专利名称：一种化学机械抛光液的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学机械抛光液，具体涉及一种含有研磨颗粒，氧化剂，抛光速率提升剂，稳定剂和载体的化学机械抛光液。
背景技术：
IC制造工艺中平坦化技术已成为与光刻和刻蚀同等重要且相互依赖的不可缺少的关键技术之一。而化学机械抛光(CMP)工艺便是目前最有效、最成熟的平坦化技术。化学机械抛光系统是集清洗、干燥、在线检测、终点检测等技术与一体的化学机械平坦化技术，是集成电路(IC)向微细化、多层化、平坦化、薄型化发展的产物，是集成电路提高生产效率、降低成本、晶圆全局平坦化必备技术。CMP在IC制造领域应用广泛，抛光对象包括衬底、介质及互连材料等。其中金属CMP是90纳米以下芯片制造中器件和互连制造的关键工艺之一，是亚90纳米时代的研究热点。金属铜，铝，钨正在越来越多地应用于集成电路器件上的互连，必须通过化学机械抛光实现多层互连，因而开发出新一代的金属化学机械抛光液一直让业界关注。US4789648和US4944836公开了以硝酸铁为氧化剂的组合物用于金属钨抛光，但是该组合物极不稳定对抛光垫，抛光机台有强腐蚀和污染，同时对运输管道也有污染，尽管有US6284151专利对其进行改进，还是难以克服他不稳定，对抛光垫，抛光机台有强腐蚀和污染的重要缺陷。US5958288公开了一种含氧化剂和多氧化态催化剂的组合物用于金属钨抛光；US5980775和US6068787公开了一种同时含有氧化剂和多氧化态催化剂以及稳定剂的组合物能够实现金属钨抛光。CN200580019842. 0公开了一种含有氧化剂和多氧化态催化剂，稳定剂和腐蚀抑制剂的组合物；以上专利均需用到双氧水做为氧化剂。双氧水是金属钨的一种刻蚀剂，特别是在高温下，对金属钨的腐蚀十分明显。与现有技术不同，本发明公开了一种通过新的抛光体系作用控制金属的绝对去除速率和对介电质的相对去除速率比，同时控制金属材料的局部和整体腐蚀，减少衬底表面污染物。
发明内容
本发明是为了提高金属速率，提高抛光液稳定时间，减少对抛光垫，抛光机台的污染，同时控制金属的材料的局部和整体腐蚀，减少衬底表面污染物，提高产品良率。本发明所述的化学机械抛光液，含有研磨颗粒，氧化剂，抛光速率提升剂，稳定剂和载体。在本发明中，所述的化学机械抛光液，所述的研磨颗粒的质量百分含量为0. 1 10%，所述的氧化剂质量百分含量为0. 1 2%，所述的抛光速率提升剂的质量百分含量为 0. 01 0. 5%，所述的抛光稳定剂的质量百分含量为0. 01 2%，以及余量为载体。在本发明中，所述的研磨颗粒选自氧化硅、氧化铝、氧化铈和/或聚合物颗粒中的一种或多种，所述的聚合物颗粒可为聚四氟乙烯。
在本发明中，所述的研磨颗粒的粒径为20 200nm，更佳地为30 lOOnm。在本发明中，所述的氧化剂可为现有技术中的各种金属氧化剂，较佳地选自Ag， Co，Cr，Cu，Fe，Mo，Mn，Nb，Ni，Os，Pd，Ru，Sn，Ti，K，Na 和 V 的高价盐类中的一种或多种。在本发明中，所述的抛光速率提升剂选自多聚羧酸为聚丙烯酸类化合物与苯乙烯的共聚化合物，多聚羧酸为丙烯酸类化合物与苯乙烯的共聚化合物，多聚羧酸为丙烯酸类化合物与顺丁烯二酸酐的共聚化合物，多聚羧酸为丙烯酸类化合物与丙烯酸酯类的共聚化合物中的一种或多种。所述的共聚化合物的分子量为2000 3000000。所述的抛光速率提升剂所述的多聚羧酸和/或其盐类为式I化合物
权利要求
1.一种化学机械抛光液，含有研磨颗粒，氧化剂，抛光速率提升剂，稳定剂和载体。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的研磨颗粒的质量百分含量为0.2 10%，所述的氧化剂质量百分含量为1 10%，所述的抛光速率提升剂的质量百分含量为 0. 01 3%，所述的抛光稳定剂的质量百分含量为0. 05 2%，以及余量为载体。
3.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的研磨颗粒选自氧化硅、氧化铝、氧化铈和/或聚合物颗粒中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的化学机械抛光液，所述的聚合物颗粒为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的研磨颗粒的粒径为20 200nm。
6.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的氧化剂选自常见的过氧化物氧化剂如过氧化氢，过硫酸钾，过硫酸铵，单过过硫酸钾，过硫酸铵，以及Ag，Cu, Fe, Mn等金属高价盐类中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的抛光速率提升剂选自多聚羧酸为聚丙烯酸类化合物与苯乙烯的共聚化合物，多聚羧酸为丙烯酸类化合物与苯乙烯的共聚化合物，多聚羧酸为丙烯酸类化合物与顺丁烯二酸酐的共聚化合物，多聚羧酸为丙烯酸类化合物与丙烯酸酯类的共聚化合物中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的化学机械抛光液，所述的共聚化合物的分子量为2000 3000000。
9.根据权利要求7所述的化学机械抛光液，所述的抛光速率提升剂所述的多聚羧酸和 /或其盐类为式I化合物
10.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的稳定剂为能与相应金属氧化剂形成无色/浅色的络合物的络合剂。
11.根据权利要求10所述的化学机械抛光液，所述的稳定剂为有机酸、无机酸和/或金属络合物中的一种或多种。
12.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，含有PH调节剂。
13.根据权利要求12所述的化学机械抛光液，所述的pH调节剂为硫酸、硝酸、磷酸、氨水、氢氧化钾、乙醇胺和/或三乙醇胺中的一种或多种。
14.根据权利要求12所述的化学机械抛光液，pH值为2.0 12. 0。
15.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，含有表面活性剂、稳定剂、抑制剂和/或杀菌剂中的一种或多种。
16.一种抛光方法，所述抛光方法包括在化学机械抛光过程中，用权利要求1-15中任一项所述的抛光液对金属钨进行抛光。
全文摘要
本发明公开了一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒，氧化剂，抛光速率提升剂，稳定剂和载体。本发明的化学机械抛光液可以通过抛光体系的作用提高金属速率，提高抛光液稳定时间，减少对抛光垫，抛光机台的污染，同时控制金属的材料的局部和整体腐蚀，减少衬底表面污染物，提高产品良率。
文档编号B24B29/00GK102373013SQ20101026413
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者徐春 申请人:安集微电子(上海)有限公司