[发明专利]一种用于化学机械抛光的抛光液及化学机械抛光方法

说明书

本发明提供了一种用于化学机械抛光的抛光液及化学机械抛光方法，所述抛光液包括磨料、氧化剂、缓蚀剂、络合剂和水；其中，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。本发明在抛光液中加入特定组分和浓度的缓蚀剂，使得Cu/Co的抛光速率选择比处于可调状态，用以降低表面腐蚀、提高金属表面平坦化质量，防止抛光过程中造成表面粗糙、碟形和腐蚀坑等缺陷的出现。

技术领域

本发明属于晶圆生产技术领域，具体而言，涉及一种用于化学机械抛光的抛光液及化学机械抛光方法。

背景技术

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(ChemicalMechanical 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。

在集成电路制造的后段制程中，对Cu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，去除多余的铜膜以及铜膜下层的阻挡层，从而可以实现Cu互连布线之间的完全绝缘，阻挡层的抛光作为铜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。

Co作为阻挡层在失效温度和持续时间上具有一定的优势，并且其电阻率较低，也可实现超薄阻挡层结构，目前，Cu/Co互连结构的CMP抛光研究仍处在较为初期的阶段，大多数针对于金属钴的抛光液并不适用于Cu/Co互连结构阻挡层的CMP过程。

发明内容

本发明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，本发明提出一种用于化学机械抛光的抛光液及化学机械抛光方法。

第一方面，本发明一实施例提供了一种用于化学机械抛光的抛光液，所述抛光液包括磨料、氧化剂、缓蚀剂、络合剂和水；

其中，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。

在一些实施例中，所述络合剂包括柠檬酸(CA)、甘氨酸或(GLY)乙二胺四乙酸(EDTA)中的任意一种或至少两种的组合。

在一些实施例中，所述络合剂为乙二胺四乙酸，所述缓蚀剂为1-苯基-5-巯基四氮唑。

在一些实施例中，所述缓蚀剂的浓度为1-7mM。

在一些实施例中，所述缓蚀剂由1-苯基-5-巯基四氮唑和油酸钾组成。

在一些实施例中，所述1-苯基-5-巯基四氮唑和油酸钾的浓度比为1:(1-5)。

在一些实施例中，所述氧化剂为过硫酸钾。

在一些实施例中，所述抛光液的pH值为9.5-11。

第二方面，本发明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：

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晶圆的铜互连钴阻挡层结构进行化学机械抛光。

在一些实施例中，化学机械抛光过程中，所述抛光垫的转速为90-100rpm，所述承载头的转速为80-90rpm。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

本发明在抛光液中加入特定组分和浓度的缓蚀剂，使得Cu/Co的抛光速率选择比处于可调状态，用以降低表面腐蚀、提高金属表面平坦化质量，防止抛光过程中造成表面粗糙、碟形和腐蚀坑等缺陷的出现。

附图说明