[發明專利]一種用于拋光多晶硅的化學機械拋光液

在審

• 申請號: 202011491737.X
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112608685A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張建;馮繼恒;尹淞;魯晨泓
• 申請（專利權）人: 芯越微電子材料（嘉興）有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于拋光多晶硅的化學機械拋光液，包括研磨顆粒、水、一種或多種的氧化劑和降低硅片表面粗糙度的非離子表面活性劑；以重量百分比濃度計，包括研磨顆粒0.1?30％，氧化劑0.1?20％，非離子表面活性劑0.001?5％。本發明可以在堿性條件下顯著改變多晶硅的去除速率，較低的硅表面粗糙度，調節多晶硅與二氧化硅的選擇比，并明顯提高多晶硅的平坦化效率和拋光殘留物的去除。

技術領域

本發明涉及一種化學機械拋光液，具體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和化學物質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，用一載重物在襯底背面施加壓力o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，將磨料和化學活性的溶液(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機械反應開始進行拋光過程。

對于多晶硅的拋光，目前主要應用于兩種芯片，一種是DRAM，一種是Flash.后者應用中往往在對多晶硅的拋光中會涉及到對二氧化硅的拋光。

在以往的主要利用以二氧化硅為研磨顆粒的堿性漿料來拋光多晶硅層和二氧化硅層的情況下，多晶硅的除取速率往往比二氧化硅的除去速率高得多，易導致多晶硅的過量去除而產生凹陷，影響隨后的工藝。

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鋪的研磨顆粒，該聚合物表面活性劑為聚殺酸酯表面活性劑，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。US2003/0216003A1和US2004/0163324A1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，該拋光掖中包含至少一種含有-N(OH)，-NH(OH)，-NH2(0H)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。US2004/0014321A1公開了一種包含研磨顆粒和氧化劑的酸性拋光液，使用該漿料可提高多晶硅與二氧化硅的拋光選擇比。US2004/0123528A1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。US2005/0130428A1和CN 1637102A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。這種非離子表面活性劑至少包括一種選自環氧乙烷-環氧丙烷嵌段共聚物醇和環氧乙烷-環氧丙烷三嵌段聚合物組成的組中的化合物，該漿料可以將多晶硅除去速率與絕緣體除去速率之間的選擇比至少減小大約50％。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在堿性條件下較好地拋光多晶硅薄膜的新型的化學機械拋光液，使拋光多晶硅薄膜具有優良的表面粗糙度。

本發明用于拋光多晶硅的化學機械拋光液是通過以下技術方案來實現的：包括研磨顆粒、水、一種或多種的氧化劑和降低硅片表面粗糙度的非離子表面活性劑；

以重量百分比濃度計，包括研磨顆粒0.1-30％，氧化劑0.1-20％，非離子表面活性劑0.001-5％；更佳為包括研磨顆粒0.2-30％，氧化劑0.5-10％，非離子表面活性劑0.05-2％。

作為優選的技術方案，研磨顆粒顆徑為30-150nm；更佳為研磨顆粒顆徑為30-120nm。

作為優選的技術方案，研磨顆粒選自二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化硅、二氧化鈦、覆蓋鋁的二氧化硅、摻雜鋁的二氧化硅和高分子研磨顆粒的一種或幾種。