[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，主要应用于金属层间介质的平坦化化以及浅槽隔离氧化硅的平坦化。

背景技术

在半导体制造流程中，介质材料的抛光主要有前道工序中的浅沟槽隔离抛光(STI)，用以构成器件之间的隔离区，还有后道布线中的金属间介质材料的抛光(ILD、IMD)，其主要目的是去除氮化硅层以上的所有氧化硅，并适当的停止在一定厚度的氮化硅上面，氮化硅的作用是在CMP中作为抛光停止层，通过终点检测在从氧化硅过渡到氮化硅的时候停止抛光过程，氮化硅的厚度也决定了允许的过抛量，以避免器件的有源区曝露并带来损伤，这时除了要有合适的二氧化硅去除外，还要有适当的氮化硅的去除速率，以保证满足要求的表面形貌。金属层间介质是用来对金属导体进行电绝缘，通常是有HDP高密度等离子体淀积后，紧接着进行PECVD淀积。要求要有比较高的去除速率，和良好的均一性和表面污染物指标。

目前的二氧化硅介质材料CMP的抛光液的相关专利很多，有关前隔槽隔离的专利多集中在二氧化铈为磨料的抛光液US 007091164，采用特定添加剂来控制与氮化硅的抛光选择比，金属间介质抛光为硅基磨料US2003006397A1，但固含量均较高，大于30％，存在着表面微细划伤的潜在缺陷，且二氧化硅比较稳定，采用化学方法很难提升去除速率，只能依靠增大磨料粒子的含量来达到相同目的，而且无论是氧化铈还是氧化硅等，其价格均较高，在全球降低成本，提高效能的大背景下，需要一款成本低，抛光性能好的产品。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中固含量过高，去除速率低，成本高的缺陷，提供一种采用化学方法提高介质材料抛光速率且表面污染物控制好，固含量相对较低低的一种抛光液。

本发明的化学机械抛光液，其包含：磨料、至少一种二氧化硅抛光促进剂，PH调节剂和分散稳定剂。

本发明中磨料为选自二氧化硅溶胶、金属掺杂的二氧化硅、气相法二氧化硅及其水分散体、氧化铝、改性氧化铝、氧化饰和高聚物颗粒中的一种或多种。较佳的为二氧化硅溶胶颗粒和/或气相法二氧化硅。磨料的颗粒粒径为20～250nm。较佳的为80～200nm。磨料的质量百分含量为5～40％。较佳的为10～20％。

本发明中二氧化硅抛光促进剂为阴离子型聚丙烯酰胺和/或聚丙烯酸与聚丙烯酰胺的共聚物，分子量为500万～2000万。

本发明中二氧化硅的抛光促进剂还可为无机盐，该无机盐为选自强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐和强酸强碱盐中的一种或多种。

本发明的抛光液还包含杀菌剂和/或防霉剂。抛光液的pH为9～12。较佳的为10.5～11.5。

本发明的的积极进步效果在于：本发明的抛光液为浓缩型硅基磨料抛光液，固含量均较目前市售产品低，且具有较好的抛光均一性和表面污染物指标，此外去除速率的可调性较强，适用范围较广，适应于二氧化硅介质材料的抛光，浅沟槽隔离的化学机械抛光等，应用于130nm以下工艺制程。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来详细阐述本发明的优势。

抛光条件：Logitech PM5014’抛光机台

下压力：4psi

抛光头转速：90转/分

抛光盘转速：70转/分

浆料流量：100毫升/分

抛光垫：IC1000

抛光时间：2分钟

晶圆：PETEOS

测量机台：二氧化硅厚度仪

实施例1～24