專利名稱：對包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種的基片進行拋光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機械拋光方法。更具體來說，本發(fā)明涉及用來在氧化硅和氮化硅中的至少一種的存在下，對包含多晶硅的基片進行拋光的化學(xué)機械拋光方法。
背景技術(shù)：
在集成電路和其它電子器件的制造中，在半導(dǎo)體晶片的表面上沉積多層的導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料和介電材料，或者將這些材料層從半導(dǎo)體晶片的表面除去?？梢允褂靡恍┏练e技術(shù)沉積導(dǎo)電材料、半導(dǎo)體材料和介電材料的薄層。現(xiàn)代晶片加工中常規(guī)的沉積技術(shù)包括物理氣相沉積(PVD)(也稱為濺射)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體增強化學(xué)氣相沉積 (PECVD)和電化學(xué)鍍覆(ECP)等。當材料層被依次沉積和除去的時候，晶片最上層的表面變得不平。因為隨后的半導(dǎo)體加工(例如鍍覆金屬)需要晶片具有平坦的表面，所以晶片需要平面化。平面化可用來除去不希望出現(xiàn)的表面形貌和表面缺陷，例如粗糙表面，團聚材料，晶格破壞，劃痕和污染的層或材料。化學(xué)機械平面化，即化學(xué)機械拋光(CMP)是一種用來對半導(dǎo)體晶片之類的基片進行平面化的常用技術(shù)。在常規(guī)的CMP中，將晶片安裝在支架組件上，設(shè)置在與CMP設(shè)備中的拋光墊接觸的位置。所述支架組件為晶片提供可控制的壓力，將其壓向拋光墊。通過外界驅(qū)動力使得拋光墊相對于晶片運動(例如轉(zhuǎn)動)。與此同時，在晶片和拋光墊之間提供拋光組合物(“漿液”)或者其它的拋光溶液。因此，通過拋光墊表面以及漿液的化學(xué)作用和機械作用，對晶片的表面進行拋光使其成為平的。一種用來隔離半導(dǎo)體器件的元件的方法被稱作淺槽隔離(STI)工藝，其通常包括采用形成于硅基片上的氮化硅層，在氮化硅層中形成淺槽，沉積介電材料(例如氧化物)來填充所述槽。通常會在基片的頂部沉積過量的介電材料，以確保完全填充所述槽。然后使用化學(xué)機械平面化技術(shù)除去所述過量的介電材料層，露出所述氮化硅層。過去的器件設(shè)計側(cè)重于氧化硅/氮化硅的化學(xué)機械平面化選擇性(即，相對于氮化硅的去除速率，氧化硅的去除速率更高)。在這些器件設(shè)計中，氮化硅層作為化學(xué)機械平面化工藝的停止層。近來的一些器件設(shè)計需要用于化學(xué)機械平面化工藝的拋光組合物，該組合物為氧化硅和氮化硅中的至少一種提供優(yōu)于多晶硅的選擇性(即，相對于多晶硅的去除速率，氧化硅和氮化硅中的至少一種的去除速率更高)。Dysard等在美國專利申請公開第2007/0077865號中揭示了一種用于化學(xué)機械平面化工藝的拋光配方，此種配方提供對氧化硅和氮化硅中的至少一種相對于多晶硅的選擇性。Dysard等揭示了一種對基片進行化學(xué)機械拋光的方法，該方法包括(i)使得包含多晶硅以及選自氧化硅和氮化硅的材料的基片與化學(xué)機械拋光體系接觸，所述化學(xué)機械拋光體系包含(a)磨料，(b)液體載體，(c)以所述液體載體以及溶解或懸浮在其中的任意組分的重量為基準，約I-IOOppm的HLB約等于或小于15的聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷共聚物，以及 (d)拋光墊，(ii)使得所述拋光墊相對于所述基片運動，以及(iii)磨掉所述基片的至少一部分，從而拋光所述基片。Park等在美國專利第6，626，968號中揭示了另一種用于化學(xué)機械平面化工藝的拋光配方，此種配方提供對氧化硅和氮化硅中的至少一種相對于多晶硅的選擇性。Park等揭示了一種化學(xué)機械拋光組合物，該組合物為漿液的形式，PH值為7-11，用來同時對包括氧化硅層和多晶硅層的表面進行拋光，所述漿液主要由以下組分組成水；磨料顆粒，其選自二氧化硅(SiO2),氧化鋁(Al2O3), 二氧化鈰(CeO2),氧化錳(magania, Mn2O3)以及它們的混合物；以及約0. 001-5重量％的聚合物添加劑，其選自聚乙烯基甲基醚(PVME)，聚乙二醇(PEG)，聚氧乙烯03)月桂基醚(POLE)，聚丙酸(PPA)，聚丙烯酸(PAA)，聚醚二醇二醚 (PEGBE)，以及它們的混合物；其中，所述聚合物添加劑改進了氧化硅層去除相對于多晶硅層去除的選擇性比。盡管如此，為了支持用于半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中器件設(shè)計的不斷變化的方面，人們?nèi)匀灰恢毙枰渲苹瘜W(xué)機械拋光組合物，以提供所希望的適合變化的設(shè)計要求的拋光性質(zhì)之間的平衡。例如，人們?nèi)匀恍枰哂幸韵滦再|(zhì)的化學(xué)機械拋光組合物該組合物顯示特定的去除速率和去除速率選擇性，相對于多晶硅，有利于除去氮化硅和氧化硅中的至少一種。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用來對基片進行化學(xué)機械拋光的方法，該方法包括提供基片， 其中，所述基片包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種；提供一種化學(xué)機械拋光組合物，其包含以下組分作為初始組分(優(yōu)選主要由以下組分組成)水；磨料；無環(huán)有機磺酸化合物，其中，所述無環(huán)有機磺酸化合物包含具有6-30個碳原子的無環(huán)疏水性部分以及包含10-300個碳原子的非離子型無環(huán)親水性部分；提供具有拋光表面的化學(xué)機械拋光墊； 使得拋光表面相對于基片運動；將所述化學(xué)機械拋光組合物分配在所述拋光表面上；磨去所述基片的至少一部分，從而對所述基片進行拋光；其中，從基片上除去至少一部分多晶硅；從基片上除去氧化硅和氮化硅中的至少一種的至少一部分。本發(fā)明還提供了一種用來對基片進行化學(xué)機械拋光的方法，該方法包括提供基片，其中，所述基片包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種；提供一種化學(xué)機械拋光組合物，其包含以下組分作為初始組分(優(yōu)選主要由以下組分組成)水；磨料；無環(huán)有機磺酸化合物，其中，所述無環(huán)有機磺酸化合物包含具有6-30個碳原子的無環(huán)疏水性部分以及包含10-300個碳原子的非離子型無環(huán)親水性部分；提供具有拋光表面的化學(xué)機械拋光墊；使得拋光表面相對于基片運動；將所述化學(xué)機械拋光組合物分配在所述拋光表面上； 磨去所述基片的至少一部分，從而對所述基片進行拋光；其中，從基片上除去至少一部分多晶硅；從基片上除去氧化硅和氮化硅中的至少一種的至少一部分；所述化學(xué)機械拋光組合物顯示拋光PH值為2-5。本發(fā)明還提供了一種用來對基片進行化學(xué)機械拋光的方法，該方法包括提供基片，其中，所述基片包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種；提供一種化學(xué)機械拋光組合物，其包含以下組分作為初始組分(優(yōu)選主要由以下組分組成)水；磨料；無環(huán)有機磺酸化合物，其中，所述無環(huán)有機磺酸化合物的化學(xué)式為R(EO) ,SO3Na,式中R是包含6_30個碳原子的脂肪醇；EO是環(huán)氧乙烷，χ是10-300 ；提供具有拋光表面的化學(xué)機械拋光墊；使得拋光表面相對于基片運動；將所述化學(xué)機械拋光組合物分配在所述拋光表面上；磨去所述基片的至少一部分，從而對所述基片進行拋光；其中，從基片上除去至少一部分多晶硅；從基片上除去氧化硅和氮化硅中的至少一種的至少一部分；所述化學(xué)機械拋光組合物顯示用無機酸調(diào)節(jié)的拋光PH值為2-5。
具體實施例方式本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法可以用來對包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種的基片進行拋光。用于本發(fā)明方法的化學(xué)機械拋光組合物包含多晶硅去除速率抑制量的無環(huán)有機磺酸化合物，其對氧化硅和氮化硅中的至少一種的去除速率的影響極小。本說明書和所附權(quán)利要求書中關(guān)于因?qū)o環(huán)有機磺酸化合物加入所述化學(xué)機械拋光組合物中而造成去除速率抑制(去除速率的測量單位為A/分鐘)所用的術(shù)語"顯著低"，表示多晶硅的去除速率低的程度>20%。也就是說，當多晶硅的去除速率顯著低的時候，滿足以下表達式((A0-A)/A0)* 100 彡 20式中，A表示本發(fā)明方法中所用的包含無環(huán)有機磺酸化合物的化學(xué)機械拋光組合物的多晶硅的去除速率，單位為A/分鐘；Atl是在只是所述化學(xué)機械拋光組合物中不含無環(huán)有機磺酸化合物的相同條件下獲得的多晶硅的去除速率，單位為人/分鐘。本說明書和所附權(quán)利要求書中關(guān)于因?qū)o環(huán)的有機磺酸化合物加入所述化學(xué)機械拋光組合物中而造成氧化硅或氮化硅的去除速率變化(測量單位為人/分鐘)所用的術(shù)語"基本不變"，表示氧化硅或氮化硅的去除速率變化<10%。也就是說，當氧化硅或氮化硅的去除速率基本不變的時候，滿足以下表達式(((B0-B)的絕對值)/B0) *100 ( 10式中，B表示本發(fā)明方法中所用的包含無環(huán)有機磺酸化合物的化學(xué)機械拋光組合物的氧化硅或氮化硅的去除速率，單位為A/分鐘；Btl是在只是所述化學(xué)機械拋光組合物中不含無環(huán)有機磺酸化合物的相同條件下獲得的氧化硅或氮化硅的去除速率。用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物中使用的無環(huán)有機磺酸化合物可以用通式R-SO3H表示，或者為鹽的形式R-S0”其中R包括無環(huán)的疏水性部分和非離子型無環(huán)親水性部分。在本文中，磺酸部分(即-SO3H)和磺酸鹽部分(_S03_)可以互換使用。所述無環(huán)有機磺酸化合物中的無環(huán)疏水性部分是長度適合水溶性的長鏈無環(huán)烴。 具體來說，所述無環(huán)疏水性部分總共包含6-30個碳原子。較佳的是，所述無環(huán)疏水性部分包含8-20個碳原子，更優(yōu)選包含12-16個碳原子。所述無環(huán)疏水性部分可以是直鏈或者支鏈。所述無環(huán)疏水性部分可以是飽和的或者不飽和的。最佳的是，所述無環(huán)疏水性部分是由脂肪醇衍生的直鏈。所述無環(huán)有機磺酸化合物中的非離子型無環(huán)親水性部分包含10-300個碳原子。 較佳的是，所述非離子型無環(huán)親水性部分包含20-200個碳原子。更佳的是，所述非離子型無環(huán)親水性部分包含25-150個碳原子。所述非離子型無環(huán)親水性部分可以是直鏈或者支鏈。所述非離子型無環(huán)親水性部分可以是飽和的或者不飽和的。較佳的是，所述非離子型無環(huán)親水性部分是飽和的或者不飽和的、直鏈聚氧化烯烴。最佳的是，所述非離子型無環(huán)親水性部分是直鏈聚環(huán)氧乙烷。所述無環(huán)有機磺酸化合物任選地以銨鹽、鉀鹽、季銨鹽、鈉鹽或鋰鹽的形式加入本發(fā)明方法所用的化學(xué)機械拋光組合物中。較佳的是，所述無環(huán)有機磺酸化合物以鈉鹽的形式加入本發(fā)明方法使用的化學(xué)機械拋光組合物中。較佳的是，所述無環(huán)有機磺酸化合物是聚乙二醇醚磺酸鹽。最優(yōu)選的是，所述無環(huán)有機磺酸化合物的化學(xué)式為R(EO)xSO3Na,其中R是包含6_30個碳原子(更優(yōu)選8_20個碳原子，更優(yōu)選12-16個碳原子)的脂肪醇；EO是環(huán)氧乙烷，χ為10-300(更優(yōu)選20-200 ；更優(yōu)選25-150 ；最優(yōu)選25-40)。對用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物的無環(huán)有機磺酸化合物的量進行選擇，以適合多晶硅去除速率/氧化硅和氮化硅中的至少一種的去除速率。使用的化學(xué)機械拋光組合物優(yōu)選包含0.0001-1重量％的無環(huán)有機磺酸化合物作為初始組分。更佳的是，使用的化學(xué)機械拋光組合物包含0.01-1重量％，更優(yōu)選0. 01-0. 1重量％， 最優(yōu)選0. 01-0. 05重量％的無環(huán)有機磺酸化合物。本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法中使用的化學(xué)機械拋光組合物中包含的水優(yōu)選是去離子水和蒸餾水中的至少一種，以限制附帶的雜質(zhì)。用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光法的化學(xué)機械拋光組合物包含0. 1-40重量％、優(yōu)選 5-25重量％的磨料。使用的磨料的平均粒度優(yōu)選彡IOOnm ；更優(yōu)選為IO-IOOnm ；最優(yōu)選為 25_60nmo適合用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物的磨料包括例如無機氧化物、無機氫氧化物、無機氫氧氧化物(inorganic hydroxide oxide)、金屬硼化物、金屬碳化物、金屬氮化物、聚合物顆粒、以及包含至少一種上述物質(zhì)的混合物。合適的無機氧化物包括例如二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、二氧化鈰(CeO2)、氧化錳 (MnO2)、氧化鈦(TiO2)，或者包含至少一種上述氧化物的組合。如果需要，也可使用這些無機氧化物的改性形式，例如有機聚合物涂覆的無機氧化物顆粒和無機涂覆的顆粒。合適的金屬碳化物、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、碳化鎢、 碳化鋯、硼化鋁、碳化鉭、碳化鈦、或包含上述金屬碳化物、硼化物和氮化物中的至少一種的組合。優(yōu)選用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物的磨料是膠體二氧化硅。較佳的是，所述膠體二氧化硅包括以下的至少一種熱解二氧化硅，沉淀二氧化硅和附聚二氧化硅。較佳的是，使用的膠體二氧化硅的平均粒度彡lOOnm，更優(yōu)選為lO-lOOnm， 最優(yōu)選為25-60nm ；所述膠體二氧化硅的含量占化學(xué)機械拋光組合物的0. 1-40重量％，優(yōu)選1-30重量％ ；最優(yōu)選15-25重量％。用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物任選還包含選自分散劑、 表面活性劑、緩沖劑、消泡劑和殺生物劑的另外的添加劑。用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物的？!1值< 5，優(yōu)選為2-4， 更優(yōu)選為2-3。所用的化學(xué)機械拋光組合物可以包含無機和有機pH調(diào)節(jié)劑。任選地，所述 PH調(diào)節(jié)劑選自無機酸(例如硝酸、硫酸、鹽酸和磷酸)。在本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法中拋光的基片包含與氧化硅和氮化硅中的至少一
6種組合的多晶硅。所述基片中的多晶硅可以是本領(lǐng)域已知的任何合適的多晶硅材料。所述多晶硅可以是任何合適的相，可以是無定形的，晶體的，或者它們的組合。如果基片中存在氧化硅，則氧化硅可以是本領(lǐng)域已知的任何合適的氧化硅材料； 例如硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)，等離子體蝕刻的原硅酸四乙酯(PETEOS)，熱氧化物(thermal oxide)，未摻雜的硅酸鹽玻璃，高密度等離子體(HDP)氧化物?；腥绻嬖诘璧脑挘杩梢允潜绢I(lǐng)域已知的任何合適的氮化硅材料，例如Si3N4。本發(fā)明化學(xué)機械拋光方法中使用的化學(xué)機械拋光墊可以是本領(lǐng)域已知的任何合適的拋光墊。所述化學(xué)機械拋光墊可以任選地選自織造拋光墊和非織造拋光墊。所述化學(xué)機械拋光墊可以由具有各種密度、硬度、厚度、可壓縮性和模量的任何合適的聚合物制造。 根據(jù)需要，所述化學(xué)機械拋光墊可以是有凹槽和穿孔的。在本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法中使用的化學(xué)機械拋光組合物中包含的無環(huán)有機磺酸化合物優(yōu)選以大于抑制氧化硅和氮化硅中的至少一種的去除速率的差示速率抑制多晶硅的去除速率(測量單位為埃/分鐘，A /分鐘)。如果我們將膜X的去除速率的相對抑制(ΔΧ)定義為ΔΧ= (Xtl-X)Atl,其中\(zhòng)表示在拋光組合物中不加入無環(huán)有機磺酸化合物的情況下，使用該拋光組合物得到膜X的去除速率；X表示在拋光組合物中加入無環(huán)有機磺酸化合物的情況下，使用該拋光組合物得到膜χ的去除速率，測量單位為A /分鐘。在本發(fā)明方法中使用的化學(xué)機械拋光組合物中包含無環(huán)有機磺酸化合物，優(yōu)選滿足下式中的至少一式在實施例所示的拋光條件下測得，(i) Δ多晶硅> Δ氧化硅，(ii) Δ多晶硅> Δ Si3N40例如，如果在實施例所示的條件下拋光，不含無環(huán)有機磺酸化合物的組合物提供以下對照去除速率多晶硅的Xo=500A /分鐘，二氧化硅和氮化硅的\為500 A /分鐘；如果向拋光組合物中加入無環(huán)有機磺酸化合物，將多晶硅的去除速率減小到Χ=300Α/分鐘， 則所述二氧化硅和氮化硅中的至少一種的去除速率必須>300A /分鐘。希望的是，在本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法中，包含無環(huán)有機磺酸化合物的化學(xué)機械拋光組合物所顯示的多晶硅拋光去除速率顯著小于在不含無環(huán)有機磺酸化合物、相同條件下獲得的多晶硅去除速率。較佳的是，通過在本發(fā)明的方法使用的化學(xué)機械拋光組合物中加入無環(huán)有機磺酸化合物，得到的對多晶硅去除速率的抑制> 25%;更優(yōu)選> 50%；(即， 去除速率抑制=((\-幻/\)*100))，在實施例所示的拋光條件下測得。通常，通過在用于本發(fā)明方法的化學(xué)機械拋光組合物中加入無環(huán)有機磺酸化合物，獲得的多晶硅去除速率抑制< 200%，在實施例所示的拋光條件下測得。希望的是，在實施例所示的拋光條件下測得，用于本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法的化學(xué)機械拋光組合物顯示對多晶硅的拋光去除速率抑制> 20%，更優(yōu)選> 25%，最優(yōu)選 ^50% (即去除速率抑制=((A0-A)/A0)*100))；顯示對氧化硅和氮化硅中的至少一種的拋光去除速率變化彡10% ；更優(yōu)選彡7% ；更優(yōu)選彡6% ；更優(yōu)選彡5% ；最優(yōu)選彡( S卩，去除速率變化=(((B0-B)的絕對值)/Β0) *100)，其中B是包含烷基芳基聚醚磺酸鹽化合物的本發(fā)明方法使用的化學(xué)機械拋光組合物的氧化硅或氮化硅去除速率，單位為A/分鐘；8(1是在只是化學(xué)機械拋光組合物中不含烷基芳基聚醚磺酸鹽化合物的相同條件下獲得的氧化硅或氮化硅的去除速率，在實施例所列的拋光條件下測得。
希望的是，本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法可以在以下條件下用來拋光基片氮化硅去除速率彡800 A /分鐘，優(yōu)選彡1，000 A /分鐘，更優(yōu)選彡1，200 A /分鐘，更優(yōu)選 ^ 1，400 A/分鐘，最優(yōu)選> 1，500 A/分鐘，在實施例所示的拋光條件下測得；氮化硅/多晶硅的去除速率選擇性彡2 1，更優(yōu)選彡3 1，更優(yōu)選彡5 1，更優(yōu)選彡6 1(8卩，氮化硅去除速率多晶硅去除速率)，在實施例所示的拋光條件下測得。希望的是，本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法可以在以下條件下用來拋光基片氧化硅去除速率> 800 A, /分鐘，優(yōu)選》1，000 A, /分鐘，更優(yōu)選》1，200 A /分鐘，更優(yōu)選 ^ 1，500人/分鐘，最優(yōu)選> 1，600 A,/分鐘，在實施例所示的拋光條件下測得；氧化硅/多晶硅的去除速率選擇性彡2 1，更優(yōu)選彡3 1，更優(yōu)選彡5 1，更優(yōu)選彡7 1(8卩，氧化硅去除速率多晶硅去除速率)，在實施例所示的拋光條件下測得。希望的是，本發(fā)明的化學(xué)機械拋光方法同時提供氧化硅和氮化硅相對于多晶硅的選擇性拋光(即除去)(即，顯示相對于多晶硅的去除速率氧化硅和氮化硅的去除速率都更高，在實施例所述的拋光條件下測得)。本發(fā)明化學(xué)機械拋光方法中采用的化學(xué)機械拋光組合物使得可以在低的標稱拋光墊壓力下操作，例如該壓力可以為3_35kPa。所述低的標稱拋光墊壓力可以通過減少劃痕以及其它不希望出現(xiàn)的拋光缺陷而改進拋光性能，并將對脆性材料造成的破壞減至最小?，F(xiàn)在將在以下實施例中詳細描述本發(fā)明的一些實施方式。實施例化學(xué)機械拋光組合物測試的化學(xué)機械拋光組合物(CMPC)如表1所述。所述化學(xué)機械拋光組合物A是比較配方，不包括在本發(fā)明所要求的范圍之內(nèi)。表 1
無環(huán)有機磺酸化合物磨料￡最終CMPC(重量％)(重量％)PH￥A--202.510.01202.520.02202.5r用于實施例的無環(huán)有機磺酸化合物是聚乙二醇醚磺酸鹽，具體來說是考格尼斯化學(xué)品集團(Cognis Chemicals Group)生產(chǎn)的Disponil FES 77，其標稱組成為 R(EO)33SO3Na,其中R是脂肪醇，EO是環(huán)氧乙烷?！陮嵤├惺褂玫哪チ鲜茿Z電子材料公司(AZ Electronic Materials)制造和購自陶氏化學(xué)公司(The Dow Chemical Company)的Klebosol 30H50i膠體二氧化硅。Y根據(jù)需要，使用HNO3或KOH調(diào)節(jié)組合物的pH值。拋光測試使用200毫米的敷層晶片對表1中的化學(xué)機械拋光組合物3進行測試，具體來說， 使用的敷層晶片是(A)TEOS電介質(zhì)晶片；(B)Si3N4電介質(zhì)晶片，以及(C)無定形多晶硅電介質(zhì)晶片。在實施例中使用Mrasbaugh nSpireTMCMP系統(tǒng)型號6EC旋轉(zhuǎn)型拋光平臺使用拋光墊拋光所有的敷層晶片，所述拋光墊包含具有聚合物空心微粒的聚氨酯拋光層以及聚氨酯浸漬的無紡子墊(即購自羅門哈斯電子材料CMP有限公司(Rohm and Haas Electronic
8Materials CMP he.)的IC1010 拋光墊)。用于所有實施例的拋光條件包括臺板轉(zhuǎn)速 93rpm;支架轉(zhuǎn)速87rpm;拋光介質(zhì)流速200ml/min，向下壓力為20. 7psi。表2中列出了各個拋光實驗的去除速率。注意通過拋光之前和之后的膜厚度計算去除速率。具體來說，使用購自KLA-Tencor的SpectraFX200光學(xué)薄膜度量系統(tǒng)測定去除速率。
表 權(quán)利要求
1.一種用來對基片進行化學(xué)機械拋光的方法，該方法包括提供基片，其中，所述基片包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種；提供一種化學(xué)機械拋光組合物，其包含以下物質(zhì)作為初始組分水；磨料；無環(huán)有機磺酸化合物，其中，所述無環(huán)有機磺酸化合物包含具有6-30個碳原子的無環(huán)疏水性部分，以及包含10-300個碳原子的非離子型無環(huán)親水性部分；提供具有拋光表面的化學(xué)機械拋光墊；使得所述拋光表面相對于所述基片運動；將所述化學(xué)機械拋光組合物分配在所述拋光表面上；以及，磨去基片的至少一部分，從而拋光所述基片；其中，從基片上除去至少一部分多晶硅；從基片上除去氧化硅和氮化硅中的至少一種的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片在氧化硅的存在下包含多晶硅，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氧化硅/多晶硅去除速率選擇性>2 1。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在以下操作條件下，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氧化硅去除速率> 800 A /分鐘臺板轉(zhuǎn)速93轉(zhuǎn)/分鐘，支架轉(zhuǎn)速87轉(zhuǎn)/分鐘， 化學(xué)機械拋光組合物的流速200毫升/分鐘，在200毫米的拋光機上施加20. 7kPa的標稱向下作用力，所述化學(xué)機械拋光墊包括含有聚合物空心微粒的聚氨酯拋光層以及聚氨酯浸漬的非織造子墊。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述多晶硅是無定形多晶硅，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氧化硅/無定形多晶硅去除速率選擇性>2 1。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述多晶硅是無定形多晶硅，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氧化硅/無定形多晶硅去除速率選擇性>5 1。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基片在氮化硅的存在下包含多晶硅，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氮化硅/多晶硅去除速率選擇性>2 1。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在以下操作條件下，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氮化硅去除速率> 800人/分鐘臺板轉(zhuǎn)速93轉(zhuǎn)/分鐘，支架轉(zhuǎn)速87轉(zhuǎn)/分鐘， 化學(xué)機械拋光組合物的流速200毫升/分鐘，在200毫米的拋光機上施加20. 7kPa的標稱向下作用力，所述化學(xué)機械拋光墊包括含有聚合物空心微粒的聚氨酯拋光層以及聚氨酯浸漬的非織造子墊。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述多晶硅是無定形多晶硅，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氮化硅/無定形多晶硅去除速率選擇性>2 1。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述多晶硅是無定形多晶硅，所述化學(xué)機械拋光組合物顯示的氮化硅/無定形多晶硅去除速率選擇性>5 1。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無環(huán)有機磺酸化合物的化學(xué)式為 R(EO)xSO3Na,其中R是包含6_30個碳原子的脂肪醇；EO是環(huán)氧乙烷，χ是10-300。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用來對基片進行化學(xué)機械拋光的方法，該方法包括提供基片，其中，所述基片包含多晶硅以及氧化硅和氮化硅中的至少一種；提供一種化學(xué)機械拋光組合物，其包含以下組分作為初始組分水；磨料；無環(huán)有機磺酸化合物，其中，所述無環(huán)有機磺酸化合物包含具有6-30個碳原子的無環(huán)疏水性部分以及包含10-300個碳原子的非離子型無環(huán)親水性部分；提供具有拋光表面的化學(xué)機械拋光墊；使得拋光表面相對于基片運動；將所述化學(xué)機械拋光組合物分配在所述拋光表面上；磨去所述基片的至少一部分，從而對所述基片進行拋光；其中，從基片上除去至少一部分多晶硅；從基片上除去至少一部分的氧化硅和氮化硅中的至少一種。
文檔編號H01L21/321GK102201337SQ20111007210
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月16日
發(fā)明者G·張, K-A·K·雷迪, 劉振東, 郭毅 申請人:羅門哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司