[發(fā)明專(zhuān)利]包含含胺的表面活性劑的拋光組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780038695.4
• 申請(qǐng)日: 2017-06-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109415597B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A.W.海因斯;李常怡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 嘉柏微電子材料股份公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09G1/02
• 分類(lèi)號(hào): C09G1/02;C09K3/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 宋莉;邢岳

本發(fā)明提供化學(xué)?機(jī)械拋光組合物，其包含：(a)濕法氧化鈰研磨劑，(b)包含含胺的錨定基團(tuán)及亞乙基氧?亞丙基氧穩(wěn)定化基團(tuán)的表面活性劑，其中該表面活性劑具有約1000道爾頓至約5000道爾頓的分子量，(c)芳族羧酸或雜芳族羧酸，及(d)水，其中該拋光組合物具有約3至約6的pH。本發(fā)明進(jìn)一步提供利用本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物來(lái)化學(xué)機(jī)械拋光基板的方法。典型地，所述基板含有硅氧化物。

背景技術(shù)

在集成電路及其它電子器件的制造中，多個(gè)導(dǎo)電、半導(dǎo)電及介電的材料層沉積至基板表面上或自基板表面移除。隨著材料層依序地沉積至基板上及自基板移除，基板的最上部表面可變得非平面且需要進(jìn)行平面化。對(duì)表面進(jìn)行平面化或?qū)Ρ砻孢M(jìn)行“拋光”是這樣的工藝，其中，自基板的表面移除材料以形成總體上均勻平坦的表面。平面化可用于移除不合乎期望的表面形貌(topography)及表面缺陷，諸如粗糙表面、經(jīng)團(tuán)聚的材料、晶格損傷、刮痕、以及受污染的層或材料。平面化也可用于通過(guò)移除過(guò)量的沉積材料而在基板上形成特征，該沉積材料用于填充所述特征并提供用于后續(xù)的加工及金屬化水平的均勻表面。

用于對(duì)基板表面進(jìn)行平面化或拋光的組合物及方法在本領(lǐng)域中是公知的。化學(xué)機(jī)械平面化或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是用于使基板平面化的常用技術(shù)。CMP采用被稱(chēng)為CMP組合物或被稱(chēng)為拋光組合物(也被稱(chēng)作拋光漿料)的化學(xué)組合物以用于自基板選擇性地移除材料。拋光組合物典型地含有在液體載劑中的研磨劑材料連同其它化學(xué)組分，且通過(guò)使表面與飽含拋光組合物的旋轉(zhuǎn)拋光墊接觸而將拋光組合物施加至表面。典型地，通過(guò)拋光組合物的化學(xué)活性和/或懸浮于拋光組合物中或結(jié)合到拋光墊(例如，固定研磨劑式拋光墊)中的研磨劑的機(jī)械活性而進(jìn)一步輔助基板的拋光。在一些情形下，化學(xué)組分還可促進(jìn)材料的移除。

隨著集成電路尺寸的減小以及芯片(chip)上的集成電路數(shù)目的增加，構(gòu)成所述電路的組件必須更近地安置在一起以便符合典型的芯片上可用的有限空間。電路之間的有效隔離對(duì)于確保最佳半導(dǎo)體效能而言是重要的。為此，將淺溝槽蝕刻至半導(dǎo)體基板中且用絕緣材料填充以隔離該集成電路的有源(作用，active)區(qū)域。更具體地說(shuō)，淺溝槽隔離(STI)是這樣的制程，其中，在硅基板上形成硅氮化物層，經(jīng)由蝕刻或光刻形成淺溝槽，且沉積介電層以填充溝槽。由于以此方式形成的溝槽的深度變化，典型地需要在基板的頂部上沉積過(guò)量的介電材料以確保所有溝槽的完全填充。介電材料(例如硅氧化物)與基板的下方表面形貌相符。因此，基板表面的特征在于溝槽之間的上覆氧化物的凸起區(qū)域，其被稱(chēng)為圖案氧化物。圖案氧化物的特征在于位于溝槽外的過(guò)量介電材料的臺(tái)階高度。典型地，通過(guò)CMP制程移除過(guò)量的介電材料，這另外提供平坦表面以用于進(jìn)一步加工。由于圖案氧化物被磨除且接近表面的平面度，則氧化物層被稱(chēng)為毯覆式氧化物(blanket oxide)。

拋光組合物可根據(jù)其拋光速率(即，移除速率)及其平面化效率進(jìn)行表征。拋光速率是指自基板表面移除材料的速率且通常根據(jù)長(zhǎng)度(厚度)單位/時(shí)間單位(例如，埃/分鐘)表示。平面化效率涉及臺(tái)階高度減少與溝槽損失或自基板移除的材料量。具體而言，拋光表面(例如拋光墊)首先接觸表面的“高點(diǎn)”且必須移除材料以形成平坦表面。導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)具有最低溝槽損失的平坦表面的制程被認(rèn)為比需要移除更多材料以實(shí)現(xiàn)平面度的制程更有效。

通常，硅氧化物圖案的移除速率可被限速以用于STI制程中的介電拋光步驟，且因此需要硅氧化物圖案的高移除速率以提高器件產(chǎn)量。然而，若毯覆式移除速率過(guò)快，則位于所暴露出的溝槽中的氧化物的過(guò)度拋光可導(dǎo)致溝槽侵蝕、硅氮化物損失及提高的器件缺陷率。因此，具有快的移除速率的拋光組合物并不固有地產(chǎn)生令人滿意的平面化效率。

仍需要提供有用的移除速率同時(shí)還提供改善的平面化效率的用于對(duì)硅基板(尤其是含硅氧化物的基板)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的組合物及方法。本發(fā)明提供這樣的拋光組合物及方法。本發(fā)明的這些及其它優(yōu)勢(shì)以及其它的發(fā)明特征將自本文中所提供的本發(fā)明的描述而明晰。

發(fā)明內(nèi)容