[发明专利]一种用于氮化硅及多晶硅的CMP抛光液

说明书

本发明提供一种用于氮化硅及多晶硅的CMP抛光液，其包括，二氧化硅研磨颗粒以及至少一种增速剂。所述的增速剂为含一个或多个羧基基团的吡啶化合物、哌啶化合物、吡咯烷化合物或吡咯化合物。本发明所提供的CMP抛光液同时具有较高的氮化硅和多晶硅去除速率。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光液领域，尤其涉及一种用于氮化硅及多晶硅的CMP抛光液。

背景技术

在集成电路制成中，氮化硅材料通常被作为阻挡层或者刻蚀终止层来保护下层结构。因此，在半导体装置的生产中，几乎每个阶段都需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，就需要除去作为阻挡层的氮化硅层。但是，在半导体制备工艺的不同阶段，对氮化硅材料的抛光速率也有不同的要求。

对于使用氮化硅材料作为阻挡层的情况，往往需要先抛光阻挡层上的其他材料，而要求停止在阻挡层上，从而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CMP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。但是，在硅栅板打开(POP)工艺中，则需要高的氮化硅去除速度及低的多晶硅去除速度。

如，专利CN102199399A，提出一种可用于抛光氮化硅的抛光液，其中含有水，磨料，烷基芳基聚醚磺酸化合物，该抛光液对于氧化硅/多晶硅选择性≥5:1，对于氮化硅/多晶硅选择性≥5:1；

CN102201337A，提出一种包含水，磨料，无环有机磺酸化合物的抛光液，其对于氧化硅/多晶硅选择性≥2:1，氮化硅/多晶硅选择性≥2:1

而，随着半导体制造工艺的发展，在半导体新兴技术中，有些工艺则需要较高的氮化硅去除速率，且多晶硅与氮化硅具有相同的去除速率。而对于这种抛光液，市场上的产品还比较匮乏。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于氮化硅及多晶硅的CMP抛光液。本发明利用使用含一个或多个羧基基团的吡啶化合物、哌啶化合物、吡咯烷化合物或吡咯化合物中的一种或多种，在酸性pH条件下利用特定的二氧化硅作为研磨颗粒，实现在提高SiN去除速率的同时具有相同的多晶硅的抛光速率。

具体地，本发明提供一种用于氮化硅及多晶硅的CMP抛光液，其包括，二氧化硅研磨颗粒及一种增速剂。所述的增速剂为含一个或多个羧基基团的吡啶化合物、哌啶化合物、吡咯烷化合物或吡咯化合物及其衍生物。

优选地，所述二氧化硅的平均粒径为80nm～200nm，更加优选地，为100nm～160nm。

优选地，所述二氧化硅的质量百分比浓度为2～20％，更加优选地，为5％～15％。

优选地，所述增速剂为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、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，3,4-二羧基吡啶中的一种或多种。

优选地，所述增速剂的质量百分比浓度为0.01～1％，更加优选地，为0.1～0.6％。

优选地，所述CMP抛光液的pH为4-6。

优选地，所述CMP抛光液中还有pH调节剂为HNO₃、KOH、K₂HPO₄或KH₂PO₄。

优选地，所述CMP抛光液中还含有杀菌剂。