專利名稱：：一種化學(xué)機(jī)械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工藝中的一種化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
：隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，以及大規(guī)模集成電路互連層的不斷增加，導(dǎo)電層和絕緣介質(zhì)層的平坦化技術(shù)變得尤為關(guān)鍵。由IBM公司二十世紀(jì)80年代首創(chuàng)的化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)技術(shù)被認(rèn)為是目前全局平坦化的最有效的方法?；瘜W(xué)機(jī)械研磨(CMP)由化學(xué)作用和機(jī)械作用和兩種作用結(jié)合而成。它的設(shè)備通常由一個(gè)帶有拋光墊(pad)的研磨臺(tái)(polishingtable),及一個(gè)用于承載芯片(wafer)的研磨頭(carrier)組成。其中研磨頭固定住芯片，然后將芯片的正面壓在研磨墊上。當(dāng)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，研磨頭在拋光墊(pad)上線性移動(dòng)或是沿著與研磨臺(tái)一樣的運(yùn)動(dòng)方向旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，含有研磨劑的漿液(shmy)被滴到拋光墊(pad)上，并因離心作用平鋪在拋光墊(pad)上。芯片(wafer)表面在機(jī)械和化學(xué)的雙重作用下實(shí)現(xiàn)全局平坦化。根據(jù)化學(xué)機(jī)械拋光所要解決的具體問題的不同，對(duì)多晶硅(Polysilicon)的去除速率(removalrate)有兩種不同的要求。一種要求是要降低多晶硅的去除速率，如US20050130428報(bào)道了一種含環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷的均聚或共聚物的拋光液，以抑制多晶硅去除速率。聚合物的疏水性基團(tuán)被認(rèn)為是吸附在多晶硅表面上，形成了鈍化層，從而降低了多4晶硅的去除速率。另一類是提高多晶硅的去除速率US2002032987公開了一種用醇胺作為添加劑的拋光液，以提高多晶硅(Polysilicon)的去除速率(removalrate)，其中添加劑優(yōu)選2-(二甲氨基)-2-甲基-l-丙醇。US2002151252公開了一種含具有多個(gè)羧酸結(jié)構(gòu)的絡(luò)合劑的拋光液，用于提高多晶硅去除速率，其中優(yōu)選的絡(luò)合劑是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二乙基三胺五乙酸)。EP1072662公開了一種含孤對(duì)電子和雙鍵產(chǎn)生離域結(jié)構(gòu)的有機(jī)物的拋光液，以提高多晶硅(Polysilicon)的去除速率(removalrate),優(yōu)選化合物是胍類的化合物及其鹽。US2006014390公開了一種用于提高多晶硅的去除速率的拋光液，其包含重量百分比為4.25%18.5%研磨劑和重量百分比為0.05%1.5%的添加劑。其中添加劑主要選自季銨鹽、季胺堿和乙醇胺等有機(jī)堿。此外，該拋光液還包含非離子型表面活性劑，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚產(chǎn)物。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可顯著提高多晶硅去除速率的化學(xué)機(jī)械拋光液。本發(fā)明的拋光液含有研磨顆粒和水，其還同時(shí)含有雙胍類化合物和氮唑類化合物。其中，所述的雙胍類化合物較佳的選自雙胍、二甲雙胍、苯乙雙胍、嗎啉胍、1，1，-己基雙[5-(對(duì)氯苯基)雙胍]及上述化合物的酸加成鹽中的一種或多種。所述的酸較佳的為鹽酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸。所述的雙胍類化合物的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.017%。其中，所述的氮唑類化合物較佳的選自三氮唑和四氮唑及其衍生物中的一種或多種。所述的氮唑類化合物的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.01~15%。其中，所述的研磨顆粒較佳的選自Si02、A1203、Zr02、Ce02、SiC、Fe203、Ti()2和Si3N4中的一種或多種。所述的研磨顆粒的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.1~30%。所述的研磨顆粒的粒徑較佳的為20150nm，更佳的為30120nrn。本發(fā)明的拋光液還可含有本領(lǐng)域常規(guī)添加劑，如PH調(diào)節(jié)劑和/或分散劑。所述的pH調(diào)節(jié)劑可選自NaOH、KOH、氨和有機(jī)堿中的一種或多種；所述的分散劑可選自聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚環(huán)氧乙烷中的一種或多種；所述的分散劑的含量較佳的為質(zhì)量百分比0.01%~1%。本發(fā)明的拋光液的pH范圍較佳的為8~12。將上述成分簡(jiǎn)單混和均勻，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至合適pH值，靜置即可制得本發(fā)明的拋光液。本發(fā)明所用試劑及原料均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明的拋光液中同時(shí)含有的雙胍類物質(zhì)和氮唑類物質(zhì)具有協(xié)同作用，可顯著提高多晶硅的去除速率。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。實(shí)施例1~11表1給出了本發(fā)明的拋光液111，按表中配方，將各成分簡(jiǎn)單混和均勻，余量為水，用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)至合適pH值，靜置30分鐘即可制得各拋光液。表1本發(fā)明的拋光液實(shí)施例1~11配方拋光液研磨顆粒雙胍類化合物氮唑類化合物pH具體物質(zhì)含量wt%具體物質(zhì)含量wt%具體物質(zhì)wt%1SiO2(30nm)30二甲雙胍0.011，2，4-三氮唑182Al2O3(20nm)25苯乙雙胍0.13-氨基-l，2，4-三氮唑393ZrO2(100nm)20嗎啉胍15-羧基-3-氨基1,2,4-三氮唑2104CeO2(120nm)15鹽酸二甲雙胍25-氨基四氮唑0.0111SiC(150nm)101，1，-己基雙[5-(對(duì)氯苯基)雙胍]葡萄糖酸鹽31,2，4-三氮唑126Fe2O3(200nm)2硝酸雙胍43-氨基-l,2，4-三氮唑108TiO2(70nm)i，r-己基雙[5-(對(duì)氯苯基)雙胍]醋酸鹽5-羧基-3-氨基1,2,4-三氮唑1278Si3N4(80nm)1i，r-己基雙[5-(對(duì)氯苯基)雙胍]65-氨基四氮唑1589SiO2(50nm)0.1雙胍71，2,4-三氮唑0.11210Si3N4(80nm)1i，r-己基雙[5-(對(duì)氯苯基)雙胍]膦酸鹽5-羧基-3-氨基1，2，4-三氮唑3107<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>效果實(shí)施例表2給出了對(duì)比拋光例8以及本發(fā)明的拋光液16，按表中配方，將各成分簡(jiǎn)單混和均勻，余量為水，用四甲基氫氧化銨調(diào)節(jié)至pH41，靜置30分鐘即可制得各拋光液。將各拋光液用于多晶硅拋光。拋光條件為拋光機(jī)臺(tái)為L(zhǎng)ogitech(英國(guó))1PM52型，12英寸politex拋光墊(pad),4cm*4cm正方形Wafer,研磨壓力3psi，研磨臺(tái)(polishingtable)轉(zhuǎn)速70轉(zhuǎn)/分鐘，研磨頭(carrier)自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分鐘，拋光液滴加速度100ml/min。拋光結(jié)果見表2。表2對(duì)比拋光例8以及本發(fā)明的拋光液1~6配方及多晶硅去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>由對(duì)比拋光液2，3，4表明隨著鹽酸二甲雙胍含量的不斷提高，多晶硅的去除速率趨向飽和，最大值在2390A/min左右。繼續(xù)增加鹽酸二甲雙胍含量，對(duì)提高多晶硅的去除速率沒有幫助。由對(duì)比拋光液5，6，7表明隨著l，2，4-三氮唑(TAZ)含量的不斷提高，多晶硅的去除速率趨向飽和，最大值在2163A/min左右。繼續(xù)增加TAZ的含量，對(duì)提高多晶硅的去除速率沒有幫助。由本發(fā)明的拋光液1~5與對(duì)比拋光液1、5~7表明雙胍類物質(zhì)和三氮唑存在著明顯的協(xié)同作用，可以顯著地提高多晶硅的去除速率。由本發(fā)明的拋光液6和對(duì)比拋光液8表明雙胍類物質(zhì)和四氮唑存在著明顯的協(xié)同作用，可以顯著地提高多晶硅的去除速率。權(quán)利要求1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其特征在于其還同時(shí)含有雙胍類化合物和氮唑類化合物。2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的雙胍類化合物選自雙胍、二甲雙胍、苯乙雙胍、嗎啉胍、1，1，-己基雙[5-(對(duì)氯苯基)雙胍]及上述化合物的酸加成鹽中的一種或多種。3.如權(quán)利要求2所述的拋光液，其特征在于所述的酸為鹽酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸。4.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的雙胍類化合物的含量為質(zhì)量百分比0.01~7%。5.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的氮唑類化合物為三氮唑和四氮唑及其衍生物中的一種或多種。6.如權(quán)利要求5所述的拋光液，其特征在于所述的氮唑類化合物為1，2,4-三氮唑、3-氨基-l,2,4-三氮唑、5-羧基-3-氨基l，2，4-三氮唑和5-氨基四氮唑中的一種或多種。7.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的氮唑類化合物的含量為質(zhì)量百分比0.01~15%。8.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒選自Si02、A1203、Zr02、Ce02、SiC、Fe203、1102和Si3N4中的一種或多種。9.如權(quán)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(zhì)量百分比0.1~30%。10.如權(quán)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30120nm。11.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于所述的拋光液的pH范圍為812。全文摘要本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其還同時(shí)含有雙胍類化合物和氮唑類化合物。本發(fā)明的拋光液中同時(shí)含有的雙胍類物質(zhì)和氮唑類物質(zhì)具有協(xié)同作用，可顯著提高多晶硅的去除速率。文檔編號(hào)C09G1/00GK101497765SQ200810033260公開日2009年8月5日申請(qǐng)日期2008年1月30日優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日發(fā)明者楊春曉,晨王,荊建芬申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司