[发明专利]一种化学机械抛光液

说明书

本发明提供一种化学机械抛光液，其包括，二氧化硅，至少一种增速剂，唑类化合物及其衍生物。本发明大大提高SiN的抛光速度且有较低的TEOS抛光速度，同时实现降低铜的抛光速度，能够在较短的时间内对混合键合表面的碟形凹陷进行修复。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光液技术领域，尤其涉及一种具有高的氮化硅、低的二氧化硅、低的铜去除速率的化学机械抛光液。

背景技术

三维集成电路需要在两片晶圆键合的同时实现数千个芯片的内部互连，而这些需要对两片晶圆进行导电性键合，一般导电性连接可通过单纯的金属键合工艺和键合强度更高的混合键合工艺(hybrid bonding)来实现，由于单纯的金属键合工艺所能达到的强度并不理想，所以混合键合工艺是目前三维集成电路中键合工艺的首选。

混合键合技术是通过在晶圆的键合界面上的同时设置有金属和绝缘物的键合工艺，并在键合过程中需要将两片晶圆的键合界面上的金属与金属对齐、绝缘物与绝缘物对齐，并在一定的温度条件下进行键合。通常键合界面上的绝缘物的材质为二氧化硅或氮化硅，而金属的材质为铜。常见的键合过程为在晶圆的表面形成一层氮化硅，再在氮化硅表面上形成一层二氧化硅薄膜，通过光刻、刻蚀的方法形成沟槽，利用金属沉积方法填淀积金属填充于沟槽内并覆盖于薄膜表面，然后通过CMP步骤将表面的铜以及二氧化硅薄膜去除得到氮化硅及铜的界面层。混合键合表面同时存在金属和绝缘物质，对键合界面表面平坦度的要求非常高。利用高的二氧化硅、低的氮化硅去除速率的研磨液将二氧化硅薄膜去除的同时会造成较大的碟形凹陷，大大降低的表面的平坦度。为了降低这种缺陷，需要提供一种具有高的氮化硅、低的二氧化硅、低的铜去除速率的研磨液对表面进去修复，并在较短的时间内得到较高平坦度的表面。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种化学机械抛光液，通过添加含一个或多个羧基的吡啶化合物、哌啶化合物、吡咯烷化合物或吡咯化合物，并将抛光液的pH调节至上述化合物的pKa1的1.5个单位且小于6，实现大大提高SiN的抛光速度且有较低的TEOS抛光速度，同时利用唑类化合物，实现降低铜的抛光速度，能够在较短的时间内对混合键合表面的碟形凹陷进行修复。

本发明提供一种化学机械抛光液，其包括，二氧化硅，至少一种增速剂，唑类化合物及其衍生物。所述增速剂为含一个或多个羧基基团的吡啶化合物、哌啶化合物、吡咯烷化合物或吡咯化合物及其衍生物中的一种或多种，。

优选地，所述二氧化硅的质量百分比浓度为0.5～8％，更优选地，为1％～5％。

优选地，所述增速剂选自2-羧基吡啶、3-羧基吡啶、4-羧基吡啶、2,3-二羧基吡啶、2,4-二羧基吡啶、2,6-而羧基吡啶，3,5-二羧基吡啶、2-羧基哌啶，3-羧基哌啶，4-羧基哌啶，2,3-二羧基哌啶，2,4-二羧基哌啶，2,6-二羧基哌啶，3,5-二羧基哌啶，2-羧基吡咯烷，3-羧基吡咯烷，2,4-二羧基吡咯烷，2,5-二羧基吡咯烷，2-羧基吡咯，3-羧基吡咯，2,5-二羧基吡咯，3,4-二羧基吡啶中的一种或多种。

优选地，所述增速剂的质量百分比浓度为0.001～1％，更优选地，为0.01～0.5％。

优选地，所述唑类化合物及其衍生物包括1，2，3-三氮唑，1H-四氮唑，1，2，4-三氮唑，1-甲基-5氨基四氮唑，5-甲基四氮唑，1-氨基-5-巯基-1，2，4四氮唑，5-苯基四氮唑和1-苯基-5-巯基四氮唑，苯并三氮唑，5-甲基-1，2，3-苯并三氮唑，5-羧基苯并三氮唑、1-羟基-苯并三氮唑，3-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-巯基-1，2，4-三氮唑、5-乙酸-1H-四氮唑、5-甲基四氮唑和5-氨基-1H-四氮唑中的一种或多种。

优选地，所述唑类化合物及其衍生物的质量百分比浓度为0.001～3％，更优选地，为0.01～1％。