一种化学机械抛光液制造技术

本发明专利技术公开了一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒和水，其还含有具有两个或两个以上如式Ⅰ所示的基团的化合物。本发明专利技术的化学机械抛光液可显著提高多晶硅去除速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺中的一种化学机械抛光液。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互连层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。由IBM公司二十世纪80年代首 创的化学机械研磨(CMP)技术被认为是目前全局平坦化的最有效的方法。化学机械研磨(CMP)由化学作用和机械作用和两种作用结合而成。它的 设备通常由一个带有抛光垫(pad)的研磨台(polishingtable),及一个用于承载 芯片(wafer)的研磨头(carrier)组成。其中研磨头固定住芯片，然后将芯片的正 面压在研磨垫上。当进行化学机械研磨时，研磨头在抛光垫(pad)上线性移动 或是沿着与研磨台一样的运动方向旋转。与此同时，含有研磨剂的桨液(slurry) 被滴到抛光垫(pad)上，并因离心作用平铺在抛光垫(pad)上。芯片(wafer) 表面在机械和化学的双重作用下实现全局平坦化。根据化学机械抛光所要解决的具体问题的不同，对多晶硅(Poly silicon)的 去除速率(removal rate)有两种不同的要求。其中， 一类是提高多晶硅的去除 速率US2006014390公开了一种用于提高多晶硅的去除速率的抛光液，其包含重 量百分比为4.25% 18.5%研磨剂和重量百分比为0.05% 1.5%的添加剂。其中添加剂主要选自季铵盐、季胺碱和乙醇胺等有机碱。此外，该抛光液还包含非 离子型表面活性剂，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚产物。US2002032987公开了一种用醇胺作为添加剂的抛光液，以提高多晶硅 (Poly silicon)的去除速率(removal rate)，其中添加剂优选2- (二甲氨基)-2-甲基-l-丙醇。US2002151252公开了一种含具有多个羧酸结构的络合剂的抛光液，用于提 高多晶硅去除速率，其中优选的络合剂是EDTA (乙二胺四乙酸)和DTPA (二 乙基三胺五乙酸)。EP1072662公开了一种含孤对电子和双键产生离域结构的有机物的抛光 液，以提高多晶硅(Poly silicon)的去除速率(removal rate),优选化合物是胍 类的化合物及其盐。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可显著提高多晶硅去除速率的化学 机械抛光液。本专利技术的抛光液含有研磨颗粒和水，还含有具有两个或两个以上如式I所 示的基团的化合物。oe I o——p—ch2、n式I其中，所述的具有两个或两个以上如式I所示的基团的化合物中含有两个或两个以上的N原子时，这些N原子以一个或多个-CH2-CH2-相连，较佳的为1~3个-CH2-CH2-。优选化合物为如式II V所示的膦酸及其盐中的一种或多种。所述的盐较佳的为钠盐、钾盐或铵盐，所述的铵盐为伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐 或季胺盐。所述的具有两个或两个以上如式I所示的基团的化合物的含量较佳的为质量百分比0.01 5%。<formula>formula see original document page 6</formula>其中，所述的研磨颗粒较佳的选自Si02、 A1203、 Zr02、 Ce02、 SiC、 Fe203、 Ti02和Si3N4中的一种或多种，更佳的为Si02。所述的研磨颗粒的含量较佳的为 质量百分比0.1~30%。本专利技术的抛光液较佳的pH范围为8~12。本专利技术的抛光液还可含有本领域其他常规添加剂，如pH调节剂、分散剂和 表面活性剂等。其中，所述的pH调节剂可选自NaOH、 KOH、氨、有机碱和硝 酸中的一种或多种。所述的有机碱较佳的选自伯胺、仲胺、叔胺和季胺碱中的 一种或多种。其中，所述的分散剂可选自聚合电解质，较佳的为聚乙烯醇、聚 丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚环氧乙垸中的一种或多种。所述的聚乙烯醇的分子量 较佳的为84000-89000，聚丙烯酸的分子量较佳的为3000-5000，聚丙烯酰胺的 分子量较佳的为约30万，聚环氧乙垸的分子量较佳的为9000 12500。所述的表 面活性剂可选自季胺盐型表面活性剂，例如氯化十八垸基三甲基季胺盐。表 面活性剂的含量较佳的为质量比10~100ppm。本专利技术的抛光液由上述成分简单均匀混合，之后采用pH调节剂调节至合适 pH值即可制得。本专利技术中，所用试剂及原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术的化学机械抛光液可显著提高多晶硅 去除速率。具体实施例方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所 述的实施例范围之中。 实施例1 11表1给出了本专利技术的化学机械抛光液的实施例1 11，按表中配方，将各组分混合均匀，之后采用pH调节剂调节至合适pH值即可制得。实施例5 11依 次分别采用NaOH、 KOH、氨水、伯胺、仲胺、叔胺和季胺碱作pH调节剂。表1本专利技术的化学机械抛光液的实施例1~11<table>table see original document page 8</column></row><table><table>table see original document page 9</column></row><table>效果实施例对比抛光液1% 二氧化硅(95土5nm)， 99%去离子水。抛光液1: 1。/。二氧化硅(95士5nm)， 0.5% ATMP (氨基三甲叉膦酸)，用30% KOH水溶液调整pH至10.283， 98.5%去离子水。按配方制得抛光液。将上述抛光液用于多晶硅的化学机械抛光，抛光条件 为抛光机台为Logitech (英国)1PM52型，12英寸politex抛光垫(pad)， 4cm*4cm正方形Wafer,研磨压力3 psi，研磨台(polishing table)转速70 转/分钟，研磨头(carrier)自转转速150转/分钟，抛光液滴加速度100 ml / min。 结果如表2所示。表2对比抛光液和本专利技术的抛光液l对多晶硅的去除速率<table>table see original document page 9</column></row><table>由表2可见，与对比抛光液相比，本专利技术的抛光液1可以显著提高多晶硅 的去除速率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒和水，其特征在于：其还含有具有两个或两个以上如式Ⅰ所示的基团的化合物。　＊＊＊　式Ⅰ。

【技术特征摘要】
1. 一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒和水，其特征在于其还含有具有两个或两个以上如式I所示的基团的化合物。式I2. 如权利要求1所述的抛光液，其特征在于所述的具有两个或两个以上如式I所示的基团的化合物中含有两个或两个以上的N原子时，这些N原子以 一个或多个-CH2-CH2-相连。3. 如权利要求2所述的抛光液，其特征在于所述的一个或多个-CH2-CH2-为 1 3个-CH2-CH2-。4. 如权利要求1所述的抛光液，其特征在于所述的具有两个或两个以上如式I所示的基团的化合物为如式II V所示的膦酸及其盐中的一种或多种。<formula>formula see original document page 2</formula> 式n<formula>formula see original document page 2</formula><formula>formula see original document page 3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，杨春晓，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]