用于化学机械平面化组合物的复合磨料颗粒及其使用方法技术

包含复合颗粒(例如二氧化铈涂布的二氧化硅颗粒)的化学机械平面化(CMP)抛光组合物为抛光氧化物膜提供了低凹陷、低缺陷和高去除速率。使用软抛光垫，化学机械平面化(CMP)抛光组合物已经显示出优异的性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学机械平面化组合物的复合磨料颗粒及其使用方法相关申请的交叉引用本申请要求2015年1月12日提交的美国临时申请62/102,319和2015年9月21日提交的美国临时申请62/221,379的优先权，出于所有允许的目的，所述临时申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
本专利技术涉及用于制造半导体器件的化学机械平面化(“CMP”)抛光组合物(CMP浆料、CMP组合物或CMP制剂可互换使用)以及用于进行化学机械平面化的抛光方法。特别地，本专利技术涉及包含适用于抛光由氧化物材料组成的图案化半导体晶片的复合磨料颗粒的抛光组合物。氧化硅被广泛用作半导体工业中的介电材料。集成电路(IC)制造工艺中存在若干个CMP步骤，例如浅沟槽隔离(STI)、层间介电(ILD)CMP和门极多CMP等。典型的氧化物CMP浆料包含磨料，且具有或不具有其它化学品。其他化学品可以是改善浆料稳定性的分散剂、提高去除速率的促进剂，或者降低去除速率并停止在另一个膜(例如用于STI应用的SiN)上的抑制剂。在CMP浆料中使用的常用磨料如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛等等中，二氧化铈因其对于二氧化硅的高反应性而为人所熟知本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光组合物，其包含：复合颗粒，所述复合颗粒包含具有被纳米颗粒覆盖的表面的核颗粒；添加剂，所述添加剂选自具有选自以下官能团的化合物：有机羧酸、氨基酸、酰胺基羧酸、N‑酰基氨基酸、及其盐；有机磺酸及其盐；有机膦酸及其盐；聚合羧酸及其盐；聚合磺酸及其盐；聚合膦酸及其盐；芳基胺、氨基醇、脂族胺、杂环胺、异羟肟酸、取代酚、磺酰胺、硫醇、具有羟基的多元醇；及其组合；pH调节剂，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铵、有机氢氧化季铵及其组合；和其余是水；其中所述核颗粒选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、聚合物颗粒及其组合；并且所述纳米颗粒选自锆、钛、铁、锰、锌、铈、钇、钙、镁、氟、...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.12 US 62/102,319;2015.09.21 US 62/221,3791.一种抛光组合物，其包含：复合颗粒，所述复合颗粒包含具有被纳米颗粒覆盖的表面的核颗粒；添加剂，所述添加剂选自具有选自以下官能团的化合物：有机羧酸、氨基酸、酰胺基羧酸、N-酰基氨基酸、及其盐；有机磺酸及其盐；有机膦酸及其盐；聚合羧酸及其盐；聚合磺酸及其盐；聚合膦酸及其盐；芳基胺、氨基醇、脂族胺、杂环胺、异羟肟酸、取代酚、磺酰胺、硫醇、具有羟基的多元醇；及其组合；pH调节剂，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铵、有机氢氧化季铵及其组合；和其余是水；其中所述核颗粒选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、聚合物颗粒及其组合；并且所述纳米颗粒选自锆、钛、铁、锰、锌、铈、钇、钙、镁、氟、镧、锶的化合物的纳米颗粒及其组合；复合颗粒在崩解力下的粒度分布的变化小于10％；和所述抛光组合物的pH为约2至约12。2.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述核颗粒是二氧化硅颗粒，所述纳米颗粒是二氧化铈纳米颗粒，并且所述复合颗粒是二氧化铈涂布的二氧化硅复合颗粒。3.根据权利要求2所述的抛光组合物，其中所述复合颗粒是具有被单晶二氧化铈纳米颗粒覆盖的表面的无定形二氧化硅二氧化铈颗粒。4.根据权利要求1所述的抛光组合物，其pH为4至10；并且复合颗粒在崩解力下的粒度分布的变化小于5％。5.根据权利要求1所述的抛光组合物，其包含二氧化铈涂布的二氧化硅复合颗粒，选自聚丙烯酸(PAA)或盐、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)及其组合的添加剂；氢氧化铵；其pH为4.5至7.5；并且复合颗粒在崩解力下的粒度分布的变化小于2％。6.根据权利要求1所述的抛光组合物，其还包含：表面活性剂，所述表面活性剂选自a)非离子表面润湿剂；b)阴离子表面润湿剂；c)阳离子表面润湿剂；d)两性表面润湿剂；及其混合物；和生物生长抑制剂，所述生物生长抑制剂选自四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、烷基链范围为1至约20个碳原子的烷基苄基二甲基氯化铵、烷基链范围为1至约20个碳原子的烷基苄基二甲基氢氧化铵、亚氯酸钠、次氯酸钠及其组合。7.一种用于对包括具有至少一个氧化物层的至少一个表面的半导体衬底进行化学机械平面化的抛光方法，所述方法包括以下步骤：a)使所述至少一个氧化物层与抛光垫接触；b)将抛光组合物递送至所述至少一个表面，所述抛光组合物包含：复合颗粒，所述复合颗粒包含具有被纳米颗粒覆盖的表面的核颗粒；添加剂，所述添加剂选自具有选自以下官能团的化合物：有机羧酸、氨基酸、酰胺基羧酸、N-酰基氨基酸、及其盐；有机磺酸及其盐；有机膦酸及其盐；聚合羧酸及其盐；聚合磺酸及其盐；聚合膦酸及其盐；芳基胺、氨基醇、脂族胺、杂环胺、异羟肟酸、取代酚、磺酰胺、硫醇、具有羟基的多元醇；及其组合；pH调节剂，所述pH调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化铵、有机氢氧化季铵及其组合；和其余是水；其中复合颗粒在崩解力下的粒度分布的变化小于10％；所述核颗粒选自二氧化硅、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、聚合物颗粒及其组合；并且所述纳米颗粒选自锆、钛、铁、锰、锌、铈、钇、钙、镁、氟、镧、锶的化合物的纳米颗粒及其组合；和所述抛光组合物的pH为约2至约12；和c)用所述抛光组合物抛光所述至少一个氧化物层。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述纳米颗粒是二氧化铈纳米颗粒，所述纳米颗粒是二氧化铈纳米颗粒，并且所述复合颗粒是具有被单晶二氧化铈...

【专利技术属性】
技术研发人员：周鸿君，JA·T·施瓦茨，M·格瑞夫，史晓波，K·P·穆瑞拉，S·C·文彻斯特，J·E·Q·哈格赫斯，M·L·奥奈尔，A·J·多德，D·C·塔姆波利，R·M·马查多，
申请(专利权)人：弗萨姆材料美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US