一种化学机械抛光液及其用途的制作方法

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及其用途。

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。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相同的运动方向旋转。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。

2、随着芯片制造技术的不断更新，cu的电阻率会以指数形式增加，进而增加传输延迟。而具有更低电阻率的钴材料，是先进制程中cu的良好替代物。优良的钴的抛光液需要具备：具有较高的去除速率、极佳的腐蚀抑制性和良好的平坦化效率。钴的莫氏硬度大于铜的莫氏硬度，钴在酸性条件下极易发生腐蚀，而碱性条件下钴会生成致密的钴氧化物进而降低去除速率，因此中性ph条件有利于同时平衡腐蚀和去除速率两方面。但中性ph条件下部分研磨颗粒自身会发生团聚而导致抛光液不稳定，采用合适的稳定剂对研磨颗粒处理显得至关重要。专利cn 111183195 a、cn 103946958 b中选用共聚物对研磨颗粒进行包覆，提高了抛光液的稳定性和去除速率，但使用ph均为酸性条件。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种化学机械抛光液及其用途，通过在抛光液中加入合适研磨颗粒稳定剂，抑制teos的去除速率，并提高钴/teos的选择比，同时减少晶圆表面划伤缺陷数量。

2、具体而言，本发明提供一种化学机械抛光液，包括研磨颗粒、研磨颗粒稳定剂、腐蚀抑制剂、络合剂、氧化剂、ph调节剂和水。

3、优选的，所述研磨颗粒为α-氧化铝研磨颗粒。

4、优选的，所述研磨颗粒的质量百分比浓度为0.1～10.0％。

5、优选的，经稳定剂处理后的研磨颗粒的粒径范围为90～200nm。

6、优选的，所述研磨颗粒稳定剂为氧化乙烯与至少含一种磺酸单体或羧酸单体的共聚物，所述磺酸类单体选自2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙烷磺酸，4-乙烯基磺酸、乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸钠，羧酸类单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、对二苯甲酸、天冬氨酸中的一种或多种。

7、优选的，所述研磨颗粒稳定剂为丙烯酸与聚氧乙烯共聚物或甲基丙烯酸与聚氧乙烯共聚物。

8、优选的，所述研磨颗粒稳定剂的质量百分比浓度为0.01～0.2％。

9、优选的，所述腐蚀抑制剂选自1,2,3-三氮唑、1,2,4-三氮唑、3-硝基-1,2,4-三氮唑、3-氨基-1,2,4-三氮唑、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三氮唑、4-氨基-1,2,4-三氮唑、3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑、5-羧基-3-氨基-1,2,4-三氮唑、5-氨基-1h-四氮唑、5-甲基四氮唑、5-苯基-1h-四氮唑、5-巯基-1-苯基-四氮唑、苯并三氮唑、5-羟基苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种或多种。

10、优选的，所述腐蚀抑制剂的质量百分比含量为0.001～0.5％。

11、优选的，所述络合剂选自柠檬酸、酒石酸、吡啶甲酸、丙二酸、丁二酸、苯、甘氨酸、丙氨酸、组氨酸、丝氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、氨三乙酸、乙二胺四乙酸、环己二胺四乙酸、乙二胺二琥珀酸及其可溶性盐类中的一种或多种。

12、优选的，所述络合剂的质量百分比含量为0.1～5.0％。

13、优选的，所述氧化剂为过氧化氢，质量百分比浓度为0.1～2.0％。

14、优选的，所述化学机械抛光液的ph值为5～10，更加优选的，ph值为6.5～9。

15、本发明的另一方面，提供一种将以上任一所述的化学机械抛光液用于钴的抛光的用途。

16、本发明中的化学机械抛光液通过添加合适的研磨颗粒稳定剂，能够有效改善钴抛光液的稳定性，提高了钴的去除速率，同时提高了co/teos去除速率的选择比，降低晶圆表面划伤缺陷数量，满足实际生产需求。

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.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

4.如权利要求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5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.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

10.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

11.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

12.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

13.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

14.一种将权利要求1-13任一所述的化学机械抛光液用于钴的抛光的用途。

技术总结本发明提供了一种化学机械抛光液，包括研磨颗粒、研磨颗粒稳定剂、腐蚀抑制剂、络合剂、氧化剂、pH调节剂和水。本发明中的一种化学机械抛光液，通过在抛光液中加入合适研磨颗粒稳定剂，抑制TEOS的去除速率，并提高Co/TEOS的选择比，同时减少晶圆表面划伤缺陷数量。技术研发人员：周靖宇,荆建芬,马健,周文婷,魏佳,王曦,李昀,李瑾琳,杨征,王欣,王乐,唐浩杰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