具有增强的缺陷抑制的抛光组合物和抛光衬底的方法技术

一种含水碱性化学机械抛光组合物，其包含具有芳香族基团的季鏻化合物，该季鏻化合物使能够实现氧化硅衬底上的增强的缺陷减少，并使能够在化学机械抛光期间实现良好的氧化硅去除速率。该化学机械抛光组合物是稳定的。该化学机械抛光组合物是稳定的。

【技术实现步骤摘要】
具有增强的缺陷抑制的抛光组合物和抛光衬底的方法


[0001]本专利技术涉及一种具有增强的缺陷减少与良好的电介质去除速率的碱性抛光组合物和抛光衬底的方法。更具体地，本专利技术涉及一种具有增强的缺陷减少与良好的电介质去除速率的碱性抛光组合物和抛光衬底的方法，其中抛光组合物包含具有芳香族基团的季鏻化合物以增强减少衬底上的缺陷，这些衬底包括氧化硅的电介质，并且其中从该衬底上去除该氧化硅中的至少一些。

技术介绍

[0002]在集成电路以及其他电子装置的制造中，将多层导电材料、半导电材料以及介电材料沉积在半导体晶片的表面上或从半导体晶片的表面上去除。可以通过若干种沉积技术来沉积导电材料、半导电材料以及介电材料的薄层。在现代加工中常见的沉积技术包括物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD)、以及电化学电镀(ECP)。
[0003]随着材料层被依次地沉积和去除，晶片的最上表面变成非平面的。因为后续的半导体加工(例如，金属化)要求晶片具有平坦的表面，所以需要对晶片进行平坦化。平坦化可用于去除不希望的表面形貌和表面缺陷，诸如粗糙表面、附聚的材料、晶格损伤、划痕、以及被污染的层或材料。
[0004]化学机械平坦化、或化学机械抛光(CMP)是用于将衬底(诸如半导体晶片)平坦化的常见技术。在常规的CMP中，晶片被安装在托架组件上并且被定位成与CMP设备中的抛光垫接触。托架组件向晶片提供可控的压力，从而将晶片压靠在抛光垫上。该垫通过外部驱动力相对于晶片移动(例如，旋转)。与此同时，在晶片与抛光垫之间提供抛光组合物(“浆料”)或其他抛光液。因此，通过垫表面和浆料的化学和机械作用将晶片表面抛光并且使其成为平面。
[0005]某些先进装置设计要求在较低的使用点(POU)磨料重量％下提供增强的氧化硅去除效率以及减少的划痕缺陷以改进整个抛光方法和产物产率％的抛光组合物。随着半导体装置上结构大小不断缩小，曾经可接受用于平坦化和减少抛光介电材料的缺陷的性能标准变得越来越难以接受。曾经被认为是可接受的划痕现今成为产率限制。
[0006]因此，需要展现出所希望的平坦化效率、均匀性和电介质去除速率同时最小化诸如划痕的缺陷的抛光组合物和抛光方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种化学机械抛光组合物，其由以下组成：水；磨料；任选地pH调节剂；任选地杀生物剂；大于7的pH；以及具有式(I)的季鏻化合物：
[0008][0009]其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子。
[0010]本专利技术还提供了一种化学机械抛光组合物，其由以下组成：水；0.1至40wt％的磨料；任选地pH调节剂；任选地杀生物剂；大于7的pH；0.001至1wt％的具有式(I)的季鏻化合物：
[0011][0012]其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子。
[0013]本专利技术进一步提供了一种化学机械抛光组合物，其由以下组成：水；5至25wt％的胶体二氧化硅磨料；pH调节剂；任选地杀生物剂；8
‑
13的pH；0.01至1wt％的具有式(I)的季鏻化合物：
[0014][0015]其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子。
[0016]本专利技术提供了一种用于对衬底进行化学机械抛光的方法，所述方法包括：提供衬底，其中所述衬底包含氧化硅；提供化学机械抛光组合物，所述化学机械抛光组合物由以下组成：水；磨料；任选地pH调节剂；任选地杀生物剂；大于7的pH；具有(I)的季鏻化合物：
[0017][0018]其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子；
[0019]提供具有抛光表面的化学机械抛光垫；用3至35kPa的下压力在所述化学机械抛光垫的抛光表面与所述衬底之间的界面处产生动态接触；以及在所述化学机械抛光垫与所述衬底之间的界面处或界面附近将所述化学机械抛光组合物分配到所述化学机械抛光垫上；并且其中将所述氧化硅中的一些从所述衬底上去除。
[0020]本专利技术的化学机械抛光组合物和方法使能够实现增强的缺陷减少，使能够实现良好的氧化硅去除速率，并且化学机械抛光组合物是稳定的。
具体实施方式
[0021]如本说明书通篇所使用的，除非上下文另外指示，否则以下缩写具有以下含义：L＝升；mL＝毫升；kPa＝千帕；nm＝纳米；min＝分钟；rpm＝每分钟转数；wt％＝重量百分比；RR＝去除速率；mmol＝毫摩尔；Br
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＝溴离子；Cl
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＝氯离子；I
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＝碘离子；F
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＝氟离子；OH
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＝氢氧根；PS＝本专利技术的抛光浆料；PC＝对比抛光浆料。
[0022]术语“化学机械抛光”或“CMP”是指单独地凭借化学和机械力来抛光衬底的工艺，并且其区别于其中向衬底施加电偏压的电化学
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机械抛光(ECMP)。术语“TEOS”意指由原硅酸四乙酯(Si(OC2H5)4)分解而形成的氧化硅。在通篇说明书中，术语“组合物”和“浆料”可互换使用。术语“卤离子”意指氯离子、溴离子、氟离子和碘离子。术语“一个/种(a/an)”是指单数和复数二者。除非另外指出，否则所有百分比均为按重量计的。所有数值范围都是包含端值的，并且可按任何顺序组合，除了此数值范围被限制为加起来最高达100％是合乎逻辑的情况之外。
[0023]本专利技术的化学机械抛光组合物可用于抛光包含氧化硅的衬底。化学机械抛光组合物由以下组成：水；磨料；任选地pH调节剂；任选地杀生物剂；大于7的pH；以及用于减少缺陷并提高氧化硅从衬底的去除速率的具有式(I)的季鏻化合物：
[0024][0025]其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子。
[0026]本文中用于描述由使用含有具有芳香族基团的季鏻化合物的化学机械抛光组合物抛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光组合物，其由以下组成：水；磨料；任选地pH调节剂；任选地杀生物剂；大于7的pH；以及具有式(I)的季鏻化合物：其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子。2.如权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中，所述化学机械抛光组合物由以下组成：水；0.1至40wt％的所述磨料；任选地所述pH调节剂；任选地所述杀生物剂；所述大于7的pH；0.001至1wt％的具有所述式(I)的所述季鏻化合物：其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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和OH
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组成的组的阴离子。3.如权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中，所述化学机械抛光组合物由以下组成：水；5至25wt％的所述磨料，其中所述磨料是胶体二氧化硅磨料；所述pH调节剂；所述杀生物剂；8
‑
13的pH；0.01至1wt％的具有所述式(I)的所述季鏻化合物：
其中R选自由以下组成的组：苯基、苄基和直链或支链C1‑
C4烷基；并且X是选自由Br
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、Cl
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、I
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、F
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【专利技术属性】
技术研发人员：郭毅，
申请(专利权)人：罗门哈斯电子材料CMP控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：