一种化学机械抛光液及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开一种化学机械抛光液，所述化学机械抛光液原料包括如下组分：含吗啉环水溶性小分子

【技术实现步骤摘要】
一种化学机械抛光液及其制备方法和用途


[0001]本专利技术属于半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种硅晶圆的化学机械抛光技术
。

技术介绍

[0002]随着集成电路产业发展，先进制程工艺对硅晶圆的表面平坦度提出了更高的要求
。
化学机械抛光
(Chemical Mechanical Polishing
，
CMP)
以及双面化学机械抛光
(Double Side Polishing
，
DSP)
等技术都能够实现硅晶圆高度平坦化
。
[0003]CMP
技术属于化学作用和机械作用相结合的技术，具有处理速度快
、
研磨质量高
、
处理结果可靠等优点
。
但在加工过程中，由于硅晶圆的边缘区域抛光速率快于中心区域，导致硅晶圆外周边出现塌边现象
(Edge Roll
‑
off
，
ERO)
，对后续工艺步骤的质量和性能产生不利影响
。CMP
过程复杂，影响因素众多，包括工件表面的材料种类
、
抛光液的成分
、
抛光头的压力等等
。
目前已开发了相应的化学机械抛光液来改善塌边问题，但该抛光液无法对硅晶圆中心区域的平坦化产生效果，使得晶圆整体的平坦性欠佳
。
[0004]因此，急需一种能够有效减少硅晶圆边缘和中心区域塌边量，即能够提高硅晶圆表面整体平坦度的技术方案
。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种能够在改善硅晶圆塌边现象的同时，实现硅晶圆中心区域的高度平坦化，使得硅晶圆整体表面平坦度获得提升的化学机械抛光液及其制备方法
。
为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过以下技术方案获得的
。
[0006]本专利技术第一方面提供一种化学机械抛光液，原料组分包括：含吗啉环水溶性小分子；主链或侧链含聚氧乙烯链的水溶性聚合物；磨料；碱性化合物；水
。
[0007]加入含吗啉环水溶性小分子和主链或侧链含聚氧乙烯链的水溶性聚合物的抛光液对硅晶圆进行化学机械抛光，能够在改善硅晶圆塌边现象的同时，实现硅晶圆中心区域的高度平坦化，使得硅晶圆整体表面平坦度获得提升
。
[0008]根据上述所述的化学机械抛光液，所述含吗啉环水溶性小分子还具有磷氧基
、
羰基
、
酯基
、
醚基
、
酰胺基的一种或多种
。
[0009]根据上述所述的化学机械抛光液，所述含吗啉环水溶性小分子包括
2,2
‑
二吗啉基二乙基醚
、
三
(4
‑
吗啉基
)
氧化膦
、4
‑
(2
‑
甲氧基乙基
)
吗啉中的一种或多种
。
[0010]根据上述所述的化学机械抛光液，所述聚合物包括聚乙二醇
‑
嵌段
‑
聚丙二醇
‑
嵌段
‑
聚乙二醇
、
聚乙二醇
‑
聚乙烯醇接枝共聚物和羟乙基纤维素中的一种或多种
。
[0011]优选地，所述聚乙二醇
‑
嵌段
‑
聚丙二醇
‑
嵌段
‑
聚乙二醇的数均分子量为
2000
～
100000
，如可以为
2000
～
4000
，可以为
4000
～
6000
，可以为
6000
～
8000
，可以为
8000
～
10000
，可以为
10000
～
20000
，可以为
20000
～
30000
，可以为
30000
～
40000
，可以为
40000
～
50000
，可以为
50000
～
60000
，可以为
60000
～
70000
，可以为
70000
～
80000
，可以为
80000
～
90000
，可以为
90000
～
100000
，在某个具体的实施例中为
8400。
摩尔比为
2:1
～
10:1
，如可以为
3:1,4
：1，
5:1,6:1,7:1,8:1,9:1,10:1
；所述数均分子量采用凝胶渗透色谱
(Gel Permeation Chromatograph
，
GPC)
方法测试得到
。
[0012]具体地，所述聚
(
乙二醇
)
‑
嵌段
‑
聚
(
丙二醇
)
‑
嵌段
‑
聚
(
乙二醇
)
的结构示意图如下所示：
[0013][0014]其中
(x+z)
为
20
～
2000
，
(x+z):y
为
(2
～
10):1。
[0015]优选地，所述羟乙基纤维素的重均分子量为
10
万～
130
万
。
如可以为
10
万～
30
万，可以为
30
万～
50
万，可以为
50
万～
70
万，可以为
70
万～
90
万，可以为
90
万～
110
万，可以为
110
万～
130
万，可以为
80
万
、100
万
。
在某个具体的实施例中为
120
万
。
所述重均分子量采用
GPC
方法测试得到
。
具体地，所述羟乙基纤维素的结构示意图如下所示：
[0016][0017]其中
n
为
50
～
5000
，
x
为1～
20。
[0018]优选地，所述聚乙本文档来自技高网...

【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，原料组分包括：含吗啉环水溶性小分子
、
主链或侧链含聚氧乙烯链的水溶性聚合物
、
磨料
、
碱性化合物和水
。2.
如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述含吗啉环水溶性小分子还具有磷氧基
、
羰基
、
酯基
、
醚基
、
酰胺基的一种或多种
。3.
如权利要求1或2所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述含吗啉环水溶性小分子包括
2,2
‑
二吗啉基二乙基醚
、
三
(4
‑
吗啉基
)
氧化膦
、4
‑
(2
‑
甲氧基乙基
)
吗啉中的一种或多种
。4.
如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述聚合物包括聚乙二醇
‑
嵌段
‑
聚丙二醇
‑
嵌段
‑
聚乙二醇
、
聚乙二醇
‑
聚乙烯醇接枝共聚物和羟乙基纤维素中的一种或多种
。5.
如权利要求4所述的化学机械抛光液，其特征在于，所述聚乙二醇
‑
嵌段
‑
聚丙二醇
‑
嵌段
‑
聚乙二醇的数均分子量为
2000
～
100000
，的摩尔比为2～
10:1
；和
/
或，所述羟乙基纤维素的重均分子量为
10
万～
130
万；和
/
或，所述聚乙二醇
‑
聚乙烯醇接枝共聚物的数均分子量为1万～
50
万，聚乙烯醇接枝率为
20
％～
300
％
。6.
如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，以所述化学机械抛光液...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峻立，刘奕然，朱雷，俞文杰，
申请(专利权)人：上海集成电路材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：