[发明专利]包含非离子性表面活性剂及含有至少一个酸基团的芳族化合物的化学机械抛光(CMP)组合物

说明书

发明领域

本发明主要涉及一种化学机械抛光(在下文中缩写为CMP)CMP组合物，其包含非离子性表面活性剂及包含至少一个酸基团的芳族化合物。

现有技术

在半导体工业中，化学机械抛光为应用于制作高级光子、微机电及微电子材料及器件(例如半导体晶圆)的熟知技术。

在用于半导体工业中的材料及器件的制作期间，采用CMP将金属和/或氧化物表面平坦化。CMP利用化学作用与机械作用的相互作用来达成拟抛光表面的平坦度。化学作用为由也称为CMP组合物或CMP浆液的化学组合物提供。机械作用通常为由通常压制至拟抛光表面上且安装于移动台板上的抛光垫来实施。台板通常以线性、旋转或轨道式移动。

在典型CMP制程步骤中，旋转式晶圆座使拟抛光晶圆与抛光垫接触。通常将CMP组合物施加于拟抛光晶圆与抛光垫之间。

在目前最优选技术中，已知包含表面活性剂及包含至少一个酸基团的芳族化合物的CMP组合物且阐述于(例如)下列参考文献中。

US 2009/032765 A1公开可用于化学机械抛光具有铜互连的半导体基板的水性浆液，其包含：0至25重量％的氧化剂；0.1重量％至30重量％的磨料颗粒；0.001重量％至5重量％的苯甲酸；0.00002重量％至5重量％的多组分表面活性剂，多组分表面活性剂具有疏水性尾部、非离子性亲水性部分及阴离子性亲水性部分，疏水性尾部具有6至30个碳原子且非离子性亲水性部分具有10至300个碳原子；0.001重量％至10重量％的抑制剂，其用于降低铜互连的静态蚀刻；0至5重量％的含磷化合物，其用于增加铜互连的去除速率；0至10重量％的错合剂，其在抛光期间形成；及水(剩余部分)。还公开浆液实例1至7，其具有8或9的pH且尤其包含

(a)苯-1,2,4-三甲酸，

(b)Disponil^TM FES表面活性剂(脂肪醇聚乙二醇醚硫酸盐，Na盐，即阴离子性表面活性剂)，由Cognis Chemical Group制得，作为表面活性剂，

(c)苯并三唑，

(d)二氧化硅，作为磨料，及

(e)过氧化氢，作为氧化剂。

US 2009/311864 A1公开用于化学机械抛光半导体集成电路中的障壁层及夹层介电膜的抛光浆液，该抛光浆液包含：磨料；氧化剂；抗腐蚀剂；酸；表面活性剂；及包藏化合物，其中该抛光浆液具有小于5的pH。还公开实例EX 17及包含以下的实例：

-胶质二氧化硅，作为磨料，

-1-[N,N-双(羟乙基)氨基甲基]苯并三唑(HEABTA)，

-2,5-呋喃-二甲酸，

-烷基二苯基醚二磺酸，作为阴离子性表面活性剂，

-特定二-季阳离子(A17及A27)，

-过氧化氢，作为氧化剂，及

-环糊精，作为包藏化合物。

发明目的

本发明的目的之一为提供适于化学机械抛光用于半导体工业中的基板的CMP组合物及CMP制程，尤其为以下基板：其包含

(1)铜，和/或

(2)钽、氮化钽、钛、氮化钛、钌、钴或其合金，

且展示改进的抛旋旋光性能，尤其为以下性能：

(i)拟(优选地)抛光的基板(例如氮化钽)的高材料去除速率(MRR)，

(ii)并不(优选地)抛光的基板(例如铜和/或低k材料)的低材料去除速率(MRR)，

(iii)安全处理有害副产物且减少至最低，或

(iv)(i)、(ii)、(iii)的组合。

另外，CMP组合物应为不应发生相分离的稳定调配物或分散液。另外，本发明寻求易于施加且需要尽可能少的步骤的CMP制程。