專(zhuān)利名稱(chēng)：用于對(duì)二氧化硅和氮化硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體晶片材料的化學(xué)機(jī)械平面化(CMP)，更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及用來(lái)在淺溝槽隔離(shallow trench isolation)(STI)法中從半導(dǎo)體晶片上拋光除去二氧化硅和氮化硅的CMP組合物。
背景技術(shù)：
隨著微電子電路中器件尺寸的減小以及集成密度的增大，需要隔離結(jié)構(gòu)的尺寸相應(yīng)減小。這種減小促使人們致力于可重復(fù)地形成能夠提供有效隔離的結(jié)構(gòu)，同時(shí)最小程度地占據(jù)基片的表面。
STI技術(shù)是一種廣泛采用的半導(dǎo)體制造方法，用來(lái)形成隔離結(jié)構(gòu)，使集成電路中形成的各種有源部件電絕緣。使用STI技術(shù)優(yōu)于常規(guī)的LOCOS(局部硅氧化)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，在亞微米級(jí)別集成制造的時(shí)候，對(duì)CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)IC器件具有高可量測(cè)性。另一優(yōu)點(diǎn)是STI技術(shù)能夠防止產(chǎn)生所謂的鳥(niǎo)喙侵蝕(bird’s beak encroachment)，這種鳥(niǎo)喙侵蝕是用LOCOS技術(shù)形成隔離結(jié)構(gòu)時(shí)的特征。
在STI技術(shù)中，第一步是(通常使用各向異性蝕刻)在基片中預(yù)定的部分形成多個(gè)溝槽。然后將二氧化硅沉積在各個(gè)溝槽中。然后用CMP拋光二氧化硅，向下拋光至氮化硅(停止層)以形成STI結(jié)構(gòu)。
目前有許多種可用于STI應(yīng)用的漿液。第一代漿液(“I代”)通常由氧化鈰磨料和分散劑組成。I代漿液是廉價(jià)而簡(jiǎn)單的體系，又能得到高去除速率和高產(chǎn)量。但是由于I代漿液對(duì)氮化物腐蝕性過(guò)大，而且使溝槽凹陷程度過(guò)大，不適于等于和小于130納米的技術(shù)結(jié)點(diǎn)。第二代漿液(“II代”)通常除了像I代一樣包含氧化鈰和分散劑以外，還包含化學(xué)添加劑?；瘜W(xué)添加劑用來(lái)提高氧化硅與氮化硅的去除選擇性，提供極佳的清除能力，同時(shí)減緩氮化物腐蝕和抑制溝槽凹陷。II代漿液是目前最廣泛用于130納米和130納米以下結(jié)點(diǎn)(node)的STI漿液。然而，當(dāng)趨近更高級(jí)的技術(shù)結(jié)點(diǎn)(例如小于90納米)的時(shí)候，由于圖案對(duì)漿液的去除性能的依賴性，會(huì)造成凹陷和氮化物腐蝕，從而又產(chǎn)生了問(wèn)題。第三代漿液(“III代”)是所謂的“止于平面”或“反Prestonian”漿液。III代漿液通常包含在水性環(huán)境下對(duì)氧化硅表面具有強(qiáng)親和力，而且具有“動(dòng)態(tài)”吸附性能的化學(xué)添加劑。III代漿液可具有明顯的氧化物去除閾(非Prestonian)，或者其氧化物去除速率可以隨時(shí)間減小。III代漿液設(shè)計(jì)用于高級(jí)的STI應(yīng)用，通過(guò)首先選擇性地去除形貌，以解決在拋光過(guò)程中的圖案依賴性的問(wèn)題。但是這種設(shè)計(jì)方法在實(shí)施過(guò)程中也產(chǎn)生了自身的問(wèn)題。例如，由于III代漿液不能清除活性結(jié)構(gòu)，因此無(wú)法廣泛適用。因此，III代漿液通常需要與另外的用于清除的漿液(例如II代漿液)一起使用。
Kido等人在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2002/0045350號(hào)中揭示了一種用來(lái)拋光半導(dǎo)體器件的已知磨料組合物，該組合物包含氧化鈰和水溶性有機(jī)化合物。盡管并未指出，但是所述組合物可任選包含粘度調(diào)節(jié)劑、緩沖劑、表面活性劑和螯合劑。盡管Kido的組合物提供了足夠的拋光性能，但是微電子電路中不斷增長(zhǎng)的集成密度需要改進(jìn)的組合物和方法。
因此人們需要一種組合物，用來(lái)在淺凹槽隔離法中對(duì)二氧化硅(“氧化硅”)和氮化硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，該組合物不但能夠在拋光過(guò)程中提供改進(jìn)的選擇性和可控性，而且具有改進(jìn)的清除性能。
發(fā)明內(nèi)容
在第一方面中，本發(fā)明提供了可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含0.01-5重量％的羧酸聚合物、0.02-6重量％的磨料、0.01-10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮、0.005-5重量％的陽(yáng)離子化合物、0.005-5重量％的兩性離子化合物和余量的水，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為100-1000000克/摩爾。
在第二方面，本發(fā)明提供一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含0.01-5重量％的羧酸聚合物、0.02-6重量％的二氧化鈰、0.01-10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮、0.005-5重量％的乙醇胺、0.005-5重量％的甜菜堿和余量的水，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為100-1000000克/摩爾。
圖1A、1B、1C顯示了本發(fā)明漿液的清除性能；圖2顯示了本發(fā)明的漿液的止于平面性能；
圖3顯示了本發(fā)明漿液的階躍高度(step-height)減小性能；圖4A、4B、4C顯示了本發(fā)明漿液的直接STI性能；圖5進(jìn)一步顯示了本發(fā)明漿液的階躍高度減小性能。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的組合物和方法不但能夠出人意料地抑制對(duì)用于淺溝槽隔離法的半導(dǎo)體晶片上的活性層的去除，還能夠?qū)@些活性層進(jìn)行清除。該組合物宜包含用來(lái)在拋光過(guò)程中提高選擇性和可控性的磨料、分散劑、平面化助劑和性能增強(qiáng)劑。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含氧化鈰、羧酸聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮和余量的水。本發(fā)明的化合物還包含陽(yáng)離子性化合物，以促進(jìn)平面化、調(diào)節(jié)晶片清除時(shí)間和氧化硅去除。所述組合物還包含兩性離子化合物，以促進(jìn)平面化，以及作為氮化物去除的抑制劑。
較佳的是，所述新穎的拋光組合物包含約0.01-10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮，以便在氧化物去除過(guò)程中提供壓力閾值響應(yīng)(threshold pressure response)。較佳的是，所述聚乙烯基吡咯烷酮的含量為0.015-5重量％。更佳的是，所述聚乙烯基吡咯烷酮的含量為0.02-0.5％重量。另外，可使用具有更高或更低數(shù)均分子量的聚乙烯基吡咯烷酮的混合物。
另外，通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)得，所述聚乙烯基吡咯烷酮的重均分子量為100-1000000克/摩爾。較佳的是，所述聚乙烯基吡咯烷酮的重均分子量為500-500000克/摩爾。更佳的是，所述聚乙烯基吡咯烷酮的重均分子量約為1500-10000克/摩爾。
除了聚乙烯基吡咯烷酮以外，所述組合物優(yōu)選包含0.01-5重量％的羧酸聚合物，作為磨料顆粒(將在下文中討論)的分散劑。較佳的是，所述組合物包含0.05-1.5重量％的羧酸聚合物。另外，所述聚合物的數(shù)均分子量?jī)?yōu)選為4000-1500000。另外，可使用具有更高和更低數(shù)均分子量的羧酸聚合物的混合物。這些羧酸聚合物通常呈溶液形式，但是也可呈水分散體形式。所述羧酸聚合物可優(yōu)選作為磨料顆粒(將在下文中討論)的分散劑。上述聚合物的數(shù)均分子量通過(guò)GPC測(cè)定。
所述羧酸聚合物優(yōu)選由不飽和單羧酸和不飽和二羧酸形成。常規(guī)的不飽和單羧酸單體包含3-6個(gè)碳原子，包括丙烯酸、低聚丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸和乙烯基乙酸。常規(guī)的不飽和二羧酸包含4-8個(gè)碳原子，包括其酸酐，其包括例如馬來(lái)酸、馬來(lái)酸酐、富馬酸、戊二酸、衣康酸、衣康酸酐和環(huán)己烯二羧酸。另外還可使用上述酸的水溶性鹽。
數(shù)均分子量約為1000-1500000，優(yōu)選3000-250000，更優(yōu)選20000-200000的“聚(甲基)丙烯酸”是特別有用的。在本文中，術(shù)語(yǔ)“聚(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸的聚合物、甲基丙烯酸的聚合物或丙烯酸和甲基丙烯酸的共聚物。特別優(yōu)選不同數(shù)均分子量的聚(甲基)丙烯酸的摻合物。在這些聚(甲基)丙烯酸的摻合物或混合物中，將數(shù)均分子量為1000-100000，優(yōu)選4000-40000的較低數(shù)均分子量的聚(甲基)丙烯酸與數(shù)均分子量為150000-1500000，優(yōu)選200000-300000的較高數(shù)均分子量的聚(甲基)丙烯酸結(jié)合使用。通常數(shù)均分子量較低的聚(甲基)丙烯酸與數(shù)均分子量較高的聚(甲基)丙烯酸的重量百分比約為10∶1至1∶10，優(yōu)選為5∶1至1∶5，更優(yōu)選為3∶1至2∶3。優(yōu)選的摻合物中包含重量比為2∶1的數(shù)均分子量約為20000的聚(甲基)丙烯酸和數(shù)均分子量約為200000的聚(甲基)丙烯酸。
另外，可使用包含羧酸的共聚物和三元共聚物，其中羧酸組分占聚合物的5-75重量％。通常這種聚合物為(甲基)丙烯酸和丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺的聚合物；(甲基)丙烯酸和苯乙烯以及其它乙烯基芳族單體的聚合物；(甲基)丙烯酸烷基酯(丙烯酸或甲基丙烯酸的酯)與一元羧酸或二元羧酸例如丙烯酸或甲基丙烯酸或衣康酸的聚合物；具有鹵素(即氯、氟、溴)、硝基、氰基、烷氧基、鹵代烷基、羧基、氨基、氨基烷基之類(lèi)取代基的取代的乙烯基芳族單體與不飽和的一元羧酸或二元羧酸以及(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物；包含乙烯基吡啶、烷基乙烯基吡啶、乙烯基丁內(nèi)酰胺、乙烯基己內(nèi)酰胺之類(lèi)氮環(huán)的單烯鍵式不飽和單體與不飽和一元羧酸或二元羧酸的聚合物；丙烯、異丁烯或包含10-20個(gè)碳原子的長(zhǎng)鏈烷基烯烴之類(lèi)的烯烴與不飽和的一元羧酸或二元羧酸的聚合物；乙酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯之類(lèi)的乙烯醇酯，或氟乙烯、氯乙烯、偏二氟乙烯之類(lèi)的鹵代乙烯，或丙烯腈和甲基丙烯腈之類(lèi)的乙烯基腈，與不飽和一元羧酸或二元羧酸的聚合物；烷基具有1-24個(gè)碳原子的(甲基)丙烯酸烷基酯與如丙烯酸或甲基丙烯酸之類(lèi)的不飽和一元羧酸的聚合物。這些只是可用于本發(fā)明新穎拋光組合物的各種聚合物的一些例子。還可使用可生物降解的、可光降解的、或可通過(guò)其它方法降解的聚合物。這種可生物降解的組合物的例子是含有聚(丙烯酸酯-共聚-2-氰基丙烯酸甲酯)鏈段的聚丙烯酸聚合物。
所述拋光組合物優(yōu)選包含0.2-6重量％的磨料以促進(jìn)二氧化硅的去除。在此范圍內(nèi)，磨料的含量宜大于或等于0.5重量％。而且，在此范圍內(nèi)磨料的含量宜小于或等于2.5重量％。
磨料的平均粒度為50-200納米(nm)。對(duì)于本說(shuō)明書(shū)來(lái)說(shuō)，粒度表示磨料的平均粒度。更佳的是，宜使用平均粒度為80-150納米的磨料。將磨料的粒度減至小于或等于80納米，能夠改進(jìn)拋光組合物的平面化作用，但是也會(huì)降低去除速率。
磨料的例子包括無(wú)機(jī)氧化物、無(wú)機(jī)氫氧化物、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材料的混合物。合適的無(wú)機(jī)氧化物包括例如二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(A12O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈰(CeO2)、氧化錳(MnO2)、或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(wú)機(jī)氧化物的改性形式，例如，涂布了聚合物的無(wú)機(jī)氧化物顆粒和涂布了無(wú)機(jī)材料的顆粒。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、碳化鈦或包含至少一種上述金屬碳化物、硼化物和氮化物的組合。如果需要，也可將金剛石用作磨料。其它磨料還包括聚合物顆粒和涂布的聚合物顆粒。優(yōu)選的磨料是氧化鈰。
這些化合物在包含余量的水的溶液中，在很寬的pH值范圍內(nèi)都具有功效。該溶液的有效pH值范圍至少為4至9。另外，該溶液有益地依賴于余量的去離子水，從而限制伴有的雜質(zhì)。本發(fā)明拋光液的pH值優(yōu)選為4.5-8，更優(yōu)選為5.5-7.5。用來(lái)調(diào)節(jié)本發(fā)明組合物pH值的酸為例如硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸等。用來(lái)調(diào)節(jié)本發(fā)明組合物pH值的示例性的堿是，例如氫氧化銨和氫氧化鉀。
另外，該組合物優(yōu)選包含0.005-5重量％的兩性離子化合物，以促進(jìn)平面化和作為對(duì)氮化物去除的抑制劑。該組合物優(yōu)選包含0.01-1.5重量％的兩性離子化合物。
術(shù)語(yǔ)“兩性離子化合物”表示包含通過(guò)物理橋連(例如CH2基團(tuán))連接的大致等比例陽(yáng)離子取代基和陰離子取代基的化合物，從而該化合物最后總體為中性。本發(fā)明的兩性離子化合物包括以下結(jié)構(gòu) 式中n是整數(shù)，Y包括氫或烷基，Z包括羧基、硫酸根或氧，M包括氮、磷或硫原子，X1、X2和X3獨(dú)立包括選自氫、烷基和芳基的取代基。
在本文中，術(shù)語(yǔ)“烷基”表示取代或未取代的，直鏈、支鏈或環(huán)狀的優(yōu)選包含1-20個(gè)碳原子的烴鏈。烷基包括例如甲基、乙基、丙基、異丙基、環(huán)丙基、丁基、異丁基、叔丁基、仲丁基、環(huán)丁基、戊基、環(huán)戊基、己基和環(huán)己基。
術(shù)語(yǔ)“芳基”表示任何取代或未取代的芳族碳環(huán)基團(tuán)，該基團(tuán)優(yōu)選包含6-20個(gè)碳原子。芳基可以是單環(huán)或多環(huán)的。芳基包括例如，苯基、萘基、聯(lián)苯基、芐基、甲苯基、二甲苯基、苯乙基、苯甲酸酯、烷基苯甲酸酯、苯胺和N-烷基苯胺基。
優(yōu)選的兩性離子化合物包括例如甜菜堿。本發(fā)明優(yōu)選的甜菜堿是N，N，N-三甲基氨基乙酸鹽，具有以下結(jié)構(gòu) 本發(fā)明的組合物優(yōu)選包含0.005-5重量％的陽(yáng)離子化合物。較佳的是，該組合物任選包含0.01-1.5重量％的陽(yáng)離子化合物。本發(fā)明的陽(yáng)離子化合物能夠有益地促進(jìn)平面化，調(diào)節(jié)晶片清除時(shí)間，抑制氧化物的去除。優(yōu)選的陽(yáng)離子化合物包括烷基胺、芳基胺、季銨化合物和醇胺。示例性的陽(yáng)離子化合物包括甲胺、乙胺、二甲胺、二乙胺、三甲胺、三乙胺、苯胺、氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、乙醇胺和丙醇胺。
因此，本發(fā)明提供了一種可用來(lái)對(duì)用于淺溝槽隔離工藝的半導(dǎo)體晶片上的二氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的組合物。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的二氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含0.01-5重量％的羧酸聚合物，0.02-6重量％的磨料，0.01-10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮，0.005-5重量％的陽(yáng)離子化合物，0.005-5重量％的兩性離子化合物和余量的水，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為100-1000000克/摩爾。所述組合物在4-9的pH范圍內(nèi)具有顯著提高的閾壓力響應(yīng)和清除性能。
實(shí)施例所有的實(shí)施例溶液都包含1.8重量％的氧化鈰、0.27重量％的聚丙烯酸、0.5重量％的甜菜堿和0.15重量％的乙醇胺。另外，本發(fā)明的實(shí)施例包含0.1重量％的聚乙烯基吡咯烷酮。通過(guò)將磨料封裝與化學(xué)物質(zhì)封裝相混合來(lái)制備該漿液。磨料封裝是通過(guò)使用槳葉式混合器將聚丙烯酸濃縮物溶解在去離子水中，并向該聚丙烯酸溶液中加入氧化鈰濃縮物而制得的。然后使用硝酸或氫氧化銨滴定所述氧化鈰-聚丙烯酸-水混合物。然后將該混合物加入高剪切卡迪研磨機(jī)。所述化學(xué)物質(zhì)封裝是通過(guò)將所有余下的化學(xué)物質(zhì)溶解在適量去離子水中，用槳式混合器進(jìn)行混合，并使用硝酸或氫氧化銨滴定至最終所需pH值而制得的。所述最終漿液是通過(guò)將所述磨料封裝與化學(xué)物質(zhì)封裝混合，并滴定至所需pH值而制得的。
帶圖案的晶片是得自Praesagus，Inc.的SIT-MIT-864TM掩模，其具有HDP和LPCVD-SiN膜。所述MIT-864掩模結(jié)構(gòu)具有由4毫米×4毫米的特征(feature)組成的20毫米×20毫米的模子。掩模中的特征具有100微米的節(jié)距(pitch)，其密度各自為10-100％，1-1000微米的節(jié)距的密度為50％。在這里，密度50％定義為重復(fù)結(jié)構(gòu)陣列的間隔，其中間隔寬度/(間隔寬度+線條寬度)×100％＝50％。例如，如果間隔寬度+線條寬度＝1000微米，50％間隔的寬度為500微米。在所有的測(cè)試中都使用IC1000TM拋光墊。用Applied Materials mirra200毫米拋光機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行平面化，平面化操作時(shí)使用IC1000TM聚氨酯拋光墊(德國(guó)，Newark，Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)，向下作用力條件為1.5psi，拋光液流速為150cc/分鐘，臺(tái)板轉(zhuǎn)速為52RPM，支座轉(zhuǎn)速為50RPM。用硝酸或氫氧化銨將拋光液的pH值調(diào)節(jié)到6.5。所有的溶液都包含余量的去離子水。使用購(gòu)自Therma-Wave，Inc.的Opti-probe2600計(jì)量裝置測(cè)量氧化物膜和氮化物膜的厚度。
實(shí)施例1清除性能的比較如圖1A、1B和1C所示，對(duì)I代、II代和IV代漿液在1800埃/分鐘的去除速率下的拋光進(jìn)行比較，以評(píng)價(jià)它們的清除性能。III代漿液缺乏清除能力，因此排除在外。圖1中所列的數(shù)據(jù)是從中心、中部和邊緣的模子保持晶片規(guī)模(scale)均勻度的拋光后結(jié)果信息的平均值。在這三種漿液中，IV代漿液的氮化物損失最低(圖1A)。I代漿液的總氮化物損失小于II代，只是對(duì)于10％的結(jié)構(gòu)，I代漿液造成的氮化物損失更大。另外，根據(jù)MIT晶片上的各種密度特征以及寬溝槽的凹陷和腐蝕，IV代漿液是性能最佳的漿液，其次是II代漿液(圖1B和1C)?？傮w溝槽氧化物損失反映了凹陷和腐蝕的組合。
實(shí)施例2止于平面能力的比較如圖2和圖3所示，評(píng)價(jià)了III代漿液和IV代漿液的止于平面能力。由于I代漿液和II代漿液缺乏止于平面能力，因此不予評(píng)價(jià)。圖2顯示了使用這兩種漿液進(jìn)行拋光之后(止于平面狀態(tài))剩余的氧化物過(guò)量填充。提供的數(shù)據(jù)是中心、中部和邊緣模子結(jié)果的平均值。這兩種漿液都具有極佳的平面化性能。如拋光后過(guò)量填充厚度(在CMP處理前的水平附近)所示，III代漿液提供“硬”停止。如拋光后過(guò)量填充厚度(位于CMP處理前厚度和清除(零)厚度中間的半程處)所示，IV代漿液提供“軟”停止。對(duì)于IV代，可通過(guò)拋光條件的劇烈程度來(lái)控制停止厚度(拋光后剩余的過(guò)量填充)。圖3顯示了MIT晶片上100微米節(jié)距50％結(jié)構(gòu)的拋光后AFM形貌，表示出III代和IV代漿液處理之后剩余的階躍高度。如圖所示，IV代漿液提供了好得多的階躍高度減小性能。
實(shí)施例3DSTI性能的比較如圖4A-C和圖5所示，通過(guò)直接比較DSTI性能，發(fā)現(xiàn)IV代在密度特征和寬溝槽中，在氮化物損失和總氧化物損失方面比II代有顯著的提高。如圖4A-C所示，MIT晶片在這兩種情況下(II代和IV代)進(jìn)行清除所需的時(shí)間均小于3分鐘。對(duì)中心、中部和邊緣模子的數(shù)據(jù)單獨(dú)作曲線，以考察晶片規(guī)模均勻度信息。使用所述IV代漿液進(jìn)行未最優(yōu)化的工藝，最有難度的結(jié)構(gòu)(節(jié)距100微米，密度50％)在CMP后的氮化物損失約為70埃。最有難度的結(jié)構(gòu)(500微米溝槽)在CMP后的總溝槽氧化物損失約為350埃。圖5顯示了使用I代、II代和IV代漿液拋光的MIT掩模上常規(guī)的100微米節(jié)距、50％密度的結(jié)構(gòu)在CMP之后的AFM形貌。I代漿液提供了約500埃的CMP后階躍高度。II代漿液將階躍高度減小到大約200埃。IV代漿液將階躍高度進(jìn)一步減小到小于50埃。
因此，本發(fā)明提供了可用來(lái)對(duì)淺溝槽隔離法的半導(dǎo)體晶片上的氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的組合物。該組合物提供了“混合的”性能，其能夠“止于平面”，還能夠清除活性結(jié)構(gòu)。該組合物優(yōu)選包含磨料、分散劑、平面化助劑和性能增強(qiáng)劑，以便在拋光過(guò)程中提高選擇性和控制性。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明提供了一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含氧化鈰、羧酸聚合物、聚乙烯基吡咯烷酮和余量的水。本發(fā)明的化合物還包含性能增強(qiáng)劑，其包括用來(lái)促進(jìn)平面化、調(diào)節(jié)晶片清除時(shí)間和氧化硅去除的陽(yáng)離子性化合物，還包括用來(lái)促進(jìn)平面化和作為氮化物去除的抑制劑的兩性離子化合物。
權(quán)利要求
1.一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的二氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含0.01-5重量％的羧酸聚合物、0.02-6重量％的磨料、0.01-10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮、0.005-5重量％的陽(yáng)離子化合物、0.005-5重量％的兩性離子化合物和余量的水，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為100-1000000克/摩爾。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述組合物包含0.02-1重量％的聚乙烯基吡咯烷酮。
3.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為1500-10000克/摩爾。
4.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述兩性離子化合物具有以下結(jié)構(gòu) 式中n是整數(shù)，Y包括氫或烷基，Z包括羧基、硫酸根或氧，M包括氮、磷或硫原子，X1、X2和X3獨(dú)立地包括選自氫、烷基和芳基的取代基。
5.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述羧酸聚合物是聚丙烯酸。
6.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述陽(yáng)離子化合物選自烷基胺、芳基胺、季銨化合物和醇胺。
7.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述磨料是二氧化鈰。
8.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，所述水性組合物的pH值為4-9。
9.一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的二氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含0.01-5重量％的羧酸聚合物、0.02-6重量％的二氧化鈰、0.01-10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮、0.005-5重量％的乙醇胺、0.005-5重量％的甜菜堿和余量的水，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為100-1000000克/摩爾。
10.如權(quán)利要求9所述的組合物，其特征在于，所述組合物包含0.02-1重量％的聚乙烯基吡咯烷酮。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可用來(lái)對(duì)半導(dǎo)體晶片上的二氧化硅和氮化硅進(jìn)行拋光的水性組合物，該組合物包含0.01－5重量％的羧酸聚合物、0.02－6重量％的磨料、0.01－10重量％的聚乙烯基吡咯烷酮、0.005－5重量％的陽(yáng)離子化合物、0.005－5重量％的兩性離子化合物和余量的水，所述聚乙烯基吡咯烷酮的平均分子量為100－1000000克/摩爾。
文檔編號(hào)H01L21/304GK101054498SQ20071008771
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者S·J·蘭, C·余 申請(qǐng)人:羅門(mén)哈斯電子材料Cmp控股股份有限公司