具有增強的缺陷減少的拋光組合物和拋光襯底的方法技術

一種含水堿性化學機械拋光組合物，其包含具有苯基的季銨化合物，該季銨化合物使能夠實現氧化硅襯底上的增強的缺陷減少，并使能夠在化學機械拋光期間實現良好的氧化硅去除速率?；瘜W機械拋光期間實現良好的氧化硅去除速率。

【技術實現步驟摘要】
具有增強的缺陷減少的拋光組合物和拋光襯底的方法


[0001]本專利技術涉及一種具有增強的缺陷減少與良好的電介質去除速率的堿性拋光組合物和拋光襯底的方法。更具體地，本專利技術涉及一種具有增強的缺陷減少與良好的電介質去除速率的堿性拋光組合物和拋光襯底的方法，其中拋光組合物包含具有苯基的季銨化合物以增強減少襯底上的缺陷，這些襯底包括氧化硅的電介質，并且其中從該襯底上去除該氧化硅中的至少一些。

技術介紹

[0002]在集成電路以及其他電子裝置的制造中，將多層導電材料、半導電材料以及介電材料沉積在半導體晶片的表面上或從半導體晶片的表面上去除。可以通過若干種沉積技術來沉積導電材料、半導電材料以及介電材料的薄層。在現代加工中常見的沉積技術包括物理氣相沉積(PVD)(也稱為濺射)、化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強的化學氣相沉積(PECVD)、以及電化學電鍍(ECP)。
[0003]隨著材料層被依次地沉積和去除，晶片的最上表面變成非平面的。因為后續的半導體加工(例如，金屬化)要求晶片具有平坦的表面，所以需要對晶片進行平坦化。平坦化可用于去除不希望的表面形貌和表面缺陷，諸如粗糙表面、附聚的材料、晶格損傷、劃痕、以及被污染的層或材料。
[0004]化學機械平坦化、或化學機械拋光(CMP)是用于將襯底(諸如半導體晶片)平坦化的常見技術。在常規的CMP中，晶片被安裝在托架組件上并且被定位成與CMP設備中的拋光墊接觸。托架組件向晶片提供可控的壓力，從而將晶片壓靠在拋光墊上。該墊通過外部驅動力相對于晶片移動(例如，旋轉)。與此同時，在晶片與拋光墊之間提供拋光組合物(“漿料”)或其他拋光液。因此，通過墊表面和漿料的化學和機械作用將晶片表面拋光并且使其成為平面。
[0005]某些先進裝置設計要求在較低的使用點(POU)磨料重量％下提供增強的氧化硅去除效率以及減少的劃痕缺陷以改進整個拋光方法和產物產率％的拋光組合物。隨著半導體裝置上結構大小不斷縮小，曾經可接受用于平坦化和減少拋光介電材料的缺陷的性能標準變得越來越難以接受。曾經被認為是可接受的劃痕現今成為產率限制。
[0006]因此，需要展現出所希望的平坦化效率、均勻性和電介質去除速率同時最小化諸如劃痕的缺陷的拋光組合物和拋光方法。

技術實現思路

[0007]本專利技術提供一種化學機械拋光組合物，其包含：水；磨料；任選地pH調節劑；任選地殺生物劑；大于7的pH；以及具有式(I)的季銨化合物：
[0008][0009]其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
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是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組成的組的陰離子。
[0010]本專利技術還提供了一種化學機械拋光組合物，其包含：水；0.1至40wt％的磨料；任選地pH調節劑；任選地殺生物劑；大于7的pH；0.001至1wt％的具有式(I)的季銨化合物：
[0011][0012]其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
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是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組成的組的陰離子。
[0013]本專利技術進一步提供了一種化學機械拋光組合物，其包含：水；5至25wt％的膠體二氧化硅磨料；pH調節劑；任選地殺生物劑；8
?
13的pH；0.001至1wt％的具有式(I)的季銨化合物：
[0014][0015]其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
?
是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組成的組的陰離子。
[0016]本專利技術提供了一種用于對襯底進行化學機械拋光的方法，所述方法包括：提供襯底，其中所述襯底包含氧化硅；提供化學機械拋光組合物，其包含：水；磨料；任選地pH調節劑；任選地殺生物劑；大于7的pH；具有(I)的季銨化合物：
[0017][0018]其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并
且X
?
是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組成的組的陰離子；
[0019]提供具有拋光表面的化學機械拋光墊；用3至35kPa的下壓力在所述化學機械拋光墊的拋光表面與所述襯底之間的界面處產生動態接觸；以及在所述化學機械拋光墊與所述襯底之間的界面處或界面附近將所述化學機械拋光組合物分配到所述化學機械拋光墊上；并且其中將所述氧化硅中的一些從所述襯底上去除。
[0020]本專利技術的化學機械拋光組合物和方法使能夠實現增強的缺陷減少，并且使能夠實現良好的氧化硅去除速率。
具體實施方式
[0021]如本說明書通篇所使用的，除非上下文另外指示，否則以下縮寫具有以下含義：L＝升；mL＝毫升；kPa＝千帕；＝埃；nm＝納米；min＝分鐘；rpm＝每分鐘轉數；wt％＝重量百分比；RR＝去除速率；mmol＝毫摩爾；Br
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＝溴離子；Cl
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＝氯離子；I
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＝碘離子；F
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＝氟離子；OH
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＝氫氧根；PS＝本專利技術的拋光漿料；PC＝對比拋光漿料。
[0022]術語“化學機械拋光”或“CMP”是指單獨地憑借化學和機械力來拋光襯底的工藝，并且其區別于其中向襯底施加電偏壓的電化學
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機械拋光(ECMP)。在說明書中術語“季銨化合物”和“季銨鹽”可互換使用，因為季銨化合物是水溶性或水可分散性鹽。術語“TEOS”意指由原硅酸四乙酯(Si(OC2H5)4)分解而形成的氧化硅。在通篇說明書中，術語“組合物”和“漿料”可互換使用。術語“鹵離子”意指氯離子、溴離子、氟離子和碘離子。術語“一個/種(a/an)”是指單數和復數二者。除非另外指出，否則所有百分比均為按重量計的。所有數值范圍都是包含端值的，并且可按任何順序組合，除了此數值范圍被限制為加起來最高達100％是合乎邏輯的情況之外。
[0023]本專利技術的化學機械拋光組合物可用于拋光包含氧化硅的襯底?；瘜W機械拋光組合物包含以下項(優選由以下項組成)：水；磨料；任選地pH調節劑；任選地殺生物劑；大于7的pH；以及用于減少缺陷并提高氧化硅從襯底的去除速率的具有式(I)的季銨化合物：
[0024][0025]其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
?...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種化學機械拋光組合物，其包含：水；磨料；任選地pH調節劑；任選地殺生物劑；大于7的pH；以及具有式(I)的季銨化合物：其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
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是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組成的組的陰離子。2.如權利要求1所述的化學機械拋光組合物，其中，所述化學機械拋光組合物包含：所述水；0.1至40wt％的所述磨料；任選地所述pH調節劑；任選地所述殺生物劑；所述大于7的pH；0.001至1wt％的具有所述式(I)的所述季銨化合物：其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
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是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組成的組的陰離子。3.如權利要求1所述的化學機械拋光組合物，其中，所述化學機械拋光組合物包含：所述水；5至25wt％的所述磨料，其中所述磨料是膠體二氧化硅磨料；所述pH調節劑；所述殺生物劑；8
?
13的pH；0.01至1wt％的具有所述式(I)的所述季銨化合物：其中R1、R2和R3獨立地選自由以下組成的組：苯基、芐基和直鏈或支鏈C1?
C5烷基；并且X
?
是選自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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組...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭毅，
申請(專利權)人：羅門哈斯電子材料CMP控股股份有限公司，
類型：發明
國別省市：