专利名称：使用适合提高氧化硅的去除的抛光组合物对基片进行化学机械抛光的方法
技术领域：
本发明涉及化学机械抛光组合物及其使用方法。更具体来说，本发明涉及用来对包含氧化硅的基片进行抛光的化学机械抛光组合物，其中，从基片上除去至少一部分氧化娃。
背景技术：
在集成电路和其它电子器件的制造中，在半导体晶片的表面上沉积多层的导电材料、半导体材料和介电材料，或者将这些材料层从半导体晶片的表面除去。可以使用一些沉积技术沉积导电材料、半导体材料和介电材料的薄层。现代晶片加工中常用的沉积技术包括物理气相沉积(PVD)(也称为溅射)、化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)和电化学镀覆(ECP)等。当材料层被依次沉积和除去的时候，晶片最上层的表面变得不平。因为随后的半导体加工(例如镀覆金属)需要晶片具有平坦的表面，所以晶片需要平面化。平面化可用来除去不希望出现的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面，团聚材料，晶格破坏，划痕和污染的层或材料。化学机械平面化，即化学机械抛光(CMP)是一种用来对半导体晶片之类的基片进行平面化的常用技术。在常规的CMP中，将晶片安装在支架组件上，设置在与CMP设备中的抛光垫接触的位置。所述支架组件为晶片提供可控制的压力，将其压向抛光垫。通过外界驱动力使得抛光垫相对于晶片运动(例如转动)。与此同时，在晶片和抛光垫之间提供抛光组合物(“浆液”)或者其它的抛光溶液。因此，通过抛光垫表面以及浆液的化学作用和机械作用，对晶片的表面进行抛光使其成为平的。在制造半导体器件的时候，化学机械平面化常用于浅槽隔离(shallow trench isolation) (STI)层以及层间电介质(ILD)或金属间电介质(IMD)层上。这些电介质层在相邻的半导体和导电路径之间作为电隔离层。在半导体器件中，经常将沉积的电介质材料称作浅槽隔离结构或者层间电介质绝缘体。在形成这些结构的时候，存在以下问题，即快速地将电介质材料(例如氧化硅)抛光至合适的平整度，同时不会形成缺陷(例如划痕)。随着半导体器件的结构尺寸不断缩小，以前可以接受的电介质材料的平面化以及抛光的缺陷性的使用性能标准变得越来越难以接受。以前认为是可以接受的划痕现在则成为产率限制因素。在美国专利第6，322，600号(Brewer等)中揭示了一种用于化学机械抛光工艺的抛光配方，据称其改进了电介质层抛光的缺陷性。Brewer等揭示了一种pH值为9-11. 5的平面化组合物，该组合物包含醇溶胶(alkosol)，该醇溶胶包含球形单分散烷基硅酸盐颗粒，其中至少90重量％的颗粒的直径与重均粒径之差不大于20% ；以及液体载体，其包含0-9重量％的醇，碱和余量的水。尽管如此，为了支持用于半导体制造系统中器件设计的不断变化的方面，人们一直需要配制化学机械抛光组合物，以提供所希望的适合变化的设计要求的抛光性质之间的平衡。例如，人们仍然需要具有以下性质的化学机械抛光组合物其显示低缺陷性的电介质抛光性能，特定的氧化硅去除速率和特定的氮化硅和氧化硅之间的去除速率选择性。
发明内容
本发明提供了一种用来对基片进行化学机械抛光的方法，该方法包括提供基片， 其中，所述基片包含氧化硅；提供一种化学机械抛光组合物，其包含以下组分作为初始组分水；磨料；以及式I的物质
权利要求
1. 一种用来对基片进行化学机械抛光的方法，该方法包括 提供基片，其中，所述基片包含氧化硅；提供一种化学机械抛光组合物，其包含以下物质作为初始组分水；磨料；以及式I的
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨料是胶体二氧化硅。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨料是平均粒度为10-200纳米的胶体二氧化硅。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在以下操作条件下，所述化学机械抛光组合物显示的氧化硅去除速率>2，000 A/分钟台板转速93转/分钟，支架转速87转/分钟， 化学机械抛光组合物的流速200毫升/分钟，在200毫米的抛光机上施加20. 7kPa的标称向下压力，所述化学机械抛光垫包含具有聚合物空心微粒的聚氨酯抛光层以及聚氨酯浸渍的非织造子垫。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，满足下式中的至少一式(i)(((A-A0)/A0) *100)≥5 ；以及(ii)(((A-A0)/A0)*100)≥10，其中，A是使用所述化学机械抛光组合物获得的氧化硅的去除速率，测量单位为A /分钟；Atl是在除了不含式I的物质以外、在相同条件下获得的氧化硅的去除速率，测量单位为A/分钟。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片还包含Si3N4，所述化学机械抛光配制物还包含式II的物质作为初始组分
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对于各个R4，R5，R6，R7，R8，R9和R10,η是独立地选自1-4的整数。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对于各个R4，R5，R6，R7，R8，R9和R10,η是独立地选自2-4的整数。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，式I的物质是氢氧化苄基三甲基铵，式II的物质是二亚乙基三胺五(甲基膦酸)。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，式I的物质是氢氧化苄基三甲基铵，式II 的物质是二(六亚甲基)三胺-五(甲基膦酸)。
全文摘要
本发明提供了一种用来对基片进行化学机械抛光的方法，该方法包括提供基片，其中，所述基片包含氧化硅；提供一种化学机械抛光组合物，其包含以下组分作为初始组分水；磨料；以及式I的物质式中，R1，R2和R3各自独立地选自C1-4烷基；提供具有抛光表面的化学机械抛光垫；使得抛光表面相对于基片运动；将所述化学机械抛光组合物分配在所述抛光表面上；以及，磨去所述基片的至少一部分，从而抛光所述基片；其中，包含在所述化学机械抛光组合物中的式I的物质提供提高的氧化硅去除速率以及改进的抛光缺陷性的性能；并从所述基片上除去至少一部分氧化硅。
文档编号H01L21/3105GK102206465SQ20111007211
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月31日
发明者G·张, K-A·K·雷迪, 刘振东, 郭毅 申请人:罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司