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，其中，由ibm公司在二十世纪80年代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)是一种由化学作用、机械作用以及这两种作用相结合而实现平坦化的技术；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。

2、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；产生的新的金属表面继续被氧化，这两种作用协同进行。

3、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。在半导体集成电路设计制造中，钨被用于形成互连件和接触插塞。由于钨具有一定硬度，其抛光工艺与其他金属有一定差别。

4、含钨衬底的抛光方法已成为半导体加工的前沿技术。在制备含钨基板的步骤中，起始基板可以包括有图案的(非平面的)非钨(例如电介质)材料的表面，该表面包含需要填充钨的通道、孔洞、缝隙、沟槽等三维空间。钨可以沉积在图案材料上，不仅可以填充空间，还会在不连续的表面产生连续的多余钨层，以确保空间的完全填充。这样多余的钨稍后必须被移除，以暴露原始图案材料的表面，使钨沉积在图案材料之间的空隙。在该过程中可能需要清除不止一种材料，因此需要一种能同时抛光钨以及其它衬底诸如氧化硅氮化硅等材料的抛光液。美国专利us 10066126中公开了一种包括含膦的两性离子化合物的抛光组合物，可以同时抛光钨，氧化硅和氮化硅，但该专利技术不具有高的氧化硅/氮化硅选择比。中国专利cn113122140中公开了一种包含氮化硅抑制剂的抛光组合物，可以同时抛光钨，氧化硅与氮化硅，但是该专利氮化硅去除速率较慢。目前，仍然罕见同时对钨和氮化硅具有高去除速率的抛光组合物。

技术实现思路

1、本发明提出了混合磨料的抛光组合物，可以同时实现钨和氮化硅的高速度抛光。

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，催化剂，多元有机酸，氧化剂，氨基酸和ph调节剂。

3、优选的，所述研磨颗粒包括第一研磨颗粒和第二研磨颗粒，所述第一研磨颗粒为表面具有不大于10mv正电荷的胶体二氧化硅研磨颗粒；所述第二研磨颗粒为表面具有不小于-40mv负电荷的胶体二氧化硅研磨颗粒。

4、优选的，所述研磨颗粒的质量百分比浓度为0.5％～5％。

5、优选的，所述催化剂为含有铁离子的化合物。

6、优选的，所述催化剂为硝酸铁、硫酸铁或氯化铁中的一种或多种。

7、优选的，所述催化剂的质量百分比浓度为0.01％～0.2％。

8、优选的，所述多元有机酸为磺酸或羧酸化合物。

9、优选的，所述多元有机酸为丙二酸。

10、优选的，所述多元酸的质量百分比浓度为0.01％～2％。

11、优选的，所述氧化剂为过氧化氢，质量百分比浓度为1％～4％。

12、优选的，所述氨基酸为甘氨酸、精氨酸中的一种或多种。

13、优选的，所述氨基酸的质量百分比浓度为0.01％～1％。

14、优选的，所述化学机械抛光液的ph为2-4。

15、与现有技术相比，本发明的优势在于：通过符合复合使用两种研磨颗粒，化学机械抛光液具有良好的稳定性，可同时对钨，氮化硅等材料进行高速的化学机械抛光。

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1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4所述的化学机械抛光液，其特征在于，

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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，

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，催化剂，多元有机酸，氧化剂，氨基酸和pH调节剂。本发明的优势在于：通过符合复合使用两种研磨颗粒，化学机械抛光液具有良好的稳定性，可同时对钨，氮化硅等材料进行高速的化学机械抛光。技术研发人员：殷天亮,郁夏盈,林海峰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：2024/7/4