一種化學機械拋光液的製作方法
2023-07-06 01:47:26 1
專利名稱：一種化學機械拋光液的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種化學機械拋光液，主要應用於金屬層間介質的平坦化化以及淺槽 隔離氧化矽的平坦化。
背景技術：
在半導體製造流程中，介質材料的拋光主要有前道工序中的淺溝槽隔離拋光 (STI)，用以構成器件之間的隔離區，還有後道布線中的金屬間介質材料的拋光(ILD、IMD)， 其主要目的是去除氮化矽層以上的所有氧化矽，並適當的停止在一定厚度的氮化矽上面， 氮化矽的作用是在CMP中作為拋光停止層，通過終點檢測在從氧化矽過渡到氮化矽的時候 停止拋光過程，氮化矽的厚度也決定了允許的過拋量，以避免器件的有源區曝露並帶來損 傷，這時除了要有合適的二氧化矽去除外，還要有適當的氮化矽的去除速率，以保證滿足要 求的表面形貌。金屬層間介質是用來對金屬導體進行電絕緣，通常是有HDP高密度等離子 體澱積後，緊接著進行PECVD澱積。要求要有比較高的去除速率，和良好的均一性和表面汙 染物指標。目前的二氧化矽介質材料CMP的拋光液的相關專利很多，有關前隔槽隔離的專利 多集中在二氧化鈰為磨料的拋光液US 007091164，採用特定添加劑來控制與氮化矽的拋光 選擇比，金屬間介質拋光為矽基磨料US2003006397A1，但固含量均較高，大於30%，存在著 表面微細劃傷的潛在缺陷，且二氧化矽比較穩定，採用化學方法很難提升去除速率，只能依 靠增大磨料粒子的含量來達到相同目的，而且無論是氧化鈰還是氧化矽等，其價格均較高， 在全球降低成本，提高效能的大背景下，需要一款成本低，拋光性能好的產品。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中固含量過高，去除速率低，成本高的缺陷，提供一 種採用化學方法提高介質材料拋光速率且表面汙染物控制好，固含量相對較低低的一種拋 光液。本發明的化學機械拋光液，其包含磨料、至少一種二氧化矽拋光促進劑，PH調節 劑和分散穩定劑。本發明中磨料為選自二氧化矽溶膠、金屬摻雜的二氧化矽、氣相法二氧化矽及其 水分散體、氧化鋁、改性氧化鋁、氧化飾和高聚物顆粒中的一種或多種。較佳的為二氧化矽 溶膠顆粒和/或氣相法二氧化矽。磨料的顆粒粒徑為20 250nm。較佳的為80 200nm。 磨料的質量百分含量為5 40%。較佳的為10 20%。本發明中二氧化矽拋光促進劑為陰離子型聚丙烯醯胺和/或聚丙烯酸與聚丙烯 醯胺的共聚物，分子量為500萬 2000萬。本發明中二氧化矽的拋光促進劑還可為無機鹽，該無機鹽為選自強酸弱鹼鹽、強 鹼弱酸鹽、弱酸弱鹼鹽和強酸強鹼鹽中的一種或多種。本發明的拋光液還包含殺菌劑和/或防黴劑。拋光液的pH為9 12。較佳的為10. 5 11. 5。本發明的的積極進步效果在於本發明的拋光液為濃縮型矽基磨料拋光液，固含 量均較目前市售產品低，且具有較好的拋光均一性和表面汙染物指標，此外去除速率的可 調性較強，適用範圍較廣，適應於二氧化矽介質材料的拋光，淺溝槽隔離的化學機械拋光 等，應用於130nm以下工藝製程。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
來詳細闡述本發明的優勢。拋光條件Logitech PM5014，拋光機臺下壓力4psi拋光頭轉速90轉/分拋光碟轉速70轉/分漿料流量100毫升/分拋光墊IC1000拋光時間2分鐘晶圓PETE0S測量機臺二氧化矽厚度儀實施例1 M
權利要求
1.一種化學機械拋光液，其包含磨料、至少一種二氧化矽拋光促進劑，PH調節劑和分 散穩定劑。
2.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述的磨料為選自二氧化矽溶膠、金屬摻 雜的二氧化矽、氣相法二氧化矽及其水分散體、氧化鋁、改性氧化鋁、氧化飾和高聚物顆粒 中的一種或多種。
3.如權利要求2所述的拋光液，其特徵在於，所述的磨料為二氧化矽溶膠顆粒和/或氣相法二氧化矽。
4.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述的磨料的顆粒粒徑為20 250nm。
5.如權利要求4所述的拋光液，其特徵在於，所述的磨料的顆粒粒徑為80 200nm。
6.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述的磨料的質量百分含量為5 40%。
7.如權利要求6所述的拋光液，其特徵在於，所述的磨料的質量百分含量為10 20%。
8.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述二氧化矽的拋光促進劑為陰離子型 聚丙烯醯胺和/或聚丙烯酸與聚丙烯醯胺的共聚物，分子量為500萬 2000萬。
9.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述二氧化矽的拋光促進劑為無機鹽，所 述無機鹽為選自強酸弱鹼鹽、強鹼弱酸鹽、弱酸弱鹼鹽和強酸強鹼鹽中的一種或多種。
10.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述拋光液還包含殺菌劑和/或防黴劑。
11.如權利要求1所述的拋光液，其特徵在於，所述拋光液的PH為9 12。
12.如權利要求11所述的拋光液，其特徵在於，所述拋光液的pH為10.5 11.5。
全文摘要
本發明揭示了一種用於介質材料二氧化矽拋光的化學機械拋光液，其含有一種磨料，至少一種氧化矽拋光促進劑，其它功能助劑。該拋光液具有研磨速率高，表面汙染物數量少，平坦化效率高，表面均一性好等優點，適用於大規模集成電路二氧化矽介質拋光，以及淺槽隔離拋光平坦化。
文檔編號C09G1/02GK102108259SQ20091020082
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者姚穎, 宋偉紅 申請人:安集微電子(上海)有限公司