一種化學機械拋光液制造技術

本發明專利技術公開了一種化學機械拋光液，其包含磨料顆粒、氧化劑、水和如式1所示的甲基苯并三氮唑類化合物；其中，R1＝甲基，R2＝甲基；或R1＝乙基，R2＝乙基；或R1＝丙基，R2＝丙基；或R1＝丁基，R2＝丁基；式1中苯環上的甲基為苯環上任意一個氫被取代了的甲基，且所述的如式1所示的甲基苯并三氮唑類化合物的質量分數為0.15％～0.3％。本發明專利技術的化學機械拋光液能夠較好的保護銅表面，降低腐蝕缺陷的產生，并且可以有效的減少阻擋層拋光過程中出現的邊緣過腐蝕(EOE)現象。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種拋光液，具體的涉及一種化學機械拋光液。
技術介紹
在集成電路制造中，互連技術的標準在提高，隨著互連層數的增加和工藝特征尺 寸的縮小，對娃片表面平整度的要求也越來越高，如果沒有平坦化的能力，在半導體晶圓上 創建復雜和密集的結構是非常有限的，化學機械拋光方法CMP就是可實現整個娃片平坦化 的最有效的方法。 隨著IC器件特征尺寸的縮小，阻擋層化學機械拋光工藝中對凹陷和腐蝕的要求 就突現出來，同時，邊緣過腐蝕巧犯）現象作為工藝過程中產生的新缺陷也受到了關注。 EOE也稱為虎齒、犬牙和邊緣裂縫刻蝕，該現象的產生是由于銅圖形邊緣處介電材料的腐蝕 引起的。由于在阻擋層的化學機械拋光過程中會去除介電材料并有側向力，所W經常會發 生介電層邊緣的磨蝕，送就導致了邊緣過腐蝕，邊緣過腐蝕嚴重時可能產生負面影響，它將 成為一個潛在的問題。所W要在拋光工藝中將該現象減到最低限度或將其消除。 公開專利W02008004579中，公開了在拋光過程中利用H哇類化合物保護介電質 層，防止因過度拋光在介電質層上產生洞穴。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是為了克服在阻擋層拋光過程中出現的邊緣過腐蝕 巧OE)問題而提供了一種化學機械拋光液。本專利技術的化學機械拋光液能夠較好的保護銅表 面，降低腐蝕缺陷的產生，并且可W有效的減少阻擋層拋光過程中在銅圖形邊緣處出現的 邊緣過腐蝕巧犯）現象。 本專利技術的化學機械拋光液包含磨料顆粒、氧化劑、水和如式1所示的甲基苯并H 氮哇類化合物；[000引其中，Ri=甲基，Rz=甲基；或Ri=己基，Rz=己基；或Ri=丙基，Rz=丙基；或Ri=了基，Rz= 了基；式1中苯環上的甲基（C&)為苯環上任意一個氨被取代了的甲基。且所述的如式1所示的甲基苯并H氮哇類化合物的含量小于0. 1 %時，化的去除 速率不能得到較好的控制，當含量大于1%時，溶液的穩定性又會受到影響。故含量更佳 的為0. 15%~0. 3%，在此含量范圍內，拋光液能夠更好的保護銅表面，降低腐蝕缺陷的產 生，并且可W更加有效的減少阻擋層拋光過程中出現的邊緣過腐蝕巧犯）現象。 本專利技術的磨料顆粒為本領域常規的磨料顆粒，較佳的選自二氧化娃（如二氧化娃 溶膠顆粒）、氧化鉛、氧化飾和聚合物顆粒中的一種或多種，更佳的為二氧化娃溶膠顆粒，所 述的磨料顆粒的含量較佳的為質量分數5%~20%，更佳的為質量分數5~10% ;所述的 磨料顆粒的粒徑較佳的為20~120皿，更佳的為20~80皿。 本專利技術中，所述的氧化劑為本領域常規的氧化劑，可為過氧化物、SzO/的金屬鹽、 SzOgZ的金屬鹽、KI03和KMn〇4中的一種或多種，其中過氧化物可為過氧化氨化2〇2)、過氧化 有機酸和過氧化無機酸中的一種或多種。其中，SzO/的金屬鹽和S20?2的金屬鹽均為化學 領域中常規的此類金屬鹽，可W為倭鹽或鐘鹽等。 所述的氧化劑中，最佳的為過氧化氨；氧化劑的含量較佳的為質量分數0.3%~ 1. 〇%，更佳的為0. 5%~1. 0%。[001引本專利技術的化學機械拋光液的抑值較佳的為2~4,更佳的為2~3。抑調節劑可 為各種酸和/或堿，如氨氧化鐘、氨水或硝酸等，將抑調節至所需值即可。 本專利技術的化學機械拋光液還可W包括本領域一些常規的添加劑，如殺菌劑、防霉 劑、潤濕劑或分散劑等。 本專利技術中，所述的水較佳的為去離子水。所述的水的含量為補足拋光液的質量分 數 100%。 本專利技術的化學機械拋光液可由下述方法制得；將上述成分均勻混合，然后采用抑 調節劑調整抑值到所需值。 本專利技術所用試劑及原料均市售可得。 本專利技術的積極進步效果在于： 本專利技術的化學機械拋光液W如式1所示的甲基苯并H氮哇類化合物作為金屬緩 蝕劑，具有優異的緩蝕效果，在拋光過程中很好的保護了銅（化）表面，通過控制化的去除 速率有效的減少了阻擋層拋光過程中出現的的凹陷和邊緣過腐蝕巧犯）現象。【附圖說明】 圖1為邊緣過腐蝕巧峭現象的剖面示意圖，邊緣過腐蝕巧峭是由介電質層的 磨蝕和化裂縫刻蝕組成的，其中，化裂縫刻蝕是指化線邊緣處材料缺損的臺階高度，介質 層磨蝕是指介質層區域邊緣處缺損的臺階高度。 圖2為效果實施例1中含不同緩蝕劑的拋光液拋光空白化晶片的log(電流/ A)~電勢A圖。 圖3為效果實施例1中含不同緩蝕劑的拋光液對空白化晶片的去除速率圖。 圖4為效果實施例2中具有不同緩蝕劑含量的拋光液拋光空白化晶片的log(電 流/A)~電勢A圖。 圖5為效果實施例2中具有不同緩蝕劑含量的拋光液對空白化晶片的去除速率 圖；圖6為效果實施例3中具有不同緩蝕劑的拋光液對已瓣射粗阻擋層/電錐銅的二 氧化娃測試晶片拋光后的剖面示意圖。 圖7為效果實施例4中具有不同磨料濃度的拋光液對空白化晶片和空白TEOS晶 片的去除速率圖。 圖8為效果實施例5中具有不同PH值的拋光液對空白化晶片和空白TEOS晶片 的去除速率圖。【具體實施方式】 下面用實施例來進一步說明本專利技術，但本專利技術并不受其限制。[002引效果實施例1 : 拋光液1二氧化娃溶膠顆粒（粒徑45 nm) ;7%，1-N，N(二居甲基）甲氨基-甲 基苯并H氮哇；0.15%，&〇2 ;〇. 1%，PH=3.0;[003。拋光液1中的1-N，N(二居甲基）甲氨基-甲基苯并H氮哇的結構式為：[003引拋光液2 ;二氧化娃溶膠顆粒（粒徑45nm) ;7%，苯并H氮哇；0. 15%，電02: 0. 1%,PH= 3. 0 ； 拋光液3;二氧化娃溶膠顆粒（粒徑45nm) ;7 %，5-琉基-3-氨基-1，2, 4H氮哇： 0. 15%, &〇2 ;0. 1%，PH= 3. 0 ;[003引拋光液4二氧化娃溶膠顆粒（粒徑45nm) ;7%，3-氨基-1，2, 4S氮哇；0. 15%，電02 ;0. 1%，PH= 3. 0 ;[003引拋光液5二氧化娃溶膠顆粒（粒徑45nm) ;7%，4-氨基-1，2, 4S氮哇；0. 15%，電02 ;0. 1%，PH= 3. 0 ; 拋光材料；空白化晶片，拋光條件；1.5psi，拋光盤轉速70rpm，拋光液流速 200ml/min,拋光墊化Iitex,LogitechPM5Polisher。 測試條件和方法：在CHI600B電化學工作站（上海辰華儀器公司）上進行電化 學研究測試，W笛電極為輔助電極、飽和甘隸電極為參比電極和銅電極為工作電極，掃描范 圍-1. 0~1. 5V，掃描結果如圖2所示。通過自帶軟件分析得到腐蝕電流并計算得到靜態腐 蝕速率，如表1所示；含不同緩蝕劑的拋光液對化的拋光速率如表2和圖3所示。 表1拋光液1~5的腐蝕電流及靜態腐蝕速率 表2拋光液I~5的化拋光速率 結論；由表2和圖3可W看出，與采用1-N，N(二居甲基）甲氨基-甲基苯并立氮 哇作為緩蝕劑（拋光液1)相比，當緩蝕劑為5-琉基-3-氨基-1，2, 4H氮哇（拋光液3)、 3-氨基-1，2, 4H氮哇（拋光液4)、4-氨基-1，2, 4H氮哇（拋光液5)時，拋光液具有較高 的化拋光速率，從而容易在拋光過程中產生碟形凹陷的缺陷。 同時結合表1可W看到，拋光液2至拋光液5均具有較高的化腐蝕速率，而采用 1-N，N(二居甲基）甲氨基-甲基苯并H氮哇類化合物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種化學機械拋光液，其特征在于：其包含磨料顆粒、氧化劑、水和如式1所示的甲基苯并三氮唑類化合物；其中，R1＝甲基，R2＝甲基；或R1＝乙基，R2＝乙基；或R1＝丙基，R2＝丙基；或R1＝丁基，R2＝丁基；式1中苯環上的甲基為苯環上任意一個氫被取代了的甲基，且所述的如式1所示的甲基苯并三氮唑類化合物的質量分數為0.15％～0.3％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚穎，荊建芬，邱騰飛，高嫄，張建，蔡鑫元，
申請(專利權)人：安集微電子科技上海有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31