[发明专利]用于抛光多晶硅的化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光液，尤其涉及一种用于抛光多晶硅的化学机械抛光液。

背景技术

在集成电路制造中，互连技术的标准在提高，一层上面又沉积一层，使得在衬底表面形成了不规则的形貌。现有技术中使用的一种平坦化方法就是化学机械抛光(CMP)，CMP工艺就是使用一种含磨料的混合物和抛光垫去抛光一硅片表面。在典型的化学机械抛光方法中，将衬底直接与旋转抛光垫接触，用一载重物在衬底背面施加压力。在抛光期间，垫片和操作台旋转，同时在衬底背面保持向下的力，将磨料和化学活性溶液(通常称为抛光液或抛光浆料)涂于垫片上，该抛光液与正在抛光的薄膜发生化学反应开始进行抛光过程。

对于多晶硅的抛光，目前主要应用于两种芯片，一种是DRAM，一种是Flash.后者应用中往往在对多晶硅的抛光中会涉及到对二氧化硅的抛光。

在以往的主要利用以二氧化硅为研磨颗粒的碱性浆料来抛光多晶硅层和二氧化硅层的情况下，多晶硅的除取速率往往比二氧化硅的除去速率高得多，易导致多晶硅的过量去除而产生凹陷，影响随后的工艺。

US2003/0153189A1公开了一种用于多晶硅抛光的化学机械抛光液及方法，该抛光液包括一种聚合物表面活性剂和一种选自氧化铝和氧化铈的研磨颗粒，该聚合物表面活性剂为聚羧酸酯表面活性剂，用该浆料可以使多晶硅表面大块区域的抛光速率大大高于沟槽内的抛光速率，从而减少凹陷。US2003/0216003A1和US2004/0163324A1公开了一种制造Flash的方法。其中包括一种抛光多晶硅的抛光液，该抛光液中包含至少一种含有-N(OH)，-NH(OH)，-NH2(OH)基团的化合物，使用该浆料的多晶硅与二氧化硅的抛光选择比大于50。US2004/0014321A1公开了一种包含研磨颗粒和氧化剂的酸性抛光液，使用该浆料可提高多晶硅与二氧化硅的抛光选择比。US2004/0123528A1公开了一种包含研磨颗粒和阴离子化合物的酸性抛光液，该阴离子化合物能降低保护层薄膜的去除速率，提高多晶硅与保护层薄膜的去除速率选择比。US2005/0130428A1和CN1637102A公开了一种用于多晶硅化学机械抛光的浆料，该浆料成分包括一种或多种在多晶硅层上形成钝化层的非离子表面活性剂及一种能形成第二钝化层来能减小氮化硅或氧化硅除去速率的第二表面活性剂。这种非离子表面活性剂至少包括一种选自环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物醇和环氧乙烷-环氧丙烷三嵌段聚合物组成的组中的化合物，该浆料可以将多晶硅除去速率与绝缘体除去速率之间的选择比至少减小大约50％。

发明内容

本发明的目的是为了在碱性条件下较好地抛光多晶硅，并且还可以大大降低多晶硅的抛光速率，和降低多晶硅与二氧化硅的抛光速率比，从而提供了一种用于抛光多晶硅的抛光液。

该抛光液包括研磨颗粒和水，还包括一种或多种多元醇型非离子表面活性剂。

在本发明中所述的多元醇型非离子表面活性剂为以下的一种或几种组成：

a、含有多个羟基的多元醇与脂肪酸进行酯化而生成的酯类

b、聚乙二醇类表面活性剂。

所述的酯类表面活性剂的通式结构式：

R₁O_mH_m-n(OCR₂)_n

其中，R₁(OH)m为m≥2的多元醇，具体的为乙二醇，一缩二乙二醇，二缩三乙二醇，丙二醇，甘油，聚甘油，聚氧乙烯甘油，季戊四醇，失水木糖醇，聚氧乙烯失水木糖醇，山梨醇，聚氧乙烯山梨醇，失水山梨醇，聚氧乙烯失水山梨醇，蔗糖，聚氧乙烯；

R₂代表C₁₁H₂₃，C₁₅H₃₁，C₁₇H₃₃，C₁₇H₃；

n＝1～4且m≥n。

所述的聚乙二醇(PEG)的通式结构式：

CH₂(OH)CH₂CH₂O_nCH₂OH

其中，分子量200～20000。

本发明所述的多元醇型非离子表面活性剂的重量百分比浓度较佳地为0.0001～20％；

更佳地为0.001-10％。