[發(fā)明專利]半導體基板的研磨方法及研磨液

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• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN108342184A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 魏順鋒
• 申請（專利權）人: 東莞新科技術研究開發(fā)有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;B24B37/04
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫

本發(fā)明的用于半導體基板的研磨液，包括金剛石粉、金屬防蝕劑、烷烴類溶劑、添加劑和水，所述金屬防蝕劑選自：三唑骨架的化合物、噻唑骨架化合物、苯并三唑中的一種或以上；所述添加劑含有：丙烯酸聚合物、三乙醇胺、聚乙烯和去離子水；所述烷烴類溶劑選自白油、石腦油中的一種或兩種；所述金剛石粉的在研磨液中的含量為1～2重量％。該研磨液分散均勻、狀態(tài)穩(wěn)定、研磨速率快，加工的半導體晶片或基板無明顯劃痕，且防止研磨工具生銹。

技術領域

本發(fā)明涉及研磨液，尤其涉及一種在半導體元件的制造工序的研磨中使用的研磨液，以及使用該種研磨液的研磨方法。

背景技術

在以半導體集成電路為代表的半導體器件的開發(fā)中，為了實現(xiàn)小型化、高速化，對基于布線的微細化和層疊化的高密度化、高集成化的需要從未間斷過。作為達到該目的的技術，以往采用的是化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，下稱CMP)等各種技術。該CMP是實施層間絕緣膜等被加工膜的表面平坦化、插頭的形成、埋入式金屬布線的形成等時的必要技術，通過該技術可以對基板實施平滑化，除去形成布線時多余的金屬薄膜，除去絕緣膜上多余的阻擋層等。

CMP的常規(guī)方法中，在圓形的研磨盤上粘貼研磨墊后，用研磨液浸漬研磨墊表面，之后向研磨墊按壓基板(晶片)表面，并在其背面施加規(guī)定的壓力(研磨壓力)，在此狀態(tài)下使研磨盤和基板進行旋轉，通過產生的機械摩擦使基板表面達到平坦化。

用于CMP的金屬用研磨溶液，通常含有磨粒(氧化鋁、二氧化硅)和氧化劑(例如為過氧化氫、過硫酸)，具體原理是：由氧化劑氧化金屬表面后用磨粒除去該氧化被膜，由此進行研磨。但是，使用該含固體磨粒的研磨液進行CMP時，有可能發(fā)生以下問題：如研磨傷(擦傷、劃痕)、研磨面全部被過渡研磨的現(xiàn)象等。

在另外的一種雙面研磨中使用的研磨液一般由去離子水、甘油、氨水、乙二胺和金剛石粉組成，但這樣的研磨液缺點是懸浮能力差、研磨速率低、產品容易生銹，在研磨過程中造成大量劃傷，研磨效果無法令人滿意。

故此，亟待一種改進的研磨液，以克服以上缺陷。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個目的在于提供一種適用半導體基板的研磨液，其分散均勻、狀態(tài)穩(wěn)定、研磨速率快，加工的半導體晶片或基板無明顯劃痕，且防止研磨工具生銹。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種半導體基板的研磨方法，其采用的研磨液分散均勻、狀態(tài)穩(wěn)定、研磨速率快，加工的半導體晶片或基板無明顯劃痕，且防止研磨工具生銹。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于半導體基板的研磨液，包括金剛石粉、金屬防蝕劑、烷烴類溶劑、添加劑和水，所述金屬防蝕劑選自：三唑骨架的化合物、噻唑骨架化合物、苯并三唑中的一種或以上；所述添加劑含有：丙烯酸聚合物、三乙醇胺、聚乙烯和去離子水；所述烷烴類溶劑選自白油、石腦油中的一種或兩種；所述金剛石粉的在研磨液中的含量為1～2重量％。

較佳地，所述水、所述金屬防蝕劑、所述烷烴類溶劑的體積比為100:5:3。

較佳地，所述添加劑的各組分的質量百分比如下：10％～15％丙烯酸聚合物、20％～25％三乙醇胺、5％～10％聚乙烯和去離子水余量。

較佳地，所述金剛石粉的顆粒直徑小于100nm。

相應地，本發(fā)明的半導體基板的研磨方法，包括使用研磨工具對半導體基板的表面進行機械研磨，以及在機械研磨的過程中向所述半導體基板的表面供給上述的研磨液。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的研磨液由金剛石粉、金屬防蝕劑、烷烴類溶劑、添加劑和水組成，具有分散均勻、狀態(tài)穩(wěn)定、研磨速率快的特點，加工的半導體晶片或基板無明顯劃痕，且防止研磨工具生銹，具有良好的推廣前景。

具體實施方式