用于修饰适于半导体制作的表面的组合物和方法技术

本发明专利技术涉及用于修饰或精修适于制作半导体的晶片表面的组合物和方法。所述组合物包括适用于修饰适于制作半导体器件的晶片表面的工作液体。在一些实施例中，所述工作液体为基本上不含松散磨粒的初始组分的水溶液，所述组分包含水、表面活性剂和至少一种ｐＫａ大于７的ｐＨ缓冲剂。在某些实施例中，所述ｐＨ缓冲剂包括碱性ｐＨ调节剂和酸性络合剂，所述工作液体表现约７至约１２的ｐＨ。在另外的实施例中，本发明专利技术提供包括适于修饰晶片表面的表面活性剂的固定的研磨制品以及制造所述固定的研磨制品的方法。另外的实施例描述了可用于修饰晶片表面的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及修饰或精修适于半导体制作的晶片表面的方法。例如，可使用一个示 例性方法修饰具有第一材料和第二材料的晶片，所述第一材料具有被蚀刻以形成图案或图 样的表面，所述第二材料布置在所述第一材料的表面上。本方法的第一步骤包括使晶片的 第二材料接触固定到研磨制品的多个三维研磨复合物，所述三维研磨复合物包含固定并分 散在粘结剂中的大量磨粒。第二步骤在第二材料接触多个研磨复合物的同时相对地移动晶 片，直至晶片的暴露表面大体是平的，并且包括至少一个暴露的第一材料区域和至少一个 暴露的第二材料区域。第二材料通常为金属，然而第二材料可以是中间材料，例如附着/阻 碍层，或金属和附着/阻碍层的组合。第一材料通常为介电材料。合适的中间材料或附着 /阻碍层包括金属、氧化物、氮化物和硅化物。 一些特别合适的中间材料或附着/阻碍层包 括钽、钛、氮化钽、氮化钛和氮化硅。 在修饰晶片表面的另一个示例性方法中，第一介电阻隔材料可以布置在图案化的 晶片表面上，第二介电材料可以布置在第一介电阻隔材料的表面上。该方法的第一步骤包 括使晶片的第二介电材料接触固定到研磨制品的多个三维研磨复合物，所述三维研磨复合 物包含固定并分散在粘结剂中的大量磨粒。第二步骤在第二介电材料接触多个研磨复合物 的同时相对地移动晶片，直至晶片的暴露表面大体是平的，并且包括至少一个暴露的第一 介电阻隔材料区域和一个暴露的第二介电材料区域。第二介电材料通常为氧化硅，例如，二 氧化硅。第一介电阻隔材料通常为氮化硅。 如本说明书中使用的，晶片通常包括第一材料和第二材料，所述第一材料具有被 蚀刻以形成图案或图样的表面，所述第二材料布置在第一材料的表面上。与第一材料相8关的图样包括图案化的区域、带有凹槽的区域、和通道，以及构成完整半导体器件的其他结 构。由例如大马士革工艺生成并由本专利技术的研磨制品修饰的晶片表面优选地不含会干扰半 导体器件的功能的划痕或其他缺陷。在优选的实施例中，晶片表面大体是平的，并且具有由Rt值测量得知不含划痕或其他缺陷的表面。由本专利技术的某些实施例提供的优选Rt值通常 小于约3， 000埃，优选地小于约1， 000埃，并且最优选地小于约500埃。晶片可包括在晶片 的基层上形成层的第三、第四、第五或更多材料。每个层可按上文对仅具有第一材料和第二 材料的晶片所举例说明那样进行修饰。 在大马士革工艺中修饰晶片的方法例如可以从具有存在于晶片基层上的至少第 一材料和第二材料的晶片开始。至少一种材料可具有被蚀刻以形成图样的表面。在第一和 第二材料上布置外部材料以填充蚀刻入表面的图样。将晶片与固定到研磨制品的多个三维 研磨复合物接触。将晶片的外部材料与固定到研磨制品的多个三维研磨复合物接触，所述 研磨复合物包含固定并分散在粘结剂中的大量磨粒。在外部材料接触多个研磨复合物的同 时使晶片相对于研磨制品移动，直至晶片的暴露表面大体是平的，并且包括至少一个暴露 的第一材料区域和至少一个暴露的第二材料区域。 在本专利技术的一个实施例中，修饰晶片的方法可以从由至少一种介电材料和布置于 该材料上的导电材料所构成的层开始。介电材料具有被蚀刻以形成图样的表面。这种晶片 可通过使晶片的暴露主表面(导电材料)接触研磨制品并相对于研磨制品发生相对移动来 修饰。研磨制品通常包括多个纹理化的三维研磨复合物的暴露主表面，所述复合物包含固 定并分散在粘结剂中的大量磨粒。在研磨制品的多个研磨复合物和导电材料之间保持接触 和运动，直至晶片的暴露表面大体成平的，并且包括至少一个暴露的导电材料区域和至少 一个暴露的介电材料区域，并且导电材料的暴露表面和介电材料的暴露表面处在单个平面 中。介电材料可被一个或多个中间材料诸如附着/阻碍层覆盖。通常，导电材料移除之后， 暴露的介电材料表面基本上不含中间材料。作为另外一种选择，导电材料的移除可能仅暴 露中间材料和导电材料的表面。继续进行修饰，那么就可在晶片表面上暴露介电材料和导 电材料。 本方法尤其适于修饰导电表面，在本专利申请中导电表面通常被称为第二材料。 上述导电表面可由多种具有小于约O. lohm-cm的电阻率值的导电材料制成。优选的导电材 料包括金属，诸如钨、铜、铝、铝铜合金、金、银、或这些金属的各种合金。优选的介电材料一 般具有小于约5的介电常数。 在本专利技术的另一个示例性实施例中，提供用于修饰基材(例如半导体晶片)表面 以移除其选择性厚度部分的CMP方法。在一个特定示例性实施例中，该方法包括 a.提供包括至少第一材料、第二材料和第三材料的晶片，所述第一材料具有被蚀 刻以形成图案的表面，所述第二材料布置在第一材料的表面的至少一部分上，所述第三材 料布置在第二材料的表面的至少一部分上； b.在存在水性工作液体的情况下使晶片的第三材料与固定到研磨制品的多个三 维研磨复合物接触，所述水性工作液体基本上不含松散磨粒，包含水、至少一种PKa大于7 的PH缓冲剂、以及表面活性剂，所述pH缓冲剂包括碱性pH调节剂和酸性络合剂，所述工作 液体表现约7至约12的pH，所述三维研磨复合物包含固定并分散在粘结剂中的大量磨粒； 以及9 c.在第三材料接触多个研磨复合物的同时相对地移动晶片，直至晶片的暴露表面 大体成平的，并且包括至少一个暴露的第三材料区域和至少一个暴露的第二材料区域。 在CMP STI方法的另外示例性实施例中，该方法包括 a)提供至少包括阻隔材料和介电材料的晶片，所述阻隔材料布置在晶片的至少一 部分上，所述介电材料布置在阻隔材料的表面的至少一部分上； b)使晶片的介电材料在存在水性工作液体的情况下接触固定到研磨制品的多个 三维研磨复合物，所述水性工作液体基本上不含松散磨粒，包含水、至少一种pKa大于7的 pH缓冲剂、以及表面活性剂，所述pH缓冲剂包括碱性pH调节剂和酸性络合剂，所述工作液 体表现约7至约12的pH，所述三维研磨复合物包含固定并分散在粘结剂中的大量磨粒；以 及 c)在介电材料接触多个研磨复合物的同时相对地移动晶片，直至晶片的暴露表面 基本上成平的，并且包括至少一个暴露的介电材料区域和至少一个暴露的阻隔材料区域。 在一个特定示例性实施例中，介电材料包括氧化硅，阻隔材料包括氮化硅。 在某些示例性方法中，晶片和研磨制品之间的移动在约0. 1至25磅每平方英寸 (psi)的压力下进行，优选地在约0. 2至lSpsi(约1. 38至约103. "kPa)的压力下进行。 在本专利技术的另一个实施例中，晶片和研磨制品彼此相对着发生旋转和/或移动。例如，研磨 制品或晶片或研磨制品和晶片两者一方相对于另一方旋转，以及沿晶片和研磨制品的相对 中心线性移动。随着速度沿着路径变化，晶片和研磨制品也可以椭圆或数字八型图案移动。 晶片和研磨制品之间的旋转运动或旋转速度可以在lrpm至10， OOOrpm之间。当研磨制品 以一定速度旋转时，研磨制品优选的旋转速度在10rpm至1， OOOrpm之间，更优选地在lOrpm 至250rpm之间，并且更优选地在10rm至60rpm之间。当晶片以一定速度旋转时，晶片优选 的旋转速度在2rpm至1， OOOrpm之间，更优选地在5rpm至500rpm之间，并且还更优选地在 10rpm至lOOrpm之间。 在本专利技术的另外实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于修饰适用于制作半导体器件的晶片表面的工作液体，所述液体为基本上不含松散磨粒的初始组分的水溶液，所述组分包含：ａ．水；ｂ．至少一种ｐＫａ大于７的ｐＨ缓冲剂，其中所述ｐＨ缓冲剂包含碱性ｐＨ调节剂和酸性络合剂；以及ｃ．表面活性剂；其中所述工作液体表现约７至约１２的ｐＨ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L查尔斯哈迪，希瑟K克兰兹，托马斯E伍德，戴维A凯撒基，约翰J加格里亚蒂，约翰C克拉克，帕特里西亚M萨武，菲利普G克拉克，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]