公开抛光组合物和抛光基材的方法。所述组合物具有低负载量(例如，最高达0.1重量％)的研磨剂颗粒。所述抛光组合物还含有水和至少一种阴离子型表面活性剂。在一些实施方式中，所述研磨剂颗粒为α氧化铝颗粒(例如，涂覆有有机聚合物)。所述抛光组合物可用于例如抛光弱强度的基材例如有机聚合物。在一些实施方式中，在所述组合物中包括用于氧化有机聚合物和硅中的至少一种的试剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有低的固体物含量的化学机械抛光组合物及与其相关的 方法
技术介绍
用于平坦化或抛光基材表面的组合物和方法是本领域中公知的。化学机械平坦化 或化学机械抛光（CMP)是用于平坦化基材的通常技术。CMP利用化学组合物（称为CMP组 合物或更简单地称为抛光组合物（也称为抛光浆料））从基材移除材料。抛光组合物典型 地通过如下施加至基材：使基材的表面与用抛光组合物饱和的抛光垫（例如，抛光布或抛 光盘）接触。基材的抛光典型地通过抛光组合物的化学活性和/或悬浮于抛光组合物中或 引入抛光垫（例如，固定研磨剂抛光垫）中的研磨剂的机械活性辅助。 常规的CMP组合物和方法在平坦化基材时典型地不是完全令人满意的。特别 地，CMP抛光组合物和方法在应用于基材时可导致不太期望的抛光速率和高的表面缺陷率 (defectivity)。由于许多基材的性能直接与其表面的平坦性有关，因此使用对于具体的基 材导致尚的抛光效率、选择性、均勾性和移除速率且留下具有尚品质的抛光和最小的表面 缺陷的基材的CMP组合物和方法是至关重要的。 在产生用于半导体晶片的有效的抛光组合物方面的困难源于半导体晶片的复杂 性。半导体晶片典型地由其上已形成多个晶体管的基材构成。通过将基材中的区域和基材 上的层图案化而将集成电路化学地和物理地连接至基材中。为了制造可运行的半导体晶片 和使晶片的产率、性能和可靠性最大化，期望抛光晶片的选择表面而不对下伏结构或形貌 造成不利影响。事实上，若未在被充分平坦化的晶片表面上进行工艺步骤，则在半导体制造 中的多种问题可出现。 CMP组合物常常含有氧化剂，其可与基材的表面反应且使得表面更易于通过机械 研磨而移除。已出于此目的使用含有过氧化氢的氧化剂，但是其对于一些基材（包括对过 氧化物不是高度反应性的那些）可无法提供令人满意的移除速率。 日益关注有机聚合物材料在基材中的使用。一些有机膜呈现出例如1-2. 2的低的 介电常数（k)且由此具有期望的绝缘性质。其它有机膜具有较高的介电常数。有机聚合物 材料还是相对便宜的。尽管存在与在基材中使用有机聚合物膜有关的这些优势，但对于使 用有机聚合物，存在折衷。具体而言，有机聚合物对于平坦化提出相当大的挑战，因为它们 可为机械上柔软的且易于刮伤。此外，与它们的机械灵敏性相反，有机聚合物常常是化学上 惰性的。这些化学和机械特性的组合使得有机聚合物介电材料难以使用传统的水基CMP组 合物进行抛光。在半导体制造中所使用的有机聚合物材料典型地包括：(a)具有相对高的 有机含量的聚合物，（b)具有低的和高的有机含量以及高水平的孔隙率的聚合物，（C)基于 硅-氧型材料和无机材料的具有相对低的有机含量的聚合物，和（d)具有这些性质的组合 的聚合物。 仍然需要如下的抛光组合物和抛光方法：其在含有有机聚合物材料的基材的抛光 和平坦化期间呈现出期望的移除速率和均匀性，同时使在抛光和平坦化期间的缺陷率（例 如表面缺陷）以及对下伏结构和形貌的损害最小化。本专利技术提供这样的抛光组合物和方 法。从本文中提供的本专利技术的描述，本专利技术的这些和其它优点、以及额外的专利技术特征将更明 晰。
技术实现思路
在一个方面中，本专利技术提供抛光组合物，其包含：(a) 0. 01重量％至0. 001重量％ 的研磨剂颗粒，（b)至少一种阴离子型表面活性剂，和（c)水。研磨剂颗粒合乎需要地涂覆 有聚合物，且所述组合物具有1. 5至5的pH。 在另一方面中，本专利技术提供抛光组合物，其包含：(a)最高达0. 1重量％的量的研 磨剂颗粒，（b)至少一种阴离子型表面活性剂，（c)氧化有机聚合物的氧化剂，和（d)水，其 中所述组合物具有1. 5至5的pH。 在另一方面中，本专利技术提供抛光基材的方法。所述方法包括使基材与抛光垫和抛 光组合物接触，所述抛光组合物包含：（a) 0. 001重量％至0. 1重量％的研磨剂颗粒，（b)至 少一种阴离子型表面活性剂，和（c)水。研磨剂颗粒合乎需要地涂覆有聚合物，且所述组合 物具有1. 5至5的pH。所述方法进一步包括使抛光垫和抛光组合物相对于基材移动以研磨 基材的至少一部分以抛光基材。 在另一方面中，本专利技术提供抛光基材的方法，其包括使基材与抛光垫和抛光组合 物接触，所述抛光组合物包含：(a)最高达0. 1重量％的量的研磨剂颗粒，（b)至少一种阴 离子型表面活性剂，（c)氧化有机聚合物的氧化剂，和（d)水，其中所述组合物具有1.5至 5的pH。所述方法进一步包括使抛光垫和抛光组合物相对于基材移动以研磨基材的至少一 部分以抛光基材。【附图说明】 图1为绘示当用根据本专利技术的实施方式的三种不同的抛光组合物抛光基材时在 30秒内的移除量（Y-轴）对从晶片的边缘到边缘的测量点（X-轴）的图。 图2为说明由使用三种含有不同量的研磨剂颗粒的单独抛光组合物产生的在基 材上的缺陷数目的条形图。 图3为用于比较目的的使用包括常规负载量的研磨剂颗粒的抛光组合物抛光的 旋涂碳（spin-on-carbon)基材在IOX放大倍率下的光学显微镜图像。 图4为说明使用包含不同表面活性剂或不包含表面活性剂的抛光组合物的多晶 硅和旋涂碳从基材的移除速率的条形图。【具体实施方式】 本专利技术的实施方式提供具有低的研磨剂颗粒固体物含量的抛光组合物。根据本 专利技术的实施方式的抛光组合物包含通常〇. 1重量％或更小（例如，0.001重量％至〇. 1重 量％)的量的研磨剂颗粒、一种或多种阴离子型表面活性剂、和水。这样的抛光组合物为浆 料形式且可用于利用合适的包括抛光垫的化学机械抛光（CMP)装置（例如本文中所描述 的）抛光表面，例如机械上（mechanically)弱的表面。在一些实施方式中，抛光组合物对 于有机膜实现高的移除速率，同时对于基材上的在有机膜材料下面的多晶硅材料选择性地 实现低的移除速率。此外，抛光组合物的一些实施方式容许跨越基材表面的良好的移除均 匀性。 有利地，根据本专利技术的实施方式的抛光组合物令人惊奇地且出乎意料地产生先前 对于具有高得多的研磨剂颗粒浓度的抛光组合物已知的期望的移除速率。此外，抛光组合 物实现这样的期望的移除速率，同时还令人惊奇地且出乎意料地实现在被抛光的基材上的 低的缺陷率（例如，刮伤等）。 在一些实施方式中，将研磨剂颗粒选择成包括金属氧化物、特别是氧化铝（例如， α氧化铝）、氧化锆、胶体二氧化硅、热解二氧化硅、氧化铈、或其组合。上述研磨剂颗粒合 乎需要地涂覆有聚合物，所述聚合物选择成在抛光组合物中的研磨剂颗粒与正被抛光的基 材（例如，聚合物膜）相互作用时提供缓冲。例如，研磨剂颗粒可涂覆有聚合物，在研磨剂 颗粒接触如利用CMP装置施加的待抛光的基材（例如机械上弱的有机膜）时，所述聚合物 对于实现如根据如本文中定义的扭矩测量方法所测定的〇. 1至〇. 5 (例如，0. 2至0. 3)的摩 擦系数（CoF)是有效的。在本文中定义的扭矩测量方法中，使用来自TA Instruments (New Castle, Delaware)的ARG2流变仪（使用锥板几何结构）测定扭矩，所述扭矩以N · m为单 位。将抛光垫环附着至所述板且在之间添加浆料。在锥体相对于底板以固定的IOOrpm旋 转时，测量扭矩。然后根据以下计算将扭矩换算为Co本文档来自技高网...
【技术保护点】
抛光组合物，其包含：(a)0.001重量％至0.1重量％的涂覆有聚合物的研磨剂颗粒，(b)至少一种阴离子型表面活性剂，和(c)水，其中所述组合物具有1.5至5的pH。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L傅，S格鲁姆宾，
申请(专利权)人：嘉柏微电子材料股份公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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