專利名稱：一種用于硅通孔阻擋層平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)機(jī)械拋光液，更具體地說(shuō)，本發(fā)明公開(kāi)了一種用于硅通孔阻擋層平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光液。
背景技術(shù)：
隨著CMOS工藝開(kāi)發(fā)的發(fā)展，器件的特征尺寸逐漸縮小，電路密度變的更加復(fù)雜，由此帶來(lái)的設(shè)計(jì)和制造變得愈加困難，互連過(guò)程中的信號(hào)擁堵進(jìn)一步加劇，小型化和超高集成越加逼近其物理極限，為了延續(xù)摩爾定律，解決銅互連的延遲問(wèn)題，滿足性能，頻寬和功耗的要求，3D IC集成技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)。即在垂直方向?qū)⑿酒B層，穿過(guò)有源電路直接實(shí)現(xiàn)高效互連，由于大大縮短了互聯(lián)線的長(zhǎng)度，不僅提高了電路性能，還進(jìn)一步降低了功耗。如

圖1A、1B、1C所示硅通孔(TSV)技術(shù)主要分為幾個(gè)步驟1:快速刻蝕形成通孔。2:通孔填注的過(guò)程包括氧化層的淀積、金屬粘附層/阻擋層/種子層、ECP金屬銅。3 =CMP去除金屬銅，實(shí)現(xiàn)平坦化，完成金屬導(dǎo)通。TSV制程的集成方式非常多，但都面臨一個(gè)共同的難題，即TSV制作都需要打通不同材料層，包括硅材料、IC中各種絕緣或?qū)щ姷谋∧?。例如金屬銅，阻擋層金屬鉭，二氧化硅絕緣層以及氮化硅停止層等，各種膜層的厚度也比較高，為了提高三維集成技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，就需要在CMP過(guò)程中具有較高的去除速率和合適的拋光選擇比，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)前程缺陷的最大矯正，并停止在氮化硅層，同時(shí)不能產(chǎn)生金屬的腐蝕和缺陷，表面顆粒物控制在工藝要求的范圍。這對(duì)硅通孔阻擋層的CMP提出了更高的要求。目前針對(duì)TSV技術(shù)的專用CMP拋光液研究非?；钴S，但至今還沒(méi)有商業(yè)化的產(chǎn)品報(bào)道，尤其是TSV阻擋層的拋光液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭示了一種拋光液具有較高的二氧化硅和阻擋層金屬的去除速率和較低的氮化硅去除速率，進(jìn)一步地，金屬銅可根據(jù)氧化劑的濃度進(jìn)行調(diào)整，并具有合適的敏感度，對(duì)前程的缺陷值具有較好的矯正作用(碟型凹陷Dishing)，表面污染物水平也較低。本發(fā)明的用于硅通孔阻擋層平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光液，其包含:磨料和氮化硅拋光速率抑制劑。在本發(fā)明中，所述磨料為二氧化硅溶膠和/或氣相法二氧化硅。在本發(fā)明中，所述磨料粒徑為20-200nm，更優(yōu)選地為40_120nm。在本發(fā)明中，所述磨料的含量為10_50wt%。在本發(fā)明中，所述氮化硅拋光速率抑制劑為烷基磷酸酯鹽。在本發(fā)明中，所述烷基磷酸酯鹽選自烷基磷酸酯鈉鹽(鉀鹽)，烷基磷酸酯二乙醇胺鹽，烷基磷酸酯三乙醇胺鹽。即為如 下化學(xué)式通式的烷基磷酸酯鹽:
權(quán)利要求
1.一種用于硅通孔阻擋層平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光液，其包含:磨料和氮化硅拋光速率抑制劑。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述磨料為二氧化硅溶膠和/或氣相法二氧化硅。
3.如權(quán)利要求2所述的拋光液，其特征在于:所述磨料粒徑為20-200nm。
4.如權(quán)利要求3所述的拋光液，其特征在于:所述磨料粒徑為40-120nm。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述磨料的含量為10-50wt%。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述氮化硅拋光速率抑制劑為烷基磷酸酯鹽。
7.如權(quán)利要求1-6所述的拋光液，其特征在于:所述烷基磷酸酯鹽選自烷基磷酸酯鈉鹽，烷基磷酸酯鉀鹽，烷基磷酸酯二乙醇胺鹽和烷基磷酸酯三乙醇胺鹽中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求7所述的拋光液，其特征在于:所述烷基磷酸酯鹽的烷基碳原子數(shù)選自8 12。
9.如權(quán)利要求7所述的拋光液，其特征在于:所述烷基磷酸酯鹽的含量為50-2000ppm。
10.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液還包含唑類化合物。
11.如權(quán)利要求10所述的拋光液，其特征在于:所述唑類化合物選自苯并三氮唑和/或其衍生物。
12.如權(quán)利要求11所述的拋光液，其特征在于:所述苯并三氮唑的衍生物為甲基苯并三氮唑，羥基苯并三氮唑和/或羧基苯并三氮唑等。
13.如權(quán)利要求10所述的拋光液，其特征在于:所述唑類化合物的含量為0.01—0.5wt % ο
14.如權(quán)利要求13所述的拋光液，其特征在于:所述唑類化合物的含量為0.05-0.2wt % ο
15.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液還包含水溶性聚合物。
16.如權(quán)利要求13所述的拋光液，其特征在于:水溶性聚合物為聚丙烯酸和/或聚丙烯酸鹽及其共聚物。
17.如權(quán)利要求14所述的拋光液，其特征在于:所述水溶性聚合物選自聚丙烯酸，聚丙烯酸鈉，聚丙烯酸銨和丙烯酸馬來(lái)酸共聚物中的一種或幾種。
18.如權(quán)利要求15所述的拋光液，其特征在于:所述水溶性聚合物的含量為0.01—0.5wt % ο
19.如權(quán)利要求18所述的拋光液，其特征在于:所述水溶性聚合物的含量為0.05-0.2wt % ο
20.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液還包含氧化劑。
21.如權(quán)利要求16所述的拋光液，其特征在于:所述氧化劑為過(guò)氧化物和/或過(guò)硫化物。
22.如權(quán)利要求21所述的拋光液，其特征在于:所述過(guò)氧化氫為過(guò)氧化鈉和/或過(guò)氧化鉀，所述過(guò)硫化物為過(guò)硫酸鈉，過(guò)硫酸銨和/或過(guò)氧化苯甲酰。
23.如權(quán)利要求20所述的拋光液，其特征在于:所述氧化劑的含量為0.1-0.5wt%。
24.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液還包含PH調(diào)節(jié)劑，其中，所述pH調(diào)節(jié)劑選自HCl，HNO3, H2SO4,乙二酸，丙二酸中的一種或幾種。
25.如權(quán)利要求24所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液的pH值為2-5。
26.如權(quán)利要求25所述的拋光液,其特征在于:所述拋光液的pH值為3-4。
27.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液還包含殺菌防霉變劑。
28.如權(quán)利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述殺菌防霉變劑為季銨鹽活性劑。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于硅通孔阻擋層平坦化的化學(xué)機(jī)械拋光液，至少含有一種磨料和氮化硅拋光速率抑制劑。該拋光液具有較高的二氧化硅去除速率，和較低的氮化硅去除速率，能夠?qū)柰鬃钃鯇舆M(jìn)行高效的平坦化，同時(shí)不產(chǎn)生金屬腐蝕，且對(duì)金屬銅的去除可線性調(diào)節(jié)，具有較高的缺陷校正能力和較低的表面污染物指標(biāo)。
文檔編號(hào)C09G1/02GK103173127SQ201110437349
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者宋偉紅, 姚穎, 孫展龍 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司