一种化学机械抛光液制造技术

本发明专利技术提供了一种化学机械抛光液，包括二氧化硅研磨颗粒、抛光速率促进剂、pH调节剂、抗氧化变色剂和水。本发明专利技术的化学机械抛光液通过在抛光液中使用抗氧化变色剂，减少了抛光速率促进剂的消耗，从而减少了抛光液在使用中由于抛光速率促进剂的消耗而产生的副产物，使抛光液在循环使用中，较长时间不发生颜色变化，提高了抛光液的稳定性和循环利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种化学机械抛光液
本专利技术涉及化学机械抛光领域，尤其涉及一种化学机械抛光液。
技术介绍
目前，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。而化学机械抛光(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)由化学作用、机械作用以及这两种作用结合而成。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，含有研磨颗粒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。化学机械抛光过程中主要耗材为抛光液。为降低成本，生产厂家一般根据抛光液的性质将抛光液稀释若干倍后循环使用，在抛光过程中，根据抛光速率和硅晶片的表面质量决定是否更换抛光液。这样，可以减少抛光液的使用量，很大程度上降低成本。然而，在抛光液在循环使用的过程中，随着抛光液中抛光促进剂的消耗，以及抛光促进剂的化学物理性质发生变化，使抛光液性状改变，产生颜色变化、抛光副产物逐渐堆积等问题，致使抛光液的性能降低，无法发挥原有的使用效果，严重时甚至堵塞管道，进而导致晶圆表面被刮伤，产品良率降低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种化学机械抛光液，通过在抛光液中使用抗氧化变色剂，降低了抛光速率促进剂的消耗，提高了抛光液的稳定性和循环利用率。具体地，本专利技术提供了一种化学机械抛光液，包括二氧化硅研磨颗粒、抛光速率促进剂、pH调节剂、抗氧化变色剂和水。优选地，所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为0.1％-40％。优选地，所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为15％-30％。优选地，所述抛光速率促进剂包括哌嗪、单乙醇胺和二乙烯三胺中的一种或多种。优选地，所述抛光速率促进剂的质量百分比含量为0.1-20％。优选地，所述抗氧化变色剂包括苯并三唑、1,2,3-三唑、苯并咪唑、5-苯基-1H-四唑、抗坏血酸、茶多酚、尿酸、氰尿酸、巴比妥酸、葡萄糖醛酸、方形酸、腺苷、嘌呤、烟酰胺、黄酮醇、花青素中的一种或多种。优选地，所述抗氧化变色剂的质量百分比含量为0.0001-1％。优选地，所述pH调节剂包括KOH、硝酸、四甲基氢氧化铵中的一种或多种。优选地，所述化学机械抛光液的pH值为10-12。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在抛光液中使用抗氧化变色剂，减少了抛光速率促进剂的消耗，从而减少了抛光液在使用中由于抛光速率促进剂的消耗而产生的副产物，使抛光液在循环使用中，较长时间不发生颜色变化，提高了抛光液的稳定性和循环利用率。另外，本专利技术中的抛光液，可以首先将各组分混合，获得高浓缩的抛光液，使用时，用水补足质量百分比至100％即可，从而，本专利技术的抛光液更便于运输和储存。具体实施方式下面通过具体实施例进一步阐述本专利技术的优点，但本专利技术的保护范围不仅仅局限于下述实施例。表1为本专利技术实施例1-17以及对比例1-3的抛光液的成分及含量。按照该表配制实施例和对比例抛光液，将各组分混合均匀，用水补足质量百分比至100％，用KOH、四甲基氢氧化铵或硝酸调节pH值至所需值，得到本专利技术各实施例及对比例。表1本专利技术实施例1-17和对比例1-3的抛光液成分分别用上述实施例1-17和对比例1-3的化学机械抛光液对硅片进行抛光。在抛光过程中，将各实施例和对比例的抛光液循环使用，并记录从抛光开始到抛光液颜色发生变化的时间，从而得到抛光液在抛光过程中颜色保持不变的时间，记于表2。表2本专利技术实施例1-17和对比例1-3的抛光结果从表2看出，与不含抗氧化变色剂的对比例1-3相比，本专利技术实施例1-17的抛光液在循环使用过程中具有更好的稳定性。具体地，对比例1-3中的抛光液，含有硅抛光速度促进剂，但不含抗氧化变色剂，循环抛光0.5-1小时后，由于副产物的积累，抛光液颜色变黄变黑，抛光速率降低。而本专利技术实施例1-17，在抛光液中添加抗氧化变色剂，可以减少抛光过程中抛光液中速度促进剂的消耗，从而抑制抛光副产物的产生和堆积，使抛光液在循环使用的过程中保持优异的抛光速率，从表2中可以看出，本专利技术的抛光液至少可以循环抛光2小时。而，参见实施16，通过增加抛光液中硅抛光速度促进剂和抗氧化变色剂的含量，可以是抛光液可循环使用的时间达到8小时。综上可见，本专利技术的抛光液通过添加抗氧化变色剂，能够在较长时间内具有较高的稳定性，在循环使用过程中保持抛光性能不衰减，且避免了由于副产物堆积而导致的堵塞管道、刮伤抛光产品等问题，在提高抛光产品质量的同时，增加了抛光液的循环使用寿命，减少了抛光液的用量，大幅降低成本。应当注意的是，本专利技术中的含量，如果没有特别说明，均为质量百分比含量。应当理解的是，本专利技术的实施例有较佳的实施性，且并非对本专利技术作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械抛光液，包括二氧化硅研磨颗粒、抛光速率促进剂、pH调节剂、抗氧化变色剂和水。/n

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光液，包括二氧化硅研磨颗粒、抛光速率促进剂、pH调节剂、抗氧化变色剂和水。


2.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，
所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为0.1％-40％。


3.根据权利要求2所述的化学机械抛光液，其特征在于，
所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为15％-30％。


4.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，
所述抛光速率促进剂包括哌嗪、单乙醇胺和二乙烯三胺中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，
所述抛光速率促进剂的质量百分比含量为0.1-20％。

【专利技术属性】
技术研发人员：何华锋，王晨，李星，史经深，
申请(专利权)人：安集微电子科技上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31