[发明专利]介电质CMP浆液中CsOH的应用

说明书

技术领域

本发明涉及包含磨蚀剂和氢氧化铯的化学机械抛光组合物。本发明还涉及使用含有氢氧化铯的抛光组合物抛光与集成电路结合的介电层的方法。

背景技术

集成电路是由数百万个于硅基板上或内部所形成的活性组件组合而成。起先是彼此分离的该活性组件是经相互连接而形成功能电路和组件。此组件是经由利用多阶连接而相互连接。互连结构一般具有第一金属化属、一连接层、第二阶金属化层和有时具有第三及后续阶金属化层。硅基板或井孔中的不同阶金属化层是使用阶间介电质(ILDs)诸如掺杂和未掺杂的二氧化硅(SiO₂)、或低介常数的介电质氮化钽来电隔离。

在典型的半导体制备过程中，是将金属化通路、金属化层及阶间介电层建立而制成集成电路。在各层建立时，即把过量的物质除去且通过使用化学机械抛光(CMP)技术将基板表面平坦化。在典型的化学机械抛光过程中，基板是与旋转的抛光垫直接接触。载体对着基板的背面施加压力。于抛光过程期间，抛光垫与基台都旋转同时对该基板背部保持一股向下力量。磨蚀剂及化学反应性溶液是于抛光期间施加至抛光垫。浆液是通过与抛光中的薄膜产生化学反应而引发抛光过程。当在晶片/抛光垫界面提供浆液时，抛光过程将因抛光垫与基板间的相对旋转运动而顺利进行。以此方法继续抛光直至在绝缘体上除去所要的薄膜。

抛光组合物的成份是为CMP步骤成功的重要因素。通过谨慎地选择成份，抛光组合物即可调制成以所欲抛光速率对所选择的层提供有效的抛光，同时将表面缺陷、瑕疵和相邻层的腐蚀及侵蚀都降至最低。

在集成电路的制造期间，是将介电层(一般含有二氧化硅)施加至电路上。一旦施加后，该介电层通常是不平坦的且必须使用一种抛光组合物将其抛光以产生平坦的介电层。重要的是，所选择的抛光组合物必须能够产生瑕疵少的平坦化介电层。而且，重要的是，所选择的抛光组合物必须能够有效率地且重复地抛光介电层。现有的ILD浆液一般是含有约10至30重量百分比磨蚀剂的稳定化磨蚀剂浆液，在浆液一般具有大于8的pH时，稳定化离子一般为钾或氨水，钾浆液的缺点为来自钾元素的离子污染物，其中该污染物离子会变成可移动的离子且会通过迁移至闸极区域及降低晶体管的阈电压而有害地影响组件的可靠性。此外，分散有钾的二氧化硅特有的一定程度的缺陷率。

氨浆液解决了与钾稳定化浆液有关的移动离子的问题。然而，氨具有浓烈的气味。此外，与钾浆液作比较，浆液平坦化效果较差，抛光缺陷率程度高且抛光速率低。

因此，对于改良的抛光组合物仍有需求，该组合物要能够有效地抛光介电层以产生基本上为平坦及展现低瑕疵的抛光介电层。

发明概述

在一个具体实施例中，本发明是为一种包含锻烧二氧化硅及约0.01至约5.0重量百分比的至少一种Cs+碱性盐的化学机械抛光组合物。

在另一个具体实施例中，本发明是为一种包含水、约1至约50重量百分比锻烧二氧化硅及约0.1至约0.2重量百分比CsOH的化学机械抛光组合物。抛光组合物是以至少百分比的50的开放场效率及至少百分的85的数组场效率来使含硅的基板平坦化。

再另一个具体实施例中，本发明是为一种能够抛光具有小于约0.25微米的闸极宽度的集成电路的化学机械抛光组合物，其包含约1至约50重量百分比的金属氧化物磨蚀剂及约0.01至约5.0重量百分比的Cs+碱性盐。

又另一个具体实施例中，本发明是为一种以本发明的抛光组合物用于使绝缘层平坦化的方法。抛光是通过制备一种包含水和CsOH的抛光组物来进行。随后把抛光组合物施加于平坦化中的基板表面或抛光垫上。使抛光垫与平坦化中的含硅基板层的表面接触；并使抛光垫相对于平坦化中的含硅基板表面移动。磨蚀剂是连同该抛光组合物一起使用以促进抛光过程。磨蚀剂可与抛光垫结合或磨蚀剂可添加至抛光组合物以产生一种化学机械抛光浆液，随后再将该浆液施加至基板或抛光垫上。

附图说明

图1是适合使用本发明的组合物和方法来平坦化的半导体晶片的一部份的简化侧切开图；

图2显示图1所示晶片于抛光后的情形；

图3是适合使用本发明的组合物和方法来使浅沟隔离平坦化的半导体晶片的一部份的侧切开图；

图4为图3的晶片，包括因效率很低的平坦化可产生的瑕疵；