專利名稱：穩(wěn)定的化學機械拋光組合物以及拋光基板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及化學機械拋光領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及穩(wěn)定的化學機械拋光組合物以及半導體材料的化學機械拋光方法，和更特別地涉及在例如內(nèi)層電介質(zhì)(ILD)和淺槽隔離(shallow trench isolation)工藝中來自半導體結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層的化學機械拋光方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代集成電路通過復雜的工藝制造，其中由半導體裝置組成的電路被集成在小的半導體結(jié)構(gòu)(semiconductor structure)上。形成于半導體結(jié)構(gòu)上的傳統(tǒng)半導體裝置包括電容、電阻、晶體管、導體、二極管等。在先進的集成電路制造中，許多此類半導體裝置形成在單個半導體結(jié)構(gòu)上。另外，集成電路可安排在半導體結(jié)構(gòu)的普通硅基板上作為連接模(adjoining dies)。通常，表面水平劃線區(qū)域(surface level scribe region)位于模之間，其中模將會被切割開以形成不連續(xù)的集成電路。在模中，半導體結(jié)構(gòu)的表面以凸起的區(qū)域為特征，該凸起區(qū)域是由半導體裝置的形成引起的。這些凸起的區(qū)域形成陣列并且被在半導體結(jié)構(gòu)硅基板上較低高度的較低區(qū)域隔開。有源(active)裝置需要用電介質(zhì)分離以防止它們之間的串擾和信號干擾。通常地，有兩種主要的分離技術(shù)。其中一種是內(nèi)層電介質(zhì)(ILD)。另一種被稱為淺槽隔離(STI)。ILD結(jié)構(gòu)主要用于分離在集成電路中的金屬線或插頭。電介質(zhì)絕緣材料(例如二氧化硅和氮化硅)通常在金屬線或插頭頂端和間隙之間生長或沉積，其生成了不平的表面，該不平的表面的特征是在陣列之上向上延伸的更高高度的垂直凸起突出部件 (feature)和更低高度的開放槽(open troughs)。然后，使用CMP方法降低垂直突出部件的高度至目標高度，該目標高度通常是陣列頂端水平之上預先設(shè)定的距離，理想地，將會形成平坦的表面。STI被廣泛的用于形成分離(isolation)結(jié)構(gòu)的半導體制造方法以電分離 (isolate)形成于集成電路中的各種有源組件。在STI技術(shù)中，第一步是在基板上預先設(shè)置好的位置形成多條溝槽，通常通過各向異性的刻蝕。然后，將硅沉積在每一條這些溝槽中。 之后，二氧化硅通過CMP拋光，至氮化硅(停止層)以形成STI結(jié)構(gòu)。為了實現(xiàn)高效的拋光，拋光漿液通常提供高選擇性，該高選擇性涉及二氧化硅相對氮化硅的去除速率(“選擇性”)。傳統(tǒng)用于ILD和STI工藝的CMP漿液包括高濃度的磨料以提高其效力。不幸地是， 磨料是昂貴的并且磨料的增加使用是成本不允許的。一種具有降低磨料含量用于去除氧化硅的拋光組合物被Liu等的美國專利 No. 7018560所公開。Liu等公開了一種水性拋光組合物，它包括用于限制互連金屬去除的腐蝕抑制劑；酸性PH ；磨料顆粒；和包含由
權(quán)利要求
1. 一種化學機械拋光組合物，所述組合物包括作為初始組分的以下組分水；0. 1-4(^丨％具有5-150nm平均粒徑的磨料；0. OOl-Iwt^的根據(jù)式(II)的金剛烷基物質(zhì)；
2.如權(quán)利要求1所述的化學機械拋光組合物，其中所述化學機械拋光組合物包括作為初始組分的以下組分中的至少一種(a)0.001-lWt%根據(jù)式(I)的二季物質(zhì)；和(b)0.005-lwt%&季銨化合物。
3.如權(quán)利要求1所述的化學機械拋光組合物，其中所述化學機械拋光組合物包括作為初始組分的以下組分0.001-lwt%根據(jù)(I)的二季物質(zhì)。
4.如權(quán)利要求3所述的化學機械拋光組合物，其中每一個X是N5R1是_(CH2)6-基團； 和其中 R2、R3、R4、R5、R6 和 R7 每一個為-(CH2)3CH3 基團。
5.如權(quán)利要求1所述的化學機械拋光組合物，其中A是N和其中每一個R8是-CH3基團。
6.如權(quán)利要求3所述的化學機械拋光組合物，其中A是N和其中每一個R8是-CH3基團。
7.一種用于化學機械拋光基板的方法，所述方法包括 提供一種基板，其中基板包括二氧化硅；提供如權(quán)利要求1所述的化學機械拋光組合物； 提供化學機械拋光墊片；在化學機械拋光墊片和基板之間的界面處形成動態(tài)接觸，下壓力為0. 69-34. 5kPa ；和在或接近化學機械拋光墊片和基板之間界面處將所述化學機械拋光組合物分配到化學機械拋光墊片上其中所述化學機械拋光組合物具有2-6的pH值。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中化學機械拋光組合物包含作為初始組分的以下組分l-10wt%具有20-60nm平均粒徑的膠體二氧化硅磨料；0. 01-0. 05襯％的根據(jù)式(I)的二季物質(zhì)和0. 01-0. 05wt%根據(jù)式(II)的金剛烷物質(zhì)；其中每一個X是N出1是(CH2)6-基團；其中R2、R3、R4、R5、R6和R7每一個為-(CH2)3CH3基團；其中式(I)的陰離子是兩個氫氧根陰離子；其中A是N;其中每一個R8是-CH3基團；其中式(II)中的陰離子是氫氧根陰離子。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中磨料是膠體二氧化硅；和其中所述化學機械拋光組合物顯示出二氧化硅去除速率至少1500人/分，且壓盤速度為93轉(zhuǎn)每分鐘，載體速度為87 轉(zhuǎn)每分鐘，化學機械拋光組合物的流動速率200ml/min，和在200mm拋光機上20. 7kPa的名義下壓力，其中所述化學機械拋光墊片包括聚氨酯拋光層，所述聚氨酯拋光層包含聚合的中空微粒和聚氨酯浸漬的非織造的子墊片。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中基板進一步包括SiC、SiCN、Si3N4、SiCO和多晶硅的至少一種。
全文摘要
穩(wěn)定的化學機械拋光組合物以及拋光基板的方法。一種化學機械拋光組合物包括作為初始組分的如下組分水；0.1-40wt％具有5-150nm平均粒徑的磨料；0.001-1wt％的根據(jù)式(II)的金剛烷物質(zhì)；0-1wt％的根據(jù)式(I)的二季物質(zhì)；和0-1wt％的季胺鹽化合物。此外，還提供了一種使用該化學機械拋光組合物用于化學機械拋光的方法。
文檔編號H01L21/762GK102363713SQ20111022787
公開日2012年2月29日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者K-A·K·雷迪, 劉振東, 張廣云, 郭毅 申請人:羅門哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司