【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化學機械拋光領域，尤其涉及一種化學機械拋光液。
技術介紹
1、隨著半導體技術的發展，電子部件的微小化，一個集成電路中包含了數以百萬計的晶體管。在運行過程中，在整合了如此龐大數量的能迅速開關的晶體管，傳統的鋁或是鋁合金互連線，使得信號傳遞速度降低，而且電流傳遞過程中需要消耗大量能源，在一定意義上，也阻礙了半導體技術的發展。為了進一步發展，人們開始尋找采用擁有更高電學性質的材料取代鋁的使用。眾所周知，銅的電阻小，擁有良好的導電性，這加快了電路中晶體管間信號的傳遞速度，還可提供更小的寄生電容能力，較小電路對于電遷移的敏感性。這些電學優點都使得銅在半導體技術發展中擁有良好的發展前景。
2、但在銅的集成電路制造過程中發現，銅會遷移或擴散進入到集成電路的晶體管區域，從而對于半導體的晶體管的性能產生不利影響，因而銅的互連線只能以鑲嵌工藝制造，即：在第一層里形成溝槽，在溝槽內填充銅阻擋層和銅，形成金屬導線并覆蓋在介電層上。然后通過化學機械拋光將介電層上多余的銅/銅阻擋層除去，在溝槽里留下單個互連線。銅的化學機械拋光過程一般分為3個步驟，第1步是先用較高的下壓力，以快且高效的去除速率除去襯底表面上大量的銅并留下一定厚度的銅，第2步用較低去除速率去除剩余的金屬銅并停在阻擋層，第3步再用阻擋層拋光液去除阻擋層及部分介電層和金屬銅，實現平坦化。
3、銅拋光一方面要盡快去除阻擋層上多余的銅，另一方面要盡量減小拋光后銅線的碟形凹陷。在銅拋光前，金屬層在銅線上方有部分凹陷。拋光時，介質材料上的銅在主體壓力下(較高)易于被
4、隨著集成電路的發展，一方面，在傳統的ic行業中，為了提高集成度，降低能耗，縮短延遲時間，線寬越來越窄，介電層使用機械強度較低的低介電(low-k)材料，布線的層數也越來越多，為了保證集成電路的性能和穩定性，對銅化學機械拋光的要求也越來越高。要求在保證銅的去除速率的情況下降低拋光壓力，提高銅線表面的平坦化，控制表面缺陷。另一方面，由于物理局限性，線寬不能無限縮小，半導體行業不再單純地依賴在單一芯片上集成更多的器件來提高性能，而轉向于多芯片封裝。硅通孔(tsv)技術作為一種通過在芯片和芯片之間、晶圓與晶圓之間制作垂直導通，實現芯片之間互連的最新技術而得到工業界的廣泛認可。tsv能夠使芯片在三維方向堆疊的密度最大，外形尺寸最小，大大改善芯片速度和低功耗的性能。目前的tsv工藝是結合傳統的ic工藝形成貫穿硅基底的銅穿孔，即在tsv開口中填充銅實現導通，填充后多余的銅也需要利用化學機械拋光去除達到平坦化。與傳統ic工業不同，由于硅通孔很深，填充后表面多余的銅通常有幾到幾十微米厚。為了快速去除這些多余的銅。通常需要具有很高的銅去除速率，同時拋光后的表面平整度好。為了使銅在半導體技術中更好的應用，人們不斷嘗試新的拋光液的改進。
技術實現思路
1、本專利技術旨在提供一種化學機械拋光液，能使該拋光液具有較高的金屬銅拋光速率和較高的銅與鉭阻擋層的拋光選擇比，改善拋光后銅線的碟形凹陷(dishing)和介質層侵蝕(erosion)，并且可以改善拋光后銅表面粗糙度和表面缺陷數量。
2、具體而言，本專利技術提供一種化學機械拋光液，包括研磨顆粒，電荷調節劑，腺嘌呤類衍生物，絡合劑，氮唑類腐蝕抑制劑以及氧化劑；所述絡合劑為氨羧化合物及其鹽。
3、優選的，所述電荷調節劑為無機酸及其鹽類。
4、優選的，所述無機酸選自硫酸、亞硫酸、鹽酸、氫溴酸、氫碘酸、硝酸、亞硝酸、磷酸、次磷酸、偏磷酸、硼酸中的一種或多種；
5、所述鹽類選自上述無機酸的鉀鹽、鈉鹽或銨鹽中的一種或多種。
6、優選的，所述電荷調節劑的質量百分比濃度為0.0001-0.5％。
7、優選的，所述電荷調節劑的質量百分比濃度為0.001-0.1％。
8、優選的，所述腺嘌呤衍生物包括如式(i)所示的化合物，
9、
10、其中，r1選自h、f、cl、br、i、氨基、酰胺基、甲酰胺基、二甲基氨基、硝酸根、羥基、羧基、巰基、硫酸根、磺酸根、甲酰基、乙酰基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、苯基、芐基、芐氨基、芐硫基、苯甲酰基、環丙氨基、n-2-甲基2-烯醇基中的一種；
11、r2選自h、f、cl、br、i、氨基、酰胺基、甲酰胺基、二甲基氨基、硝酸基、羥基、羰基、羧基、巰基、磺酸基、甲酰基、乙酰基、甲基、甲氧基、乙基、乙氧基、苯基、芐基、芐氨基、芐硫基、苯甲酰基、核糖、單磷酸核糖、雙磷酸核糖、三磷酸核糖、脫氧核糖、單磷酸脫氧核糖、雙磷酸脫氧核糖、三磷酸脫氧核糖、磷酸二甲醚基、3-羥甲基丁醇基、2-甲基磷酸二甲醚基、二羥基丙基甲基、羥乙基、羥丙基中的一種；
12、優選的，所述r1選自h、氨基、巰基、芐氨基、芐硫基中的一種；所述r2選自h、單磷酸核糖、雙磷酸核糖、單磷酸脫氧核糖中的一種。
13、優選的，所述腺嘌呤衍生物的質量百分比濃度為0.0005％-0.5％。
14、優選的，所述研磨顆粒為二氧化硅，
15、所述研磨顆粒平均粒徑為20-120nm；
16、所述研磨顆粒的質量百分比濃度為0.05％-1％。
17、優選的，所述氮唑類腐蝕抑制劑選自1，2，4-三氮唑、3-氨基-1，2，4-三氮唑、4-氨基-1，2，4-三氮唑、3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑、5-羧基-3-氨基-1，2，4-三氮唑、3-氨基-5-巰基-1，2，4-三氮唑、5-乙酸-1h-四氮唑、巰基苯并噻唑、甲基苯并三氮唑、5-苯基-1-h-四氮唑、5-甲基四氮唑和5-氨基-1h-四氮唑中的一種或兩種。
18、所述氮唑類腐蝕抑制劑的質量百分比濃度為0.001％-0.5％。
19、優選的，所述絡合劑選自甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、精氨酸、組氨酸、賴氨酸中的一種或多種。所述絡合劑的質量百分比含量為0.1％-3.0％。
20、優選的，所述氧化劑為過氧化氫，質量百分比濃度為0.05％-3.0％。
21、優選的，所述化學機械拋光液的ph值為5.0-8.0。
22、本專利技術的化學機械拋光液中，還可以含有本領域常用的添加劑如ph調節劑，殺菌劑等。本專利技術的拋光液可以濃縮配置，使用前用去離子水稀釋到本專利技術的濃度范圍并添加氧化劑即可使用。
23、與現有技術相比，本專利技術的優勢在于：1)本專利技術的拋光液對銅的去除速率高，對鉭的去除速率低，從而具有較高的銅/鉭去除速率選擇比；2)本專利技術的拋光液可以改善拋光后銅線的碟型凹陷和介質層侵蝕；3)并且可以改善拋光后銅表面粗糙度和表面缺陷數量。
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1.一種化學機械拋光液，其特征在于，包括
2.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
3.如權利要求2所述的化學機械拋光液，其特征在于，
4.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
5.如權利要求4所述的化學機械拋光液，其特征在于，
6.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
7.如權利要求6所述的化學機械拋光液，其特征在于，
8.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
9.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
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11.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
12.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
13.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種化學機械拋光液，其特征在于，包括
2.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
3.如權利要求2所述的化學機械拋光液，其特征在于，
4.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
5.如權利要求4所述的化學機械拋光液，其特征在于，
6.如權利要求1所述的化學機械拋光液，其特征在于，
7.如權利要求6所述的化學機械拋光...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬健，荊建芬，楊俊雅，王曦，鄭閃閃，蔡鑫元，唐浩杰，周靖宇，張然，魏佳，陸弘毅，
申請(專利權)人：安集微電子科技上海股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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