[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

本发明提供了一种化学机械抛光液，其特征在于，所述化学机械抛光液包含氧化铈磨料低聚糖及pH调节剂。本发明还提供了一种采用上述配方的化学机械抛光液在二氧化硅介质表面抛光中的应用。采用上述配方的化学机械抛光液，能够保持低的缺陷度的同时显著提高氧化铈磨料对二氧化硅介质材料的抛光速率。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光液领域，尤其涉及一种含有β-环糊精分子的化学机械抛光液。

背景技术

氧化铈是一种重要的CMP抛光液磨料。相比于传统硅溶胶磨料，由于氧化铈更高效的抛光特性，已被广泛应用于STI和LID的CMP抛光液中。目前，用于CMP抛光的氧化铈磨料主要分为两种：一种是传统的高温焙烧合成氧化铈粉体，经过球磨分散制备得到的氧化铈磨料分散液；另一种是水热合成制备得到的溶胶型纳米氧化铈磨料。两种氧化铈磨料具有不同的抛光特性：传统高温焙烧合成的氧化铈磨料可以通过添加吡啶甲酸(picolinic acid)等化合物提高其对二氧化硅介质层的抛光速率(见文献：Carter et al.,Electrochemicaland Solid-State Letter(vol 8(8),page G218-G221,year 2005)；而对于溶胶型氧化铈而言，吡啶甲酸的添加不仅不能提高其对二氧化硅介质层的抛光速率，反而会抑制氧化铈的抛光活性。(见案例1)。文献中提及不同氧化铈制备方法对抛光活性以及化学化合物对其影响不同(见文献：Srinivasan et al.,ECS Journal of Solid State Science andTechnology,4(11)P5029-P5039(2015))

然而，随着集成电路技术节点向着更小尺寸发展，工艺发面对CMP抛光过程提出了更低的抛光缺陷要求。由于传统高温焙烧法合成的氧化铈磨料由于颗粒呈多棱角状，CMP抛光过程中不可避免产生微划痕，故其难以满足先进制程的CMP抛光要求。而溶胶型氧化铈磨料具有近圆形的颗粒形貌，具有良好的CMP抛光应用前景，受到人们越来越多的关注。因此，需要提供一种以溶胶型氧化铈为磨料的化学机械抛光液配方，既能保持现有溶胶型氧化铈抛光液具有的更低的抛光缺陷的特性，又能够实现传统高温焙烧法合成的氧化铈磨料具有的高的二氧化硅抛光速率。

发明内容

为了解决上述抛光速率的问题，本发明提供了一种含有β-环糊精分子的化学机械抛光液，其以氧化铈为磨料，既能确保具有更低的抛光缺陷，同时又能显著提高对二氧化硅介质材料的抛光速率。

所述化学机械抛光液包含氧化铈磨料、β-环糊精分子及pH调节剂。

优选地，所述氧化铈磨料包含溶胶型氧化铈磨料。

优选地，所述氧化铈磨料的粒径为30-90nm。

优选地，所述氧化铈磨料的浓度为质量百分比0.05wt％-2wt％。

优选地，所述β-环糊精分子的浓度为0.005wt％-2wt％。，优选浓度为0.005wt-0.1wt％。

优选地，所述化学机械抛光液的pH值为3.5-5.5。

本发明还公开了一种化学机械抛光液在二氧化硅介质表面抛光中的应用。

与现有技术相比较，本发明的积极进步效果在于：

通过在化学机械抛光液中添加β-环糊精分子，既能确保具有更低的抛光缺陷，同时又能显著提高氧化铈磨料对TEOS的抛光速率。

本发明提到的颗粒尺寸是以电镜为基准的，同一个颗粒，电镜的·结果和光散射(DLS)的结果有区别，见下表：