一種化學機械拋光液的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種化學機械拋光液。該拋光液含有水、氧化鈰研磨顆粒、氧化劑及水溶性環狀低聚糖。本發明中的化學機械拋光液具有較高的SiO2拋光速率，并具有高的SiO2/Si3N4去除速率選擇比和較高的Ta拋光速率。同時，該拋光液為獨立包裝，使用方便，且拋光性能在較長時間內保持穩定不變。
【專利說明】一種化學機械拋光液
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種化學機械拋光液。
【背景技術】
[0002]作為集成電路制造工藝中的一環，芯片封裝技術也隨著摩爾定律(Moore’ s law)的發展而不斷改進。其中，三維封裝(3D-packaging)技術自上世紀末以來發展迅速,并且已被應用于如數據儲存器、感光數碼芯片等的產業化生產工藝之中。三維封裝具有尺寸小、硅片使用效率高、信號延遲短等特點，并且使得一些在傳統二維封裝中無法實現的特殊電路設計成為可能。
[0003]化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)是三維封裝中的一道必不可少的環節。通過刻蝕、沉積及化學機械拋光等工序在芯片的背面制造出的硅通孔(Through-silicon Via, TSV)是在芯片之間實現三維堆疊(3D_stacking)的關鍵。娃通孔的尺寸與芯片中的晶體管尺寸有著數量級的差別——例如目前主流集成電路中的晶體管尺寸已經微縮至100納米以下，而硅通孔的尺寸一般在幾微米到數十微米一因此硅通孔化學機械拋光工藝有著不同于傳統化學機械拋光工藝的要求。例如，由于硅通孔結構中的各種介質層都有較大的厚度，因而要求化學機械拋光時要有較高的去除速率。
[0004]另一方面，工業化生產要求所使用的拋光液必須使用方便，且性能穩定。如果拋光液中含有不穩定的成份，或者所含組分之間會發生化學反應，則會對其性能穩定性造成嚴重影響。這種情況下，通常不得不采用分拆包裝的方法，將不穩定的成份獨立分裝，或將相互發生化學反應的成份分別包裝，在使用前再混合生成拋光液并盡快使用。例如拋光液中如需使用容易分解的過氧化氫作氧化劑的，通常只能配制出不含過氧化氫的拋光液前體，在使用前才加入過氧化氫，且加入后須盡快使用。
[0005]另如WO 2006/001558A1，其使用糖類化合物作為Si3N4拋光抑制劑，但其拋光液為A+B型包裝,使用前須將A、B混合，使用不方便。

【發明內容】

[0006]本發明提供了一種拋光液，為了解決拋光液在較低研磨顆粒含量的情況下具有較高的Si02、Ta去除速率，且有較高的Si02/Si3N4去除速率選擇比。
[0007]本發明的化學機械拋光液包含:研磨顆粒、水、氧化劑以及Si3N4抑制劑。
[0008]在本發明中，所述Si3N4抑制劑為水溶性環狀低聚糖。優選地，所述水溶性環狀低聚糖為環糊精。
[0009]在本發明中，所述研磨顆粒選自二氧化硅和/或二氧化鈰。
[0010]在本發明中，所述氧化劑選自羥胺、KBrO3和KIO3中的一種或多種。
[0011]在本發明中，所述研磨顆粒的含量為0.l_2%wt%，所述氧化劑的含量為
0.1-0.5wt%，所述Si3N4抑制劑的含量為0.04-0.3wt%，所述水為余量。其中，所述研磨顆粒的含量優選為為0.3-1.0wt%。[0012]在本發明中，所述研磨顆粒的顆粒粒徑為60-250nm;優選地，所述研磨顆粒的顆粒粒徑為100_220nm ;更優選地,所述研磨顆粒的顆粒粒徑為110_213nm。
[0013]在本發明中，所述拋光液還包含銅的腐蝕抑制劑。其中，所述銅的腐蝕抑制劑選自苯并三氮唑和/或3-氨基-1，2，4-三氮唑。
[0014]在本發明中，所述銅的腐蝕抑制的含量為0.01-0.lwt%。
[0015]在本發明中，所述拋光液的PH值為5.7-12.1 ;優選地，所述拋光液的PH值為9-12，更優選地，所述拋光液的PH值為10-11。
[0016]本發明所用試劑、原料以及產品均市售可得。
[0017]本發明突出的技術效果在于:
[0018]1、與使用二氧化硅作為研磨顆粒的拋光液，通過采用二氧化鈰作為研磨顆粒，使拋光液在較低研磨顆粒含量的情況下具有較高的Si02、Ta去除速率，且有較高的Si02/Si3N4去除速率選擇比。
[0019]2、通過采用具有較高穩定性的Si3N4抑制劑，使拋光液保持較高的Si02/Si3N4去除速率選擇比，并且在老化實驗中保持性能。
[0020]3、拋光液具有較低的固含量；有較高的Si02去除速率，且有較高的Si02/Si3N4去除速率選擇比；有較高的鉭(Ta)去除速率，且Ta/Cu去除速率選擇比大于I ;拋光液為單包裝(one-pack)，使用前不需添加其它組分或進行預混合，使用方便且性能穩定。 【具體實施方式】
[0021]下面通過【具體實施方式】來進一步闡述本發明的優勢。
[0022]制備實施例
[0023]表1給出了本發明的化學機械拋光液配方。以下所述百分含量均為質量百分比含量。配方中所用化學試劑均為市面采購。
[0024]表1本發明的拋光液以及對比拋光液的配方
[0025]
【權利要求】
1.一種化學機械拋光液，其包含:研磨顆粒、水、氧化劑以及Si3N4抑制劑。
2.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于，所述Si3N4抑制劑為水溶性環狀低聚糖。
3.如權利要求2所述的拋光液，其特征在于，所述水溶性環狀低聚糖為β-環糊精。
4.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述研磨顆粒選自二氧化硅和/或二氧化鋪。
5.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述氧化劑選自羥胺、KBrO3和KIO3中的一種或多種。
6.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述研磨顆粒的含量為0.l-2%wt%,所述氧化劑的含量為0.1-0.5wt%，所述Si3N4抑制劑的含量為0.04-0.3wt%，所述水為余量。
7.如權利要求6所述的拋光液,其特征在于:所述研磨顆粒的含量為0.3-1.0wt%。
8.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述研磨顆粒的顆粒粒徑為60-250nm。
9.如權利要求8所述的拋光液，其特征在于:所述研磨顆粒的顆粒粒徑為100-220nm。
10.如權利要求9所述的拋光液，其特征在于:所述研磨顆粒的顆粒粒徑為110_213nm。
11.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液還包含銅的腐蝕抑制劑。
12.如權利要求11所`述的拋光液，其特征在于:所述銅的腐蝕抑制劑選自苯并三氮唑和/或3-氨基-1，2，4-三氮唑。
13.如權利要求11所述的拋光液，其特征在于:所述銅的腐蝕抑制的含量為0.01-0.lwt%0
14.如權利要求1所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液的PH值為5.7-12.1。
15.如權利要求14所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液的PH值為9-12。
16.如權利要求15所述的拋光液，其特征在于:所述拋光液的PH值為10-11。
【文檔編號】C09G1/02GK103666276SQ201210362843
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月25日 優先權日:2012年9月25日
【發明者】龐可亮, 王雨春 申請人:安集微電子（上海）有限公司