[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光液。

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，将含磨料的化学活性溶液(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.在前者的应用中，主要只涉及对多晶硅的抛光。抛光过程要求较高的多晶 硅抛光速率和较低的介电层(如PETEOS)抛光速率。目前常用抛光介电层的抛 光液来抛光多晶硅，这种抛光液使用CeO₂或SiO₂作为磨料，作为阻挡层的介电 层常常会随着多晶硅一起被抛掉。专利文献CN 1315989A提供了一种化学机械 抛光浆料和其使用方法，其包括至少一种磨料和至少一种醇胺的水溶液，该浆 料的多晶硅对绝缘层的抛光选择性大于约100。专利文献US2003/0216003 A1和 US2004/0163324 A1公开了一种多晶硅化学机械抛光液及用途。该抛光液包含至 少一种溶剂，磨料和含有-N(OH)、-NH(OH)或-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为50∶1～300∶1。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有较高的多晶硅去除速率的化学 机械抛光液。

本发明的抛光液含有研磨颗粒和水，还含有唑类化合物。唑类化合物在酸 性和碱性条件下都可显著提高多晶硅的去除速率。

其中，所述的唑类化合物较佳的为三氮唑及其衍生物和盐、以及四氮唑及 其衍生物和盐中的一种或多种。所述的三氮唑及其衍生物较佳的为1，2，3-三氮 唑、5-巯基-1，2，3-三氮唑、苯并三氮唑、5-氯代苯并三氮唑、5-羧基苯并三氮唑、 5-甲基苯并三氮唑、1，2，4-三氮唑、1，2，4-三氮唑-3-甲酰胺、1，2，4-三氮唑-3-羧酸、 3-巯基-1，2，4-三氮唑、3-氨基-1，2，4-三氮唑、3-氨基-1，2，4-三氮唑-5-羧酸、3-氨基 -5-巯基-1，2，4-三氮唑、3-硝基-1，2，4-三氮唑、4-氨基-1，2，4-三氮唑、3-巯基-4-甲基 -1，2，4-三氮唑、3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑、1，2，4-三氮唑-3-羧酸甲酯和5-氨基-1，2，4- 三氮唑-3-羧酸甲酯中的一种或多种。

其中，所述的四氮唑及其衍生物较佳为1H-四氮唑、1H-四氮唑-5-甲酸乙酯、 5-苯基-四氮唑、5-甲基-四氮唑、1-甲基-5-巯基-1H-四氮唑、5-氯甲基-1H-四氮 唑、5-苄基四氮唑、5-苄硫基四氮唑、5-氨基四氮唑、2-甲基-5-氨基-2H-四氮唑、 5-甲硫基四氮唑、5-乙硫基四氮唑、1-羟乙基-5-巯基-四氮唑、1-苯基-5-巯基-四 氮唑、四氮唑乙酸、1-乙基-5-巯基-四氮唑和4-羟基苯基-5-巯基-四氮唑中的一种 或多种。

其中，所述的盐为钠盐或钾盐。

所述的唑类化合物的含量较佳的为重量百分比0.0001～20％，更佳为重量百 分比0.001～10％。

其中，所述的研磨颗粒可选自二氧化硅、氧化铝、掺杂铝的二氧化硅、覆 盖铝的二氧化硅、二氧化铈、二氧化钛和高分子研磨颗粒中的一种或多种。所 述的研磨颗粒的粒径较佳的为20～150nm，更佳的为30～120nm。所述的研磨颗粒 的含量较佳的为质量百分比0.1～30％。

本发明中，所述的唑类化合物在酸性和碱性条件下皆可提高多晶硅的抛光 速率，优选的pH范围为8～12。

本发明的抛光液中，还可以含有本领域其他常规添加剂，如pH调节剂、粘 度调节剂和消泡剂等。

本发明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。pH调节剂可选用本领域常规pH调节剂，如氢氧化钾、氨水和 硝酸等。本发明中，所用试剂及原料均市售可得。