[发明专利]包含元素硅的膜的化学机械平面化

权利要求书

1.一种用于抛光包括含有元素硅的至少一个表面的衬底的抛光组合物，其包含：

0.01重量％至15重量％范围内的磨料颗粒；

0.001重量％至0.5重量％范围内的增强包含元素硅的膜的去除速率的化合物；

分子量在500至100,000范围内的包含丙烯酸基团的聚合物或共聚物；和

液体载体；且

所述抛光组合物的pH在2和12之间；

其中，

所述磨料颗粒选自胶体二氧化硅、二氧化铈-二氧化硅复合颗粒及其混合物；和

所述增强包含元素硅的膜的去除速率的化合物选自异噻唑啉酮和衍生物、噻唑啉酮和衍生物。

2.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述增强包含元素硅的膜的去除速率的化合物选自异噻唑啉酮和衍生物。

3.根据权利要求1所述的抛光组合物，其中所述异噻唑啉酮和衍生物选自甲基异噻唑啉酮(MIT)、氯甲基异噻唑啉酮(CMIT)、苯并异噻唑啉酮(BIT)、辛基异噻唑啉酮(OIT)、二氯辛基异噻唑啉酮(DCOIT)、丁基苯并异噻唑啉酮(BBIT)及其组合；并且所述噻唑啉酮和衍生物选自2-苯并噻唑-1,1,3-三酮、N-甲基2-苯并噻唑啉酮、噻唑啉酮及其组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的抛光组合物，其中所述液体载体是水；并且所述抛光组合物的pH在4和10之间。

5.根据权利要求1-3任一项所述的抛光组合物，其中所述磨料颗粒包含氧化铈-二氧化硅复合颗粒和胶体二氧化硅颗粒。

6.根据权利要求1-3任一项所述的抛光组合物，其中所述抛光组合物还包含0.1ppm至0.5重量％的分子量在500至100,000范围内的包含丙烯酸基团的聚合物或共聚物。

7.根据权利要求6所述的抛光组合物，其中所述包含丙烯酸基团的聚合物或共聚物是聚丙烯酸铵。

8.根据权利要求1-3任一项所述的抛光组合物，其还包含以下的至少一种：

(1)选自以下的pH调节剂：氢氧化钠，氢氧化铯，氢氧化钾，氢氧化铵，有机氢氧化季铵，聚丙烯酸、柠檬酸、乙酸、碳酸、N,N-二羟乙基甘氨酸、三(羟甲基)甲基甘氨酸、三羟甲基氨基甲烷、4-(2-羟乙基)-1-哌嗪乙磺酸、N-环己基-3-氨基丙磺酸、3-(N-吗啉基)丙磺酸和哌嗪-N,N-双(2-乙磺酸)的盐，及其混合物；其中所述pH调节剂在0.0005重量％至1重量％范围内；

(2)选自a)非离子表面润湿剂，b)阴离子表面润湿剂，c)阳离子表面润湿剂，d)两性表面润湿剂及其混合物的表面活性剂；其中所述表面活性剂在0.001重量％至1重量％范围内；

(3)防止储存期间的细菌和真菌生长的生物生长抑制剂或防腐剂。

9.根据权利要求8所述的抛光组合物，其中所述有机氢氧化季铵是四甲基氢氧化铵。

10.一种用于包括含有元素硅的至少一个表面的半导体衬底的化学机械平面化的抛光方法，所述方法包括以下步骤：

使含有元素硅的所述至少一个表面与抛光垫接触；

将根据权利要求1-9任一项所述的抛光组合物递送到含有元素硅的所述至少一个表面；和

用所述抛光组合物抛光含有元素硅的所述至少一个表面。

11.根据权利要求10所述的抛光方法，其中所述抛光组合物包含甲基异噻唑啉酮(MIT)；所述液体载体是水；并且所述抛光组合物的pH在4和10之间。

12.根据权利要求10或11所述的抛光方法，其中所述半导体衬底还包括含有氧化硅、氮化硅或其组合的至少一个表面；并且所述抛光组合物还包含0.1ppm至0.5重量％的分子量在500至100,000范围内的聚丙烯酸或其盐；

其中在元素硅和氧化硅或氮化硅之间的去除速率选择性在0.1至110之间。