一种化学机械抛光液的制作方法

本发明涉及化学机械抛光领域，尤其涉及一种化学机械抛光液。

背景技术：

1、随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互连层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。二十世纪80年代，由ibm公司首创的化学机械抛光(cmp)技术被认为是目前全局平坦化的最有效的方法。

2、化学机械抛光(cmp)由化学作用、机械作用以及这两种作用结合而成。它通常由一个带有抛光垫的研磨台，及一个用于承载芯片的研磨头组成。其中研磨头固定住芯片，然后将芯片的正面压在抛光垫上。当进行化学机械抛光时，研磨头在抛光垫上线性移动或是沿着与研磨台一样的运动方向旋转。与此同时，含有研磨剂的浆液被滴到抛光垫上，并因离心作用平铺在抛光垫上。芯片表面在机械和化学的双重作用下实现全局平坦化。

3、对金属层化学机械抛光(cmp)的主要机制被认为是：氧化剂先将金属表面氧化成膜，以二氧化硅和氧化铝为代表的研磨剂将该层氧化膜机械去除，产生新的金属表面继续被氧化，这两种作用协同进行。

4、作为化学机械抛光(cmp)对象之一的金属钨，在高电流密度下，抗电子迁移能力强，并且能够与硅形成很好的欧姆接触，所以可作为接触窗及介层洞的填充金属及扩散阻挡层。

5、钨的化学机械抛光(cmp)，有多种方法：

6、美国专利5340370公开了一种用于钨化学机械抛光(cmp)的配方，其中含有0.1m铁氰化钾，5％氧化硅，同时含有作为ph缓冲剂的醋酸盐。由于铁氰化钾在紫外光或日光照射下，以及在酸性介质中，会分解出剧毒的氢氰酸，因而限制了其广泛使用。

7、美国专利5527423，美国专利6008119，美国专利6284151等公开了将fe(no3)3，氧化铝体系用于钨机械抛光(cmp)的方法。该抛光体系在静态腐蚀速率(static etch rate)方面具有优势，但是由于采用氧化铝作为研磨剂，产品缺陷(defect)方面存在显著不足。同时高浓度的硝酸铁使得抛光液的ph值呈强酸性，严重腐蚀设备，同时，生成铁锈，污染抛光垫。除此之外，高浓度的铁离子作为可移动的金属离子，严重降低了半导体元器件的可靠性。

8、但是，在钨抛光的过程中通常要求抛光液需要具备不同的氮化硅去除速率，并且根据不同的工艺要求，需要调整氮化硅和氮化钛去除速率的选择比。

技术实现思路

1、本发明提供一种化学机械抛光液，该抛光液可以保证一定钨的抛光速度的同时，抑制氮化硅和氮化钛的去除速率，并使氮化硅/氮化钛的去除速率选择比可调。

2、具体而言，本发明提供一种化学机械抛光液，包括水，二氧化硅研磨颗粒，氮化硅抑制剂，稳定剂，钨抛光促进剂，过氧化物，ph调节剂。

3、优选的，所述氮化硅抑制剂为磺酸基团的共聚物。

4、优选的，所述氮化硅抑制剂选自丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，羧酸-磺酸-非离子三元共聚物，丙烯酸-磺酸-酰胺基共聚物，丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物，丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐三元共聚物中的一种或者多种。

5、优选的，所述氮化硅抑制剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物。

6、优选的，所述的氮化硅抑制剂的质量百分比浓度0.0005～0.2％。

7、优选的，所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为0.1～15％。

8、优选的，所述稳定剂为多元酸。

9、优选的，所述稳定剂选自丙二酸、草酸、柠檬酸中的一种或多种。

10、优选的，所述稳定剂为丙二酸。

11、优选的，所述稳定剂的质量百分比含量为0.0005～1％。

12、优选的，所述钨抛光促进剂为可提供铁离子的化合物。

13、优选的，所述钨抛光促进剂为硝酸铁。

14、优选的，所述钨抛光促进剂的质量百分比含量为0.0005％～0.5％。

15、优选的，所述过氧化物为过氧化氢。

16、优选的，所述过氧化物的质量百分比含量为0.1～4％

17、优选的，所述的ph调节剂为氨水，硝酸，氢氧化钾的一种或者多种。

18、优选的，所述化学机械抛光液的ph范围为1.5～5.5。

19、本发明中的化学机械抛光液，可以保证较高钨的抛光速度的同时，抑制氮化硅和氮化钛的去除速率，并使氮化硅/氮化钛的去除速率选择比可调。

技术特征：

1.一种化学机械抛光液，其特征在于，

2.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的化学机械抛光液，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的化学机械抛光液，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的化学机械抛光液，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的化学机械抛光液，其特征在于，

10.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

11.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的化学机械抛光液，其特征在于，

13.根据权利要求11所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述钨抛光促进剂的质量百分比含量为0.0005％～0.5％。

14.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述过氧化物为过氧化氢。

15.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述过氧化物的质量百分比含量为0.1～4％。

16.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述的ph调节剂为氨水，硝酸，氢氧化钾的一种或者多种。

17.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述化学机械抛光液的ph范围为1.5～5.5。

技术总结本发明提供了一种化学机械抛光液，包括水，二氧化硅研磨颗粒，氮化硅抑制剂，稳定剂，钨抛光促进剂，过氧化物，PH调节剂。本发明中的化学机械抛光液可以在保证较高钨的抛光速度的同时，抑制氮化硅和氮化钛的去除速率，并使氮化硅/氮化钛的去除速率选择比可调。技术研发人员：史经深,何华锋,王晨,李星,李全干,顾钦源受保护的技术使用者：安集微电子科技（上海）股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30