本发明涉及化学机械抛光液领域，尤其涉及一种含有低聚糖的化学机械抛光液。
背景技术：
：氧化铈是一种重要的cmp抛光液磨料。相比于传统硅溶胶磨料，由于氧化铈更高效的抛光特性，已被广泛应用于sti和lid的cmp抛光液中。目前，用于cmp抛光的氧化铈磨料主要分为两种：一种是传统的高温焙烧合成氧化铈粉体，经过球磨分散制备得到的氧化铈磨料分散液；另一种是水热合成制备得到的溶胶型纳米氧化铈磨料。两种氧化铈磨料具有不同的抛光特性：传统高温焙烧合成的氧化铈磨料可以通过添加吡啶甲酸(picolinicacid)等化合物提高其对二氧化硅介质层的抛光速率(见文献：carteretal.,electrochemicalandsolid-stateletter(vol8(8)，pageg218-g221,year2005)；而对于溶胶型氧化铈而言，吡啶甲酸的添加不仅不能提高其对二氧化硅介质层的抛光速率，反而会抑制氧化铈的抛光活性(见案例1)。文献中提及不同氧化铈制备方法对抛光活性以及化学化合物对其影响不同(见文献：srinivasanetal.,ecsjournalofsolidstatescienceandtechnology,4(11)p5029-p5039(2015))然而，随着集成电路技术节点向着更小尺寸发展，工艺发面对cmp抛光过程提出了更低的抛光缺陷要求。由于传统高温焙烧法合成的氧化铈磨料由于颗粒呈多棱角状，cmp抛光过程中不可避免产生微划痕，故其难以满足先进制程的cmp抛光要求。而溶胶型氧化铈磨料具有近圆形的颗粒形貌，具有良好的cmp抛光应用前景，受到人们越来越多的关注。因此，需要提供一种以溶胶型氧化铈为磨料的化学机械抛光液配方，既能保持现有溶胶型氧化铈抛光液具有的更低的抛光缺陷的特性，又能够实现传统高温焙烧法合成的氧化铈磨料具有的高的二氧化硅抛光速率。技术实现要素：为了解决上述抛光速率的问题，本发明提供了一种含有低聚糖的化学机械抛光液，其以氧化铈为磨料，既能确保具有低的抛光缺陷，同时又能显著提高对二氧化硅介质材料的抛光速率。所述化学机械抛光液包含氧化铈磨料、低聚糖及ph调节剂。优选地，所述低聚糖选自葡聚糖或β-环糊精。优选地，所述氧化铈磨料包含溶胶型氧化铈。优选地，所述氧化铈磨料的粒径为30nm-126nm。优选地，所述氧化铈磨料的浓度为质量百分比0.0.05wt％-2wt％。优选地，所述葡聚糖分子的分子量为1500-70000，优选分子量为20000。优选地，所述葡聚糖分子的浓度为0.001wt％-1wt％，优选浓度为0.02wt％。优选地，所述化学机械抛光液的ph值为3.5-5.5。本发明还公开了一种化学机械抛光液在二氧化硅介质表面抛光中的应用。与现有技术相比较，本发明的积极进步效果在于：通过在化学机械抛光液中添加葡聚糖分子，既能具有低的抛光缺陷，同时又能显著提高氧化铈磨料对teos的抛光速率。本发明提到的颗粒尺寸是以电镜为基准的，同一个颗粒，电镜的结果和光散射(dls)的结果有区别，见下表：sem(纳米)dls(纳米)25834511060163数据引自文献：pandijaetal,“effectofceriasizeandconcentrationinshallowtrenchisolation(sti)chemicalmechanicalpolishing(cmp)”ininternationalconferenceonplanarization/cmptechnology·october25–27,2007dresden,vdeverlaggmbh·berlin-offenbach具体实施方式下面通过具体实施例进一步阐述本发明的优点，但本发明的保护范围不仅仅局限于下述实施例。实施例一表1为添加吡啶甲酸、离子型电解质和非离子型电解质的化学机械抛光液对二氧化硅抛光速率的影响。其中，吡啶甲酸的浓度为0.01wt％-0.20wt％；离子型电解质分别为硝酸钾(kno3)，氯化钾(kcl)，醋酸钾(kac)，四甲基乙酸铵(tmaac)，四甲基丁酸铵(tbaac)，浓度为0.10wt％；非离子型电解质分别为苯并三氮唑(bta)、三唑(taz)、聚乙二醇(peg)、乙二醇(ethyleneglycol)、甘露醇(mannitol)、山梨醇(sorbitol)和蔗糖(sucrose)及葡聚糖。对应的溶胶型氧化铈浓度为1wt％，平均粒径为60nm，以氢氧化钾(koh)或硝酸(hno3)调节ph至4.5。光液抛光性能通过对应teos空白晶圆的抛光去除速率来评价，选用mirra抛光机台进行抛光测试，对应抛光条件包括：ic1010抛光垫，底盘和抛光头转速分别为93rpm和87rpm，压力3psi，抛光液流速为150ml/min，抛光时间为60秒。对比实施例对应teos抛光速率为表1添加不同组分对teos抛光速率的影响如表1所示，由对比实施例1-6可知，吡啶甲酸的添加对溶胶型氧化铈抛光活性的影响随着其浓度的增大而增大。与空白对比实施例相比，当添加的吡啶甲酸的浓度为0.2wt％时，其对应teos抛光速率下降50％，仅为此外，由对比实施例7-11可知，离子型电解质的添加同样也对溶胶型氧化铈的抛光速率产生了显著的抑制效果。尤其，当抛光液中添加了氯化钾(kcl)离子型电解质时，与空白对比实施例相比，抛光液对teos抛光速率被抑制了54％，teos抛光速率仅为对比实施例的46％。由对比实施例1、对比实施例12-23及实施例可知，非离子型电解质的添加对溶胶氧化铈的抛光速率也会产生一定的抑制效果，但其影响远小于离子型电解质。然而，例外的是，葡聚糖分子作为非电解质却能进一步促进溶胶氧化铈的抛光速率。当在抛光液中添加0.01wt％的葡聚糖分子后，溶胶型氧化铈对teos的抛光速率增加了3％。实施例二表2为调节葡聚糖分子添加量及分子量对溶胶氧化铈抛光速率影响的进一步优化研究。通过调节配方体系中葡聚糖的添加量和分子量，进一步优化了葡聚糖对溶胶氧化铈抛光速率的提升水平。抛光液抛光性能通过对应teos空白晶圆的抛光去除速率来评价，选用mirra抛光机台进行抛光测试，对应抛光条件包括：ic1010抛光垫，底盘和抛光头转速分别为93rpm和87rpm，压力3psi，抛光液流速为150ml/min，抛光时间为60秒。表3为所配制抛光液的配方组分，对应溶胶型氧化铈浓度为1wt％，平均粒径为60nm，以氢氧化钾(koh)或硝酸(hno3)调节ph至4.5，未添加离子型电解质的配方组分对应teos抛光速率为表2葡聚糖的添加量及分子量对溶胶氧化铈抛光速率的影响如表2所示，由对比实施例及实施例1-4可知，当添加的葡聚糖分子量为相同(即分子量均为20000)时，不断增加葡聚糖的添加量，含量从0.005wt％增加到0.1wt％。当葡聚糖的含量为0.02wt％时，此时抛光液对teos的抛光速率最高，为对比实施例的118％。由对比实施例，实施例2及实施例5-8可知，当添加的葡聚糖分子含量为0.02wt％时，在1500-70000的范围内调节葡聚糖的分子量，对溶胶氧化铈的抛光速率进行进一步优化。当葡聚糖的分子量为20000时，该抛光液对teos的抛光速率最高，为对比实施例的118％。实施例三表3为含不同浓度、不同粒径的溶胶氧化铈磨料的抛光液添加相同分子量相同浓度的葡聚糖分子溶胶氧化铈抛光速率影响的进一步优化研究。方案中，抛光液抛光性能通过对应teos空白晶圆的抛光去除速率来评价，选用mirra抛光机台进行抛光测试，对应抛光条件包括：ic1010抛光垫，底盘和抛光头转速分别为93rpm和87rpm，压力3psi，抛光液流速为150ml/min，抛光时间为60s。分别选取浓度为1wt％且平均粒径为60nm，浓度为1wt％且平均粒径为90纳米和浓度为0.25wt％且平均粒径126纳米的三组溶胶氧化铈磨料作为评价对象，添加0.02wt％葡聚糖(分子量为20000)。表3葡聚糖分子对不同粒径大小、不同含量的溶胶型氧化铈抛光速率的影响由表3可知，葡聚糖分子对溶胶型氧化铈抛光速率的改善具有通用性，而不仅仅局限于具有固定平均粒径及含量的溶胶氧化铈磨料。当抛光液的ph值为3.5-5.5，溶胶型氧化铈磨料的平均粒径为60-126nm，且含量为0.05-2.00wt％时，向抛光液中添加一定量的葡聚糖分子，都能显著提高溶胶型氧化铈对二氧化硅的抛光速率。其中，当氧化铈溶胶磨料的平均粒径为126nm，含量为0.25wt％时，添加分子量为20000且浓度为0.02wt％的葡聚糖分子后，抛光液对二氧化硅的研磨速率较未添加葡聚糖分子的抛光液提高52％。实施例四进一步说明葡聚糖对氧化铈抛光速率的改善性能，研究比较了不同抛光压力条件下葡聚糖对应对氧化铈抛光速率的改善。本方案中，选用mirra抛光机台进行抛光测试，对应抛光条件包括：ic1010抛光垫，底盘和抛光头转速分别为93rpm和87rpm，压力1.5psi，2psi，3psi，4psi和5psi,抛光液流速为150ml/min，抛光时间为60s。选取粒径为60纳米的溶胶氧化铈磨料作为评价对象，聚糖(分子量为20000)的添加量为200ppm。以氢氧化钾(koh)或硝酸(hno3)调节ph至4.5。结果列于表4。表4葡聚糖对不同浓度溶胶型氧化铈抛光速率的影响评价表4的结果表明，无论在什么抛光压力条件和氧化铈磨料浓度下，在抛光液中添加葡聚糖对氧化硅(teos)的抛光速率都有显著提高，提高的程度从5％到50％。在实施例3中，当氧化铈磨料为1.5％时，抛光压力为4psi条件下，添加0.02％葡聚糖，抛光液对teos的抛光速率可较对比实施例3提高50％。综上所述，相比于吡啶甲酸、离子型电解质以及其他非离子型电解质的添加，当以氧化铈为磨料的化学机械抛光液中添加葡聚糖分子后，不仅不会对氧化铈磨料的抛光速率产生抑制作用，反而能提高其对二氧化硅的抛光速率。对所述葡聚糖分子的含量和分子量的选择进行进一步优化，可知，当抛光液中添加分子量为20000及含量为0.02wt％的葡聚糖时，氧化铈磨料对二氧化硅可以实现最优化的抛光速率。此外，本发明所提供的以氧化铈为磨料的抛光液对不同平均粒径、不同含量的氧化铈具有通用性。在含有平均粒径为30-126nm，且含量为0.05-2.00wt％的氧化铈磨料的抛光液中添加一定量的葡聚糖分子，都能显著提高其对二氧化硅的研磨速率。由此，本发明所提供的化学机械抛光液，其以氧化铈为磨料，在添加葡聚糖分子后，能够应用于显著提高氧化铈磨料对二氧化硅介质材料的抛光速率，为氧化铈磨料的抛光速率问题提供了一种优化的方案。应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明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，均仍属于本发明技术方案的范围内。当前第1页12