专利名称：一种用于多晶硅抛光的化学机械抛光液的制作方法
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(fete)、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。
图1为形成电容器化学机械抛光(CMP)过程的示意图。图2为多晶硅插塞化学机械抛光(CMP)示意图。图3为两步法多晶硅插塞抛光示意图。
具体实施例方式制备实施例下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下述实施例中，百分 比均为质量百分比。表1给出了本发明的化学机械抛光液实施例1 17及对比例1的配方，按表1中 所列组分及其含量，在离子水的载体中，将所需表面活性剂溶于去离子水中后，缓慢加入磨 料离子中，最后调整PH值至所需的量，即可制得各实施例的化学机械抛光液。表1本发明的化学机械抛光液实施例1 11及对比例1的制备实施例
权利要求
1.一种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。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，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。
3.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的磨料颗粒的粒径为20 200nm。
4.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的磨料颗粒的质量百分含量为2 30%。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的表面活性剂为环氧乙烷缩聚物。
6.根据权利要求5所述的化学机械抛光液，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。
7.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的表面活性剂的HLB值为7 15。
8.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的表面活性剂的质量百分含量为 0. 05 1%。
9.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的分散稳定剂为聚丙烯酸和/或聚丙烯酸盐。
10.根据权利要求9所述的化学机械抛光液，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。
11.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，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。
12.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的分散稳定剂的分子量为2000 20000。
13.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，所述的分散稳定剂的质量百分含量为 0. 01 1%。
14.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，含有杀菌防霉剂和/或PH调节剂。
15.根据权利要求1所述的化学机械抛光液，pH值为9 12。
16.一种抛光方法，所述抛光方法包括在DRAM器件制造中的电容结构的抛光中，用权 利要求1-15中任一项所述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。
17.—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，用权利要求 1-15中任一项所述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。
18.—种抛光方法，所述抛光方法包括在多晶硅塞(Plug)的抛光中，用权利要求1-15 中任一项所述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。
全文摘要
本发明公开了一种用于多晶硅抛光的化学机械抛光液，其含有磨料颗粒，表面活性剂和浆料稳定剂。本发明的化学机械抛光液在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。
文档编号H01L21/3105GK102108260SQ20091020082
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者姚颖, 宋伟红 申请人:安集微电子(上海)有限公司