研磨组成物及其使用方法与流程

背景技术：

1、半导体产业不断地通过制程及集成创新使组件进一步小型化，从而提高晶圆性能。化学机械研磨/平坦化(chemical mechanical polishing/planarization，cmp)是一项强大的技术，因为其使许多晶体管层次的复杂集成方案成为可能，从而促进晶圆密度的增加。

2、cmp是一种通过使用基于磨损的物理过程与基于表面的化学反应同时去除材料来平坦化/平面化晶圆表面的制程。一般而言，cmp制程涉及将cmp浆料(如，水性化学制剂)施加到晶圆表面上，同时使晶圆表面与研磨垫接触并相对于晶圆移动研磨垫。浆料通常包括磨料组份及溶解的化学组分，根据在cmp过程期间晶圆上用于与浆料及研磨垫相互作用的材料的不同(如，金属、金属氧化物、金属氮化物、介电材料，如氧化硅及氮化硅等)，对应的浆料有明显的差异。

3、钼是一种过渡金属，具有很低的化学反应性、高硬度、极佳的导电性、强耐磨性及高耐腐蚀性。钼还可以与其他元素形成杂多及合金化合物。就其在微电子产业中的用途而言，钼及其合金可用作互连、扩散阻挡层、光掩膜及塞填充材料。然而，由于其硬度和耐化学性，钼很难以高去除速率(removal rate，rr)及低缺陷率研磨，这对含钼基材的cmp是一个重大挑战。

技术实现思路

1、提供
技术实现要素：
是为了介绍以下在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在帮助限制所要求保护的主题的范围。

2、本公开是基于意外发现某些研磨组成物可在cmp过程期间相对于半导体基材中的其它材料(即，氮化硅)以受控的方式选择性地去除钼(mo)及/或其合金，对mo具有优异的耐腐蚀性及低静态蚀刻速率。

3、一方面，本公开的特征在于一种研磨组成物，其包括至少一种磨料；至少一种有机酸或其盐；至少一种胺化合物，该至少一种胺化合物包括胺基酸、具有6-24个碳烷基链的烷基胺，或其的混合物；至少一种氮化物去除速率降低剂；及水性溶剂；其中该研磨组成物具有约2至约9的ph。

4、另一方面，本公开的特征在于一种方法，其包括(a)将本文所述的研磨组成物施加到一基材上，该基材表面上含有钼或其合金；及(b)使一垫与该基材的表面接触并相对于该基材移动该垫。

技术特征：

1.一种研磨组成物，包括：

2.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种磨料是选自于由下列所组成的群组：氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化锆；氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化铈或氧化锆的共成形产物；涂布磨料、表面改性磨料，及其的混合物。

3.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种磨料的量为该组成物的重量的约0.01％至约50％。

4.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种有机酸是选自于由下列所组成的群组：葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、羟乙酸、丙二酸、甲酸、草酸、乙酸、丙酸、过乙酸、丁二酸、乳酸、胺基乙酸、苯氧乙酸、二羟乙甘胺酸、缩二羟乙酸、甘油酸，及其的混合物。

5.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种有机酸的量为该组成物的重量的约0.001％至约10％。

6.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种胺化合物是选自于由下列所组成的群组：三(羟甲基)甲基甘胺酸、丙胺酸、组胺酸、缬胺酸、苯丙胺酸、脯胺酸、麸酰胺酸、天冬胺酸、麸胺酸、精胺酸、离胺酸、酪胺酸、丝胺酸、白胺酸、异白胺酸、甘胺酸、色胺酸、天冬酰胺酸、半胱胺酸、甲硫胺酸、天冬胺酸盐、麸胺酸盐、苏胺酸、牛磺酸、己胺、辛胺、癸胺、十二烷胺、十四烷胺、十六烷胺、十八烷胺，及其的混合物。

7.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种胺化合物的量为所述组成物的重量的约0.001％至约5％。

8.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种氮化物去除速率降低剂包括：

9.如权利要求8所述的研磨组成物，其中，所述疏水部分包括c12至c32烃基。

10.如权利要求8所述的研磨组成物，其中，所述亲水部分包括磷酸酯基团或膦酸酯基团。

11.如权利要求8所述的研磨组成物，其中，所述至少一种氮化物去除速率降低剂的所述疏水部分与所述亲水部分之间相隔零个环氧烷基团。

12.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种氮化物去除速率降低剂是选自于由下列所组成的群组：磷酸月桂酯、磷酸肉豆蔻酯、磷酸鲸蜡酯、磷酸硬脂酯、十八烷基膦酸、磷酸油酯、磷酸山嵛酯、硫酸十八烷基酯、磷酸三十二烷基酯、油醇聚醚-3-磷酸酯、油醇聚醚-10-磷酸酯、1,4-苯二膦酸、十二烷基膦酸、癸基膦酸、己基膦酸、辛基膦酸、苯基膦酸、1,8-辛基二膦酸、2,3,4,5,6-五氟苯甲基膦酸、十七氟癸基膦酸及12-五氟苯氧基十二烷基膦酸。

13.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种氮化物去除速率降低剂包括阴离子聚合物。

14.如权利要求13所述的研磨组成物，其中，所述至少一种氮化物去除速率降低剂包括聚(4-苯乙烯磺酸)(pssa)、聚丙烯酸(paa)、聚(乙烯基膦酸)(pvpa)、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸)、聚(n-乙烯基乙酰胺)(pnva)、阴离子聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、阴离子聚丙烯酰胺(pam)、聚天冬胺酸(pasa)、阴离子聚(丁二酸乙烯酯)(pes)、阴离子聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、聚(乙烯醇)(pva)、2-丙烯酸与2-甲基-2-((1-侧氧-2-丙烯基)胺基)-1-丙磺酸单钠盐及次亚磷酸钠的共聚物、2-丙烯酸与2-甲基-2-((1-侧氧-2-丙烯基)胺基)-1-丙磺酸单钠盐及亚硫酸氢钠钠盐的共聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基-1-丙磺酸-丙烯酸共聚物、聚(4-苯乙烯磺酸-共-丙烯酸-共-乙烯基膦酸)三元共聚物，或其的混合物。

15.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述至少一种氮化物去除速率降低剂占该组成物的重量的0.001％至10％。

16.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述研磨组成物还包括至少一种唑类化合物。

17.如权利要求16所述的研磨组成物，其中，所述至少一种唑类化合物占所述组成物的重量的0.001％至5％。

18.如权利要求1所述的研磨组成物，其中，所述研磨组成物还包括：

19.如权利要求18所述的研磨组成物，其中，所述有机溶剂是选自于由下列所组成的群组：乙醇、1-丙醇、2-丙醇、正丁醇、丙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、丙二醇丙醚、乙二醇，及其任何组合。

20.一种方法，包括：

21.如权利要求20所述的方法，其中，所述方法还包括：从所述基材形成半导体组件。

技术总结
本公开涉及研磨组成物，其包括(1)至少一种磨料；(2)至少一种有机酸或其盐；(3)至少一种胺化合物；(4)至少一种氮化物去除速率降低剂；及(5)水性溶剂。

技术研发人员：成庆民,胡斌,K·D.·克利,梁燕南,李孝相,E·特纳,A·米什拉
受保护的技术使用者：富士胶片电子材料美国有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12