本发明专利技术提供化学-机械抛光组合物，其含有：氧化铈研磨剂、式I的离子聚合物、和水，其中X1和X2、Z1和Z2、R2、R3和R4、以及n如本文中所定义的，其中该抛光组合物具有1至4.5的pH。本发明专利技术进一步提供用本发明专利技术化学机械抛光组合物对基材进行化学-机械抛光的方法。典型地，该基材含有氧化硅、氮化硅、和/或多晶硅。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有高的移除速率和低的缺陷率的对于氧化物和氮化物有 选择性的化学机械抛光组合物
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。抛光组合物（也 称为抛光浆料）典型地含有在液体载体中的研磨材料并通过使表面与用抛光组合物饱和 的抛光垫接触而施加至所述表面。典型的研磨材料包括二氧化娃、氧化姉、氧化侣、氧化错 和氧化锡。抛光组合物典型地与抛光垫（例如抛光布或盘）结合使用。代替被悬浮于抛光 组合物中，或除被悬浮于抛光组合物中之外，研磨材料可被引入抛光垫中。 作为用于隔离半导体器件的元件的方法，大量注意力被引向浅沟槽隔离（STI)工 艺，其中在娃基材上形成氮化娃层，经由蚀刻或光刻法形成浅沟槽，且沉积介电层（例如， 氧化物）W填充所述沟槽。由于W此方式形成的沟槽或线路的深度的变化，典型地必须在 基材顶部上沉积过量的介电材料W确保完全填充所有沟槽。随后典型地通过化学-机械平 坦化工艺移除过量的介电材料W使氮化娃层暴露。当氮化娃层被暴露时，暴露于化学-机 械抛光组合物的基材的最大区域包含氮化娃，其必须随后被抛光W实现高度地平坦和均匀 的表面。 通常，过去的实践已强调氧化物抛光优先于氮化娃抛光的选择性。因此，氮化娃层 已在化学-机械平坦化工艺期间充当停止层，因为在氮化娃层暴露时总的抛光速率降低。 近来，还已强调了氧化物抛光优先于多晶娃抛光的选择性。例如，添加一系列 BRIJ?和聚环氧乙烧表面活性剂、W及PLUR0NIC?k64即具有15的HLB的环氧乙烧-环氧 丙烷-环氧乙烧=嵌段共聚物被声称提高氧化物相对于多晶娃的抛光选择性（参见Lee等 人，"EffectsofNonionicSurfsctsntsonOxide-t〇-PolysiliconSelectivityduring QiemicalMechanicalPolishing",J.Elect;rochem.Soc.，149(8):G477-G481(2002))。此 夕F，美国专利6, 626, 968公开了通过使用选自如下的具有亲水和疏水官能团的聚合物添加 剂可改善氧化娃相对于多晶娃的抛光选择性：聚乙締基甲基酸、聚乙二醇、聚氧乙締23月 桂基酸、聚丙酸、聚丙締酸、和聚酸二醇二（酸）。 阳0化]典型地使用常规的抛光介质和含有研磨剂的抛光组合物抛光STI基材。然而， 已观察到利用常规的抛光介质和含有研磨剂的抛光组合物抛光STI基材导致在STI特征 (feature)中基材表面的过度抛光或形成凹处W及形成其它形貌缺陷，例如基材表面上的 微刮痕。该在STI特征中的过度抛光和形成凹处的现象称为表面凹陷（dishing)。表面凹 陷是不合乎需要的，因为基材特征的表面凹陷可通过造成晶体管和晶体管部件（组件）彼 此隔离失败，由此导致短路而不利地影响器件制造。另外，基材的过度抛光还可导致氧化物 损失并使下伏氧化物暴露于来自抛光或化学活性的损害，运不利地影响器件品质和性能。 因此，在本领域中仍然需要可提供氧化娃、氮化娃和多晶娃的合乎需要的选择性 且具有合适的移除速率、低的缺陷率（defectivity)、和合适的表面凹陷性能的抛光组合物 和方法。
技术实现思路
本专利技术提供化学-机械抛光组合物，其包含如下物质、基本上由如下物质组成、或 由如下物质组成：(a)氧化姉（ceria)研磨剂、化）式I的离子聚合物、和（C)水： 其中X嘴X2独立地选自氨、-0H、和-C00H，且其中X嘴X2中的至少一个为-C00H， Z郝Z2独立地为0或S，R1、R2、R嘴R4独立地选自氨、CI-Ce烷基、和C7-Ci。芳基，且n为3 至500的整数，其中抛光组合物具有1至4. 5的抑。 本专利技术还提供对基材进行化学-机械抛光的方法，其包括：（i)使基材与抛光垫和 化学-机械抛光组合物接触，该化学-机械抛光组合物包含如下物质、基本上由如下物质组 成、或由如下物质组成：(a)氧化姉研磨剂、化）式I的离子聚合物、和（C)水： 其中Xi和X2独立地选自氨、-0H、和-C00H，且其中X1和X2中的至少一个为-C00H， Z郝Z2独立地为0或S，R1、R2、R嘴R4独立地选自氨、CI-Ce烷基、和C7-Ci。芳基，且n为3 至500的整数，其中抛光组合物具有1至4. 5的抑，（ii)使抛光垫和机械化学抛光组合物 相对于基材移动，和（iii)研磨基材的至少一部分W抛光基材。【具体实施方式】 本专利技术提供化学-机械抛光组合物，其包含如下物质、基本上由如下物质组成、或 由如下物质组成：(a)氧化姉研磨剂、化）式I的离子聚合物、（C)水、和（d)任选的一种或 多种本文中描述的其它组分，阳01引 其中X嘴X2独立地选自氨、-0H、和-C00H，且其中X嘴X2中的至少一个为-C00H， Z郝Z2独立地为0或S，R1、R2、R嘴R4独立地选自氨、CI-Ce烷基、和C7-Ci。芳基，且n为3 至500的整数，其中该抛光组合物具有1至4. 5的抑。 化学-机械抛光组合物包含氧化姉研磨剂。如本领域普通技术人员所知晓的，氧 化姉为稀±金属姉的氧化物且还称为氧化姉（cericOXi化）、氧化姉（ceriumoxide)(例如 氧化姉（IV))、或二氧化姉。氧化姉（IV) (Ce〇2)可通过般烧草酸姉或氨氧化姉而形成。姉 还形成氧化姉（III)，例如Ce2〇3。氧化姉研磨剂可为氧化姉的运些或其它氧化物的任意一 种或多种。 氧化姉研磨剂可具有任何合适的类型。如本文中所使用的，"湿法"氧化姉是指通 过沉淀、缩合-聚合、或类似方法制备的氧化姉（与例如火成（fumed)或热解氧化姉相反）。 已典型地发现，当用于根据本专利技术的方法抛光基材时，包含湿法氧化姉研磨剂的本专利技术的 抛光组合物呈现较少的缺陷。不希望受特定理论的束缚，认为湿法氧化姉包括球形氧化姉 颗粒和/或较小的聚集氧化姉颗粒，从而当用于本专利技术方法时导致较低的基材缺陷率。说 明性湿法氧化姉为可自化Odia购得的肥-60?。 氧化姉颗粒可具有任何合适的平均尺寸（即，平均粒径）。如果平均氧化姉粒度太 小，则抛光组合物可无法呈现足够的移除速率。相反，如果平均氧化姉粒度太大，则抛光组 合物可呈现不合乎需要的抛光性能，例如差的基材缺陷率。因此，氧化姉颗粒可具有IOnm 或更大、例如15nm或更大、20nm或更大、25nm或更大、30nm或更大、35nm或更大、40nm或更 大、45nm或更大、或50nm或更大的平均粒度。替代地，或者另外，氧化姉可具有1，OOOnm或 更小、例如750nm或更小、500nm或更小、250nm或更小、150nm或更小、IOOnm或更小、75nm 或更小、或50nm或更小的平均粒度。因此，氧化姉可具有由前述端点中的任意两个所界定 的平均粒度。例如，氧化姉可具有10皿至1, 000皿、10皿至750皿、15皿至500皿、20皿至 250nm、20nm至 150nm、25nm至 150nm、25nm至lOOnm、或 50nm至 150nm、或 50nm至IOOnm的 平均粒度。对于非球形氧化姉颗粒，颗粒的尺寸为包围该颗粒的最小球的直径。氧化姉的 粒度可使用任何合适的技术测量，例如，使用激光衍射技术。合适的粒度测量仪器可自例如 Malvern本文档来自技高网...
【技术保护点】
化学‑机械抛光组合物，其包含：(a)氧化铈研磨剂，(b)式I的离子聚合物：其中X1和X2独立地选自氢、‑OH、和‑COOH，且其中X1和X2中的至少一个为‑COOH，Z1和Z2独立地为O或S，R1、R2、R3和R4独立地选自氢、C1‑C6烷基、和C7‑C10芳基，且n为3至500的整数，和(c)水，其中该抛光组合物具有1至4.5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：K多克里，R贾，J戴萨德，
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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