[發明專利]一種化學機械拋光液

有效

• 申請號: 200810042570.1
• 申請日: 2008-09-05
• 公開（公告）號: CN101665663A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 王晨;楊春曉;荊建芬
• 申請（專利權）人: 安集微電子（上海）有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝中的一種化學機械拋光液。

背景技術

隨著半導體技術的不斷發展，以及大規模集成電路互連層的不斷增加，導 電層和絕緣介質層的平坦化技術變得尤為關鍵。由IBM公司二十世紀80年代首 創的化學機械研磨(CMP)技術被認為是目前全局平坦化的最有效的方法。

化學機械研磨(CMP)由化學作用和機械作用和兩種作用結合而成。它的 設備通常由一個帶有拋光墊(pad)的研磨臺(polishing?table)，及一個用于承載 芯片(wafer)的研磨頭(carrier)組成。其中研磨頭固定住芯片，然后將芯片的正 面壓在研磨墊上。當進行化學機械研磨時，研磨頭在拋光墊(pad)上線性移動 或是沿著與研磨臺一樣的運動方向旋轉。與此同時，含有研磨劑的漿液(slurry) 被滴到拋光墊(pad)上，并因離心作用平鋪在拋光墊(pad)上。芯片(wafer) 表面在機械和化學的雙重作用下實現全局平坦化。

根據化學機械拋光所要解決的具體問題的不同，對多晶硅(Poly?silicon)的 去除速率(removal?rate)有兩種不同的要求。

一種要求是要降低多晶硅的去除速率，如：US20050130428報道了一種含 環氧乙烷或環氧丙烷的均聚或共聚物的拋光液，以抑制多晶硅去除速率。聚合 物的疏水性基團被認為是吸附在多晶硅表面上，形成了鈍化層，從而降低了多 晶硅的去除速率。

另一類是提高多晶硅的去除速率：

US2002032987公開了一種用醇胺作為添加劑的拋光液，以提高多晶硅 (Poly?silicon)的去除速率(removal?rate)，其中添加劑優選2-(二甲氨基)-2- 甲基-1-丙醇。

US2002151252公開了一種含具有多個羧酸結構的絡合劑的拋光液，用于提 高多晶硅去除速率，其中優選的絡合劑是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二 乙基三胺五乙酸)。

EP1072662公開了一種含孤對電子和雙鍵產生離域結構的有機物的拋光 液，以提高多晶硅(Poly?silicon)的去除速率(removal?rate)，優選化合物是胍 類的化合物及其鹽。

US2006014390公開了一種用于提高多晶硅的去除速率的拋光液，其包含重 量百分比為4.25％～18.5％研磨劑和重量百分比為0.05％～1.5％的添加劑。其中 添加劑主要選自季銨鹽、季胺堿和乙醇胺等有機堿。此外，該拋光液還包含非 離子型表面活性劑，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚產物。

申請人在先申請的一項發明，申請號：200810033260.3，提供了一種多晶硅 的拋光液，此拋光液通過雙胍類化合物和氮唑類化合物的協同作用可以很好的 提高拋光速度。但在拋光過程中，由于多晶硅的表面和空氣中的氧氣接觸，形 成一層非常薄的堅硬的氧化層(SiO₂)，且拋光液被水稀釋很多倍以后，由于研 磨劑二氧化硅被大量稀釋，對于多晶硅的表面堅硬的氧化層的去除速度還有待 進一步提高，因此，本發明在前一發明的基礎上進一步加入了電解質鹽，可顯 著提高對多晶硅的表面氧化層的去除速度，從而進一步提高多晶硅拋光的整體 速度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種可顯著提高多晶硅去除速率，同時 能夠顯著提高多晶硅表面氧化膜的去除速率的化學機械拋光液。

本發明的拋光液含有研磨顆粒和水，其還同時含有雙胍類化合物和氮唑類 化合物以及電解質鹽。

其中，所述的雙胍類化合物較佳的選自雙胍、二甲雙胍、苯乙雙胍、嗎啉 呱、1，1’-己基雙[5-(對氯苯基)雙胍]及上述化合物的酸加成鹽中的一種或多種。 所述的酸較佳的為鹽酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸。所述的雙胍類 化合物的含量較佳的為質量百分比0.01～7％。

其中，所述的氮唑類化合物較佳的選自三氮唑和四氮唑及其衍生物中的一 種或多種。所述的氮唑類化合物的含量較佳的為質量百分比0.01～15％。