CN1609156B - 用于抛光半导体层的组合物 - Google Patents

用于抛光半导体层的组合物 Download PDF

Info

Publication number
CN1609156B
CN1609156B CN2004100558419A CN200410055841A CN1609156B CN 1609156 B CN1609156 B CN 1609156B CN 2004100558419 A CN2004100558419 A CN 2004100558419A CN 200410055841 A CN200410055841 A CN 200410055841A CN 1609156 B CN1609156 B CN 1609156B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
teos
polishing
removal
polishing 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 - Lifetime
Application number
CN2004100558419A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1609156A (zh
Inventor
刘振东
J·曲安慈
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.)
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials LLC
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 Rohm and Haas Electronic Materials LLC filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials LLC
Publication of CN1609156A publication Critical patent/CN1609156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1609156B publication Critical patent/CN1609156B/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02—Silicon
    • C01B33/021—Preparation
    • C01B33/023—Preparation by reduction of silica or free silica-containing material
    • 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
    • H01L21/302—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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • 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
    • 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
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

包含用于限制互连金属去除的腐蚀抑制剂且具有酸性pH的水性抛光组合物。该组合物包含与构成的包含有机物的铵盐，R1，R2，R3和R4是原子团，R1具有2至15个碳原子的碳链长度。该包含有机物的铵盐具有一定浓度，该浓度可加速TEOS的去除而减少至少一种选自SiC，SiCN，Si3N4和SiCO的覆层的去除。

Description

用于抛光半导体层的组合物
技术领域
本公开涉及用于改变半导体器件中含氧化硅层的去除速率的抛光组合物。本公开同时涉及用于从底层如SiC，SiCN，Si3N4或SiCO上去除含氧化硅层的化学机械平坦化(CMP)工艺。
背景技术
芯片制造商使用多重化学-机械-平坦化(CMP)步骤来平坦化晶片以促进平坦衬底表面的生产。这些平坦表面有利于多层集成电路的生产，且不会产生将电介质涂覆到不平坦衬底上时形成的有害畸变。
典型地以两步程序进行该CMP工艺以便改善抛光性能。首先，该抛光工艺使用特别设计的“第一步”浆料快速去除互连金属，例如铜。在这个最初的铜去除步骤之后，“第二步”浆料去除阻挡层。典型地，该第二步浆料具有选择性，可除去阻挡层而不会使该互连金属“凹陷”(dishing)从而对互连结构的物理结构或电性能产生有害影响。阻挡层的去除速率与金属互连或介电层的去除速率的比值被称为选择系数。对本说明书而言，去除速率是指每单位时间厚度的变化，例如埃每分钟。
去除阻挡层之后，该浆料可典型去除底层，例如含氧化硅的材料。对于本发明，含氧化硅材料包括由硅烷衍生的材料例如原硅酸四乙酯(TEOS)和除了SiCO或SiOC的其它用于生产半导体的含氧化硅涂层。遗憾的是，以快的去除速率去除含氧化硅材料的浆料倾向于以无法接受的去除速率同时除去下面的掩模(mask)，封盖层(cap)，抗反射覆层和电介质，特别是低k和超低k电介质。这些底层的非控制去除会对集成电路的最终性能产生有害影响。
CMP抛光组合物包含用于铜去除配方的醇胺成份。例如，Steckenrider等人在美国公开20020032987中公开了具有9到10.5的pH的金属抛光组合物，该组合物含有醇胺。这种组合物具有大于100的多晶硅相对绝缘层的选择性。然而，这些抛光组合物使用了具有大于或等于400纳米尺寸的研磨颗粒，而且对于含氧化硅的层例如TEOS掩模层，没有显示出所需的选择性。
在一些低k电介质和超低k集成方案(scheme)中，在电介质之上沉积封盖材料以保护该电介质不受机械损伤。然后在该封盖层之上的掩模层如TEOS，通过用图案腐蚀工艺除去该掩模层从而在该集成电路内限定电介质或互连金属的区域。腐蚀之后，用阻挡层覆盖该衬底然后用金属层，例如铜，填充该通道或过孔。对于有效的CMP，这些半导体集成方案典型需要掩模层如TEOS掩模层的选择性去除，并具有低水平的金属互连凹陷和最小限度的底部封盖层去除。然而对于一些集成方案，同时除去较低的封盖层并在低k电介质上停止是有利的。
因为含氧化硅的层如TEOS相比低k和超低k材料具有较高的介电常数，所以应使这些TEOS层尽可能的薄以便维持该晶片低的有效介电常数。然而因为较厚的TEOS层可改善CMP集成的工艺控制，所选的最终厚度显示了这两个竞争作用的折中。由这种折中产生的“厚”TEOS层需要具有有效掩模层去除步骤的抛光组合物，该步骤具有受控的互连金属去除速率。
总之，这些半导体集成方案需要含氧化硅层的选择性去除，该去除具有有效的去除速率而且可在下面的封盖层或介电层上停止。鉴于这些考虑，存在提供可容许含氧化硅层的受控去除的抛光组合物的需求。另外，存在去除含氧化硅层如TEOS掩模层，且具有减少的缺陷的持续需求。
此外，由于半导体制造商依赖于不同的集成方案和低k/超低k材料，半导体用户对该CMP浆料有不同的要求。这些不同的集成方案致使配置通用的抛光溶液极为困难。因此，调节含氧化硅层，封盖层，以及金属互连例如铜的去除速率以满足多种集成方案也是有效的。
发明内容
本发明提供了一种水性抛光组合物，该组合物包含用于限制互连金属的去除的腐蚀抑制剂；具有酸性pH；且包含与
Figure S04155841920040812D000031
构成的包含有机物的铵盐，R1，R2，R3和R4是原子团，R1具有2至15个碳原子的碳链长度且该包含有机物的铵盐具有一定浓度，在使用至少一种小于21.7kPa的抛光压力的情况下，该浓度能加速TEOS的去除并能减少选自SiC，SiCN，Si3N4和SiCO的至少一种覆层的去除。
本发明同时包括用于从半导体衬底上除去一层的方法，该方法包括：将水性抛光组合物涂覆到该半导体衬底上，该水性抛光组合物包含与
构成的包含有机物的铵盐，R1，R2，R3和R4是原子团，R1具有2至15个碳原子的碳链长度以便加速含氧化硅层的去除；和用抛光垫对含氧化硅层进行抛光，以便从该半导体衬底上除去该含氧化硅层。
附图说明
图1是TEOS的去除速率与抛光组合物中硝酸钾和铵盐的添加浓度的关系的图解表示。
图2是碳氮化硅(SiCN)的去除速率与抛光组合物中硝酸钾和铵盐的摩尔添加浓度的关系的图解表示。
图3是初始抛光组合物的ζ电位与初始抛光组合物中硝酸钾或铵盐浓度的关系的图解表示。
图4是TEOS的去除速率与初始抛光组合物中铵盐的摩尔添加浓度的关系的图解表示。
图5是氮化钽(TaN)的去除速率与初始抛光组合物中铵盐的摩尔添加浓度的关系的图解表示。
图6是说明碱性常规浆料和含铵盐的酸性浆料之间的薄铜板晶片缺陷的比较的图示。
具体实施方式
已发现铵盐有利于在酸性pH水平上受控的含氧化硅层如TEOS层的去除速率，从而容许控制该含氧化硅材料的去除速率。该铵盐是与化合物形成的有机铵盐，以包括下列结构：
Figure S04155841920040812D000041
R1，R2，R3和R4是可以相同或者不同的基团。该组合物在酸性pH下起作用，这时该铵化合物发生离子化。阴离子的实例包括，硝酸根，硫酸根，卤离子(例如溴离子，氯离子，氟离子和碘离子)，柠檬酸根，磷酸根，草酸根，苹果酸根，葡萄糖酸根，氢氧根，乙酸根，硼酸根，乳酸根，硫氰酸根，氰酸根，磺酸根，硅酸根，全卤化物离子(例如过溴酸根，高氯酸根和高碘酸根)，铬酸根，和包含至少一种前述阴离子的混合物。可以将该盐直接加入该组合物或者在原位形成该盐。例如，将氢氧化四甲铵加入到pH为2.5的硝酸溶液中可形成硝酸四甲铵。
优选的铵盐组合是氢氧化四丁铵与氢氟酸反应形成的。这种组合在低pH水平发生反应从而形成氟化四丁铵盐。虽然不清楚确切的机制(该氟化物盐离解从而在溶液中提供氟离子)，但溶液中包含有机氟化铵盐可进一步加快TEOS的去除速率。
R1是具有2到15个碳原子的碳链长度的有机物。更优选地，R1具有2到10的碳链长度。最优选地，R1具有2到5个碳原子的碳链长度。该有机物R1可以是取代或非取代芳基，烷基，芳烷基，或烷芳基。
优选地，R2，R3和R4是有机化合物，例如取代或非取代芳基，烷基，芳烷基，或烷芳基；或氢。如果R2，R3或R4是有机化合物，这时该有机化合物优选具有2至15个碳原子的碳链长度；更优选地，该化合物具有2至10个碳原子的碳链长度；且最优选地该化合物具有2到5个碳原子的碳链长度。
用于构成铵盐的适合化合物包括四乙铵，四丁铵，苄基三丁铵，苄基三甲铵，苄基三乙铵，二烯丙基二甲铵，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯，甲基丙烯酰氧基乙基三甲铵，3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲铵，三亚乙基四胺，四甲胍，己胺和包含至少一种前述铵盐的混合物。具体的铵盐包括硝酸四乙铵，氟化四丁铵，硝酸四乙铵，氟化四乙胺，氯化苄基三丁铵，氯化苄基三甲铵，氯化苄基三乙铵，氯化二烯丙基二甲铵，氯化二烯丙基二乙胺，甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯，甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯，硫酸甲基丙烯酰氧基乙基三甲铵，氯化甲基丙烯酰氧基乙基三甲铵，氯化3-(甲基丙烯酰胺基)丙基三甲铵，三亚乙基四胺，四甲胍，己胺和包含上述至少一种的混合物。优选的铵盐是四乙铵盐，四丁铵盐，苄基三丁铵盐，苄基三甲铵盐和苄基三乙铵盐。
该铵盐存在的量是0.001重量百分比(wt％)至3wt％。对于本发明，所有的浓度以基于该抛光组合物的总重量的重量百分比表示，除非另外明确注明。优选地，该铵盐以大于或等于0.02wt％的量存在，且优选大于或等于0.05wt％。此外该范围内理想的量是小于或等于2wt％，优选小于或等于1wt％，且更优选小于或等于0.5wt％。
该抛光组合物可以选择性地包含最高25wt％的研磨剂以促进氧化硅的去除或阻挡层和氧化硅一起的去除——这取决于该集成方案，该抛光组合物可用来去除掩模层，或者首先去除阻挡层然后去除含氧化硅层。该抛光组合物可选包含用于“机械”去除阻挡层的研磨剂。该研磨剂优选是胶态研磨剂。研磨剂的实例包括无机氧化物，金属硼化物，金属碳化物，金属氮化物，聚合物颗粒和包含前述至少一种的混合物。适合的无机氧化物包括，例如二氧化硅(SiO2)，氧化铝(Al2O3)，氧化锆(ZrO2)，二氧化铈(CeO2)，氧化锰(MnO2)，或包含至少一种前述氧化物的混合物。如果需要，也可以使用这些无机氧化物的改良形式，例如聚合物包覆的无机氧化物颗粒和无机物包覆的颗粒。适合的金属碳化物，硼化物和氮化物包括，例如碳化硅，氮化硅，碳氮化硅(SiCN)，碳化硼，碳化钨，碳化锆，硼化铝，碳化钽，碳化钛，或者包含至少一种前述金属碳化物、硼化物和氮化物的混合物。如果需要也可以使用金刚石作为研磨剂。可选的研磨剂还包括聚合物颗粒和包覆的聚合物颗粒。优选的研磨剂是二氧化硅。
希望以基于该抛光组合物的全部重量的0.05wt％至15wt％的量使用该研磨剂。在这个范围之内，使该研磨剂的存在量大于或等于0.1wt％是理想的，且优选大于或等于0.5wt％。在这个范围之内，同时希望该量小于或等于10wt％，且优选小于或等于5wt％。
该研磨剂具有小于或等于150纳米(nm)的平均颗粒尺寸，以防止过度的金属凹陷和电介质腐蚀。就本说明书而言，颗粒尺寸是指该研磨剂的平均颗粒尺寸。使用具有小于或等于100nm的平均颗粒尺寸的胶态研磨剂是理想的，优选小于或等于50nm，且更优选小于或等于40nm。使用具有小于或等于40nm的平均颗粒尺寸的胶态二氧化硅有利于产生最少的电介质腐蚀和金属凹陷。将该胶态研磨剂的尺寸减小到小于或等于40nm，趋于提高该抛光组合物的选择性；但同时趋于减小阻挡层的去除速率。另外，优选的胶态研磨剂可以包含添加剂，例如分散剂，表面活性剂和缓冲剂，以提高在酸性pH范围内该胶态研磨剂的稳定性。一种这样的胶态研磨剂是购自法国Puteaux ClariantS.A.的胶态二氧化硅。该化学机械平坦化组合物还可选择性包含配位剂，螯合剂，pH缓冲剂，杀菌剂和消泡剂。
如果该抛光组合物不包含研磨剂，这时垫的选择和调整对于化学机械平坦化(CMP)工艺变得更为重要。例如，对于一些无研磨剂组合物，固定的研磨垫可提高抛光性能。
可选地，氧化剂的使用有利于优化阻挡层，例如钽，氮化钽，钛和氮化钛的去除速率。适合的氧化剂包括，例如过氧化氢，单过硫酸盐，碘酸盐，过邻苯二甲酸镁，过乙酸和其它过酸，过硫酸盐，溴酸盐，高碘酸盐，硝酸盐，铁盐，铈盐，锰(Mn)(III)，Mn(IV)和Mn(VI)盐，银盐，铜盐，铬盐，钴盐，卤素，次氯酸盐，或包含至少一种前述氧化剂的混合物。优选的氧化剂是过氧化氢。应注意的是典型就在使用之前将该氧化剂加入该抛光组合物中，且在这种情形下将该氧化剂包含于单独的包装内。
0到10wt％用量的氧化剂是理想的。在这个范围之内，大于或等于0.1wt％量的氧化剂是理想的。此外在这个范围内小于或等于5wt％量的氧化剂是理想的。最优选地，该组合物包含0.1至5wt％的氧化剂。调整氧化剂如过氧化物的量还可以控制金属互连的去除速率。例如，提高过氧化物的浓度可以提高铜的去除速率。然而，氧化剂的过度增加会对抛光速率产生有害的影响。
该抛光组合物具有可产生高的阻挡层去除速率的酸性pH。适合用于该互连的金属包括，例如铜，铜合金，金，金合金，镍，镍合金，铂族金属，铂族金属合金，银，银合金，钨，钨合金和包含至少一种前述金属的混合物。优选的互连金属是铜。在使用例如过氧化氢的氧化剂的酸性抛光组合物和浆料中，主要由于铜的氧化，铜的去除速率和静态腐蚀速率都较高。为了减小互连金属的去除速率，该抛光组合物使用了腐蚀抑制剂。该腐蚀抑制剂的作用是减少互连金属的去除。通过减少互联金属的凹陷从而有助于改善抛光性能。
该抑制剂的存在量典型为最高6wt％——该抑制剂可以是对于该互联金属的单一抑制剂或其抑制剂的混合物。在这个范围之内，含有大于或等于0.0025wt％量的抑制剂是理想的，优选大于或等于0.25wt％。在这个范围之内小于或等于4wt％的量也是理想的，且优选小于或等于1wt％。优选的腐蚀抑制剂是苯并三唑(BTA)。在一个实施方案中，该抛光组合物可以包含相对大量的BTA抑制剂以减小该互连的去除速率。在0.25wt％以上的BTA浓度中，可以不必添加辅助的腐蚀抑制剂。优选的BTA浓度是0.0025至2wt％。
另外的腐蚀抑制剂包括表面活性剂，例如阴离子表面活性剂，非离子表面活性剂，两性表面活性剂和聚合物，或有机化合物，例如唑系(azoles)。适合的阴离子表面活性剂包括例如含有例如磺酸根，硫酸根，羧酸根，磷酸根，或这些官能团的衍生物的官能团的表面活性剂，或包含至少一种前述表面活性剂的混合物。优选的阴离子表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠。适合的非离子表面活性剂包括，例如硅基化合物，氟基化合物，酯，环氧乙烷，醇，乙氧基化物，醚，配糖体，或这些化合物的衍生物，或包含至少一种前述非离子表面活性剂的混合物。适合的两性表面活性剂或聚合物包括，例如聚羧酸酯和它们的衍生物，聚丙烯酰胺和它们的衍生物，纤维素，聚乙烯醇和它们的衍生物，和聚乙烯吡咯烷酮和它们的衍生物。可以用作抑制剂或用于抑制剂混合物中的适合的唑系包括，例如甲苯基三唑(TTA)，咪唑和它们的混合物。最优选的辅助腐蚀抑制剂是甲苯基三唑。
该抛光组合物还包含无机或有机pH调节剂以便将该抛光组合物的pH降至小于或等于5的酸性pH。适合的无机pH调节剂包括，例如硝酸，硫酸，盐酸，磷酸或包含至少一种前述无机pH调节剂的混合物。优选的pH调节剂是硝酸(HNO3)。
该抛光组合物在酸性pH下起作用。该抛光组合物的pH优选小于或等于5。在这个范围之内大于或等于1，优选大于或等于1.5的pH是理想的。在这个范围之内小于或等于4，优选小于或等于3的pH同样是理想的。对于该抛光组合物最优选的pH是2至3。
在小于3的pH下，该抛光组合物能够提供高的阻挡层金属去除速率，即使该抛光组合物中只包含相对低的重量百分比的研磨剂。通过减少研磨剂所引起的不希望的缺陷例如划痕，这种低的研磨剂浓度可以提高CMP工艺的抛光性能。例如小至约10nm的颗粒尺寸仍可提供可接受的阻挡层去除速率。通过使用具有相对小的颗粒尺寸的研磨剂并以低的研磨剂浓度配置该抛光组合物，可进一步减少抛光缺陷。
可选地，该抛光组合物可以包含螯合剂或配位剂，以便相对于阻挡层金属的去除速率调节铜的去除速率。该螯合剂可以通过与铜形成螯合金属配合物从而提高铜的去除速率。适合的螯合剂包括，例如羧酸，氨基羧酸和它们的衍生物，或包含至少一种前述螯合剂的混合物。优选地，存在于该抛光组合物中的螯合剂的量是小于或等于2wt％，基于该抛光组合物的总重量。可选地，该抛光组合物还可以包含缓冲剂例如各种有机酸和无机酸，和氨基酸或它们的盐，且具有1.5到小于3范围的以pH表示的pKa。可选地，该抛光组合物可进一步包含消泡剂，例如非离子表面活性剂，包括酯，环氧乙烷，醇，乙氧基化物，硅化合物，氟化合物，醚，配糖体和它们的衍生物。该消泡剂还可以是两性表面活性剂。
该抛光组合物可使该CMP设备在2.5至15千帕(kPa)的低压下工作。在这个范围内，优选3至12kPa的压力。该低CMP垫压可通过减少划痕和其它不希望的抛光缺陷来改善抛光性能，并最大程度上减小对脆性材料的损伤。例如，当暴露于高应力时，低介电常数的材料会破裂和剥离。此外，由该抛光组合物获得的高阻挡层金属去除速率能够在使用低的研磨剂浓度和小的研磨剂颗粒尺寸时，提供有效的阻挡层金属去除速率和含氧化硅层如TEOS去除速率。在一个示例性的实施方案中，可以对该抛光组合物进行调节或调整以便有利地获得高的阻挡层去除速率而不对该含氧化硅层产生任何破坏。也可以对其进行有利地调整以便去除该含氧化硅层而不对该低k或超低k介电层产生任何损伤。
对于小于21.7kPa(3psi)的至少一种抛光压力，该组合物可加速TEOS的去除并减少至少一种选自SiC，SiCN，Si3N4和SiCO的覆层的去除，该抛光压力是使用多孔填充的聚氨酯抛光垫压力垂直于晶片测得。优选地，该选自SiC，SiCN，Si3N4和SiCO至少一种的覆层是封盖层。就本说明书而言，可比的去除是指使用多孔填充的聚氨酯垫垂直于晶片测得的压力而得到的去除速率。用于测定选择性的特定抛光垫是IC1010TM多孔填充聚氨酯抛光垫。此外，该组合物可以在6.9kPa(1psi)下提供极好的选择性。因为该组合物会在各种抛光压力下起作用，这些数据用于说明该组合物的功效，而不是用来描述使用该组合物的具体操作压力。该抛光组合物可选具有至少2比1或至少5比1的TEOS相对于封盖层的选择性，该选择性使用多孔填充的聚氨酯抛光垫压力垂直于晶片测得且采用至少一种小于21.7kPa的抛光压力。所选的集成方案可控制TEOS的选择性。
除掩模层相对于封盖层的选择性之外，该溶液可选具有相对于金属互连的阻挡层去除选择性——使用垂直于晶片测得的多孔填充聚氨酯抛光垫压力且采用至少一种小于21.7kPa的抛光压力，该溶液能够以比金属互连例如铜更大的速率除去阻挡层物质。可选地，该抛光组合物具有大于或等于2比1的氮化钽相对铜的选择性，该选择性使用垂直于晶片测得的多孔填充聚氨酯抛光垫压力且采用至少一种小于21.7kPa的抛光压力测得。可选地，该抛光组合物具有大于或等于5比1的氮化钽相对铜的选择性，该选择性使用垂直于晶片测得的多孔填充聚氨酯抛光垫压力且采用至少一种小于21.7kPa的抛光压力测得。这种高水平的选择性允许芯片制造商从阻挡层上除去材料而不会除去过多的互连材料。
或者，该过程可以在介电层上停止。典型的介电材料包括衍生自硅烷的含氧化硅材料，例如原硅酸四乙酯(TEOS)，低k和/或超低k有机材料，购自Novellus的
Figure S04155841920040812D000101
CVD SiOC，购自AppliedMaterials的BLACK
Figure S04155841920040812D000102
CVD SiOC，购自Dow Chemicals的致密
Figure S04155841920040812D000103
旋涂电介质和多孔
Figure S04155841920040812D000104
旋涂电介质，购自Shipley的
Figure S04155841920040812D000105
旋涂多孔SiOC，购自ASML的CVD SiOC和购自DuPont的
Figure S04155841920040812D000107
聚四氟乙烯。
实施例
实施例1
PL150H25是来自Clariant的胶态氧化硅且包含30wt％的氧化硅颗粒，该氧化硅颗粒具有25nm的平均颗粒尺寸。
进行本实验以测定该抛光组合物在不同的组分浓度下的抛光性能。使用由Applied Materials提供的
Figure S04155841920040812D000108
型抛光设备进行抛光实验。该抛光垫是由Rodel公司提供的IC1010TM多孔填充聚氨酯抛光垫。在每次实验(run)之前对该垫板进行调整。以6.9kPa(1psi)的压力，120转每分钟(rpm)的工作台转速和114rpm的托架转速进行该抛光过程。该抛光组合物的供给速率是180ml/min。
在下列实施例中应注意的是，字母表中的字母代表对比组合物，然而代表本抛光组合物的实施例用数字表示。在这个实施例中，使用氢氧化四甲铵和硝酸钾形成对比组合物来提供简单阳离子同具有烷基链的铵盐的去除速率的比较。因此在实施例1中，包含对照组成的试样A——不添加铵盐，包含硝酸钾的试样B-D和包含氢氧化四甲铵的试样E-G是对比组合物，而包含铵盐硝酸四乙铵(TEAN)的试样1-3，包含氟化四丁铵(TBAF)的试样4-6，和包含氢氧化四戊铵(TPAH)的试样7-9代表本抛光组合物。
制备表1中所示的几种抛光组合物以便在不同浓度水平的选定组分和2.5的pH下对抛光性能进行评价。在该抛光组合物的制备中，在容器中将表1所示的所有必需的化学物质按需要的数量(除过氧化氢和研磨剂以外)加入到去离子水中。对容器中的溶液进行搅拌直到所有的成分溶于水。然后通过添加硝酸将该溶液的pH调节至大约2.5。然后将研磨剂加入该容器。通过添加硝酸将该溶液最终的pH调节至2.5。此后，向该容器中加入过氧化氢从而用作抛光组合物。表1至5的试样全都包含0.6％的BTA，4％25nm的氧化硅(PL150H25)和0.5％的H2O2，以重量百分比计。
表1
  试样   添加剂   添加剂按mM计   添加剂按wt％计   TaNRR   CuRR   TEOSRR   SiCNRR   CDORR   ζ电位(mV)   电导率(S/m)
  A   808   190   59   537   109   -10.17   0.14837
  B   KNO3   1.56mM   0.0158   1181   147   67   659   100   -8.45   0.154805
  C   KNO3   3.12mM   0.0316   1100   107   76   592   90   -7.31   0.162279
  D   KNO3   5.21mM   0.0526   1042   154   102   483   92   -6.01   0.197874
  E   TMAH   1.56mM   0.0142   1079   86   108   694   172   -4.88   0.14435
  F   TMAH   3.12mM   0.0284   989   90   152   256   138   -2.11   0.15842
  G   TMAH   5.1mM   0.0474   927   131   152   177   118   -0.65   0.16718
  1   TEAN   1.56mM   0.03   873   70   204   86   119   1.83   0.14948
  2   TEAN   3.12mM   0.06   829   64   227   59   98   1.84   0.14948
  3   TEAN   5.21mM   0.1   784   70   169   50   87   6.93   0.16369
  4   TBAF   1.56mM   0.0492   946   71   447   55   56   9.26   0.14487
  5   TBAF   3.12mM   0.0984   918   84   467   42   45   11.74   0.14012
  6   TBAF   5.21mM   0.164   1026   141   415   41   38   14.64   0.13602
  7   TPAH   1.56mM   0.0493   707   102   209   79   116   -2.47   0.14534
  8   TPAH   3.12mM   0.0986   600   76   265   99   70   5.12   0.15722
  9   TPAH   5.21mM   0.164   513   40   231   95   60   7.22   0.16381
TMAH：氢氧化四甲铵
TEAN：硝酸四乙铵
TBAF：氟化四丁铵
TPAH：氢氧化四戊铵
RR＝以埃每分钟计的去除速率
表1的结果分别如图1和图2所示。图1是TEOS的去除速率与硝酸钾或铵盐的摩尔添加浓度的关系的图解表示(为了说明铵盐之间的差异，该图使用摩尔浓度而不是重量百分数)。图2是碳氮化硅(SiCN)的去除速率与硝酸钾或铵盐的摩尔添加浓度的关系的图解表示。图1和2显示，TEOS的去除速率随该铵盐的烷基链长度的增加而增加，一直到氟化四丁铵。对于所研究的所有铵盐，氟化四丁铵具有最高的TEOS去除速率和最低的SiCN去除速率。增加KNO3浓度时相对平坦的TEOS和SiCN去除速率表明该溶液的离子强度不会引起TEOS或SiCN的去除速率的显著变化。应注意的是，当使用相同的颗粒负载和抛光压力与其它商品浆料进行比较时，在该抛光处理条件下由TBAF得到的TEOS去除速率非常高。
实施例2
进行本实施例以便进一步证明高的TEOS去除速率不是由TBAF添加剂浆料中的氟离子引起。在这个实施例中，对比组合物H，I，和J包含氟离子。以氟化铵(NH4F)的形式将氟离子加入该抛光组合物。正如实施例1中所提到的，对比组合物A包含对照组成而没有任何氟离子。用试样#10表示该包含氟化四丁铵的抛光组合物。该抛光条件类似于实施1中的抛光条件。配方如表2所示。
  试样   添加剂   添加剂按mM计   添加剂按wt％计   TaNRR   CuRR   TEOSRR   SiCNRR   CDORR
  A   653   109   41   614   138
  H   NH4F   1.56mM   0.00578％   1074   108   67   648   163
  I   NH4F   3.12mM   0.0116％   785   95   73   376   171
  J   NH4F   5.21mM   0.0193％   793   97   81   272   133
  10   TBAH   1.56mM   0.0492％   816   72   518   78   77
以上数据非常明确地显示出，包含氟化铵的试样并不表现除高的TEOS去除速率，然而包含TBAF的试样表现出非常高的TEOS去除速率。此外，比较表1与表2的结果显示，虽然铵盐会影响TEOS和SiCN的去除速率，但半导体衬底中其它材料的去除速率的变化会减小到低的水平。这对于超低k集成电路的CMP是重要的。其允许不同的集成方案用于超低k CMP。
对于具有较高烷基链的化学物质，在一定浓度下该抛光组合物可能通过吸附到该颗粒的表面并使其带正电，从而将氧化硅的ζ电位改变到较高值。这种组合物还可以影响TEOS和封盖层上的表面电荷，使得氧化硅研磨剂和集成电路上的TEOS层之间的电荷排斥减小，而相应的氧化硅和封盖层之间的电荷排斥增加。上面的表2和表3中显示了不同四铵盐对氧化硅ζ电位的影响。
图3是初始抛光组合物的ζ电位与硝酸钾或铵盐浓度的关系的图解表示。上述的曲线图显示，TBAF对氧化硅的ζ电位具有最大的影响，在所有的铵盐中TBAF将电荷提高到最大的正值。因此，TBAF产生了最高的TEOS去除速率和最低的SiCN去除速率。
实施例3
进行本实施例以便确定不同离子对集成电路的TEOS掩模的去除速率的影响。使用由Applied Materials提供的Mirra型抛光设备进行抛光实验。抛光垫是由Rodei公司提供的PiitexTM垫。在每次实验之前对该垫进行调整。以10.33kPa(1.5psi)的膜压，93转每分钟(rpm)的工作台转速和87rpm的托架转速进行该抛光处理。该抛光组合物的供给速率是180ml/min。
在这个实验中，试样A代表对照组合物。然而使用硝酸四丁铵的试样11-16和使用氟化四丁铵的试样17-22代表抛光组合物。相应的实验组合物及结果如下表3所示。
表3
  试样   TBANmM   TBANwt％   TBAFmM   TBAFwt％   TaNRR   CuRR   TEOSRR   SiCNRR   CDORR
  A   1453   186   81   795   238
  11   0.317   0.00965   1346   84   131   654   441
  12   0.951   0.0290   1334   82   279   217   276
  13   1585   0.0483   1358   76   441   145   183
  14   3.17   0.0965   1396   75   561   99   112
  15   6339   0.193   1304   92   500   91   108
  16   12.678   0.386   1312   153   394   84   77
  17   0.317   0.01   1333   97   164   483   367
  18   0.951   0.03   1420   89   525   138   175
  19   1.585   0.05   1461   89   696   104   124
  20   3.17   0.1   1573   108   787   85   102
  21   6339   0.2   1659   149   633   72   96
  22   12.678   0.4   1859   188   397   74   104
TBAF：氟化四丁铵
BTAN：硝酸四丁铵
上述数据显示，当使用氟离子替代铵盐中的硝酸根离子时，TEOS的去除速率相对更高。此外，提高氟化四丁铵的浓度可提高阻挡层(TaN)的去除速率，然而硝酸四丁铵未显示出对TaN去除速率的明显影响。下面在图4和图5中分别图解显示了TBAN和TBAF对TEOS和TaN去除速率的比较。该数据显示，当与表2中所示的TEOS层去除速率比较时，当氟离子以季铵盐的形式存在时，氟离子在TEOS和TaN层的去除速率中起重要作用。
实施例4
进行本实施例以说明其它铵盐的使用，例如氯化苄基三丁铵(BTBAC)，氯化苄基三甲铵(BTMAC)，氯化苄基三乙铵(BTEAC)。试样A代表对照组合物，而包含BTBAC的试样23-25，包含BTMAC的试样26-28和包含BTEAC的试样29-30代表本抛光组合物。
使用由Strasbaugh提供的型号为6EC的抛光设备进行抛光实验。抛光垫是由Rodel公司提供的IC1010TM垫。在每次实验之前对该垫板进行调整。以10.33kPa(1.5psi)的垫压力，93转每分钟(rpm)的工作台转速和87rpm的托架转速进行该抛光处理。该抛光组合物的供给速率是200ml/min。结果如下表4所示。
表4
  试样   添加剂   添加剂按mM计   添加剂按wt％计   TaNRR   CuRR   TEOSRR   CDORR   Si3N4RR   SiCNRR
  A   1438   72   102   244   523   1030
  23   BTBAC   0.95mM   0.0283％   1176   63   543   174   172   227
  24   BTBAC   3.17mM   0.0943％   1123   85   714   102   91   187
  25   BTBAC   12.7mM   0.377％   1193   96   462   88   66   143
  26   BTMAC   0.95mM   0.0231％   1179   63   366   264   259   384
  27   BTMAC   3.17mM   0.0769％   1148   70   483   162   110   201
  28   BTMAC   12.7mM   0.0307％   1065   75   245   130   94   89
  29   BTEAC   0.95mM   0.0169％   1198   53   528   214   230   306
  30   BTEAC   3.17mM   0.0563％   466   70   641   135   34   202
BTBAC：氯化苄基三丁铵
BTMAC：氯化苄基三甲铵
BTEAC：氯化苄基三乙铵
由上表可以看出，可以使用这些铵盐来改变掩模层例如TEOS和封盖层例如氮化硅(Si3N4)和SiCN的去除速率，然而仍保持阻挡层例如试样23-29中的TaN的去除速率相对不变。
实施例5
本实施例用于说明部分氢取代铵盐例如三亚乙基四胺，四甲胍和己胺的使用。试样A代表用作比较的对照组合物，而包含三亚乙基四胺的试样31-32，包含四甲胍的试样33-34，包含己胺的试样35-36和包含TBAN的试样37代表抛光组合物。
使用由Strasbaugh提供的型号为6EC的抛光设备进行抛光实验。抛光垫是由Rodel公司提供的IC1010TM多孔填充聚氨酯抛光垫。在每次实验之前对该垫进行调整。以10.33kPa(1.5psi)的背压，93转每分钟(rpm)的工作台转速和87rpm的托架转速进行该抛光处理。该抛光组合物的供给速率是200ml/min。结果如下表5所示。
表5
  试样   添加剂   添加剂按mM计   添加剂按wt％计   TaNRR   CuRR   TEOSRR   CDORR   Si3N4RR   SiCNRR
  A   1438   72   102   244   523   1030
  31   三亚乙基四胺   4.9mM   0.1％   1283   -   312   262   242   -
  32   三亚乙基四胺   24.48mM   0.5％   1480   134   308   222   283   400
  33   四甲胍   0.868mM   0.01％   1259   75   409   194   102   295
  34   四甲胍   86.8mM   1％   1251   104   212   149   95   161
  35   己胺   19.76mM   0.2％   1200   87   280   -   107   277
  36   己胺   59.29mM   0.6％   1278   100   251   -   92   213
  37   硝酸四丁氨   3.284mM   0.1％   1447   68   765   -   80   72
从上表可以看出，由这些胺类化合物形成的氨盐也可以用于改变掩模层例如TEOS和封盖层例如氮化硅(Si3N4)和SiCN的去除速率，然而仍保持阻挡层例如试样31-36中的TaN的去除速率相对不变。虽然由这些胺类化合物形成的铵盐具有有效的去除速率，如上所示，四丁铵盐(试样37)具有更高的TEOS去除速率和TEOS相对封盖层的选择性。
实施例6
在由Applied Materials提供的Mirra型抛光设备上进行本实验。抛光垫是由Rodel公司提供IC1010TM。在每次实验之前对垫板进行调整。以10.3kPa(1.5psi)的压力，93转每分钟(rpm)的工作台转速和87rpm的托架转速进行该抛光处理。该CMP组合物的供给速率(浆料流量)是200毫升/分钟(ml/min)。首先通过可商购的浆料EPL2362(Eternal)，且使用CUP4410垫(由Rodel公司提供)和3psi，93rpm的工作台转速，87rpm的托架转速和200ml/min的浆料流量的工艺参数对用于缺陷测试的薄铜板晶片进行预抛光1分钟。这个步骤用来形成新鲜的铜表面。然后用浆料组合物16和常规的碱性浆料对预抛光的薄铜板晶片进行抛光。
抛光之后，通过Applied Materials制造的Orbot
Figure S04155841920040812D000181
缺陷工具对缺陷数量进行测量。下表6给出了缺陷的数据。
表6
  微划痕   大划痕   全部检查数目
  碱性浆料   2740   170   2989
  组合物16   114   142   355
表6显示了，用组合物16抛光的薄铜板晶片的缺陷数显著少于常规碱性浆料的缺陷数。图6说明了所得缺陷的显著改善。
从上面的实验可以看出，当与阻挡层的去除速率比较时，抛光组合物中铵盐的使用对于包含氧化硅的层可容许不同的去除速率。这有利于容许一个层相对于另一层的快速去除，例如TEOS相对SiCN。例如，对于具有掩模层和封盖层的半导体，其可容许掩模层相对于封盖层的选择性大于或等于3比1或甚至大于或等于10比1。该选择比适用于沉积在SiC，SiCO，Si3N4或SiCN封盖层上的TEOS掩模。该选择比也适用于下面的表6中所示的单一掩模。也可以对该抛光组合物进行调整以便去除含氧化硅的层而不对低k或超低k介电层造成任何破坏。下表7显示了这些抛光组合物去除半导体衬底上的各种层而不对含氧化硅的层，低k和/或超低k介电层造成任何破坏的性能。
表7
集成方案# 层   互连结构   用于CMP的集成方案 去除速率(RR)要求
  1   双重覆层   TaN/TEOS/SiCN/低k或超低k介电层   抛光TaN和TEOS层；在SiCN和低k或超低k介电层上停止抛光 高的TaN和TEOS去除速率；低的SiCN和低k或超低k介电层去除速率
  2   单一覆层   TaN/TEOS(或SiCN)/低k或超低k介电层   抛光TaN和TEOS(或SiCN)；在低k或超低k介电层上停止抛光 高的TaN和TEOS(或SiCN)层去除速率；低的低k或超低k介电层去除速率
  3   单一覆层   TaN/TEOS(或SiCN)/低k或超低k介电层   抛光TaN层；在TEOS(或SiCN)和低k或超低k介电层上停止抛光 高的TaN去除速率；低的TEOS(或SiCN)和低k或超低k介电层去除速率
  4   无覆层   TaN/低k或超低k介电层   抛光TaN层；在低k或超低k介电层上停止抛光 高的TaN去除速率；低的低k或超低k介电层去除速率
表7显示了可以用于从半导体衬底上选择性去除某些所需层的多种集成方案。例如，集成方案1显示了如何利用该抛光组合物来从分别包含TaN，TEOS，SiCN和超低k介电层的互连结构上选择性去除TaN和TEOS层。该抛光组合物以相对于SiCN和CDO层更高的速率除去TaN和TEOS层，从而保留该SiCN和超低k介电层。
可以使用该抛光组合物来调节从集成电路器件的互连结构上去除含氧化硅层和阻挡层的去除速率。可以对其进行调节或调整以便获得高的含氧化硅层去除速率，同时具有减小的互联金属凹陷或者在例如SiCN的封盖层上停止。可选地，该方法包括在去除含氧化硅层之前使用该水性抛光组合物除去阻挡层。此外，如果含氧化硅层是沉积在底层上的顶部TEOS层且该底层是SiC，SiCN，Si3N4或SiCO，这时该组合物可以除去顶层而留下至少一部分底层。这种选择性TEOS去除对于保护具有封盖层的低k和超低k电介质特别有效。

Claims (4)

1.水性抛光组合物，以重量百分数计，所述组合物包含：
具有用硝酸、硫酸、盐酸或磷酸调节的2-4的酸性pH；
0.05-15的胶态二氧化硅研磨剂颗粒；
0.1-5的过氧化氢；
0.25-1苯并三唑；以及
0.001-3的包含有机物的铵盐，所述包含有机物的铵盐选自硝酸四乙铵，氟化四丁铵和它们的混合物。
2.权利要求1的组合物，其中该抛光组合物具有用硝酸调节的pH。
3.用于从半导体衬底上去除一层的方法，该方法包括：
将水性抛光组合物涂覆到该半导体衬底上，该水性抛光组合物包含权利要求1所述的组合物；和
用抛光垫对含氧化硅层进行抛光，以便从该半导体衬底上除去该含氧化硅层。
4.权利要求3的方法，该方法包括在去除含氧化硅层之前使用该水性抛光组合物抛光阻挡层的另外的步骤。
CN2004100558419A 2003-08-05 2004-08-04 用于抛光半导体层的组合物 Expired - Lifetime CN1609156B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/634,437 2003-08-05
US10/634,437 US7018560B2 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Composition for polishing semiconductor layers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1609156A CN1609156A (zh) 2005-04-27
CN1609156B true CN1609156B (zh) 2012-03-28

Family

ID=33552908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2004100558419A Expired - Lifetime CN1609156B (zh) 2003-08-05 2004-08-04 用于抛光半导体层的组合物

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7018560B2 (zh)
EP (1) EP1505133B1 (zh)
JP (1) JP4681261B2 (zh)
KR (1) KR101092939B1 (zh)
CN (1) CN1609156B (zh)
DE (1) DE602004012674T2 (zh)
TW (1) TWI365907B (zh)

Families Citing this family (104)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000039843A1 (fr) * 1998-12-25 2000-07-06 Hitachi Chemical Company, Ltd. Abrasif cmp, additif liquide pour abrasif cmp et procede de polissage de substrat
US7300603B2 (en) * 2003-08-05 2007-11-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical planarization compositions for reducing erosion in semiconductor wafers
US20050056810A1 (en) * 2003-09-17 2005-03-17 Jinru Bian Polishing composition for semiconductor wafers
US7300480B2 (en) * 2003-09-25 2007-11-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High-rate barrier polishing composition
US20050084990A1 (en) * 2003-10-16 2005-04-21 Yuh-Turng Liu Endpoint detection in manufacturing semiconductor device
US6971945B2 (en) * 2004-02-23 2005-12-06 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Multi-step polishing solution for chemical mechanical planarization
US7497967B2 (en) * 2004-03-24 2009-03-03 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Compositions and methods for polishing copper
US7253111B2 (en) * 2004-04-21 2007-08-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holding, Inc. Barrier polishing solution
US7582127B2 (en) * 2004-06-16 2009-09-01 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition for a tungsten-containing substrate
WO2006030595A1 (ja) * 2004-09-14 2006-03-23 Hitachi Chemical Company, Ltd. Ｃｍｐ用研磨スラリー
US7427362B2 (en) * 2005-01-26 2008-09-23 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Corrosion-resistant barrier polishing solution
US20060183654A1 (en) * 2005-02-14 2006-08-17 Small Robert J Semiconductor cleaning using ionic liquids
US7923424B2 (en) * 2005-02-14 2011-04-12 Advanced Process Technologies, Llc Semiconductor cleaning using superacids
US7311856B2 (en) * 2005-03-30 2007-12-25 Cabot Microelectronics Corporation Polymeric inhibitors for enhanced planarization
CN1854236B (zh) * 2005-04-21 2011-08-03 安集微电子（上海）有限公司 抛光浆料及其用途
TWI385226B (zh) 2005-09-08 2013-02-11 羅門哈斯電子材料Ｃｍｐ控股公司 用於移除聚合物阻障之研磨漿液
US20070131899A1 (en) * 2005-12-13 2007-06-14 Jinru Bian Composition for polishing semiconductor layers
WO2007087831A1 (en) * 2006-02-03 2007-08-09 Freescale Semiconductor, Inc. 'universal' barrier cmp slurry for use with low dielectric constant interlayer dielectrics
US7842192B2 (en) * 2006-02-08 2010-11-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Multi-component barrier polishing solution
US8591763B2 (en) * 2006-03-23 2013-11-26 Cabot Microelectronics Corporation Halide anions for metal removal rate control
US8025811B2 (en) * 2006-03-29 2011-09-27 Intel Corporation Composition for etching a metal hard mask material in semiconductor processing
EP2003877B1 (en) 2006-03-31 2015-05-06 Nikon Corporation Image processing method
EP2003612A4 (en) 2006-03-31 2010-10-13 Nikon Corp IMAGE PROCESSING
US20070298611A1 (en) * 2006-06-27 2007-12-27 Jinru Bian Selective barrier slurry for chemical mechanical polishing
US7294576B1 (en) * 2006-06-29 2007-11-13 Cabot Microelectronics Corporation Tunable selectivity slurries in CMP applications
US20080020680A1 (en) 2006-07-24 2008-01-24 Cabot Microelectronics Corporation Rate-enhanced CMP compositions for dielectric films
US20080182413A1 (en) * 2006-08-16 2008-07-31 Menk Gregory E Selective chemistry for fixed abrasive cmp
US7538969B2 (en) * 2006-08-23 2009-05-26 Imation Corp. Servo pattern with encoded data
US9129907B2 (en) * 2006-09-08 2015-09-08 Cabot Microelectronics Corporation Onium-containing CMP compositions and methods of use thereof
JP2008124222A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Fujifilm Corp 研磨液
JP5094112B2 (ja) * 2006-12-28 2012-12-12 富士フイルム株式会社 研磨液
WO2008090418A1 (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Freescale Semiconductor, Inc. Liquid cleaning composition and method for cleaning semiconductor devices
JP5094139B2 (ja) * 2007-01-23 2012-12-12 富士フイルム株式会社 研磨液
JP5322455B2 (ja) * 2007-02-26 2013-10-23 富士フイルム株式会社 研磨液及び研磨方法
JP5285866B2 (ja) * 2007-03-26 2013-09-11 富士フイルム株式会社 研磨液
JP5371207B2 (ja) * 2007-06-08 2013-12-18 富士フイルム株式会社 研磨液及び研磨方法
JP2009081200A (ja) * 2007-09-25 2009-04-16 Fujifilm Corp 研磨液
JP5178121B2 (ja) * 2007-09-28 2013-04-10 富士フイルム株式会社 研磨液及び研磨方法
JP5403922B2 (ja) * 2008-02-26 2014-01-29 富士フイルム株式会社 研磨液および研磨方法
JP5441345B2 (ja) * 2008-03-27 2014-03-12 富士フイルム株式会社 研磨液、及び研磨方法
JP5314329B2 (ja) * 2008-06-12 2013-10-16 富士フイルム株式会社 研磨液
CN101665662A (zh) * 2008-09-05 2010-03-10 安集微电子科技(上海)有限公司 一种化学机械抛光液
JP2010067681A (ja) * 2008-09-09 2010-03-25 Fujifilm Corp 研磨液及び研磨方法
US9548211B2 (en) 2008-12-04 2017-01-17 Cabot Microelectronics Corporation Method to selectively polish silicon carbide films
US8119529B2 (en) * 2009-04-29 2012-02-21 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing a substrate
US8025813B2 (en) * 2009-11-12 2011-09-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto
WO2011104640A1 (en) * 2010-02-24 2011-09-01 Basf Se Aqueous polishing agent and graft copolymers and their use in process for polishing patterned and unstructured metal surfaces
JP5819589B2 (ja) * 2010-03-10 2015-11-24 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物を用いた方法
US8496843B2 (en) * 2010-03-16 2013-07-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of polishing a substrate comprising polysilicon and at least one of silicon oxide and silicon nitride
US8492277B2 (en) * 2010-03-16 2013-07-23 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc Method of polishing a substrate comprising polysilicon and at least one of silicon oxide and silicon nitride
US8491808B2 (en) * 2010-03-16 2013-07-23 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of polishing a substrate comprising polysilicon, silicon oxide and silicon nitride
US8431490B2 (en) * 2010-03-31 2013-04-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of chemical mechanical polishing a substrate with polishing composition adapted to enhance silicon oxide removal
US8232208B2 (en) 2010-06-15 2012-07-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US8961815B2 (en) * 2010-07-01 2015-02-24 Planar Solutions, Llc Composition for advanced node front-and back-end of line chemical mechanical polishing
US8568610B2 (en) 2010-09-20 2013-10-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized, concentratable chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US8513126B2 (en) 2010-09-22 2013-08-20 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Slurry composition having tunable dielectric polishing selectivity and method of polishing a substrate
KR101252390B1 (ko) * 2011-06-28 2013-04-08 주식회사 케이씨텍 폴리실리콘막 연마용 슬러리 조성물
CN104244734B (zh) 2012-03-30 2018-04-03 奇华顿股份有限公司 作为食品加香化合物的n‑酰化1‑氨基环烷基羧酸
JP6209588B2 (ja) 2012-03-30 2017-10-04 ジボダン エス エー 食品フレーバー付与化合物としてのｎ−アシルプロリン誘導体
CN104219965B (zh) 2012-03-30 2018-10-12 奇华顿股份有限公司 作为食品加香化合物的γ氨基-丁酸和β丙氨酸的N-酰基衍生物
US10582715B2 (en) 2012-03-30 2020-03-10 Givaudan Sa Powder flavour composition
CN104254253B (zh) 2012-03-30 2017-12-29 奇华顿股份有限公司 作为食品加香化合物的n‑酰化甲硫氨酸衍生物
JP6224072B2 (ja) 2012-03-30 2017-11-01 ジボダン エス エー フレーバープロフィール食用組成物の改良のためのｎ−アシル−アミノ酸誘導体
JP6250029B2 (ja) 2012-03-30 2017-12-20 ジボダン エス エー 食品フレーバー付与化合物としてのｎ−アシル−アミノ酸誘導体
US9234276B2 (en) 2013-05-31 2016-01-12 Novellus Systems, Inc. Method to obtain SiC class of films of desired composition and film properties
US10325773B2 (en) 2012-06-12 2019-06-18 Novellus Systems, Inc. Conformal deposition of silicon carbide films
US8906252B1 (en) * 2013-05-21 2014-12-09 Cabot Microelelctronics Corporation CMP compositions selective for oxide and nitride with high removal rate and low defectivity
US9388328B2 (en) * 2013-08-23 2016-07-12 Diamond Innovations, Inc. Lapping slurry having a cationic surfactant
CN105636934B (zh) 2013-10-02 2019-03-29 奇华顿股份有限公司 N-酰化的2-氨基异丁酸化合物和包含它们的香味组合物
WO2015050535A1 (en) 2013-10-02 2015-04-09 Givaudan S.A. Organic compounds
US10834950B2 (en) 2013-10-02 2020-11-17 Givaudan S.A. Organic compounds
GB201317424D0 (en) 2013-10-02 2013-11-13 Givaudan Sa Improvements in or relating to organic compounds
WO2015048991A1 (en) 2013-10-02 2015-04-09 Givaudan Sa Organic compounds having taste-modifying properties
US10674755B2 (en) 2013-10-02 2020-06-09 Givaudan S.A. Organic Compounds
WO2015050537A1 (en) 2013-10-02 2015-04-09 Givaudan S.A. Organic compounds
CN105636457B (zh) 2013-10-02 2020-03-10 奇华顿股份有限公司 具有味道改进特性的有机化合物
US9238754B2 (en) 2014-03-11 2016-01-19 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
US9303189B2 (en) 2014-03-11 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
US9303188B2 (en) 2014-03-11 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
US9309442B2 (en) 2014-03-21 2016-04-12 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten buffing
US9303190B2 (en) 2014-03-24 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive tungsten CMP composition
US9127187B1 (en) 2014-03-24 2015-09-08 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive tungsten CMP composition
TWI530557B (zh) * 2014-05-29 2016-04-21 卡博特微電子公司 具高移除速率及低缺陷率之對氧化物與多晶矽及氮化物具有選擇性的ｃｍｐ組合物
JP2017197590A (ja) * 2014-09-08 2017-11-02 ニッタ・ハース株式会社 研磨用組成物
US9873180B2 (en) 2014-10-17 2018-01-23 Applied Materials, Inc. CMP pad construction with composite material properties using additive manufacturing processes
US9776361B2 (en) 2014-10-17 2017-10-03 Applied Materials, Inc. Polishing articles and integrated system and methods for manufacturing chemical mechanical polishing articles
US11745302B2 (en) 2014-10-17 2023-09-05 Applied Materials, Inc. Methods and precursor formulations for forming advanced polishing pads by use of an additive manufacturing process
US10875153B2 (en) 2014-10-17 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Advanced polishing pad materials and formulations
KR102436416B1 (ko) 2014-10-17 2022-08-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 애디티브 제조 프로세스들을 이용한 복합 재료 특성들을 갖는 ｃｍｐ 패드 구성
JP6533439B2 (ja) * 2015-09-15 2019-06-19 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US9631122B1 (en) * 2015-10-28 2017-04-25 Cabot Microelectronics Corporation Tungsten-processing slurry with cationic surfactant
CN113103145B (zh) 2015-10-30 2023-04-11 应用材料公司 形成具有期望ζ电位的抛光制品的设备与方法
US10593574B2 (en) 2015-11-06 2020-03-17 Applied Materials, Inc. Techniques for combining CMP process tracking data with 3D printed CMP consumables
KR102462501B1 (ko) * 2016-01-15 2022-11-02 삼성전자주식회사 슬러리 조성물을 이용하는 집적회로 소자의 제조 방법
US10391605B2 (en) 2016-01-19 2019-08-27 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for forming porous advanced polishing pads using an additive manufacturing process
US11471999B2 (en) 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods
WO2019032286A1 (en) 2017-08-07 2019-02-14 Applied Materials, Inc. ABRASIVE DISTRIBUTION POLISHING PADS AND METHODS OF MAKING SAME
US10683439B2 (en) 2018-03-15 2020-06-16 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polishing composition and method of polishing a substrate having enhanced defect inhibition
CN108857860A (zh) * 2018-06-12 2018-11-23 宁波江丰电子材料股份有限公司 晶片定位环的研磨方法、晶片定位环及其应用和化学机械抛光装置
WO2020023385A1 (en) * 2018-07-24 2020-01-30 Lam Research Corporation Conformal deposition of silicon carbide films using heterogeneous precursor interaction
KR20210042171A (ko) 2018-09-04 2021-04-16 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 진보한 폴리싱 패드들을 위한 제형들
KR20220056249A (ko) 2018-10-19 2022-05-04 램 리써치 코포레이션 갭 충진 (gapfill) 을 위한 도핑되거나 도핑되지 않은 실리콘 카바이드 증착 및 원격 수소 플라즈마 노출
EP4288498A1 (en) * 2021-02-04 2023-12-13 CMC Materials, Inc. Silicon carbonitride polishing composition and method
US11878389B2 (en) 2021-02-10 2024-01-23 Applied Materials, Inc. Structures formed using an additive manufacturing process for regenerating surface texture in situ

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5614444A (en) 1995-06-06 1997-03-25 Sematech, Inc. Method of using additives with silica-based slurries to enhance selectivity in metal CMP
US5769689A (en) 1996-02-28 1998-06-23 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing silica, silicates, and silicon nitride
US5863838A (en) 1996-07-22 1999-01-26 Motorola, Inc. Method for chemically-mechanically polishing a metal layer
US6030932A (en) * 1996-09-06 2000-02-29 Olin Microelectronic Chemicals Cleaning composition and method for removing residues
US6322600B1 (en) 1997-04-23 2001-11-27 Advanced Technology Materials, Inc. Planarization compositions and methods for removing interlayer dielectric films
US6083419A (en) 1997-07-28 2000-07-04 Cabot Corporation Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching
US6001730A (en) 1997-10-20 1999-12-14 Motorola, Inc. Chemical mechanical polishing (CMP) slurry for polishing copper interconnects which use tantalum-based barrier layers
WO1999067056A1 (en) 1998-06-23 1999-12-29 Arch Specialty Chemicals, Inc. Composition for the chemical mechanical polishing of metal layers
US6533832B2 (en) 1998-06-26 2003-03-18 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing slurry and method for using same
JP2002528903A (ja) * 1998-10-23 2002-09-03 アーチ・スペシャルティ・ケミカルズ・インコーポレイテッド 活性剤溶液を含有し、化学機械的に磨くためのスラリーシステム
JP2000136375A (ja) * 1998-10-30 2000-05-16 Okamoto Machine Tool Works Ltd 研磨剤スラリ−
JP2000144109A (ja) * 1998-11-10 2000-05-26 Okamoto Machine Tool Works Ltd 化学機械研磨用研磨剤スラリ−
JP4644323B2 (ja) * 1999-04-28 2011-03-02 Ａｇｃセイミケミカル株式会社 有機アルカリを含有する半導体用研磨剤
JP2001023940A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Seimi Chem Co Ltd 半導体集積回路の平坦化方法及びそのための化学的機械研磨スラリ
US6471735B1 (en) * 1999-08-17 2002-10-29 Air Liquide America Corporation Compositions for use in a chemical-mechanical planarization process
US6361712B1 (en) * 1999-10-15 2002-03-26 Arch Specialty Chemicals, Inc. Composition for selective etching of oxides over metals
US6376361B1 (en) 1999-10-18 2002-04-23 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Method to remove excess metal in the formation of damascene and dual interconnects
CN1193408C (zh) 1999-11-04 2005-03-16 清美化学股份有限公司 含肽半导体用研磨剂
JP4368495B2 (ja) * 2000-04-24 2009-11-18 花王株式会社 研磨液組成物
US6468913B1 (en) 2000-07-08 2002-10-22 Arch Specialty Chemicals, Inc. Ready-to-use stable chemical-mechanical polishing slurries
KR100396881B1 (ko) * 2000-10-16 2003-09-02 삼성전자주식회사 웨이퍼 연마에 이용되는 슬러리 및 이를 이용한 화학기계적 연마 방법
JP2002231666A (ja) 2001-01-31 2002-08-16 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
US6710450B2 (en) * 2001-02-28 2004-03-23 International Business Machines Corporation Interconnect structure with precise conductor resistance and method to form same
JP4637398B2 (ja) * 2001-04-18 2011-02-23 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
US20030104770A1 (en) 2001-04-30 2003-06-05 Arch Specialty Chemicals, Inc. Chemical mechanical polishing slurry composition for polishing conductive and non-conductive layers on semiconductor wafers
US6705926B2 (en) 2001-10-24 2004-03-16 Cabot Microelectronics Corporation Boron-containing polishing system and method
US6548399B1 (en) * 2001-11-20 2003-04-15 Intel Corporation Method of forming a semiconductor device using a carbon doped oxide layer to control the chemical mechanical polishing of a dielectric layer
JP2003287875A (ja) * 2002-01-24 2003-10-10 Hitachi Ltd マスクの製造方法および半導体集積回路装置の製造方法
JP2004123879A (ja) * 2002-10-01 2004-04-22 Fujimi Inc 研磨用組成物
US6776696B2 (en) * 2002-10-28 2004-08-17 Planar Solutions Llc Continuous chemical mechanical polishing process for polishing multiple conductive and non-conductive layers on semiconductor wafers
US7300602B2 (en) 2003-01-23 2007-11-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Selective barrier metal polishing solution
US7300603B2 (en) 2003-08-05 2007-11-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical planarization compositions for reducing erosion in semiconductor wafers

Also Published As

Publication number Publication date
JP4681261B2 (ja) 2011-05-11
US20050031789A1 (en) 2005-02-10
EP1505133B1 (en) 2008-03-26
DE602004012674D1 (de) 2008-05-08
CN1609156A (zh) 2005-04-27
DE602004012674T2 (de) 2009-04-09
TW200513523A (en) 2005-04-16
EP1505133A1 (en) 2005-02-09
KR20050016128A (ko) 2005-02-21
JP2005101545A (ja) 2005-04-14
US7018560B2 (en) 2006-03-28
TWI365907B (en) 2012-06-11
KR101092939B1 (ko) 2011-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1609156B (zh) 用于抛光半导体层的组合物
CN101016440B (zh) 多组分阻挡层抛光液
US6916742B2 (en) Modular barrier removal polishing slurry
EP1211717B1 (en) Method for chemical-mechanical polishing of a substrate
JP5449248B2 (ja) 化学的機械的研磨組成物
EP2196509B1 (en) Chemical Mechanical Polishing Composition for polishing substrates containing a low-k dielectric material and Methods Relating Thereto
CN101356628B (zh) 用于对金属膜进行平坦化的高通量化学机械抛光组合物
CN1696235B (zh) 阻挡层抛光溶液
US7790618B2 (en) Selective slurry for chemical mechanical polishing
US20050194563A1 (en) Bicine/tricine containing composition and method for chemical-mechanical planarization
JP5596344B2 (ja) コロイダルシリカを利用した酸化ケイ素研磨方法
KR20070105301A (ko) 메탈레이트 개질된 실리카 입자를 함유하는 수성 슬러리
WO2001078116A2 (en) System for the preferential removal of silicon oxide
US20050097825A1 (en) Compositions and methods for a barrier removal
US20090280724A1 (en) Method for Polishing Semiconductor Layers
US20070298611A1 (en) Selective barrier slurry for chemical mechanical polishing
JP4251395B2 (ja) 研磨用スラリー
JP2002184734A (ja) 半導体装置の製造方法
JP4231950B2 (ja) 金属膜用研磨剤
CN111378367A (zh) 一种化学机械抛光液
CN116333686A (zh) 化学机械研磨用组合物及研磨方法
KR20080062021A (ko) 금속 배선용 ｃｍｐ 슬러리 조성물
WO2014059744A1 (zh) 一种碱性化学机械抛光液

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
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20120328

CX01 Expiry of patent term