含导电聚合物的抛光组合物制造技术

本发明专利技术提供一种抛光体系，其包括（ａ）抛光剂，抛光垫，氧化衬底的手段，或其任何组合，（ｂ）具有１０↑［－１０］Ｓ／ｃｍ至１０↑［６］Ｓ／ｃｍ电导率的导电聚合物，和（ｃ）液体载体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
含导电聚合物的抛光组合物
本专利技术涉及含导电聚合物的抛光体系。
技术介绍
抛光(例如平面化)衬底表面的组合物和方法在本领域是众所周知的。抛光组合物(也称作抛光浆液)典型的包括在水溶液中的抛光材料，用渗透了抛光组合物的抛光垫与表面接触从而将抛光组合物应用于该表面。典型的抛光材料包括二氧化硅、氧化铈、氧化铝、氧化锆和氧化锡。例如，美国专利5,527,423号描述了一种化学-机械抛光(CMP)金属层的方法，该方法用在水介质中含有高纯度精炼金属氧化物颗粒的抛光组合物接触该金属层的表面。该抛光组合物典型的与抛光垫(例如，抛光布或抛光盘)联合使用。在美国专利6,062,968，6,117,000和6,126,532号中描述了适合的抛光垫，其公开了具有开孔多孔网络的烧结聚氨酯抛光垫的应用，并且美国专利5,489,233号公开了具有表面网纹或图样的固体抛光垫的应用。可选择的，可以将抛光材料引入抛光垫中。美国专利5,958,794号公开了一种固定抛光剂的抛光垫。在衬底的抛光中，抛光组合物中的化学添加剂发挥着重要的作用。虽然，在抛光衬底表面时，化学添加剂可提高衬底材料的去除率，但是化学添加剂可对衬底的表面平面度和腐蚀度产生负面影响。因此，希望配制出能够快速抛光衬底表面而不会对衬底的表面平面度或腐蚀度产生明显负面影响的抛光组合物。聚合物是一种化学添加剂，其已用作抛光组合物的组分。聚合物可在抛光组合物中担当各种作用，如表面活性剂或聚电解质(参见，例如，美国专利5,264,010，5,860,848，5,958,794，6,303,049和6,348,076号以及欧洲专利0919602号)。例如，美国专利5,352,277号公开了一种抛光组合物，其用于抛光集成电路用的硅晶片，该抛光组合物包括水、硅石、水溶性盐和水溶性聚合物。水溶性聚合物可以是聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙烯基吡咯烷酮、-->聚(甲基)丙烯酸或聚马来酸。此外，美国专利4,983,650公开了用于抛光晶片的抛光组合物，其包括水、硅石和单独与丙烯酰胺接枝聚合的多糖或与至少一种乙烯基单体(例如，(甲基)丙烯酸，对苯乙烯磺酸)共同来和丙烯酰胺接枝聚合的多糖。欧洲专利0840664号公开了一种用于硅晶片的抛光组合物，其包括水、硅石、盐、胺化合物和聚电解质分散液(例如，聚乙烯醇，聚氧化乙烯)。然而，对于抛光体系和抛光方法还存在一种需求，即在衬底的抛光和平整中，特别是对于金属衬底的抛光和平整中，展示出所需的平面效率、选择性、均匀性和去除率，同时，在抛光和平整过程中，将缺陷最小化，这些缺陷例如表面缺陷以及对下层结构和形态的损伤。本专利技术寻求提供这样一种抛光体系和方法。本专利技术的这些和其他优点将通过在此提供的对本专利技术的描述而变得明晰。
技术实现思路
本专利技术提供一种抛光体系，其包括(a)抛光剂，抛光垫，氧化衬底的手段，或其任何组合，(b)导电聚合物，和(c)液体载体，其中导电聚合物具有10-10S/cm至106S/cm的电导率。本专利技术还提供了一种化学-机械抛光组合物，其包括(a)抛光剂，抛光垫，或同时包括抛光剂和抛光垫，(b)导电聚合物，和(c)液体载体，其中导电聚合物具有10-10S/cm至106S/cm的电导率。还提供一种电化学抛光体系，其包括(a)氧化衬底的手段，(b)导电聚合物，和(c)液体载体，其中导电聚合物具有10-10S/cm至106S/cm的电导率。具体实施方式本专利技术提供一种抛光体系，其包括(a)抛光剂，抛光垫，氧化衬底的手段，或其任何组合，(b)导电聚合物，和(c)液体载体，其中导电聚合物具有10-10S/cm至106S/cm的电导率。该抛光体系可以为化学-机械抛光(CMP)体系或电化学抛光体系。已经发现，在抛光(例如CMP或电化学抛光)组合物中，导电聚合物能够在抛光过程中通过减少衬底的凹陷、凹坑和侵蚀，从而防止衬底的腐蚀并提高衬底表面的平面度。相反，如果在抛光体系中存在非导电聚合物，而不是导电聚合物，会导致正在用抛光体系抛光的-->衬底表面存在非均匀的(即随机的)表面电位分布。接着，在衬底的抛光过程中，这种非均匀表面电位分布会导致衬底表面上局部区域的腐蚀和/或增加凹陷、凹坑和侵蚀。该抛光体系包括抛光剂、抛光垫、氧化衬底的手段，或其任何组合。CMP体系典型的包括抛光剂、抛光垫，或同时包括抛光剂和抛光垫，而且可以包括氧化衬底的手段。电化学抛光体系典型的包括氧化衬底的手段，而且可以包括抛光剂、抛光垫或同时包括抛光剂和抛光垫(尽管在优选的实例中不需要抛光剂和抛光垫)。优选地，具体地说是在CMP体系中，体系同时包括抛光剂和抛光垫。抛光剂(当存在并悬浮于液体载体中时)和导电聚合物以及任何其他组分悬浮于液体载体中，形成抛光体系的抛光组合物。抛光剂可以为任何适合的形式(如抛光颗粒)。可将抛光剂固定于抛光垫圈上和/或以粒子的形式悬浮于液体载体中。抛光剂可以为任何适合的材料(如金属氧化物)。例如，抛光剂可以为选自氧化铝、硅石、氧化钛、二氧化铈、氧化锆、氧化锗、氧化镁、其共同形成的制品，和其组合的金属氧化物抛光剂。抛光剂也可以为聚合物颗粒或涂敷颗粒。典型的，该抛光剂选自氧化铝、硅石、其共同形成的制品、涂敷金属氧化物颗粒、聚合物颗粒和其组合。优选的，抛光剂为氧化铝或硅石。基于液体载体或溶于或悬浮于其中的任何化合物的重量，抛光体系典型地包括0.1重量％至20重量％(如0.5重量％至20重量％，0.5重量％至15重量％，或1重量％至10重量％)的抛光剂。抛光垫可以为任何适合的抛光垫。在美国专利5,489,233、6,062,968、6,117,000和6,126,532号中描述了适合的抛光垫。氧化衬底的手段可以为任何适合的氧化衬底手段，其包括任何物理或化学手段。在电化学抛光体系中，优选的氧化衬底的手段包括一种将随时间变化的阳极电位施加于衬底的设备(例如电子稳压器)。在CMP体系中，优选氧化衬底的手段为化学氧化剂。将随时间变化的阳极电位施加于衬底的设备可以为任何适合的此类设备。氧化衬底的手段优选包括在抛光的初始阶段施加第一较高阳极电位并在抛光的较后阶段或期间，施加第二较低阳极电位的设备，或者在抛光的中间阶段将第一、较高阳极电位减至第二较低阳极电位的设备，例如，在中间阶段不断地减少阳极电位，或在第一较高电位的预定间隔后，将阳极电位从第-->一较高电位快速减至第二较低电位。例如，在抛光的初始阶段，将相对高的阳极电位施加于衬底，以促进一个相对高的衬底的氧化/溶解/去除率。当抛光处于较后的阶段，例如，当接近下面的阻挡层的时候，将所施加的阳极电位减至这样一个水平，其可以产生基本上较低或可忽略的衬底氧化/溶解/去除率，因此，消除或基本上减少了凹陷、腐蚀和侵蚀。优选用可控可变直流电源，如电子稳压器，施加随时间变化的电化学电位。美国专利6,379,223号还描述了一种用施加电位来氧化衬底的手段。化学氧化剂可以为任何适合的氧化剂。适合的氧化剂包括无机和有机过氧化物、溴酸盐、硝酸盐、氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、铁和铜盐(如硝酸盐、硫酸盐、EDTA和柠檬酸盐)、稀土和过渡金属氧化物(如四氧化锇)、铁氰化钾、重铬酸钾、碘酸等。过氧化物(由Hawley的Condensed Chemical本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光体系，包括：　　　　（ａ）抛光剂，抛光垫，氧化衬底的手段，或其任何组合；　　　　（ｂ）导电聚合物；和　　　　（ｃ）液体载体；　　　　其中导电聚合物具有１０↑［－１０］Ｓ／ｃｍ至１０↑［６］Ｓ／ｃｍ的电导率。

【技术特征摘要】
US 2002-7-19 10/199,7041.一种抛光体系，包括：(a)抛光剂，抛光垫，氧化衬底的手段，或其任何组合；(b)导电聚合物；和(c)液体载体；其中导电聚合物具有10-10S/cm至106S/cm的电导率。2.权利要求1的抛光体系，其中抛光体系是一种化学-机械抛光体系，包括抛光剂，抛光垫，或者同时包括抛光剂和抛光垫。3.权利要求0的抛光体系，其中导电聚合物选自聚吡咯、聚苯胺、聚氨基苯磺酸、聚噻吩、聚(亚苯基)、聚(亚苯基-亚乙烯)、聚(对-吡啶)、聚(对-吡啶-亚乙烯)、聚(1，6-庚二炔)、聚乙炔、聚异硫茚、聚-3，4-乙烯基二氧基噻吩、聚(N-乙烯基咔唑)、其共聚物、及其组合。4.权利要求3的抛光体系，其中导电聚合物是聚吡咯或聚苯胺。5.权利要求0的抛光体系，其中导电聚合物未掺杂。6.权利要求0的抛光体系，其中导电聚合物被掺杂。7.权利要求6的抛光体系，其中导电聚合物掺杂了n-型或p-型掺杂剂。8.权利要求7的抛光体系，其中导电聚合物掺杂了选自Na、K、Li、Ca、有机酸和四烷基铵的n-型掺杂剂。9.权利要求7的抛光体系，其中导电聚合物掺杂了选自I2、PF...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾萨克K彻里安，张剑，弗里德F森，王淑敏，埃里克H克林根伯格，
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]