[發明專利]一種化學機械拋光液

無效

• 申請號: 201010603945.4
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102533120A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 荊建芬;張建;蔡鑫元
• 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;H01L21/302
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發明涉及一種化學機械拋光液，尤其涉及一種用于拋光多晶硅的化學機械拋光液。

背景技術

在集成電路制造中，互連技術的標準在提高，一層上面又沉積一層，使得在襯底表面形成了不規則的形貌。現有技術中使用的一種平坦化方法就是化學機械拋光(CMP)，CMP工藝就是使用一種含磨料的混合物和拋光墊去拋光一硅片表面。在典型的化學機械拋光方法中，將襯底直接與旋轉拋光墊接觸，在襯底背面施加壓力。在拋光期間，墊片和操作臺旋轉，同時在襯底背面保持向下的力，將磨料和化學活性溶液(通常稱為拋光液或拋光漿料)涂于墊片上，該拋光液與正在拋光的薄膜發生化學反應開始進行拋光過程。

在多晶硅的拋光過程中，通常會存在如下兩個問題：1.因為多晶硅/二氧化硅的拋光速率選擇比過高，使得最后拋光過程停止在二氧化硅層上時，難免會有多晶硅的碟形凹損。如圖1所示，圖中a、b分別為拋光前和拋光后的結構。且該問題會隨著二氧化硅之間的溝槽寬度的增加而加重。這會對器件的性能造成嚴重影響。2.淺溝道隔離(STI)化學機械研磨過程中，二氧化硅表面形成碟形凹損，造成后續步驟覆蓋多晶硅層后的拋光過程中，二氧化硅碟形凹損中殘留多晶硅。如圖2所示，圖中a、b分別為拋光前和拋光后的結構。這同樣會對器件的性能造成嚴重影響。

因此，解決多晶硅拋光過程中表面碟形凹損缺陷、及去除殘留了多晶硅的二氧化硅碟形凹損的問題至關重要。US2003/0153189A1公開了一種用于多晶硅拋光的化學機械拋光液及方法，該拋光液包括一種聚合物表面活性劑和一種選自氧化鋁和氧化鈰的研磨顆粒，該聚合物表面活性劑為聚羧酸酯表面活性劑，用該漿料可以使多晶硅表面大塊區域的拋光速率大大高于溝槽內的拋光速率，從而減少凹陷。US2003/0216003?A1和US2004/0163324?A1公開了一種制造Flash的方法。其中包括一種拋光多晶硅的拋光液，該拋光液中包含至少一種含有-N(OH)，-NH(OH)，-NH₂(OH)基團的化合物，使用該漿料的多晶硅與二氧化硅的拋光選擇比大于50。US2004/0123528?A1公開了一種包含研磨顆粒和陰離子化合物的酸性拋光液，該陰離子化合物能降低保護層薄膜的去除速率，提高多晶硅與保護層薄膜的去除速率選擇比。US2005/0130428?A1和CN?1637102?A公開了一種用于多晶硅化學機械拋光的漿料，該漿料成分包括一種或多種在多晶硅層上形成鈍化層的非離子表面活性劑及一種能形成第二鈍化層來能減小氮化硅或氧化硅除去速率的第二表面活性劑。專利文獻US6191039揭示了一種化學機械拋光方法，可以降低化學拋光的時間和成本，且有很好的平坦化效果。以上技術雖然在一定程度上達到了一定的平坦化效果，縮短了拋光時間和成本，但是或者是分兩步操作，或者只是抑制了多晶硅的拋光速率，不利于二氧化硅蝶形凹陷中多晶硅的去除，且操作復雜，拋光效果有限。

附圖說明

圖1為常規多晶硅拋光過程中，拋光前(a)和拋光后(b)的晶片結構圖。

圖2為淺溝道隔離(STI)化學機械研磨過程中造成的二氧化硅表面碟形凹損，在多晶硅拋光過程前(a)后(b)的示意圖。

圖3為應用本發明的新用途在拋光后可獲得的晶片結構圖。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述多晶硅/二氧化硅選擇比過高，二氧化硅蝶形凹陷中殘留多晶硅清除較難的問題，而提供一種用于拋光多晶硅的具有合適的多晶硅/二氧化硅選擇比的化學機械拋光液。

本發明的拋光液，含有研磨顆粒、至少一種硅的增速劑、至少一種硅的抑制劑和水。

本發明中，所述的硅的增速劑為含有胍基團的化合物。

所述的含有胍基的化合物為單胍、雙胍、聚胍類化合物及其酸加成鹽。

所述的單胍類化合物及其酸加成鹽較佳的為胍、碳酸胍、乙酸胍、磷酸氫二胍、鹽酸胍、硝酸胍、硫酸胍、氨基胍、氨基胍碳酸氫鹽、氨基胍磺酸鹽、氨基胍硝酸鹽或氨基胍鹽酸。

所述的雙胍類化合物或其酸加成鹽較佳的為雙胍、二甲雙胍、苯乙雙胍、1，1’-己基雙[5-(對氯苯基)雙胍、嗎啉胍、上述化合物的酸加成鹽或6-脒基-2-萘基4胍基苯甲酸酯甲基磺酸鹽；所述的酸較佳的為鹽酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸。