[发明专利]氧化铈去除组合物

说明书

本发明大体上涉及一种去除组合物和方法，其尤其适用于从上面有氧化铈粒子和CMP污染物的微电子装置，尤其具有PETEOS、氮化硅和多晶硅衬底的微电子装置清洁所述粒子和CMP污染物。在一个方面中，本发明提供利用不含硫和磷原子的络合剂处理上面有氧化铈粒子的微电子衬底。

技术领域

本发明大体上涉及用于从上面有氧化铈粒子和其它化学机械研磨浆料污染物的微电子装置去除所述粒子和污染物的组合物。

背景技术

微电子装置晶片用于形成集成电路。微电子装置晶片包括例如硅的衬底，衬底中区域经图案化用以沉积具有绝缘、导电或半导电特性的不同材料。

为获得恰当的图案化，必须去除用于在衬底上形成层的过量材料。此外，为制造功能性并且可靠的电路，在后续加工之前制备平整或平坦的微电子晶片表面很重要。因此，必需去除和/或研磨微电子装置晶片的某些表面。

化学机械研磨或平坦化(“CMP”)为一种从微电子装置晶片的表面去除材料，并且通过联合物理方法(例如磨耗)与化学方法(例如氧化或螯合)来研磨(例如，平坦化)所述表面的方法。CMP以其最基本的形式涉及将具有活性化学物质的研磨浆料施加到研磨垫，所述研磨垫在去除、平坦化和研磨工艺期间磨光微电子装置晶片的表面。为达成快速、均匀去除，利用纯物理或纯化学作用的去除或研磨方法并不如使用两者的协同组合般有效。另外，在集成电路的制造中，CMP浆料亦应能够优先去除包含金属和其它材料的络合层的膜，从而可产生用于后续光刻或图案化、蚀刻和薄膜加工的高度平坦的表面。

在用于使用浅沟槽隔离(STI)工艺在硅衬底中形成隔离区的生产线前段(front-end-of-the-line；FEOL)方法中，将垫氧化物膜和垫氮化物膜沉积于半导体衬底上并且图案化以暴露衬底中对应于隔离区的部分。接着，蚀刻衬底的暴露区以形成沟槽。其后，使衬底经受牺牲氧化工艺以去除由衬底蚀刻引起的损坏，随后在沟槽的表面上形成壁氧化物膜。接着，以如内埋于沟槽中的方式将内埋沟槽的氧化物膜(例如，由高密度等离子体化学气相沉积形成的氧化物膜，称为HDP-氧化物膜)沉积于衬底的表面上。随后，使HDP-氧化物膜的表面经受化学机械研磨，直到暴露垫氮化物膜为止。随后清洁所得衬底并且去除在沟槽蚀刻期间用作蚀刻屏障的垫氮化物膜，从而形成隔离区。

相对于含二氧化硅的浆料，对于绝缘体而言使用氧化铈粒子的CMP浆料通常达成较快研磨速度。此外，基于氧化铈的浆料由于其在最小氧化物侵蚀的情况下达成STI图案平坦化的能力而最常使用。不利地，由于氧化铈粒子相对于氧化硅和氮化硅表面带相反电荷的ζ电位，故基于氧化铈的浆料难以从STI结构去除。如果制造具有此些残余物残留于晶片上的装置，那么所述残余物将导致短路和电阻增加。在使用氧化铈浆料进行CMP加工之后，氧化铈粒子亦为FinFET结构的问题。

当前，用于去除氧化铈粒子的最有效湿清洁调配物为稀氢氟酸(DHF)。然而，DHF不利地蚀刻氧化硅和其它低k介电材料。

因此，仍需要一种氧化铈粒子去除组合物和方法，所述组合物和方法可有效地从微电子装置的表面去除氧化铈粒子，同时不损害例如氮化硅层、低k介电(例如，氧化硅)层和含钨层的底层材料。氧化铈粒子去除组合物亦应有效地从微电子装置的表面去除CMP浆料污染物。

发明内容

本发明大体上关于一种去除组合物和方法，其尤其适用于从上面有氧化铈粒子和CMP污染物的微电子装置，尤其具有PETEOS、氮化硅和多晶硅衬底的微电子装置清洁所述粒子和CMP污染物。在一个方面中，本发明提供利用不含硫和磷原子的络合剂处理上面有氧化铈粒子的微电子衬底。就此而言，氧化铈粒子可带正电或带负电。

具体实施方式

本发明大体上涉及适用于从上面有氧化铈粒子和CMP污染物的微电子装置去除此类一或多种材料的组合物。使用所述组合物有效去除氧化铈粒子和CMP污染物，另外，所述组合物与氮化硅和低k介电(例如，氧化硅)层相容。