[發明專利]一種化學機械拋光液

在審

• 申請號: 201710570211.2
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN109251679A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 李守田;尹先升;賈長征;王雨春
• 申請（專利權）人: 安集微電子科技（上海）股份有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/3105
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 李佳銘;沈汶波

本發明提供了一種化學機械拋光液，所述化學機械拋光液包含氧化鈰磨料、低聚糖及pH調節劑。本發明還提供了一種采用上述配方的化學機械拋光液在二氧化硅介質表面拋光中的應用。采用上述配方的化學機械拋光液，能夠保持低的缺陷度的同時顯著提高氧化鈰磨料對二氧化硅介質材料的拋光速率。

技術領域

本發明涉及化學機械拋光液領域，尤其涉及一種含有低聚糖的化學機械拋光液。

背景技術

氧化鈰是一種重要的CMP拋光液磨料。相比于傳統硅溶膠磨料，由于氧化鈰更高效的拋光特性，已被廣泛應用于STI和LID的CMP拋光液中。目前，用于CMP拋光的氧化鈰磨料主要分為兩種：一種是傳統的高溫焙燒合成氧化鈰粉體，經過球磨分散制備得到的氧化鈰磨料分散液；另一種是水熱合成制備得到的溶膠型納米氧化鈰磨料。兩種氧化鈰磨料具有不同的拋光特性：傳統高溫焙燒合成的氧化鈰磨料可以通過添加吡啶甲酸(picolinic acid)等化合物提高其對二氧化硅介質層的拋光速率(見文獻：Carter et al.,Electrochemicaland Solid-State Letter(vol 8(8)，page G218-G221,year 2005)；而對于溶膠型氧化鈰而言，吡啶甲酸的添加不僅不能提高其對二氧化硅介質層的拋光速率，反而會抑制氧化鈰的拋光活性(見案例1)。文獻中提及不同氧化鈰制備方法對拋光活性以及化學化合物對其影響不同(見文獻：Srinivasan et al.,ECS Journal of Solid State Science andTechnology,4(11)P5029-P5039(2015))

然而，隨著集成電路技術節點向著更小尺寸發展，工藝發面對CMP拋光過程提出了更低的拋光缺陷要求。由于傳統高溫焙燒法合成的氧化鈰磨料由于顆粒呈多棱角狀，CMP拋光過程中不可避免產生微劃痕，故其難以滿足先進制程的CMP拋光要求。而溶膠型氧化鈰磨料具有近圓形的顆粒形貌，具有良好的CMP拋光應用前景，受到人們越來越多的關注。因此，需要提供一種以溶膠型氧化鈰為磨料的化學機械拋光液配方，既能保持現有溶膠型氧化鈰拋光液具有的更低的拋光缺陷的特性，又能夠實現傳統高溫焙燒法合成的氧化鈰磨料具有的高的二氧化硅拋光速率。

發明內容

為了解決上述拋光速率的問題，本發明提供了一種含有低聚糖的化學機械拋光液，其以氧化鈰為磨料，既能確保具有低的拋光缺陷，同時又能顯著提高對二氧化硅介質材料的拋光速率。

所述化學機械拋光液包含氧化鈰磨料、低聚糖及pH調節劑。

優選地，所述低聚糖選自葡聚糖或β-環糊精。

優選地，所述氧化鈰磨料包含溶膠型氧化鈰。

優選地，所述氧化鈰磨料的粒徑為30nm-126nm。

優選地，所述氧化鈰磨料的濃度為質量百分比0.0.05wt％-2wt％。

優選地，所述葡聚糖分子的分子量為1500-70000，優選分子量為20000。

優選地，所述葡聚糖分子的濃度為0.001wt％-1wt％，優選濃度為0.02wt％。

優選地，所述化學機械拋光液的pH值為3.5-5.5。

本發明還公開了一種化學機械拋光液在二氧化硅介質表面拋光中的應用。

與現有技術相比較，本發明的積極進步效果在于：

通過在化學機械拋光液中添加葡聚糖分子，既能具有低的拋光缺陷，同時又能顯著提高氧化鈰磨料對TEOS的拋光速率。

本發明提到的顆粒尺寸是以電鏡為基準的，同一個顆粒，電鏡的結果和光散射(DLS)的結果有區別，見下表：