TW201431989A - 含氧化鋯及金屬氧化劑之化學機械拋光組合物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種化學機械拋光組合物及一種利用該化學機械拋光組合物以化學-機械方式拋光基板的方法。該拋光組合物包括：(a)磨料顆粒，其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑。
Description
用於平坦化或拋光基板表面的組合物及方法係本技術中已知。化學機械平坦化或化學機械拋光(CMP)為一種用於平坦化基板的常用技術。CMP利用一種稱作CMP組合物或更簡單言之稱作拋光組合物(亦稱為拋光漿液)的化學組合物以自基板移除物質。一般藉由使基板表面與飽含拋光組合物之拋光墊(例如，拋光布或拋光盤)接觸而將拋光組合物應用至基板。一般可藉由拋光組合物之化學活性及/或懸浮在拋光組合物中或併入拋光墊(例如，固定磨料拋光墊)中的磨料的機械活性進一步助於基板之拋光。
習知CMP組合物及方法一般不能完全令人滿意地平坦化基板。特定言之，當應用至基板時，CMP組合物及方法可產生較不理想的拋光速率及高表面缺陷率。因為許多基板之性能直接與其表面的平面度有關，因此使用一種產生高拋光效率、選擇性、均一性及移除速率並獲得具有最少表面缺陷的高品質拋光的CMP組合物及方法係非常重要。
產生用於半導體晶圓之有效的拋光組合物的困難在於半導體晶圓的複雜性。半導體晶圓一般由其上已經形成複數個電晶體的基板組成。藉由使基板中之區域及基板上之層圖案化而將積體電路以化學及物理方式連接至基板。為製造可操作的半導體晶圓及為使晶圓之產
率、性能及可靠性最大化，希望拋光晶圓之所選表面而無不利地影響底部結構或形貌。事實上，若未在晶圓表面上進行充分平坦化處理步驟，則半導體製造中可出現各種問題。
CMP組合物通常可包含氧化劑，其可與基板表面反應並使得該表面更容易被機械磨料移除。包含過氧化氫之氧化劑已經用於此目的，但對某些基板(包括彼等對過氧化物不具有高度反應性者)不能提供令人滿意的移除速率。
例如，有機聚合物材料具有必須在化學機械拋光期間解決的獨特的化學及機械特性，包括其在機械上柔軟及容易刮擦。然而，相比其機械敏感性，有機聚合物通常具有化學惰性。該等化學及機械特性的組合使得有機聚合物介電材料難以利用傳統的水基CMP組合物來拋光。有機聚合物材料一般具有1或更大的介電常數及包括具有相對高有機物含量的聚合物、具有低及高有機物含量及高水平孔隙率的聚合物、具有相對低有機物含量的聚合物之基於矽-氧型材料及無機材料之聚合物，或具有該等性質之組合的聚合物。
相變合金(PCA)為相對柔軟且具有必須在化學機械拋光期間解決的獨特特性的基板材料的另一實例。PRAM(相變存取記憶體)裝置(亦稱作雙向記憶體裝置)利用相變材料(PCM)，其可在絕緣非晶型與傳導性結晶態之間電切換以用於電子記憶應用。適合用於該等應用之典型的材料利用元素週期表之各種硫族化物(第VIB族)及第VB族元素(例如，Te、Po及Sb)，並組合In、Ge、Ga、Sn及Ag中之一或多種，其組合稱為相變合金(PCA)。尤其有用的PCA為鍺(Ge)-銻(Sb)-碲(Te)合金(GST合金)，諸如具有式Ge2Sb2Te5之合金。該等材料可根據加熱/冷卻狀態、溫度及時間而可逆地改變物理狀態。其他有用的合金包括銻酸銦(InSb)。許多PCA(包括GST及InSb)的物理性質使其相比其他PCM材料柔軟。
仍需要一種拋光組合物及拋光方法，其將在諸如有機聚合物材料及PCA之基板的拋光及平坦化期間展現所需的平坦化效率、均一性及移除速率，同時在拋光及平坦化期間使諸如表面瑕疵及對底部結構及形貌的損壞的缺陷率最小化。本發明提供該拋光組合物及方法。自文中提供之本發明的敘述可明瞭本發明之該等及其他優勢以及其他本發明的特徵。
本發明提供一種化學機械拋光組合物，其包括：(a)磨料顆粒，其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑。
本發明進一步提供一種拋光基板的方法，其包括：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供一種化學機械拋光組合物，其包括：(a)磨料顆粒，其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以磨除至少一部分該基板以拋光該基板。
本發明提供一種化學機械拋光組合物，其包括：(a)磨料顆粒，
其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑。
該等磨料顆粒可以任何適宜濃度存在於該拋光組合物中。例如，該等磨料顆粒可以0.01重量%或更大，例如，0.025重量%或更大，0.05重量%或更大，0.075重量%或更大，0.1重量%或更大，0.25重量%或更大，0.5重量%或更大，或0.75重量%或更大的濃度存在於該拋光組合物中。或者，或另外，該等磨料顆粒可以20重量%或更小，例如，15重量%或更小，10重量%或更小，5重量%或更小，3重量%或更小，2重量%或更小，或1重量%或更小的濃度存在於該拋光組合物中。較佳地，該等磨料顆粒係以0.5重量%至3重量%的濃度存在於該拋光組合物中。
該等磨料顆粒可為任何適宜的磨料顆粒。較佳地，該等磨料顆粒係礬土(例如，氧化鋁)、矽石(例如，二氧化矽)、氧化鈦(例如，二氧化鈦)、鈰土(例如，氧化鈰)、氧化鋯(例如，氧化鋯)、鍺石(例如，二氧化鍺、氧化鍺)、鎂土(例如，氧化鎂)、其共同形成的產物或其組合的金屬氧化物磨料顆粒。更佳地，該等磨料顆粒包括氧化鋯顆粒。尤其更佳地，該等磨料顆粒由氧化鋯顆粒組成。
該等金屬氧化物顆粒可為任何適宜類型的金屬氧化物顆粒，例如烘制金屬氧化物顆粒、沉澱金屬氧化物顆粒及縮合-聚合金屬氧化物顆粒(例如，膠狀金屬氧化物顆粒)。該等金屬氧化物顆粒(尤其氧化鋯顆粒)可具有任何適宜的粒度。顆粒之粒度為包含顆粒之最小球體的直徑。該等金屬氧化物顆粒可具有10nm或更大，例如，25nm或更大，50nm或更大，75nm或更大，或100nm或更大的平均粒度。或
者，或另外，該等金屬氧化物顆粒可具有250nm或更小，例如，225nm或更小，200nm或更小，175nm或更小，160nm或更小，或150nm或更小的平均粒度。例如，該等氧化鋯顆粒可具有25nm至250nm，例如，35nm至200nm，45nm至150nm，50nm至125nm，55nm至120nm，或60nm至115nm的平均粒度。
該等磨料顆粒理想上係懸浮於該拋光組合物中，更具體言之懸浮於該拋光組合物之水性載體中。當該等磨料顆粒懸浮於該拋光組合物中時，該等磨料顆粒較佳為膠體穩定的。術語膠體係指磨料顆粒於水性載體中之懸浮液。膠體穩定性係指隨時間保持該懸浮液。在本發明之範圍中，若當磨料顆粒放置在100ml量筒及容許無攪拌地靜置2小時，則顆粒在量筒之底部50ml中的濃度([B]，以g/ml計)與顆粒在量筒之頂部50ml中的濃度([T]，以g/ml計)之差除以顆粒在該磨料組合物中之初始濃度([C]，以g/ml計)係小於或等於0.5(即，{[B]-[T]}/[C]0.5)時，則磨料顆粒視為膠體穩定的。[B]-[T]/[C]之數值理想上係小於或等於0.3，及較佳係小於或等於0.1。
該拋光組合物包括至少一種金屬離子氧化劑。該至少一種金屬離子氧化劑可以任何適宜濃度存在於該拋光組合物中。例如，該至少一種金屬離子氧化劑(即，合計的所有金屬離子氧化劑)可以0.001重量%或更大，例如，0.0025重量%或更大，0.005重量%或更大，0.0075重量%或更大，0.01重量%或更大，0.025重量%或更大，0.05重量%或更大，0.075重量%或更大，或0.1重量%或更大的濃度存在於該拋光組合物中。或者，或另外，該至少一種金屬離子氧化劑(即，合計的所有金屬離子氧化劑)可以5重量%或更小，例如，4.5重量%或更小，4.0重量%或更小，3.5重量%或更小，3.0重量%或更小，2.5重量%或更小，2.0重量%或更小，1.5重量%或更小，1.0重量%或更小，0.75重量%或更小，0.5重量%或更小，或0.25重量%或更小的濃度存在於該
拋光組合物中。較佳地，該至少一種金屬離子氧化劑(即，合計的所有金屬離子氧化劑)係以0.025重量%至0.5重量%的濃度存在於該拋光組合物中。
該至少一種金屬離子氧化劑可以任何適宜的形式存在。例如，該至少一種金屬離子氧化劑可以金屬鹽或金屬配位體錯合物的形式存在。為避免不確定，當該金屬離子氧化劑以金屬鹽或金屬配位體錯合物的形式存在時，該金屬離子氧化劑的濃度係指該金屬離子氧化劑的濃度(例如，該金屬鹽或該金屬配位體錯合物的濃度)，而非金屬離子自身的濃度。
該至少一種金屬離子氧化劑較佳包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子。更佳地，該至少一種金屬離子氧化劑包括Fe3+、Cu2+或Ce4+金屬離子。最佳地，該至少一種金屬離子氧化劑包括Ce4+或Fe3+金屬離子。適宜的金屬鹽包括例如硝酸鹽、氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、硫酸鹽、磷酸鹽、乙酸鹽、草酸鹽、乙醯丙酮化物、檸檬酸鹽、酒石酸鹽、丙二酸鹽、葡糖酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、琥珀酸鹽、過氯酸鹽、過溴酸鹽及過碘酸鹽。較佳的金屬離子氧化劑包括硝酸鐵(Fe(NO3)3)(即，硝酸鐵)及硝酸鈰銨(CAN)。
該拋光組合物不包括過氧型氧化劑。過氧型氧化劑為具有至少一個過氧(--O--O--)基團的任何氧化劑。例如，過氧型氧化劑為有機過氧化物、無機過氧化物或其組合。包含至少一個過氧基團之化合物的實例包括但不限於過氧化氫及其加成物諸如過氧化氫脲及過碳酸鹽(例如，過碳酸鈉)、有機過氧化物(諸如過氧化苯甲醯、過乙酸、過硼酸及過氧化二第三丁基)、單過硫酸(SO5 2-)、二過硫酸(S2O8 2-)及過氧化鈉。
該拋光組合物包括水性載體。該水性載體包含水(例如，去離子
水)，且可包含一或多種與水可混溶的有機溶劑。可使用之有機溶劑的實例包括醇，諸如丙烯基醇、異丙醇、乙醇、1-丙醇、甲醇、1-己醇等；醛，諸如乙醛等；酮，諸如丙酮、雙丙酮醇、甲基乙基酮等；酯，諸如甲酸乙酯、甲酸丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乳酸甲酯、乳酸丁酯、乳酸乙酯等；醚，包括亞碸諸如二甲基亞碸(DMSO)、四氫呋喃、二噁烷、二乙二醇二甲醚等；醯胺，諸如N,N-二甲基甲醯胺、二甲基咪唑啶酮、N-甲基吡咯啶酮等；多元醇及其衍生物，諸如乙二醇、甘油、二乙二醇、二乙二醇一甲醚等；及含氮有機化合物，諸如乙腈、戊胺、異丙胺、咪唑、二甲胺等。較佳地，該水性載體係水。
該拋光組合物可具有任何適宜的pH。例如，該拋光組合物可具有在1至7之範圍內的pH(例如，1.5之pH、2之pH、2.5之pH、3之pH、3.5之pH、4之pH、5之pH、6之pH或藉由該等pH數值中之任何兩個所定義的範圍中的pH)。該拋光組合物一般具有1或更大的pH。該拋光組合物之pH一般為7或更小。較佳地，該pH係在1至3.5，或2至3.5的範圍內。
可藉由任何適宜的方式實現及/或維持該拋光組合物之pH。更具體言之，該拋光組合物可進一步包括pH調節劑、pH緩衝劑或其組合。該pH調節劑可為任何適宜的pH調節化合物。例如，該pH調節劑可為酸。該酸可為任何適宜的酸。該酸一般為乙酸、硝酸、磷酸、草酸及其組合。較佳地，該酸係硝酸。或者，該pH調節劑可為鹼。該鹼可為任何適宜的鹼。該鹼一般為氫氧化鉀、氫氧化銨及其組合。較佳地，該鹼係氫氧化銨。該pH緩衝劑可為任何適宜的緩衝劑。例如，該pH緩衝劑可為磷酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、硼酸鹽、銨鹽等。該拋光組合物可包括任何適宜量的pH調節劑及/或pH緩衝劑，限制條件為適宜量係用於實現及/或維持該拋光組合物之pH在文中所述之pH範圍內。
該拋光組合物視需要進一步包括一或多種金屬錯合劑。該錯合劑為提高待移除基板層的移除速率的任何適宜的化學添加劑。例如，該錯合劑可為單-、二-、三-及多元羧酸(例如，EDTA及檸檬酸)；含胺化合物(例如，氨、胺基酸、胺基醇、二-、三-及聚胺等)，及單-、二-、三-及多元膦酸。該錯合劑一般為羧酸，包括例如乳酸、酒石酸、檸檬酸、丙二酸、鄰苯二甲酸、琥珀酸、羥基乙酸、丙酸、乙酸、水楊酸、吡啶甲酸、2-羥丁酸、3-羥丁酸、2-甲基乳酸或其組合。較佳地，該錯合劑係丙二酸或吡啶甲酸。
該一或多種錯合劑可以任何適宜的濃度存在於該拋光組合物中。例如，該一或多種錯合劑(即，合計的錯合劑)可以0.01重量%或更大，例如，0.05重量%或更大，0.1重量%或更大，0.25重量%或更大，0.5重量%或更大，0.75重量%或更大，1重量%或更大，或1.25重量%或更大的濃度存在於該拋光組合物中。或者，或另外，該一或多種錯合劑(即，合計的錯合劑)可以10重量%或更小，例如，9重量%或更小，8重量%或更小，7重量%或更小，6重量%或更小，或5重量%或更小的濃度存在於該拋光組合物中。較佳地，該一或多種錯合劑(即，合計的錯合劑)係以0.05重量%至0.5重量%的濃度存在於該拋光組合物中。
該拋光組合物視需要進一步包括一或多種腐蝕抑制劑(即，成膜劑)。該腐蝕抑制劑可為用於基板之任何組件的任何適宜的腐蝕抑制劑。較佳地，該腐蝕抑制劑係銅腐蝕抑制劑。就本發明之目的而言，腐蝕抑制劑為促進在待拋光之表面之至少一部分上形成鈍化層(即，溶解抑制層)的任何化合物或化合物之混合物。適宜的腐蝕抑制劑包括但不限於離胺酸及唑化合物，諸如苯并三唑(BTA)、甲基苯并三唑(m-BTA)及1,2,4-三唑(TAZ)。較佳地，該腐蝕抑制劑係BTA或離胺酸。
該拋光組合物可包括任何適宜量的腐蝕抑制劑。該拋光組合物一般包括0.005重量%至1重量%(例如，0.01至0.5重量%或0.02至0.2重量%)的該(等)腐蝕抑制劑。
該拋光組合物視需要進一步包括一或多種其他添加劑。該拋光組合物可包括界面活性劑及/或包括黏度增強劑及促凝劑之流變控制劑(例如，聚合流變控制劑，諸如，胺基甲酸酯聚合物)、分散劑、殺生物劑(例如，KathonTM LX)等。適宜的界面活性劑包括例如陽離子界面活性劑、陰離子界面活性劑、陰離子聚電解質、非離子界面活性劑、兩性界面活性劑、氟化界面活性劑、其混合物等。
可藉由任何適宜的技術(許多為熟習此項技術者知曉)製備該拋光組合物。可以分批或連續製程方式製備該拋光組合物。一般可藉由以任何順序組合文中之組分製備該拋光組合物。
本發明亦提供一種利用文中所述之拋光組合物拋光基板的方法。該拋光基板的方法包括(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供上述化學機械拋光組合物；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以磨除至少一部分該基板以拋光該基板。
特定而言，本發明進一步提供一種以化學機械方式拋光基板的方法，其包括：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供一種化學機械拋光組合物，其包括：(a)磨料顆粒，其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以磨除至少一部分該基板以拋光
該基板。
本發明之拋光組合物可用於拋光任何適宜的基板。該拋光組合物尤其用於拋光包括有機聚合物膜的基板。適宜的基板包括半導體、MEMS(微機電系統)、光波板及包括抗反射塗層(ARC)的基板。該有機聚合物膜可具有3.5或更小(例如，3或更小，2.5或更小，2或更小，1.5或更小，或1或更小)的介電常數。或者，或另外，該有機聚合物膜可具有1或更大(例如，1.5或更大，2或更大，2.5或更大，3或更大，或3.5或更大)的介電常數。例如，該有機聚合物膜可具有介於1與3.5之間(例如，介於2與3之間、介於2與3.5之間、介於2.5與3之間、介於2.5與3.5之間)的介電常數。適宜的有機聚合物膜可包括諸如聚醯亞胺、氟化聚醯亞胺、聚伸芳基及聚伸芳基醚(諸如來自Dow Chemical之SiLKTM、來自Allied Signal之FLARETM及來自Schumacher之VELOXTM)、聚苯并環丁烯、二乙烯基矽氧烷雙苯并環丁烯(DVS-BCB)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚矽氧烷、聚萘醚、聚喹啉、聚對二甲苯(諸如Parylene AF4、脂族四氟化聚對亞二甲苯基)、其共聚物及其組合的聚合物。理想上，該有機聚合物膜包括含環有機聚合物，諸如雜環有機聚合物(例如，聚苯并噁唑)。較佳地，該有機聚合物膜包括聚苯并噁唑(PBO)。該基板視需要進一步可包括一或多個金屬層，尤其為包括銅、鉭、鎢、鈦、鉑、釕、銥、鋁、鎳或其組合的金屬層。
該拋光組合物亦尤其用於拋光包括相變合金(PCA)的基板。適宜的PCA包括GST合金、InSb等。較佳地，該PCA係GST合金(例如，Ge2Sb2Te5)。
根據本發明，可藉由任何適宜的技術，利用文中所述之拋光組合物平坦化或拋光基板。本發明之拋光方法尤其適合與化學機械拋光(CMP)裝置聯合使用。該CMP裝置一般包括壓板，當使用時，其處於移動中且具有來自橢圓、直線或圓形移動的速度；與該壓板接觸且與
移動中的該壓板一起移動的拋光墊；及藉由接觸該拋光墊之表面並相對其移動而支撐待拋光之基板的載體。藉由將基板以接觸本發明之拋光組合物的方式放置及然後利用該拋光組合物磨除該基板之至少一部分表面(例如，有機聚合物膜、相變合金(PCA)或一或多種文中所述之基板材料)以拋光該基板而發生該基板之拋光。
理想上，該CMP裝置進一步包括原位拋光終點偵測系統，許多在本技術中為已知。本技術中已知藉由分析自工件的表面反射的光或其他輻射而檢查及監測該拋光處理的技術。該等方法敘述於例如美國專利5,196,353、美國專利5,433,651、美國專利5,609,511、美國專利5,643,046、美國專利5,658,183、美國專利5,730,642、美國專利5,838,447、美國專利5,872,633、美國專利5,893,796、美國專利5,949,927及美國專利5,964,643中。理想上，檢查或監測針對拋光中之工件之拋光處理之進展可確定拋光終點，即，確定何時終止針對特定工件之拋光處理。
以下實例進一步說明本發明，但當然不應視為以任何方式限制其範圍。
該實例證實氧化鋯磨料顆粒對於聚苯并噁唑(PBO)膜之移除速率的有效性。
利用習知CMP裝置，以不同的拋光組合物拋光PBO晶圓。利用8種拋光組合物(拋光組合物1A-1H)拋光該等晶圓，各拋光組合物包含8種不同類型磨料顆粒中的一種。
特定而言，拋光組合物1A-1H係藉由組合8種不同類型磨料顆粒中的一種與硝酸鈰銨(CAN)而製備。拋光組合物1A-1F包含0.14重量%CAN，及拋光組合物1G及1H包含0.025重量%硝酸鈰銨。拋光組合
物1G及1H亦包含0.005重量%苯并三唑(BTA)，其未併入拋光組合物1A-1F中。各拋光組合物之水性載體為水，及拋光組合物1A-1F亦包含2重量%二甲基亞碸(DMSO)。本發明之拋光組合物1A包含氧化鋯磨料顆粒，及對照拋光組合物1B-1H不包含氧化鋯磨料顆粒，但包含表1所列之不同的磨料顆粒。視需要利用硝酸將各拋光組合物之pH調節至2.2的pH。
在Logitech臺式拋光機上以EPICTM D100墊(Cabot Microelectronics，Aurora，Illinois)拋光該等基板。該等拋光參數如下：20.68kPa(3psi)下壓力、120rpm壓板速度、114rpm頭速度及150mL/min拋光組合物流量。拋光之後，以Å/min測定PBO之移除速率。結果匯總於表1中。
該等結果證實氧化鋯磨料顆粒與金屬離子氧化劑(例如，硝酸鈰銨)之組合用於拋光包括PBO之基板係尤其有效。特定而言，包括氧
化鋯磨料顆粒及硝酸鈰銨之拋光組合物1A展現針對PBO之超過3500Å/min的移除速率，其至少為包括其他類型磨料顆粒與硝酸鈰銨之組合之拋光組合物的移除速率的3倍。
該實例證實硝酸鈰銨對聚苯并噁唑(PBO)之移除速率的有效性
利用習知CMP裝置，以不同的拋光組合物拋光PBO晶圓。利用3種拋光組合物(拋光組合物2A-2C)拋光該等晶圓，各拋光組合物包含3種不同類型氧化劑中的一種。
特定而言，藉由組合3種不同類型氧化劑中的一種與氧化鋯磨料顆粒而製備拋光組合物2A-2C。拋光組合物2A-2C包含1.5重量%氧化鋯磨料顆粒，及視需要利用硝酸將各拋光組合物之pH調節至2.2的pH。各拋光組合物之水性載體為水。本發明之拋光組合物2A包含硝酸鈰銨，及對照拋光組合物2B及2C不包含硝酸鈰銨，但包含表2所列之不同的氧化劑。
在Logitech臺式拋光機上以EPICTM D100墊(Cabot Microelectronics，Aurora，Illinois)拋光該等基板。該等拋光參數如下：48.26kPa(7psi)下壓力、120rpm壓板速度、114rpm頭速度及150mL/min拋光組合物流量。拋光之後，以Å/min測定PBO之移除速率。該等結果匯總於表2中。
該等結果證實根據本發明之金屬離子氧化劑(例如，硝酸鈰銨)與
氧化鋯磨料顆粒之組合用於拋光包括PBO之基板係尤其有效。特定而言，包括硝酸鈰銨及氧化鋯磨料顆粒之拋光組合物2A展現針對PBO之超過6500Å/min的移除速率，其幾乎為包括過氧化氫及氧化鋯磨料顆粒的拋光組合物的移除速率的2倍，及其超過包括次氯酸鈉及氧化鋯磨料顆粒的拋光組合物的移除速率的6倍。因此，該等結果證實根據本發明之金屬離子氧化劑比其他類型氧化劑在拋光PBO方面更有效。
該實例證實氧化鋯磨料顆粒對於Ge2Sb2Te5(GST)之移除速率的有效性
利用習知CMP裝置，以不同的拋光組合物拋光GST晶圓。利用3種拋光組合物(拋光組合物3A-3C)拋光該等晶圓，各拋光組合物包含3種不同類型磨料顆粒中的一種。
特定而言，拋光組合物3A-3C係藉由組合3種不同類型磨料顆粒中的一種與硝酸鈰銨(CAN)而製備。各拋光組合物包含0.05重量% CAN、0.1重量%離胺酸、0.0015重量% KathonTM LX。視需要利用硝酸將各組合物之pH調節至2.3的pH。各拋光組合物之水性載體為水。本發明之拋光組合物3A包含氧化鋯磨料顆粒，及對照拋光組合物3B及3C不包含氧化鋯磨料顆粒，但包含表3所列之不同的磨料顆粒。
在Applied Materials ReflexionTM拋光機上以IC 1010TM墊(來自Rodel，Phoenix，Arizona)拋光該等基板。該等拋光參數如下：6.89kPa(1psi)下壓力、60rpm壓板速度、63rpm頭速度及300mL/min拋光組合物流量。該墊係經Saesol C7修整盤修整。拋光之後，以Å/min測定GST之移除速率。結果係匯總於表3中。
該等結果證實氧化鋯磨料顆粒與金屬離子氧化劑(例如，硝酸鈰銨)之組合用於拋光包括GST之基板係尤其有效。特定而言，包括氧化鋯磨料顆粒及硝酸鈰銨之拋光組合物3A展現針對GST之超過500Å/min的移除速率，其超過包括矽石磨料顆粒與硝酸鈰銨組合的拋光組合物的移除速率的2倍，及超過包括礬土磨料顆粒與硝酸鈰銨組合的拋光組合物的移除速率的50%。
該實例證實包括Fe3+之金屬離子氧化劑對聚苯并噁唑(PBO)之移除速率的有效性
利用習知CMP裝置，以一種拋光組合物(即，拋光組合物4)拋光PBO晶圓。特定而言，拋光組合物4包含1.5重量%氧化鋯磨料顆粒、0.44重量%硝酸鐵(Fe(NO3)3．9H2O)、0.24重量%吡啶甲酸及0.0075重量%苯并三唑。視需要利用硝酸將拋光組合物4之pH調節至2.2的pH。該水性載體為水。
在Applied Materials ReflexionTM拋光機上以IC 1010TM墊(來自Rodel，Phoenix，Arizona)拋光該等基板。該等拋光參數如下：20.68kPa(3psi)下壓力、100rpm壓板速度、97rpm頭速度及300mL/min拋光組合物流量。拋光第一晶圓30秒，及拋光第二晶圓60秒。拋光之後，以Å/min測定PBO之移除速率。針對第一晶圓之PBO之移除速率為7026Å/min，及針對第二晶圓之PBO之移除速率為7576Å/min。
該等結果證實根據本發明之包括金屬離子(例如，Fe3+)之金屬離子氧化劑與氧化鋯磨料顆粒之組合用於拋光包括PBO之基板係尤其有效。具體而言，拋光組合物4展現針對PBO之超過7000Å/min的高移除速率。
文中援引之包括公開案、專利申請案及專利的所有參考文獻係藉由引用之方式併入本文中，引用程度如同各參考文獻係個別地及明確地指示藉由引用之方式併入及以其全文形式描述於本文中。
除非文中另有說明或明確地表明與之相反，否則在敘述本發明之內容中(尤其在以下申請專利範圍的內容中)應用之術語「一」、「一個」及「該」及「至少一種」及類似的指稱視為涵蓋單數及複數。除非文中另有說明或明確地表明與之相反，否則用於一或多個項目清單前的術語「至少一種」(例如，「A及B中之至少一種」)視為意指選自該清單項目中之一個項目(A或B)或該清單項目中之兩個或更多個之任何組合(A及B)。除非另有說明，否則術語「包括」、「具有」、「包含」及「含有」視為開放式術語(即，意指「包括但不限於，」)。除非文中另有說明，否則文中引用之數值範圍僅欲用作一種個別地指代位於該範圍內之各單獨數值的快捷方法，且各單獨數值如同其個別地引入文中的方式併入該說明書中。除非文中另有說明或明確地表明與之相反，否則可以任何適宜的順序進行文中所述之所有方法。除非另有主張，否則文中提供之任何及所有實例或示例性語言(例如，「諸如」)的應用僅欲更佳地闡明本發明且不限制本發明之範圍。該說明書中之語言不應視為指示實踐本發明所必要的任何未主張的要素。
文中已敘述本發明之較佳實施例，包括發明者已知之用於進行本發明的最佳模式。一般技術者經參閱之前的敘述可明瞭彼等較佳實施例之變體。發明者期望技術嫺熟者視需要應用該等變體，及發明者欲以並非如文中明確敘述之方式實踐本發明。因此，本發明包括適用
法律許可之在所附申請專利範圍中援引之標的物的所有修改物及等效物。此外，除非文中另有說明或明確地表明與之相反，否則本發明涵蓋上述要素的所有可能變體的任何組合。
Claims (28)
- 一種化學機械拋光組合物，其包括：(a)磨料顆粒，其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Fe3+。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Ce4+。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該至少一種金屬離子氧化劑為硝酸鈰銨。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該等磨料顆粒係由氧化鋯組成。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該等磨料顆粒係以0.5重量%至3重量%之濃度存在於該化學機械拋光組合物中。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該至少一種金屬離子氧化劑係以0.025重量%至0.5重量%之濃度存在於該化學機械拋光組合物中。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其進一步包括至少一種錯合劑。
- 如請求項8之化學機械拋光組合物，其中該至少一種錯合劑為單- 、二-、三-或多元羧酸、含胺化合物或單-、二-、三-或多元膦酸。
- 如請求項9之化學機械拋光組合物，其中該至少一種錯合劑為吡啶甲酸。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其進一步包括一種腐蝕抑制劑。
- 如請求項1之化學機械拋光組合物，其中該化學機械拋光組合物之pH係在2至3.5的範圍內。
- 一種拋光基板的方法，其包括：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供如請求項1之化學機械拋光組合物；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以磨除該基板之至少一部分以拋光該基板。
- 一種拋光基板的方法，其包括：(i)提供基板，其中該基板包括有機聚合物膜；(ii)提供拋光墊；(iii)提供一種化學機械拋光組合物，其包括：(a)磨料顆粒，其中該等磨料顆粒包括氧化鋯，(b)至少一種金屬離子氧化劑，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Co3+、Au+、Ag+、Pt2+、Hg2+、Cr3+、Fe3+、Ce4+或Cu2+金屬離子，及(c)水性載體，其中該化學機械拋光組合物之pH係在1至7的範圍內，且其中該化學機械拋光組合物不包含過氧型氧化劑； (iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以磨除該基板表面上之至少一部分有機聚合物膜以拋光該基板。
- 如請求項14之方法，其中該有機聚合物膜具有2.5或更大的介電常數。
- 如請求項14之方法，其中該有機聚合物膜包括雜環有機聚合物膜。
- 如請求項16之方法，其中該雜環有機聚合物膜包括聚苯并噁唑。
- 如請求項14之方法，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Fe3+。
- 如請求項14之方法，其中該至少一種金屬離子氧化劑包括Ce4+。
- 如請求項14之方法，其中該至少一種金屬離子氧化劑為硝酸鈰銨。
- 如請求項14之方法，其中該等磨料顆粒係由氧化鋯組成。
- 如請求項14之方法，其中該等磨料顆粒係以0.5重量%至3重量%之濃度存在於該化學機械拋光組合物中。
- 如請求項14之方法，其中該至少一種金屬離子氧化劑係以0.025重量%至0.5重量%之濃度存在於該化學機械拋光組合物中。
- 如請求項14之方法，其中該化學機械拋光組合物進一步包括至少一種錯合劑。
- 如請求項24之方法，其中該至少一種錯合劑為單-、二-、三-或多元羧酸、含胺化合物或單-、二-、三-或多元膦酸。
- 如請求項25之方法，其中該至少一種錯合劑為吡啶甲酸。
- 如請求項14之方法，其中該化學機械拋光組合物進一步包括一種腐蝕抑制劑。
- 如請求項14之方法，其中該化學機械拋光組合物之pH係在2至3.5的範圍內。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI513807B (zh) * | 2013-09-24 | 2015-12-21 | Cabot Microelectronics Corp | 聚合物膜之化學機械平坦化 |
| CN106687553A (zh) * | 2014-11-19 | 2017-05-17 | 三星Sdi株式会社 | 用于有机膜的cmp浆料组合物及使用其的抛光方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP6139975B2 (ja) * | 2013-05-15 | 2017-05-31 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| JP6130316B2 (ja) * | 2014-03-11 | 2017-05-17 | 信越化学工業株式会社 | 研磨組成物及び研磨方法並びに研磨組成物の製造方法 |
| JP2016183212A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| KR101900540B1 (ko) * | 2015-08-21 | 2018-09-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기막용 ｃｍｐ 슬러리 조성물, 그 제조방법, 및 이를 이용한 유기막 연마 방법 |
| JP2017061612A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用組成物および化学機械研磨方法 |
| KR101922289B1 (ko) * | 2015-11-26 | 2018-11-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | Ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 유기막 연마방법 |
| KR102642825B1 (ko) * | 2016-02-16 | 2024-02-29 | 씨엠씨 머티리얼즈 엘엘씨 | Ⅲ-v 족 물질의 연마 방법 |
| US10319601B2 (en) * | 2017-03-23 | 2019-06-11 | Applied Materials, Inc. | Slurry for polishing of integrated circuit packaging |
| JP7210823B2 (ja) * | 2019-10-31 | 2023-01-24 | 株式会社レゾナック | 研磨液、研磨方法及び半導体部品の製造方法 |
| CN111826089B (zh) * | 2020-07-28 | 2021-09-28 | 河北工业大学 | Glsi多层布线高价金属在cmp中的应用 |
| WO2023243611A1 (ja) * | 2022-06-15 | 2023-12-21 | 株式会社レゾナック | Ｃｍｐ研磨液及び研磨方法 |
Family Cites Families (36)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196353A (en) | 1992-01-03 | 1993-03-23 | Micron Technology, Inc. | Method for controlling a semiconductor (CMP) process by measuring a surface temperature and developing a thermal image of the wafer |
| US6614529B1 (en) | 1992-12-28 | 2003-09-02 | Applied Materials, Inc. | In-situ real-time monitoring technique and apparatus for endpoint detection of thin films during chemical/mechanical polishing planarization |
| US5658183A (en) | 1993-08-25 | 1997-08-19 | Micron Technology, Inc. | System for real-time control of semiconductor wafer polishing including optical monitoring |
| US5433651A (en) | 1993-12-22 | 1995-07-18 | International Business Machines Corporation | In-situ endpoint detection and process monitoring method and apparatus for chemical-mechanical polishing |
| JP3270282B2 (ja) | 1994-02-21 | 2002-04-02 | 株式会社東芝 | 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法 |
| JP3313505B2 (ja) | 1994-04-14 | 2002-08-12 | 株式会社日立製作所 | 研磨加工法 |
| US5964643A (en) | 1995-03-28 | 1999-10-12 | Applied Materials, Inc. | Apparatus and method for in-situ monitoring of chemical mechanical polishing operations |
| US5893796A (en) | 1995-03-28 | 1999-04-13 | Applied Materials, Inc. | Forming a transparent window in a polishing pad for a chemical mechanical polishing apparatus |
| US5838447A (en) | 1995-07-20 | 1998-11-17 | Ebara Corporation | Polishing apparatus including thickness or flatness detector |
| WO1997029510A1 (fr) * | 1996-02-07 | 1997-08-14 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Abrasif d'oxyde de cerium, microplaquette semi-conductrice, dispositif semi-conducteur, procede pour les produire et procede pour polir les substrats |
| US5872633A (en) | 1996-07-26 | 1999-02-16 | Speedfam Corporation | Methods and apparatus for detecting removal of thin film layers during planarization |
| US5759917A (en) * | 1996-12-30 | 1998-06-02 | Cabot Corporation | Composition for oxide CMP |
| US6723143B2 (en) | 1998-06-11 | 2004-04-20 | Honeywell International Inc. | Reactive aqueous metal oxide sols as polishing slurries for low dielectric constant materials |
| US6270395B1 (en) * | 1998-09-24 | 2001-08-07 | Alliedsignal, Inc. | Oxidizing polishing slurries for low dielectric constant materials |
| US6299795B1 (en) * | 2000-01-18 | 2001-10-09 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Polishing slurry |
| JP2001269859A (ja) | 2000-03-27 | 2001-10-02 | Jsr Corp | 化学機械研磨用水系分散体 |
| DE10147927B8 (de) * | 2001-09-28 | 2004-07-08 | Infineon Technologies Ag | Poly-o-hydroxyamide, Polybenzoxazole, elektronisches Bauteil sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| AU2002359356A1 (en) | 2001-11-16 | 2003-06-10 | Ferro Corporation | Particles for use in cmp slurries and method for producing them |
| US6830503B1 (en) * | 2002-01-11 | 2004-12-14 | Cabot Microelectronics Corporation | Catalyst/oxidizer-based CMP system for organic polymer films |
| JP2004247605A (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-02 | Toshiba Corp | Ｃｍｐ用スラリーおよび半導体装置の製造方法 |
| KR100630678B1 (ko) * | 2003-10-09 | 2006-10-02 | 삼성전자주식회사 | 알루미늄막의 화학적 기계적 연마용 슬러리, 그 슬러리를사용하는 화학적 기계적 연마 방법 및 그 방법을 사용하는알루미늄 배선 형성방법 |
| US20050211950A1 (en) * | 2004-03-24 | 2005-09-29 | Cabot Microelectronics Corporation | Chemical-mechanical polishing composition and method for using the same |
| US7161247B2 (en) | 2004-07-28 | 2007-01-09 | Cabot Microelectronics Corporation | Polishing composition for noble metals |
| US7942945B1 (en) | 2005-03-28 | 2011-05-17 | University Of South Florida | CMP slurry for polymeric interlayer dielectric planarization |
| US7998335B2 (en) * | 2005-06-13 | 2011-08-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Controlled electrochemical polishing method |
| JP2007157841A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toshiba Corp | Ｃｍｐ用水系分散液、研磨方法、および半導体装置の製造方法 |
| US7897061B2 (en) * | 2006-02-01 | 2011-03-01 | Cabot Microelectronics Corporation | Compositions and methods for CMP of phase change alloys |
| US7456107B2 (en) * | 2006-11-09 | 2008-11-25 | Cabot Microelectronics Corporation | Compositions and methods for CMP of low-k-dielectric materials |
| US20090001339A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-01 | Tae Young Lee | Chemical Mechanical Polishing Slurry Composition for Polishing Phase-Change Memory Device and Method for Polishing Phase-Change Memory Device Using the Same |
| US7678605B2 (en) * | 2007-08-30 | 2010-03-16 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Method for chemical mechanical planarization of chalcogenide materials |
| KR20120023043A (ko) * | 2009-06-09 | 2012-03-12 | 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 | 연마제, 연마제 세트 및 기판의 연마 방법 |
| US20120003834A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-05 | Koo Ja-Ho | Method Of Polishing Chalcogenide Alloy |
| KR20120020556A (ko) | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 삼성전자주식회사 | 화학적 기계적 연마 공정의 슬러리 조성물 및 이를 이용하는 상변화 메모리 소자의 형성 방법 |
| KR20180135113A (ko) * | 2011-01-27 | 2018-12-19 | 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 | 연마재 및 연마용 조성물 |
| US8828874B2 (en) | 2011-03-28 | 2014-09-09 | Sinmat, Inc. | Chemical mechanical polishing of group III-nitride surfaces |
| US8309468B1 (en) * | 2011-04-28 | 2012-11-13 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing composition and method for polishing germanium-antimony-tellurium alloys |
-
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI513807B (zh) * | 2013-09-24 | 2015-12-21 | Cabot Microelectronics Corp | 聚合物膜之化學機械平坦化 |
| CN106687553A (zh) * | 2014-11-19 | 2017-05-17 | 三星Sdi株式会社 | 用于有机膜的cmp浆料组合物及使用其的抛光方法 |
| CN106687553B (zh) * | 2014-11-19 | 2019-01-11 | 三星Sdi株式会社 | 用于有机膜的cmp浆料组合物及使用其的抛光方法 |
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