低氧化物沟槽凹陷化学机械抛光制造技术

本发明专利技术提供了化学机械平面化(CMP)抛光组合物、方法和系统以减少氧化物沟槽凹陷并改善过抛光窗口稳定性。还提供了高且可调的氧化硅去除速率、低的氮化硅去除速率和可调的SiO2:SiN选择性。该组合物使用磨料(如二氧化铈涂覆的二氧化硅颗粒)及化学添加剂如麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三醇或组合作为氧化物沟槽凹陷减少添加剂的独特组合。添加剂的独特组合。添加剂的独特组合。

【技术实现步骤摘要】
低氧化物沟槽凹陷化学机械抛光
[0001]本申请是申请日为2019年7月1日、申请号为201910585882.5、专利技术名称为“低氧化物沟槽凹陷化学机械抛光”的中国专利申请的分案申请。
[0002]相关专利申请的交叉引用
[0003]本申请根据35 U.S.C.
§
119(e)要求较早提交的美国专利申请序列号62/692,633和62/692,639(2018年6月29日提交)的优先权权益，所述美国专利申请通过引用全文并入本文。


[0004]本专利技术涉及用于抛光氧化物和掺杂氧化物膜的化学机械平面化(CMP)。

技术介绍

[0005]在微电子器件的制造中，涉及的重要步骤是抛光，尤其是用于化学机械抛光的表面，目的在于恢复所选的材料和/或使结构平面化。
[0006]例如，在SiO2层下沉积SiN层以用作抛光停止。在浅沟槽隔离(STI)结构中，这种抛光停止的作用尤为重要。选择性典型地表示为氧化物抛光速率与氮化物抛光速率的比率。一个例子是与氮化硅(SiN)相比，二氧化硅(SiO2)的抛光选择性提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光(CMP)组合物，所述组合物由以下组成：磨料颗粒，其选自二氧化铈涂覆的无机氧化物颗粒，其选自二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的高纯度胶体二氧化硅、二氧化铈涂覆的氧化铝、二氧化铈涂覆的二氧化钛、二氧化铈涂覆的氧化锆颗粒及其组合；二氧化铈涂覆的有机聚合物颗粒，其选自二氧化铈涂覆的聚苯乙烯颗粒、二氧化铈涂覆的聚氨酯颗粒、二氧化铈涂覆的聚丙烯酸酯颗粒及其组合；和其组合；化学添加剂；溶剂，其选自去离子(DI)水、蒸馏水和醇类有机溶剂；和任选地杀生物剂；和pH调节剂；其中所述组合物的pH为2至12；和所述化学添加剂在其分子结构中具有至少四个羟基官能团，如(a)所示，其中R1、R2、R3、R4和R5(R1至R5的组中的R)选自：(1)(i)R1至R5的组中的至少一个R是具有(b)中所示结构的多元醇分子单元：其中m或n独立地选自1至5；并且R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；和(ii)R1至R5的组中的其它R各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的
有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；和(2)(i)R1至R5的组中的至少一个R是具有(b)中所示结构的多元醇分子单元：其中m或n独立地选自1至5；并且R6、R7、R8和R9各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；(ii)R1至R5的组中的至少一个R是如(c)中所示的六元环多元醇：其中结构(c)中OR11、OR12、OR13和OR14的组中的一个OR被O替代；和R10以及R11、R12、R13和R14的组中的其他各个R独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合；和(iii)R1至R5的组中的其它R各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、具有一个或多个羟基的有机基团、取代的有机磺酸或盐、取代的有机羧酸或盐、有机羧酸酯、有机胺及其组合。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光(CMP)组合物，其中所述磨料颗粒的范围为0.05重量％至10重量％，并且平均粒度为5nm至500nm；所述化学添加剂的范围为0.01重量％至20.0重量％，并且在其分子结构中具有至少六个羟基官能团；和所述组合物的pH为3至10。3.根据权利要求2所述的化学机械抛光(CMP)组合物，其中所述磨料颗粒在20至60℃的温度下，在≥30天的保质期内平均粒度MPS(nm)和D99(nm)的变化≤5.0％；其中D99(nm)是99重量％的颗粒落入其以下的粒径。
4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的化学机械抛光(CMP)组合物，其中所述磨料颗粒的平均粒度为5nm至500nm，并且浓度为0.05重量％至10重量％；所述化学添加剂具有选自(1)的R1、R2、R3、R4和R5(R1至R5的组中的R)，并且范围为0.05重量％至5重量％；所述组合物的pH为3至10；和所述磨料颗粒在20至60℃的温度下，在≥30天的保质期内平均粒度MPS(nm)和D99(nm)的变化≤3.0％；其中D99(nm)是99重量％的颗粒落入其以下的粒径。5.根据权利要求4所述的化学机械抛光(CMP)组合物，其中所述多元醇分子单元(b)中n＝2且m＝1；并且R1至R9的组中的其余R全部是氢原子，如下所示：所述溶剂是去离子(DI)水；和所述二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒的平均粒度MPS(nm)和D99(nm)的变化≤2.0％。6.根据权利要求1
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3任一项所述的化学机械抛光(CMP)组合物，其中所述磨料颗粒的平均粒度为5nm至500nm，并且浓度为0.05重量％至10重量％；所述化学添加剂具有选自(2)的R1、R2、R3、R4和R5(R1至R5的组中的R)，并且范围为0.05重量％至5重量％；所述组合物的pH为3至10；和所述磨料颗粒在20至60℃的温度下，在≥30天的保质期内平均粒度MPS(nm)和D99(nm)的变化≤3.0％；其中D99(nm)是99重量％的颗粒落入其以下的粒径。7.根据权利要求6所述的化学机械抛光(CMP)组合物，其中所述多元醇分子单元(b)中n＝2且m＝1；并且R1至R14的组中的其余R全部是氢原子，如
下所示：并且所述溶剂是去离子(DI)水；和所述二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒的平均粒度MPS(nm)和D99(nm)的变化≤2.0％。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述的化学机械抛光组合物，其中所述组合物包含二氧化铈涂覆的胶体二氧化硅颗粒；选自麦芽糖醇、乳糖醇、麦芽三醇及其组合的所述化学添加剂；和水。9.根据权利要求1
‑
8任一项所述的化学机械抛光组合物，其中所述组合物包含选自以下的一者：0.0001重量％至0.05重量％的杀生物剂，所述杀生物剂的活性成分选自5
‑
氯
‑2‑
甲基
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：史晓波，K，
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：