[发明专利]用于抛光硅的碳化物的组合物及方法

说明书

本发明提供化学机械抛光组合物，其包含(a)氧化硅颗粒、(b)包含磺酸单体单元的聚合物、(c)任选地缓冲剂、以及(d)水，其中，该抛光组合物具有约2至约5的pH值。本发明进一步提供使用本发明的化学机械抛光组合物来化学机械抛光基板的方法。典型地，该基板包含硅的碳化物及硅的氮化物。

背景技术

用于对基板表面进行平坦化或抛光的组合物及方法是本领域中公知的。抛光组合物(也称为抛光浆料)典型地含有在液体载剂中的研磨材料并通过使表面与用抛光组合物饱和的抛光垫接触而施加至所述表面。典型的研磨材料包括硅的二氧化物、铈的氧化物、铝的氧化物、锆的氧化物及锡的氧化物。抛光组合物典型地与抛光垫(例如抛光布或抛光盘)结合使用。代替被悬浮于抛光组合物中，或者，除了被悬浮于抛光组合物中以外，研磨材料可被引入抛光垫中。

下一代半导体器件结合了具有较大硬度以及用于高功率、高温及高频操作应用的其它合乎期望的性质的材料的使用。这样的材料包括硅的碳化物(碳化硅，siliconcarbide)及硅的氮化物(氮化硅，silicon nitride)。硅的碳化物是具有电学性质与热物理性质(包括高的实际操作温度、良好的耐腐蚀性及高的热性质)的合乎期望的组合的材料。硅的氮化物是高强度的硬质材料，具有作为蚀刻停止掩模、电绝缘体、化学扩散阻挡物或作为电容器中的介电材料的效用。然而，与集成电路所包含的其它材料相比，硅的碳化物及硅的氮化物显著地更硬且更具化学惰性。

另外，已知的抛光组合物及方法没有提供以下能力：从半导体晶片选择性地移除硅的碳化物，而不以不可接受的高水平从该同一晶片移除诸如硅的二氧化物的材料。随着用于集成电路器件的技术的发展，传统的材料正以新的且不同的方式使用，以实现先进集成电路所需的性能水平。具体地说，硅的氮化物、硅的碳化物及硅的二氧化物正以各种组合使用，以实现新的且甚至更复杂的器件配置。通常，结构复杂性及性能特性随着不同的应用而改变。

因此，一直需要开发提供相对高的硅碳化物移除速率的新的抛光方法及组合物，并且，优先于存在于半导体晶片表面上的其它材料选择性移除硅的碳化物。

发明内容

本发明提供化学机械抛光基板的方法，包括：(i)提供基板，其中该基板包含位于基板表面上的硅碳化物层；(ii)提供抛光垫；(iii)提供抛光组合物，该抛光组合物包含(a)氧化硅(silica)颗粒、(b)包含磺酸单体单元的聚合物及(c)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH值；(iv)使基板与抛光垫及抛光组合物接触；以及(v)使抛光垫及抛光组合物相对于基板移动以磨除基板表面上的硅碳化物层的至少一部分从而抛光基板。

本发明还提供化学机械抛光组合物，包含：(a)含有铝离子的氧化硅颗粒，其中铝离子均匀地分布在氧化硅颗粒内，且其中氧化硅颗粒具有约40nm至约80nm的平均粒度，(b)包含磺酸单体单元的聚合物，(c)缓冲剂，以及(d)水，其中抛光组合物具有约2至约5的pH值。

具体实施方式

本发明提供化学机械抛光组合物，其包含：(a)氧化硅颗粒、(b)包含磺酸单体单元的聚合物、(c)任选地缓冲剂、以及(d)水，其中该抛光组合物具有约2至约5的pH值。