[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光液。

背景技术

在半导体工业中的化学机械抛光(CMP)领域，使用的化学机械抛光液主 要分酸性和碱性浆料两种。其中，碱性浆料的稳定性比较好，但存在没有合适 的氧化剂，以及在抛光过程中易造成表面浊点和轻微划伤的问题。酸性浆料在 这方面表现出了一定的优势。但是酸性浆料中磨料颗粒的尺寸会随着存储时间 的延长，在浆料中化学组分的作用下逐渐长大。当粒径大于120纳米以后，会 出现沉降分层等现象，严重影响抛光质量，甚至造成产品失效。所以控制磨料 粒子的长大，延长使用寿命是酸性浆料研发的难点之一。

化学机械抛光液均含有研磨颗粒，大部分采用纳米二氧化硅超粉或溶胶作 为磨料颗粒。关于二氧化硅溶胶的稳定性有很多文献报道。但在CMP领域关于 抑制磨料颗粒粒径增长，延长化学机械抛光液稳定性的文献还未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中酸性化学机械抛光液的 存储稳定性的问题，而提供一种具有较高稳定性的化学机械抛光液。

本发明的化学机械抛光液含有研磨颗粒和水，其还含有下述成分中的一种 或多种：有机膦酸、聚羧酸类化合物、低级脂肪醇和糖类化合物。

其中，所述的有机膦酸较佳的选自羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三亚 甲基膦酸(ATMP)、乙二胺四亚甲基膦酸、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸、多元 醇膦酸酯(PAPE)、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)、2-羟基膦酰基乙酸 (HPAA)和多氨基多醚基四亚甲基膦酸(PAPEMP)中的一种或多种。所述的 有机膦酸的含量较佳的为质量百分比0.01～5％，更佳的为质量百分比0.1～2％， 最佳的为质量百分比0.2～1％。

其中，所述的聚羧酸类化合物包括均聚物和共聚物，也包括聚羧酸类化合 物的盐，较佳的为钠盐或铵盐，优选聚丙烯酸及其盐、聚马来酸、聚环氧琥珀 酸、聚氨基酸(如聚天冬氨酸)、水解聚马来酸(HPMA)、聚环氧琥珀酸、马来 酸酐-丙烯酸共聚物、丙烯酸-有机膦-磺酸盐共聚物、膦酸基羧酸共聚物(PCA) 中的一种或多种。所述的聚羧酸类化合物的分子量较佳的为200～20000。所述的 聚羧酸类化合物的含量较佳的为质量百分比0.01～5％，更佳的为质量百分比 0.1～2％，最佳的为质量百分比0.2～1％。

其中，所述的低级脂肪醇包括一元醇和多元醇，较佳的为C₁-C₄的低级脂肪 醇，优选乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、乙二醇和丙三醇中的一种或多 种。所述的低级脂肪醇的含量较佳的为质量百分比0.1～20％，更佳的为质量百分 比1～15％，最佳的为质量百分比2～10％。

其中，所述的糖类化合物包括单糖、寡糖和多糖，较佳的为单糖及其衍生 糖，以及寡糖及其衍生糖，更佳的为葡萄糖、葡萄糖酸、果糖、甘露糖和麦芽 糖中的一种或多种。所述的糖类化合物的含量较佳的为质量百分比0.01～15％， 更佳的为质量百分比1～10％，最佳的为质量百分比2～5％。

其中，所述的研磨颗粒可选自本领域中常用研磨颗粒，如二氧化硅、三氧 化二铝、二氧化铈、二氧化钛、掺杂铝的二氧化硅、覆盖铝的二氧化硅或高分 子聚合物颗粒，较佳的为二氧化硅。所述的研磨颗粒的含量较佳的为质量百分 比0.1～20％，更佳的为质量百分比2～15％，最佳的为质量百分比5～10％。所述 的研磨颗粒的粒径较佳的为20～150nm，更佳的为30～120nm。

本发明的化学机械抛光液还可含有本领域常用的其他添加剂，如氧化剂、 成膜剂、络合剂和杀菌剂等。

本发明中，所述的化学机械抛光液的pH值较佳的为1～7，更佳的为2～5， 最佳的为2.5～4.5。

本发明的抛光液由上述成分简单均匀混合，之后采用pH调节剂调节至合适 pH值即可制得。pH调节剂可选用本领域常规pH调节剂，如氢氧化钾、氨水和 硝酸等。本发明中，所用试剂及原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：本发明的抛光液中，研磨颗粒的粒径随时间 延长的增长率低。本发明的化学机械抛光液具有较高的稳定性、较长的存储时 间和使用寿命。

附图说明