CN1220742C - 介电质CMP浆液中CsOH的应用 - Google Patents

介电质CMP浆液中CsOH的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN1220742C
CN1220742C CNB008151466A CN00815146A CN1220742C CN 1220742 C CN1220742 C CN 1220742C CN B008151466 A CNB008151466 A CN B008151466A CN 00815146 A CN00815146 A CN 00815146A CN 1220742 C CN1220742 C CN 1220742C
Authority
CN
China
Prior art keywords
cesium
polishing
calcination
silicon
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB008151466A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1387556A (zh
Inventor
艾丽西亚·F·沃尔特斯
布赖恩·L·米勒
詹姆斯·A·德克森
保罗·M·菲尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cabot Corp
CMC Materials Inc
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of CN1387556A publication Critical patent/CN1387556A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1220742C publication Critical patent/CN1220742C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

包含磨蚀剂和氢氧化铯的化学机械抛光组合物及利用含有氢氧化铯的抛光组合物抛光与集成电路结合的介电层的方法。

Description

介电质CMP浆液中CsOH的应用
技术领域
本发明涉及包含磨蚀剂和氢氧化铯的化学机械抛光组合物。本发明还涉及使用含有氢氧化铯的抛光组合物抛光与集成电路结合的介电层的方法。
背景技术
集成电路是由数百万个于硅基板上或内部所形成的活性组件组合而成。起先是彼此分离的该活性组件是经相互连接而形成功能电路和组件。此组件是经由利用多阶连接而相互连接。互连结构一般具有第一金属化属、一连接层、第二阶金属化层和有时具有第三及后续阶金属化层。硅基板或井孔中的不同阶金属化层是使用阶间介电质(ILDs)诸如掺杂和未掺杂的二氧化硅(SiO2)、或低介常数的介电质氮化钽来电隔离。
在典型的半导体制备过程中，是将金属化通路、金属化层及阶间介电层建立而制成集成电路。在各层建立时，即把过量的物质除去且通过使用化学机械抛光(CMP)技术将基板表面平坦化。在典型的化学机械抛光过程中，基板是与旋转的抛光垫直接接触。载体对着基板的背面施加压力。于抛光过程期间，抛光垫与基台都旋转同时对该基板背部保持一股向下力量。磨蚀剂及化学反应性溶液是于抛光期间施加至抛光垫。浆液是通过与抛光中的薄膜产生化学反应而引发抛光过程。当在晶片/抛光垫界面提供浆液时，抛光过程将因抛光垫与基板间的相对旋转运动而顺利进行。以此方法继续抛光直至在绝缘体上除去所要的薄膜。
抛光组合物的成份是为CMP步骤成功的重要因素。通过谨慎地选择成份，抛光组合物即可调制成以所欲抛光速率对所选择的层提供有效的抛光，同时将表面缺陷、瑕疵和相邻层的腐蚀及侵蚀都降至最低。
在集成电路的制造期间，是将介电层(一般含有二氧化硅)施加至电路上。一旦施加后，该介电层通常是不平坦的且必须使用一种抛光组合物将其抛光以产生平坦的介电层。重要的是，所选择的抛光组合物必须能够产生瑕疵少的平坦化介电层。而且，重要的是，所选择的抛光组合物必须能够有效率地且重复地抛光介电层。现有的ILD浆液一般是含有约10至30重量百分比磨蚀剂的稳定化磨蚀剂浆液，在浆液一般具有大于8的pH时，稳定化离子一般为钾或氨水，钾浆液的缺点为来自钾元素的离子污染物，其中该污染物离子会变成可移动的离子且会通过迁移至闸极区域及降低晶体管的阈电压而有害地影响组件的可靠性。此外，分散有钾的二氧化硅特有的一定程度的缺陷率。
氨浆液解决了与钾稳定化浆液有关的移动离子的问题。然而，氨具有浓烈的气味。此外，与钾浆液作比较，浆液平坦化效果较差，抛光缺陷率程度高且抛光速率低。
因此，对于改良的抛光组合物仍有需求，该组合物要能够有效地抛光介电层以产生基本上为平坦及展现低瑕疵的抛光介电层。
发明概述
在一个具体实施例中，本发明是为一种包含锻烧二氧化硅及约0.01至约5.0重量百分比的至少一种Cs+碱性盐的化学机械抛光组合物。
在另一个具体实施例中，本发明是为一种包含水、约1至约50重量百分比锻烧二氧化硅及约0.1至约0.2重量百分比CsOH的化学机械抛光组合物。抛光组合物是以至少百分比的50的开放场效率及至少百分的85的数组场效率来使含硅的基板平坦化。
再另一个具体实施例中，本发明是为一种能够抛光具有小于约0.25微米的闸极宽度的集成电路的化学机械抛光组合物，其包含约1至约50重量百分比的金属氧化物磨蚀剂及约0.01至约5.0重量百分比的Cs+碱性盐。
又另一个具体实施例中，本发明是为一种以本发明的抛光组合物用于使绝缘层平坦化的方法。抛光是通过制备一种包含水和CsOH的抛光组物来进行。随后把抛光组合物施加于平坦化中的基板表面或抛光垫上。使抛光垫与平坦化中的含硅基板层的表面接触；并使抛光垫相对于平坦化中的含硅基板表面移动。磨蚀剂是连同该抛光组合物一起使用以促进抛光过程。磨蚀剂可与抛光垫结合或磨蚀剂可添加至抛光组合物以产生一种化学机械抛光浆液，随后再将该浆液施加至基板或抛光垫上。
附图说明
图1是适合使用本发明的组合物和方法来平坦化的半导体晶片的一部份的简化侧切开图；
图2显示图1所示晶片于抛光后的情形；
图3是适合使用本发明的组合物和方法来使浅沟隔离平坦化的半导体晶片的一部份的侧切开图；
图4为图3的晶片，包括因效率很低的平坦化可产生的瑕疵；
图5是根据实施例2中叙述的方法所测试的CsOH(A&B)、KOH(C)及NH4OH(D)浆液其抛光时间对阶高的曲线图。曲线图中的「抛光时间」一词是指抛光基板的时间(以秒计)。曲线图的「阶高度」一词是指集成电路制造期间外构形的高点至低点的距离。当建构组件时，表面构形即产生且其会经由随后的薄膜沉积而形成。阶高度通常是以埃计；及
图6是根据实施例2中描述的方法来测试的浆液其场变化量对阶高度的曲线图。
发明详述
本发明涉及包含磨蚀剂及至少一种Cs+碱性盐(诸如氢氧化铯)的化学机械抛光组合物。本发明亦涉及利用含Cs+碱性盐的抛光组合物来抛光与集成电路结合的介电层的方法。
和氨水及氢氧化钾稳定化的浆液作比较，碱性铯盐稳定化的浆液显示令人意外的性能增强。铯离子具有比钾和钠离子更低的移动性。再者，含有铯离子的抛光组合物，其抛光速率较氨水浆液高且不会像氨水稳定化的浆液具有恶臭味。而且，含铯离子的抛光组合物其抛光的缺陷低，如以光点瑕疵测量，且更令人惊讶的是，和钾、钠和氨稳定化的浆液作比较，其具有改良的平坦化效率。
一个决定半导体晶片是否已充分地平坦化的重要参数为平坦化后仍存于经处理的晶片表面的瑕疵数目。一种瑕疵在工业上称为「凹点」或晶片表面中的不想要的凹陷。另一种瑕疵在工业上称为″挖痕″或″滑痕″且代表一系列聚集在一起的不想要的粗磨伤。另一类型的瑕疵为一种无法自基板上清除的残留浆液颗粒。瑕疵的数目和种类可使用本领域认可的技术(包括雷射光散射)测定。通常，需要将瑕疵数目减至最少。
本发明的抛光组合物包含至少一种Cs+碱性盐。Cs+碱性盐的例子包含，但不限于，甲酸铯、醋酸铯、氢氧化铯、碳酸铯、碳酸氢铯、氟化铯、氯化铯、碘化铯及其混合物。优选的Cs+碱性盐为氢氧化铯(CsOH)。
诸如氢氧化铯的碱性铯盐是本发明的抛光组合物的重要成份，因铯扮演二氧化硅稳定剂的角色。而且，铯离子并不如铵或钾离子一般渗入介电层至相同的深度，所产生的介电层具有极少杂质和一致的介电性质。整体的结果为令人意外的ILD抛光效率，缺陷率，及介电层纯度的改良。
本发明的抛光组合物是约0.01至约5.0重量百分比的碱性铯盐的含水组合物。优选地，碱性铯盐在本发明含水抛光组合物的存在量将在约0.1至约2.0重量百分比的范围内。
为最优选的结果，本发明的抛光组合物的pH应当大于约7.0且优选大于约9.0。
本发明的抛光组合物可于使用该组合物抛光诸如ILD层的基板层前与至少一种磨蚀剂结合。磨蚀剂可添加至含水抛光组合物以形成含水化学机械抛光浆液。或者，磨蚀剂可在抛光垫制造期间或之后与抛光磨垫合并。当磨蚀剂与抛光垫结合时，可将该含水抛光组合物施加至抛光中的基板或将其直接施加至抛光垫，使得磨蚀剂及含水抛光组合物可协同致力于抛光基板。
与本发明的化学机械抛光组合物结合使用磨蚀剂典型地为金属氧化物磨蚀剂。可使用的金属氧化物磨蚀剂可自下列中选出：氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化锗、二氧化硅、氧化铈及其混合物。本发明的组合物优选结合锻烧磨蚀剂一同使用。
锻烧磨蚀剂可为任何合适的锻烧(热解)金属氧化物。合适的锻烧金属氧化物包括，譬如，锻烧氧化铝、锻烧二氧化硅、锻烧氧化钛、锻烧氧化铈、锻烧氧化锆及锻烧的氧化镁。本发明组合物的锻烧金属氧化物优选为锻烧二氧化硅。
锻烧磨蚀剂及优选锻烧二氧化硅可与第二磨蚀剂颗粒结合，该第二磨蚀剂是自包括氧化铝、二氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化锆及氧化镁的金属氧化物中选出。亦适合用于该组合物的是根据美国专利第5,230,833号(Romberger等人)制备的胶态磨蚀剂颗粒(缩合聚合磨蚀剂)及各种市售产品，Akzo-Nobel Bindzil 50/80产品与Nalco 1050，2327及2329产品和其它类似产品。可使用于本发明组合物和方法的第二磨蚀剂优选为胶态二氧化硅(缩合聚合二氧化硅)，其是典型地通过缩合Si(OH)4以形成胶态二氧化硅颗粒而制备。
本发明的化学机械抛光浆液通常将包含约1.0至约50.0重量百分比或以上的至少一种金属氧化物磨蚀剂。然而，本发明的化学机械抛光浆液更佳为包含约1.0约30.0重量百分比的金属氧化物磨蚀剂，最优选为包含约5.0至约25.0重量百分比的金属氧化物磨蚀剂。当使用磨蚀剂混合物时，使用于本发明的组合物中磨蚀剂优选包含约25至约60百分比的锻烧磨蚀剂及约40至约75百分比的胶态磨蚀剂，优选锻烧二氧化硅和胶态二氧化硅。优选包含1至20重量百分比的锻烧二氧化硅。
其它熟知的添加剂可单独或结合加至本发明的抛光组合物中。视需要可选用的添加物的非概括名单包括无机酸、有机酸、界面活性剂、烷基铵盐或氢氧化物及分散剂、额外磨蚀剂、氧化剂、配合剂、薄膜成形剂等等。
诸如二氧化硅和氮化钽的介电层是使用上述组合物通过使表面于该组合物的存在下承受机械磨擦(抛光)予以抛光。磨擦使表面进行机械磨平或磨耗，其是藉助于组合物或抛光垫中的磨蚀剂，且当存在时，受添加于磨蚀剂中以产生化学机械抛光浆液的成份所促进，该浆液会化学侵蚀或溶解构成介电层的成份。抛光因此可仅通过机械机制单独达成或通过结合化学和机械机制来达成。
机械磨擦或抛光是通过使介电层于预定压力下和抛光垫接触且抛光垫与表面间相对运动而便利地进行。所产生的垫与表面间的动态磨擦会导致圆盘表面产生所欲的磨耗或磨平。相对运动优选是经由圆盘表面和抛光垫任一或两者都旋转来达成。电子工业上用于抛光玻璃或晶片的市售抛光垫皆可使用。这些抛光垫典型地是由微孔性聚合物，诸如聚氨基甲酸酯或锻烧结氨基甲酸酯，视需要以诸如毡、填充胶乳的毡，致密聚氨基甲酸酯或胶乳等的基板支撑所构成。
如同上述，磨蚀剂可加至化学机械抛光组合物以形成化学机械抛光浆液或其可加至抛光垫。任一情形，该化学机械组合物或浆液都可在抛光过程期间施加至抛光中的基板表面、抛光垫或两者。
令人惊讶地我们发现本发明的含碱性铯盐的抛光组合物能够在高效率下抛光绝缘层，特别是二氧化硅介电层。具体地，本发明的抛光组合物能够抛光含硅的基板层，特别是具有至少50％开放场效率的二氧化硅介电层。此外，本发明的抛光组合物能够抛光含硅基板层，特别是具有至少85％数组场效率的含二氧化硅介电层。
我们亦获悉本发明的含碱性铯盐的抛光组合物为第一种已知能够抛光组件几何形状低于约0.25微米的集成电路层的抛光组合物。「组件几何形状」一词是指闸极宽度。
图1是为适合使用根据本发明的组合物和方法的代表性半导体晶片的简化图。为清晰之故，众所周知的特征诸如掺杂区域、活性组件、外延层、载体及场氧化物层等、先前沉积的互连层及先前沉积的介电薄膜部已省略。基座10代表半导体材料诸如，但不限于，单晶硅、砷化镓及其它此技术中已知的半导体材料。基座10亦能代表先前的互连层阶或门极阶介电层。
在基座10的上方表面为许多分离的金属互连块20(例如，金属导体块)。金属互连块20可由如铝、铜、铝铜合金、钨及聚硅物等等制得。金属互连块可通过此技术中已知的典型方法制得。绝缘层30典型地为金属氧化物，诸如二氧化硅、BPSG(硼磷硅酸盐玻璃)、PSG(磷硅酸盐玻璃)或其组合物。所得绝缘层30常常具有上表面32，其具外部构形而非如所要的平坦及/或均匀。
在可经由图案光刻法施加额外电路层前，通常必须抛光绝缘层30的表面32以达成所要的平坦性及/或均匀性。所须的特别平坦性端赖多种因素而定，包含各个晶片与其预定用途及该晶片可能遭受的任何后续制程步骤的性质。为了简便缘故，在本申请整个其余部分中，此一过程将称为「平坦化」或「抛光」。
图2显示图1所示晶片于抛光或平坦化后的情形。由于平坦化缘故，绝缘层30经抛光表面34应当充分平坦，使得在利用后续的光刻制程来产生新的电路设计时，重要的尺寸特征都可显现。应当注意的是于模金属块或组件(数组)内部密度会改变。典型地，绝缘层稀薄区域36的抛光速率将比较浓厚区域38大。图1和图2中的稀薄区域36是位于隔离的金属块40上方，而较浓厚区域则位于浓密堆置金属互连块20、20′及20″上方。此种模的平坦非均一性称为WIDNU(模内非均一性)。
在现有组件中可容忍的此种非均一性的程度已因组件特征(亦即，闸极宽度)缩小至0.25微米以下而戏剧性地减少。将非均一性减至最少的一种方法为开发可非常有效地移除外构形(包含绝缘层)，但场损失(亦即，稀薄区域中的绝缘层的损失)最少的浆液和方法。因此，一种可缓慢抛光稀薄区域的浆液和抛光过程将容许更严格的WIDNU容差达成。有两项因素驱动这些更严格的WIDNU容差。两者皆与更小及更快的计算机芯片有关。第一个因素是光刻步骤期间焦点深度的考量。当组件缩小至0.25微米及以下时，步进小孔更小使得焦点深度容差更浅且使得绝缘层厚度经由整体平面度而均匀一事更重要。此外，在某些最优选芯片中，限制性能速率的因素是后端互连中的RC时间延迟。为控制RC时间延迟及在整个模中维持可达到的计时速率常数，介电绝缘层均一性的改良是必要的。
浅沟隔离是另一种使绝缘层平坦化方法。浅沟隔离(STI)为IC制造中用以隔离集成电路中晶体管和其它组件的一项制程步骤。由于改良的最少隔离空间、栓塞及结电容，STI具有优于其它隔离设计的优点。图3是适合用根据本发明的组合物和制程直接进行STI抛光的代表性半导体晶片的简化图。在直接STI抛光中，密度效应亦很重要。沟槽是于通常为单晶硅的半导体基座80中蚀刻。一种硬的光罩氮化硅60则于沟槽蚀刻前沈积于硅上。然后把沟槽填满二氧化硅绝缘层70。同样地此种累积会再次包含较浓厚及较稀薄区域。不像中间层介电质抛光，STI的目标是持续抛光直至氮化硅完全显露且只有氧化硅仍存于沟槽中。图4显示WIDNU的潜在有害效应，其中不在氮化硅″停止″而是氮化硅除去至显露裸硅62。此种毁灭性的失败通常会因隔离特征64的角落磨蚀而发生。STI抛光中，一种降低密度效应的方法为使用对场区域具有高选择性的浆液。外沟形是以高速率移除以遗留具有高程度的WIDNU的″平坦″表面。接续的抛光会均一地突破至氮化硅60且使氮化硅的薄化降至最低。
如下列实施例所示，本发明的组合物和方法有用于达成现今IC晶片的严格平坦化规格要求。
实施例1
本实施例是评估含各种氢氧化合物的组合物以高效率及低缺陷率抛光含硅基板的能力。
抛光浆液组合物显示于下方表1中。每一抛光组合物包含Cabot公司制造的CAB-O-SPERSESC-E锻烧二氧化硅。浆液是用CsOH或KOH稳定，即每一种碱由添加足够的量至每一个浆液以增加浆液pH至10.8。使用该抛光组合物来使测试晶片平坦化。测试晶片是MIT设计的光罩的测试图案，其中铝线是于硅基板上生成。晶片具有大约9000埃的阶高。图案具有250微米的线间距，其具有规则变化的密度，范围为100至8％，其中100％意指100％的迭层区而25％意指线足够粗以致于25％是迭层区而75％是场区。
由每一晶片的二个区域(开放场和数组场)取得场测量值并利用此测量值于效率计算。数组场测量值是在极接近迭层区处取得。因为开阔(或稀薄)区域于实际抛光时典型上问题更多，亦通过测量最大开放场区域或8％区域中的场及从该测量结果计算开放场效率以评估浆液抛光效率。
每个晶片均利用IPEC472抛光机器使其平坦化。晶片均是使用7.5psi的向下力、3psi的背压、37rpm的台板速度、24rpm的载体速度及220ml/min的浆液流速予以抛光。将晶片抛光60、90、120及150秒。在固定抛光间隔(60、90、120及150秒)收集每一晶片的抛光数据(阶高、迭层厚度、场厚度)。
有两种方法测量阶高。阶高可直接通过Tencor P20轮廓仪器测量或阶高可通过Tencor Surfscan UV 1050测量且通过下列方程式计算：
阶高＝起始阶高-Δ迭层厚度变化(起始迭层厚度-抛光迭层厚度)+Δ场厚度变化(起始场厚度-抛光场厚度)
每一个浆液均绘制显示阶高对时间的曲线图。使曲线拟合数据，即通过沿着拟合抛光曲线内插数据以决定达到95％的平坦化(亦即，阶高降低至450埃)所在的时间。使用以下公式计算每一个抛光间隔的平坦化效率(εp)：
Figure C0081514600111
随后把计算的平坦化效率对时间作图且使曲线拟合数据。采用效率曲线及鉴定达到95％平坦化所在的时间，就可计算达到95％平坦化所需要时间时的效率。
用于计算开放场效率和数组场的效率的步骤是相同的。对于开放场效率，场厚度测量是于8％的密度区域进行；对于数组场效率，场厚度测量是于52％的密度区域进行。
抛光结果、数组场效率及开放场效率均于下表1中显示；
                                    表1
          浆液组成  开放场损失(埃)   场损失(％)的改良率   开放场效率   数组场效率
10重量百分比的二氧化硅；CsOH     4351  19％下降度   55.5％   88.0％
13重量百分比的二氧化硅；CsOH     4831  10％下降度   52.7％   84.0％
12.5重量百分比的二氧化硅；KOH     5374   49.7％   81.1％
抛光结果显示，含氢氧化铯的抛光组合物以高于含氢氧化钾的抛光组合物的开放场及数组场效率抛光含硅的基板。具体地，含氢氧化铯的抛光组合物以较低的场损失、改良的开放场效率及改良的数组场效率抛光含硅的基板。
开放场效率及数组场效率端视抛光参数、抛光机器与其它消耗品及浆液而定。对于本申请，「开放场效率」和「数组场效率」二词是指利用IPEC 472抛光机器以上述抛光参数操作所测定并如上述计算的抛光效率。
实施例2
本实施例中，是评估包括CsOH、KOH及NH4OH的抛光浆液的平坦化速率。每一个测试的浆液都包含12重量百分比的CAB-O-SPERSESC-E锻烧二氧化硅(Cabot公司制造)。浆液是用CsOH、KOH或NH4OH稳定，即添加足量的每种碱至每一个浆液以增加浆液pH至10.8。根据实施例1中叙述的方法，使用每一浆液抛光实施例1中描述的晶片。
平坦化结果以图5和图6图示说明。根据图5，CsOH和KOH浆液的平坦化速率优于含NH4OH的浆液。根据图6，含CsOH的浆液比含KOH或NH4OH的浆液还能更有效率地使硅基板平坦化。与KOH及NH4OH浆液比较，CsOH浆液从相同阶高的场变化改良中可看出其较大效率。
实施例3
本实施例是评估市售抛光浆液的平坦化速率。第一个浆液D7000，一种以KOH稳定化的10.5重量百分比的锻烧硅分散液。第二个浆液为Klebsol30N50，一种以30重量百分比的氨水稳定化的胶态二氧化硅(Clariant制造)。根据实施例1中叙述的抛光方法，使用每一个浆液抛光实施例1中描述的晶片。
平坦化结果示于表2中。
                                    表2
  浆液组成  开放场损失(埃)   场损失的改良率(％)  开放场效率  数组场效率
    D7000     5015     12.4％下降率     52.4％     82.7％
    30N50     5726     47.6％     81.4％

Claims (22)

1.一种化学机械抛光组合物，其包含锻烧磨蚀剂及0.01至5.0重量百分比的至少一种Cs+碱性盐，其中该碱性盐选自甲酸铯，醋酸铯，碳酸铯，碳酸氢铯，氟化铯，氯化铯，碘化铯及其混合物。
2.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其中该锻烧磨蚀剂是锻烧氧化铝。
3.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其中该锻烧磨蚀剂是1至50重量百分比的锻烧二氧化硅。
4.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其包含第二磨蚀剂。
5.如权利要求4的化学机械抛光组合物，其中该第二磨蚀剂是胶态二氧化硅。
6.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其中该抛光组合物是以至少50％的开放场效率抛光含硅基板。
7.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其中该抛光组合物是以至少85％的数组场效率抛光含硅基板。
8.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其包含1至20重量百分比的锻烧二氧化硅。
9.如权利要求1的化学机械抛光组合物，其包含1至25重量百分比的锻烧二氧化硅及0.1至2.0重量百分比的Cs+碱性盐。
10.一种化学机械抛光组合物，其可抛光闸极宽度少于0.25微米的集成电路；其包含1至50重量百分比的锻烧磨蚀剂及0.01至5.0重量百分比的Cs+碱性盐，所述的碱性盐选自甲酸铯，醋酸铯，碳酸铯，碳酸氢铯，氟化铯，氯化铯，碘化铯及其混合物。
11.一种使用抛光垫使含硅基板平坦化的方法，其包含下列步骤：
(a)制备包含水及至少一种Cs+碱性盐的抛光组合物，所述的碱性盐选自甲酸铯，醋酸铯，碳酸铯，碳酸氢铯，氟化铯，氯化铯，碘化铯及其混合物；
(b)将该抛光组合物施加于正在平坦化中的基板表面；
(c)使抛光垫与平坦化中的含硅基板表面接触；及
(d)使该抛光垫与平坦化中的含硅基板表面相对运动，其中锻烧磨蚀剂是结合该抛光组合物一同使用。
12.如权利要求11的方法，其中在将该化学机械抛光组合物施加至平坦化中的基板表面之前，先将该锻烧磨蚀剂添加于该化学机械抛光组合物中。
13.如权利要求12的方法，其中该锻烧磨蚀剂是加入抛光垫中。
14.如权利要求11的方法，其中该抛光组合物是以至少50％的开放场效率抛光含硅介电层。
15.如权利要求11的方法，其中该抛光组合物是以至少85％的数组场效率抛光含硅介电层。
16.如权利要求11的方法，其中基板是包含集成电路的晶片，而该集成电路具有少于0.25微米的闸极。
17.如权利要求11的方法，其中该含硅基板层是二氧化硅。
18.如权利要求11的方法，其中该抛光组合物包含0.01至5.0重量百分比的Cs+碱性盐。
19.如权利要求11的方法，其中该磨蚀剂是锻烧二氧化硅。
20.使用抛光垫使含有集成电路的晶片的二氧化硅介电层平坦化的方法，而该集成电路具有至少一个少于0.25微米的闸极；该方法包含下列步骤：
(a)制备包含水及0.1至2.0重量百分比的Cs+碱性盐的抛光组合物，所述的碱性盐选自甲酸铯，醋酸铯，碳酸铯，碳酸氢铯，氟化铯，氯化铯，碘化铯及其混合物；
(b)将该抛光组合物施加至平坦化中的基板表面；
(c)使抛光垫与该二氧化硅介电层的基板表面接触；及
(d)使该抛光垫与该二氧化硅介电层相对运动，其中锻烧二氧化硅磨蚀剂是结合该抛光组合物一同使用，且其中该抛光组合物是以至少50％的开放场效率及至少85％的数组场效率抛光该含硅介电层。
21.如权利要求20的方法，其中该锻烧二氧化硅是于将该化学机械抛光组合物施加至平坦化中的基板表面前，先添加至该化学机械抛光组合物中。
22.如权利要求20的方法，其中该锻烧二氧化硅是加至该抛光垫中。
CNB008151466A 1999-11-04 2000-10-31 介电质CMP浆液中CsOH的应用 Expired - Fee Related CN1220742C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/428,965 US6350393B2 (en) 1999-11-04 1999-11-04 Use of CsOH in a dielectric CMP slurry
US09/428,965 1999-11-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1387556A CN1387556A (zh) 2002-12-25
CN1220742C true CN1220742C (zh) 2005-09-28

Family

ID=23701170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB008151466A Expired - Fee Related CN1220742C (zh) 1999-11-04 2000-10-31 介电质CMP浆液中CsOH的应用

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6350393B2 (zh)
EP (1) EP1234010B1 (zh)
JP (3) JP2003514061A (zh)
KR (1) KR20020077343A (zh)
CN (1) CN1220742C (zh)
AT (1) ATE263224T1 (zh)
AU (1) AU3639001A (zh)
DE (1) DE60009546T2 (zh)
HK (1) HK1048826A1 (zh)
TW (1) TW554022B (zh)
WO (1) WO2001032793A2 (zh)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10063491A1 (de) * 2000-12-20 2002-06-27 Bayer Ag Saure Polierslurry für das chemisch-mechanische Polieren von SiO¶2¶-Isolationsschichten
US20060005763A1 (en) 2001-12-24 2006-01-12 Crystal Is, Inc. Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
US8545629B2 (en) 2001-12-24 2013-10-01 Crystal Is, Inc. Method and apparatus for producing large, single-crystals of aluminum nitride
US7638346B2 (en) * 2001-12-24 2009-12-29 Crystal Is, Inc. Nitride semiconductor heterostructures and related methods
US7677956B2 (en) 2002-05-10 2010-03-16 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for dielectric CMP
KR100526092B1 (ko) * 2002-10-15 2005-11-08 주식회사 네패스 실리콘 웨이퍼용 에지연마 조성물
US7071105B2 (en) 2003-02-03 2006-07-04 Cabot Microelectronics Corporation Method of polishing a silicon-containing dielectric
WO2004090937A2 (en) * 2003-04-10 2004-10-21 Technion Research & Development Foundation Ltd Copper cmp slurry composition
US7186653B2 (en) 2003-07-30 2007-03-06 Climax Engineered Materials, Llc Polishing slurries and methods for chemical mechanical polishing
US20050279733A1 (en) * 2004-06-18 2005-12-22 Cabot Microelectronics Corporation CMP composition for improved oxide removal rate
US7524347B2 (en) * 2004-10-28 2009-04-28 Cabot Microelectronics Corporation CMP composition comprising surfactant
KR20070090265A (ko) * 2005-01-05 2007-09-05 니타 하스 인코포레이티드 연마슬러리
US7351662B2 (en) * 2005-01-07 2008-04-01 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Composition and associated method for catalyzing removal rates of dielectric films during chemical mechanical planarization
US20060288929A1 (en) * 2005-06-10 2006-12-28 Crystal Is, Inc. Polar surface preparation of nitride substrates
US20070068087A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Cabot Microelectronics Corporation Metal cations for initiating polishing
CN101415864B (zh) * 2005-11-28 2014-01-08 晶体公司 具有减少缺陷的大的氮化铝晶体及其制造方法
US7641735B2 (en) * 2005-12-02 2010-01-05 Crystal Is, Inc. Doped aluminum nitride crystals and methods of making them
US9034103B2 (en) 2006-03-30 2015-05-19 Crystal Is, Inc. Aluminum nitride bulk crystals having high transparency to ultraviolet light and methods of forming them
EP2007933B1 (en) 2006-03-30 2017-05-10 Crystal Is, Inc. Methods for controllable doping of aluminum nitride bulk crystals
US20080020680A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Cabot Microelectronics Corporation Rate-enhanced CMP compositions for dielectric films
US7678700B2 (en) * 2006-09-05 2010-03-16 Cabot Microelectronics Corporation Silicon carbide polishing method utilizing water-soluble oxidizers
US20100022171A1 (en) * 2006-10-16 2010-01-28 Nevin Naguib Glass polishing compositions and methods
CN107059116B (zh) 2007-01-17 2019-12-31 晶体公司 引晶的氮化铝晶体生长中的缺陷减少
US9771666B2 (en) 2007-01-17 2017-09-26 Crystal Is, Inc. Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth
US8080833B2 (en) 2007-01-26 2011-12-20 Crystal Is, Inc. Thick pseudomorphic nitride epitaxial layers
JP5730484B2 (ja) 2007-01-26 2015-06-10 クリスタル アイエス インコーポレイテッド 厚みのある擬似格子整合型の窒化物エピタキシャル層
US8088220B2 (en) * 2007-05-24 2012-01-03 Crystal Is, Inc. Deep-eutectic melt growth of nitride crystals
US7922926B2 (en) 2008-01-08 2011-04-12 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing nickel-phosphorous-coated aluminum hard disks
US8754021B2 (en) 2009-02-27 2014-06-17 Advanced Technology Materials, Inc. Non-amine post-CMP composition and method of use
EP2588651B1 (en) 2010-06-30 2020-01-08 Crystal Is, Inc. Growth of large aluminum nitride single crystals with thermal-gradient control
US8962359B2 (en) 2011-07-19 2015-02-24 Crystal Is, Inc. Photon extraction from nitride ultraviolet light-emitting devices
CN105869997A (zh) * 2011-10-21 2016-08-17 安格斯公司 无胺cmp后组合物及其使用方法
US9039914B2 (en) 2012-05-23 2015-05-26 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition for nickel-phosphorous-coated memory disks
JP6275817B2 (ja) 2013-03-15 2018-02-07 クリスタル アイエス, インコーポレーテッドCrystal Is, Inc. 仮像電子及び光学電子装置に対する平面コンタクト

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4150171A (en) 1976-03-30 1979-04-17 Surface Technology, Inc. Electroless plating
US4440670A (en) 1982-09-30 1984-04-03 Exxon Research And Engineering Co. Method of synthesizing high surface area unagglomerated noble metal pyrochlore compounds
JP2625002B2 (ja) * 1988-06-27 1997-06-25 イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー ウェハーのファイン研磨用組成物
EP0322721B1 (en) * 1987-12-29 1993-10-06 E.I. Du Pont De Nemours And Company Fine polishing composition for wafers
US5352277A (en) 1988-12-12 1994-10-04 E. I. Du Pont De Nemours & Company Final polishing composition
JP2714411B2 (ja) * 1988-12-12 1998-02-16 イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー ウェハーのファイン研摩用組成物
US5129982A (en) 1991-03-15 1992-07-14 General Motors Corporation Selective electrochemical etching
US5525191A (en) * 1994-07-25 1996-06-11 Motorola, Inc. Process for polishing a semiconductor substrate
US5714418A (en) * 1995-11-08 1998-02-03 Intel Corporation Diffusion barrier for electrical interconnects in an integrated circuit
EP0779655A3 (en) * 1995-12-14 1997-07-16 International Business Machines Corporation A method of chemically-mechanically polishing an electronic component
EP0786504A3 (en) * 1996-01-29 1998-05-20 Fujimi Incorporated Polishing composition
US5769689A (en) * 1996-02-28 1998-06-23 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing silica, silicates, and silicon nitride
JPH09316431A (ja) * 1996-05-27 1997-12-09 Showa Kiyabotsuto Super Metal Kk 研磨用スラリー

Also Published As

Publication number Publication date
DE60009546D1 (de) 2004-05-06
JP2012156550A (ja) 2012-08-16
CN1387556A (zh) 2002-12-25
US20010051433A1 (en) 2001-12-13
EP1234010B1 (en) 2004-03-31
KR20020077343A (ko) 2002-10-11
WO2001032793A2 (en) 2001-05-10
AU3639001A (en) 2001-05-14
ATE263224T1 (de) 2004-04-15
WO2001032793A8 (en) 2001-10-04
JP2015147938A (ja) 2015-08-20
EP1234010A2 (en) 2002-08-28
JP2003514061A (ja) 2003-04-15
HK1048826A1 (zh) 2003-04-17
US6350393B2 (en) 2002-02-26
JP6030703B2 (ja) 2016-11-24
DE60009546T2 (de) 2005-02-03
TW554022B (en) 2003-09-21
WO2001032793A3 (en) 2001-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1220742C (zh) 介电质CMP浆液中CsOH的应用
KR100814416B1 (ko) 고 평탄화 슬러리 조성물 및 이를 이용한 화학 기계적 연마방법
JP2003514061A5 (zh)
KR101060441B1 (ko) Ｓｔｉ를 위한 화학/기계 연마 방법
KR101378259B1 (ko) 콜로이드성 실리카를 사용하는 산화규소 연마 방법
CN101052691A (zh) 含有金属酸根改性二氧化硅颗粒的含水浆料
KR20020086949A (ko) 실리콘 옥사이드의 선택적 제거를 위한 시스템
CN101490201A (zh) 用于抛光氮化硅材料的组合物及方法
CN1637102A (zh) 浆料成分及利用其的cmp方法
KR101672809B1 (ko) 실리콘 옥사이드 제거 증강에 적절한 연마 조성물을 사용한 기판의 화학 기계적 연마방법
CN1742065A (zh) 可选择性阻隔金属的抛光液
CN111378378B (zh) 一种化学机械抛光液及其应用
KR20150032495A (ko) 저결점의 화학적 기계적 폴리싱 조성물
JP4320375B2 (ja) 添加剤組成物、これを含むスラリー組成物及び研磨方法
CN113122145A (zh) 一种化学机械抛光液
KR100674927B1 (ko) Ｃｍｐ용 슬러리 조성물 및 그 제조 방법과 이들을 이용한기판 연마 방법
CN1225503A (zh) 半导体装置及其制造方法
US6358853B2 (en) Ceria based slurry for chemical-mechanical polishing
CN111378972A (zh) 一种化学机械抛光液
KR101022094B1 (ko) 반도체 디바이스 제조 방법
KR20220058414A (ko) 화학 기계적 연마 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
KR20200132756A (ko) 강화된 결함 억제를 나타내고 산성 환경에서 실리콘 이산화물 위의 실리콘 질화물을 선택적으로 연마하는 화학 기계적 연마 조성물 및 방법
CN113122143A (zh) 一种化学机械抛光液及其在铜抛光中的应用
Paik et al. Nanoparticle engineering for chemical-mechanical planarization: Fabrication of next-generation nanodevices
KR20090030316A (ko) 산화물 제거율 향상을 위한 갈륨 및 크롬 이온

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1048826

Country of ref document: HK

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050928

Termination date: 20171031