包括高度支化聚合物的抛光系统技术方案

本发明专利技术提供一种抛光系统及其使用方法，该系统包括（ａ）液体载体，（ｂ）具有５０％或更大支化度的聚合物，（ｃ）抛光垫、磨料或其组合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括高度支化聚合物的抛光系统
本专利技术涉及一种用于化学-机械抛光的包括高度支化聚合物的抛光系统。
技术介绍
集成电路由数百万个在基材(如硅片)中或上形成的有源器件组成。有源器件化学且物理地接入基材中，并通过使用多层互连相互连接，以形成功能电路。典型的多层互连包括第一金属层、中间层(interlevel)介电层和有时的第三且随后的金属层。中间层介电材料用于使不同金属层电绝缘，该介电材料例如掺杂及未掺杂的二氧化硅(SiO2)和/或低-κ介电材料。不同互连层间的电连接通过使用金属通路(vias)进行。例如，美国专利No.5,741,626描述一种制备介电TaN层的方法。另外，美国专利No.4,789,648描述一种在绝缘薄膜中制备多金属化层和金属化通路的方法。以类似方式，金属触点用于在互连层和井中(in a well)形成的器件之间形成电互连。金属通路和触点可用各种金属和合金填充，如钛(Ti)、氮化钛(TiN)、铝-铜(Al-Cu)、铝-硅(Al-Si)、铜(Cu)、钨(W)、铂(Pt)、钌(Ru)、铱(Ir)及其组合(以后称为“通路金属”)。通路金属一般利用粘附层(即，阻挡膜)，如钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钨(W)或氮化钨(WN)阻挡膜，以使通路金属附着到SiO2基材上。在接触层，阻挡膜作为扩散隔膜，以防止通路金属与SiO2反应。在一种半导体制造方法中，金属通路和/或触点通过毯状(blanket)金属沉积随后进行化学-机械抛光(CMP)步骤而形成。在典型方法中，蚀刻通路孔通过中间层介电材料(ILD)到互连线或半导体基材。接着，在ILD上形成阻挡膜，并将阻挡膜引入经蚀刻的通路孔。然后，将通路金属毯式沉积于阻挡膜上，并沉积到通路孔中。继续沉积，直到通路孔充满毯式沉积的金属。最后，由化学-机械抛光(CMP)方法除去过量金属，以形成金属通路。通路的制造和/或CMP的方法公开在美国专利No.4,671,851、4,910,155和-->4,944,836中。典型金属CMP系统包含磨料，如悬浮于氧化、水介质中的硅石或氧化铝。例如，美国专利No.5,244,534公开了一种含氧化铝、过氧化氢及氢氧化钾或氢氧化铵的系统，该系统用于除去钨，且很少量除去下面的绝缘层。美国专利No.5,209,816公开了一种用于铝抛光的系统，该系统包括在水介质中的高氯酸、过氧化氢及固体磨料。美国专利No.5,340,370公开了一种含铁氰化钾、乙酸钾、乙酸及硅石的钨抛光系统。美国专利No.5,391,258和5,476,606公开了一种用于金属和硅石的复合物抛光的系统，该系统包括水介质、磨料颗粒及控制硅石移除速率的阴离子。美国专利No.5,770,095公开了一种抛光系统，该系统包括氧化剂、化学剂及选自氨基乙酸及氨基硫酸的蚀刻剂。美国专利No.6,290,736公开了一种用于贵金属表面抛光的抛光组合物，组合物包括磨料、卤素化合物及碱性水溶液。用于CMP方法的其它抛光系统描述于美国专利No.4,956,313、5,137,544、5,157,876、5,354,490和5,527,423。钛、氮化钛和类似金属如钨的阻挡膜具有类似于通路金属的化学活性。因此，可有效用单系统以类似速率使Ti/TiN阻挡膜和通路金属二者抛光。但是，Ta和TaN阻挡膜与Ti、TiN等阻挡膜显著不同。与Ti和TiN比较，Ta和TaN在化学性质上为相对惰性。因此，前述系统在抛光钽层时显著不如在抛光钛层时有效(例如，钽移除速率显著低于钛移除速率)。虽然由于其类似的高移除速率，通路金属及阻挡层金属常规地用单系统抛光，但用常规的抛光系统联合抛光通路金属和钽及类似材料产生不理想效果，如氧化物侵蚀及通路金属凹陷。当贵金属用作通路金属时，观察到与氧化物侵蚀的类似问题。贵金属具有显著更低的化学活性，且通过常规的CMP组合物不能够充分抛光。贵金属的有效平面化通常需要具有碱性pH的CMP组合物，导致不期望的氧化物层的高移除速率。因此，在某种意义上仍需要抛光包括第一金属层和第二层的基材的系统、组合物和/或方法，使得第一金属层的平面化效率、均匀性及移除速率最大化，而第二层的平面化最小化，由此使不期望的效果最小，如第一金属层凹陷、表面缺陷及对下面形貌的伤害。本专利技术提供这样的系统、组合物及方法。从这里提供的本专利技术的说明，本专利技术的这些及其它特征及优势-->将显而易见。
技术实现思路
本专利技术提供一种抛光系统，包括(a)液体载体，(b)具有50％或更大支化度的聚合物，和(c)抛光垫、磨料或其组合。本专利技术进一步提供使基材抛光的方法，其包括(i)使基材与抛光系统接触和(ii)研磨至少部分基材以使基材抛光。具体实施方式本专利技术涉及一种用于基材(如半导体基材)抛光的抛光系统，例如，化学-机械抛光(CMP)系统。该抛光系统包括(a)液体载体，(b)高度支化聚合物，和(c)抛光垫、磨料或其组合。本文所述的抛光系统期望地包括磨料和抛光垫。磨料可为任何合适的形式(例如，磨料颗粒)。磨料可固定于抛光垫上和/或可为微粒形式并悬浮于液体载体中。抛光垫可为任何合适的抛光垫。磨料(悬浮于液体载体中时)和高度支化聚合物及悬浮于液体载体中的任何其它组分形成抛光(例如，CMP)系统的抛光组合物。磨料可为任何合适的磨料，例如磨料可为天然的或合成的，并可包括金刚石(例如，多晶金刚石)、石榴石、玻璃、金刚砂、金属氧化物、碳化物、氮化物等。磨料期望地包括金属氧化物。合适的金属氧化物包括选自氧化铝、硅石、氧化钛、氧化铈、氧化锆、氧化锗、氧化镁、其共形成产物及其组合的金属氧化物。磨料颗粒一般具有20nm至500nm的平均粒径(例如，平均颗粒直径)。磨料颗粒优选具有70nm至300nm的平均粒径(例如，100nm至200nm)。当磨料存在于抛光系统且悬浮于液体载体时(即，当磨料为抛光组合物的组分时)，在抛光组合物中可存在任何合适量的磨料。典型地，在抛光组合物中存在0.1重量％或更多(例如，0.5重量％或更多)的磨料。更典型地，在抛光组合物中存在1重量％或更多的磨料。抛光组合物中磨料的量典型地不超过30重量％，更典型地不超过20重量％(例如，不超过10重量％)。液体载体用于使磨料(当存在于抛光组合物中时)、高度支化聚合物及任何其它添加剂容易涂到待抛光或平面化的适合基材的表面上。液体载体可-->为任何合适的液体载体。液体载体一般为水、水和适合水溶性溶剂的混合物、或乳液。液体载体优选包括水、基本上由水组成或由水组成，更优选去离子水。期望地，高度支化聚合物可溶于或可乳化于液体载体。高度支化聚合物可为任何合适的聚合物或共聚物。有两种通常种类的高度支化聚合物：具有清晰结构的特制(tailored)大分子(例如，枝状聚合物、梳型聚合物、接枝聚合物、瓶刷(bottle brush)聚合物)及无规(统计学上)支化聚合物。聚合物可为枝状聚合物(例如，星放射状枝状化合物(dendrimer))、梳型聚合物或共聚物(例如，帘型(curtain-type)聚合物)、瓶刷聚合物或共聚物、星-枝状化合物杂化聚合物、线性-枝状化合物二嵌段共聚物、线性-枝状化合物三嵌段共聚物、无规支化聚合物或其组合。枝状聚合物为含中心核单体的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光系统，包括：　　　　（ａ）液体载体，　　　　（ｂ）具有５０％或更大支化度的聚合物，及　　　　（ｃ）抛光垫、磨料或其组合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-1-9 10/755,1541.一种抛光系统，包括：(a)液体载体，(b)具有50％或更大支化度的聚合物，及(c)抛光垫、磨料或其组合。2.权利要求1的抛光系统，其中该支化度为60％或更大。3.权利要求2的抛光系统，其中该支化度为70％或更大。4.权利要求1的抛光系统，其中该聚合物选自枝状聚合物、梳型聚合物、瓶刷聚合物、线性-枝状化合物二嵌段共聚物、线性-枝状化合物三嵌段共聚物、无规支化聚合物、其共聚物及其组合。5.权利要求4的抛光系统，其中该聚合物为线性-枝状化合物二嵌段共聚物。6.权利要求5的抛光系统，其中该线性-枝状化合物二嵌段共聚物为聚氧化乙烯-聚酰氨基胺(PEO-PAMAM)二嵌段共聚物。7.权利要求4的抛光系统，其中该聚合物为线性-枝状化合物三嵌段共聚物。8.权利要求7的抛光系统，其中该线性-枝状化合物三嵌段共聚物为聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚酰氨基胺三嵌段共聚物。9.权利要求4的抛光系统，其中该聚合物为枝状聚合物。10.权利要求9的抛光系统，其中该枝状聚合物包括选自C1-8杂环、C1-8碳环、C1-8烷及C1-8氨基烷的核单体。11.权利要求9的抛光系统，其中该枝状聚合物自氮原子支化。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯文莫根伯格，弗雷德森，
申请(专利权)人：卡伯特微电子公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]