研磨组成物及使用其的方法与流程 专利技术说明

电气元件制品的制造及其应用技术研磨组成物及使用其的方法1.相关申请的交叉引用2.本技术要求2020年8月28日提交的美国临时申请第63/071,711号的优先权，该申请的内容以全文引用的方式并入本文中。背景技术：3.制程及集成创新不断地驱动半导体工业借由进一步的装置小型化来改良芯片效能。化学机械研磨/平坦化(cmp)为一种强大的技术，原因在于其使得许多复杂的集成方案在晶体管层面成为可能，从而促进芯片密度提高。4.cmp为一种用于平坦化/扁平化晶圆表面的制程，其借由使用基于磨蚀的物理制程、同时利用基于表面的化学反应移除材料来达成。一般而言，cmp制程涉及将cmp浆液(例如水性化学调配物)施加至晶圆表面，同时使晶圆表面与研磨垫接触，且相对于晶圆移动研磨垫。浆液典型地包括研磨组分及所溶解的化学组分，此可根据晶圆上存在的将在cmp制程期间与浆液及研磨垫相互作用的材料(例如金属、金属氧化物、金属氮化物、介电材料，诸如氧化硅、氮化硅等)而显著变化。技术实现要素：5.此发明内容是为了引入一系列概念而提供，这些概念进一步描述于下述实施方式中。此发明内容并非旨在鉴别所主张的目标物的关键或基本特征，亦非旨在有助于限制所主张的目标物的范畴。6.在一方面中，本公开的特征为一种研磨组成物，其包括至少一种磨料；至少一种ph调节剂；及至少一种选自由糖脂、脂肽及其混合物组成的群组的生物界面活性剂。7.在另一方面中，本公开的特征为一种研磨基板的方法，其包括以下步骤：将本文所述的研磨组成物施加至基板表面上；以及使垫体与基板表面达成接触且使垫体相对于基板移动。具体实施方式8.本公开是关于研磨组成物及使用其研磨半导体基板的方法。9.在一些实施例中，本公开是关于包括至少一种生物界面活性剂的研磨组成物。如本文所用，术语“生物界面活性剂”旨在表示由生物学有机体(例如微生物)产生的两亲媒性有机分子，诸如包括疏水性基团(例如烷基链)与亲水性基团(例如羧酸基)的有机分子。cmp工业中常用的界面活性剂是使用基于石油的前驱物和/或能量密集型化学反应制成。相比之下，生物界面活性剂可具有有利的环境及能量量变曲线(例如可生物降解性和/或低能量密集型制程制成)，同时仍能够提供执行先进cmp操作所必需的效能特征。另外，生物界面活性剂由于其化学结构独特，因此当单独或与不为生物界面活性剂的界面活性剂组合使用时，亦可在cmp操作期间赋予增强的效能(例如借由降低某些介电质和/或金属膜的移除速率而改良基板成分之间的研磨选择性)。因此，在cmp工业内使用生物界面活性剂为改良或持久的效能以及显著减少的环境足迹提供了机会。10.在一或多个实施例中，本文所述的研磨组成物可包括至少一种磨料、至少一种ph调节剂及至少一种生物界面活性剂。在一或多个实施例中，根据本公开的研磨组成物可包括约0.01重量％至约50重量％的至少一种磨料、约0.0001重量％至约30重量％的至少一种ph调节剂、约0.0001重量％至约10重量％的至少一种生物界面活性剂，及其余重量百分比(例如约30重量％至约99.99重量％)的溶剂(例如去离子水)。11.在一或多个实施例中，本公开提供一种浓缩的研磨组成物，其在使用之前可用水稀释高达两倍、或高达四倍、或高达六倍、或高达八倍、或高达十倍、或高达十五倍、或高达二十倍。在其他实施例中，本公开提供一种使用点(pou)研磨组成物，其包含上述研磨组成物、水及任选地存在的氧化剂。12.在一或多个实施例中，pou研磨组成物可包括约0.01重量％至约25重量％的至少一种磨料、约0.0001重量％至约10重量％的至少一种ph调节剂、约0.0001重量％至约5重量％的至少一种生物界面活性剂，及其余重量百分比(例如约65重量％至约99.99重量％)的溶剂(例如去离子水)。13.在一或多个实施例中，浓缩的研磨组成物可包括约0.02重量％至约50重量％的至少一种磨料、约0.0002重量％至约30重量％的至少一种ph调节剂、约0.0002重量％至约10重量％的至少一种生物界面活性剂，及其余重量百分比(例如约35重量％至约99.98重量％)的溶剂(例如去离子水)。14.在一或多个实施例中，至少一种(例如二种或三种)研磨剂选自由以下组成的群组：阳离子磨料、基本上呈中性的磨料、及阴离子磨料。在一或多个实施例中，至少一种磨料选自由以下组成的群组：氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈、氧化锆；其共形成产物(亦即，氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、二氧化铈或氧化锆的共形成产物)；涂布磨料、表面改性磨料及其混合物。在一些实施例中，至少一种磨料不包括二氧化铈。在一些实施例中，至少一种磨料具有高纯度，且可具有低于约100ppm的醇、低于约100ppm的氨及低于约100ppb的碱性阳离子，诸如钠阳离子。以pou研磨组成物的总重量计，磨料可以约0.01％至约12％(例如约0.5％至约10％)或其任何子范围的量存在。15.在一或多个实施例中，磨料是基于二氧化硅的磨料，诸如选自由胶态二氧化硅、烟雾状二氧化硅及其混合物组成的群组的磨料。在一或多个实施例中，磨料的表面可用有机基团和/或非硅无机基团改性。举例而言，阳离子磨料可包括式(i)的端基：[0016]-om-x-(ch2)n-y(i)，[0017]其中，m为整数1至3；n为整数1至10；x是al、si、ti、ce或zr；且y是阳离子氨基或硫醇基。作为另一实例，阴离子磨料可包括式(i)的端基：[0018]-om-x-(ch2)n-y(i)，[0019]其中，m为整数1至3；n为整数1至10；x是al、si、ti、ce或zr；且y是酸基。[0020]在一或多个实施例中，本文所述的磨料的平均粒度可为至少约1nm(例如至少约5nm、至少约10nm、至少约20nm、至少约40nm、至少约50nm、至少约60nm、至少约80nm或至少约100nm)至至多约1000nm(例如至多约800nm、至多约600nm、至多约500nm、至多约400nm或至多约200nm)。如本文所用，平均粒度(mps)是借由动态光散射技术测定。[0021]在一或多个实施例中，至少一种磨料的含量为本文所述的研磨组成物的至少约0.01重量％(例如至少约0.05重量％、至少约0.06重量％、至少约0.08重量％、至少约0.1重量％、至少约0.2重量％、至少约0.4重量％、至少约0.5重量％、至少约0.6重量％、至少约0.8重量％、至少约1重量％、至少约1.2重量％、至少约1.5重量％或至少约重量2％)至至多约50重量％(例如至多约45重量％、至多约40重量％、至多约35重量％、至多约30重量％、至多约25重量％、至多约20重量％、至多约15重量％、至多约12重量％、至多约10重量％、至多约8重量％、至多约6重量％、至多约5重量％、至多约4重量％、至多约2重量％或至多约1重量％)。[0022]在一或多个实施例中，本文所述的研磨组成物可在必要时包括至少一种(例如二种或三种)ph调节剂，以将ph调节至所需值。在一些实施例中，至少一种ph调节剂可为酸(例如有机或无机酸)或碱(例如有机或无机碱)。举例而言，ph调节剂可选自由以下组成的群组：硝酸、氢氯酸、硫酸、丙酸、柠檬酸、丙二酸、氢溴酸、氢碘酸、过氯酸、氨水、氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺氢氧化四丁基铵、氢氧化四丙基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四甲基铵、氢氧化乙基三甲基铵、氢氧化二乙基二甲基铵、氢氧化二甲基二丙基铵、氢氧化苯甲基三甲基铵、氢氧化三(2-羟乙基)甲基铵、氢氧化胆碱及其任何组合。[0023]在一或多个实施例中，至少一种ph调节剂的含量为本文所述的研磨组成物的至少约0.0001重量％(例如至少约0.0005重量％、至少约0.001重量％、至少约0.002重量％、至少约0.004重量％、至少约0.005重量％、至少约0.006重量％、至少约0.008重量％、至少约0.01重量％、至少约0.02重量％、至少约0.04重量％、至少约0.05重量％、至少约0.06重量％、至少约0.08重量％、至少约0.1重量％、至少约0.2重量％、至少约0.4重量％、至少约0.5重量％、至少约0.6重量％、至少约0.8重量％、至少约1重量％、至少约1.5重量％、至少约2重量％、至少约2.5重量％、至少约3重量％、至少约4重量％或至少约5重量％)至至多约30重量％(例如至多约25重量％、至多约20重量％、至多约15重量％、至多约12重量％、至多约10重量％、至多约9重量％、至多约8重量％、至多约7重量％、至多约6重量％、至多约5重量％、至多约4重量％、至多约3重量％、至多约2.5重量％、至多约2重量％、至多约1.5重量％、至多约1重量％、至多约0.5重量％、至多约0.2重量％或至多约0.1重量％)。[0024]在一或多个实施例中，本文所述的研磨组成物可呈酸性或碱性。在一些实施例中，研磨组成物可具有至少约1至至多约14范围内的ph。当研磨组成物呈酸性时，ph可在至少约1(例如至少约1.5、至少约2、至少约2.5、至少约3、至少约3.5、至少约4、至少约4.5或至少约5)至至多约7(例如至多约6.5、至多约6、至多约5.5、至多约5、至多约4.5或至多约4)范围内。当研磨组成物呈碱性时，ph可在至少约7(例如至少约7.5、至少约8、至少约8.5、至少约9、至少约9.5、至少约10、至少约10.5、至少约11、至少约11.5，或至少约12)至至多约14(例如至多约13.5、至多约13、至多约12.5、至多约12、至多约11.5、至多约11、至少约10.5，或至多约10)范围内。[0025]在一或多个实施例中，研磨组成物可包括至少一种(例如两种或三种)生物界面活性剂。在一或多个实施例中，至少一种生物界面活性剂可为微生物生长副产物(亦即，生物界面活性剂可由微生物产生)，诸如微生物代谢物。可经由纯化制程、自所培养的酵母或真菌菌株(亦即，微生物)收集微生物生长副产物(亦即，生物界面活性剂)，该纯化制程移除涉及产生微生物生长副产物的微生物。[0026]在一或多个实施例中，生物界面活性剂可选自由糖脂、脂肽及其混合物组成的群组。在一或多个实施例中，生物界面活性剂包括选自由以下组成的群组的糖脂：鼠李糖脂、槐糖脂、海藻糖脂、甘露糖赤藓糖醇脂，及其混合物。在一或多个实施例中，生物界面活性剂包括选自由以下组成的群组的脂肽：表面活性素(surfactin)、伊枯草菌素(iturin)、丰原素(fengycin)、地衣素(lichenysin)，及其混合物。[0027]在一或多个实施例中，糖脂为鼠李糖脂生物界面活性剂，其选自单鼠李糖脂、二鼠李糖脂及其混合物。鼠李糖脂生物界面活性剂为微生物释放的表面活性化合物。其为生物可降解、无毒且对生态友好的材料。其生产依赖于发酵条件、环境因素及营养物可获得性。在一些实施例中，鼠李糖脂具有糖基头基团(亦即，鼠李糖部分)及脂肪酸尾(例如含有一或多个(例如两个或三个)c10-c14 3-羟基烷酸或酯基)。在一些实施例中，视发酵详情而定，鼠李糖脂的脂肪酸尾可具有10-28(例如20-28或24-28)个碳长度。在一些实施例中，脂肪酸尾可包括3-(羟基烷酰氧基)烷酸(haa)基团。举例而言，脂肪酸尾可包括式(ii)基团：-r1-c(o)o-r2-cooh，其中，r1及r2各自独立地为c10-c14直链或分支链亚烷基。[0028]结构i展示典型单鼠李糖脂rll或r1(α-l-鼠李糖哌喃糖基-β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯，c26h48o9(504g/mol))的结构：[0029][0030]结构ii展示另一种典型二鼠李糖脂rrll或r2(2-o-α-l-鼠李糖哌喃糖基-α-l-鼠李糖哌喃糖基-β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯，c32h58o13(650g/mol))的结构：[0031][0032]如上文所提及，存在两大类鼠李糖：单鼠李糖及二鼠李糖。单鼠李糖具有单个鼠李糖糖环。单鼠李糖脂rll(最常由铜绿假单胞菌产生)的一般名称为：具有式c26h48o9的l-鼠李糖基-β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯(通常称为rha-c10-c10)。iupac名称为3-[3-[(2r,3r,4r,5r,6s)-3,4,5-三羟基-6-甲基氧杂环己烷-2-基]氧基癸酰基氧基]癸酸。[0033]二鼠李糖具有两个鼠李糖糖环。二鼠李糖脂rrll的一般名称为：具有式c32h58o13的l-鼠李糖基-l-鼠李糖基-β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯(通常称为rha-rha-c10-c10)。iupac名称为：3-[3-[4,5-二羟基-6-甲基-3-(3,4,5-三羟基-6-甲基氧杂环己烷-2-基)氧杂环己烷-2-基]氧基癸酰基氧基]癸酸。较常见二鼠李糖的一些其他形式或名称包括：l-鼠李糖哌喃糖基-l-鼠李糖哌喃糖基-β-羟基癸酰基-β-羟基癸酸酯(通常称为rha-rha-c10-c10)、l-鼠李糖哌喃糖基-l-鼠李糖哌喃糖基-β-羟基癸酰基-β-羟基十二烷酸酯(通常称为rha-rha-c10-c12)，及l-鼠李糖哌喃糖基-l-鼠李糖哌喃糖基-β-羟基十四烷酰基-β-羟基十四烷酸酯(通常称为rha-rha-c14-c14)。[0034]用作本文所述的本公开的研磨组成物中的生物界面活性剂的鼠李糖脂调配物可为粗鼠李糖脂或高度纯化的鼠李糖脂。粗鼠李糖脂调配物含有具有许多杂质的鼠李糖脂，这些杂质可包括外部杂质(例如由生物学制造方法产生的其他类似物)；和/或可对调配物产生浓缩效应的多种不同鼠李糖脂混合物。高度纯化的鼠李糖脂调配物含有其外部杂质已移除的鼠李糖脂，和/或为了满足某些参数(例如单鼠李糖脂相对于二鼠李糖脂的重量比)以对调配物产生增加效应而已纯化的鼠李糖脂混合物(例如二鼠李糖脂、单鼠李糖脂或其混合物)。在一或多个实施例中，研磨组成物中的单鼠李糖脂相对于二鼠李糖脂的重量％比率分别在约0.1:99.9与99.9:0.1范围内。举例而言，研磨组成物中的单鼠李糖脂相对于二鼠李糖脂的重量％比率可为至少约0.1:99.9(例如至少约0.5:99.5、至少约1:99、至少约5:95、至少约10:90、至少约15:85、至少约20:80、至少约25:75、至少约30:70、至少约35:65、至少约40:60、至少约45:55，或至少约50:50)至至多约99.9:0.1(例如至多约99.5:0.5、至多约99:1、至多约95:5、至多约90:10、至多约85:15、至多约80:20、至多约75:25、至多约70:30、至多约65:35、至多约60:40、至多约55:45，或至多约50:50)。[0035]在一或多个实施例中，鼠李糖脂调配物如下制备：从获自微生物的初始混合物排除不需要的杂质且接着建立存在于最终研磨组成物中的鼠李糖脂的百分比及类型，且借由添加至用于研磨组成物的溶剂中/以用于研磨组成物的溶剂简单地稀释鼠李糖脂调配物。粗鼠李糖脂调配物及高度纯化的鼠李糖脂调配物可借由熟习此项技术者熟知的方法制备。在一些实施例中，用作本文所述的研磨组成物中的生物界面活性剂的鼠李糖脂调配物可包括至少约50重量％(例如至少约55重量％、至少约65重量％、至少约70重量％、至少约75重量％、至少约80重量％、至少约85重量％、至少约90重量％、至少约95重量％、至少约98重量％、至少约99重量％、至少约99.5重量％，或至少约99.9重量％)鼠李糖脂。[0036]在一或多个实施例中，糖脂为槐糖脂生物界面活性剂。槐糖脂(亦称为槐二糖脂质或sl)为由二聚糖(槐二糖)与羟基脂肪酸经β-糖苷键连接而组成的一类生物界面活性剂。存在两种类型的sl，亦即，酸性(非内酯酸)sl及内酯酸sl。酸性sl的羟基脂肪酸部分具有自由的羧酸官能基，而内酯酸sl的羟基脂肪酸部分与槐二糖的4"-羟基借由分子内酯化形成巨环内酯环。槐二糖脂质通常分类成两种形式：(1)由以下结构式(iii)表示的内酯形式：[0037][0038]其中，r1及r2各自表示h或coch3；r3表示h或ch3；且当r3为h时，r4表示饱和或不饱和c12-16烃基(例如可选地含有一或多个(例如2、3、4或5个)双键的c12-16亚烷基)，且当r3为ch3时，r4表示饱和或不饱和c11-15烃基(例如可选地含有一或多个(例如2、3、4或5个)双键的c11-15亚烷基)；以及(2)由下式(iv)表示的酸形式：[0039][0040]其中，r1至r4如上文所定义。槐糖脂生物界面活性剂的一个市售实例为获自赢创(evonik)(德国埃森(essen,germany))的rewoferm sl one，其包括借由使葡萄糖、脂肪酸及c18不饱和酯类与甘油在酵母假丝酵母菌(candida bombicola)存在下发酵而产生的槐糖脂混合物(亦即，内酯及酸形式)，且包括约30-50重量％槐糖脂。[0041]如自上文显而易见，槐二糖脂质具有借由以下表征的多种衍生物：乙酰基的位置及数目、脂肪酸侧链中的双键的存在或不存在、脂肪酸侧链中的碳链长度、脂肪酸侧链中的糖苷醚键位置、作为内酯环的一部分的槐二糖部分上的羟基位置，及其他结构参数。槐二糖脂质通常作为这些化合物的混合物存在。一般而言，槐二糖脂质是以难以处置的高黏稠油形式产生。然而，疏水性相对较高的呈二乙酰基内酯形式的槐二糖脂质可以固体形式产生。在一或多个实施例中，糖脂为槐糖脂，该槐糖脂包括至少约5重量％(例如至少约10重量％、至少约15重量％、至少约20重量％、至少约25重量％、至少约30重量％、至少约35重量％、至少约40重量％、至少约45重量％或至少约50重量％)至至多约95重量％(例如至多约90重量％、至多约85重量％、至多约80重量％、至多约75重量％、至多约70重量％、至多约65重量％、至多约60重量％、至多约55重量％、至多约50重量％)的酸型槐糖脂。[0042]在一或多个实施例中，生物界面活性剂的含量为本文所述的研磨组成物的至少约0.0001重量％(例如至少约0.0005重量％、至少约0.001重量％、至少约0.002重量％、至少约0.004重量％、至少约0.005重量％、至少约0.006重量％、至少约0.008重量％、至少约0.01重量％、至少约0.02重量％、至少约0.03重量％、至少约0.04重量％、至少约0.05重量％、至少约0.1重量％、至少约0.5重量％、至少约1重量％、至少约1.5重量％、至少约2重量％、至少约2.5重量％、至少约3重量％、至少约4重量％或至少约5重量％)至至多约10重量％(例如至多约9重量％、至多约8重量％、至多约7重量％、至多约6重量％、至多约5重量％、至多约4重量％、至多约3重量％、至多约2重量％、至多约1重量％、至多约0.5重量％、至多约0.2重量％、至多约0.1重量％或至多约0.05重量％)。[0043]在一或多个实施例中，一或多种(例如两种或三种)生物界面活性剂为本文所述的研磨组成物中仅有的界面活性剂。然而，在一些实施例中，研磨组成物亦可包括不同于生物界面活性剂的一或多种(例如两种或三种)其他界面活性剂，这些界面活性剂选自由以下组成的群组：阴离子型界面活性剂、非离子型界面活性剂、两性界面活性剂、阳离子型界面活性剂及其混合物。[0044]阳离子型界面活性剂不受特别限制，但其特定实例包括脂族胺盐及脂族铵盐。[0045]非离子型界面活性剂不受特别限制，但其特定实例包括醚型界面活性剂、醚酯型界面活性剂、酯型界面活性剂及基于乙炔的界面活性剂。醚型界面活性剂不受特别限制，但其特定实例包括聚乙二醇单-4-壬基苯基醚、聚乙二醇单油烯基醚，及三乙二醇单十二烷基醚。醚酯型界面活性剂不受特别限制，但其特定实例为甘油酯的聚氧乙烯醚。酯型界面活性剂不受特别限制，但其特定实例包括聚乙二醇脂肪酸酯、甘油酯及脱水山梨糖醇酯。基于乙炔的界面活性剂不受特别限制，但其特定实例包括乙炔醇、乙炔甘醇及乙炔二醇的环氧乙烷加合物。[0046]两性界面活性剂不受特别限制，但其特定实例包括基于甜菜碱的界面活性剂。[0047]阴离子型界面活性剂不受特定限制，但其特定实例包括羧酸盐、磺酸盐、硫酸盐及磷酸盐。羧酸盐不受特定限制，但其特定实例包含脂肪酸盐(例如肥皂)及烷基醚羧酸盐。磺酸盐的实例包括烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐及α-烯烃磺酸盐。硫酸盐不受特别限制，但其特定实例包括高碳醇硫酸盐及烷基硫酸盐。磷酸盐不受特别限制，但其特定实例包括磷酸烷酯及磷酸酯烷基酯。[0048]当本文所述的研磨组成物包括不同于上述生物界面活性剂的第二界面活性剂时，第二界面活性剂的含量可在研磨组成物的总质量的至少约0.001重量％(例如至少约0.002重量％、至少约0.003重量％、至少约0.005重量％、至少约0.01重量％、至少约0.05重量％、或至少约0.1重量％)至至多约1重量％(例如至多约0.8重量％、至多约0.6重量％、至多约0.5重量％、至多约0.4重量％、至多约0.2重量％、或至多约0.1重量％)范围内。[0049]在一或多个实施例中，本文所述的研磨组成物可进一步包括至少一种(例如两种、三种或四种)可选地存在的添加剂，该添加剂选自由以下组成的群组：唑类化合物、腐蚀抑制剂、氧化剂、螯合剂、水溶性聚合物，及氮化物移除速率减速剂。[0050]唑类化合物不受特别限制，但其特定实例包括经取代或未经取代的三唑(例如苯并三唑)、经取代或未经取代的四唑、经取代或未经取代的二唑(例如咪唑、苯并咪唑、噻二唑及吡唑)，及经取代或未经取代的苯并噻唑。本文中，经取代的二唑、三唑或四唑是指二唑、三唑或四唑中的一或两个或更多氢原子经例如羧基、烷基(例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基)、卤基(例如f、cl、br或i)、氨基或羟基取代而获得的产物。在一或多个实施例中，唑类化合物可选自由以下组成的群组：四唑、苯并三唑、甲苯基三唑、甲基苯并三唑(例如1-甲基苯并三唑、4-甲基苯并三唑及5-甲基苯并三唑)、乙基苯并三唑(例如1-乙基苯并三唑)、丙基苯并三唑(例如1-丙基苯并三唑)、丁基苯并三唑(例如1-丁基苯并三唑及5-丁基苯并三唑)、戊基苯并三唑(例如1-戊基苯并三唑)、己基苯并三唑(例如1-己基苯并三唑及5-己基苯并三唑)、二甲基苯并三唑(例如5,6-二甲基苯并三唑)、氯苯并三唑(例如5-氯苯并三唑)、二氯苯并三唑(例如5,6-二氯苯并三唑)、氯甲基苯并三唑(例如1-(氯甲基)-1-h-苯并三唑)、氯乙基苯并三唑、苯基苯并三唑、苯甲基苯并三唑、氨基三唑、氨基苯并咪唑、吡唑、咪唑、氨基四唑、腺嘌呤、苯并咪唑、涕必灵(thiabendazole)、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、1-羟基苯并三唑、2-甲基苯并噻唑、2-氨基苯并咪唑、2-氨基-5-乙基-1,3,4-噻二唑、3,5-二氨基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲基吡唑、4-氨基-4h-1,2,4-三唑，及其组合。不希望受理论束缚，认为唑类化合物可用作本文所述的研磨组成物中的腐蚀抑制剂，以在研磨制程期间减少某些材料(例如金属或介电质材料)的移除。[0051]在一些实施例中，唑类化合物可为研磨组成物的至少约0.001重量％(例如至少约0.002重量％、至少约0.004重量％、至少约0.005重量％、至少约0.006重量％、至少约0.008重量％、至少约0.01重量％、至少约0.02重量％、至少约0.04重量％、至少约0.05重量％、至少约0.06重量％、至少约0.08重量％、或至少约0.1重量％)至至多约0.2重量％(例如至多约0.18重量％、至多约0.16重量％、至多约0.15重量％、至多约0.14重量％、至多约0.12重量％、至多约0.1重量％、至多约0.08重量％、至多约0.06重量％、至多约0.05重量％、至多约0.04重量％、至多约0.03重量％、至多约0.02重量％，或至多约0.01重量％)。[0052]在一些实施例中，本文所述的研磨组成物可选地包括非唑类腐蚀抑制剂。非唑类腐蚀抑制剂的实例包括烷基胺(例如乙胺、丙胺或丁胺)及有机膦酸(例如乙基膦酸)。[0053]在一些实施例中，非唑类腐蚀抑制剂可为本文所述的研磨组成物的至少约0.001重量％(例如至少约0.002重量％、至少约0.004重量％、至少约0.005重量％、至少约0.006重量％、至少约0.008重量％、至少约0.01重量％、至少约0.02重量％、至少约0.04重量％、至少约0.05重量％、至少约0.06重量％、至少约0.08重量％、或至少约0.1重量％)至至多约0.2重量％(例如至多约0.18重量％、至多约0.16重量％、至多约0.15重量％、至多约0.14重量％、至多约0.12重量％、至多约0.1重量％、至多约0.08重量％、至多约0.06重量％、至多约0.05重量％、至多约0.04重量％、至多约0.03重量％、至多约0.02重量％、或至多约0.01重量％)。[0054]氧化剂不受特别限制，但其特定实例包括过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、硝酸铁、硝酸铈二铵、硫酸铁、次氯酸、臭氧、高碘酸钾及过氧乙酸。不希望受理论所束缚，认为氧化剂可促进材料在研磨制程期间的移除。[0055]在一些实施例中，氧化剂可为本文所述的研磨组成物的至少约0.1重量％(例如至少约0.2重量％、至少约0.3重量％、至少约0.4重量％、至少约0.5重量％、至少约0.6重量％、至少约0.7重量％、至少约0.8重量％、至少约0.9重量％、至少约1重量％、至少约1.5重量％，或至少约2重量％)至至多约10重量％(例如至多约9重量％、至多约8重量％、至多约7重量％、至多约6重量％、至多约5重量％、至多约4重量％、至多约3重量％、至多约2重量％，或至多约1重量％)。[0056]在一或多个实施例中，螯合剂可选自由以下组成的群组：葡萄糖酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乙醇酸、丙二酸、甲酸、草酸、乙酸、丙酸、过氧乙酸、丁二酸、乳酸、氨基乙酸、苯氧基乙酸、二羟乙甘氨酸、二乙醇酸、甘油酸、麦黄酮、丙氨酸、组氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、麸酰氨酸、天冬氨酸、麸氨酸、精氨酸、离氨酸、酪氨酸、苯甲酸、氨水、1,2-乙二磺酸、4-氨基-3-羟基-1-萘磺酸、8-羟基喹啉-5-磺酸、氨基甲磺酸、苯磺酸、羟o-磺酸、甲烷磺酸、间二甲苯-4-磺酸、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚茴香脑磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲烷磺酸、其盐，及其混合物。不希望受理论所束缚，认为螯合剂可充当移除速率增强剂以促进基板上的某些材料的移除。[0057]在一些实施例中，螯合剂可为本文所述的研磨组成物的至少约0.1重量％(例如至少约0.2重量％、至少约0.3重量％、至少约0.4重量％、至少约0.5重量％、至少约0.6重量％、至少约0.7重量％、至少约0.8重量％、至少约0.9重量％、或至少约1重量％)至至多约10重量％(例如至多约8重量％、至多约6重量％、至多约5重量％、至多约4重量％、至多约2重量％、至多约1重量％、至多约0.8重量％、至多约0.6重量％、或至多约0.5重量％)。[0058]水溶性聚合物不受特别限制，但其特定实例包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚丙烯酸及羟乙基纤维素。不希望受理论所束缚，认为水溶性聚合物可充当移除速率抑制剂，以减小基板上的某些暴露材料的移除速率，这些材料不希望加以移除或在研磨制程期间应以较低的移除速率移除。[0059]在一些实施例中，水溶性聚合物可为本文所述的研磨组成物的至少约0.01重量％(例如至少约0.02重量％、至少约0.03重量％、至少约0.04重量％、至少约0.05重量％、至少约0.06重量％、至少约0.07重量％、至少约0.08重量％、至少约0.09重量％、或至少约0.1重量％)至至多约1重量％(例如至多约0.8重量％、至多约0.6重量％、至多约0.5重量％、至多约0.4重量％、至多约0.2重量％、至多约0.1重量％、至多约0.08重量％、至多约0.06重量％、或至多约0.05重量％)。[0060]在一或多个实施例中，氮化物移除速率减速剂为一种化合物，其包括含有c12至c40烃基(例如含有烷基和/或烯基)的疏水性部分；以及含有至少一种选自由以下组成的群组的基团的亲水性部分：亚磺酸酯基、硫酸酯基、磺酸酯基、羧酸酯基、磷酸酯基及膦酸酯基。在一或多个实施例中，疏水性部分与亲水性部分间隔零至十个(例如1、2、3、4、5、6、7、8或9个)环氧烷基团(例如-(ch2)no-基团，其中n可为1、2、3或4)。在一或多个实施例中，氮化物移除速率减速剂具有零个将疏水性部分与亲水性部分分隔的环氧烷基团。不希望受理论所束缚，在一些实施例中，认为氮化物移除速率减速剂内存在环氧烷基团因其会产生浆液稳定性问题且增加氮化硅移除速率而非较佳。[0061]在一或多个实施例中，氮化物移除速率减速剂具有含有烃基的疏水性部分，该烃基包括至少12个碳原子(c12)(例如至少14个碳原子(c14)、至少16个碳原子(c16)、至少18个碳原子(c18)、至少20个碳原子(c20)或至少22个碳原子(c22))和/或至多40个碳原子(c40)(例如至多38个碳原子(c38)、至多36个碳原子(c36)、至多34个碳原子(c34)、至多32个碳原子(c32)、至多30个碳原子(c30)、至多28个碳原子(c28)、至多26个碳原子(c26)、至多24个碳原子(c24)或至多22个碳原子(c22))。本文中提及的烃基是指仅含碳原子及氢原子的基团，其可包括饱和基团(例如直链烷基、分支链烷基或环烷基)与不饱和基团(例如直链烯基、分支链烯基或环烯基；直链炔基、分支链炔基或环炔基；或芳族基团(例如苯基或萘基))。在一或多个实施例中，氮化物移除速率减速剂的亲水性部分含有至少一种选自磷酸酯基及膦酸酯基的基团。应注意，术语「膦酸酯基」明确地旨在包括膦酸基团。[0062]在一或多个实施例中，氮化物移除速率减速剂选自由以下组成的群组：萘磺酸-福尔马林缩合物、月桂基磷酸酯、肉豆蔻基磷酸酯、硬脂基磷酸酯、十八烷基膦酸、油烯基磷酸酯、二十二烷基磷酸酯、十八烷基硫酸酯、三十二烷基磷酸酯、油醇聚醚-3-磷酸酯，及油醇聚醚-10-磷酸酯。[0063]在一或多个实施例中，以组成物的总重量计，氮化物移除速率减速剂包括于本文所述的研磨组成物中的量为至少约0.1ppm(例如至少约0.5ppm、至少约1ppm、至少约5ppm、至少约10ppm、至少约25ppm、至少约50ppm、至少约75ppm，或至少约100ppm)至至多约1000ppm(例如至多约900ppm、至多约800ppm、至多约700ppm、至多约600ppm、至多约500ppm，或至多约250ppm)。[0064]在一或多个实施例中，本文所述的研磨组成物可基本上不含某些成分中的一或多者，诸如有机溶剂、ph调节剂(例如酸或碱)、含氟化合物(例如氟化物或氟化聚合物/界面活性剂)；含硅化合物，诸如硅烷(例如烷氧基硅烷)；含氮化合物(例如氨基酸、胺或亚胺(例如脒，诸如1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一烯(dbu)及1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(dbn)))、盐(例如卤盐或金属盐)；聚合物(例如非离子、阳离子或阴离子聚合物)，诸如多元醇、无机酸(例如氢氯酸、硫酸、磷酸或硝酸)、界面活性剂(例如阳离子型界面活性剂、阴离子型界面活性剂、非离子型界面活性剂，或除本文所述的生物界面活性剂之外的其他类似物)、塑化剂、氧化剂(例如h2o2)、季铵化合物(例如盐，诸如四烷基铵盐或氢氧化物，诸如氢氧化四甲铵)、腐蚀抑制剂(例如唑类或非唑类腐蚀抑制剂)、电解质(例如聚电解质)，和/或磨料(例如二氧化铈磨料或非离子型磨料)。可自研磨组成物排除的卤盐包括碱金属卤化物(例如卤化钠或卤化钾)或卤化铵(例如氯化铵)，且可为氟化物、氯化物、溴化物或碘化物。如本文所用，研磨组成物「基本上不含」的成分是指未特意添加至研磨组成物中的成分。在一些实施例中，本文所述的研磨组成物可具有至多约1000ppm(例如至多约500ppm、至多约250ppm、至多约100ppm、至多约50ppm、至多约10ppm，或至多约1ppm)的基本上不含于研磨组成物中的一或多种上述成分。在一些实施例中，所述研磨组成物可完全不含一或多种上述成分。[0065]在一或多个实施例中，本公开的特征为一种研磨方法，其可包括：将根据本公开的研磨组成物涂覆至基板(例如晶圆)表面上；及使垫体与基板表面达成接触且使垫体相对于基板移动。在一或多个实施例中，基板可包括以下中的至少一者：硅氧化物(例如正硅酸四乙酯(teos)、高密度电浆氧化物(hdp)、高纵横比制程氧化物(harp)或硼磷硅酸盐玻璃(bpsg))、旋涂膜(例如基于无机颗粒的膜或基于可交联碳聚合物的膜)、氮化硅、碳化硅、高k介电质(例如铪、铝或锆的金属氧化物)、硅(例如多晶硅、单一结晶硅或非晶硅)、碳、金属(例如钨、铜、钴、钌、钼、钛、钽或铝)、金属氮化物(例如氮化钛或氮化钽)，及其混合物或组合。[0066]在一些实施例中，使用本文所述的研磨组成物的方法可进一步包括由研磨组成物处理的基板制造半导体装置的一或多个其他步骤(例如金属或介电质沉积于基板上)。举例而言，该方法可在上述研磨方法之前包括一或多个以下步骤：(1)在基板上(例如硅晶圆)沉积氧化硅(例如热氧化硅)以形成氧化硅层；(2)在氧化硅层上沉积氮化硅以形成氮化硅层；(3)蚀刻该基板以形成沟槽及非沟槽区域；及(4)向经蚀刻的基板沉积氧化硅以便氧化硅填充沟槽。作为另一实例，该方法可在上述研磨方法之后包括至少一个其他步骤，诸如蚀刻基板(例如以移除氮化硅及氧化硅)，从而使晶圆基板上的硅和/或氧化硅或其他异质膜暴露。[0067]在一或多个实施例中，使用本文所述的研磨组成物的方法可进一步包括经由一或多个步骤自研磨组成物处理的基板制造半导体装置。举例而言，可使用光微影术、离子植入、干式/湿式蚀刻、电浆蚀刻、沉积(例如pvd、cvd、ald、ecd)、晶圆封固、晶粒切割、封装及测试，自本文所述的研磨组成物处理的基板制造半导体装置。[0068]实例[0069]在这些实例中，使用fujibo h804垫体及150ml/min与250ml/min之间的浆液流速，使用mirra cmp研磨机对200mm晶圆执行研磨。[0070]实例中所用的一般组成显示于下表1中。当论述各个实例时，将进一步详细地解释关于所测试组成物的差异的具体细节。[0071]表1[0072][0073][0074]实例1[0075]当使用组成物1至6研磨晶圆时，测量氮化硅、氧化硅(teos)及多晶硅无图形晶圆的移除速率(rr)。组成物1至6相同，但下表2中指出的差异除外。表2亦概述测试结果。[0076]表2[0077][0078]nrrr＝氮化物移除速率减速剂；bs＝生物界面活性剂[0079]结果显示生物界面活性剂使最高负荷下的多晶硅移除速率增加。另外，生物界面活性剂的添加仅使氮化硅速率呈现中度的增加，而当不为生物界面活性剂的二级界面活性剂/聚合物添加至上述研磨组成物中时，氮化硅速率典型地显著增加(参见下述实例2)。另外，nrrr使氮化硅上产生较高的有机缺陷计数(参见组成物4)，但生物界面活性剂的添加似乎在研磨期间充当原位清洁剂，从而使氮化硅上的有机缺陷计数低得多。[0080]实例2[0081]当使用组成物7至11研磨晶圆时，测量氮化硅、氧化硅(teos)及多晶硅无图形晶圆的移除速率。组成物7至11各自包括1x nrrr(亦即，界面活性剂)且相同，例外之处为组成物7不包括除nrrr之外的任何界面活性剂，组成物8包括10x生物界面活性剂，组成物9包括10x阴离子聚合物，且组成物10至11包括10x的不为生物界面活性剂的两种化学相异非离子型界面活性剂之一。表3概述测试结果。[0082]表3[0083][0084]结果显示如上文所提及，使用nrrr将不是生物界面活性剂的共界面活性剂/聚合物纳入研磨组成物中通常使氮化硅移除速率显著增加，从而降低teos/sin移除速率比(组成物9至11)。这些组成物使得teos/sin移除选择性降低，当这些组成物是为了移除teos、但终止于sin而设计时，该teos/sin移除选择性是非所需的。相比之下，生物界面活性剂纳入组成物8中仅使氮化硅移除速率稍微增加且使teos/sin移除速率比稍微降低，但nrrr使残留的缺陷显著减少(参见上述表2中的组成物6)。[0085]实例3[0086]当使用组成物12至20研磨晶圆时，测量氮化硅、氧化硅(teos)及多晶硅无图形晶圆的移除速率。组成物12至20不包括nrrr且在其他方面相同，但下表4中指出的差异除外。表4亦概述测试结果。[0087]表4[0088][0089][0090]结果显示，生物界面活性剂纳入研磨组成物中在遍及所有磨料类型的生物界面活性剂的量增加的情况下使得多晶硅移除速率显著增加。另外，当使用中性及阳离子磨料时，氮化硅移除速率减小，鉴于nrrr当纳入研磨组成物中时留下有机残余物缺陷，因此使得生物界面活性剂成为nrrr的适合替代。此类研磨组成物的有利之处在于其可用于移除teos、但终止于sin，而氮化硅上不产生大量的缺陷。[0091]虽然本公开已关于本文所述的实例描述，但应了解，在不脱离如随附申请专利范围中所定义的本公开的精神及范畴的情况下，可进行其他修饰及变化。









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