This article provides a barrier chemical mechanical planarization polishing compound containing suitable chemical additives. The suitable chemical additives are silicate compounds and high molecular weight polymers / copolymers. This article also provides a chemical mechanical polishing method using the barrier chemical mechanical planarization polishing compound.
【技术实现步骤摘要】
用于屏障化学机械平面化的添加剂相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2016年7月1日提交的美国临时专利申请No.62/357,571的优先权，该临时申请的全文通过引用并入本文。
本专利技术涉及用于生产半导体器件的屏障(barrier)化学机械平面化(“CMP”)抛光组合物(或浆料)，以及用于进行化学机械平面化的抛光方法。特别地，本专利技术涉及适用于抛光图案化半导体晶片的屏障抛光组合物，所述图案化半导体晶片由多型膜组成，例如屏障、低k或超低k，介电，以及金属线路、通孔或沟槽。
技术介绍
通常，屏障层覆盖图案化介电层，并且金属层覆盖屏障层。金属层具有至少用金属填充图案化沟槽以形成电路互连的足够厚度。屏障通常是金属、金属合金或金属间化合物，例如钽或氮化钽。屏障形成防止晶片内的层之间的迁移或扩散的层。例如，屏障防止互连金属如铜或银扩散到相邻的电介质中。屏障材料必须抵抗大多数酸的腐蚀，且从而对用于CMP的流体抛光组合物中的溶解具有抗性。此外，这些屏障材料可以表现出抵抗由CMP组合物中的和来自固定研磨垫的磨料颗粒的磨耗所造成的去除的韧性。关于CMP，该技术的当前状态涉及使用多个步骤，例如两步法，以实现局部和全局平面化。在典型CMP工艺的步骤1的过程中，通常去除金属层，例如过度负载的铜层，同时在晶片上保留光滑平面表面，所述晶片具有提供与抛光表面在同一平面上的电路互联的金属填充的线路、通孔和沟槽。因此，步骤1倾向于去除多余的互连金属，例如铜。然后，典型CMP工艺的步骤2(经常被称为屏障CMP工艺)接着去除图案化晶片的表面上的屏障层和多余的金属层和...
【技术保护点】
一种抛光组合物，其包含：水；磨料；聚合物，所述聚合物选自聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基‑1‑丙磺酸)、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚‑(1‑乙烯基吡咯烷酮‑共‑甲基丙烯酸2‑二甲基氨基乙基酯)、聚(4‑苯乙烯磺酸钠)、聚(环氧乙烷)、聚(4‑苯乙烯磺酸)、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺/丙烯酸)共聚物，及其组合，及其盐，并且其中所述聚合物的分子量为30,000至30,000,000道尔顿；腐蚀抑制剂；无机硅酸盐；氧化剂，以及，任选地，表面活性剂；pH调节剂；螯合剂；其中所述抛光组合物的pH为约7至约11.5，并且其中所述抛光组合物的粘度为约1.5cP至约10cP。
【技术特征摘要】
2016.07.01 US 62/357,571;2017.06.22 US 15/630,5841.一种抛光组合物，其包含：水；磨料；聚合物，所述聚合物选自聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸)、羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚-(1-乙烯基吡咯烷酮-共-甲基丙烯酸2-二甲基氨基乙基酯)、聚(4-苯乙烯磺酸钠)、聚(环氧乙烷)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酰胺/丙烯酸)共聚物，及其组合，及其盐，并且其中所述聚合物的分子量为30,000至30,000,000道尔顿；腐蚀抑制剂；无机硅酸盐；氧化剂，以及，任选地，表面活性剂；pH调节剂；螯合剂；其中所述抛光组合物的pH为约7至约11.5，并且其中所述抛光组合物的粘度为约1.5cP至约10cP。2.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述无机硅酸盐是选自硅酸钾、硅酸铵、四甲基硅酸铵、四丁基硅酸铵、四乙基硅酸铵及其组合的硅酸盐。3.根据权利要求1或2所述的抛光组合物，其中所述无机硅酸盐以约0.2重量％至约2重量％的量存在。4.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述高分子量聚合物以约0.01重量％至约1.0重量％的量、优选以约0.1重量％至约0.5重量％的量存在。5.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述磨料选自高纯度胶体二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、氧化锗、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、晶格中掺杂氧化铝的胶体二氧化硅及其混合物。6.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述磨料以约3重量％至约15重量％的量存在。7.根据权利要求1或6所述的抛光组合物，其中所述磨料是胶体二氧化硅，并且所述胶体二氧化硅的平均粒度为30nm至300nm。8.根据权利要求7所述的抛光组合物，其中所述胶体二氧化硅的平均粒度为50nm至200nm，优选为60nm至150nm。9.根据权利要求7所述的抛光组合物，其中所述胶体二氧化硅的粒度分布在30nm和120nm之间具有至少两个不同的峰，优选其粒度分布在30nm和120nm之间具有至少三个不同的峰。10.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述腐蚀抑制剂选自苯并三唑、3-氨基-1,2,4-三唑、3,5-二胺-1,2,4-三唑及其组合；并且所述腐蚀抑制剂以约0.01重量％至约0.1重量％的量存在。11.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述pH调节剂存在并且选自硝酸、硫酸、酒石酸、琥珀酸、柠檬酸、苹果酸、丙二酸、各种脂肪酸、各种多元羧酸、氢氧化钾、氢氧化钠、氨、四乙基氢氧化铵、乙二胺、哌嗪、聚乙烯亚胺、改性聚乙烯亚胺及其组合。12.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述pH调节剂以约0.0001重量％至约2重量％的量存在。13.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述螯...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·G·格拉汉姆，M·施滕德尔，D·C·坦姆伯利，史晓波，
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
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