专利名称：稳定的化学机械抛光组合物以及抛光基板的方法
技术领域：
本发明主要涉及化学机械抛光领域。特别地，本发明涉及稳定的化学机械抛光组合物以及半导体材料的化学机械抛光方法，和更特别地涉及在例如内层电介质(ILD)和浅槽隔离(shallow trench isolation)工艺中来自半导体结构的电介质层的化学机械抛光方法。
背景技术：
现代集成电路通过复杂的工艺制造，其中由半导体装置组成的电路被集成在小的半导体结构(semiconductor structure)上。形成于半导体结构上的传统半导体装置包括电容、电阻、晶体管、导体、二极管等。在先进的集成电路制造中，许多此类半导体装置形成在单个半导体结构上。另外，集成电路可安排在半导体结构的普通硅基板上作为连接模(adjoining dies)。通常，表面水平划线区域(surface level scribe region)位于模之间，其中模将会被切割开以形成不连续的集成电路。在模中，半导体结构的表面以凸起的区域为特征，该凸起区域是由半导体装置的形成引起的。这些凸起的区域形成阵列并且被在半导体结构硅基板上较低高度的较低区域隔开。有源(active)装置需要用电介质分离以防止它们之间的串扰和信号干扰。通常地，有两种主要的分离技术。其中一种是内层电介质(ILD)。另一种被称为浅槽隔离(STI)。ILD结构主要用于分离在集成电路中的金属线或插头。电介质绝缘材料(例如二氧化硅和氮化硅)通常在金属线或插头顶端和间隙之间生长或沉积，其生成了不平的表面，该不平的表面的特征是在阵列之上向上延伸的更高高度的垂直凸起突出部件 (feature)和更低高度的开放槽(open troughs)。然后，使用CMP方法降低垂直突出部件的高度至目标高度，该目标高度通常是阵列顶端水平之上预先设定的距离，理想地，将会形成平坦的表面。STI被广泛的用于形成分离(isolation)结构的半导体制造方法以电分离 (isolate)形成于集成电路中的各种有源组件。在STI技术中，第一步是在基板上预先设置好的位置形成多条沟槽，通常通过各向异性的刻蚀。然后，将硅沉积在每一条这些沟槽中。 之后，二氧化硅通过CMP抛光，至氮化硅(停止层)以形成STI结构。为了实现高效的抛光，抛光浆液通常提供高选择性，该高选择性涉及二氧化硅相对氮化硅的去除速率(“选择性”)。传统用于ILD和STI工艺的CMP浆液包括高浓度的磨料以提高其效力。不幸地是， 磨料是昂贵的并且磨料的增加使用是成本不允许的。一种具有降低磨料含量用于去除氧化硅的抛光组合物被Liu等的美国专利 No. 7018560所公开。Liu等公开了一种水性抛光组合物，它包括用于限制互连金属去除的腐蚀抑制剂；酸性PH ；磨料颗粒；和包含由
权利要求
1. 一种化学机械抛光组合物，所述组合物包括作为初始组分的以下组分水；0. 1-4(^丨％具有5-150nm平均粒径的磨料；0. OOl-Iwt^的根据式(II)的金刚烷基物质；
2.如权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中所述化学机械抛光组合物包括作为初始组分的以下组分中的至少一种(a)0.001-lWt%根据式(I)的二季物质；和(b)0.005-lwt%&季铵化合物。
3.如权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中所述化学机械抛光组合物包括作为初始组分的以下组分0.001-lwt%根据(I)的二季物质。
4.如权利要求3所述的化学机械抛光组合物，其中每一个X是N5R1是_(CH2)6-基团； 和其中 R2、R3、R4、R5、R6 和 R7 每一个为-(CH2)3CH3 基团。
5.如权利要求1所述的化学机械抛光组合物，其中A是N和其中每一个R8是-CH3基团。
6.如权利要求3所述的化学机械抛光组合物，其中A是N和其中每一个R8是-CH3基团。
7.一种用于化学机械抛光基板的方法，所述方法包括 提供一种基板，其中基板包括二氧化硅；提供如权利要求1所述的化学机械抛光组合物； 提供化学机械抛光垫片；在化学机械抛光垫片和基板之间的界面处形成动态接触，下压力为0. 69-34. 5kPa ；和在或接近化学机械抛光垫片和基板之间界面处将所述化学机械抛光组合物分配到化学机械抛光垫片上其中所述化学机械抛光组合物具有2-6的pH值。
8.如权利要求7所述的方法，其中化学机械抛光组合物包含作为初始组分的以下组分l-10wt%具有20-60nm平均粒径的胶体二氧化硅磨料；0. 01-0. 05衬％的根据式(I)的二季物质和0. 01-0. 05wt%根据式(II)的金刚烷物质；其中每一个X是N出1是(CH2)6-基团；其中R2、R3、R4、R5、R6和R7每一个为-(CH2)3CH3基团；其中式(I)的阴离子是两个氢氧根阴离子；其中A是N;其中每一个R8是-CH3基团；其中式(II)中的阴离子是氢氧根阴离子。
9.如权利要求8所述的方法，其中磨料是胶体二氧化硅；和其中所述化学机械抛光组合物显示出二氧化硅去除速率至少1500人/分，且压盘速度为93转每分钟，载体速度为87 转每分钟，化学机械抛光组合物的流动速率200ml/min，和在200mm抛光机上20. 7kPa的名义下压力，其中所述化学机械抛光垫片包括聚氨酯抛光层，所述聚氨酯抛光层包含聚合的中空微粒和聚氨酯浸渍的非织造的子垫片。
10.如权利要求7所述的方法，其中基板进一步包括SiC、SiCN、Si3N4、SiCO和多晶硅的至少一种。
全文摘要
稳定的化学机械抛光组合物以及抛光基板的方法。一种化学机械抛光组合物包括作为初始组分的如下组分水；0.1-40wt％具有5-150nm平均粒径的磨料；0.001-1wt％的根据式(II)的金刚烷物质；0-1wt％的根据式(I)的二季物质；和0-1wt％的季胺盐化合物。此外，还提供了一种使用该化学机械抛光组合物用于化学机械抛光的方法。
文档编号H01L21/762GK102363713SQ20111022787
公开日2012年2月29日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年6月15日
发明者K-A·K·雷迪, 刘振东, 张广云, 郭毅 申请人:罗门哈斯电子材料Cmp控股股份有限公司