一种化学机械抛光液的制作方法

本发明涉及化学机械抛光领域，尤其涉及一种化学机械抛光液。

背景技术：

1、现代芯片技术的快速发展极大促进了集成电路元件的微型化进程，为确保纳米尺度下电路元件的正常分布和有效运行，晶片表面的平坦化程度也必须达到相应的量级。目前实现这一目标最有效的方法就是化学机械抛光(cmp)技术。

2、化学机械抛光包含化学、机械两种作用。通常，晶片被固定于研磨头上，并将其正面与cmp设备中的抛光垫接触。在一定压力下，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，在晶片和抛光垫之间以一定流量注入抛光组合物(“浆料”)，浆料因离心作用平铺在抛光垫上。于是，在化学和机械的双重作用下，晶片表面被抛光并实现全局平坦化。在这一过程中，浆料中的磨料必须均匀稳定地存在于体系中才能确保抛光的稳定性，否则容易导致晶片表面产生划痕等问题。

3、磨料通常选自相对惰性的氧化物纳米颗粒，如氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化铈等。针对不同抛光体系，通常需要对磨料颗粒进行相应的修饰改性以满足特定的抛光需求。专利cn 103946958b提出一种抛光组合物，其含有阴离子共聚物包裹的α-氧化铝纳米颗粒，能够在含有机酸的酸性浆液中保持长时间的稳定。类似的，专利cn 101978019b使用聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸)或聚苯乙烯磺酸来修饰氧化铝颗粒，其在铝铜合金的抛光中表现出了良好的性能。专利cn 1630697a公开了一种正电性聚电解质处理阴离子性研磨颗粒的方法，可以得到具有明显正的zeta(ζ)电位的磨料，能有效提高抛光液的稳定性，并降低抛光基底表面缺陷数量。专利wo 01/02134a1提出离子型物种能吸附在磨料颗粒表面，从而有效地提高其分散稳定性，但并没有进一步提出具体有效的离子型化合物种类，且其分散稳定性一般。阴离子型聚合物对于磨料颗粒的修饰改性作用是被广泛认可并应用的。但在离子型聚合物处理磨料颗粒的过程中，由于聚合物的离子型官能团与磨料表面电荷相互吸引，容易导致颗粒团聚的问题。因此，该方法往往对处理工艺有较较严格的要求。

4、综合上述，现有技术中的化学机械抛光液，在使用离子型表面活性剂来修饰磨料颗粒时，所得纳米颗粒在有机酸的溶液环境下容易团聚，从而难以具有良好的抛光性能。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提出一种化学机械抛光液，包括：经非离子表面活性剂处理后的α-氧化铝纳米研磨颗粒、氧化剂、有机羧酸、水和ph调节剂。

2、优选的，所述非离子表面活性剂为包含聚丙烯酸酯链或聚醚链的聚合物。

3、优选的，所述非离子表面活性剂为梳型共聚物或线型共聚物。

4、优选的，所述非离子表面活性剂为丙烯酸-乙二醇梳型共聚物。

5、优选的，所述非离子表面活性剂的分子量在1000-2000000范围内。

6、优选的，所述非离子表面活性剂的分子量在3000-500000范围内。

7、优选的，所述非离子表面活性剂的质量百分比浓度为0.1～2wt％。

8、优选的，所述非离子表面活性剂的质量百分比浓度为0.2～0.5wt％。

9、优选的，所述α-氧化铝纳米研磨颗粒的质量百分比浓度为0.01％～3wt％。

10、优选的，所述α-氧化铝纳米研磨颗粒的质量百分比浓度为0.01％～1wt％。

11、优选的，所述有机羧酸选自乳酸、丁二酸、丙二酸、酒石酸、葡萄糖酸、邻苯二甲酸、苹果酸、乙醇酸中的一种或多种。

12、优选的，所述有机羧酸的质量百分比浓度为0.01％～5wt％。

13、优选的，所述有机羧酸的质量百分比浓度为0.1％～3wt％。

14、优选的，所述氧化剂为过氧化氢和/或硝酸铁。

15、优选的，所述氧化剂的质量百分比浓度为0～4wt％。

16、优选的，所述化学机械抛光液的ph值为2～7。

17、本发明的化学机械抛光液使用非离子型表面活性剂来修饰具有正电表面的磨料颗粒的方法。所得纳米颗粒在有机酸的溶液环境下能保持长时间稳定，并具有良好的抛光性能。

技术特征：

1.一种化学机械抛光液，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

3.如权利要求2所述的化学机械抛光液，其特征在于，

4.如权利要求3所述的化学机械抛光液，其特征在于，

5.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

6.如权利要求5所述的化学机械抛光液，其特征在于，

7.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

8.如权利要求7所述的化学机械抛光液，其特征在于，

9.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

10.如权利要求9所述的化学机械抛光液，其特征在于，

11.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

12.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

13.如权利要求12所述的化学机械抛光液，其特征在于，

14.如权利要求13所述的化学机械抛光液，其特征在于，

15.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

16.如权利要求1所述的化学机械抛光液，其特征在于，

技术总结
本发明提供一种化学机械抛光液，包括经非离子表面活性剂处理后的α‑氧化铝纳米研磨颗粒、氧化剂、有机羧酸、水和pH调节剂。本发明的化学机械抛光液使用非离子型表面活性剂来修饰具有正电表面的磨料颗粒的方法。所得纳米颗粒在有机酸的溶液环境下能保持长时间稳定，并具有良好的抛光性能。

技术研发人员：王嵩,朱薇菡,孙沉敏,谭明月,孙金涛,顾钦源,董泽同,王晨
受保护的技术使用者：安集微电子科技（上海）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13