用于铂和钌材料的选择性抛光的组合物和方法_2

文档序号:8269983阅读:来源:国知局
乙酸铵、三乙 基乙酸铵等);和季铵盐(例如,四甲基铵盐、四丁基铵盐等)。氨基化合物在使用时优选以 例如在0. 00 Iwt %至5wt %范围内的浓度存在于组合物中。
[0019] 用于本文中描述的方法中的抛光组合物还可含有氧化剂。在一些实施方式中,氧 化剂包括过氧化氢、基本上由过氧化氢组成、或由过氧化氢组成。在优选实施方式中,氧化 剂在使用点(point of use)(即,经稀释以直接用于CMP程序中)处以在0. lwt%至10wt% 范围内的浓度存在于组合物中。在一些实施方式中,氧化剂刚好在抛光基板之前(例如,在 抛光基板之前几分钟至几天内)添加至组合物中。
[0020] 优选,用于本文中描述的方法中的抛光组合物的pH在4至8(例如,5至7)范围 内。组合物中可包括不同的缓冲剂来实现期望的组合物pH。
[0021] 在一些实施方式中,本发明提供适合用于抛光包括铂或钌或两者的基板的化 学-机械抛光方法。该方法包括使基板与抛光垫的表面在该垫与该基板之间存在氧化剂和 含水抛光组合物的情况下接触。抛光组合物优选具有在4至8范围内的pH,且包括含有抑 制剂、络合剂和氨基化合物中的至少一种以及粒状氧化铝研磨剂的含水载体。
[0022] 用于所描述的方法和组合物的一些实施方式中的氧化剂包括过氧化氢。优选,氧 化剂以在〇. 1重量% (wt% )至10重量%范围内的浓度存在于组合物中。
[0023] 用于本文中描述的方法和组合物的一些实施方式中的抑制剂为水溶性碳水化合 物,优选蔗糖。
[0024] 在一些实施方式中,用于本文中描述的方法和组合物中的络合剂包括烷醇胺(例 如,双(2-羟乙基)氨基-三(羟甲基)甲烷)、羧酸盐或其组合。优选,羧酸盐以在0.01 重量%至1. 5重量%范围内的浓度存在于组合物中。
[0025] 本文中描述的方法中可利用任何合适的抛光垫。在一些实施方式中,抛光垫的硬 度不超过80肖氏D。抛光垫的接触基板的表面优选包括多孔聚合物,例如,硬度在15至80 肖氏D范围内且更优选在15至50肖氏D范围内的非织造多孔聚氨酯。在一些实施方式中, 抛光垫的表面包括开孔体积百分数在10%至80%范围内的非织造多孔聚合物。
[0026] 在另一方面中,本发明提供使基板与抛光垫的表面在氧化剂和含水抛光组合物的 存在下接触的化学-机械抛光方法。抛光垫的表面的硬度不超过80肖氏D,且抛光组合 物的pH在5至7范围内。含水载体包括0. 001重量%至10重量%的平均粒度在IOnm至 IOOOnm范围内的粒状氧化错研磨剂,以及任选的0. lwt%至10wt%的过氧化氢、抑制剂、络 合剂和氨基化合物。
[0027] 在另一实施方式中,本发明提供适合用于抛光含铂或含钌表面的含水抛光组合 物。抛光组合物的pH为4至8,且含水载体含有0. 001重量%至10重量%的粒状氧化铝研 磨剂以及〇. 001重量%至5重量%的抑制剂、络合剂和氨基化合物中的至少一种。
[0028] 当利用相对软的抛光垫时,本文中描述的CMP组合物和方法的一些实施方式提供 出乎意料地高的铂金属移除速率以及与二氧化硅和氮化硅移除相比对于铂移除的选择性, 如本文中描述的。典型地,在这样的实施方式中,根据本文中描述的方法在半导体晶片的抛 光期间获得的铂移除速率超过二氧化硅移除速率的2倍以上,更典型地超过二氧化硅移除 速率的约3倍以上。此外,本文中描述的CMP组合物和方法也提供出乎意料地高的钌移除 速率。
【附图说明】
[0029] 图1提供通过使用本文中描述的方法以及含有变化水平的氧化铝的组合物抛光 毯覆式晶片(blanket wafer)获得的铂(Pt)和氧化硅(TEOS)的移除速率(RR)的图。
【具体实施方式】
[0030] 本发明提供用于抛光包括铂、钌或其组合的基板的方法和组合物。在优选实施方 式中,本文中描述的方法包括使基板与抛光垫的表面在该垫与该基板之间存在含水抛光组 合物的情况下接触。本文中描述的CMP组合物包括含有粒状氧化铝研磨剂以及选自抑制 剂、络合剂和氨基化合物的至少一种添加剂的含水载体流体,基本上由其组成,或由其组 成,如本文中所描述的。
[0031] 在一些优选实施方式中,合适的抛光垫优选具有小于80肖氏D的硬度。更优选, 抛光垫的硬度在15至80肖氏D范围内。在一些优选的软垫实施方式中,抛光垫的肖氏D 硬度在15至50肖氏D范围内。所述垫可由任何材料构造构成,所述材料包括提供具有期 望硬度的抛光垫的固体、发泡体、织造或非织造材料。若期望,所述垫可包括凹槽。用于形 成所述垫的合适的聚合物材料包括例如聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龙、碳氟化合物、聚碳酸酯、 聚醋、聚丙稀酸醋、聚醚、聚乙稀、聚酰胺、聚氨醋、聚苯乙稀、聚丙稀、其共形成(co-formed) 产物、和其混合物,所述聚合物材料被配制和构造以具有期望的硬度。在一些优选实施方式 中,所述垫的抛光表面由多孔聚氨酯形成。
[0032] 有利地,本文中描述的方法的一些实施方式使用具有与本领域中已知的其它Pt CMP方法和Ru CMP方法中所使用的抛光垫相比相对软的表面的抛光垫。由于在用CMP移除 Pt和Ru层方面的困难,本领域中已知的Pt和Ru CMP方法通常使用具有相对"硬的"表面 的抛光垫。使用这样的具有"硬的"表面的垫可导致在铂的表面上的不期望的缺陷例如微 刮痕。本文中描述的和下文中进一步讨论的组合物的性质出乎意料地容许"较软的"抛光 垫用于抛光含铂基板。
[0033] 在一个优选实施方式中,用于本文中描述的方法中的抛光垫包括具有在15至50 肖氏D范围内的硬度计硬度、优选具有在10 %至80 %、更优选45 %至80 %范围内的开 孔体积百分数的相对软的非织造多孔聚合物(例如,聚氨酯),例如可以商品名P0LITEX 得自Rohm and Haas的抛光垫、以及具有与P0LITEX垫类似的性质的得自Nanofinish Corporation 的BLACKCHEM 2 垫。可以商品名 EPIC D20042D得自 Cabot Microelectronics Corporation的垫(硬度为42肖氏D)是适合用于本文中描述的方法的相对软的抛光垫的 另一实例。在本文中描述的方法中使用相对软的垫提供铂优先于氧化硅(例如,TEOS)的 移除。
[0034] 在本文中描述的一些实施方式中,若期望,可利用具有最高达80肖氏D的硬度的 相对较硬的抛光垫。例如,表面硬度在72肖氏D范围内的EPICD100抛光垫可与含有特定 组分例如乙酸铵的组合物结合使用。
[0035] 粒状氧化铝研磨剂可以在0. OOlwt%至10wt%范围内的浓度存在于抛光组合物 中。优选,氧化铝以在0. Olwt%至3wt%范围内的浓度存在于CMP组合物中。在使用点处, 氧化错研磨剂优选以0. Olwt%至2wt%、更优选0. 05wt%至Iwt%的浓度存在。研磨剂颗 粒的平均粒度优选在IOnm至IOOOnm范围内、更优选在50nm至250nm范围内,如通过例如 本领域中公知的激光光散射技术测定的。
[0036] 氧化铝研磨剂合乎需要地悬浮于抛光组合物中,更具体地悬浮于抛光组合物的含 水载体组分中。当使研磨剂悬浮于抛光组合物中时,其优选是胶体稳定的。术语"胶体"是 指研磨剂颗粒在液体载体中的悬浮液。"胶体稳定性"是指该悬浮液随时间的保持性。在本 文中描述的方法和组合
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1