[發(fā)明專利]用于拋光介電襯底的具有穩(wěn)定的磨料顆粒的化學(xué)機(jī)械拋光組合物

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010078522.9
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111471400B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭毅
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯電子材料CMP控股股份有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/3105
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳哲鋒;錢文宇

公開了一種用于拋光介電襯底的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含用聚烷氧基化的有機(jī)硅烷穩(wěn)定的膠體二氧化硅磨料顆粒。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于拋光介電襯底的在堿性pH下具有穩(wěn)定的膠體二氧化硅磨料顆粒的化學(xué)機(jī)械拋光組合物。更具體地，本發(fā)明涉及在堿性pH下具有穩(wěn)定的膠體二氧化硅磨料顆粒的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其中所述穩(wěn)定的膠體二氧化硅磨料顆粒用聚烷氧基化的有機(jī)硅烷穩(wěn)定。

背景技術(shù)

在集成電路以及其他電子裝置的制造中，將多層導(dǎo)電材料、半導(dǎo)電材料以及介電材料沉積在半導(dǎo)體晶片的表面上或從半導(dǎo)體晶片的表面上移除。可以通過多種沉積技術(shù)來沉積導(dǎo)電材料、半導(dǎo)電材料以及介電材料的薄層。在現(xiàn)代加工中常見的沉積技術(shù)包括物理氣相沉積(PVD)(也稱為濺射)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)的化學(xué)氣相沉積(PECVD)、以及電化學(xué)電鍍(ECP)。

隨著材料層被依次地沉積和移除，晶片的最上表面變成非平面的。因?yàn)楹罄m(xù)的半導(dǎo)體加工(例如金屬化)要求晶片具有平坦的表面，所以需要對晶片進(jìn)行平坦化。平坦化在移除不希望的表面形貌和表面缺陷中是有用的。

化學(xué)機(jī)械平坦化、或化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是用于將襯底(諸如半導(dǎo)體晶片)平坦化的常見技術(shù)。在常規(guī)的CMP中，晶片被安裝在托架組件上并且被定位成與CMP設(shè)備中的拋光墊接觸。托架組件向晶片提供可控的壓力，從而將晶片壓靠在拋光墊上。所述墊通過外部驅(qū)動力相對于晶片移動(例如旋轉(zhuǎn))。與此同時(shí)，在晶片與拋光墊之間提供拋光組合物(“漿料”)或其他拋光液。因此，通過墊表面和漿料的化學(xué)和機(jī)械作用將晶片表面拋光并且使其成為平面。

某些先進(jìn)裝置設(shè)計(jì)要求在較低的使用點(diǎn)(POU)磨料wt％下提供增強(qiáng)的中間層介電(ILD)移除效率的堿性拋光組合物。此類ILD包括氧化硅和氮化硅。一種方法是增加電解質(zhì)濃度，從而增加電導(dǎo)率；然而，增加電解質(zhì)濃度導(dǎo)致膠體二氧化硅磨料顆粒的不穩(wěn)定性。增加離子濃度導(dǎo)致膠體二氧化硅磨料顆粒上的較少的表面電荷，并致使較小的顆粒排斥，這是穩(wěn)定顆粒的主要力。

因此，需要在堿性pH下展現(xiàn)出改進(jìn)的膠體二氧化硅磨料顆粒的穩(wěn)定性的拋光組合物和拋光方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含以下項(xiàng)作為初始組分：

水；

膠體二氧化硅磨料顆粒；

具有式(I)的聚烷氧基有機(jī)硅烷：

其中R選自(C₁-C₄)烷基；R¹選自由氫、(C₁-C₄)烷基和R²C(O)-組成的組，其中R²選自由氫和(C₁-C₄)烷基組成的組；并且n是1至12的整數(shù)；

pH7；以及

任選地堿金屬或銨的無機(jī)鹽或其混合物；以及

任選地pH調(diào)節(jié)劑。

本發(fā)明還包括一種用于對襯底進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，所述方法包括：

提供襯底，其中所述襯底包括氧化硅、氮化硅和多晶硅中的至少一種；

提供化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含以下項(xiàng)作為初始組分：

水；

膠體二氧化硅磨料顆粒；

具有式(I)的聚烷氧基有機(jī)硅烷：