專利名稱：用于cmp的含硅烷的拋光組合物的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明有關(guān)一種化學機械拋光組合物(chemical mechanical polishingcomposition)及漿液(slurry)，用以拋光基材所具有的一或多種特征(feature)。本發(fā)明的拋光組合物包括至少一種保持為溶液狀態(tài)的硅烷組合物，同時還包括至少一種磨蝕劑(abrasive)。本發(fā)明還包括一種將硅烷組合物施加于磨蝕墊之上的方法，以形成經(jīng)硅烷改性的磨蝕墊。本發(fā)明還包括一種使用本發(fā)明拋光組合物來拋光基材特征(substrate feature)的方法。
現(xiàn)有技術(shù)的描述集成電路系由形成于硅基材中或硅基材上的數(shù)百萬主動裝置(activedevice)所構(gòu)成。該主動裝置原先是彼此隔離的，經(jīng)互連后形成功能性電路及組件。該裝置通過使用多層互連物相互連接?；ミB結(jié)構(gòu)一般具有一第一金屬層、一互連層、一第二金屬層、及視情況存在的第三層或后續(xù)金屬層。中間層介電質(zhì)諸如經(jīng)摻雜及未經(jīng)摻雜的二氧化硅(SiO2)或低-k介電氮化鉭被用來使硅基材中或井洞(well)中的不同層金屬電絕緣。介于不同互連層之間的電聯(lián)(electrical connection)是通過使用經(jīng)金屬化的通道(vias)而達成的。引入本文中作為參考的美國專利第5,741,626號描述了制造介電氮化鉭層的方法。
相同地，使用金屬接點以在互連層與井洞中形成的裝置之間形成電聯(lián)。該金屬通道及接點可充填各種金屬及合金，包括鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、鋁-銅(Al-Cu)、鋁硅(Al-Si)、銅(Cu)、鎢(W)及其組合物。該金屬通道及接點通常采用包含諸如氮化鈦(TiN)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)或其組合物的粘著層(adhesion layer)，以將該金層粘著于該SiO2基材上。接點層上，粘著層作為擴散障壁，防止所充填的金屬和SiO2進行反應(yīng)。
在許多半導體制法中，金屬化通道及接點是通過毯覆式金屬沉積(blacket metal deposition)，然后進行化學機械拋光(CMP)步驟而形成。在典型的方法中，通道孔通過中間層介電質(zhì)(ILD)而蝕刻成內(nèi)連接管線或半導體基材。其次，粘著薄層諸如氮化鉭和/或鉭通常形成于ILD上，且被導入經(jīng)蝕刻的通孔中。之后，在該粘著層上和通孔內(nèi)毯覆式地沉積金屬薄膜。持續(xù)進行沉積至該通孔填滿該毯覆式沉積的金屬。最后，通過化學機械拋光(CMP)移除過量金屬，以形成稱為金屬通道的基材表面特征。制造和/或CMP通道的方法揭示于美國專利第4,671,851號、第4,910,155號及第4,944,836號中。
典型的化學機械拋光方法中，該基材被安置成與旋轉(zhuǎn)拋光墊直接接觸的形式。載體對著基材的背側(cè)施加壓力。在拋光過程中，該墊及座臺在保持施加向下力作用于該基材背部的情況下旋轉(zhuǎn)。具有磨蝕性和化學反應(yīng)性的組合物在拋光過程中施加到墊上。該拋光組合物可包含磨蝕劑以形成通稱的“漿液”?；蛘撸瑨伖鈮|上可以包含磨蝕劑。在這些情況下，拋光組合物通過與欲拋光的薄膜進行化學反應(yīng)而開始該拋光程序。該拋光程序是在將拋光組合物/漿液提供于該晶片/墊界面處的同時，借著該墊相對于基材旋轉(zhuǎn)移動而進行。依此方式持續(xù)拋光，直至移除絕緣體上所需的薄膜。拋光組合物調(diào)配物是CMP步驟中的重要因素。該拋光組合物應(yīng)經(jīng)調(diào)整，以在所需的拋光速率下，對金屬層上提供有效的拋光，同時使表面不完整性、缺陷及腐蝕和侵蝕減至最少。此外，該拋光組合物可用以對目前集成電路技術(shù)所使用的其它薄膜材料，諸如鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭等，提供可控制的拋光選擇性。
現(xiàn)有技術(shù)揭示了各種可使用CMP拋光基材表面特征的機制。通過機械移除金屬粒子且將其溶解于該漿液中以進行該方法時，組合物的表面可使用漿液拋光，其中未形成表面薄膜。該種機制中，化學溶解速率應(yīng)較緩慢以避免濕式蝕刻。然而，更優(yōu)選的機制為通過金屬表面與漿液中之一或多種成分諸如絡(luò)合劑(complexing agent)和/或薄膜成形劑之間進行反應(yīng)，以連續(xù)地形成可磨蝕的薄層。該可磨蝕的薄層隨之通過機械作用而在受控方式下移除。一旦終止該機械拋光程序，則鈍化膜保留于該表面上，控制該濕式蝕刻方法?？刂圃摶瘜W機械拋光的方法遠較使用此種機制的CMP漿液拋光容易得多。
目前使用化學機械拋光進行拋光的含銅基材也使用Ta及TaN粘著層。Ta及TaN極具化學惰性且極具機械硬度，因此難以通過拋光移除。因此，仍需要一種可用以拋光基材包括鉭，但對于先前所拋光的銅特征幾乎不具有負面影響的拋光組合物。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個目的是提供一種拋光組合物，其可有效地拋光基材的表面特征，諸如集成電路。
本發(fā)明另一目的是提供一種供集成電路使用的拋光組合物，其可于可接受的缺陷程度下拋光表面特征。
在一具體實例中，本發(fā)明包括一種化學機械拋光溶液，該溶液包含至少一種溶液形式的硅烷化合物及至少一種磨蝕劑。
另一具體實例中，本發(fā)明包括一種含水的化學機械拋光組合物，該組合物包含至少一種磨蝕劑及至少一種溶液形式的可溶性硅烷化合物，其中該可溶性硅烷化合物在溶液中的含量為約0.02％至約5.0％重量，其中該溶液中的硅烷化合物具有以下通式Y(jié)-Si-(X1X2R)包括其二聚物、三聚物及寡聚物，其中選自R、X1、X2及Y中的一個取代基選自羥基或可水解的部分，并且其中選自R、X1、X2及Y中的三個取代基為不可水解的部分，其中該不可水解的取代基中的至少一個取代基選自包括具有2至25個碳原子的烷基或經(jīng)官能化的烷基。
另一具體實例中，本發(fā)明為一種拋光一基材表面的特征的方法。該方法包括移動一與拋光墊接觸的基材，使得該基材表面特征與該拋光墊接觸。其次，該拋光墊相對于基材表面移動。拋光組合物在拋光期間施加于該拋光墊上，其中該拋光組合物為一溶液，其中包含至少一種溶液形式的硅烷化合物。
優(yōu)選實施方案的描述本發(fā)明涉及一種化學機械拋光組合物，及一種使用該組合物拋光基材表面特征的方法。
在描述本發(fā)明各種優(yōu)選實施方案的細節(jié)之前，先定義本發(fā)明所使用的部分詞匯。＂化學機械拋光組合物＂一詞意指含不包括磨蝕性材料的組合物或溶液。該拋光組合物可與含有或不含磨蝕劑的拋光墊組合以拋光基材?；虮景l(fā)明化學機械拋光組合物可與微粒磨蝕劑組合，以形成化學機械拋光(CMP)＂漿液＂。拋光組合物及漿液可用以拋光多層金屬所具備的特征，可包括但不限于半導體薄膜、集成電路薄膜及可使用CMP方法的任何其它薄膜及表面。
本發(fā)明所使用的＂基材特征＂一詞意指電子基材特征諸如信道(vias)及銅互聯(lián)線路，及沉積于該特征上或該特征中的材料層，諸如介電層、低-k材料層、粘著層、金屬層等。本發(fā)明拋光組合物可用以拋光基材，以移除材料層，及用以拋光曝露的基材特征。
本發(fā)明拋光組合物及漿液系包括至少一種溶液形式的硅烷化合物?？捎糜诒景l(fā)明拋光組合物中的硅烷化合物的一般類型包括胺基硅烷、脲基(uriedo)硅烷、烷氧基硅烷、烷基硅烷、氫硫基硅烷、氰硫基硅烷、乙烯基硅烷、甲基丙烯?；柰?、氰基硅烷、經(jīng)官能化的硅烷諸如經(jīng)官能化的烷基硅烷、二硅烷、三硅烷及其組合物。
優(yōu)選的硅烷組合物具有以下通式Y(jié)-Si-(X1X2R)且包括其二聚物、三聚物及寡聚物，其中＂寡聚物＂一詞意指含有4至15個硅氧烷單元的化合物。前述通式中，Y、R、X1及X2各可個別選自羥基(-OH)或部分其它可水解的取代基或不可水解的取代基。更優(yōu)選前述式中，Y為羥基(-OH)或可水解的取代基，X1及X2獨立地選自羥基、可水解的取代基或不可水解的取代基，且R為不可水解的取代基。優(yōu)選具體實例中，該硅烷組合物具有前述通式，其中Y為羥基(-OH)或可水解的取代基，R為不可水解的取代基；且X1及X2獨立地為不可水解的取代基。
通常，＂可水解＂取代基為在含水之系統(tǒng)中形成Si(OH)的化合物。該取代基包括但不限于醇基(alkoxide)、鹵素諸如Cl、羧酸基及酰胺基。不可水解的取代基為在水溶液中不進行水解以形成Si(OH)的任何化合物。
該不可水解取代基獨立地選自烷基、環(huán)烷基、芳族物、經(jīng)官能化的烷基、經(jīng)官能化的芳族物、經(jīng)官能化的環(huán)烷基、烯、烷基硅烷，其中各個不可水解的取代基包括1至100個碳原子，優(yōu)選2至25個碳原子，更優(yōu)選2至10個碳原子，其中一或多個碳原子可經(jīng)一或多個選自氧、氮、硫、磷、鹵素、硅及其組合物的原子所取代。
優(yōu)選，各個不可水解的取代基選自具有2至25個碳原子的烷基、經(jīng)官能化烷基及其混合物所構(gòu)成的化合物。更優(yōu)選，各不可水解的取代基是選自烷基腈、烷基酰胺、烷基羧酸、烷基鹵、醇、烷基脲及其混合物的經(jīng)官能化烷基。最優(yōu)選，至少一種不可水解的取代基為經(jīng)官能化的丙基烷基。
當Y為羥基或可水解的取代基，R為不可水解的取代基，且X1及X2兩者皆為羥基或可水解的取代基時，該硅烷化合物優(yōu)選選自包括環(huán)氧丙氧(glycidoxy)丙基三烷氧基硅烷、異氰酸根合(isocyanato)丙基三烷氧基硅烷、脲基丙基三烷氧基硅烷、氫硫基丙基三烷氧基硅烷、氰基乙基三烷氧基硅烷、4，5-二氫-1-(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)咪唑、3-(三烷氧基甲硅烷基)甲基酯丙酸、三烷氧基[3-(環(huán)氧乙烷基烷氧基)丙基]-硅烷、2-甲基、3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基]-脲及其混合物。
當Y為羥基或可水解的取代基，R為不可水解的取代基，且選自X1及X2中的一個取代基為不可水解的取代基時，該硅烷優(yōu)選選自包括氯丙基甲基二烷氧基硅烷、1，2-乙烷二基雙[烷氧基二甲基]硅烷、二烷氧基甲基苯基硅烷及其混合物。
當Y為羥基或可水解的取代基，R、X1及X2各為不可水解的取代基時，該硅烷優(yōu)選選自包括氰基丙基二甲基烷氧基硅烷、N，N′-(烷氧基甲基亞甲硅烷基)雙[N-甲基-苯甲酰胺]、氯甲基二甲基烷氧基硅烷及其混合物。
就本發(fā)明而言，前述硅烷名稱中及本文中一般使用的＂烷氧基＂一詞意指可水解基團，且可包括-OR、Cl、Br、I、NRR′，其中R及R′可包括由1至20個碳原子。
本發(fā)明組合物及漿液一般包括約0.01％至5.0％重量的硅烷。更優(yōu)選，本發(fā)明組合物包括約0.1％至約1.0％重量的硅烷。本發(fā)明所使用的＂可溶性硅烷＂意指以解離可溶或乳化形式存在于該拋光組合物及漿液中的硅烷。
本發(fā)明拋光組合物及漿液可包括任何可溶解或乳化硅烷的溶劑?？墒褂玫娜軇┑膶嵗O性溶劑諸如醇類及水。水為本發(fā)明拋光組合物及漿液的優(yōu)選溶劑。
硅烷組合物可選自粘著于拋光漿液中及含磨蝕劑拋光墊中的磨蝕粒子上的那些，及選自粘著于欲拋光之基材特征的表面上的硅烷。當本發(fā)明為包括可溶性硅烷的拋光漿液時，粘著于磨蝕粒子上的硅烷不被視為＂可溶性＂，不能被用于評估本發(fā)明組合物中硅烷的含量。
優(yōu)選本發(fā)明的拋光組合物在開始拋光時包括至少約0.02％重量溶液形式硅烷。這指的是當所選擇的硅烷粘著于拋光漿液或拋光墊中的磨蝕粒子上時，該組合物的含水部分應(yīng)仍包括至少0.02％重量的至少一種溶液形式的硅烷化合物。低于0.02％重量臨限值時，溶液形式的硅烷具有變成無法調(diào)整基材表面特征拋光的傾向。
可使用于本發(fā)明拋光組合物及漿液中的硅烷可用以改善基材特征拋光結(jié)果。硅烷對于基材特征拋光可具有一或多種效果。例如，拋光組合物或漿液中的硅烷可降低拋光缺陷。硅烷也可改善基材特征被拋光時的速率，硅烷可改善拋光選擇性。溶液形式的硅烷可降低拋光組合物拋光基材特征的速率。并且，溶液形式的硅烷可改善含有磨蝕劑的拋光墊的使用壽命。
在本發(fā)明中，可溶性硅烷在拋光溶液或漿液中的含量由在該溶液施加于拋光墊之前，通過自該拋光漿液分離磨蝕劑，之后測定不含磨蝕劑的溶液中的硅烷含量或測定不含磨蝕劑的拋光溶液中的硅烷含量而決定。
期望將本發(fā)明拋光組合物和漿液的pH保持于約2.0至約12.0的范圍內(nèi)，以約5.0至約9.0之間為佳。本發(fā)明拋光組合物及漿液的pH可使用任何已知之酸、堿或胺調(diào)整。然而，使用不含金屬離子的酸或堿為佳，諸如氫氧化銨及胺類、或硝酸、磷酸、硫酸或有機酸，以避免將不期望的金屬成份導入本發(fā)明CMP漿液中。
本發(fā)明拋光組合物系包括一或多種磨蝕劑，分散于溶液中，以形成化學機械拋光(CMP)漿液。本發(fā)明拋光組合物可不含磨蝕劑，且可單獨使用或與含有磨蝕劑的拋光墊一起使用，以拋光基材上所具備的特征。
拋光漿液及拋光墊所使用的磨蝕劑一般選自一或多種金屬氧化物磨蝕劑，包括但不限于氧化鋁、二氧化鈦、二氧化鋯、氧化鍺、二氧化硅、三氧化二鈰及其混合物。本發(fā)明拋光漿液以包括由約0.1％至約15.0％重量或更多的磨蝕劑為佳。然而，更優(yōu)選，當漿液用以拋光金屬特征時，本發(fā)明拋光漿液包括約1.0％至約6.0％重量的磨蝕劑，并且當漿液用以拋光介電特征時，本發(fā)明拋光漿液包括約6％至約15％重量。
該金屬氧化物磨蝕物可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過任何公知技術(shù)制得，諸如溶膠-凝膠方法、水熱法或電漿法，或通過制造煙霧狀或沉淀金氧化物的方法制得。優(yōu)選，金屬氧化物為煙霧狀(fumed)或沉淀的磨蝕劑，更優(yōu)選為煙霧狀磨蝕劑，諸如煙霧狀二氧化硅或煙霧狀氧化鋁，以煙霧狀二氧化硅最佳。
其它眾所周知的拋光漿液添加劑可摻入本發(fā)明組合物和/或漿液中。可使用的添加劑的實例包括一或多種氧化劑諸如過氧化氫、過硫酸銨等；絡(luò)合劑，表面活性劑；抑制劑諸如苯并三唑；有機酸及無機酸；和/或鹽類諸如硫酸、磷酸、膦酸、硝酸、HF酸、氟化銨、銨鹽、鉀鹽、鈉鹽或其它陽離子性鹽硫酸鹽、磷酸鹽、膦酸鹽及氟化物、用以調(diào)整組合物pH的酸及堿。已知可使用于化學機械拋光漿液及組合物中的任何成份皆可包括于本發(fā)明拋光組合物及漿液中。
本發(fā)明拋光組合物及漿液可使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)制備。該非磨蝕性組份一般在低剪切條件下，于預(yù)定濃度下混合于含水介質(zhì)中，諸如去離子水或蒸餾水，直至該組份完全溶解或摻入該組合物中。本發(fā)明的優(yōu)選的拋光組合物包裝將包括含水的硅烷溶液，包括一磨蝕劑粒子分散體。
本發(fā)明拋光組合物可用以拋光任何類型的基材特征。優(yōu)選使用本發(fā)明拋光組合物拋光金屬特征，因為本發(fā)明組合物對于金屬層諸如銅層具有所期望的低缺陷性，同時具有所期望的介電層拋光速率。可使用本發(fā)明組合物拋光的金屬、氧化物及絕緣材料的實例包括但不限于銅、銅合金、鉭、氮化鉭(tantalum nitrate)、鉭合金、鎢、氮化鎢、鎢合金、鋁、鋁合金、鈦、鈦合金、二氧化硅、經(jīng)摻雜的玻璃、無機聚合物及其任何組合物。
本發(fā)明拋光組合物及漿液可使用在任何適用于晶片(wafer)所需的金屬層的標準拋光設(shè)備。本發(fā)明拋光組合物最適用于拋光基材包括鉭或氮化鉭特征及含銅合金的特征，兩者皆位于介電層上。
當用以拋光包括金屬特征的基材時，該拋光組合物被施加于基材或拋光墊上，該基材使用常用拋光機通過常用方式拋光。一旦拋光步驟完成，則該拋光組合物使用去離子水或其它溶劑自該基材洗除，而基材可進一步處理。
本發(fā)明拋光組合物可直接施加于該基材，其可施加于拋光墊，或其可于基材拋光期間在受控方式下施加于該兩者。然而，優(yōu)選將拋光漿液施加于拋光墊，該墊隨之與該基材表面接觸，之后該墊相對于基材表面移動，以拋光基材特征。本發(fā)明拋光組合物及漿液可連續(xù)或斷續(xù)地施加于該拋光墊，以在該拋光墊/基材表面上保持足量的拋光組合物。
本發(fā)明拋光組合物可與至少一種磨蝕劑結(jié)合，以產(chǎn)生可用以拋光基材的化學機械拋光漿液。或，本發(fā)明拋光組合物可與含有磨蝕劑的拋光墊或不含磨蝕劑的拋光墊結(jié)合使用以拋光基材所具備的金屬層、粘著氧化物層及介電層?？膳c本發(fā)明拋光組合物一起使用的磨蝕墊的實例揭示于美國專利第5,849,051號及第5,849,052號中，以引用方式并入本文中。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方法中，包括可溶性硅烷的不含磨蝕劑的拋光組合物被施加于包括磨蝕粒子的拋光墊上，如前文所大體描述者，之后用以拋光基材表面特征。
該拋光組合物可使用于半導體集成電路制造的各個階段，以于所需之拋光速率下提供有效的拋光，同時使表面不完整及缺陷減至最少。
實施例1此實施例揭示了包括各種含量的溶液形式硅烷的拋光漿液拋光銅晶片的能力。所使用的拋光組合物均為包括3％重量煙霧狀鋁、0.7％重量草酸銨及2.5％重量過氧化氫的水溶液。各漿液的pH使用氫氧化鉀調(diào)整至7.7。各拋光漿液包括不同類型或不同含量的硅烷。下表1列示所測試的各拋光組合物中所包括的硅烷含量及類型，以及在拋光前的溶液中所檢測的硅烷含量。下表1也列示所測試的各個漿液的銅拋光速率、TEOS拋光速率、鉭移除速率。
晶片拋光是使用Applied Materials Mirra拋光機及單階方法進行，MP/IP/RRP/PS系為4/4.5/4/63/57。拋光系使用Rodel IC1000于Suba IV拋光墊上進行。
表1
該拋光結(jié)果表示該銅移除速率隨著溶液中硅烷的存在而增高。結(jié)果還顯示少量的硅烷溶液改善銅移除速率，而不降低晶片的不均勻性，晶片平坦度的量度。第2-6程的結(jié)果顯示選擇硅烷且摻入拋光組合物中，以增加介電層拋光速率。第7-9程的結(jié)果顯示硅烷可摻入拋光組合物中，以降低介電層(氧化物)拋光速率。
權(quán)利要求
1.一種拋光漿液，包含至少一種溶液形式的經(jīng)官能化的烷基硅烷化合物及至少一種磨蝕劑。
2.一種拋光漿液，包含至少一種溶液形式的硅烷及至少一種磨蝕劑，其中該硅烷具有下式Y(jié)-Si-(X1X2R)其二聚物、三聚物及寡聚物，其中X1、X2及Y各自獨立地選自羥基、可水解的取代基及不可水解的取代基，且其中R為不可水解的取代基。
3.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中Y為羥基(-OH)或可水解的取代基，X1及X2各自獨立地選自羥基、可水解的取代基、不可水解的取代基，且R為不可水解的取代基，其中每個不可水解的取代基獨立地選自烷基、環(huán)烷基、芳族物、經(jīng)官能化的烷基、經(jīng)官能化的芳族物、經(jīng)官能化的環(huán)烷基、烯類、二硅烷及三硅烷，其碳原子中的一或多個經(jīng)一或多個選自氧、氮、硫、磷、鹵素及其組合的原子所取代。
4.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中X1及X2均選自羥基或可水解的取代基。
5.如權(quán)利要求4的拋光漿液，其中R選自包括烷基及經(jīng)官能化的烷基的化合物。
6.如權(quán)利要求4的拋光漿液，其中該硅烷化合物選自環(huán)氧丙氧丙基三烷氧基硅烷、異氰酸根合丙基三烷氧基硅烷、脲基丙基三烷氧基硅烷、氫硫基丙基三烷氧基硅烷、氰基乙基三烷氧基硅烷、4，5-二氫-1-(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)咪唑、3-(三烷氧基甲硅烷基)甲基酯丙酸、三烷氧基[3-(環(huán)氧乙烷基烷氧基)丙基]-硅烷、2-甲基，3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基]-脲及其混合物。
7.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中選自X1及X2的一個取代基為不可水解的取代基。
8.如權(quán)利要求7的拋光漿液，其中選自R的至少一個取代基及選自X1及X2的不可水解的取代基各自獨立地選自包括烷基、經(jīng)官能化的烷基及其混合物的化合物。
9.如權(quán)利要求8的拋光漿液，其中該硅烷選自氯丙基甲基二烷氧基硅烷、1，2-乙烷二基雙[烷氧基二甲基]硅烷、二烷氧基甲基苯基硅烷及其混合物。
10.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中X1及X2各為不可水解的取代基。
11.如權(quán)利要求10的拋光漿液，其中R、X1及X2各自獨立地選自包括烷基及經(jīng)官能化的烷基的化合物。
12.如權(quán)利要求11的拋光漿液，其中該烷基及經(jīng)官能化的烷基具有由2至25個碳原子。
13.如權(quán)利要求12的拋光漿液，其中該不可水解的取代基中的至少一個基團為經(jīng)官能化的烷基，該經(jīng)官能化的烷基選自烷基腈、烷基酰胺、烷基羧酸、烷基鹵、醇、烷基脲及其混合物。
14.如權(quán)利要求13的拋光漿液，其中該不可水解的取代基中至少一個基團為經(jīng)官能化的丙基烷基。
15.如權(quán)利要求10的拋光漿液，其中該硅烷選自包括氰基丙基二甲基烷氧基硅烷、N，N′-(烷氧基甲基亞甲硅烷基)雙[N-甲基-苯甲酰胺]、氯甲基二甲基烷氧基硅烷及其混合物。
16.如權(quán)利要求2的化學機械拋光漿液，其中硅烷化合物選自環(huán)氧丙氧丙基三烷氧基硅烷、異氰酸根合丙基三烷氧基硅烷、脲基丙基三烷氧基硅烷、氫硫基丙基三烷氧基硅烷、氰基乙基三烷氧基硅烷、4，5-二氫-1-(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)咪唑、3-(三烷氧基甲硅烷基)甲基酯丙酸、三烷氧基[3-(環(huán)氧乙烷基烷氧基)丙基]-硅烷、2-甲基，3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基]-脲、氯丙基甲基二烷氧基硅烷、1，2-乙烷二基雙[烷氧基二甲基]硅烷、二烷氧基甲基苯基硅烷、氰基丙基二甲基烷氧基硅烷、N，N′-(烷氧基甲基伸甲硅烷基)雙[N-甲基-苯甲醯胺]、氯甲基二甲基烷氧基硅烷及其混合物。
17.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中該溶液包括至少一種選自水、醇及其組合物的溶劑。
18.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中該溶液為水。
19.如權(quán)利要求18的拋光漿液，其具有由2至11的pH。
20.如權(quán)利要求18的拋光漿液，其具有由5至9的pH。
21.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中該溶液系包括約0.02％至約5.0％重量的硅烷。
22.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中所選擇的硅烷鍵結(jié)于欲拋光的基材特征上。
23.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中該磨蝕劑為金屬氧化物磨蝕劑。
24.如權(quán)利要求2的拋光漿液，其中該磨蝕劑選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鍺、二氧化鋯、三氧化二鈰及其混合物。
25.如權(quán)利要求24的拋光漿液，其中該磨蝕劑選自二氧化硅、氧化鋁及其組合物。
26.一種含水的化學機械拋光漿液，包含至少一種磨蝕劑及至少一種溶液形式的可溶性硅烷化合物，其中該可溶性硅烷化合物在溶液中的含量為約0.02％至約5.0％重量，其中該硅烷化合物具有以下通式Y(jié)-Si-(X1X2R)其二聚物、三聚物及寡聚物，其中選自R、X1、X2，及Y中的一個取代基選自羥基或可水解的部分，其中選自R、X1、X2及Y中的三個取代基為不可水解的部分，其中該不可水解的取代基中的至少一個取代基選自包括具有2至25個碳原子的烷基或經(jīng)官能化的烷基部分。
27.一種拋光基材特征的方法，包括以下步驟(a)在拋光墊上施加拋光組合物，其中該拋光組合物系包括一溶液，該溶液包含至少一種溶液形式的經(jīng)官能化的烷基硅烷化合物及至少一種磨蝕劑；(b)移動基材與拋光墊接觸，使得該基材表面特征與拋光墊接觸；及(c)使該拋光墊相對于該基材表面移動。
28.一種拋光基材特征的方法，包括以下步驟(a)在拋光墊上施加拋光組合物，其中該拋光組合物包括一溶液，該溶液包含至少一種溶液形式的硅烷，該硅烷具有以下通式Y(jié)-Si-(X1X2R)其二聚物、三聚物及寡聚物，其中X1、X2及Y各自獨立地選自羥基、可水解的取代基及不可水解的取代基，且其中R為不可水解的取代基；(b)在移動基材與拋光墊接觸，使得該基材表面特征與拋光墊接觸；及(c)使該拋光墊相對于該基材表面移動。
29.如權(quán)利要求28的方法，其中該拋光墊為含有磨蝕劑的拋光墊。
30.如權(quán)利要求29的方法，其中該含有磨蝕劑的拋光墊包括至少一種金屬氧化物磨蝕劑。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中該金屬氧化物磨蝕劑選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鍺、二氧化鋯、三氧化二鈰、二氧化鈦及其混合物。
32.如權(quán)利要求30的方法，其中該金屬氧化物磨蝕劑為氧化鋁、三氧化二鈰或其組合物。
33.如權(quán)利要求28的方法，其中該拋光組合物包括至少一種金屬氧化物磨蝕劑。
34.如權(quán)利要求33的方法，其中該金屬氧化物磨蝕劑選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鍺、二氧化鋯、三氧化二鈰、二氧化鈦及其混合物。
35.如權(quán)利要求33的方法，其中該金屬氧化物磨蝕劑為二氧化硅。
36.如權(quán)利要求28的方法，其中Y為羥基(-OH)或可水解的取代基，X1及X2各自獨立地選自羥基、可水解的取代基及不可水解的取代基，且R為不可水解的取代基，其中每個不可水解的取代基獨立地選自烷基、環(huán)烷基、芳族物、經(jīng)官能化的烷基、經(jīng)官能化的芳族物、經(jīng)官能化的環(huán)烷基、烯、二硅烷及三硅烷，其碳原子中的一個或多個經(jīng)一或多個選自氧、氮、硫、磷、鹵素及其組合物的原子所取代。
37.如權(quán)利要求36的方法，其中X1及X2每個均選自包括羥基或可水解的取代基。
38.如權(quán)利要求37的方法，其中R選自包括烷基及經(jīng)官能化的烷基的化合物。
39.如權(quán)利要求37的方法，其中該硅烷化合物選自環(huán)氧丙氧丙基三烷氧基硅烷、異氰酸根合丙基三烷氧基硅烷、脲基丙基三烷氧基硅烷、氫硫基丙基三烷氧基硅烷、氰基乙基三烷氧基硅烷、4，5-二氫-1-(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)咪唑、3-(三烷氧基甲硅烷基)甲基酯丙酸、三烷氧基[3-(環(huán)氧乙烷基烷氧基)丙基]-硅烷、2-甲基，3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基]-脲及其混合物之群。
40.如權(quán)利要求28的方法，其中選自X1及X2的一個取代基為不可水解的取代基。
41.如權(quán)利要求40的方法，其中選自R的至少一個取代基和選自X1及X2的不可水解的取代基選自包括烷基、經(jīng)官能化的烷基及其混合物的化合物。
42.如權(quán)利要求41的方法，其中硅烷選自氯丙基甲基二烷氧基硅烷、1，2-乙烷二基雙[烷氧基二甲基]硅烷、二烷氧基甲基苯基硅烷及其混合物。
43.如權(quán)利要求28的方法，其中X1及X2均為不可水解的取代基。
44.如權(quán)利要求43的方法，其中R、X1及X2的至少一個取代基選自包括烷基及經(jīng)官能化的烷基的化合物。
45.如權(quán)利要求44的方法，其中每個烷基及經(jīng)官能化的烷基具有2至25個碳原子。
46.如權(quán)利要求45的方法，其中至少一個不可水解的取代基為經(jīng)官能化的烷基，選自烷基腈、烷基酰胺、烷基羧酸、烷基鹵、醇、烷基脲及其混合物。
47.如權(quán)利要求46的方法，其中至少一個不可水解的取代基為經(jīng)官能化的丙基烷基。
48.如權(quán)利要求43的方法，其中該硅烷選自包括氰基丙基二甲基烷氧基硅烷、N，N′-(烷氧基甲基伸甲硅烷基)雙[N-甲基-苯甲醯胺]、氯甲基二甲基烷氧基硅烷及其混合物。
49.如權(quán)利要求28的方法，其中該硅烷化合物選自環(huán)氧丙氧丙基三烷氧基硅烷、異氰酸根合丙基三烷氧基硅烷、脲基丙基三烷氧基硅烷、氫硫基丙基三烷氧基硅烷、氰基乙基三烷氧基硅烷、4，5-二氫-1-(3-三烷氧基甲硅烷基丙基)咪唑、3-(三烷氧基甲硅烷基)甲基酯丙酸、三烷氧基[3-(環(huán)氧乙烷基烷氧基)丙基]-硅烷、2-甲基，3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基甲硅烷基)丙基]-脲、氯丙基甲基二烷氧基硅烷、1，2-乙烷二基雙[烷氧基二甲基]硅烷、二烷氧基甲基苯基硅烷、氰基丙基二甲基烷氧基硅烷、N，N′-(烷氧基甲基伸甲硅烷基)雙[N-甲基-苯甲醯胺]、氯甲基二甲基烷氧基硅烷及其混合物。
50.如權(quán)利要求28的方法，其中該溶液包括至少一種選自包括水、醇及其組合物的溶劑。
51.如權(quán)利要求28的方法，其中該溶液為水。
52.如權(quán)利要求28的方法，其中該拋光組合物包括約0.02％至約5.0％重量的硅烷。
全文摘要
一種拋光組合物，包含至少一種可溶性硅烷化合物及至少一種磨蝕劑，可用以拋光基材表面特征。
文檔編號H01L21/304GK1440449SQ01812364
公開日2003年9月3日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月5日
發(fā)明者史蒂文·K·格魯姆賓, 王淑敏 申請人:卡伯特微電子公司