[发明专利]聚吡咯烷酮抛光组合物和方法

说明书

背景技术

用于抛光在集成电路中使用的晶片的方法典型地包括如下的两步骤工艺：第一，初级抛光步骤，和第二，最终抛光步骤。初级抛光是用于移除作为例如金属沉积到硅基材表面上的结果的表面缺陷的抛光工艺。初级抛光工艺典型地涉及在化学-机械抛光(CMP)工艺中使用抛光组合物，在所述化学-机械抛光工艺中，抛光组合物将基材或晶片的膜表面氧化并借助于固体研磨颗粒移除所得的氧化物层。

然而，在初级抛光溶液中使用研磨剂和/或氧化剂与各种缺点相关联，例如，在基材表面上产生划痕，在基材的抛光之后和在基材的整个抛光期间研磨剂保持附着至基材表面。典型地，在初级抛光之后，晶片具有约10至50μm的表面缺陷，对于令人满意的性能，所述表面缺陷太大。因此，需要第二步的最终抛光。

最终抛光通过降低表面粗糙度来精修(finish)基材的表面。然而，最终抛光工艺典型地使用与初级抛光工艺不同的抛光组合物。此外，最终抛光组合物典型地不产生基材上的材料的高的移除速率，因为最终抛光组合物典型地比初级抛光组合物更温和。结果，最终抛光组合物典型地需要更长的抛光时间和更长的清洗时间。

存在对于这样的抛光组合物的需求：其导致经历抛光的基材的低的表面缺陷并实现高的移除速率。

发明内容

本发明提供抛光组合物，其包含：(a)0.01重量％至0.1重量％的吡咯烷酮聚合物，(b)0.05重量％至2重量％的氨基膦酸，(c)0.01重量％至5重量％的四烷基铵盐，和(d)水，其中所述组合物具有7至11.7的pH。

本发明提供基本上由以下物质组成的抛光组合物：(a)0.01重量％至0.1重量％的吡咯烷酮聚合物，(b)0.05重量％至2重量％的氨基膦酸，(c)0.01重量％至5重量％的四烷基铵盐，(d)任选的0.05重量％至2重量％的速率促进剂，(e)任选的pH调节剂，(f)任选的碳酸氢盐，和(g)水，其中所述组合物具有7至11.7的pH。

本发明提供抛光基材的方法，所述方法包括：(i)使基材与抛光垫和本发明的抛光组合物接触，(ii)使所述抛光垫相对于所述基材移动，其间具有所述抛光组合物，和(iii)磨除所述基材的至少一部分以抛光所述基材。

具体实施方式

本发明提供抛光组合物，其包含以下物质、基本上由以下物质组成、或由以下物质组成：(a)0.01重量％至0.1重量％的吡咯烷酮聚合物，(b)0.05重量％至2重量％的氨基膦酸，(c)0.01重量％至5重量％的四烷基铵盐，和(d)水，其中所述组合物具有7至11.7的pH。

本发明的抛光组合物包含吡咯烷酮聚合物，即，包含吡咯烷酮单体的任何聚合物。吡咯烷酮单体可为任何合适的吡咯烷酮单体或吡咯烷酮单体的组合。特别有用的吡咯烷酮聚合物为聚乙烯基吡咯烷酮和聚(1-乙烯基吡咯烷酮-共-甲基丙烯酸2-二甲氨基乙酯)。吡咯烷酮聚合物的重均分子量为1,000或更大、10,000或更大、50,000或更大、100,000或更大、500,000或更大、或1,000,000或更大。替代地或另外，吡咯烷酮聚合物的重均分子量为5,000,000或更小、3,000,000或更小、或2,000,000或更小。因此，吡咯烷酮聚合物的重均分子量可由以上端点中的任意两个划界。例如，吡咯烷酮聚合物可具有1,000至5,000,000、50,000至5,000,000、500,000至3,000,000、或1,000,000至2,000,000的重均分子量。

所述抛光组合物可包含任何合适的量的吡咯烷酮聚合物。所述抛光组合物可包含0.001重量％或更多、0.005重量％或更多、或0.01重量％或更多的吡咯烷酮聚合物。替代地或另外，所述抛光组合物可包含5重量％或更小、1重量％或更小、0.5重量％或更小、或0.1重量％或更小的吡咯烷酮聚合物。因此，所述抛光组合物可以由以上端点中的任意两个划界的量包含一定量的吡咯烷酮聚合物。例如，吡咯烷酮聚合物可以0.001至5重量％、0.005至1重量％、或0.01至0.1重量％的量存在于抛光组合物中。

本发明的抛光组合物包含氨基膦酸。氨基膦酸可为任何合适的氨基膦酸或氨基膦酸的组合。优选地，氨基膦酸选自：亚乙基二胺四(亚甲基膦酸)、氨基三(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、其盐、及其组合。更优选地，氨基膦酸为氨基三(亚甲基膦酸)。