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)明涉及半導(dǎo)體制造工藝中的一種化學(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。由IBM公司二十世紀(jì)80年代首創(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)作用和機(jī)械作用和兩種作用結(jié)合而成。它的設(shè)備通常由一個(gè)帶有拋光墊(pad)的研磨臺(tái)(polishingtable),及一個(gè)用于承載芯片(wafer)的研磨頭(carrier)組成。其中研磨頭固定住芯片，然后將芯片的正面壓在研磨墊上。當(dāng)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，研磨頭在拋光墊(pad)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)，含有研磨劑的槳液(slurry)被滴到拋光墊(pad)上，并因離心作用平鋪在拋光墊(pad)上。芯片(wafer)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(Polysilicon)的去除速率(removalrate)有兩種不同的要求。其中，一類是提高多晶硅的去除速率US2006014390公開了一種用于提高多晶硅的去除速率的拋光液，其包含重量百分比為4.25%18.5%研磨劑和重量百分比為0.05%1.5%的添加劑。其中添加劑主要選自季銨鹽、季胺堿和乙醇胺等有機(jī)堿。此外，該拋光液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的拋光液，以提高多晶硅(Polysilicon)的去除速率(removalrate)，其中添加劑優(yōu)選2-(二甲氨基)-2-甲基-l-丙醇。US2002151252公開了一種含具有多個(gè)羧酸結(jié)構(gòu)的絡(luò)合劑的拋光液，用于提高多晶硅去除速率，其中優(yōu)選的絡(luò)合劑是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二乙基三胺五乙酸)。EP1072662公開了一種含孤對(duì)電子和雙鍵產(chǎn)生離域結(jié)構(gòu)的有機(jī)物的拋光液，以提高多晶硅(Polysilicon)的去除速率(removalrate),優(yōu)選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)明的拋光液含有研磨顆粒和水，還含有具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物。oeIo——p—ch2、n式I其中，所述的具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的N原子時(shí)，這些N原子以一個(gè)或多個(gè)-CH2-CH2-相連，較佳的為1~3個(gè)-CH2-CH2-。優(yōu)選化合物為如式IIV所示的膦酸及其鹽中的一種或多種。所述的鹽較佳的為鈉鹽、鉀鹽或銨鹽，所述的銨鹽為伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽或季胺鹽。所述的具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.015%。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，所述的研磨顆粒較佳的選自Si02、A1203、Zr02、Ce02、SiC、Fe203、Ti02和Si3N4中的一種或多種，更佳的為Si02。所述的研磨顆粒的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.1~30%。本發(fā)明的拋光液較佳的pH范圍為8~12。本發(fā)明的拋光液還可含有本領(lǐng)域其他常規(guī)添加劑，如pH調(diào)節(jié)劑、分散劑和表面活性劑等。其中，所述的pH調(diào)節(jié)劑可選自NaOH、KOH、氨、有機(jī)堿和硝酸中的一種或多種。所述的有機(jī)堿較佳的選自伯胺、仲胺、叔胺和季胺堿中的一種或多種。其中，所述的分散劑可選自聚合電解質(zhì)，較佳的為聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚環(huán)氧乙垸中的一種或多種。所述的聚乙烯醇的分子量較佳的為84000-89000，聚丙烯酸的分子量較佳的為3000-5000，聚丙烯酰胺的分子量較佳的為約30萬(wàn)，聚環(huán)氧乙垸的分子量較佳的為900012500。所述的表面活性劑可選自季胺鹽型表面活性劑，例如氯化十八垸基三甲基季胺鹽。表面活性劑的含量較佳的為質(zhì)量比10~100ppm。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)明中，所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液可顯著提高多晶硅去除速率。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例111表1給出了本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液的實(shí)施例111，按表中配方，將各組分混合均勻，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511依次分別采用NaOH、KOH、氨水、伯胺、仲胺、叔胺和季胺堿作pH調(diào)節(jié)劑。表1本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液的實(shí)施例1~11<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>效果實(shí)施例對(duì)比拋光液1%二氧化硅(95土5nm)，99%去離子水。拋光液1:1。/。二氧化硅(95士5nm)，0.5%ATMP(氨基三甲叉膦酸)，用30%KOH水溶液調(diào)整pH至10.283，98.5%去離子水。按配方制得拋光液。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(pad)，4cm*4cm正方形Wafer,研磨壓力3psi，研磨臺(tái)(polishingtable)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分鐘，研磨頭(carrier)自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液滴加速度100ml/min。結(jié)果如表2所示。表2對(duì)比拋光液和本發(fā)明的拋光液l對(duì)多晶硅的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由表2可見，與對(duì)比拋光液相比，本發(fā)明的拋光液1可以顯著提高多晶硅的去除速率。權(quán)利要求1.一種化學(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具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物。式I2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的N原子時(shí)，這些N原子以一個(gè)或多個(gè)-CH2-CH2-相連。3.如權(quán)利要求2所述的拋光液，其特征在于所述的一個(gè)或多個(gè)-CH2-CH2-為13個(gè)-CH2-CH2-。4.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物為如式IIV所示的膦酸及其鹽中的一種或多種。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>式n<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式IV<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>式v5.如權(quán)利要求4所述的拋光液，其特征在于所述的鹽為鈉鹽、鉀鹽或銨鹽。6.如權(quán)利要求5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。7.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物的含量為質(zhì)量百分比0.015%。8.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、1102和Si3N4中的一種或多種。9.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的含量為質(zhì)量百分比0.1~30%。10.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812。11.如權(quán)利要求l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、分散劑和表面活性劑中的一種或多種。全文摘要本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其還含有具有兩個(gè)或兩個(gè)以上如式I所示的基團(tuán)的化合物。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)C09G1/02GK101457124SQ20071017236公開日2009年6月17日申請(qǐng)日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年12月14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