專利名稱：：一種用于銅制程的化學機械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種化學機械拋光液，具體的涉及一種用于銅制程的化學機械拋光液。
背景技術(shù)：
：隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，甚大規(guī)模集成電路芯片集成度已達幾十億個元器件，特征尺寸已經(jīng)進入納米級，這就要求微電子工藝中的幾百道工序，尤其是多層布線、襯底、介質(zhì)必須要經(jīng)過化學機械平坦化。甚大規(guī)模集成布線的材料正由傳統(tǒng)的Al向Cu轉(zhuǎn)化。與Al相比，Cu布線具有電阻率低，抗電遷移能率高，RC延遲時間短，可使布層數(shù)減少一半，成本降低30%，加工時間縮短40%的優(yōu)點。Cu布線的優(yōu)勢己經(jīng)引起全世界廣泛的關(guān)注。但是目前還沒有對銅材進行有效地等離子蝕刻或濕法蝕刻，以使銅互連在集成電路中充分形成的技術(shù)，因此銅的化學機械拋光方法被認為是最有效的替代方法。目前，出現(xiàn)了一系列適合于拋光Cu的化學機械拋光漿料，如專利號為US6,616,717公開了一種用于金屬CMP的組合物和方法；專利號為US5,527,423公開了一種用于金屬層的化學機械拋光漿料；專利號為US6,821,897公開了一種使用聚合體絡合劑的銅CMP的方法；專利號為CN02114147.9公開了一種銅化學一機械拋光工藝用拋光液;專利號為CN01818940.7公開了銅的化學機械拋光所用的漿料；專利號為CN98120987.4公開了一種用于銅的CMP漿4液制造以及用于集成電路的制造方法。但是上述用于銅制程的拋光液使用后，襯底表面存在著缺陷、劃傷、粘污和/或其它殘留，或者是對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)出新的用于銅的化學機械拋光槳料。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的用于銅制程的化學機械拋光液易造成晶圓表面缺陷、污染殘留和腐蝕，以及不能^足銅制程對拋光速率及選擇比的要求的缺陷，而提供一種可解決上述問題的用于銅制程的化學機械拋光液。本發(fā)明的化學機械拋光液包括研磨顆粒、有機膦酸類化合物、含氮唑類化合物、氧化劑和載體。其中，所述的研磨顆粒的含量較佳的為0.15%;所述的有機膦酸類化合物的含量較佳的為0.53%;所述的含氮唑類化合物的含量較佳的為0.011%;所述的氧化劑的含量較佳的為0.510%;所述的載體為余量。以上百分比均指占整個化學機械拋光液的總重量百分比。本發(fā)明中，所述的研磨顆粒可選自本領(lǐng)域常用研磨顆粒，優(yōu)選二氧化硅、氧化鋁、和聚合物顆粒(如聚苯乙烯或聚乙烯)中的一種或多種，更優(yōu)選氧化硅。所述的研磨顆粒的粒徑較佳的為20200nm，更佳的為30100nm。本發(fā)明中，所述的有機膦酸類化合物較佳的為羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、氨基三並甲基膦酸(ATMP)、多氨基多醚基四亞甲基膦酸(PAPEMP)、2-羥基膦酰基乙酸(HPAA)、乙二胺四甲基膦酸(EDTMP)、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMP)、有機膦磺酸和多元醇膦酸酯(PAPE)中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的含氮唑類化合物較佳的選自5-氨基-四氮唑、1，2，4-三氮唑、苯并氮唑、5-甲基-四氮唑，5-苯基-l-氫-四氮唑和1-氫-四氮唑中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的氧化劑可為現(xiàn)有技術(shù)中的各種氧化劑，較佳的為過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧乙酸和過氧化氫脲中的一種或多種，更佳的為過氧化氫。本發(fā)明中，所述的載體較佳的為水。本發(fā)明的用于銅制程的化學機械拋光液的pH值較佳的為2.011.0，更佳的2.0-5.0或9.0-11.0。pH調(diào)節(jié)劑可為各種酸和/或堿，以將pH調(diào)節(jié)至所需值即可，較佳的為硫酸、硝酸、磷酸、氨水、氫氧化鉀、乙醇胺和/或三乙醇胺等等。本發(fā)明的化學機械拋光液還可以含有本領(lǐng)域其他常規(guī)添加劑，如表面活性劑、穩(wěn)定劑和殺菌劑，以進一步提高拋光液的拋光性能。將上述成分簡單均勻混合，采用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)至合適pH值，混合均勻靜置即可制得本發(fā)明的拋光液。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。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明的拋光液對銅材料具有較高的拋光速率，而對阻擋層鉭具有較低的拋光速率，銅/鉭拋光速率選擇比約在50到1000范圍內(nèi)，可滿足銅制程的拋光要求。本發(fā)明的拋光液可在較低的研磨顆粒的用量下，保證拋光速率的同時，使缺陷、劃傷、粘污和其它殘留明顯下降，從而降低襯底表面污染物。本發(fā)明的拋光液還可防止金屬拋光過程中產(chǎn)生的局部和整體腐蝕，提高產(chǎn)品良率。圖1為對比1拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。圖2為對比2拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。圖3為實施例1拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。圖4為實施例2拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。具體實施例方式下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在戶萬述的實施例范圍之中。實施例19表1給出了本發(fā)明的拋光液19，將表中配方，將各成分混合均勻，去離子水為余量，最后用pH調(diào)節(jié)劑(20XKOH或稀HNO3，根據(jù)pH值的需要進行選擇)調(diào)節(jié)到所需pH值，繼續(xù)攪拌至均勻流體，靜止30分鐘即可得到各化學機械拋光液。表l本發(fā)明的拋光液19配方實研磨顆粒有機膦酸氧化劑含氮唑類化合物其他施例具體物質(zhì)含量wt%粒徑nm具體物質(zhì)含量wt%具體物質(zhì)含量wt%具體物質(zhì)含量wt%PH具體物質(zhì)含量wt%1Si020,2570羥基亞乙基二膦酸0.5過氧化氫35-氨基四氮唑0.052\\2Si020.2570羥基亞乙基二膦酸0.8過氧化氫31，2，4-三氮唑0.052\\3Si022702-羥基膦酰基乙酸2過氧化氫5苯并三氮唑0.33\\<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>效果實施例表2給出了本發(fā)明的拋光液15和對比拋光液12，將表中配方，將各成分混合均勻，去離子水為余量，最后用pH調(diào)節(jié)劑(20XKOH或稀HNO3，根據(jù)pH值的需要進行選擇)調(diào)節(jié)到所需pH值，繼續(xù)攪拌至均勻流體，靜止30分鐘即可得到各化學機械拋光液。表2本發(fā)明的拋光液15和對比拋光液12配方<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上述結(jié)果來看，本發(fā)明的拋光液可以在低顆粒含量的條件下實現(xiàn)較大銅/鉭選擇比，實現(xiàn)銅的迅速拋光，有效地停在阻擋層上，表面不產(chǎn)生明顯的缺陷(劃傷，腐蝕，表面顆粒等等)。圖1和2分別為對比拋光液1和2拋光后的銅表面顯微鏡圖片，圖3和4分別為拋光液1和2拋光后的銅表面顯微鏡圖片。由圖可見，本發(fā)明的拋光液拋光后，表面基本無缺陷。本發(fā)明的拋光液在銅互連工藝中具有較高的應用價值。權(quán)利要求1.一種用于銅制程的化學機械拋光液，其特征在于其含有研磨顆粒、有機膦酸類化合物、含氮唑類化合物、氧化劑和載體。2.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為二氧化硅、氧化鋁和聚合物顆粒中的一種或多種。3.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的粒徑為20200nrn。4.如權(quán)利要求3所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的粒徑為30100nrn。5.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0.1~5%。6.如權(quán)利要求1所述的拋光液，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、多氨基多醚基四亞甲基膦酸、2-羥基膦?；宜帷⒁叶匪募谆⑺?、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸、有機膦磺酸和多元醇膦酸酯中的一種或多種。7.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的有機膦酸類化合物的含量為質(zhì)量百分比0.53%。8.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的含氮唑類化合物為5-氨基-四氮唑、1，2，4-三氮唑、苯并氮唑、5-甲基-四氮唑，5-苯基-l-氫-四氮唑和1-氫-四氮唑中的一種或多種。9.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的含氮唑類化合物的含量為質(zhì)量百分比0.011%。10.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的氧化劑為過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧乙酸和過氧化氫脲中的一種或多種。11.如權(quán)利要求l所述的拋光液，其特征在于所述的氧化劑的含量為質(zhì)量百分比0.510%。12.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的載體為水。13.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值為2.05.0或9.0~11.0。14.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表面活性劑、穩(wěn)定劑和殺菌劑中的一種或多種。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于銅制程的化學機械拋光液，其含有研磨顆粒、有機膦酸類化合物、含氮唑類化合物、氧化劑和載體。本發(fā)明的拋光液可在較低的研磨顆粒的用量下，保證拋光速率的同時，使缺陷、劃傷、粘污和其它殘留明顯下降，從而降低襯底表面污染物；具有合適的銅/鉭的去除速率選擇比，滿足銅制程的拋光要求；可以防止金屬拋光過程中產(chǎn)生的局部和整體腐蝕，提高產(chǎn)品良率。文檔編號C09G1/02GK101457122SQ20071017235公開日2009年6月17日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日發(fā)明者春徐申請人:安集微電子(上海)有限公司