng)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，研磨頭在拋光墊上線性移動(dòng)或是沿著與研磨臺(tái)一樣的運(yùn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，含有研磨劑的漿液被滴到拋光墊上，并因離心作用平鋪在拋光墊上。芯片表面在機(jī)械和化學(xué)的雙重作用下實(shí)現(xiàn)全局平坦化。根據(jù)化學(xué)機(jī)械拋光所要解決的具體問題的不同，對(duì)多晶硅的去除速率(removalrate)有兩種不同的要求。一種是提高多晶硅的去除速率，另一種是要抑制多晶硅的去除速率。US2006014390公開了一種用于提高多晶硅的去除速率的配方組分，其中包含重量百分比為4.25%18.5%研磨齊11,和重量百分比為0.05%1.5°/0的添加劑。其中添加劑主要選自季銨鹽、季胺堿，乙醇胺等有機(jī)堿，此外，還包含非離子型表面活性劑，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚產(chǎn)物。US2002032987公開了一種用醇胺作為添加劑，提高多晶硅(poly200810035593.Xsilicon)的去除速率的方法，其中優(yōu)選2-(二甲氨基)-2-甲基-1-丙醇。US2002151252公開了一種具有多個(gè)羧酸結(jié)構(gòu)的絡(luò)合劑用于提高多晶硅去除速率的方法，它所用的典型絡(luò)合劑是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二乙基三胺五乙酸)。EP1072662公開了一種利用孤對(duì)電子和雙鍵產(chǎn)生離域結(jié)構(gòu)的有機(jī)物來提高多晶硅的去除速率的方法，它代表性的化合物是胍類的化合物及其鹽。
發(fā)明內(nèi)容.本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種可顯著提高多晶硅去除速率的化學(xué)機(jī)械拋光液。本發(fā)明的機(jī)械拋光液含有有機(jī)酸和/或其鹽類、研磨顆粒和水。該有機(jī)酸分子中不僅含有一個(gè)膦酸基，同時(shí)還含有另一個(gè)膦酸基或羧基與之形成螯合結(jié)構(gòu)，它們之間通過一個(gè)碳原子相連。本發(fā)明中，所述的有機(jī)酸較佳的選自2-膦酸丁烷-1,2，4三羧酸[CAS:37971-36-l]、2-膦酸丁酸[CAS:4378-40-9]、2-膦酸乙酸[CAS:4408-78-0]、2-膦酸丙酸[CAS:5962-41-4]、2-羥基膦?；宜?HPAA)[CAS:23783-26-8]、l-羥基-2-吡啶-l，1-二膦酸乙垸[CAS:105462-24-6]、二膦酸二氯甲烷[CAS:10596-23-3]、羥基亞甲基二膦酸[CAS:15468-10-7]、亞甲基二膦酸[CAS:1984-15-2]、羥基乙叉二膦酸(HEDP)[CAS:2809-21-4]、3-氨基-l-羥基丙烷-l、1-二膦酸[CAS:40391-99-9]、4-氨基-l-羥基丙烷-l和1-二膦酸[CAS:66376-36-l]中的一種或多種，更佳的選自羥基乙叉二膦酸(HEDP)、2-羥基膦?；宜?HPAA)和2-膦酸丁垸-l，2,4三羧酸(PBTCA)中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的有機(jī)酸和/或其鹽類的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.01~5%。本發(fā)明中，所述的有機(jī)酸的鹽類較佳的為鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。所述的銨4鹽包括伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽或季胺鹽。本發(fā)明中，所述的研磨顆粒較佳的選自Si02、A1203、Zr02、Ce02、SiC、Fe203、1102和Si3N4中的一種或多種。所述的研磨顆粒的質(zhì)量百分比為0.1~30%。本發(fā)明中，所述的拋光液還可以含有本領(lǐng)域其他常規(guī)添加劑，如pH調(diào)節(jié)劑和/或分散劑。pH調(diào)節(jié)劑可選用本領(lǐng)域常規(guī)pH調(diào)節(jié)劑，如氫氧化鉀、氨水和硝酸等。所述的分散劑可選自聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚環(huán)氧乙烷中的一種或多種；所述的分散劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.01%~1%。本發(fā)明中，所述的拋光液的pH較佳的為812。本發(fā)明的拋光液由上述成分簡(jiǎn)單均勻混合，之后采用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至合適pH值即可制得。本發(fā)明所用原料及試劑均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明首次將含膦酸基螯合結(jié)構(gòu)的有機(jī)酸和/或其鹽類用于拋光多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液。本發(fā)明的拋光液能顯著提高多晶硅的去除速率。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。實(shí)施例1~17多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液表1給出了多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液1~17的配方，按表中所給各成分及其含量混合均勻，水為余量，再用10%氫氧化鉀溶液調(diào)節(jié)至合適pH值，即可得各實(shí)施例的拋光液。表l多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液實(shí)施例117<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>效果實(shí)施例表2給出了對(duì)比拋光液1和拋光液1~3的配方及拋光效果數(shù)據(jù)，按表中所給各成分及其含量混合均勻，水為余量，之后采用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至合適pH值即可制得實(shí)施例的拋光液。將上述拋光液用于多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光，拋光條件為拋光機(jī)臺(tái)為L(zhǎng)ogitech(英國(guó))1PM52型，12英寸politex拋光墊，4cm*4cm正方形Wafer,研磨壓力3psi，研磨臺(tái)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分鐘，研磨頭自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液滴加速度100ml/min。表2對(duì)比拋光液1和拋光液1~3的組成配方及拋光效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表2數(shù)據(jù)可見，與對(duì)比拋光液l相比，本發(fā)明的拋光液13均可顯著提高多晶硅的去除速率。權(quán)利要求1、一種用于拋光多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其特征在于其還含有有機(jī)酸和/或其鹽類，該有機(jī)酸分子中不僅含有一個(gè)膦酸基，同時(shí)還含有另一個(gè)膦酸基或羧基與之形成螯合結(jié)構(gòu)，它們之間通過一個(gè)碳原子相連。2、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的有機(jī)酸選自2-膦酸丁烷-l，2,4三羧酸、2-膦酸丁酸、2-膦酸乙酸、2-膦酸丙酸、2-羥基膦酰基乙酸、l-羥基-2-吡啶-l，l-二膦酸乙垸、二膦酸二氯甲垸、羥基亞甲基二膦酸、亞甲基二膦酸、羥基乙叉二膦酸、3-氨基-l-羥基丙垸-l,l-二膦酸和4-氨基-1-羥基丙烷-l,l-二膦酸中的一種或多種。3、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的鹽為鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。4、如權(quán)利要求3所述的拋光液，其特征在于所述的銨鹽為伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽或季胺鹽。5、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的有機(jī)酸和/或其鹽的含量為質(zhì)量百分比0.01~5%。6、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒選自Si02、A1203、Zr02、Ce02、SiC、Fe203、TiCb和Si3N4中的一種或多種。7、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的含量為質(zhì)量百分比0.1~30%。8、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液的pH為8~12。9、如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液還含有pH調(diào)節(jié)劑和/或分散劑。10、如權(quán)利要求9所述的拋光液，其特征在于所述的分散劑選自聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚環(huán)氧乙烷中的一種或多種；所述的分散劑全文摘要本發(fā)明公開了一種用于拋光多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其特征在于其還含有有機(jī)酸和/或其鹽類，該有機(jī)酸分子中不僅含有一個(gè)膦酸基，同時(shí)還含有另一個(gè)膦酸基或羧基與之形成螯合結(jié)構(gòu)，它們之間通過一個(gè)碳原子相連。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液可顯著提高多晶硅去除速率。文檔編號(hào)C09G1/00GK101550317SQ20081003559公開日2009年10月7日申請(qǐng)日期2008年4月3日優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日發(fā)明者楊春曉,晨王申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司