專利名稱：一種化學(xué)機(jī)械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光液，具體涉及用一種堿性的化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
TSV技術(shù)(Through-Silicon-Via)是通過在芯片和芯片之間、晶圓和晶圓之間制作垂直導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)芯片之間互連的最新技術(shù)。與以往的IC封裝鍵合和使用凸點(diǎn)的疊加技術(shù)不同，TSV優(yōu)勢(shì)在于能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，縮短了互連從而改善芯片速度和低功耗的性能。TSV技術(shù)中晶背減薄技術(shù)(backside thinning)需要拋光時(shí)，對(duì)硅和銅兩種材料同時(shí)具有非常高的拋光速度。對(duì)硅的拋光通常都在堿性條件下進(jìn)行，可以獲得較高的拋光速度。例如US2002032987公開了一種用醇胺作為添加劑的拋光液，以提高多晶硅(Poly silicon)的去除速率(removal rate)，其中添加劑優(yōu)選2-( 二甲氨基)-2-甲基-1-丙醇。US2002151252公開了一種含具有多個(gè)羧酸結(jié)構(gòu)的絡(luò)合劑的拋光液，用于提高多晶硅去除速率，其中優(yōu)選的絡(luò)合劑是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二乙基三胺五乙酸)。EP1072662公開了一種含孤對(duì)電子和雙鍵產(chǎn)生離域結(jié)構(gòu)的有機(jī)物的拋光液，以提高多晶硅(Poly silicon)的去除速率(removal rate)，優(yōu)選化合物是胍類的化合物及其
Τττ . οUS2006014390公開了一種用于提高多晶硅的去除速率的拋光液，其包含重量百分比為4. 25% 18. 5%研磨劑和重量百分比為0.05% 1.5%的添加劑。其中添加劑主要選自季銨鹽、季胺堿和乙醇胺等有機(jī)堿。此外，該拋光液還包含非離子型表面活性劑，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚產(chǎn)物。中國(guó)專利申請(qǐng)200810033260通過利用雙胍和唑類物質(zhì)的協(xié)同作用，顯著提高了硅的拋光速度。但是該配方體系不含氧化劑，不適用于金屬的拋光。對(duì)銅的拋光通常都在酸性條件下進(jìn)行，利用氧化劑(雙氧水)在酸性條件下的高氧化電勢(shì)，以及銅在酸性條件下易配位、溶解，實(shí)現(xiàn)高的拋光速度。例如專利CN 1705725A公開一種拋光銅金屬表面的拋光液，該拋光液處在2. 5至4. 0 之間，在氧化劑(雙氧水等)、螯合劑和鈍化劑的作用下，去除銅金屬的表面。專利CN1787895A公開了一種CMP組合物，其包含流體劑以及氧化劑、鰲合劑、抑制劑、研磨劑和溶劑。在酸性條件下，這種CMP組合物有利地增加在CMP方法中的材料選擇性， 可用于拋光半導(dǎo)體襯底上銅元件的表面，而不會(huì)在拋光的銅內(nèi)產(chǎn)生凹陷或其他不利的平坦化缺陷。專利CN01818940A公開了一種銅拋光漿料可通過進(jìn)一步與氧化劑如過氧化氫，和 /或腐蝕抑制劑如苯并三唑相組合而形成，提高了銅的移除速率。在獲得這較高的拋光速率的同時(shí)維持了局部PH的穩(wěn)定性，并顯著減少了整體和局部腐蝕。對(duì)銅的拋光有時(shí)也會(huì)在堿性條件下進(jìn)行，例如
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專利CN 1644640A公開一種在堿性條件下用于拋光銅的水性組合物，該組合物包含重量百分比為0. 001%至6%的非鐵金屬抑制劑，重量百分比為0. 05%至10%該金屬的配位劑，重量百分比為0. 01%至25%用于加速銅的去除的銅去除劑，重量百分比為0. 5% 至40%的研磨劑等，通過銅去除劑咪唑和BTA的相互作用，提高了銅的去除速率。專利CN 1398938A中公開一種超大規(guī)模集成電路多層銅布線用化學(xué)機(jī)械全局平面化拋光液，用于提高銅的去除速率，拋光液的組成成分如下磨料的重量百分比18%至 50 %，螯合劑的重量百分比0. 1 %至10 %，絡(luò)合劑的重量百分比0. 005 %至25 %，活性劑的重量百分比0. 至10%，氧化劑的重量百分比至20%，和去離子水。在現(xiàn)有技術(shù)中，在酸性條件下拋光，雖然可以獲得很高的銅拋光速度，但是對(duì)硅的拋光速度通常較低。原因是在酸性條件下，氧化劑將單質(zhì)硅的表面氧化成二氧化硅，與硅相比，二氧化硅更難去除。在堿性條件下拋光，如果不加氧化劑，雖然可以獲得很高的硅拋光速度，但是對(duì)銅的拋光速度通常較低。原因是銅需要氧化后才易被去除。但是，如果加了氧化劑，和在酸性條件下類似，氧化劑會(huì)將單質(zhì)硅的表面氧化成二氧化硅，更難去除。除此之外，在堿性條件下，雙氧水等氧化劑很不穩(wěn)定，會(huì)迅速分解失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供包括含鹵素的氧化劑和唑類化合物的化學(xué)機(jī)械拋光液，在堿性拋光環(huán)境下，既可以提高硅的拋光速度，又可以提高銅的拋光速度。本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液，包括研磨顆粒，含鹵素的氧化劑，唑類化合物和有機(jī)堿，所述的化學(xué)機(jī)械拋光液具有堿性的PH值。本發(fā)明中，所述的研磨顆粒選自于Si02、Al203、&02、Ce02、SiC Je2O3JiR和Si3N4 中的一種或多種。較佳地，所述的研磨顆粒為Si02。所述的研磨顆粒的質(zhì)量百分含量為 0. 1 20%。本發(fā)明中，所述的含鹵素的氧化劑為溴酸鹽和/或碘酸鹽。較佳地，所述的含鹵素的氧化劑為溴酸鉀。所述的溴酸鉀的質(zhì)量百分含量為0. 1 5%。本發(fā)明中，所述的唑類化合物為三氮唑。較佳地，所述的三氮唑?yàn)?-H_1，2，4-三氮唑(TAZ)。所述的唑類化合物的質(zhì)量百分含量為0. 1 5%。本發(fā)明中，所述的有機(jī)堿為有機(jī)胺和/或季銨堿。較佳地，所述的有機(jī)堿為季銨堿。較佳地，所述的季銨堿為四甲基氫氧化銨。本發(fā)明中，所述的化學(xué)機(jī)械拋光液的pH值為10 11。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于實(shí)現(xiàn)了在氧化劑存在的條件下，不僅不抑制了硅和銅的拋光速度，還顯著提高了硅的拋光速度的問題。
具體實(shí)施例方式制備實(shí)施例表1給出了本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液實(shí)施例1 10及對(duì)比例1 2的配方，按表 1中所列組分及其含量，在去離子水中混合均勻，用PH調(diào)節(jié)劑(有機(jī)堿)調(diào)到所需PH值，即可制得化學(xué)機(jī)械拋光液。
表1本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光液實(shí)施例1 10及對(duì)比例1 2的配方
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光液，包括研磨顆粒，含鹵素的氧化劑，唑類化合物和有機(jī)堿，所述的化學(xué)機(jī)械拋光液具有堿性的PH值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒選自于Si02、 A1203、ZrO2, CeO2, SiC、Fe203> TiO2 和 Si3N4 中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的研磨顆粒的質(zhì)量百分含量為0. 1 20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的含鹵素的氧化劑為溴酸鹽和/或碘酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的含鹵素的氧化劑的質(zhì)量百分含量為0. 1 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的唑類化合物為三氮唑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的三氮唑?yàn)?-H-1，2， 4-三氮唑(TAZ)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的唑類化合物的質(zhì)量百分含量為0. 1 5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的有機(jī)堿為有機(jī)胺和/或季銨堿。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的季銨堿為四甲基氫氧化銨。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光液，其特征在于所述的化學(xué)機(jī)械拋光液的PH 值為10 11。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光液，包括研磨顆粒，含鹵素的氧化劑，唑類化合物和有機(jī)堿，所述的化學(xué)機(jī)械拋光液具有堿性的pH值。該拋光液實(shí)現(xiàn)了在氧化劑存在的條件下，不僅不抑制了硅和銅的拋光速度，還顯著提高了硅的拋光速度的問題。
文檔編號(hào)C09G1/02GK102408834SQ201010287359
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者何華鋒, 王晨 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司