[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

本发明提供一种化学机械抛光液，所述化学机械抛光液包含水、氧化铈研磨颗粒和羟胺。化学机械抛光液还可通过进一步添加4‑羟基苯甲酸或水杨羟肟酸可以提高图案化二氧化硅片的去除速率。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光液领域，尤其涉及一种化学机械抛光液。

背景技术

目前，化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)在微纳米器件制造过程 中已经成为最有效，最成熟的平坦化技术。在微纳米器件制造过程中，层间绝缘(Interlayer Dielectric-ILD)技术以突出的隔离性能，平坦的表面形貌以及良好的锁定性能，成为主 流隔离技术。化学机械抛光在ILD结构形成中的作用是平坦有台阶的氧化层，其主要抛 光性能参数有抛光速率和平坦化效率。提高介电材料的抛光速率一般采用氧化铈作为抛 光颗粒较为有效，但是高的抛光速率往往会导致过抛的情况，即图案化硅片上沟槽低点 损失(Trench Loss)较高，导致较低的平坦化效率。在CMP工艺一般采用具有自动停止(Auto-stop)功能的抛光液，所谓自动停止功能为在空白片具有较低的抛光速率，而在 图案化硅片上有较高的抛光速率，它能在高的台阶高度(Step height)时保持高的抛光速 率，台阶高度越低时抛光速度抑制得越好，从而实现自动停止的功能，自动停止功能(auto stop orself-stopping)就是抛光速率和台阶高度有关，台阶高时，通常抛光速 率高，通常台阶低时，通常接近抛光速率低，比如，从2000A/min 降低到以下。没有自动停止功能的抛光液，抛光速率和台阶的高度关系不大， 通常，抛光速率变化不会超过1.5倍的空片速率。值得注意的是，如果同时在空白片和图 案化硅片的抛光速率都高或者都低，则不属于具有自动停止功能。一旦抛光液具有自动 停止功能，那么我们不需要在硅片设计过程中将介电层厚度设计得较厚，也不需要抛光 终点检测设备的投入，就可以降低硅片沟槽低点损失，提高了平坦化工艺的整体效率。

因此，需要寻找一种更有效的真正意义上的具有自动停止功能的化学机械抛光液。

发明内容

为解决现有技术中的化学机械抛光液在平坦有台阶的氧化层时对介电材料的抛光速 率和平坦化效率无法同时兼顾的问题。

本发明提供一种化学机械抛光液，包含氧化铈研磨颗粒，羟胺(NH₂OH)和水。

进一步地，所述氧化铈研磨颗粒的浓度为0.01wt％-2wt％。

进一步地，所述羟胺的浓度为0.002wt％-0.4wt％。

进一步地，所述化学机械抛光液进一步包含pH调节剂，pH调节剂为氨水、氢氧化钾或硝酸、硫酸、醋酸。

进一步地，所述化学机械抛光液pH范围为3-6。

进一步地，所述化学机械抛光液进一步包含4-羟基苯甲酸。

进一步地，所述4-羟基苯甲酸的浓度为0.002wt％-0.2wt％。

进一步地，所述化学机械抛光液进一步包含水杨羟肟酸。

进一步地，所述水杨羟肟酸的浓度为0.001wt％-0.2wt％。

本发明中所述ppm是指用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的质量浓度， 称百万分比浓度；所述wt％、以及各成分百分比均为质量百分比浓度。

本发明的所用试剂及原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

(1)提供一种具有真正意义上的自动停止功能的化学机械抛光液，在空白片具有较 低的抛光速率，而在图案化硅片上有较高的抛光速率，它能在高的台阶高度时保持高的抛光速率，台阶高度越低时抛光速率抑制得越好；