化学机械抛光组合物和方法技术

化学机械抛光组合物和方法。提供了一种化学机械抛光组合物，所述化学机械抛光组合物基本上由作为初始组分的下述物质组成：水；0.01-0.5wt％的唑抑制剂；0.01-0.5wt％的络合剂；0-1.0wt％的卤化铵；0.01—1wt％的含磷试剂，其中，含磷试剂为磷酸；0.05-1.0wt％的水溶助剂；0-5.0wt％的氧化剂；0.005-1.0wt％的聚乙烯基烷基醚；0-0.01wt％的杀生物剂，其中，杀生物剂为噻唑啉衍生物；以及，pH调节剂；其中，化学机械抛光组合物设计的抛光pH为8-12；以及，其中，化学机械抛光组合物显示出稳定的制造级的低k介电材料去除速率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】。提供了一种化学机械抛光组合物，所述化学机械抛光组合物基本上由作为初始组分的下述物质组成：水；0.01-0.5wt％的唑抑制剂；0.01-0.5wt％的络合剂；0-1.0wt％的卤化铵；0.01—1wt％的含磷试剂，其中，含磷试剂为磷酸；0.05-1.0wt％的水溶助剂；0-5.0wt％的氧化剂；0.005-1.0wt％的聚乙烯基烷基醚；0-0.01wt％的杀生物剂，其中，杀生物剂为噻唑啉衍生物；以及，pH调节剂；其中，化学机械抛光组合物设计的抛光pH为8-12；以及，其中，化学机械抛光组合物显示出稳定的制造级的低k介电材料去除速率。【专利说明】
本专利技术一般地涉及化学机械抛光领域。特别地，本专利技术涉及抛光半导体晶片的，其中，对于给定抛光垫的使用寿命，在抛光多个待抛光晶片中的第110个抛光晶片之后，低k介电材料的去除速率保持稳定。
技术介绍
在集成电路制造中，半导体工业越来越依赖于铜的电互连。制造集成电路的典型工艺使用金属镶嵌(damascene)型结构的铜。在该制备工艺中，大量过剩的铜一般沉积在晶片表面。通常，使用涉及初次去除和平坦化步骤的多步铜处理，其中，化学机械平坦化用来去除上覆的铜(即，步骤I的铜CMP处理)，接着进行阻挡层CMP处理(即，步骤2的CMP处理)。在步骤I的铜CMP处理中，铜是有效地进行CMP处理的唯一材料。相应地，制造者通常使用具有高的铜去除速率的铜浆料进行步骤I的铜CMP处理。然而，在步骤2的CMP处理中；在有效地进行CMP处理的基片表面处还存在或者出现除铜以外的其它材料。相应地，制造者使用阻挡层浆料进行步骤2的CMP处理。由于集成电路芯片设计和制造工艺不同，不同的制造者对于步骤2中使用的阻挡层浆料具有不同的去除速率需求。也就是说，在集成电路(即，半导体晶片)制造中，使用了大量的材料制品。典型地；然而，在步骤2的CMP处理中存在三类材料，即:导电层材料(例如，铜)；粘附/阻挡层材料(例如，钽、氮化钽、钽-氮化硅、钛、氮化钛、钛-氮化硅、钛-氮化钛、钛-钨、钨、氮化钨和钨-氮化硅);以及介电材料(例如，TEOS和低k材料，如碳掺杂氧化物)。相应地，假设多种材料有效地进行步骤2中的CMP处理，为了提供期望的抛光结果，关键在于使用具有适当调整的去除速率和去除速率选择性组合的阻挡层浆料。Liu等人在美国专利N0.7，300, 602中公开了一种步骤2的CMP处理中所使用的抛光组合物，用于在互连金属和电介质存在下去除阻挡层材料。Liu等人公开了用于在互连金属和电介质存在下去除阻挡层材料的抛光液，包含0.1-10重量％的过氧化氢，选自硝酸、硫酸、盐酸和磷酸的用于将抛光液的PH水平调节至小于3的至少一种pH调节剂，用于降低互连金属去除速率的0.25-1.7重量％的苯并三唑抑制剂，0-10重量％的表面活性剂，0.01-10重量％的平均颗粒尺寸小于50nm的胶体二氧化硅以及余量的水和偶然杂质，并且，在垂直于晶片方向上所测的抛光垫压力小于15kPa的条件下进行测定时，抛光液具有至少3: I的氮化钽对铜的选择比，以及至少3: I的氮化钽对TEOS的选择比。尽管如此，仍然持续地存在对其它化学机械抛光组合物的需求，用于在步骤2的CMP处理中，相对于互连金属和介电材料，包括低k介电材料，能够选择性地去除阻挡层材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种化学机械抛光组合物，其基本上由作为初始组分的下述物质组成:水；0.01-0.5界七％的唑(azole)抑制剂，其中，唑抑制剂选自苯并三唑(BTA)，巯基苯并三唑(MBT)，甲苯并三唑(TTA)，咪唑及其组合；0.01-0.5被％的络合剂，其中，络合剂选自柠檬酸、乳酸、苹果酸、马来酸、丙二酸、草酸、酒石酸及葡萄糖酸；O-LOwt^的卤化铵，其中，卤化铵选自氯化铵、溴化铵和氟化铵；0.01-lwt%的含磷试剂，其中，含磷试剂为磷酸；0.05-1.0wt%的水溶助剂,其中，水溶助剂选自苯磺酸盐(benzene sulfonate)、(^_4烷基苯横酸盐(alkylbenzene sulfonates)、二-Q_4 烷基苯横酸盐(alkylbenzenesulfonates)、Cp1。烷基磺酸(alkane sulfonate)及其盐；0.l-40wt%的胶体二氧化娃磨料；0_5.0wt%的氧化剂；0.005-1.0wt%的聚乙烯基烷基醚；0-0.01wt%的杀生物剂(biocide),其中，杀生物剂为噻唑啉衍生物；以及PH调节剂；其中，化学机械抛光组合物设计的抛光pH为8-12 ；以及，其中，化学机械抛光组合物显示出稳定的制造级的低k介电材料去除速率。本专利技术提供一种化学机械抛光组合物，其基本上由作为初始组分的下述物质组成:水；0.02-0.04wt%的唑抑制剂，其中，唑抑制剂是苯并三唑；0.1-0.4被％的络合剂，其中，络合剂是柠檬酸；0.1-0.3被％的卤化铵，其中，卤化铵是氯化铵；0.05-0.1wt %的含磷试剂，其中，含磷试剂是磷酸；0.3-0.8wt%的水溶助剂，其中水溶助剂是下式: H3C- (CH2) 7-S03Na ； 20-30wt%的胶体二氧化娃磨料,其中，胶体二氧化娃磨料的平均颗粒尺寸(IOOnm ；0.1-0.5被％的氧化剂，其中，氧化剂是H2O2 ；0.008-0.03wt%的聚乙烯基烷基醚；以及0.001-0.009wt%的杀生物剂，其中，杀生物剂为噻唑啉衍生物；其中，化学机械抛光组合物设计的抛光pH为8-12 ;以及，其中，化学机械抛光组合物显示出稳定的制造级的低k介电材料去除速率。本专利技术提供了对多个基片进行化学机械抛光的方法，包括:提供至少150个不同的具有待抛光表面的半导体片基片，其中，待抛光表面包含低k介电材料；提供化学机械抛光垫，其中，化学机械抛光垫包含聚氨酯；提供化学机械抛光组合物，其中，化学机械抛光组合物基本上由作为初始组分的下述物质组成:水；0.01-0.5wt%的唑抑制剂，其中，唑抑制剂选自苯并三唑(BTA)、巯基苯并三唑(MBT)、甲苯并三唑(TTA)、咪唑及其组合；0.01-0.5被％的络合剂，其中，络合剂选自柠檬酸、乳酸、苹果酸、马来酸、丙二酸、草酸、酒石酸及葡萄糖酸；0-l.0wt %的卤化铵，其中，卤化铵选自氯化铵、溴化铵及氟化铵；0.01-1wt %的含磷试剂，其中，含磷试剂为磷酸；0.05-1.0wt %的水溶助剂，其中，水溶助剂选自苯磺酸盐、Ci_4烷基苯磺酸盐、二-CV4烷基苯磺酸盐、C5,烷基磺酸盐及其盐；0.l-40wt %的胶体二氧化娃磨料；0-5.0wt %的氧化剂；0.005-1.0wt %的聚乙烯基烷基醚；0-0.01wt %的杀生物剂，其中，杀生物剂为噻唑啉衍生物；以及，pH调节剂；其中，化学机械抛光组合物的PH为8-12 ;在化学机械抛光垫与所述至少150个不同的半导体晶片基片的每一个基片之间的界面处依次形成动态接触；以及，在化学机械抛光垫与所述至少150个不同的半导体晶片基片的每一个基片之间的界面处或附近，向化学机械抛光垫上配送化学机械抛光组合物，以便对所述至少150个不同的半导体晶片基片的每一个基片的待抛光表面进行抛光，从而提供至少150个抛光晶片；其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王红雨，D·莫斯利，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料CMP控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：