一种化学机械抛光液制造技术

本发明专利技术公开了一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒和水，还含有如式Ⅰ所示的研磨阻滞剂；其中，Ｘ和Ｙ独自的为Ｃ或Ｎ。本发明专利技术的抛光液可降低多晶硅去除速率，但不影响二氧化硅的去除速率，可明显减少抛光过程中因多晶硅和二氧化硅去除速率的差异引起的表面凹陷的现象，提高晶圆表面平坦度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺中的一种化学机械抛光液。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互连层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。由IBM公司二十世纪80年代首 创的化学机械研磨(CMP)技术被认为是目前全局平坦化的最有效的方法。化学机械研磨(CMP)由化学作用和机械作用和两种作用结合而成。它的 设备通常由一个带有抛光垫(pad)的研磨台(polishingtable),及一个用于承载 芯片(wafer)的研磨头(carrier)组成。其中研磨头固定住芯片，然后将芯片的正 面压在研磨垫上。当进行化学机械研磨时，研磨头在抛光垫(pad)上线性移动 或是沿着与研磨台一样的运动方向旋转。与此同时，含有研磨剂的浆液(slurry) 被滴到抛光垫(pad)上，并因离心作用平铺在抛光垫(pad)上。芯片(wafer) 表面在机械和化学的双重作用下实现全局平坦化。根据化学机械抛光所要解决的具体问题的不同，对多晶硅(Poly silicon)的 去除速率(removal rate)有两种不同的要求。其中， 一类是提高多晶硅的去除速率US2002032987公开了一种用醇胺作为添加剂的抛光液，以提高多晶硅 (Poly silicon)的去除速率(removal rate)，其中添加剂优选2- (二甲氨基)-2-甲基-l-丙醇。US2002151252公开了一种含具有多个羧酸结构的络合剂的抛光液，用于提 高多晶硅去除速率，其中优选的络合剂是EDTA (乙二胺四乙酸)和DTPA (二 乙基三胺五乙酸)。EP1072662公开了一种含孤对电子和双键产生离域结构的有机物的抛光 液，以提高多晶硅(Poly silicon)的去除速率(removal rate),优选化合物是胍 类的化合物及其盐。US2006014390公开了一种用于提高多晶硅的去除速率的抛光液，其包含重 量百分比为4.25% 18.5%研磨剂和重量百分比为0.05% 1.5%的添加剂。其中 添加剂主要选自季铵盐、季胺碱和乙醇胺等有机碱。此外，该抛光液还包含非 离子型表面活性剂，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚产物。当多晶硅表面和二氧化硅表面用用同一抛光液进行化学机械抛光时，多晶 硅的去除速率往往会比二氧化硅的去除速率高。在某些情况下，这会导致凹陷 和表面平坦度不好等问题。因此，另一类化学机械抛光液的设计思路是在不影 响二氧化硅的去除速率前提下，抑制多晶硅的去除速率。US 20050130428报道了一种含环氧乙浣或环氧丙垸的均聚或共聚物的抛 光液，以抑制多晶硅去除速率。聚合物的疏水性基团被认为是吸附在多晶硅表 面上，形成了钝化层，从而降低了多晶硅的去除速率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可降低多晶硅去除速率，但不影响 二氧化硅的去除速率的化学机械抛光液，以提高晶圆经化学机械抛光后的平坦化程度。本专利技术的化学机械抛光液含有研磨颗粒和水，其还含有如式I所示的研磨 阻滞剂。式I其中，X和Y独自的为C或N。其中，所述的研磨阻滞剂为2-氨基吡啶和/或2-氨基嘧啶。所述的研磨阻滞 剂的含量较佳的为质量百分比0.01 5%。其中，所述的研磨颗粒较佳的选自Si02、 A1203、 Zr02、 Ce02、 SiC、 Fe203、 Ti02和Si3N4中的一种或多种，更佳的为Si02。所述的研磨颗粒的含量较佳的为 质量百分比0.1 30%。本专利技术的抛光液还可含有本领域其他常规添加剂，如pH调节剂、分散剂和 表面活性剂等。其中，所述的pH调节剂可选自NaOH、 KOH、氨和有机碱、硝 酸中的一种或多种。所述的有机碱较佳的选自伯胺、仲胺、叔胺和季胺碱中的 一种或多种。其中，所述的分散剂可选自聚合电解质，较佳的为聚乙烯醇、聚 丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚环氧乙垸中的一种或多种。其中，聚乙烯醇的分子量 较佳的为84000 89000，聚丙烯酸的分子量较佳的为3000-5000，聚丙烯酰胺的 分子量较佳的约为30万，聚环氧乙烷的分子量较佳的为9000 12500。所述的分 散剂的含量较佳的为质量百分比0.01 1%。其中，所述的表面活性剂可选自季胺 盐型表面活性剂，例如氯化十八烷基三甲基季胺盐。所述的表面活性剂的含本专利技术的抛光液由上述成分简单均匀混合，之后采用pH调节剂调节至合适 pH值即可制得。本专利技术中，所用试剂及原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于本专利技术的抛光液可降低多晶硅去除速率，但 不影响二氧化硅的去除速率，可明显减少抛光过程中因多晶硅和二氧化硅去除 速率的差异引起的表面凹陷的现象，提高晶圆表面平坦度。具体实施例方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所 述的实施例范围之中。以下百分比均为质量百分比。实施例1~12表1给出了本专利技术的化学机械抛光液的实施例1~12，按表中配方，将各组 分混合均匀，之后采用pH调节剂调节至合适pH值即可制得。实施例6 12依 次分别采用NaOH、 KOH、氨水、伯胺、仲胺、叔胺和季胺碱作pH调节剂。表1本专利技术的化学机械抛光液的实施例1~12<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table><table>table see original document page 9</column></row><table>由表2可见，与对比抛光液相比，本专利技术的抛光液1和2可显著降低多晶 硅的去除速率，而不影响二氧化硅的去除速率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒和水，其特征在于：还含有如式Ⅰ所示的研磨阻滞剂；　＊＊＊　式Ⅰ　其中，Ｘ和Ｙ独自的为Ｃ或Ｎ。

【技术特征摘要】
1. 一种化学机械抛光液，其含有研磨颗粒和水，其特征在于还含有如式I所示的研磨阻滞剂；式I其中，X和Y独自的为C或N。2. 如权利要求1所述的抛光液，其特征在于所述的研磨阻滞剂的含量为质量 百分比0.01 5%。3. 如权利要求1所述的抛光液，其特征在于所述的研磨颗粒选自Si02、 A1203、 Zr02、 Ce02、 SiC、 Fe203、 7102和Si3N4中的一种或多种。4. 如权利要求1所述的抛光液，其特征在于所述的研磨颗粒的含量为质量百 分比0.1~30%。5. 如权利要求1所述的抛光液，其特征在于所述的抛光液还含有pH调节剂、分散剂和表面活性剂中的一种或多种。6. 如权利要求5所述的抛光液，其特征在于所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，杨春晓，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]