[發(fā)明專利]一種相變材料拋光后清洗液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010189161.1
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN102268332A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 王良詠;宋志棠;劉波;劉衛(wèi)麗;鐘旻;封松林
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所
• 主分類號: C11D1/86
• 分類號: C11D1/86;C11D1/62;C11D1/72;C11D1/04;C11D3/04;C11D3/28
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種拋光后清洗液，可有效應用于硫系化合物相變材料Ge_xSb_yTe_(1-x-y)的化學機械拋光后清洗工藝。

背景技術

相變存儲器因具有高速讀取、高可擦寫次數、非易失性、元件尺寸小、功耗低、抗強震動和抗輻射等優(yōu)點，而被國際半導體行業(yè)協(xié)會認為最有可能取代目前的閃存存儲器而成為未來存儲器主流產品和最先成為商用產品的器件。

相變存儲器技術的基本原理是以硫系化合物為存儲介質，利用電能(熱量)使材料在晶態(tài)(低阻)與非晶態(tài)(高阻)之間相互轉換實現信息的寫入與擦除，信息的讀出則靠測量電阻的變化實現。典型的相變材料是硫族化合物合金薄膜，最成熟的材料是GeSbTe合金。存儲單元包括由電介質材料定義的納米孔，相變材料沉積在納米孔中，相變材料在納米孔的一端上連接電極。電極接觸使電流通過該通道產生焦耳熱對該單元進行編程，或者讀取該單元的電阻狀態(tài)。

目前，在構建相變存儲單元時，通行的做法是：先通過磁控濺射的方法沉積相變材料在由電介質材料定義的納米孔中，然后通過反應離子刻蝕(RIE)或者化學機械拋光(CMP)的方法，將納米孔上方的相變材料進行去除。相比于RIE而言，CMP因具有可實現全局平坦化的優(yōu)點，受到了許多研究人員和半導體公司的親睞。但與此同時，CMP工藝的引入也帶來了相應的問題。因CMP工藝中所用的拋光液中一般含有納米氧化物顆粒以及各種有機添加劑(鰲合劑、表面活性劑、抑制劑)，因此相變材料經CMP工藝處理后通常會存在各種缺陷：包括納米氧化物顆粒團聚造成的微劃痕、納米氧化物顆粒殘留、各種有機殘留、相變材料去除后的再沉積殘留等等。為降低CMP工藝所引起的各種缺陷，通常的做法有：改變拋光液配方、優(yōu)化CMP工藝參數以及添加拋光后清洗步驟。

在半導體制造中，拋光后清洗步驟的應用日趨廣泛，越來越被證實為降低CMP工藝所引起各種缺陷的有效方法。然而針對硫系化合物相變材料Ge_xSb_yTe_(1-x-y)的化學機械拋光后清洗工藝，迄今未見有報導。

本專利發(fā)明人經廣泛研究發(fā)現，利用不同成分拋光后清洗液，對硫系化合物相變材料Ge_xSb_yTe_(1-x-y)做拋光后處理，可大大減少相變存儲器件在化學機械拋光工藝后產生的缺陷(微劃痕、殘留等)，從而改善化學機械拋光工藝控制和提高相變存儲器件性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現有技術中的缺陷，提供一種相變材料拋光后清洗液。

本發(fā)明提供了一種相變材料拋光后清洗液，包括氧化劑、表面活性劑、金屬防腐抑制劑、酸性介質和水性介質。

其中，以清洗液總重量為基準，上述組分的重量百分比為：

氧化劑??????????0.01-10wt％，優(yōu)選1-10wt％

表面活性劑??????0.01-4wt％，優(yōu)選0.05-2wt％

金屬防腐抑制劑??0.0001-20wt％，優(yōu)選0.001-2wt％

酸性介質????????0.2-30wt％，優(yōu)選1-25wt％

水性介質????????余量。

所述的氧化劑，選自鐵氰化鉀、雙氧水和過硫酸銨。氧化劑的加入，能夠提高清洗液的氧化電位，有助于氧化拋光后的各種有機殘留。這種氧化作用，在一定的酸性介質下，將有助于殘留的溶除。

所述的表面活性劑選自脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、聚丙烯酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯和十六烷基三甲基溴化銨。表面活性劑以其特有的親水/疏水結構和一定的帶電情況，不僅可以改變清洗液本身的各種性質(黏度、密度等等)，還可以通過親水/疏水及氫鍵等作用與拋光后相變材料表面的各種殘留相互作用，最終在流動下帶走晶圓表面的各種殘留。

其中，脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)結構通式為RO-(CH₂CH₂O)_n-H，n選自3，8，9，10，15，20，25，30，35，R為C₁₂～C₁₈的烷基。

聚丙烯酸鈉的數均分子量一般選取5000-90000。