專利名稱：一種化學機械拋光液的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化學機械拋光液。
背景技術：
在集成電路的制造過程中，硅晶圓基片上往往構建了成千上萬的結構單元，這些 結構單元通過多層金屬互連進一步形成功能性電路和元器件。在多層金屬互連結構中，金 屬導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(ILD)。隨著集成電 路金屬互連技術的發(fā)展和布線層數(shù)的增加，化學機械拋光(CMP)已經(jīng)廣泛應用于芯片制造 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 學機械拋光方法中，將襯底直接與旋轉拋光墊接觸，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，同時在襯底背面保持向下的力，將磨料和化學活性溶液(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)生化學反應開始進行 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。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去除速率和較低的表面缺陷。對氧化物介電質進 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成。專利 US7, 351，662采用重碳酸鹽促進氧化物介電質(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)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是為滿足用于拋光氧化物介電質的化學機械拋光液 的要求，提供了一種氧化物介電質去除速率高的化學機械拋光液。本發(fā)明所述的一種化學機械拋光液，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；
權利要求
1.一種化學機械拋光液，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.如權利要求1所述的化學機械拋光液，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.如權利要求2所述的化學機械拋光液，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.如權利要求1所述的化學機械拋光液，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.如權利要求4所述的化學機械拋光液，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?；宜帷?-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.如權利要求1所述的化學機械拋光液，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量百分比0. 2 3%。
7.如權利要求6所述的化學機械拋光液，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量百分比0. 2% 1%。
8.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的硝酸鉀的含量為質量百 分比0. 2 3%。
9.如權利要求8所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的硝酸鉀的含量為質量百 分比0. 2% 1%。
10.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的二氧化硅溶膠顆粒的含 量為質量百分比15 38%。
11.如權利要求10所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的二氧化硅溶膠顆粒的 含量為質量百分比15 25%。
12.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的化學機械拋光液中還含 有非離子型和/或兩性型表面活性劑。
13.如權利要求12所述的化學機械拋光液，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.如權利要求12所述的化學機械拋光液，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% ；百分比為質量百分比。
15.如權利要求1 14所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的化學機械拋光液 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的化學機械拋光液的要求，提供了一種氧化物介電質去除速率高的化學機械拋光液。
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