[发明专利]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，特别地，更涉及一种应用于相变存储器的化学机械抛光液。

背景技术

随着消费者对数据存储要求的越来越高，传统的数据存储设备已经不能满足市场日益增长的需要，新型存储器不断涌现，例如，相变存储器，铁电存储器，RRAM(电阻随机存储)等。相变存储器(PC-RAM)是近年来兴起的一种非挥发半导体存储器，其是基于Ovshinsky在20世纪60年代末(Phys.Rev.Lett.，21，1450～1453，1968)、70年代初(Appl.Phys.Lett.，18，254～257，1971)提出的相变薄膜可以应用于相变存储介质的构想建立起来的，是一种价格便宜、性能稳定的存储器件。相变存储器可以做在硅晶片衬底上，其关键材料是可记录的相变材料薄膜、加热电极材料、绝热材料和引出电极材料等。相变存储器的基本原理是利用电脉冲信号作用于器件单元上，使相变材料在非晶态与多晶态之间发生可逆相变，通过分辨非晶态时的高阻与多晶态时的低阻，可以实现信息的写入、擦除和读出操作。

与目前已有的多种半导体存储技术相比，相变存储器具有低功耗，高密度、抗辐照、非易失性、高速读取、高可擦写次数(＞10¹³次)、器件尺寸可缩性(纳米级)，耐高低温(-55℃至125℃)、功耗低、抗振动、抗电子干扰和制造工艺简单(能和现有的集成电路工艺相匹配)等优点，是目前被工业界广泛看好的下一代存储器中最有力的竞争者，拥有广阔的市场前景。

相变存储器(PC-RAM)以硫系化合物为存储介质，利用硫系化合物在晶态和非晶态间巨大的物理性质差异来存储数据。在相变存储器器件的构造过程中，为降低功耗和提高存储密度，相变存储器的单元结构已由光片型发展到了纳米孔限定型结构。在构造纳米孔限定型结构时，通常通过化学气相沉积的方法将相变材料沉积到纳米孔中，然后通过反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，RIE)工艺或者化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺，将纳米孔上方的相变材料进行去除。相比于RIE工艺，CMP工艺可实现全局平坦化且可避免干法刻蚀造成的损伤，因此成为相变存储器单元构造以及产品量产的一道关键工艺。

为保证CMP工艺的成功实施，除需优化工艺参数外，一个很重要因素即为选择合适的抛光液。用于相变存储器的CMP工艺，理想的抛光液需要满足的要求是：1、相变材料抛光速率需要足够高，以保证高的加工效率；2、底层介质材料抛光速率足够低(亦即高的相变材料/底层介质材料抛光选择比)，以保证抛光后仍为后续工艺保留足够宽的工艺窗口；3、抛光后晶圆表面的缺陷(如蝶形坑、腐蚀坑、划痕以及不同版图密度处的均匀性等)需足够低，以提高最终芯片成品率；4、抛光后，不改变相变材料的组分，以保证相变材料的性质在抛光前后不发生变化。因相变材料通常为Ge、Sb、Te多元合金，且质软，选用常规的金属抛光液时，常会造成划痕、残留等缺陷，还会对底层介质材料的选择比不高或者抛光后相变性质改变，恶化器件性能，而难以满足相变存储器CMP工艺的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于相变存储器的化学机械抛光液，用于解决现有应用于相变存储器的CMP工艺中采用常规的金属抛光液易造成划痕、残留等缺陷，并会对底层介质材料的选择比不高或者抛光后相变性质改变而恶化器件性能的问题。

本发明提供一种用于相变存储器的化学机械抛光液，包括：抛光颗粒、氧化剂、鳌合剂、抑制剂、表面活性剂、pH调节剂/缓冲剂以及水性介质。

可选地，以化学机械抛光液总重量为基准，所述抛光颗粒的含量为0.1wt％至30wt％，所述氧化剂的含量为0.01wt％至10wt％，所述鳌合剂的含量为0.01wt％至5wt％，所述抑制剂的含量为0.0001wt％至5wt％，所述表面活性剂的含量为0.001wt％至2wt％。

可选地，所述抛光颗粒的含量为0.5wt％至5wt％，所述氧化剂的含量为0.1wt％至5wt％，所述鳌合剂的含量为0.05wt％至2wt％，所述抑制剂的含量为0.001wt％至1wt％，所述表面活性剂的含量为0.001wt％至1wt％。

可选地，所述抛光颗粒为胶体/烧结SiO₂，其粒径范围为1nm至500nm。

可选地，所述抛光颗粒的粒径范围为10nm至150nm。

可选地，所述氧化剂选自双氧水、过硫酸钾、过硫酸铵、碘酸，高碘酸、碘酸钾、高碘酸钾及铁氰化钾中的一种或它们的任意组合。