一种含吗啉环水溶性小分子的用途及化学机械抛光液制造技术

本发明专利技术公开一种含吗啉环水溶性小分子作为原料组分在化学机械抛光液中用于减少硅晶圆边缘区域塌边量的用途

【技术实现步骤摘要】
一种含吗啉环水溶性小分子的用途及化学机械抛光液


[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
。
[0004]因此，急需要一种能够改善硅晶圆平坦度且能够有效减少硅晶圆边缘区域的塌边量的技术方案
。

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在不显著影响硅晶圆抛光速率的前提下，提供一种能够改善硅晶圆平坦度且能够有效减少硅晶圆边缘区域的塌边量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含吗啉环水溶性小分子作为原料组分在化学机械抛光液中用于减少硅晶圆边缘区域塌边量的用途
。
[0007]根据上述所述的用途，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
。
[0008]根据上述所述的用途，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
、
二吗啉甲酮和4‑
(2
‑
甲氧基乙基
)
吗啉中的一种或多种
。
[0009]根据上述所述的用途，以所述化学机械抛光液的总质量为基准计，所述含吗啉环水溶性小分子的用量为
0.005
～
0.5wt
％
。
优选的，用量可以为
0.005
～
0.05wt
％，可以为
0.05
～
0.1wt
％，可以为
0.1
～
0.2wt
％，可以为
0.2
～
0.3wt
％，可以为
0.25
～
0.35wt
％，还可以为
0.3
～
0.4wt
％，还可以为
0.4
～
0.5wt
％，在某个具体的实施例中为
0.3wt
％
。
[0010]本专利技术第二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
。
加入含吗啉环水溶性小分子的抛光液对硅晶圆进行化学机械抛光，在不显著影响抛光速率的前提下，能够有效减少硅晶圆外周边的塌边量，改善硅晶圆边缘区域平坦度
。
[0011]根据上述所述的化学机械抛光液，原料组分还包括：磨料；碱性化合物；水
。
[0012]根据上述所述的化学机械抛光液，以所述化学机械抛光液的总质量为基准计，所
述含吗啉环水溶性小分子的用量为
0.005
～
0.5wt
％
。
优选的，用量可以为
0.005
～
0.05wt
％，可以为
0.05
～
0.1wt
％，可以为
0.1
～
0.2wt
％，可以为
0.2
～
0.3wt
％，可以为
0.25
～
0.35wt
％，还可以为
0.3
～
0.4wt
％，还可以为
0.4
～
0.5wt
％，在某个具体的实施例中为
0.3wt
％
。
[0013]根据上述所述的化学机械抛光液，以所述化学机械抛光液的总质量为基准计，所述磨料的用量为1～
40wt
％
。
优选的，用量可以为1～
10wt
％，可以为
10
～
20wt
％，可以为
20
～
25wt
％，为
25
～
30wt
％，为
30
～
35wt
％，为
32
～
38wt
％，还可以为
35
～
40wt
％，在某个具体的实施例中为
35wt
％
。
[0014]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
、
二吗啉甲酮和4‑
(2
‑
甲氧基乙基
)
吗啉中的一种或多种
。
[0015]根据上述所述的化学机械抛光液，所述磨料选自无机颗粒
、
有机颗粒以及有机无机复合颗粒的一种或多种
。
[0016]根据上述所述的化学机械抛光液，所述无机颗粒包括二氧化硅
、
金属氧化物颗粒
、
氮化物颗粒
、
碳化物颗粒和金刚石颗粒中的一种或多种；所述有机颗粒包括聚甲基丙烯酸甲酯
(PMMA)
颗粒
、
聚丙烯酸颗粒
、
聚丙烯腈颗粒中的一种或多种
。
[0017]更优选地，所述二氧化硅为胶体二氧化硅
。
[0018]根据上述所述的化学机械抛光液，所述金属氧化物颗粒包括氧化铈
、
氧化铝
、
氧化锆的一种或多种；所述氮化物颗粒包括氮化硅
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含吗啉环水溶性小分子作为原料组分在化学机械抛光液中用于减少硅晶圆边缘区域塌边量的用途
。2.
如权利要求1所述的用途，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所述的用途，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
、
二吗啉甲酮和4‑
(2
‑
甲氧基乙基
)
吗啉中的一种或多种
。4.
如权利要求1所述的用途，其特征在于，以所述化学机械抛光液的总质量为基准计，所述含吗啉环水溶性小分子的用量为
0.005
～
0.5wt
％
。5.
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
。6.
如权利要求5所述的化学机械抛光液，其特征在于，原料组分还包括磨料
、
碱性化合物和水
。7.
如权利要求5和6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的总质量为基准计，所述含吗啉环水溶性小分子的用量为
0.005
～
0.5wt
％；所述磨料的用量为1～
40wt
％；和
/
或，所述含吗啉环水溶性小分子包括

【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：