專利名稱：：一種用于銅制程的化學機械拋光液的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種化學機械拋光液，具體的涉及一種用于銅制程的化學機械拋光液。
背景技術：
：隨著微電子技術的發(fā)展，甚大規(guī)模集成電路芯片集成度已達幾十億個元器件，特征尺寸已經進入納米級，這就要求微電子工藝中的幾百道工序，尤其是多層布線、襯底、介質必須要經過化學機械平坦化。甚大規(guī)模集成布線的材料正由傳統(tǒng)的Al向Cu轉化。與Al相比，Cu布線具有電阻率低，抗電遷移能率高，RC延遲時間短，可使布層數減少一半，成本降低30%，加工時間縮短40%的優(yōu)點。Cu布線的優(yōu)勢己經引起全世界廣泛的關注。但是目前還沒有對銅材進行有效地等離子蝕刻或濕法蝕刻，以使銅互連在集成電路中充分形成的技術，因此銅的化學機械拋光方法被認為是最有效的替代方法。目前，出現了一系列適合于拋光Cu的化學機械拋光漿料，如專利號為US6,616,717公開了一種用于金屬CMP的組合物和方法；專利號為US5,527,423公開了一種用于金屬層的化學機械拋光漿料；專利號為US6,821,897公開了一種使用聚合體絡合劑的銅CMP的方法；專利號為CN02114147.9公開了一種銅化學一機械拋光工藝用拋光液;專利號為CN01818940.7公開了銅的化學機械拋光所用的漿料；專利號為CN98120987.4公開了一種用于銅的CMP漿4液制造以及用于集成電路的制造方法。但是上述用于銅制程的拋光液使用后，襯底表面存在著缺陷、劃傷、粘污和/或其它殘留，或者是對銅的拋光選擇性不夠，或者是拋光過程中存在著局部或整體腐蝕等問題。因此有必要開發(fā)出新的用于銅的化學機械拋光槳料。
發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是為了克服現有的用于銅制程的化學機械拋光液易造成晶圓表面缺陷、污染殘留和腐蝕，以及不能^足銅制程對拋光速率及選擇比的要求的缺陷，而提供一種可解決上述問題的用于銅制程的化學機械拋光液。本發(fā)明的化學機械拋光液包括研磨顆粒、有機膦酸類化合物、含氮唑類化合物、氧化劑和載體。其中，所述的研磨顆粒的含量較佳的為0.15%;所述的有機膦酸類化合物的含量較佳的為0.53%;所述的含氮唑類化合物的含量較佳的為0.011%;所述的氧化劑的含量較佳的為0.510%;所述的載體為余量。以上百分比均指占整個化學機械拋光液的總重量百分比。本發(fā)明中，所述的研磨顆?？蛇x自本領域常用研磨顆粒，優(yōu)選二氧化硅、氧化鋁、和聚合物顆粒(如聚苯乙烯或聚乙烯)中的一種或多種，更優(yōu)選氧化硅。所述的研磨顆粒的粒徑較佳的為20200nm，更佳的為30100nm。本發(fā)明中，所述的有機膦酸類化合物較佳的為羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、氨基三並甲基膦酸(ATMP)、多氨基多醚基四亞甲基膦酸(PAPEMP)、2-羥基膦?；宜?HPAA)、乙二胺四甲基膦酸(EDTMP)、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMP)、有機膦磺酸和多元醇膦酸酯(PAPE)中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的含氮唑類化合物較佳的選自5-氨基-四氮唑、1，2，4-三氮唑、苯并氮唑、5-甲基-四氮唑，5-苯基-l-氫-四氮唑和1-氫-四氮唑中的一種或多種。本發(fā)明中，所述的氧化劑可為現有技術中的各種氧化劑，較佳的為過氧化氫、過硫酸銨、過硫酸鉀、過氧乙酸和過氧化氫脲中的一種或多種，更佳的為過氧化氫。本發(fā)明中，所述的載體較佳的為水。本發(fā)明的用于銅制程的化學機械拋光液的pH值較佳的為2.011.0，更佳的2.0-5.0或9.0-11.0。pH調節(jié)劑可為各種酸和/或堿，以將pH調節(jié)至所需值即可，較佳的為硫酸、硝酸、磷酸、氨水、氫氧化鉀、乙醇胺和/或三乙醇胺等等。本發(fā)明的化學機械拋光液還可以含有本領域其他常規(guī)添加劑，如表面活性劑、穩(wěn)定劑和殺菌劑，以進一步提高拋光液的拋光性能。將上述成分簡單均勻混合，采用pH調節(jié)劑調至合適pH值，混合均勻靜置即可制得本發(fā)明的拋光液。pH調節(jié)劑可選用本領域常規(guī)pH調節(jié)劑，如氫氧化鉀、氨水和硝酸等。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明的拋光液對銅材料具有較高的拋光速率，而對阻擋層鉭具有較低的拋光速率，銅/鉭拋光速率選擇比約在50到1000范圍內，可滿足銅制程的拋光要求。本發(fā)明的拋光液可在較低的研磨顆粒的用量下，保證拋光速率的同時，使缺陷、劃傷、粘污和其它殘留明顯下降，從而降低襯底表面污染物。本發(fā)明的拋光液還可防止金屬拋光過程中產生的局部和整體腐蝕，提高產品良率。圖1為對比1拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。圖2為對比2拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。圖3為實施例1拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。圖4為實施例2拋光液拋光后的銅表面顯微鏡圖片。具體實施例方式下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在戶萬述的實施例范圍之中。實施例19表1給出了本發(fā)明的拋光液19，將表中配方，將各成分混合均勻，去離子水為余量，最后用pH調節(jié)劑(20XKOH或稀HNO3，根據pH值的需要進行選擇)調節(jié)到所需pH值，繼續(xù)攪拌至均勻流體，靜止30分鐘即可得到各化學機械拋光液。表l本發(fā)明的拋光液19配方實研磨顆粒有機膦酸氧化劑含氮唑類化合物其他施例具體物質含量wt%粒徑nm具體物質含量wt%具體物質含量wt%具體物質含量wt%PH具體物質含量wt%1Si020,2570羥基亞乙基二膦酸0.5過氧化氫35-氨基四氮唑0.052\\2Si020.2570羥基亞乙基二膦酸0.8過氧化氫31，2，4-三氮唑0.052\\3Si022702-羥基膦?；宜?過氧化氫5苯并三氮唑0.33\\<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>效果實施例表2給出了本發(fā)明的拋光液15和對比拋光液12，將表中配方，將各成分混合均勻，去離子水為余量，最后用pH調節(jié)劑(20XKOH或稀HNO3，根據pH值的需要進行選擇)調節(jié)到所需pH值，繼續(xù)攪拌至均勻流體，靜止30分鐘即可得到各化學機械拋光液。表2本發(fā)明的拋光液15和對比拋光液12配方<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上述結果來看，本發(fā)明的拋光液可以在低顆粒含量的條件下實現較大銅/鉭選擇比，實現銅的迅速拋光，有效地停在阻擋層上，表面不產生明顯的缺陷(劃傷，腐蝕，表面顆粒等等)。圖1和2分別為對比拋光液1和2拋光后的銅表面顯微鏡圖片，圖3和4分別為拋光液1和2拋光后的銅表面顯微鏡圖片。由圖可見，本發(fā)明的拋光液拋光后，表面基本無缺陷。本發(fā)明的拋光液在銅互連工藝中具有較高的應用價值。權利要求1.一種用于銅制程的化學機械拋光液，其特征在于其含有研磨顆粒、有機膦酸類化合物、含氮唑類化合物、氧化劑和載體。2.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒為二氧化硅、氧化鋁和聚合物顆粒中的一種或多種。3.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的粒徑為20200nrn。4.如權利要求3所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的粒徑為30100nrn。5.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的含量為質量百分比0.1~5%。6.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的有機膦酸類化合物為羥基亞乙基二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、多氨基多醚基四亞甲基膦酸、2-羥基膦?；宜?、乙二胺四甲基膦酸、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸、有機膦磺酸和多元醇膦酸酯中的一種或多種。7.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的有機膦酸類化合物的含量為質量百分比0.53%。8.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的含氮唑類化合物為5-氨基-四氮唑、1，2，4-三氮唑、苯并氮唑、5-甲基-四氮唑，5-苯基-l-氫-四氮唑和1-氫-四氮唑中的一種或多種。9.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的含氮唑類化合物的含量為質量百分比0.011%。10.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的氧化劑為過氧化氫、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧乙酸和過氧化氫脲中的一種或多種。11.如權利要求l所述的拋光液，其特征在于所述的氧化劑的含量為質量百分比0.510%。12.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的載體為水。13.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液的pH值為2.05.0或9.0~11.0。14.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液還含有表面活性劑、穩(wěn)定劑和殺菌劑中的一種或多種。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于銅制程的化學機械拋光液，其含有研磨顆粒、有機膦酸類化合物、含氮唑類化合物、氧化劑和載體。本發(fā)明的拋光液可在較低的研磨顆粒的用量下，保證拋光速率的同時，使缺陷、劃傷、粘污和其它殘留明顯下降，從而降低襯底表面污染物；具有合適的銅/鉭的去除速率選擇比，滿足銅制程的拋光要求；可以防止金屬拋光過程中產生的局部和整體腐蝕，提高產品良率。文檔編號C09G1/02GK101457122SQ20071017235公開日2009年6月17日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權日2007年12月14日發(fā)明者春徐申請人:安集微電子(上海)有限公司