專利名稱：一種化學(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，具體涉及一種含有研磨顆顆粒，氧化劑，拋光速率提升劑，腐蝕抑制劑和載體的化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
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)與一體的化學(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。目前，出現(xiàn)了一系列適合于拋光Cu的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，如專利US6，616，717 公開了一種用于金屬CMP的組合物和方法；專利US5，527，423公開了一種用于金屬層的化學(xué)機(jī)械拋光漿料；專利US6，821，897公開了一種使用聚合體絡(luò)合劑的銅CMP的方法；專利 CN02114147. 9公開了一種銅化學(xué)-機(jī)械拋光工藝用拋光液；專利CN01818940. 7公開了銅的化學(xué)機(jī)械拋光所用的漿料；專利CN98120987. 4公開了一種用于銅的CMP漿液制造以及用于集成電路的制造方法。但是隨著3D封裝技術(shù)不斷成熟，硅通孔技術(shù)不斷得到更多應(yīng)用， 高速銅拋光也越來越引起人們的重視。上述拋光液用于高速銅拋光還存在去除速率不族的情況，或者襯底表面存在著缺陷、劃傷、粘污和/或其它殘留，或者是對(duì)銅的拋光選擇性不夠，或者是拋光過程中存在著局部或整體腐蝕等問題。因此有必要開發(fā)出新的適用于高速制程的化學(xué)機(jī)械拋光漿料。本發(fā)明公開了一種通過新的拋光體系作用控制金屬的絕對(duì)去除速率，同時(shí)控制金屬材料的局部和整體腐蝕，減少襯底表面污染物，其與現(xiàn)有技術(shù)有本質(zhì)的不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是通過拋光體系的作用提高金屬拋光速率，同時(shí)控制金屬的材料的局部和整體腐蝕，減少機(jī)臺(tái)和襯底表面污染物，提高產(chǎn)品良率。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液，含有研磨顆顆粒，氧化劑，拋光速率提升劑，腐蝕抑制劑和載體。本發(fā)明中，根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的研磨顆粒的質(zhì)量百分含量為0. 05 15%，所述的氧化劑的質(zhì)量百分含量為0. 01 10%，所述的拋光速率提升劑的質(zhì)量百分含量為0. 01 5%，所述的腐蝕抑制劑的質(zhì)量百分含量為0. 01 5%，以及余量為載體
本發(fā)明中，所述的研磨顆粒選自氧化硅、氧化鋁、氧化鈰和/或聚合物顆粒中的一種或多種。較佳地，所述的研磨顆粒為氧化硅。本發(fā)明中，所述的聚合物顆粒為聚乙烯和/或聚四氟乙烯。本發(fā)明中，所述的研磨顆粒的粒徑為20 200nm，較佳地為30 lOOnm。本發(fā)明中，所述的氧化劑選自過氧化物、過硫化物和/或單過硫化物中的一種或幾種。本發(fā)明中，所述的過氧化物為有機(jī)過氧化物。本發(fā)明中，所述的拋光速率提升劑選自氨基酸、氨類化合物、有機(jī)瞵酸和/或有機(jī)磺酸中的一種或幾種。所述的拋光速率提升劑可為能夠與銅表面反應(yīng)形成易溶化合物本發(fā)明中，所述的腐蝕抑制劑選自能夠與銅表面沉淀反應(yīng)形成難溶化合物的含氮唑類化合物、有機(jī)酸、有機(jī)酸銨鹽、氨基酸、氨類化合物、有機(jī)瞵酸和/或有機(jī)磺酸中的一種或幾種。本發(fā)明中，所述的載體為水。本發(fā)明中，含有pH調(diào)節(jié)劑。本發(fā)明中，所述的pH調(diào)節(jié)劑選自硫酸、硝酸、磷酸、氨水、氫氧化鉀、乙醇胺和/或三乙醇胺中的一種或多種。本發(fā)明中，pH值為3. 0 11. 0，較佳地為3. 0 7. 0，以及更佳地為9. 0 11. 0。本發(fā)明中，含有表面活性劑、穩(wěn)定劑、抑制劑和/或殺菌劑中的一種或多種。本發(fā)明的拋光方法包括在化學(xué)機(jī)械拋光過程中，用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液對(duì)銅進(jìn)行拋光。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液可以通過拋光體系的作用提高金屬拋光速率，控制金屬的材料的局部和整體腐蝕，減少機(jī)臺(tái)和襯底表面污染物，提高
產(chǎn)品良率。


圖1拋光液4拋光銅襯底后的表面光學(xué)顯微鏡圖。圖2拋光液5拋光銅襯底后的表面光學(xué)顯微鏡圖。圖3拋光液6拋光銅襯底后的表面光學(xué)顯微鏡圖。圖4對(duì)比例拋光銅襯底后的表面光學(xué)顯微鏡圖。
具體實(shí)施例方式制備實(shí)施例下面用實(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。下述實(shí)施例中，百分比均為質(zhì)量百分比。表1給出了本發(fā)明的拋光液1 36以及對(duì)比例，按表1中所列組分及其含量，將各組分混合均勻，用去離子水補(bǔ)足拋光液質(zhì)量100%。最后用pH調(diào)節(jié)劑(20% KOH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，靜置30分鐘即可得到各化學(xué)機(jī)械拋光液。表1本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液制備實(shí)施例1 36以對(duì)比例
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，含有研磨顆顆粒，氧化劑，拋光速率提升劑，腐蝕抑制劑和載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的研磨顆粒的質(zhì)量百分含量為0.05 15%，所述的氧化劑的質(zhì)量百分含量為0.01 10%，所述的拋光速率提升劑的質(zhì)量百分含量為0. 01 5%，所述的腐蝕抑制劑的質(zhì)量百分含量為0. 01 5%，以及余量為載體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的研磨顆粒選自氧化硅、氧化鋁、氧化鈰和/或聚合物顆粒中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的聚合物顆粒為聚乙烯和/或聚四氟乙火布ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的研磨顆粒的粒徑為20 200nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的氧化劑選自過氧化物、過硫化物和/ 或單過硫化物中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的過氧化物為有機(jī)過氧化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的拋光速率提升劑選自氨基酸、氨類化合物、有機(jī)瞵酸和/或有機(jī)磺酸中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的腐蝕抑制劑選自含氮唑類化合物、 有機(jī)酸、有機(jī)酸銨鹽、氨基酸、氨類化合物、有機(jī)瞵酸和/或有機(jī)磺酸中的一種或幾種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的載體為水。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，含有PH調(diào)節(jié)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，所述的PH調(diào)節(jié)劑選自硫酸、硝酸、磷酸、 氨水、氫氧化鉀、乙醇胺和/或三乙醇胺中的一種或多種。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，pH值為3.0 11. 0。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，含有表面活性劑、穩(wěn)定劑、抑制劑和/或殺菌劑中的一種或多種。
15.一種拋光方法，所述拋光方法包括在化學(xué)機(jī)械拋光過程中，用權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的拋光液對(duì)銅進(jìn)行拋光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含有研磨顆顆粒，氧化劑，拋光速率提升劑，腐蝕抑制劑和載體的化學(xué)機(jī)械拋光液。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液可以通過拋光體系的作用提高金屬拋光速率，控制金屬的材料的局部和整體腐蝕，減少機(jī)臺(tái)和襯底表面污染物，提高產(chǎn)品良率。
文檔編號(hào)C09G1/02GK102373014SQ20101026416
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者徐春 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司