【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及拋光液，尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、在集成電路制造中，隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的不斷縮小，互連結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度顯著增加，多層沉積工藝成為常態(tài)，這直接導(dǎo)致襯底表面形貌的極度不規(guī)則性。現(xiàn)有技術(shù)中通常使用化學(xué)機(jī)械拋光實(shí)現(xiàn)硅片表面的高度平坦化。化學(xué)機(jī)械拋光工藝就是使用一種含磨料的混合物和拋光墊去拋光一硅片表面。在典型的化學(xué)機(jī)械拋光方法中，將襯底直接與旋轉(zhuǎn)拋光墊接觸，用一載重物在襯底背面施加壓力。在拋光期間，墊片和操作臺旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在襯底背面保持向下的力，將拋光液或拋光漿料涂于墊片上，該拋光液與正在拋光的薄膜發(fā)生化學(xué)反應(yīng)開始進(jìn)行拋光過程。
2、然而，在多晶硅與二氧化硅共存的多層結(jié)構(gòu)中，cmp過程面臨兩大主要問題：一是多晶硅與二氧化硅之間的高拋光速率選擇比，使得最后拋光過程停止在二氧化硅層上時(shí)，難免會有多晶硅的碟形凹損；二是淺溝道隔離(sti)化學(xué)機(jī)械研磨過程中，二氧化硅表面形成碟形凹損，造成后續(xù)步驟覆蓋多晶硅層后的拋光過程中，二氧化硅碟形凹損中殘留多晶硅。
3、因此，解決多晶硅拋光過程中表面碟形凹損缺陷、及去除殘留了多晶硅的二氧化硅碟形凹損的問題至關(guān)重要。us2003/0153189a1公開了一種用于多晶硅拋光的化學(xué)機(jī)械拋光液及方法，該拋光液包括一種聚合物表面活性劑和一種選自氧化鋁和氧化鈰的研磨顆粒，該聚合物表面活性劑為聚羧酸酯表面活性劑，用該漿料可以使多晶硅表面大塊區(qū)域的拋光速率大大高于溝槽內(nèi)的拋光速率，從而減少凹陷。us2003/0216003a1和us2004/0163324a1
4、然而，以上技術(shù)雖然在一定程度上達(dá)到了一定的平坦化效果，縮短了拋光時(shí)間和成本，但是或者是分兩步操作，或者只是抑制了多晶硅的拋光速率，不利于二氧化硅蝶形凹陷中多晶硅的去除，且操作復(fù)雜，拋光效果有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本專利技術(shù)提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光液及其制備方法和應(yīng)用，通過調(diào)節(jié)增速劑、酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑和環(huán)狀低聚糖類化合物的量，可獲得具有合適多晶硅與二氧化硅選擇比的拋光液，同時(shí)避免或降低拋光過程中凹陷、劃痕等缺陷的產(chǎn)生。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
3、一種化學(xué)機(jī)械拋光液，所述化學(xué)機(jī)械拋光液的各成分質(zhì)量百分含量如下：研磨顆粒0.8％～10％、增速劑0.001％～0.5％、酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑0.001％～0.5％、環(huán)狀低聚糖類化合物0.001％～1％，余量為水。
4、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)為：其中r1，r2，r3，r4，r5為碳鏈為1-18的烷基；x為氫氧根離子、氯離子、溴離子或碘離子中的一種。
5、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述增速劑為多元酸化合物。
6、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述多元酸化合物為二元酸、三元酸、四元酸化合物及其加成鹽。
7、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述多元酸化合物為乙二酸、丙三羧酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸、l-酒石酸、d-酒石酸、二羧甲基丙氨酸、丁烷四羧酸、丙三羧酸、1,3,5-戊三羧酸、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、次氮基三乙酸和/或1,2-丙二胺-n,n,n',n'-四乙酸中的一種或其組合。
8、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述環(huán)狀低聚糖類化合物為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和/或γ-環(huán)糊精中一種或多種。
9、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述研磨顆粒為二氧化硅、三氧化二鋁、二氧化鈰和/或二氧化鈦研磨顆粒中的一種或多種。
10、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，所述研磨顆粒的粒徑為80～120nm。
11、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，上述化學(xué)機(jī)械拋光液的制備方法包括以下步驟：
12、配置所需組分；
13、將各組分混合均勻。
14、依照本專利技術(shù)的一個(gè)方面，上述化學(xué)機(jī)械拋光液在單晶硅和多晶硅的拋光處理中的應(yīng)用。
15、本專利技術(shù)實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)：所述化學(xué)機(jī)械拋光液中酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑可顯著降低多晶硅的去除速率，而不降低二氧化硅的去除速率，從而顯著降低多晶硅與二氧化硅的選擇比；多元酸增速劑可以使多晶硅的去除速率顯著增加。環(huán)狀多聚糖化合物和多元酸增速劑、酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑形成復(fù)配效果，會使多晶硅的去除速率顯著增加，多晶硅與二氧化硅的選擇比也大大提高。所述化學(xué)機(jī)械拋光液通過控制酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑、多元酸增速劑和環(huán)狀多聚糖化合物的含量來調(diào)節(jié)拋光液的多晶硅/二氧化硅選擇比，同時(shí)避免或降低拋光過程中凹陷、劃痕等缺陷的產(chǎn)生。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光液的各成分質(zhì)量百分含量如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述增速劑為多元酸化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述多元酸化合物為二元酸、三元酸、四元酸化合物及其加成鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述多元酸化合物為乙二酸、丙三羧酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸、L-酒石酸、D-酒石酸、二羧甲基丙氨酸、丁烷四羧酸、1,3,5-戊三羧酸、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、次氮基三乙酸和/或1,2-丙二胺-N,N,N',N'-四乙酸中的一種或其組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述環(huán)狀低聚糖類化合物為α-環(huán)糊精、β-環(huán)糊精和/或γ-環(huán)糊精中一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述研磨顆粒的粒徑為80～150nm。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
10.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液在單晶硅和多晶硅的拋光處理中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光液的各成分質(zhì)量百分含量如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述酰胺基吉米奇季銨鹽陽離子表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述增速劑為多元酸化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述多元酸化合物為二元酸、三元酸、四元酸化合物及其加成鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于，所述多元酸化合物為乙二酸、丙三羧酸、檸檬酸、蘋果酸、草酸、琥珀酸、l-酒石酸、d-酒石酸、二羧甲基丙氨酸、丁烷四羧酸、1,3,5-戊三羧酸、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、1,2...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周輝，周烈，羅愛清，
申請(專利權(quán))人：齊芯微紹興電子材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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