用于化学机械平坦化制造技术

本公开涉及适合于化学机械平坦化

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学机械平坦化(CMP)的悬浮液和使用所述悬浮液的方法
[0001]相关申请案的交叉引用
[0002]本申请案要求保护
2021/3/29
提交且标题为“用于化学机械平坦化
(CMP)
的悬浮液和使用所述悬浮液的方法
(SUSPENSION FOR CHEMICAL MECHANICAL PLANARIZATION(CMP)AND METHOD EMPLOYING THE SAME)”的美国临时专利申请案第
63/167,275
号的优先权和权益，其全文以引用的方式并入本文中
。
本申请案要求保护
2021/4/28
提交且标题为“用于化学机械平坦化
(CMP)
的悬浮液和使用所述悬浮液的方法
(SUSPENSION FOR CHEMICAL MECHANICAL PLANARIZATION(CMP)AND METHOD EMPLOYING THE SAME)”的美国临时专利申请案第
63/180,963
号的优先权和权益，其全文以引用的方式并入本文中
。
本申请案要求保护
2021
年8月
27
日提交且标题为“用于化学机械平坦化
(CMP)
的悬浮液和使用所述悬浮液的方法
(SUSPENSION FOR CHEMICAL MECHANICAL PLANARIZATION(CMP)AND METHOD EMPLOYING THE SAME)”的美国临时专利申请案第
63/237,644
号的优先权和权益，其全文以引用的方式并入本文中
。


[0003]本公开涉及适合于化学机械平坦化
(chemical mechanical planarization
；
CMP)
的水性悬浮液
、
水性悬浮液的用途和使用水性悬浮液的
CMP
方法
。

技术介绍

[0004]CMP
方法为一种具有化学作用和机械作用两者的抛光方法
。

技术实现思路

[0005]如本文所描述的水性悬浮液和其任何实施例标示为根据本公开的悬浮液
。
其也标示为本公开的化学机械平坦化浆液或“本公开的
CMP
浆液”。
一些浆液成分例如通过氧化待抛光的衬底表面而化学地起作用，从而允许对例如浆液的研磨剂成分机械起作用，以自衬底表面更平缓地去除任何不均匀性
。
[0006]本公开的另一目标包括悬浮液作为抛光组合物的用途，尤其适合于在化学机械平坦化方法中抛光碳化硅表面
。
[0007]本公开的又一目标为提供一种化学机械平坦化衬底的方法，所述方法包括使衬底与根据本公开的水性悬浮液接触，借助于抛光垫使水性悬浮液相对于衬底移动，和研磨衬底的至少一部分以抛光衬底
。
[0008]当在
CMP
方法中使用悬浮液时，材料去除的速率可加速，且同时界面温度在抛光期间可降低
。
此外，可降低工艺时间，可增加晶片的裸片良率，且可使表面瑕疵和刮痕降至最低
。
归因于一种或多种种类的煅烧氧化铝粒子
、
一种或多种氯酸金属盐和一种或多种过氯酸金属盐的组分，相较于仅含有一种或多种过锰酸金属盐
、
一种或多种种类的氧化锆纳米粒子
、
一种或多种种类的氧化铝纳米粒子
、
一种或多种硝酸盐，而非一种或多种种类的煅烧
氧化铝粒子
、
一种或多种氯酸金属盐和一种或多种过氯酸金属盐的组分的水性悬浮液，材料去除速率可进一步增加至多
25
‑
30
％，即使在较低界面温度下
。
可观测到在单晶
4H n
型
SiC(Si
表面
)
上
≥13
μ
/h
的去除速率，和在
C
表面上
≥30
μ
/h
的去除速率，同时以高工艺良率产生无瑕疵亚埃衬底
。
另外，温度限制的
CMP
操作中的摩擦和电动机负载可大体上减少，且对应
CMP
方法允许工艺工程师有余裕开发增加晶片生产量的更具侵蚀性的工艺配方
。
此外，在产品使用期间或同时在存储条件下可未观测到“沉降出”悬浮液组分中的任一个，且因此悬浮液具有较长的存放期，即使在其酸性介质中
。
此外，基于各种表面电荷动力学，悬浮液的组分粘附于晶片表面，这确保悬浮液均匀分布在晶片表面上
。
最后，在运行间的清洁工艺后，在
CMP
垫上可观测到极少至无残余量，借此可增加垫寿命
。
[0009]在一些实施例中，本公开包括水性悬浮液，其包括
(a)
一种或多种过锰酸金属盐，
(b)
氧化锆纳米粒子，
(c)
氧化铝纳米粒子，和
(d)
一种或多种硝酸盐
。
[0010]在一些实施例中，本公开包括一种用于制备水性悬浮液的方法，所述方法包括
(i)
将硝酸铝添加至包含氧化铝纳米粒子和氧化锆纳米粒子的水性悬浮液中，和
(ii)
将一种或多种过锰酸金属盐的水溶液添加至水性悬浮液中
。
[0011]在一些实施例中，本公开包括一种方法，其包括存储
pH
在3至5范围内的水性悬浮液，使水性悬浮液的
pH
降低至在2至
2.5
范围内，和在十四天内使用
pH
在2至
2.5
范围内的水性悬浮液
。
[0012]在一些实施例中，本公开包括一种水性悬浮液，其包括
(a)
一种或多种过锰酸金属盐，
(b)
一种或多种种类的氧化锆纳米粒子，
(c)
一种或多种种类的氧化铝纳米粒子，
(d)
一种或多种硝酸盐，
(e)
一种或多种种类的煅烧氧化铝粒子，
(f)
一种或多种氯酸金属盐，和
(g)
一种或多种过氯酸金属盐
。
[0013]在一些实施例中，本公开包括一种用于制备水性悬浮液的方法，其包括
(i)
将硝酸铝添加至包含氧化铝纳米粒子和氧化锆纳米粒子的水性悬浮液中，
(ii)
将一种或多种过锰酸金属盐
、
一种或多种过氯酸金属盐和一种或多种氯酸金属盐的水溶液添加至水性悬浮液中，和
(iii)
将一种或多种种类的煅烧氧化铝粒子添加至水性悬浮液中
。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种水性悬浮液，其包含：至少一种氧化剂；按所述水性悬浮液的总重量计，总量小于
0.2wt
％的研磨粒子，其中所述研磨粒子的莫氏硬度小于6；和硝酸铝
。2.
根据权利要求1所述的水性悬浮液，其进一步包含至少一种
pH
调节剂和
/
或至少一种
pH
缓冲剂
。3.
根据权利要求1所述的水性悬浮液，其中所述水性悬浮液的
pH
值在2至5范围内
。4.
根据权利要求1所述的水性悬浮液，其中所述至少一种氧化剂是选自由以下组成的群组：
LiMnO4、KMnO4、NaMnO4和其混合物
。5.
根据权利要求1所述的水性悬浮液，其中所述研磨粒子包含氧化铝粒子
。6.
根据权利要求5所述的水性悬浮液，其中所述氧化铝粒子包含
γ
‑
AlOOH
粒子
。7.
一种化学机械平坦化衬底的方法，其包含：
(i)
使所述衬底与根据权利要求1所述的水性悬浮液接触；
(ii)
用抛光垫使所述水性悬浮液相对于所述衬底移动；和
(iii)
研磨所述衬底的至少一部分以抛光所述衬底
。8.
根据权利要求7所述的方法，其中所述衬底在研磨期间不超过
60℃
的温度
。9.
根据权利要求7所述的方法，其进一步包含在使所述衬底与所述水性悬浮液接触之前使所述水性悬浮液的
pH
降低至2至
2.5
范围内
。10.
根据权利要求9所述的方法，其中将所述衬底在降低
pH
的十四天内与所述水性悬浮液接触
。11.
一种用于制备水性悬浮液的方法，其包含：
(i)
将硝酸铝添加至包含研磨粒子的所述水性悬浮液中；和
(ii)
将至少一种氧化剂的水溶液添加至所述水性悬浮液中，其中所述研磨粒子的莫氏硬度小于6，且其中按所述水性悬浮液的总重量计，所述水性悬浮液含有小于
0.2wt
％的所述研磨粒子
。12.
根据权利要求
11
所述的方法，其进一步包含在添加所述硝酸铝之前过滤所述水性悬浮液
。13.
根据权利要求
11
所述的方法，其进一步包含在添加所述水溶液之前过滤所述水溶液
。14.
根据权利要求
11
所述的方法，其中所述水性悬浮液在
23℃
的
pH
值在2至5范围内
。15.
根据权利要求
11
所述的方法，其中依序进行所述步骤
(i)
和所述步骤
(ii)。16.
一种方法，其包含：存储
pH
在3至5范围内的水性悬浮液；使所述水性悬浮液的
pH
降低至在2至
2.5
范围内；和在十四天内使用
pH
在2至
2.5
范围内的所述水性悬浮液
。17.
根据权利要求
16
所述的方法，其中所述水性悬浮...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：