[发明专利]用于氧化硅、氮化硅、和多晶硅材料的化学机械抛光的组合物和方法

说明书

本发明提供用于氧化硅、氮化硅、和多晶硅材料的化学机械抛光的组合物和方法。该方法用于抛光包括二氧化硅、氮化硅、和多晶硅的基材。该方法包括用CMP组合物研磨该基材的表面以从其移除至少一些二氧化硅、氮化硅、和多晶硅。该CMP组合物包括悬浮在具有3至9.5的pH且含有阳离子聚合物的含水载体中的粒状二氧化铈研磨剂；其中该阳离子聚合物由甲基丙烯酰氧烷基季铵聚合物组成。

本申请是申请日为2014年7月21日、中国申请号为201480039178.5、发明名称为“用于氧化硅、氮化硅、和多晶硅材料的化学机械抛光的组合物和方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及抛光组合物和方法。更具体而言，本发明涉及用于抛光含有氧化硅、氮化硅和/或多晶硅的基材的方法和为此的组合物。

背景技术

在存储器应用中，典型的固态存储器件(动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、以及电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))对于各存储位(memory bit)采用微电子电路元件。对于典型的非易失性存储元件(例如EEPROM，即，“闪速”存储器)，采用浮栅场效应晶体管作为数据储存器件。这些器件将电荷保持在场效晶体管的栅极上以储存各存储位，且具有受限的可再编程性。此外，它们编程起来是慢的。

在半导体和存储器件制造期间，必须移除或减少多种材料层以在晶片上形成电路的多种部件，这典型地通过化学机械抛光(CMP)实现。许多传统的CMP组合物对在种类型的集成电路部件相对于另一部件的移除是有选择性的。

用于基材表面的CMP的组合物和方法在本领域中是公知的。用于半导体基材的表面的CMP(例如，用于集成电路的制造)的抛光组合物(也称为抛光浆料、CMP浆料、和CMP组合物)典型地含有研磨剂、多种添加剂化合物等等。

在常规CMP技术中，在CMP装置中，基材载具或者抛光头安装在载具组件上并且定位成与抛光垫接触。载具组件向基材提供可控制的压力，迫使基材抵靠着抛光垫。使该垫和载具连同其附着的基材一起相对于彼此移动。该垫和基材的相对移动起到如下作用：研磨基材的表面以从基材表面移除材料的一部分，从而抛光基材。基材表面的抛光典型地通过抛光组合物的化学活性(例如通过存在于CMP组合物中的氧化剂、酸、碱或其它添加剂)和/或悬浮于抛光组合物中的研磨剂的机械活性来进一步辅助。典型的研磨剂材料包括二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、氧化锆、和氧化锡。

具有三维晶体管堆叠的闪速存储器件(3D闪速存储器)越来越受欢迎。用于3D闪速应用的抛光浆料通常应提供对于氧化硅(例如，得自等离子体增强原硅酸四乙酯的二氧化硅，也称为“PETEOS”或者“TEOS”)、氮化硅和多晶硅的相对高的移除速率、以及良好的表面形貌(例如，小于的表面凹陷(dishing))和低的缺陷水平(例如，少于50个缺陷/晶片)。在现有的CMP组合物或方法中典型地未发现这样的特征组合。因此，存在开发提供这样的有利性质的新的抛光方法和组合物的正在进行的需求。本发明解决该正在进行的需求。从本文中提供的本发明的描述，本发明的这些和其它优点、以及额外的发明特征将是明晰的。

发明内容