專利名稱：：一種化學機械拋光液的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種化學機械拋光液。
背景技術：
：在半導體工業中的化學機械拋光(CMP)領域，使用的化學機械拋光液主要分酸性和堿性漿料兩種。其中，堿性漿料的穩定性比較好，但存在沒有合適的氧化劑，以及在拋光過程中易造成表面濁點和輕微劃傷的問題。酸性漿料在這方面表現出了一定的優勢。但是酸性漿料中磨料顆粒的尺寸會隨著存儲時間的延長，在漿料中化學組分的作用下逐漸長大。當粒徑大于120納米以后，會出現沉降分層等現象，嚴重影響拋光質量，甚至造成產品失效。所以控制磨料粒子的長大，延長使用壽命是酸性漿料研發的難點之一。化學機械拋光液均含有研磨顆粒，大部分采用納米二氧化硅超粉或溶膠作為磨料顆粒。關于二氧化硅溶膠的穩定性有很多文獻報道。但皇CMP領域關于抑制磨料顆粒粒徑增長，延長化學機械拋光液穩定性的文獻還未見報道。
發明內容本發明所要解決的技術問題是為了克服現有技術中酸性化學機械拋光液的存儲穩定性的問題，而提供一種具有較高穩定性的化學機械拋光液。本發明的化學機械拋光液含有硏磨顆粒和水，其還含有下述成分中的一種或多種有機膦酸、聚羧酸類化合物、低級脂肪醇和糖類化合物。其中，所述的有機膦酸較佳的選自羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、乙二胺四亞甲基膦酸、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸、多元醇膦酸酯(PAPE)、2-膦酸丁垸-l，2，4-三羧酸(PBTCA)、2-羥基膦酰基乙酸(HPAA)和多氨基多醚基四亞甲基膦酸(PAPEMP)中的一種或多種。所述的有機膦酸的含量較佳的為質量百分比0.015%，更佳的為質量百分比0.1~2%，最佳的為質量百分比0.2~1%。其中，所述的聚羧酸類化合物包括均聚物和共聚物，也包括聚羧酸類化合物的鹽，較佳的為鈉鹽或銨鹽，優選聚丙烯酸及其鹽、聚馬來酸、聚環氧琥珀酸、聚氨基酸(如聚天冬氨酸)、水解聚馬來酸(HPMA)、聚環氧琥珀酸、馬來酸酐-丙烯酸共聚物、丙烯酸-有機膦-磺酸鹽共聚物、膦酸基羧酸共聚物(PCA)中的一種或多種。所述的聚羧酸類化合物的分子量較佳的為200-20000。所述的聚羧酸類化合物的含量較佳的為質量百分比0.015%，更佳的為質量百分比0.1~2%，最佳的為質量百分比0.2~1%。其中，所述的低級脂肪醇包括一元醇和多元醇，較佳的為d-C4的低級脂肪醇，優選乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇和丙三醇中的一種或多種。所述的低級脂肪醇的含量較佳的為質量百分比0.120%，更佳的為質量百分比1~15%，最佳的為質量百分比2~10%。其中，所述的糖類化合物包括單糖、寡糖和多糖，較佳的為單糖及其衍生糖，以及寡糖及其衍生糖，更佳的為葡萄糖、葡萄糖酸、果糖、甘露糖和麥芽糖中的一種或多種。所述的糖類化合物的含量較佳的為質量百分比0.0115%，更佳的為質量百分比1~10%，最佳的為質量百分比2~5%。其中，所述的研磨顆粒可選自本領域中常用研磨顆粒，如二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈰、二氧化鈦、摻雜鋁的二氧化硅、覆蓋鋁的二氧化硅或高分子聚合物顆粒，較佳的為二氧化硅。所述的研磨顆粒的含量較佳的為質量百分比0.120%，更佳的為質量百分比215%，最佳的為質量百分比5~10%。所述的研磨顆粒的粒徑較佳的為20150nrn，更佳的為30120nm。本發明的化學機械拋光液還可含有本領域常用的其他添加劑，如氧化劑、成膜劑、絡合劑和殺菌劑等。本發明中，所述的化學機械拋光液的pH值較佳的為1~7，更佳的為25，最佳的為2.54.5。本發明的拋光液由上述成分簡單均勻混合，之后采用pH調節劑調節至合適pH值即可制得。pH調節劑可選用本領域常規pH調節劑，如氫氧化鉀、氨水和硝酸等。本發明中，所用試劑及原料均市售可得。本發明的積極進步效果在于本發明的拋光液中，研磨顆粒的粒徑隨時間延長的增長率低。本發明的化學機械拋光液具有較高的穩定性、較長的存儲時間和使用壽命。圖1為效果實施例中對比拋光液1和本發明的拋光液2~16在40'C烘箱中放置兩周后的粒徑變化對比圖。具體實施例方式下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但并不因此將本發明限制在所述的實施例范圍之中。實施例136表1給出了本發明的化學機械拋光液實施例136，按表中配方，將各成分簡單均勻混合，余量為水，之后采用氫氧化鉀、氨水和硝酸調節至合適pH值，即可制得各實施例拋光液。表l本發明的化學機械拋光液實施例136<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>效果實施例表2給出了對比拋光液1和本發明的拋光液216，按表中配方，將各成分簡單均勻混合，余量為水，之后采用氫氧化鉀、氨水和硝酸調節至合適pH值，即可制得各拋光液。各拋光液中初始的二氧化硅研磨顆粒均為70nm，在40。C烘箱中放置兩周后測量粒徑如表2和圖1所示。表2對比拋光液1和本發明的拋光液2~16配方及研磨顆粒粒徑變化<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2和圖1可見，與對比拋光液相比，本發明的拋光液中研磨顆粒的粒徑隨時間延長的增長率低，因此具有較高的穩定性、較長的存儲時間和使用壽權利要求1.一種化學機械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其特征在于其還含有下述成分中的一種或多種有機膦酸、聚羧酸類化合物、低級脂肪醇和糖類化合物。2.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的有機膦酸選自羥基亞乙基二膦酸、氨基三亞甲基膦酸、乙二胺四亞甲基膦酸、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸、多元醇膦酸酯、2-膦酸丁烷-l，2，4-三羧酸、2-羥基膦酰基乙酸和多氨基多醚基四亞甲基膦酸中的一種或多種。3.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的有機膦酸的含量為質量百分比0.015%。4.如權利要求3所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的有機膦酸的含量為質量百分比0.1~2%。5.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的聚羧酸類化合物選自聚丙烯酸及其鹽、聚馬來酸、聚環氧琥珀酸、聚氨基酸、水解聚馬來酸、馬來酸酐-丙烯酸共聚物、丙烯酸-有機膦-磺酸鹽共聚物、膦酸基羧酸共聚物和丙烯酸-有機磷-磺酸共聚物中的一種或多種。6.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的聚羧酸類化合物的分子量為200-20000。7.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的聚羧酸類化合物的含量為質量百分比0.01~5%。8.如權利要求7所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的聚羧酸類化合物的含量為質量百分比0.1~2%。9.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的低級脂肪醇為乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙二醇和丙三醇等中的一種或多種。10.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的低級脂肪醇的含量為質量百分比0.1~20%。11.如權利要求10所述的化學機械拋光液，其特征在于所述低級脂肪醇的含量為質量百分比1~15%。12.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的糖類化合物選自葡萄糖、葡萄糖酸、果糖、麥芽糖和甘露糖中的一種或多種。13.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的糖類化合物的含量為質量百分比0.01~15%。14.如權利要求13所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的糖類化合物的含量為質量百分比1~10%。15.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒為二氧化硅。16.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的含量為質量百分比0.1~20%。17.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的化學機械拋光液的pH值為17。18.如權利要求17所述的化學機械拋光液，其特征在于所述的化學機械拋光液的pH值為25。全文摘要本發明公開了一種化學機械拋光液，其含有研磨顆粒和水，其還含有下述成分中的一種或多種有機膦酸、聚羧酸類化合物、低級脂肪醇和糖類化合物。本發明的拋光液中，研磨顆粒的粒徑隨時間延長的增長率低。本發明的化學機械拋光液具有較高的穩定性、較長的存儲時間和使用壽命。文檔編號C09G1/02GK101451044SQ20071017160公開日2009年6月10日申請日期2007年11月30日優先權日2007年11月30日發明者包建鑫,穎姚,宋偉紅,陳國棟申請人:安集微電子(上海)有限公司