[发明专利]一种化学机械抛光液及其应用

说明书

本发明提供了一种化学机械抛光液，包括二氧化硅研磨颗粒，含一个或多个羧基的含氮杂环化合物，唑类化合物及其衍生物，有机酸，氧化剂。本发明的抛光液同时具有较高的铜抛光速率氮化硅抛光速率，而且铜和氮化硅的抛光速率比接近1:1，从而用于抛光含有铜和氮化硅的晶片时，降低了抛光后的晶片表面的碟形凹陷，提高了表面平整度。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光领域，尤其涉及一种化学机械抛光液及其应用。

背景技术

在晶圆的制作中,氮化硅材料通常作为阻挡层或者刻蚀终止层来保护下层结构。在半导体装置的生产中，在各个阶段都要进行去除氮化硅层的步骤，例如在形成元素分离结构的步骤中，要除去作为阻挡层的氮化硅层。目前常用的去除氮化硅层的方法，是在约150℃的高温下，使用磷酸/硝酸混合溶液等液体，通过湿法刻蚀方法去除氮化硅层。

而对于化学机械抛光液来说，大多数的抛光液都是力求降低氮化硅的去除速率，而得到其他材料相对比较高的去除速率。比如在浅沟槽隔离(STI)工艺中，氮化硅作为终止层，使用的化学机械抛光液则需要具有高的二氧化硅去除速率及较低的氮化硅。

而在半导体新兴技术中，铜和氮化硅材料会同时应用于同一晶片中，这就需要在抛光氮化硅的同时抛光金属铜。而现有的化学机械抛光液，在抛光含有铜和氮化硅的晶片时，对铜和氮化硅的抛光速率差异很大，从而导致抛光后的晶片表面产生碟形凹陷，表面平整度差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种化学机械抛光液，通过将含一个或多个羧基的含氮杂环化合物、唑类化合物与有机酸复配使用，从而具有较高的铜和氮化硅抛光速率，并且该抛光液对铜和氮化硅的抛光速率比接近1:1，从而降低抛光后的晶片表面的碟形缺陷。

具体地，本发明提供了一种化学机械抛光液，包括二氧化硅研磨颗粒，含一个或多个羧基的含氮杂环化合物，唑类化合物及其衍生物，有机酸，氧化剂。

优选地，所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为1％-15％。

优选地，所述二氧化硅研磨颗粒的质量百分比含量为5％-15％。

优选地，所述含一个或多个羧基的含氮杂环化合物包括含一个或多个羧基的吡啶化合物、哌啶化合物、吡咯烷化合物或吡咯化合物中的一种或多种。

优选地，所述含一个或多个羧基的含氮杂环化合物包括2-羧基吡啶、3-羧基吡啶、4-羧基吡啶、2，3-二羧基吡啶、2，4-二羧基吡啶、3，4-二羧基吡啶、2，6-二羧基吡啶、3，5-二羧基吡啶、2-羧基哌啶、3-羧基哌啶、4-羧基哌啶、2，3-二羧基哌啶、2，4-二羧基哌啶、2，6-二羧基哌啶、3，5-二羧基哌啶、2-羧基吡咯烷、3-羧基吡咯烷、2，4-二羧基吡咯烷、2，5-二羧基吡咯烷、2-羧基吡咯、3-羧基吡咯、2，5-二羧基吡咯中的一种或多种。

优选地，所述含一个或多个羧基的含氮杂环化合物的质量百分比含量为0.01％-0.5％。

优选地，所述含一个或多个羧基的含氮杂环化合物的质量百分比含量为0.01-0.1％。

优选地，所述唑类化合物及其衍生物包括1，2，3-三氮唑、1H-四氮唑、1，2，4-三氮唑、1-甲基-5氨基四氮唑、5-甲基四氮唑、1-氨基-5-巯基-1，2，4四氮唑、5-苯基四氮唑和1-苯基-5-巯基四氮唑、苯并三氮唑、5-甲基-1，2，3-苯并三氮唑、5-羧基苯并三氮唑、1-羟基-苯并三氮唑、3-氨基-1，2，4-三氮唑、3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑、5-羧基-3-氨基-1，2，4-三氮唑、3-氨基-5-巯基-1，2，4-三氮唑、5-乙酸-1H-四氮唑、5-甲基四氮唑和5-氨基-1H-四氮唑中的一种或多种。

优选地，所述唑类化合物及其衍生物的质量百分比含量为0.01％-2％。