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、现代半导体技术使器件高度微小化成为现实。集成电路硅基板上可以集成数以亿计的元件。这些元件通过导线和多层互连件形成互连结构。物理气相沉积(pvd)、化学气相沉积(cvd)、等离子体增强化学气相沉积(pecvd)和电化学镀敷(ecp)等技术被运用于这些材料薄层的制备。随着多层材料的沉积和去除，晶片的最上表面变得不平坦。这些不平坦可能导致产品的各种缺陷，因此导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得至关重要。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。化学机械抛光由化学作用、机械作用以及两种作用结合而成。通常，晶片被固定于研磨头上，并将其正面与cmp设备中的抛光垫接触。在一定压力下，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，在晶片和抛光垫之间以一定流量注入抛光组合物(“浆料”)，浆料因离心作用平铺在抛光垫上。于是，在化学和机械的双重作用下，晶片表面被抛光并实现全局平坦化。cmp可用于去除不需要的表面形貌和表面缺陷，如粗糙表面、吸附的杂质、晶格损伤、划痕等。

2、在半导体制成工艺中，cmp技术已成为实现钨互连的首选方法。钨常常用在接触/通孔的集成电路设计中。钨是一种硬金属，且化学惰性，这对钨cmp提出了挑战。许多用于抛光钨的cmp浆料因其腐蚀性而导致侵蚀和凹陷问题。严重情况下，导致电介质层出现空腔、影响电性能。因此，需要一种用于钨的cmp抛光方法和组合物，其抑制钨晶片的腐蚀，以及钨的凹陷与金属线阵列的侵蚀。

3、开发最小化凹陷最大化平坦效率的新型钨抛光液是解决上述问题的途径之一。如美国专利us 6,372,648 bl公开了对氧化物磨料进行表面改性，以调节去除不同材料间的选择比，帮助抛光后产生优异的表面形貌(例如，减少的侵蚀、凹陷、及凸起)，并稳定抛光液中的研磨剂颗粒。如今，集成电路制造日趋复杂，对抛光液提出了更高的要求。现有的帮助维持表面形貌的化合物很难适应多种多样的钨抛光要求，并同时保护复杂的各类型表面侵蚀及凹陷。因此，对于钨抛光液，开发具有最小化凹陷、最平坦表面形貌的研磨剂具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种化学机械抛光液，在保证钴的抛光速率时，能够有效降低co表面的腐蚀缺陷。

2、具体而言，本发明提供一种化学机械抛光液，包括水、氧化物研磨颗粒、催化剂、稳定剂、氧化剂和ph调节剂，其中，所述氧化物研磨颗粒表面由有机官能团修饰。

3、优选的，所述有机官能团包括直链碳氢化合物、含有支链的碳氢化合物、环氧烷碳氢化合物或者含有杂环的碳氢化合物。

4、优选的，所述由有机官能团修饰的氧化物研磨颗粒如式(i)所示，其中r如式(ii)所示，

5、或者

6、所述由有机官能团修饰的氧化物研磨颗粒如式(iii)所示，其中r’为含有支链的烷烯，

7、

8、所述环氧烷碳氢化合物包括如式(iv)所述的化合物，

9、

10、所述由有机官能团修饰的氧化物研磨颗粒如式(iv)所示，其中r”如式(v)所示，

11、

12、其中，n为选自1-6的任一整数。

13、优选的，所述氧化物研磨颗粒的质量百分比浓度为0.5％-3.5％。

14、优选的，所述催化剂为金属阳离子催化剂。

15、优选的，所述催化剂为九水硝酸铁。

16、优选的，所述催化剂的质量百分比浓度为0.01％～0.1％。

17、优选的，所述催化剂的质量百分比浓度为0.01％～0.03％。

18、优选的，所述稳定剂为可以与铁离子进行络合的羧酸化合物。

19、优选的，所述稳定剂选自苯二甲酸、草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、柠檬酸、马来酸中的一种或多种。

20、优选的，所述稳定剂的质量百分比浓度为0.01％～0.09％。

21、优选的，所述氧化剂为过氧化氢，质量百分比浓度为0.5％～5％。

22、优选的，所述化学机械抛光液的ph值为2-5。

23、本发明中的化学机械抛光液，通过在研磨颗粒表面修饰官能团，能够在不影响抛光液对钨等材料的抛光速率的前提下，有效减少抛光后晶圆表面的缺陷，有效改善抛光后晶圆表面的形貌。

技术特征：

1.一种化学机械抛光液，其特征在于，包括

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2所述的化学机械抛光液，其特征在于，

4.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

5.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

6.如权利要求5所述的化学机械抛光液，其特征在于，

7.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

8.如权利要求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9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，

技术总结本发明提供了一种化学机械抛光液，包括水、氧化物研磨颗粒、催化剂、稳定剂、氧化剂和pH调节剂，其中，所述氧化物研磨颗粒表面由有机官能团修饰。本发明中的化学机械抛光液，通过在研磨颗粒表面修饰官能团，能够在不影响抛光液对钨等材料的抛光速率的前提下，有效减少抛光后晶圆表面的缺陷，有效改善抛光后晶圆表面的形貌。技术研发人员：彭芸,王淑超,王桢炜,杨越海,李星,郁夏盈,王晨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