本发明专利技术公开了一种化学机械抛光液，其包含：研磨颗粒、水、唑类化合物和哌嗪。本发明专利技术的抛光液实现了硅的高速抛光，且该体系具有非常高的稳定性，降低了半导体加工的综合成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学机械抛光液。
技术介绍
随着半导体技术的不断发展，以及大规模集成电路互连层的不断增加，导电层和绝缘介质层的平坦化技术变得尤为关键。由IBM公司二十世纪80年代首创的化学机械研磨(CMP)技术被认为是目前全局平坦化的最有效的方法。化学机械研磨(CMP)由化学作用和机械作用和两种作用结合而成。它的设备通常由一个带有抛光垫(pad)的研磨台(polishing table),及一个用于承载芯片(wafer)的研磨头(carrier)组成。其中研磨头固定住芯片，然后将芯片的正面压在研磨垫上。当进行化学机械研磨时，研磨头在抛光垫(pad)上线性移动或是沿着与研磨台一样的运动方向旋 转。与此同时，含有研磨剂的浆液(slurry)被滴到抛光垫(pad)上，并因离心作用平铺在抛光垫(pad)上。芯片(wafer)表面在机械和化学的双重作用下实现全局平坦化。在新兴的TSV(Through Silicon Via)技术中，尤其是在晶背减薄(backsidethinning)时，对硅要求具有非常高的抛光速度。提高硅抛光速度的方法有很多种，通常以加强化学作用为主。US2002032987公开了一种用醇胺作为添加剂的抛光液，以提高多晶硅(Polysilicon)的去除速率(removal rate),其中添加剂优选2-( 二甲氨基)-2-甲基-I-丙醇。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)。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，以提高多晶娃(Poly silicon)的去除速率(removal rate),优选化合物是胍类的化合物及其盐。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 I. 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。US7452481B2公开了用氧化锆、四元以上的羧酸、季铵碱的组合物提高硅的抛光速度的方法。CN101492592A公开了用唑提高硅的抛光速度的方法。由于该方法中唑的盐类为钠盐和钾盐，使得抛光液体系存在稳定性差的问题。因为为了使酸性的唑(例如TAZ)pH值调到碱性，实施例中用氢氧化钾或氢氧化钠调节PH值，引入的钠离子和钾离子会造成胶体稳定性下降。同时这些金属离子会造成半导体的金属离子污染。降低元器件的可靠性。以上方法提高硅的抛光速度有限，尤其在新兴的TSV(Through Silicon Via)技术中，难以满足对硅要有非常高的抛光速度的要求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种化学机械抛光液，实现了很高的硅抛光速度。本专利技术的化学机械抛光液，其包含研磨颗粒、水、唑类化合物和哌嗪。本专利技术发现唑类化合物和哌嗪的组合对硅(无论是单晶硅，还是多晶硅)都具有非常高的抛光速度。不仅如此，该抛光液系统还具有非常高的胶体稳定性。本专利技术的组合还可以继续包含四甲基氢氧化铵(TMAH)，用于进一步提高抛光速度。在本专利技术中，唑类化合物选自三氮唑和四氮唑及其衍生物中的一种或多种。在本专利技术中，唑类化合物为I，2，4-三氮唑，3-氨基-1，2，4-三氮唑，5_氨基-1，2，4-三氮唑，5-羧基-3-氨基-1，2，4-三氮唑和苯并三氮唑、I-H四氮唑、5-氨基四氮唑中的 一种或多种。在本专利技术中，唑类化合物的质量百分比浓度为I 8%。在本专利技术中，研磨颗粒选自Si02、Al203、Ce02、SiC和Si3N4中的一种或多种。在本专利技术中，研磨颗粒的质量百分比浓度为I 20%。在本专利技术中，哌嗪的质量百分比浓度为I 10%。在本专利技术中，四甲基氢氧化铵的质量百分比浓度为I 10%。在本专利技术中，抛光液的pH值为9 12。本专利技术所用试剂及原料均市售可得。本专利技术的积极进步效果在于I)解决了硅的抛光速度低，并且胶体不稳定的问题；2)实现了很高的娃抛光速度。大幅提高了 TSV(Through Silicon Via)技术中,娃的抛光能力，提闻了广能；3)降低了半导体加工的综合成本。具体实施例方式下面通过具体实施例进一步阐述本专利技术的优点，但本专利技术的保护范围不仅仅局限于下述实施例。制备实施例表I给出了本专利技术的化学机械抛光液实施例I 13的配方，按表I中所列组分及其含量，在去离子水中混合均匀，用pH调节剂调到所需pH值，即可制得化学机械抛光液。表I本专利技术的化学机械抛光液实施例I 13的配方权利要求1.一种化学机械抛光液，其包含研磨颗粒、水、唑类化合物和哌嗪。2.如权利要求I所述的抛光液，其特征在于所述的研磨颗粒选自Si02、A1203、CeO2>SiC和Si3N4中的一种或多种。3.如权利要求I或2所述的抛光液，其特征在于所述的研磨颗粒的质量百分比浓度为I 20%。4.如权利要求I所述的抛光液，其特征在于所述的唑类化合物选自三氮唑和四氮唑及其衍生物中的一种或多种。5.如权利要求4所述的抛光液，其特征在于所述的唑类化合物为1，2，4_三氮唑，3-氨基-I，2，4-三氮唑，5-氨基-I，2，4-三氮唑，5-羧基-3-氨基-I，2，4-三氮唑、苯并三氮唑、I-H四氮唑、5-氨基四氮唑中的一种或多种。6.如权利要求I所述的抛光液，其特征在于所述的唑类化合物的质量百分比浓度为I 8%。7.如权利要求I所述的抛光液，其特征在于所述的哌嗪的质量百分比浓度为I 10%。8.如权利要求I所述的抛光液，其特征在于所述抛光液还含有四甲基氢氧化铵。9.如权利要求8所述的抛光液，其特征在于所述的四甲基氢氧化铵的质量百分比浓度为I 10%。10.如权利要求I所述的抛光液，其特征在于所述抛光液的pH值为9 12。11.如权利要求ι- ο任一项所述的抛光液，其特征在于所述抛光液用于抛光单晶硅或多晶硅。全文摘要本专利技术公开了一种化学机械抛光液，其包含研磨颗粒、水、唑类化合物和哌嗪。本专利技术的抛光液实现了硅的高速抛光，且该体系具有非常高的稳定性，降低了半导体加工的综合成本。文档编号C09G1/02GK102816530SQ20111015308公开日2012年12月12日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日专利技术者王晨, 何华锋 申请人:安集微电子(上海)有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学机械抛光液，其包含：研磨颗粒、水、唑类化合物和哌嗪。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王晨，何华锋，
申请(专利权)人：安集微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。