[發(fā)明專利]一種化學(xué)機(jī)械拋光液

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710172712.1
• 申請(qǐng)日: 2007-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101463226A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋偉紅;姚穎;陳國(guó)棟;包建鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安集微電子（上海）有限公司
• 主分類號(hào): C09G1/02
• 分類號(hào): C09G1/02;C09G1/18
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務(wù)所
• 代理人: 李佳銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液。

背景技術(shù)

Cu互連線路CMP是現(xiàn)今全局平坦化中唯一廣泛應(yīng)用的技術(shù)。在大馬士革銅制程中會(huì)采用多種材料，例如絕緣層材料TEOS、金屬銅Cu、阻擋層材料Ta或TaN以及一些封蓋層材料(capping?layer)。在90nm以下的制程中，會(huì)使用低介電材料(Black?Diamond)。這些材料具有不同的化學(xué)組成和機(jī)械強(qiáng)度，拋光液對(duì)它們的拋光去除速率是不同的。在CMP過(guò)程中，需要在阻擋層拋光階段有一定時(shí)間的過(guò)拋，以完全除去阻擋層、金屬殘留和有機(jī)物殘留，以保證拋光后的表面形貌。這個(gè)步驟的拋光要求拋光液具有較高的絕緣層材料的去除速率。現(xiàn)有技術(shù)的方法主要依靠增大磨料顆粒的含量來(lái)提高絕緣層的去除速率。但含量過(guò)高的磨料顆粒會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響，比如表面污染物增多、顆粒殘留以及表面劃傷等。

采用化學(xué)方法提高絕緣層材料的去除速率可以使得拋光液中的固含量保持較低的水平，這樣既可保證絕緣層的去除又能獲得比較好的表面形貌。但目前，采用化學(xué)方法提高絕緣層材料的去除速率一直是CMP拋光漿料開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)，相關(guān)文獻(xiàn)并不多見(jiàn)。專利文獻(xiàn)US?7,018,560(20050031789，公開(kāi)日2005.2.10)公開(kāi)了一種用于拋光半導(dǎo)體層的組合物，其中揭示了采用氟化季銨鹽來(lái)提高絕緣層TEOS膜的去除速率，但其提高的幅度有限，并且氟化物是屬于非環(huán)保化學(xué)品，不符合當(dāng)今綠色化學(xué)品的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的方法因增大磨料含量而造成的表面劃傷，顆粒殘留的缺陷，而提供一種可滿足阻擋層拋光過(guò)程中調(diào)整絕緣層與金屬的拋光選擇比的要求，并且保證優(yōu)良表面形貌的化學(xué)機(jī)械拋光液。

本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液含有：磨料、氧化劑和水，以及下述含氮有機(jī)物中的一種或多種：含有1～4個(gè)氮原子的雜環(huán)化合物及其衍生物，以及胺類化合物；磨料的含量為小于或等于質(zhì)量百分比15％。其中，所述的含氮有機(jī)物的添加可提高TEOS的去除速率，而使得以增大磨料粒子含量的方法達(dá)到相同目的而引起的表面污染情況降至最低。通常磨料粒子的含量大于15％就可能引起表面劃傷和顆粒物殘留等表面問(wèn)題。

其中，所述的含有1～4個(gè)氮原子的雜環(huán)化合物及其衍生物較佳的選自吡啶、嘧啶、哌啶、哌嗪、噻唑、三唑、四唑，以及上述化合物的衍生物中的一種或多種，所述的衍生物較佳的為帶巰基和/或氨基的衍生物，優(yōu)選化合物為5-羧基-3-氨基-1，2，4三氮唑、2-氨基嘧啶、3-氨基-1，2，4三氮唑、5-巰基-3-氨基-1，2，4三唑、二巰基苯丙噻唑、哌嗪六水、甲基苯丙三氮唑、2，3-二氨基吡啶和1-苯基-5-巰基-四氮唑中的一種或多種。其中，所述的胺類化合物較佳的選自二胺、二乙烯三胺和多烯多胺中的一種或多種。

所述的含氮有機(jī)物的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.01～1％，更佳的為質(zhì)量百分比0.1～0.5％。

其中，所述的磨料為較佳的為SiO₂和/或Al₂O₃；所述的磨料的含量較佳的為質(zhì)量百分比2～10％。

其中，所述的氧化劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.1～10％。所述的氧化劑可選自過(guò)氧化物，包括無(wú)機(jī)過(guò)氧化物(如過(guò)氧化氫、過(guò)氧化鈉等)和有機(jī)過(guò)氧化物(如過(guò)氧化苯甲酰)，以及過(guò)硫化物(如過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨等)等。通常情況下，氧化劑濃度的增高或降低可以相應(yīng)的增加或減小金屬(尤其是銅)的去除速率。實(shí)際應(yīng)用中，通常采用雙氧水為氧化劑，并通過(guò)調(diào)節(jié)雙氧水的濃度來(lái)調(diào)節(jié)金屬的去除速率。

本發(fā)明的拋光液的pH值較佳的為1～7，更佳的為2～5。

本發(fā)明的拋光液還可進(jìn)一步含有其它本領(lǐng)域常見(jiàn)的添加劑，例如絡(luò)合劑、緩蝕劑、殺菌劑、穩(wěn)定劑和表面活性劑等。

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。pH調(diào)節(jié)劑可選用本領(lǐng)域常規(guī)調(diào)節(jié)劑，如氫氧化鉀、氨水和硝酸等。本發(fā)明中，所用試劑及原料均市售可得。

本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。