[發(fā)明專利]研磨制品，其制備方法及其應(yīng)用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180010888.1
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102762684A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·庫雅特;Y·李;K·拉欣
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 肖威;劉金輝

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新型研磨制品。此外，本發(fā)明涉及一種制備所述新型研磨制品的方法。最后但并非最不重要的是，本發(fā)明涉及一種使用所述新型研磨制品的方法。

引用文獻(xiàn)

本申請中所引用的文獻(xiàn)通過引用全文并入本文。

發(fā)明背景

電氣設(shè)備，尤其是半導(dǎo)體集成電路(IC)；液晶面板；有機(jī)電致發(fā)光面板；印刷電路板；微機(jī)械；DNA芯片，微裝置和磁頭；優(yōu)選具有LSI(大規(guī)模集成度)或VLSI(超大規(guī)模集成度)的IC；以及光學(xué)器件，尤其是光學(xué)玻璃如光掩模、透鏡和棱鏡；無機(jī)導(dǎo)電膜如氧化銦錫(ITO)；光學(xué)集成電路；光開關(guān)元件；光波導(dǎo)；光學(xué)單晶如光纖的端面和閃爍器；固態(tài)激光單晶；用于藍(lán)色激光LED的藍(lán)寶石基材；半導(dǎo)體單晶；以及用于磁盤的玻璃基材的制造要求高精度方法，所述方法尤其包括使用高純度研磨組合物的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)步驟。在本領(lǐng)域中，這些研磨組合物通常稱為CMP試劑或淤漿。

在具有LSI或VLSI的IC制造中必須特別小心。用于該目的的半導(dǎo)體晶片包括半導(dǎo)體基材如硅，在所述基材中具有圖案化的區(qū)域以沉積具有電絕緣、導(dǎo)電或半導(dǎo)電性能的不同材料。

為了獲得正確的圖案化，必須除去用于在基材上形成各種層的過量材料。此外，為了制造具有功能且可靠的IC，重要的是具有平坦或平面狀半導(dǎo)體晶片表面。因此，在IC制造過程中，必須除去和/或拋光半導(dǎo)體晶片的特定表面，然后實(shí)施下一工藝步驟。

化學(xué)機(jī)械拋光或平面化(CMP)是一種如下方法，其中從基材表面(例如半導(dǎo)體晶片表面)除去材料，并通過物理方法如研磨與化學(xué)方法如氧化或螯合的結(jié)合對所述表面進(jìn)行拋光(平面化)。就其最基本的形式而言，CMP包括將淤漿(即磨料和活性化學(xué)品的懸浮液)施加至用于拋光半導(dǎo)體晶片表面的拋光墊上以實(shí)現(xiàn)去除、平面化和拋光效果。不希望所述去除或拋光純粹為物理作用或純粹為化學(xué)作用，而是希望二者的協(xié)同增效組合以實(shí)現(xiàn)快速且均一的去除。在IC制造中，CMP淤漿還應(yīng)能優(yōu)先去除包含金屬和其他材料的復(fù)合層的膜，從而使得可形成用于隨后光刻、圖案化、蝕刻和薄膜加工的高度平坦的表面。

現(xiàn)在，銅在IC金屬互連中的應(yīng)用日益增多。在通常用于半導(dǎo)體制造中的電路金屬化的銅鑲嵌(damascene)或雙鑲嵌方法中，必須去除且平面化的層包括厚度為約1-1.5μm的銅層和厚度為約0.05-0.15μm的銅晶種層。這些銅層由厚度通常為約5-30nm的阻擋材料層與低k或超低k介電材料隔開，所述阻擋層防止銅擴(kuò)散進(jìn)所述低k或超低k介電材料中。在拋光后，在整個晶片表面上獲得良好均一性的關(guān)鍵在于使用對各材料具有正確的去除選擇性的CMP淤漿。

盡管使用CMP淤漿的CMP方法已廣泛用于且仍廣泛用于制造電氣設(shè)備，其仍具有許多問題。

因此，通常的CMP方法包括將CMP淤漿由靜止覆蓋管以滴狀分布至運(yùn)動(例如旋轉(zhuǎn))的拋光墊、臺(臺板)，如圍繞靜止臺板軸旋轉(zhuǎn)且支撐工件(例如晶片基材)的那些，其通常由保持環(huán)支撐，從而在工件和環(huán)相對于所述臺板運(yùn)動(例如旋轉(zhuǎn)和震蕩)時保持摩擦接觸。所述工件通常位于所述保持環(huán)的中間孔中。由于在晶片運(yùn)動過程中工件相對于臺板的位置發(fā)生變化，淤漿分配管總是與工件間隔最小的間隙距離。

因此，晶片或其他基材的不同部分必須要求分配的淤漿液滴具有不同的化學(xué)構(gòu)成。這取決于所述晶片或其他基材的相對運(yùn)動(例如旋轉(zhuǎn)或震蕩)位置間的連續(xù)變化的距離，還尤其取決于運(yùn)動過程中的其前緣和尾緣以及由靜止管分配至旋轉(zhuǎn)臺板上的淤漿液滴離心向外運(yùn)動的位置。因此，晶片或其他基材工件的局部拋光位置處的淤漿的量和化學(xué)構(gòu)成自然是非均一的，從而導(dǎo)致CMP操作的非均一性。

此外，拋光墊上的一些CMP淤漿被通常在對拋光墊的機(jī)械壓力(下壓力)下加壓的保持環(huán)和晶片或其他基材工件裝置從板上推離。該CMP淤漿的損失是一種浪費(fèi)，這提高了操作成本。通過其相對于拋光墊的連續(xù)滑動接觸，所述晶片或其他基材工作必然阻止CMP淤漿流向正被拋光的其表面的中心區(qū)域。這可導(dǎo)致不良的中心至邊緣均一性，這進(jìn)一步降低了CMP操作的均一性。

此外，由于CMP淤漿是固體磨料顆粒于液體中的物理懸浮液，其組分必須在儲存容器中預(yù)混或者在緊鄰輸送至拋光墊之前新近混合，從而提供處于所需均勻懸浮液中的磨料顆粒。如果將各組分預(yù)混，則所述CMP淤漿的儲存壽命是一個限制因素，尤其由于所述CMP淤漿的磨料顆粒潛在地易于與自身和/或與所述CMP淤漿的其他組分附聚。另一方面，如果在緊鄰輸送至拋光墊之前，將各組分新近混合，則所述系統(tǒng)必須具有精密的泵從而以精確控制流形式對CMP淤漿進(jìn)行計量。