專利名稱：一種化學(xué)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(xué)機械拋光液。
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。二十世紀80年代，由IBM公司首創(chuàng)的化學(xué)機械研 磨(CMP)技術(shù)被認為是目前全局平坦化的最有效的方法?；瘜W(xué)機械研磨(CMP)由化學(xué)作用、機械作用以及這兩種作用結(jié)合而成。它通常由 一個帶有拋光墊的研磨臺，及一個用于承載芯片的研磨頭組成。其中研磨頭固定住芯片，然 后將芯片的正面壓在拋光墊上。當(dāng)進行化學(xué)機械研磨時，研磨頭在拋光墊上線性移動或是 沿著與研磨臺一樣的運動方向旋轉(zhuǎn)。與此同時，含有研磨劑的漿液被滴到拋光墊上，并因離 心作用平鋪在拋光墊上。芯片表面在機械和化學(xué)的雙重作用下實現(xiàn)全局平坦化。Si3N4CMP的目的是通過拋光，去除過量的氮化硅，形成所需的平坦的表面。所用的 拋光液多以機械作用為主。研磨顆粒通常是高濃度的二氧化硅。US6239032公開了一種向二氧化硅研磨液中加入磷酸及其衍生物提高Si3N4拋光 速度的方法，該體系中，二氧化硅研磨顆粒的直徑優(yōu)選低于IOnm ；US20060084270A1公開了 一種向二氧化硅研磨液中加入特定的酸性添加劑提高Si3N4拋光速度的方法，這類以醋酸 為代表的添加劑在85%的水相中對Si3N4的侵蝕速度(etching rate)小于0. lnm/hr，該體 系中，二氧化硅研磨粒的直徑優(yōu)選低于50nm。上述專利中引入磷酸、醋酸等酸性物質(zhì)，會降低研磨液的pH值，為了調(diào)節(jié)pH值，會 進一步引入硝酸、氫氧化鉀、氨水等酸堿PH調(diào)節(jié)劑，導(dǎo)致電解質(zhì)濃度的增加，繼而會導(dǎo)致研 磨液穩(wěn)定性的下降。另外，磷酸類物質(zhì)會影響其他拋光對象的拋光速度，(例如通常會提高 TEOS, Cu的拋光速度)。因此在某些應(yīng)用中，磷酸、醋酸等酸性物質(zhì)會變得不適合作為添加 劑使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中研磨液穩(wěn)定性低，拋光速度較低，對PH值影響較 大，且會造成對半導(dǎo)體器件的離子污染的缺陷。提供一種能顯著提高Si3N4拋光速度化學(xué)機 械拋光液。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種化學(xué)機械拋光液，包含二氧化硅研磨顆粒、冠醚，該拋光液的pH值不大于7。本發(fā)明中，所述的二氧化硅研磨顆粒為Fumed SiO2(氣相二氧化硅)和/或 colloidal Si02(膠體二氧化硅)。本發(fā)明中，所述的二氧化硅研磨顆粒的含量為質(zhì)量百分比0. 1 50%。本發(fā)明中，所述冠醚，包括12-冠-4、15-冠-5、18-冠-6、二苯_18_冠_6和二 氮-18-冠-6，優(yōu)選18-冠-6。
本發(fā)明中，所述的冠醚含量為質(zhì)量百分比0. 1 10%。本發(fā)明中，pH值優(yōu)選1-4.本發(fā)明還可以進一步包含其他常規(guī)添加劑，如加入絡(luò)合劑進一步提高其他非金屬 的拋光速度；加入表面活性劑用于改善wafer表面的清洗，等等。本發(fā)明的積極效果是顯著提升氮化硅的拋光速度。由于冠醚本身不是電解質(zhì)， 不含金屬離子，因此不會造成對半導(dǎo)體器件的離子污染。此外，由于對氮化硅拋光速率的提 高，減少了拋光時間，提高了生產(chǎn)效率，降低了制造成本。由于拋光速率的提高，還可以相對 降低拋光液中化學(xué)品的用量，從而進一步減少環(huán)境污染。
具體實施例方式下面通過具體實施例來進一步闡述本發(fā)明。按照表1中的配方，將各組分簡單混合到去離子水中，用酸性PH調(diào)節(jié)劑(例如 HNO3)調(diào)節(jié)到所需要的pH值，即可得到本發(fā)明的化學(xué)機械拋光液。表1、實施例1 10
權(quán)利要求
一種化學(xué)機械拋光液，包含二氧化硅研磨顆粒、冠醚，所述拋光液的pH值不大于7。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的二氧化硅研磨顆粒為氣相二氧化 硅和/或膠體二氧化硅。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的二氧化硅研磨顆粒的含量為質(zhì)量 百分比0. 1 50%。
4.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述冠醚選自12-冠-4、15-冠-5、 18-冠-6、二苯-18-冠-6和二氮-18-冠-6中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的冠醚含量為質(zhì)量百分比0.1 10%。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述拋光液的PH值為1-4。
全文摘要
一種化學(xué)機械拋光液，包含二氧化硅研磨顆粒、冠醚，該研磨液的pH值不大于7。本發(fā)明的化學(xué)機械拋光液可以顯著提升氮化硅的拋光速度，還可以相對降低拋光液中化學(xué)品的用量，從而進一步減少環(huán)境污染。
文檔編號C09G1/02GK101955731SQ20091005471
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月13日
發(fā)明者姚穎, 宋偉紅, 王晨 申請人:安集微電子(上海)有限公司