专利名称：：用于抛光半导体封盖层的抛光液的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种抛光液，具体的涉及一种用于抛光半导体封盖层的抛光液。
背景技术：
：在集成电路制造中，互连技术的标准不断提高。随着互连层数的增加和工艺特征尺寸的縮小，对硅片表面平整度的要求也越来越高。如果半导体晶圆没有经过平坦化，很难在其表面创建复杂和密集的结构。化学机械抛光法(CMP)是目前可实现整个硅片平坦化最有效的方法。目前，在双大马士革铜互连集成技术中，会在低k介质层上沉积一至三层的封盖层材料，底部的封盖层可保护低k介质层不受工艺和环境等因素造成的化学和机械的损伤，而顶部的封盖层可用于形貌修正。TEOS、SiC、SiON和Si3N4材料常被用于作为晶片绝缘层的封盖材料。对于一些集成方案，工艺上要求去除封盖层。Minamihaba等人在美国公开专利2003/0124850中公开了用于去除碳化硅系化合物(如SiCO，SiCH和SiCN)的抛光浆料。该浆料含有带苯环的氨基酸或带杂环的有机酸，以促进碳化硅系化合物的去除，但是其抛光速率并不高。在公开专利CN1796482A中，利用选自盐酸、甲酸、乙酸、草酸、己二酸和乳酸中的一种酸添加剂提高氮化硅的抛光速率，以提高氧化硅和氮化硅的选择性。在公开专利CN1609156A中，铵盐和季铵类物质被用来调节一些非金属物质的抛光速率。其中，含有215个碳链长度的有机季胺盐用于增加TEOS的抛光速率，同时降低SiC、SiCN、Si3N4和SiCO等材料的抛光速率。
发明内容本发明所要解决的技术问题是为了满足半导体制造工艺中需要去除晶圆封盖层材料的需要，而提供一种可有效去除封盖层材料的抛光液。-本发明的用于抛光封盖层材料的抛光液，含有掺铝二氧化硅磨料、有机酸和水。其中，所述的有机酸较佳的为多元羧酸和/或羟基羧酸，优选实例为柠檬酸、酒石酸、草酸、2-羟基膦酰基乙酸和聚天冬氨酸中的一种或多种；所述的有机酸的含量较佳的为质量百分比0.12.0%，更佳的为0.1~1.0%。有机酸的添加可显著提高TEOS、SiON材料的去除速率。其中，所述的掺铝二氧化硅磨料为溶胶型掺铝二氧化硅分'散液。掺铝二氧化硅磨料磨料的含量可为本领域常规用量，一般可为质量百分比1~20%。掺铝二氧化硅可提高封盖材料SiC和Si3N4的抛光速率。水的用量为余量。本发明的抛光液的pH较佳的为2~7。本发明的抛光液还可含有本领域其它常用添加剂，如氧化剂和/或缓蚀剂等。将上述各成分经简单混合均匀，采用本领域常规pH调节剂(质量百分比20%的稀硝酸)调至合适pH，即可制得本发明的抛光液。本发明所用试剂及原料均市售可得。本发明的积极进步效果在于本发明的用于抛光封盖层材料的抛光液对SiC、TEOS、SiON、Si3N4等常用晶片绝缘层封盖材料具有较高的去除速率，尤其可显著提高TEOS和SiON的去除速率。图1为实施例1中添加不同有机酸对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速对比图。图2为实施例2中添加不同用量的有机酸对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速对比图。图3为实施例3中不同pH值的本发明抛光液对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速对比图。图4为实施例4中不同磨料对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速对比图。具体实施例方式下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。实施例l对比抛光液l，掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、苯并三氮唑(BTA)0.1%、H2O20.1%、水余量、pH=3;抛光液1掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液2掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、酒石酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液3掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、草酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液4掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、聚天冬氨酸0.5%、H2O20.1%、水余量、pH=3;抛光液5掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、2-羟基膦酰基乙酸0.5%、H2O20.1%、水余量、pH=3;抛光液6掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.25%、酒石酸0.25°/。、H2O20.1%、水余量、pH=3;抛光液7掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1°/。、草酸0.25%、2-羟基膦酰基乙酸0.25%、H2O20.1%、水余量、pH=3;抛光材料材料TEOS、SiON、SiC和SigN4;抛光条件2psi，抛光盘转速70rpm，抛光垫Politex，抛光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。实验结果如表l和图l所示表l不同有机酸对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>结果如表1和图1所示本发明的抛光液对TEOS、SiON、SiC、SisN4封盖层材料具有较高的去除速率。其中添加的有机酸可以显著地提高封盖材料TEOS、SiON的抛光速率，尤其是，草酸和2-羟基膦酰基乙酸的混合添加使TEOS的抛光速率达到1204.1A/min，草酸的添加使SiON的抛光速率达到1285.6A/min。对比抛光液8，掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、H2O20.1%、水余量、pH=3;抛光液8掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.2%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液9掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液10惨铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸1.0%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液11掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸2.0%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光材料材料TEOS、SiON、SiC和Si3N4;抛光条件2psi，抛光盘转速70rpm，抛光垫Politex，抛光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。实验结果如表2和图2所示表2有机酸的用量对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>结果如表2和图2所示本发明的抛光液中添加有机酸后，可以显著地提高封盖材料TEOS、'SiON的抛光速率。随着有机酸用量的增加，本发明的抛光液对封盖材料TEOS、SiON、的抛光促进作用先逐渐增强，达到特定值后逐渐减弱。说明只有当有机酸的用量为较佳范围时，才能对封盖材料TEOS、SiON、Si3N4的抛光速率有显著的促进作用。实施例3对比抛光液12，掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液12掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、拧檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=2;抛光液13掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液14掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=5;抛光液15掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=7;抛光材料材料TEOS、SiON、SiC和Si3N4;抛光条件2psi，抛光盘转速70rpm，抛光垫Politex，抛光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。实验结果如表3和图3所示表3抛光液的pH对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率抛光液<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>结果如表3和图3所示当抛光液的pH为27时，相对于不含有有机酸的抛光液，本发明的含有有机酸的抛光液可以显著增加封盖材料TEOS、SiON的抛光速率。实施例4对比抛光液16，二氧化硅磨料(70nm)100/0、BTA0.1%、H2020.1%、水余量、pH=3;对比抛光液17，二氧化硅磨料(70nm)10。/。、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液16掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光液17掺铝二氧化硅磨料(45nm)10%、BTA0.1%、柠檬酸0.5%、H2020.1%、水余量、pH=3;抛光材料材料TEOS、SiON、SiC和SiN;抛光条件2psi，抛光盘转速70rpm，抛光垫Politex，抛光液流速200ml/min，LogitechLP50Polisher。实验结果如表3和图3所示表4不同磨料对TEOS、SiON、SiC和Si3N4的去除速率<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>结果如表4和图4所示以掺铝二氧化硅为磨料的抛光液可以获得较高的封盖材料SiC和Si3N4的抛光速率，加入有机酸后，封盖材料TEOS和SiON的抛光速率得到明显的提高。而在其它一些磨料的抛光液中加入有机酸后，封盖材料TEOS和SiON的抛光速率并没有得到提高，甚至抑制了封盖材料SiC的抛光速率。权利要求1.一种用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于含有掺铝二氧化硅磨料、有机酸和水。2.如权利要求1所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的有机酸为多元羧酸和/或羟基羧酸。3.如权利要求1所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的有机酸为柠檬酸、酒石酸、草酸、2-羟基膦酰基乙酸和聚天冬氨酸中的一种或多种。4.如权利要求l所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的有机酸的含量为质量百分比0.12%。5.如权利要求4所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的有机酸的含量为质量百分比0.1~1%。6.如权利要求1所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的掺铝二氧化硅磨料为溶胶型掺铝二氧化硅分散液。7.如权利要求1所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的掺铝二氧化硅磨料的含量为质量百分比1~20%。8.如权利要求1所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的用于抛光封盖层材料的抛光液的pH为27。9.如权利要求1所述的用于抛光封盖层材料的抛光液，其特征在于所述的抛光液还含有缓蚀剂和/或氧化剂。全文摘要本发明公开了一种用于抛光封盖层材料的抛光液，其含有掺铝二氧化硅磨料、有机酸和水。本发明的用于抛光封盖层材料的抛光液对SiC、TEOS、SiON、Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>等常用晶片绝缘层封盖材料具有较高的去除速率，尤其可显著提高TEOS和SiON的去除速率。文档编号C09G1/00GK101358107SQ20071004458公开日2009年2月4日申请日期2007年8月3日优先权日2007年8月3日发明者颖姚,宋伟红,宋成兵,陈国栋申请人:安集微电子(上海)有限公司