[发明专利]一种化学机械抛光液及其使用方法

说明书

本发明提供一种化学机械抛光液及其使用方法。所述化学机械抛光液，含有氧化铈研磨颗粒，羟胺衍生物和pH调节剂。本发明中的化学机械抛光液能够有效降低抛光速率对压力的敏感性，同时能够保证适当的抛光速率的抛光液。

技术领域

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及其使用方法。

背景技术

在化学机械抛光(CMP)过程中，如若使用氧化铈作为研磨颗粒，氧化硅的(氧化物或者TEOS)的抛光速率通常随着抛光的压力增加而增加，抛光速率与抛光压力之间的关系可以通过Preston方程描述。现有技术中，如若使用正电荷(zeta电位20mV)，颗粒粒径30nm的氧化铈作为研磨颗粒，在pH＜6抛光液中，TEOS的抛光速率对抛光压力十分敏感，比如：当压力增加0.5psi(从1.5psi增加至2.0psi)，TEOS速率增加近1000A/min。而抛光速率对压力敏感使得抛光过程难以控制。所以，需要降低TEOS抛光速率对压力的敏感性。

现有技术中，通常采用自动停止(auto stop)的方法降低抛光速率对压力的敏感程度，但自动停止意味着抛光速率降低，通常不能满足生产需求。因此，本领域亟需一种能够有效降低抛光速率对压力的敏感性，同时能够保证适当的抛光速率的抛光液。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种化学机械抛光液，可以有效降低抛光速率对压力的敏感性，同时保持适当的抛光速率，在本领域具有良好的应用前景。

具体的，本发明提供一种化学机械抛光液，含有氧化铈研磨颗粒，羟胺及其衍生物和pH调节剂。

优选的，所述化学机械抛光液包括pH缓冲剂。

优选的，所述pH缓冲液为苯甲酸。

优选的，所述氧化铈研磨颗粒的粒径为45nm-75nm。

优选的，所述氧化铈研磨颗粒的浓度为质量百分比0.1％-0.5％。

优选的，所述羟胺及其衍生物的浓度为质量百分比50ppm～3000ppm。

优选的，所述羟胺及其衍生物为：

其中，R₁和R₂为H或者其他官能团，所述官能团含有C、H、N、O元素。

优选的，其中所述羟胺及其衍生物选自乙酰氧肟酸、N-羟基丁二酰亚胺、乙酰羟肟酸乙酯、丙酮肟、羟基脲、N-羟基氨基甲酸叔丁酯和N-羟基苯邻二甲酰亚胺中的一种或多种。

优选的，所述化学抛光液的pH值为3.0-6.0。

本发明的另一方面，提供一种化学机械抛光液的使用方法，将任一上述化学机械抛光液用于减少TEOS抛光速率对压力的敏感性。

本发明中的化学机械抛光液可以有效降低抛光速率对压力的敏感性，并同时保持化学机械抛光液的抛光速率。

具体实施方式

下面结合具体实施例，详细阐述本发明的优势。

依照表1所示的组分及其含量分别配置实施例1～6与对比例1～3化学机械抛光液，并使用硝酸或氢氧化钾作为pH调节剂，将清洗液的pH值调节至所需数值。其中，氧化铈-1是镧掺杂的氧化铈，氧化铈-2和氧化铈-3是无掺杂的氧化铈。通过比表面(BET)方法测得氧化铈颗粒粒径分别为：氧化铈-1:60nm，氧化铈-2:60nm，氧化铈-3：30nm。所述氧化铈-1和氧化铈-3均未进行表面处理，在pH＜6时，未经表面处理的氧化铈颗粒表面均带有正电荷，zeta电位大于20mV。氧化铈-2为经过表面处理后的氧化铈颗粒，其表面带有负电荷，zeta电位小于-20mV。

表1实施例1～6与对比例1～3的化学机械抛光液组分