[發(fā)明專利]一種化學機械拋光液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010287359.3
• 申請日: 2010-09-20
• 公開（公告）號: CN102408834A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 王晨;何華鋒
• 申請（專利權）人: 安集微電子(上海)有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02
• 代理公司: 上海翰鴻律師事務所 31246
• 代理人: 李佳銘

技術領域

本發(fā)明涉及一種化學機械拋光液，具體涉及用一種堿性的化學機械拋光液。

背景技術

TSV技術(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通，實現(xiàn)芯片之間互連的最新技術。與以往的IC封裝鍵合和使用凸點的疊加技術不同，TSV優(yōu)勢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技術中晶背減薄技術(backside?thinning)需要拋光時，對硅和銅兩種材料同時具有非常高的拋光速度。

對硅的拋光通常都在堿性條件下進行，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羧酸結構的絡合劑的拋光液，用于提高多晶硅去除速率，其中優(yōu)選的絡合劑是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二乙基三胺五乙酸)。

EP1072662公開了一種含孤對電子和雙鍵產(chǎn)生離域結構的有機物的拋光液，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鹽。

US2006014390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。

中國專利申請200810033260通過利用雙胍和唑類物質的協(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。

對銅的拋光通常都在酸性條件下進行，利用氧化劑(雙氧水)在酸性條件下的高氧化電勢，以及銅在酸性條件下易配位、溶解，實現(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，可用于拋光半導體襯底上銅元件的表面，而不會在拋光的銅內(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。

對銅的拋光有時也會在堿性條件下進行，例如：

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機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％，絡合劑的重量百分比0.005％至25％，活性劑的重量百分比0.1％至10％，氧化劑的重量百分比1％至20％，和去離子水。

在現(xiàn)有技術中，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，氧化劑會將單質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，會迅速分解失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術問題是提供包括含鹵素的氧化劑和唑類化合物的化學機械拋光液，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。