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，具體涉及一種包含次亞磷酸的化學(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。二十世紀(jì)80年代，由IBM公司首創(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。化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)由化學(xué)作用、機(jī)械作用以及這兩種作用結(jié)合而成。它通常由一個(gè)帶有拋光墊的研磨臺(tái)，及一個(gè)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(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，研磨頭在拋光墊上線性移動(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(jī)械和化學(xué)的雙重作用下實(shí)現(xiàn)全局平坦化。在CMP的拋光對(duì)象中，銅有較低的電阻率，優(yōu)良的抗電子遷移能力。但是，銅本身易與周圍的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。另外，銅與介質(zhì)層的粘結(jié)性差。最關(guān)鍵的是銅易擴(kuò)散進(jìn)入硅與二氧化硅，形成銅與硅的化合物。銅擴(kuò)散進(jìn)入硅會(huì)成為雜質(zhì)，影響器件的可靠性；硅擴(kuò)散入銅將增加銅的電阻率。因此需要在銅與介質(zhì)中間增加一種能有效阻擋銅擴(kuò)散的材料。鉭是常用的阻擋材料。鉭有較高的電導(dǎo)率，性質(zhì)不活潑，與介質(zhì)材料有良好的粘結(jié)性，因此成了銅硅之間阻擋層的理想選擇。除此之外，還有Ti，TiN,WNx,TaNx,TaCx,TaSiN寸寸。在阻擋層CMP中(如圖1所示)，剛開始時(shí)拋光速率相對(duì)較快，拋到鉭層時(shí)，鉭的拋光速率較低。當(dāng)阻擋層被拋光去除之后，開始過拋(overpolish)。在整個(gè)CMP過程中，為確保獲得一個(gè)可接受的良好CMP形貌，關(guān)鍵在于拋光液要有一個(gè)合理的拋光選擇比。如Cu/Ta,Cu/TEOS選擇比。CN200410092243.9公開了一種用于拋光半導(dǎo)體晶片的含水組合物，其包含唑類化合物用來提高Ta相對(duì)于電介質(zhì)的選擇性。但是該組合物并沒有涉及次亞磷酸的使用。CN200510030856.4公開了一種用于鉭阻擋層的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其包含研磨顆粒、有機(jī)膦酸、四氮唑類化合物用來調(diào)整阻擋層的拋光選擇性。但是該化學(xué)機(jī)械拋光漿料并沒有涉及次亞磷酸的使用。CN200510030871.9公開了一種用于鉭阻擋層的化學(xué)機(jī)械拋光漿料，其包含研磨顆粒、有機(jī)膦酸、聚丙烯酸類化合物、氧化劑和載體用來調(diào)整阻擋層的拋光選擇性。但是該化學(xué)機(jī)械拋光漿料并沒有涉及次亞磷酸及金屬緩蝕劑的使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提高TE0S，BD，Ta的拋光速度，實(shí)現(xiàn)在阻擋層CMP過程中，調(diào)節(jié)拋光選擇比的要求。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液，含有水，研磨劑，次亞磷酸，金屬緩蝕劑和氧化劑。本發(fā)明中，所述的研磨劑為選自膠體二氧化硅(Colloidalsilica)、氣相二氧化硅(fumedsilica)、氧化鈰和/或氧化鋁中的一種或多種。所述的研磨劑含量較佳的為120%。本發(fā)明中，所述的次亞磷酸含量較佳的為0.5%2%。本發(fā)明中，所述的金屬緩蝕劑為唑類化合物，所述的金屬緩蝕劑較佳的為BTA。所述的BTA含量較佳的為0.11%本發(fā)明中，所述的氧化劑為過氧化物，所述的過氧化物選自雙氧水、單過硫酸氫鉀和過硫酸鉀中的一種或多種。所述的雙氧水含量較佳的為0.12%。本發(fā)明中，進(jìn)一步含有pH調(diào)節(jié)劑，所述的PH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鉀、氨水和/或季銨堿四甲基氫氧化銨中的一種或多種。所述的拋光液的PH值較佳的為9-11。本發(fā)明中，進(jìn)一步含有具有氮原子的有機(jī)胺，所述具有氮原子的有機(jī)胺較佳的為乙二胺。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于通過添加次亞磷酸可以顯著提高TEOS，BD,Ta的拋光速度，實(shí)現(xiàn)了阻擋層CMP過程中，調(diào)節(jié)拋光選擇比的要求。本發(fā)明中，Cu的去除速度可以通過升高或降低氧化劑含量的方法升高或降低。本發(fā)明中，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)拋光選擇比的要求，防止了拋光過程中產(chǎn)生的局部腐蝕和整體腐蝕(erosion)，提高了產(chǎn)品的合格率。圖1為阻擋層的形貌在CMP過程中前后變化的示意圖。具體實(shí)施例方式下面用實(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)明的化學(xué)機(jī)械拋光液實(shí)施例112以及對(duì)比例的配方，按表1中所列組分及其含量，在去離子水中混合均勻，用PH調(diào)節(jié)劑調(diào)到所需pH值，即可制得化學(xué)機(jī)械拋光液。拋光條件拋光機(jī)臺(tái)為Logitech(英國)1PM52型，14英寸politex拋光墊(pad)，4cm*4cm正方形Wafer，研磨壓力2psi，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lOOml/min。表1化學(xué)機(jī)械拋光液實(shí)施例11權(quán)利要求1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，含有水，研磨劑，次亞磷酸，金屬緩蝕劑和氧化劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的研磨劑為選自膠體二氧化硅(Colloidalsilica)、氣相二氧化硅(fumedsilica)、氧化鈰和/或氧化鋁中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拋光液，所述的研磨劑含量為120%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的次亞磷酸含量為0.5%2%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的金屬緩蝕劑為唑類化合物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拋光液，所述的金屬緩蝕劑為BTA。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拋光液，所述的BTA含量為0.11%8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，所述的氧化劑為過氧化物。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的拋光液，所述的過氧化物選自雙氧水、單過硫酸氫鉀和過硫酸鉀中的一種或多種。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的拋光液，所述的雙氧水含量為0.12%。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，包含PH調(diào)節(jié)劑。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拋光液，所述的PH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鉀、氨水和季銨堿四甲基氫氧化銨中的一種或多種。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的拋光液，所述的拋光液的pH值為9-11。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拋光液，含有具有氮原子的有機(jī)胺。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的拋光液，所述具有氮原子的有機(jī)胺為乙二胺。全文摘要本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其含有水，研磨劑，次亞磷酸，金屬緩蝕劑和氧化劑，該金屬緩蝕劑為唑類化合物。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液可顯著提高TEOS，BD，Ta的拋光速度，實(shí)現(xiàn)了阻擋層CMP過程中，調(diào)節(jié)拋光選擇比的要求。文檔編號(hào)C09G1/02GK102051125SQ20091019795公開日2011年5月11日申請日期2009年10月30日優(yōu)先權(quán)日2009年10月30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