本发明专利技术提供一种化学机械抛光(CMP)组合物，包含：(A)用作缓蚀剂的一种或多种选自苯并三唑衍生物的化合物和(B)无机颗粒、有机颗粒或其复合物或混合物。本发明专利技术还涉及某些选自苯并三唑衍生物的化合物作为缓蚀剂的用途，尤其是用于提高化学机械抛光(CMP)组合物自用于制造半导体器件的基底在铜存在于所述基底上而去除钽或氮化钽的选择性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】包含苯并三唑衍生物作为缓蚀剂的化学机械抛光组合物 专利
本专利技术涉及一种包含一种或多种特定苯并三唑（BTA)衍生物的化学机械抛光组 合物以及所述特定苯并三唑衍生物作为缓蚀剂和/或添加剂在提高化学机械抛光（CMP)组 合物的选择性中的用途。本专利技术还涉及制造半导体器件的相应方法，包括在CMP组合物存 在下化学机械抛光基底。 现有技术描述 在半导体工业中，化学机械抛光为用于制造先进的光学、微电子机械和微电子材 料和装置，例如半导体晶片的熟知技术。 在制造用于半导体工业的材料和装置的过程中，化学机械抛光（CMP)用于使金属 和/或氧化物表面平坦化。CMP利用化学与机械作用的相互作用提高待抛光表面的平坦性。 化学以及机械作用由也称作CMP组合物或CMP浆料的化学机械抛光组合物提供。抛光作用 通常由一般地压在待抛光表面上且安放在移动压板上的抛光垫进行。压板的移动通常为线 性、旋转或轨道式。在典型CMP方法步骤中，旋转晶片夹持具使待抛光晶片与抛光垫接触。 一般将CMP组合物应用于待抛光晶片和抛光垫之间。 在许多情况下，理想的是上述化学机械抛光就通过抛光/平坦化方法去除的特定 层或材料而言以高选择性进行。当CMP以高选择性进行时，所选材料或层的去除速率显著 高于在被抛光工件表面处暴露的其他材料或层的去除速率。 铜（Cu)和铜基合金（本申请公开中所用符号Cu是指高纯度单质铜，表述"铜基合 金"是指含有至少80重量％铜的合金）通常作为金属互连材料使用。然而，当Cu或Cu基 合金用于金属化时，通常需要在Cu或Cu基合金金属化结构特征（feature)与相邻的介电 绝缘材料薄层（中间层电介质（ILD)或金属间电介质（Hffi)之间提供扩散阻挡。当前，含 钽（Ta)层如单质Ta和氮化钽（TaN)最常用于这些阻挡目的。 在半导体器件的生产链中，为了去除阻挡层（TaN、TiN、Ta、Ti等），使用阻挡化学 机械抛光（阻挡CMP)。理想地进行该方法步骤，使得阻挡材料在不破坏晶片表面、导线（Cu 或Cu基合金，参见上文）或介电绝缘材料（参见上文）下去除。 在CMP步骤期间，特别地在阻挡CMP期间，取决于晶片堆栈，已尝试在所需速 率和选择性下抛光不同层以得到所需的无缺陷表面。例如参见US2009/0311864A1和 US2005/0076578A1。 包含缓蚀剂的CMP组合物是已知的，以控制金属表面的腐蚀。一般而言，该缓蚀剂 附着在待抛光表面以形成保护性膜。苯并三唑（BTA)和某些BTA衍生物已知为缓蚀剂，参 见US 2009/0311864 Al 以及"Chemical Mechanical Planarization of Microelectronic Materials(Joseph M. Steigerwald, Shyam P. Murarka, Ronald J. Gutmann), ffiley-VCH, 2008 〇 如下文献公开了特定苯并三唑衍生物：US 2008/0105652 AU US 2008/0067077 AUUS 2007/0128872 AUUS 2007/0082456 AUUS 2005/0090104 AUUS 6821309 B2、US 6565619 Bl0 本专利技术目的 本专利技术的一个目的在于提供适用于化学机械抛光（CMP)用于半导体工业的基底， 特别地适用于化学机械抛光包含如下物质的基底的化学机械抛光（CMP)组合物： (1)铜或铜合金，和/或 (2)钽、氮化钽、钛、氮化钛、钌、钴或其合金。 更特别地，待提供的化学机械抛光（CMP)组合物应对第一金属或合金的去除速率 与第二金属或合金的去除速率之比有影响，甚至更特别地，如果铜和钽存在于基底中，则在 CMP加工期间对钽（或钽合金）的去除速率与铜（或铜合金）的去除速率之比有影响。根 据相关方面，本专利技术目的在于提供一种适用于化学机械抛光用于半导体工业的基底的CMP 组合物，其在CMP加工包含铜和钽的基底期间提供钽的高去除速率（优选与钽去除相对于 铜的高选择性组合）。待提供的CMP组合物应优选具有在CMP方法中不去除的材料如铜和 /或低k材料相对于钽的低材料去除速率（MRR)。 此外，CMP组合物应是其中不会发生相分离的稳定配制剂或分散体。 只要阻挡层和低k或超低k材料存在于所用半导体基底中，本专利技术CMP组合物应 优选去除阻挡层和保持低k和超低k材料的整体性，即就MRR而言对阻挡层应具有比低k或 超低k材料特别高的选择性。特别地，只要铜层、阻挡层和低k或超低k材料存在于待抛光 基底中，本专利技术CMP组合物应表现出尽可能多的以下性能的组合：(a)阻挡层的高MRR，（b) 铜层的低MRR，（c)低k或超低k材料的低MRR，（d)就MRR而言阻挡层相对于铜层的高选 择性，（e)就MRR而言阻挡层相对于低k和超低k材料的高选择性。最特别地，只要铜层、 钽或氮化钽层和低k或超低k材料存在于待抛光基底中，本专利技术CMP组合物应表现出尽可 能多的以下性能的组合：(a'）钽或氮化钽的高MRR，（b'）铜层的低MRR，（c'）低k或超低 k材料的低MRR，（d'）就MRR而言钽或氮化钽相对于铜的高选择性，和（e'）就MRR而言钽 或氮化钽相对于低k或超低k材料的高选择性。 此外，本专利技术CMP组合物应表现出长贮存期，同时保持阻挡层的高MRR。 本专利技术的相关目的在于提供一种制造半导体器件的方法，包括化学机械抛光基 底，特别地包含钽层和/或铜层的基底。 本专利技术的另一目的在于提供缓蚀剂，尤其是用于提高化学机械抛光（CMP)组合物 自用于制造半导体器件的基底在铜存在于所述基底上就去除钽而言的选择性。 专利技术概述 根据本专利技术第一方面，提供一种化学机械抛光（CMP)组合物，其包含：(A) -种或 多种式（1)化合物： 其中式（1)中的虚线对各自表示双键或各自表示单键， 其中 (i)当式（1)中的每对虚线表示双键时， R1和R2之一为氢且R1和R 2中另一个选自氯、溴、具有3-6个碳原子的烷基、苯甲 酰基和-C00R3,其中R3选自具有3-6个碳原子的烷基或者R 3为包含选自-(CH2-CH2-O)n-H 和-(CH2 CH2-O)n CH3的结构单元的取代基，其中在每种情况下η为1-15的整数， 或者 R1和R 2均独立地选自溴和氯， 和 (ii)当式（1)中的每对虚线表示单键时， R1和 R 2为氢， 或者R1和R2之一为氢且R1和R 2中另一个选自氯、溴、具有3-6个碳原子的烷基、苯 甲酰基和-C00R3,其中R3选自具有3-6个碳原子的烷基或者R 3为包含选自-(CH 2-CH2-0) n-H和-(CH2 CH2-O)n CH3的结构单元的取代基，其中在每种情况下η为1-15的整数， 或者 R1和R2均独立地选自溴和氯， (B)无机颗粒、有机颗粒或其复合物或混合物， 其中选自镁和钙的阳离子的总量基于相应CMP组合物的总重量为小于lppm。 当式（1)中的每对虚线表示双键时，式（1)中的六元环呈芳族状态。 当R1为烷基时，优选所述烷基选自叔丁基和仲丁基。 当R1和R 2均不为氢时，优选R 1和R 2均为溴。 当 R1 或 R2为-COOR3,其中 R3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学机械抛光(CMP)组合物，其包含：(A)一种或多种式(1)化合物：其中式(1)中的虚线对各自表示双键或各自表示单键，其中(i)当式(1)中的每对虚线表示双键时，R1和R2之一为氢且R1和R2中另一个选自氯、溴、具有3‑6个碳原子的烷基、苯甲酰基和–COOR3，其中R3选自具有3‑6个碳原子的烷基或者R3为包含选自–(CH2‑CH2‑O)n‑H和‑(CH2‑CH2‑O)n‑CH3的结构单元的取代基，其中在每种情况下n为1‑15的整数，或者R1和R2均独立地选自溴和氯，和(ii)当式(1)中的每对虚线表示单键时，R1和R2为氢，或者R1和R2之一为氢且R1和R2中另一个选自氯、溴、具有3‑6个碳原子的烷基、苯甲酰基和–COOR3，其中R3选自具有3‑6个碳原子的烷基或者R3为包含选自–(CH2‑CH2‑O)n‑H和‑(CH2‑CH2‑O)n‑CH3的结构单元的取代基，其中在每种情况下n为1‑15的整数，或者R1和R2均独立地选自溴和氯，(B)无机颗粒、有机颗粒或其复合物或混合物，其中选自镁和钙的阳离子的总量基于相应CMP组合物的总重量为小于1ppm。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·赖夏特，M·卡勒，M·劳特尔，Y·李，A·克里普，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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