[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

本发明涉及一种化学机械抛光液，包含研磨颗粒、有机胺和氧化剂。通过加入有机胺，克服了硅基材料在过氧化氢存在下的去除速率降低的问题。该抛光液同时具有对硅和铜的很高的抛光速率。同时，加入有机磷酸能够有效延缓双氧水在有机胺体系中的降解，显著增加抛光液的稳定性，具有较长的存储时间和在线使用寿命(pot life)。

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光液，尤其涉及一种用于TSV技术的化学机械抛光液。

背景技术

半导体技术的持续发展，能够带来增加IC性能与功能，较小芯片尺寸以及降低耗电与成本等诸多好处。其中，穿透硅通孔(TSV)互连技术由于采用三维互联方法，可加速晶片堆叠技术上的应用，尤其在异质原件整合方面，具有重要地位。针对多晶片整合需求，3D堆叠技术是一项非常有用的解决方案，然而目前该项技术仍有很多技术挑战尚待克服。

CN102037094A公开了一种稳定的高速率的硅浆料，其采用缩聚二氧化硅和经碱稳定的胶态二氧化硅，该发明抛光方法抛光的硅基材呈现出低的表面粗糙度，但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率。

CN101671528A公开了一种用于单晶硅片化学机械抛光的抛光液,磨料为SiO2和Al2O3，并含表面活性剂、分散剂、螯合剂等成分。该发明抛光方法抛光的硅基材表面粗糙度低。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

CN102516876A公开了一种用于硅晶片抛光的抛光组合物及其制备方法。含有功能化二氧化硅溶胶，可减小暴露的Si-OH的数量，降低了二氧化硅粒子抛光后生成硅酸的反应活性，使二氧化硅粒子在抛光过程中不易受硅酸作用而沉积于抛光垫表面，相较于常规抛光液，减少了阻塞抛光垫孔道的几率。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

US2002032987公开了一种用醇胺作为添加剂的抛光液，以提高多晶硅(Poly-silicon)的去除速率(removal rate)，其中添加剂优选2-(二甲氨基)-2-甲基-1-丙醇。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

US2002151252公开了一种含具有多个羧酸结构的络合剂的抛光液，用于提高多晶硅去除速率，其中优选的络合剂是EDTA(乙二胺四乙酸)和DTPA(二乙基三胺五乙酸)。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

EP1072662公开了一种含孤对电子和双键产生离域结构的有机物的抛光液，以提高多晶硅(Poly silicon)的去除速率(removal rate)，优选化合物是胍类的化合物及其盐。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

US2006014390公开了一种用于提高多晶硅的去除速率的抛光液，其包含重量百分比为4.25％～18.5％研磨剂和重量百分比为0.05％～1.5％的添加剂。其中添加剂主要选自季铵盐、季胺碱和乙醇胺等有机碱。此外，该抛光液还包含非离子型表面活性剂，例如乙二醇或丙二醇的均聚或共聚产物。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

CN200810033260通过利用双胍和唑类物质的协同作用，显著提高了硅的抛光速度。但是只具有较高的硅抛光速率，无法同时具有铜的去除速率

CN101418189,包含磨料、氧化剂、络合剂、有机膦酸等，对铜具有较高的去除速率，表面相貌较好。其只具有较高的铜抛光速率，但无硅的去除速率。

CN101457122A,包含研磨颗粒、有机磷酸、含氮唑类、氧化剂等，可用于铜制程的抛光。但其只具有较高的铜抛光速率，但无硅的去除速率。

CN101451044B，含有研磨颗粒、有机磷酸、聚羧酸类化合物、低级脂肪醇和糖类等。抛光液具有较高的稳定性。但其为无氧化剂体系，对铜的去除速率较低。