[发明专利]一种用于抛光合金相变材料的化学机械抛光液

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光液，尤其涉及一种用于抛光合金相变材料的化学机械抛光液。

背景技术

   相变材料（Phase Change Material，PCM）是一种可以响应外界对其施加的物理作用（如光、电、热）而改变自身物理状态（如结晶状态、电导率）的材料，此类材料已广泛应用于光盘等信息存储器件中。新近发展的技术将相变材料整合到集成电路器件之中，制成可高微缩、可三维堆叠、并具有快速响应能力的存储器件，亦称“相变随机存取存储器”（Phase-change Random Access Memory，PRAM），其中最具使用价值的相变材料为锗－锑－碲（GST）合金，例如具有化学式Ge₂Sb₂Te₅（GST225）的合金。由于GST合金在极低维度（约5纳米）的状态下仍能保持优异的信息存储能力，所以采用锗－锑－碲合金制成的存储器件具有非常高的信息存储密度，因此，相变随机存取存储器被认为是极具竞争力的新一代存储器。

    传统构建相变存储单元的方式为先通过磁控溅射的方法在由电介质材料界定的细孔中沉积相变材料，然后通过反应离子刻蚀（RIE）的方法，将细孔上方的多余的相变材料进行去除，但这样对基材表面损伤度高，导致产品表面平整度低。因此现在大都采用化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）的方法。相对于传统加工工艺，化学机械抛光通常要求在较快地去除多余材质的同时，保持抛光后基材表面的高平整度和低损伤。

但常规的抛光浆料都用于对铝、铜、钨等单一金属材料的抛光，如将其直接用于对合金相变材料的抛光，加工后得到的基材表面平整度差。其主要原因是，相变材料的硬度较低，而高研磨颗粒含量的抛光浆料会使得相变材料的表面出现划痕。另一方面，一些化学机械抛光浆料不能均匀移除相变材料的所有组分，导致抛光后相变材料残渣残留在介电层上，并在器件制造的后续步骤中引起进一步的问题。另外，在目前的相变材料化学机械抛光工艺中，抛光的阻挡层通常为二氧化硅，因此在对已排布电路器件的晶片进行抛光时，抛光的均匀度和表面瑕疵（表面凹陷和侵蚀）会受到诸如相变材料的抛光和静态腐蚀速率、二氧化硅膜的抛光均匀度以及相变材料与二氧化硅膜之间的抛光选择性等多种因素的影响。

针对上述化学机械抛光技术在相变材料抛光中所遇到的问题，中国专利CN101333420A提供了一种含有氮化合物、具有选择性的研磨颗粒以及氧化剂的抛光液；CN101372606A采用氧化铈作为研磨颗粒；CN101736344A采用含有水和1~40wt%的平均粒度≤50纳米的胶体二氧化硅磨粒、0~5wt%的季铵盐化合物、而不含氧化剂的抛光浆料；美国专利US2007/0178700A1提供了一种含有螯合剂的相变材料抛光剂；US2008/0190035A1提供了一种包括静态腐蚀抑制剂及直径小于30nm的抛光磨料的相变材料抛光剂。上述专利通过改善研磨剂，或是添加静态腐蚀抑制剂，降低相变材料基材的静态腐蚀速率和减少基材表面划痕，并取得一定效果，但效果并不理想。中国专利CN100335581C提供了一种无磨料的抛光液，有效提高了相变材料表面的平整度，但抛光速率过低。

发明内容

本发明提供了一种含有钨酸（或其盐）、或含钨的杂多酸（或其盐）的去除速率促进剂的、用于抛光相变材料的化学机械抛光液，其目的在于克服现有抛光液对相变材料基材抛光的不足之处，以提高对相变材料基材的抛光效果。

本发明一种用于抛光合金相变材料的化学机械抛光液通过以下技术方案实现其目的：

一种用于抛光合金相变材料的化学机械抛光液，其中，包含水、研磨颗粒、氧化剂和去除速率促进剂；所述促进剂至少包括一种或多种可溶性含钨化合物。 

上述的用于抛光合金相变材料的化学机械抛光液，其中，所述含钨化合物为含(WO₃)_m·(H₂O)_n通式的各种钨酸、各种钨酸盐、含钨的杂多酸，或含钨的杂多酸盐；其中m、n均为正整数，1≤m≤12，1≤n≤20。

上述的化学机械抛光液，其中，所述含钨化合物为正钨酸、正钨酸盐、偏钨酸、偏钨酸盐、磷钨酸、磷钨酸盐、硅钨酸，或硅钨酸盐。 

上述的化学机械抛光液，其中，所述盐为钾盐或铵盐。 

上述的化学机械抛光液，其中，所述的含钨化合物为钨酸钾。