專利名稱：一種化學(xué)機(jī)械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液，尤其涉及一種用于拋光多晶硅的化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
在集成電路制造中，互連技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)在提高，一層上面又沉積一層，使得在襯底表面形成了不規(guī)則的形貌。現(xiàn)有技術(shù)中使用的一種平坦化方法就是化學(xué)機(jī)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(xué)機(jī)械拋光方法中，將襯底直接與旋轉(zhuǎn)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(tái)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在襯底背面保持向下的力，將磨料和化學(xué)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(fā)生化學(xué)反應(yīng)開始進(jìn)行拋光過程。在多晶硅的拋光過程中，通常會(huì)存在如下兩個(gè)問題1.因?yàn)槎嗑Ч? 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(shí)，難免會(huì)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(jié)構(gòu)。且該問題會(huì)隨著二氧化硅之間的溝槽寬度的增加而加重。這會(huì)對(duì)器件的性能造成嚴(yán)重影響。2.淺溝道隔離(STI)化學(xué)機(jī)械研磨過程中，二氧化硅表面形成碟形凹損，造成后續(xù)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(jié)構(gòu)。這同樣會(huì)對(duì)器件的性能造成嚴(yán)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(guān)重要。US2003/0153189A1公開了一種用于多晶硅拋光的化學(xué)機(jī)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(qū)域的拋光速率大大高于溝槽內(nèi)的拋光速率，從而減少凹陷。US2003/0216003 Al和 US2004/0163324 Al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(tuán)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 Al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(hù)層薄膜的去除速率，提高多晶硅與保護(hù)層薄膜的去除速率選擇比。US2005/0130^8 Al和CN 1637102 A公開了一種用于多晶硅化學(xué)機(jī)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(xiàn)US6191039揭示了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，可以降低化學(xué)拋光的時(shí)間和成本，且有很好的平坦化效果。以上技術(shù)雖然在一定程度上達(dá)到了一定的平坦化效果，縮短了拋光時(shí)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(fù)雜，拋光效果有限。


圖1為常規(guī)多晶硅拋光過程中，拋光前(a)和拋光后(b)的晶片結(jié)構(gòu)圖。圖2為淺溝道隔離(STI)化學(xué)機(jī)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(yīng)用本發(fā)明的新用途在拋光后可獲得的晶片結(jié)構(gòu)圖。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(xué)機(jī)械拋光液。水。
本發(fā)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
權(quán)利要求
1.一種拋光硅的化學(xué)機(jī)械拋光液，包含水、研磨顆粒、至少一種硅的增速劑和至少一種硅的抑制劑。
2.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述硅的增速劑為含有胍基團(tuán) NHI的化合物。
3.如權(quán)利要求2所述拋光液，其特征在于，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。
4.如權(quán)利要求3所述拋光液，其特征在于，所述的單胍類化合物及其酸加成鹽為選自胍、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、氨基胍硝酸鹽和氨基胍鹽酸中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求3所述拋光液，其特征在于，所述的雙胍類化合物或其酸加成鹽為雙胍、 二甲雙胍、苯乙雙胍、1，1’ -己基雙[5-(對(duì)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；所述的酸為鹽酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸和磺酸中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求3所述拋光液，其特征在于，所述的聚胍或其酸加成鹽為聚六亞甲基胍、 聚六亞甲基雙胍、聚(六亞甲基雙氰基胍-六亞甲基二胺)或其酸加成鹽；所述的酸為鹽酸、磷酸、硝酸、醋酸、葡萄糖酸或磺酸；所述的聚胍類化合物或其酸加成鹽的聚合度為2 100。
7.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述硅的增速劑在溶液中的含量為重量百分比 0. 0001 10%。
8.如權(quán)利要求7所述拋光液，其特征在于，所述硅的增速劑在溶液中的含量為重量百分比0. 001 3%。
9.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述硅的抑制劑為磷酸酯類表面活性劑。
10.如權(quán)利要求9所述拋光液，其特征在于，所述的磷酸酯類表面活性劑具有如下結(jié)構(gòu)
11.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述的硅的抑制劑的含量為重量百分比 0. 0005 1%。
12.如權(quán)利要求11所述拋光液，其特征在于，所述的硅的抑制劑的含量為重量百分比 0. 001 0. 5%。
13.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述研磨顆粒為二氧化硅、三氧化二鋁、摻雜鋁的二氧化硅、覆蓋鋁的二氧化硅、二氧化鈰、二氧化鈦和高分子研磨顆粒中的一種或多種。
14.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述的研磨顆粒的含量為重量百分比 0. 30%。
15.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述的研磨顆粒的粒徑為20 150nm。
16.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述的拋光液的pH值為7 12。
17.如權(quán)利要求1所述拋光液，其特征在于，所述拋光液用于涉及單晶硅和多晶硅的拋光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的拋光液。該拋光液中含有水，研磨顆粒、至少一種硅的增速劑和至少一種硅的抑制劑。本發(fā)明的拋光液通過調(diào)節(jié)硅的增速劑和抑制劑的量，可以調(diào)節(jié)硅與二氧化硅的選擇比，提高平坦化效率。
文檔編號(hào)C09G1/02GK102533120SQ20101060394
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者張建, 荊建芬, 蔡鑫元 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司