[发明专利]一种用于多晶硅抛光的化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于多晶硅抛光的化学机械抛光液，具体涉及一种含有磨料颗粒，表面活性剂和浆料稳定剂的化学机械抛光液。

背景技术

在半导体的制造中，多晶硅材料有着比较广泛的应用，例如DRAM器件制造中的电容结构如附图1、门(gate)结构或者多晶硅塞(Plug)如附图2等。而多晶硅(Poly)材料的化学机械抛光(CMP)艺目前已普遍应用在生产实际中。早期的多晶硅(Poly)化学机械抛光(CMP)工艺的弱点就是较难达到这个良好的研磨速率，研磨后晶圆表面的平整度不稳定。研磨速率通常较快，所以研磨终点的精确控制也成为多晶硅(Poly)化学机械抛光(CMP)的难点。否则，对晶圆的过度研磨使得门区域(Gate)、插塞(Plug)中的多晶硅严重磨损，这会影响将来器件的性能，因为它有可能改变器件中掺杂结构的电性能，另外，多晶硅(Poly)化学机械抛光(CMP)若能得到很低的缺陷率和掺杂物的损失也会提高器件的良率。不同的应用，多晶硅材料淀积的厚度不同。形成多晶硅插塞的多晶硅就比较厚，而形成电容器的多晶硅比较薄，需要以不同的去除速率来达到平坦化以避免材料缺陷。

附图2所示，对于形成多晶硅插塞的抛光过程，如果选用两部抛光法，既能快速去除大量的多晶硅材料，又能以较慢的速度达到抛光终点。停止在氧化物薄膜上，而避免缺陷。

形成电容器所需多晶硅(Poly)的抛光速率需要控制的较缓和才能既达到平坦化的目的，又最大限度的避免缺陷，

上述抛光过程均要求对多晶硅(Poly)的去除速率能够调整，而且对其它材料的选择比要合适。

本发明公开了一种多晶硅的化学机械抛光液，可以通过配方的调整来调节多晶硅去除的速率以及和其它材料的抛光选择比，以达到平坦化的目的，避免材料缺陷。

发明内容

本发明解决的技术问题是在DRAM或者电容器以及层间介质的抛光中调整多晶硅材料的去除速率以及和其它硅基材料的选择比，以达到较好的表面形貌，实现全局平坦化。

本发明的用于多晶硅抛光的化学机械抛光液，含有磨料颗粒，表面活性剂和浆料稳定剂。

本发明中，所述的磨料颗粒选自气相法二氧化硅颗粒、二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化铈和/或高聚物颗粒中的一种或多种。

本发明中，所述的磨料颗粒的粒径为20～200nm，优选为60～150nm。

本发明中，所述的磨料颗粒的质量百分含量为2～30％，优选为5％～20％

本发明中，所述的表面活性剂为环氧乙烷缩聚物。

本发明中，所述的表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯缩合物、脂肪胺聚氧乙烯缩合物、脂肪酸聚氧乙烯醚和/或聚乙二醇单甲醚中的一种或多种。

本发明中，所述的表面活性剂的HLB值为7～15。该表面活性剂的作用是调节多晶硅(Poly)多晶硅的去除速率。

本发明中，所述的表面活性剂的质量百分含量为0.05～1％。

本发明中，所述的分散稳定剂为聚丙烯酸和/或聚丙烯酸盐。

本发明中，所述的分散稳定剂为聚丙烯酸钠和/或聚丙烯酸铵中的一种或多种。

本发明中，所述的分散稳定剂为多元醇磷酸酯PAPE和/或多氨基多醚基亚甲基膦酸PAPEMP。

本发明中，所述的分散稳定剂的分子量为2000～20000。

本发明中，所述的分散稳定剂的质量百分含量为0.01～1％。

本发明中，所述的化学机械抛光液含有杀菌防霉剂。

本发明中，所述的化学机械抛光液含有PH调节剂。

本发明中，所述的化学机械抛光液的pH值为9～12，优选为10～11。

一种抛光方法，所述抛光方法包括：在DRAM器件制造中的电容结构的抛光中，用本发明的化学机械抛光液对二氧化硅、氮化硅和/或多晶硅中的一种或多种进行抛光。

一种抛光方法，所述抛光方法包括：在多晶硅门(gate)结构的抛光中，用本发明的化学机械抛光液对二氧化硅、氮化硅和/或多晶硅中的一种或多种进行抛光。

一种抛光方法，所述抛光方法包括：在多晶硅塞(Plug)的抛光中，用本发明的化学机械抛光液对二氧化硅、氮化硅和/或多晶硅中的一种或多种进行抛光。

本发明的积极进步效果在于：

在DRAM或者电容器以及层间介质的抛光中，调整了多晶硅材料的去除速率以及和其它硅基材料的选择比，避免了材料缺陷，使其达到了更好的表面形貌，实现了全局平坦化。

附图说明

图1为形成电容器化学机械抛光(CMP)过程的示意图。