一种化学机械抛光液和化学机械抛光方法技术

本发明专利技术提供了一种化学机械抛光液和化学机械抛光方法，所述化学机械抛光液包括磨料、氧化剂、络合剂、缓蚀剂、表面活性剂和水；其中，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、八苯基聚氧乙炔或吐温

【技术实现步骤摘要】
一种化学机械抛光液和化学机械抛光方法


[0001]本专利技术属于晶圆生产
，具体而言，涉及一种化学机械抛光液和化学机械抛光方法。

技术介绍

[0002]集成电路产业是信息技术产业的核心，在助推制造业向数字化、智能化转型升级的过程中发挥着关键作用。芯片是集成电路的载体，芯片制造涉及芯片设计、晶圆制造、晶圆加工、电性测量、切割封装和测试等工艺流程。其中，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)属于晶圆制造工序中的五大核心制程之一。化学机械抛光是一种全局平坦化的超精密表面加工技术，整个过程是化学作用与机械作用的交替进行，最终完成对晶圆表面的抛光。
[0003]在集成电路制造的后段制程中，对Co互连结构进行CMP工艺的主要目的就是在保证全局平坦化的前提下，去除多余的钴膜以及钴膜下层的阻挡层，从而可以实现Co互连布线之间的完全绝缘，阻挡层的抛光作为钴互连结构的最后一道CMP工序，对晶圆的最终全局平坦化效果起着决定性的影响。
[0004]钴具有低电阻率、优异的粘附性能和无空隙的无缝填充能力，被业界认为是替代线路中间的传统铜接触插塞和线路后端的铜互连布线金属的最有前途的候选者。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种化学机械抛光液和化学机械抛光方法。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种化学机械抛光液，所述化学机械抛光液包括磨料、氧化剂、络合剂、缓蚀剂、表面活性剂和水；
[0007]其中，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、八苯基聚氧乙炔或吐温
‑
80中的任意一种或至少两种的组合。
[0008]在一些实施例中，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。
[0009]在一些实施例中，所述表面活性剂的浓度为500
‑
1500ppm。
[0010]在一些实施例中，所述表面活性剂为复配表面活性剂，由壬基酚聚氧乙烯醚和聚乙烯吡咯烷酮组成。
[0011]在一些实施例中，所述壬基酚聚氧乙烯醚和所述聚乙烯吡咯烷酮的浓度比为1:(1
‑
3)。
[0012]在一些实施例中，所述氧化剂包括过氧化氢、过氧乙酸、过硫酸钾或过硫酸铵中的任意一种或至少两种的组合。
[0013]在一些实施例中，所述络合剂包括柠檬酸、甘氨酸或乙二胺四乙酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0014]在一些实施例中，所述缓蚀剂包括1,2,4
‑
三氮唑、油酸钾或1
‑
苯基
‑5‑
巯基四氮唑
中的任意一种或至少两种的组合。
[0015]在一些实施例中，所述抛光液的pH值为9.5
‑
11。
[0016]第二方面，本专利技术一实施例提供了一种化学机械抛光方法，所述化学机械抛光方法包括：
[0017]向抛光垫表面散布所述的抛光液，承载头将晶圆压至抛光垫上并带动晶圆旋转，在抛光液的作用下对钴互连晶圆结构进行化学机械抛光。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
[0019]本专利技术在抛光液中加入合适的表面活性剂，能够改善抛光液的分散稳定性，使表面活性剂吸附在磨粒的表面，从而改变磨料的表面性质，增强了磨料间的排斥作用，满足降低新生表面能量的要求又易于吸附后的清洗，同时促进了反应产物间的质量传递，可有效去除抛光过程中的有机物残留和颗粒污染等，而且为第二步精抛提供了更好的抛光基础，防止粗抛后的残留物在精抛过程中对晶片造成损伤。
附图说明
[0020]通过结合以下附图所作的详细描述，本专利技术的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本专利技术的保护范围，其中：
[0021]图1示出了本专利技术实施例1
‑
5提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0022]其中，图1(a)为本专利技术实施例1提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0023]图1(b)为本专利技术实施例2提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0024]图1(c)为本专利技术实施例3提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0025]图1(d)为本专利技术实施例4提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0026]图1(e)为本专利技术实施例5提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0027]图2示出了本专利技术实施例6
‑
9提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0028]其中，图2(a)为本专利技术实施例6提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0029]图2(b)为本专利技术实施例7提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0030]图2(c)为本专利技术实施例8提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0031]图2(d)为本专利技术实施例9提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0032]图3示出了本专利技术实施例10
‑
13提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0033]其中，图3(a)为本专利技术实施例10提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0034]图3(b)为本专利技术实施例11提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0035]图3(c)为本专利技术实施例12提供的抛后晶圆表面的地形扫描图；
[0036]图3(d)为本专利技术实施例13提供的抛后晶圆表面的地形扫描图。
具体实施方式
[0037]下面结合具体实施例及其附图，对本专利技术所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本专利技术的特定的具体实施方式，用于说明本专利技术的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本专利技术实施方式及本专利技术保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替
换和修改的技术方案。
[0038]“组合物”和类似术语是指两种或更多种材料的共混物,这种共混物可以混溶也可以不混溶。这样的共混物可以相分离也可以不相分离。
[0039]本专利技术中的数值范围是近似值,因此除非另有说明,否则可以包括该范围之外的值。数值范围包括以一个单位为增量的从下限值到上限值范围内的无穷多个点值，前提是在任何下限值和任何上限值之间存在至少两个单位分隔。本专利技术提供的数值范围，如100
‑
1000，意指所有单位间隔的点值，如100、101、102、
···
、999、1000等，以及在此数值范围内的子范围，例如100
‑
144、155
‑
170、197
‑
200等。以上仅是具体意图的示例，并且列举的下限值和上限值之间的所有可能的数值组合应被视为在本专利技术中明确陈述的公开范围和保护范围。
[0040]“包含”、“包括”、“具有”等术语是指组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光液，其特征在于，所述化学机械抛光液包括磨料、氧化剂、络合剂、缓蚀剂、表面活性剂和水；其中，所述表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚乙烯吡咯烷酮、八苯基聚氧乙炔或吐温
‑
80中的任意一种或至少两种的组合。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚。3.根据权利要求1或2所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述表面活性剂的浓度为500
‑
1500ppm。4.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述表面活性剂为复配表面活性剂，由壬基酚聚氧乙烯醚和聚乙烯吡咯烷酮组成。5.根据权利要求4所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述壬基酚聚氧乙烯醚和所述聚乙烯吡咯烷酮的浓度比为1:(1
‑
3)。6.根据权利要求1所述的化学机械抛光...

【专利技术属性】
技术研发人员：张力飞，王同庆，王淑慧，路新春，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：