專利名稱：使用可調(diào)拋光制劑的拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械拋光領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及使用化學(xué)機(jī)械拋光組合物濃縮物的多種稀釋液以拋光基材，對包含過載地沉積在氮化硅上的多晶硅的基材進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其中，用于拋光基材的所述濃縮物的第一稀釋液被調(diào)節(jié)得具有第一多晶硅去除速率和第一多晶硅對氮化硅的去除速率選擇性；以及，用于拋光基材的所述濃縮物的第二稀釋液被調(diào)節(jié)得具有第二多晶硅去除速率和第二多晶硅對氮化硅的去除速率選擇性。
背景技術(shù)：
在集成電路和其它電子器件的制造中，在半導(dǎo)體晶片的表面上沉積多層的導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料和介電材料，或者將這些材料層從半導(dǎo)體晶片的表面除去。可以使用許多沉積技術(shù)沉積導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體材料和介電材料的薄層。現(xiàn)代晶片加工中常用的沉積技術(shù)包括物理氣相沉積(PVD)(也稱為濺射)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)和電化學(xué)鍍覆(ECP)等。當(dāng)材料層被依次沉積和除去時，晶片的最上層表面變得不平。因?yàn)殡S后的半導(dǎo)體加工(例如鍍覆金屬)需要晶片具有平坦的表面，所以所述晶片需要被平面化。平面化可用來除去不合乎希望的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面，團(tuán)聚材料，晶格破壞，劃痕和污染的層或材料?；瘜W(xué)機(jī)械平面化，或者化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是一種用來對基材，例如半導(dǎo)體晶片進(jìn)行平面化的常用技術(shù)。在常規(guī)的CMP中，將晶片安裝在支架組件上，設(shè)置在與CMP設(shè)備中的拋光墊接觸的位置。所述支架組件為晶片提供可控制的壓力，將其壓向拋光墊。通過外界驅(qū)動力使得拋光墊相對于晶片運(yùn)動(例如轉(zhuǎn)動)。與此同時，在晶片和拋光墊之間提供拋光組合物(“漿液”)或者其它的拋光溶液。從而，通過拋光墊表面以及漿液的化學(xué)作用和機(jī)械作用，對晶片表面進(jìn)行拋光使其變平。近來的一些器件設(shè)計需要用于化學(xué)機(jī)械平面化工藝的拋光組合物，該組合物為多晶硅提供優(yōu)于氮化硅的選擇性(即，相對于氮化硅的去除速率，多晶硅的去除速率更高)。例如，這些器件設(shè)計包括先進(jìn)的、小于65納米的集成多層單元NAND閃存設(shè)備，其中多晶硅層沉積在晶片表面的活性區(qū)域，起到浮柵的作用。更具體地，近來的一些設(shè)計需要兩步拋光工藝，其中，第一步涉及去除過載的多晶硅至在氮化硅特征件上停止，第二步是磨光步驟，使晶片表面上的多晶硅浮柵區(qū)域和氮化硅特征件區(qū)域平面化。常規(guī)制劑不能在氮化物膜上提供有效的停止，因?yàn)樗鼈兊亩嗑Ч?氮化物去除選擇性很低。Dysard等人的美國專利申請公開第2007/0077865號中揭示了一種此類拋光制齊U。Dysard等人揭示了一種化學(xué)機(jī)械拋光基材的方法，所述方法包括:(i)使得包含多晶硅以及選自氧化娃和氮化娃的材料的基材與化學(xué)機(jī)械拋光體系接觸，所述化學(xué)機(jī)械拋光體系包含:(a)磨粒、(b)液體載體、(C)以所述液體載體以及溶解或懸浮在其中的任意組分的重量為基準(zhǔn)，約1-1OOppm的HLB約等于或小于15的聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物，以及(d)拋光墊；(ii)使得所述拋光墊相對于所述基材運(yùn)動，以及(iii)磨掉所述基材的至少一部分，從而拋光所述基材。因此，為了支持用于半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中器件設(shè)計的不斷變化的方面，人們?nèi)匀灰恢毙枰渲苹瘜W(xué)機(jī)械拋光組合物，以提供所希望的適合變化的設(shè)計要求的拋光性質(zhì)之間的平衡。例如，人們持續(xù)需要具有高多晶硅對氮化硅的去除速率選擇性的化學(xué)機(jī)械拋光組合物，以促進(jìn)在氮化硅特征件上有效的停止。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用來對基材進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，該方法包括:提供一種基材，所述基材包含過載地沉積在氮化娃上的多晶娃；提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物濃縮物，該化學(xué)機(jī)械拋光組合物濃縮物主要由以下組分組成:水；0.1-25重量％的平均粒徑< 100納米的膠態(tài)二氧化硅磨粒；0.01-1重量％的式(I)所示的雙季銨陽離子(diquaternary cation):
權(quán)利要求
1.一種用來對基材進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，該方法包括: 提供基材，所述基材包含在氮化硅上過載地沉積的多晶硅； 提供化學(xué)機(jī)械拋光組合物濃縮物，所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物濃縮物主要由以下組分組成: 水； 0.1-25重量％的平均粒徑< 100納米的膠態(tài)二氧化硅磨粒； 0.01-1重量％的式(I)所示的雙季銨陽離子:
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一稀釋劑和第二稀釋劑是去離子水。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一稀釋劑是去離子水和pH調(diào)節(jié)劑的組合。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物不含腐蝕抑制劑和氧化劑。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，R1是C4烷基，并且R2、R3、R4、R5、R6和R7各自是C4烷基。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物不含腐蝕抑制劑。
7.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物不含氧化劑。
8.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物不含腐蝕抑制劑和氧化劑。
9.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過添加去離子水對所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)。
10.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一多晶硅去除速率、所述第一多晶娃對氮化娃的去除速率選擇性、所述第二多晶娃去除速率和所述第二多晶娃對氮化娃的去除速率選擇性均在200毫米的拋光機(jī)上在以下操作條件下獲得:臺板轉(zhuǎn)速93轉(zhuǎn)/分鐘，支架轉(zhuǎn)速87轉(zhuǎn)/分鐘，化學(xué)機(jī)械拋光組合物的流速200毫升/分鐘，施加34.5千帕的標(biāo)稱向下作用力，所述化學(xué)機(jī)械拋光墊包括含有聚合物空心芯微粒的聚氨酯拋光層以及聚氨酯浸潰的非織造子 墊。
全文摘要
提供了一種使用化學(xué)機(jī)械拋光組合物濃縮物的多種稀釋液以拋光基材，對包含過載地沉積在氮化硅上的多晶硅的基材進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的方法，其中，用于拋光基材的所述濃縮物的第一稀釋液被調(diào)節(jié)得具有第一多晶硅去除速率和第一多晶硅對氮化硅的去除速率選擇性；以及，用于拋光基材的所述濃縮物的第二稀釋液被調(diào)節(jié)得具有第二多晶硅去除速率和第二多晶硅對氮化硅的去除速率選擇性。
文檔編號B24B39/06GK103084971SQ20121041831
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月27日
發(fā)明者郭毅, K-A·K·雷迪 申請人:羅門哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司