[發(fā)明專利]化學(xué)機(jī)械拋光組合物及抑制無(wú)定形硅的去除速率的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010193669.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111718657B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·K·彭塔;K·E·特泰;M·范漢尼赫姆
• 申請(qǐng)（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(hào): H01L21/302
• 分類號(hào): H01L21/302;C09G1/02;H01L21/306
• 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(kāi)了化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其含有聚乙氧基化的胺、磷酸或其鹽、以及帶正電荷的含氮的膠體二氧化硅磨料顆粒。所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物用于拋光方法中用于抑制無(wú)定形硅的去除速率，同時(shí)維持可調(diào)的氧化物與氮化硅的去除速率的比率。所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物可以用于前段制程半導(dǎo)體加工中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光組合物以及方法，其用于抑制無(wú)定形硅的去除速率，同時(shí)維持可調(diào)的氧化物與氮化硅的去除速率的比率。更具體地，本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光組合物以及方法，其用于抑制無(wú)定形硅的去除速率，同時(shí)維持可調(diào)的氧化物與氮化硅的去除速率的比率，其中所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物含有聚乙氧基化的胺、磷酸或其鹽、以及帶正電荷的含氮的膠體二氧化硅磨料顆粒。

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)體晶片的表面上去除。可以通過(guò)若干種沉積技術(shù)來(lái)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(jiàn)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去除，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(duì)晶片進(jìn)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，諸如粗糙表面、附聚的材料、晶格損傷、劃痕、以及被污染的層或材料。

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(jiàn)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(guò)外部驅(qū)動(dòng)力相對(duì)于晶片移動(dòng)(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(guò)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。

在前段制程(FEOL)半導(dǎo)體加工中，淺溝槽隔離(STI)對(duì)于在集成電路制造中形成柵極是至關(guān)重要的，諸如在STI中在形成晶體管之前，將電介質(zhì)諸如原硅酸四乙酯(TEOS)或二氧化硅過(guò)量地沉積在硅晶片中形成的開(kāi)口中，例如通過(guò)氮化硅屏障與集成電路的其余部分隔離的溝槽或隔離區(qū)。使用多個(gè)CMP工藝以實(shí)現(xiàn)最終所希望的隔離方案。在第一CMP步驟中，使過(guò)量的電介質(zhì)拋光和平坦化。在第二CMP步驟中，在下面的氮化硅膜上實(shí)現(xiàn)拋光停止，而沒(méi)有過(guò)多的凹陷(溝槽中的氧化物損失)。在第三CMP步驟中(其是相對(duì)新的或是在先進(jìn)的半導(dǎo)體裝置中實(shí)施)，拋光氧化物和氮化物二者，并且CMP停止在下面的硅膜諸如無(wú)定形硅膜上實(shí)現(xiàn)。

因此，本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物以及用于通過(guò)拋光氧化物和氮化物二者并抑制無(wú)定形硅的去除速率來(lái)改善所述第三步驟的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含以下項(xiàng)作為初始組分：水；

包含含氮化合物和正ζ電位的膠體二氧化硅磨料顆粒；

磷酸或其鹽；

具有式(I)的聚乙氧基化的胺化合物：

其中R’是直鏈或支鏈的(C₁₀-C₂₇)烷基或牛脂部分，R¹是(C₁-C₄)烷基或(CH₂CH₂O)_yH部分，G是(CH₂CH₂O)_yH部分或→O，x和y是1-20的數(shù)字并且z是0或1；以及

任選地殺生物劑。

本發(fā)明還提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含以下項(xiàng)作為初始組分：

水；