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，其包含磨料颗粒、氧化剂、水和如式１所示的甲基苯并三氮唑类化合物；其中，Ｒ１和Ｒ２独自的为Ｃ１－Ｃ４的烷基，式１中苯环上的甲基（ＣＨ３）为苯环上任意一个氢被取代了的甲基。本发明专利技术的化学机械抛光液能够较好的保护铜表面，降低腐蚀缺陷的产生，并且可以有效的减少阻挡层抛光过程中出现的边缘过腐蚀（ＥＯＥ）现象。式１

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及--种抛光液，具体的涉及一种化学机械抛光液。
技术介绍
在集成电路制造中，互连技术的标准在提高，随着互连层数的增加和工艺特征尺寸的縮小，对硅片表面平整度的要求也越来越高，如果没有平坦化的能力，在半导体晶圆上创建复杂和密集的结构是非常有限的，化学机械抛光方法CMP就是可实现整个硅片平坦化的最有效的方法。 随着:i:c器件特征尺寸的縮小，阻挡层化学机械抛光工艺中对凹陷和腐蚀的要求就突现出来，同时，边缘过腐蚀(E0E)现象作为工艺过程中产生的新缺陷也受到了关注。E0E也称为虎齿、犬牙和边缘裂缝刻蚀，该现象的产生是由于铜图形边缘处介电材料的腐蚀引起的。由于在阻挡层的化学机械抛光过程中会去除介电材料并有侧向力，所以经常会发生介电层边缘的磨蚀,这就导致了边缘过腐蚀,边缘过腐蚀严重时可能产生负面影响，它将成为--个潜在的问题。所以要在抛光工艺中将该现象减到最低限度或将其消除。 公开专利W02008004579中，公开了在抛光过程中利用三唑类化合物保护介电质层，防止因过度抛光在介电质层上产生洞穴。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服在阻挡层抛光过程中出现的边缘过腐蚀(E0E)问题而提供了一种化学机械抛光液。本专利技术的化学机械抛光液能够较好的保护铜表面，降低腐蚀缺陷的产生，并且可以有效的减少阻挡层抛光过程中在铜图形边缘处出现的边缘过腐蚀(E0E)现象。 本专利技术的化学机械抛光液包含磨料颗粒、氧化剂、水和如式1所示的甲基苯并三氮唑类化合物； 式1 其中，&和R2独自的为C「C4的烷基；式1中苯环上的甲基(CH3)为苯环上任意一个氢被取代了的甲基。 所述的如式1所示的甲基苯并三氮唑类化合物在本专利技术中为金属缓蚀剂，式1中较佳的，& =甲基，R2 =乙基；或Ri =甲基，:R2 =丙基；或:Ri =甲基，R2 =丁基；或K =乙基，R2 =丙基；或& =甲基，R2 =甲基；或& =乙基，R2 =乙基；或& =丙基，R2 =丙基；或R2OH& =丁基，R2 =丁基；更佳的，Ri =甲基，R2 =甲基；或& =乙基，R2 =乙基；或& =丙基，R2 =丙基；或Rt =丁基，R2 =丁基。 所述的如式1所示的甲基苯并三氮唑类化合物的含量较佳的为质量分数0. 1% 1%。之所以选择().1% 1%这个范围是因为当缓蚀剂的含量小于().1%时，Cu的去除速率不能得到较好的控制，当含量大于1%时，溶液的稳定性又会受到影响。含量更佳的为0. 15% 0. 3% ，在此含量范围内，抛光液能够更好的保护铜表面，降低腐蚀缺陷的产生，并且可以更加有效的减少阻挡层抛光过程中出现的边缘过腐蚀(E0E)现象。 本专利技术的磨料颗粒为本领域常规的磨料颗粒，较佳的选自二氧化硅(如二氧化硅溶胶颗粒)、氧化铝、氧化铈和聚合物颗粒中的一种或多种，更佳的为二氧化硅溶胶颗粒，所述的磨料颗粒的含量较佳的为质量分数5% 20%，更佳的为质量分数5 10% ;所述的磨料颗粒的粒径较佳的为20 120nm，更佳的为20 80nm。 本专利技术中，所述的氧化剂为本领域常规的氧化剂，可为过氧化物、S2()62—的金属盐、S2082—的金属盐、KI03和KMn04中的一种或多种，其中过氧化物可为过氧化氢(H202)、过氧化有机酸和过氧化无机酸中的一种或多种。其中，S2062—的金属盐和S2082—的金属盐均为化学领域中常规的此类金属盐，可以为铵盐或钾盐等。 所述的氧化剂中，最佳的为过氧化氢；氧化剂的含量较佳的为质量分数().3% 1. 0%，更佳的为0. 5% 1. 0%。 本专利技术的化学机械抛光液的pH值较佳的为2 4，更佳的为2 3。 pH调节剂可为各种酸和/或碱，如氢氧化钾、氨水或硝酸等，将PH调节至所需值即可。 本专利技术的化学机械抛光液还可以包括本领域一些常规的添加剂，如杀菌剂、防霉剂、润湿剂或分散剂等。本专利技术的化学机械抛光液可由下述方法制得将上述成分均匀混合，然后采用p:H调节剂调整pH值到所需值。 本专利技术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 附图说明图1为边缘过腐蚀(EOE)现象的剖面示意图，边缘过腐蚀(EOE)是由介电质层的磨蚀和Cu裂缝刻蚀组成的，其中，Cu裂缝刻蚀是指Cu线边缘处材料缺损的台阶高度，介质层磨蚀是指介质层区域边缘处缺损的台阶高度。 图2为效果实施例1中含不同缓蚀剂的抛光液抛光空白Cu晶片的:l.og(电流/A) 电势/V图。 图3为效果实施例1中含不同缓蚀剂的抛光液对空白Cu晶片的去除速率图。 图4为效果实施例2中具有不同缓蚀剂含量的抛光液抛光空白Cu晶片的log(电流./A) 电势/y图。 图5为效果实施例2中具有不同缓蚀剂含量的抛光液对空白Cu晶片的去除速率图； 图6为效果实施例3中具有不同缓蚀剂的抛光液对已溅射钽阻挡层/电镀铜的二氧化硅测试晶片抛光后的剖面示意图。 图7为效果实施例4中具有不同磨料浓度的抛光液对空白Cu晶片和空白TE0S晶片的去除速率图。 图8为效果实施例5中具有不同PH值的抛光液对空白Cu晶片和空白TE()S晶片的去除速率图。具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本专利技术，但本专利技术并不受其限制。 表1给出了实施例1 4的抛光液，按其中配方，将各成分简单均匀混合，用水补足抛光液的质量百分比100X，之后采用稀硝酸或氢氧化钾调节pH，即可制得各抛光液。其中，1 ， 3- 二羟甲基 5 ， 5-甲基海因为杀菌剂。 表1实施例1-4的抛光液<table>table see original document page 5</column></row><table> 其中，实施例1中所述的1-N， N(羟甲基羟乙基)甲氨基-甲基苯并三氮唑为<formula>formula see original document page 6</formula>实施施2中所述的l-N， N(羟甲基羟丙基)甲氨基-甲基苯并三氮唑为<formula>formula see original document page 6</formula>实施例3中所述的1-N, N(羟甲基羟丁基)甲氨基-甲基苯并三氮唑为<formula>formula see original document page 6</formula>实施例4中所述的l-N， N(羟乙基羟丙基)甲氨基-甲基苯并三氮唑为<formula>formula see original document page 6</formula> 下述为效果实施例1-效果实施例5，按其中各抛光液的配方，将各成分简单均匀混合，用水补足抛光液的质量百分比100%，之后采用稀硝酸调节pH，即可制得各抛光液。 效果实施例1 : 抛光液1 :二氧化硅溶胶颗粒(粒径45nm) :7% ， 1-N， N ( 二羟甲基)甲氨基-甲基苯并三氮唑:0. 15%， H202 :0. 1 %， PH = 3. 0 ; 抛光液1中的l-N， N( 二羟甲基)甲氨基-甲基苯并三氮唑的结构式为<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光液，其特征在于：其包含磨料颗粒、氧化剂、水和如式１所示的甲基苯并三氮唑类化合物；　　＊＊＊　式１　　其中，Ｒ↓［１］和Ｒ↓［２］独自的为Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］的烷基；式１中苯环上的甲基为苯环上任意一个氢被取代了的甲基。

【技术特征摘要】
一种化学机械抛光液，其特征在于其包含磨料颗粒、氧化剂、水和如式1所示的甲基苯并三氮唑类化合物；式1其中，R1和R2独自的为C1-C4的烷基；式1中苯环上的甲基为苯环上任意一个氢被取代了的甲基。F2008102010303C0000011.tif2. 如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于所述的如式1所示的甲基苯并三氮唑类化合物中，:Ri =甲基，& =乙基；或& =甲基，:& =丙基；或:Ri =甲基，& =丁基；或Ri =乙基，R2 =丙基；或& =甲基，R2 =甲基；或& =乙基，R2乙基；或& =丙基，R2 =丙基;或R' =丁基，R2 丁基。3. 如权利要求1所述的化学机械抛光液,其特征在于所述的如式1所示的甲基苯并三氮唑类化合物的质量分数为0. 1% 1%。4. 如权利要求3所述的化学机械抛光液,其特征在于所述的如式1所示的甲基苯并三...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚颖，宋伟红，
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]