包含阴离子型及阳离子型抑制剂的化学机械抛光组合物的制作方法

本公开的实施方式涉及金属层的化学机械抛光，且更特定言之，涉及用于对钨及/或钼进行抛光的组合物及方法。

背景技术：

1、多种化学机械抛光(cmp)操作用于半导体设备的生产线前端(front-end-of-the-line；feol)及生产线后端(back-end-of-the-line；beol)处理这两者中。举例而言，浅沟槽隔离(sti)为在形成晶体管之前使用的feol方法，以在硅晶片中产生镶嵌有原硅酸四乙酯(teos)的图案。钨插塞及互连件以及铜互连件及双金属镶嵌方法为用于产生连接器件晶体管的金属线的网状物的beol方法。在这些方法中，将金属层沉积于在介电材料(例如teos)中形成的开口中。cmp用于自介电质移除过量金属且由此在其中形成导电插塞及/或互连件。

2、随晶体管尺寸持续缩减，使用常规互连技术已变得越来越具挑战性。最近，钼已作为用于先进节点应用的候选金属出现，例如用于替代beol互连件结构的下部金属层中(例如m1层、m2层及/或m3层中)的铜及/或钨。随着可能引入钼作为插塞及互连件金属，出现对于能够使含有钼的基板平坦化的cmp浆料的需求。

3、化学机械抛光组合物通常采用可对所抛光的金属具有化学侵蚀性的氧化剂，诸如过氧化氢。由于金属结构的特征尺寸极小，先进节点器件通常高度地易受到腐蚀问题的影响。钨及钼皆倾向于易受到过氧化氢诱导的腐蚀的影响。需要可移除钨及/或钼膜且有效地使含有钨及/或钼的基板平坦化同时不引起相应腐蚀的cmp浆料。

技术实现思路

1、公开了用于对具有钨层或钼层的基板进行抛光的化学机械抛光组合物。该抛光组合物包含以下、基本上由以下组成、或由以下组成：基于水的液体载剂；分散于液体载剂中的研磨剂颗粒；选自精氨酸、组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸及其混合物的氨基酸；及阴离子型聚合物或阴离子型表面活性剂。进一步公开了对包括钨层或钼层的基板进行化学机械抛光的方法。该方法可包括：使该基板与上文所描述的抛光组合物接触，相对于该基板移动该抛光组合物，及研磨该基板以自该基板移除该钼层的一部分且由此对该基板进行抛光。

技术特征：

1.化学机械抛光组合物，包含：

2.权利要求1的组合物，进一步包含：

3.权利要求1的组合物，进一步包含过氧化氢氧化剂。

4.权利要求1的组合物，其中该阴离子型聚合物选自聚磺酸、聚丙烯酸及聚磷酸。

5.权利要求4的组合物，其中该阴离子型聚合物为包含磺酸单体单元的聚磺酸聚合物，其选自：聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚(2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸)、聚(苯乙烯磺酸-共聚-顺丁烯二酸)及其混合物。

6.权利要求5的组合物，其中该阴离子型聚合物为聚乙烯基磺酸(pvsa)或聚苯乙烯磺酸(pssa)。

7.权利要求6的组合物，其中该氨基酸选自精氨酸、组氨酸及其混合物。

8.权利要求1的组合物，其中该阴离子型表面活性剂包含烷基及带负电荷的硫酸根或磺酸根基团。

9.权利要求1的组合物，其中该阴离子型表面活性剂选自：十六烷基二苯醚二磺酸二钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸铵、聚氧乙烯苯乙烯化芳基硫酸铵及其组合。

10.权利要求1的组合物，其中该研磨剂颗粒包含阴离子型氧化硅或阴离子型氧化铝。

11.权利要求1的组合物，进一步包含氨基酸表面活性剂。

12.权利要求11的组合物，其中该氨基酸表面活性剂包含选自以下的氨基酸基团：甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、组氨酸、赖氨酸、天冬氨酸及谷氨酸。

13.权利要求11的组合物，其中该氨基酸表面活性剂包含n-椰油酰基-dl-丙氨酸三乙醇胺、椰油酸l-精氨酸盐、甘氨酸、n-甲基-n-(1-氧基十二烷基)及其混合物。

14.权利要求11的组合物，包含约100重量ppm至约1000重量ppm的该阴离子型表面活性剂及约30重量ppm至约300重量ppm的该氨基酸表面活性剂。

15.权利要求1的组合物，其中：

16.权利要求15的组合物，进一步包含氨基酸表面活性剂，该氨基酸表面活性剂包括选自以下的氨基酸基团：甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、组氨酸、赖氨酸、天冬氨酸及谷氨酸。

17.化学机械抛光具有钨层或钼层的基板的方法，该方法包含：

18.权利要求17的方法，进一步包含：

19.权利要求17的方法，其中该阴离子型聚合物或该阴离子型表面活性剂包含包括烷基及带负电荷的硫酸根或磺酸根基团的阴离子型表面活性剂。

20.权利要求17的方法，其中该抛光组合物进一步包含氨基酸表面活性剂。

21.权利要求20的方法，其中：

技术总结
用于抛光钨或钼的化学机械抛光组合物，其包含以下组分、基本上由以下组分组成、或由以下组分组成：基于水的液体载剂；分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒；选自精氨酸、组氨酸、半胱氨酸、赖氨酸及其混合物的氨基酸；阴离子型聚合物或阴离子型表面活性剂；及任选的氨基酸表面活性剂。用于化学机械抛光包括钨层或钼层的基板的方法，该方法包括：使该基板与上述抛光组合物接触，相对于该基板移动该抛光组合物，及研磨该基板以自该基板移除该钨层或该钼层的一部分且由此抛光该基板。

技术研发人员：H-Y·吴,J-H·贾恩,C-Y·科
受保护的技术使用者：CMC材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12