利用含胺聚合物的ＣＭＰ系統(tǒng)和方法技術方案

本發(fā)明專利技術提供一種利用含胺聚合物的化學－機械拋光系統(tǒng)及方法，其包含液態(tài)載劑、拋光墊和／或磨料、及至少一種含胺聚合物，其中含胺聚合物具有５或更多個分離氨基官能團中氮原子的連續(xù)原子，或為嵌段共聚物，其具有至少一個包含一或更多個胺官能團的聚合物嵌段與至少一個不含任何胺官能團的聚合物嵌段。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術關于包含含胺聚合物的化學-機械拋光組合物。
技術介紹
集成電路是由數(shù)百萬個在基底(如硅晶圓)中或其上形成的有源裝置制 成。有源裝置通過化學及物理方式連接至基底中且使用多層互連接互連而形 成功能電路。典型的多層互連接包含第一金屬層、層間介電層、有時及第三與后續(xù)金屬層。層間介電層，如摻雜與未摻雜二氧化硅(Si02)和/或低K介電體，用以電隔離不同的金屬層。不同互連層間的電連接系使用金屬導孔完成。例如，美國專利5,741,626 敘述一種制備介電TaN層的方法。此外，美國專利4,789,648敘述一種在絕緣 膜制備多重金屬化層與金屬化導孔的方法。以類似的方式，使用金屬接點在 井區(qū)中形成互連接層與裝置間的電連接。金屬導孔與接點可充填各種金屬與 合金，例如，鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、 4呂銅(A1-Cu)、鋁硅(A1-Si)、銅(Cu)、鎢 (W)、鉬(Pt)、釕(Ru)、銥(Ir)、及其組合(以下稱為導孔金屬，，)。導孔金屬通常使用黏附層(即，屏障膜)，如鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、 氮化鉭(TaN)、鴒(W)、或氮化鎢(WN)屏障膜將導孔黏附于Si02基底。在接點 層，屏障膜作為擴散屏障以防止導孔金屬與SiCb反應。在一種半導體制造方法中，金屬導孔和/或接點系通過全面性金屬沉積繼 而化學-機械拋光(CMP)步驟而形成。在典型的方法中，蝕刻通過層間介電 體(ILD)至互連接線或至半導體基底的導孔洞。其次，在ILD上形成屏障膜且 導引至蝕刻的導孔洞中。然后將導孔金屬全面性沉積在屏障膜上及導孔洞 中。持續(xù)沉積直到導孔洞充滿全面性沉積金屬。最后，通過CMP法移除過量金屬以形成金屬導孔。導孔的制造和/或CMP方法揭示于美國專利4,671,851、 4'910,155與4，944,836。典型金屬CMP系統(tǒng)含懸浮在氧化水溶液中的磨料，如硅膠或氧化鋁。例 如，美國專利5，244,534揭示一種含氧化鋁、過氧化氫、及氫氧化鉀或銨的系 統(tǒng)，其可用于移除鴒且移除極少的底下絕緣層。美國專利5，209,816揭示一種 可用于將鋁拋光的系統(tǒng)，其包含高氯酸、過氧化氫、及在水溶性介質中的固 態(tài)磨料。美國專利5，340,370揭示一種鎢拋光系統(tǒng)，其包含鐵氰化鉀、乙酸鉀、 乙酸、與硅膠。美國專利5,391，258與5,476,606揭示將金屬與硅膠的復合物拋 光的系統(tǒng)，其包括水溶性介質、磨料顆粒、與控制硅膠移除速率的陰離子。 美國專利5,770,095揭示一種拋光系統(tǒng)，其包含氧化劑、化學劑、及選自氨基 乙酸與酰胺硫酸的蝕刻劑。美國專利6,290,736揭示一種將貴重金屬表面拋光 的拋光組合物，其包含磨料、卣素化合物、與石咸性水溶液。其它用于CMP 方法的拋光系統(tǒng)敘述于美國專利4，956,313、 5,137,544、 5,157,876、 5,354,490、 與5,527，423。鈦、氮化鈦、類似金屬(如鉤)的屏障膜具有類似導孔金屬的化學活性。 結果，可使用單一 系統(tǒng)有效地將Ti/TiN屏障膜與導孔金屬以類似的速率拋光。 然而，Ta與TaN屏障膜顯著地與Ti、 TiN、及類似屏障膜不同。Ta與TaN的化 學本性與Ti與TiN比較為相當惰性。因此，上述系統(tǒng)將鉭層拋光顯著地不如 將鈦層拋光有效(例如，鉭移除速率顯著地比鈦移除速率低)。雖然導孔金屬 與屏障金屬由于其類似的高移除速率而傳統(tǒng)上以單一系統(tǒng)拋光，使用傳統(tǒng)拋 光系統(tǒng)將導孔金屬及鉭與類似材料共同拋光造成令人不滿意的作用，如氧化 物腐蝕及導孔金屬凹狀扭曲。在使用貴重金屬作為導孔金屬時觀察到氧化物腐蝕的類似問題。貴重金 屬具有顯著較低的化學活性，而且被傳統(tǒng)CMP組合物不當?shù)貟伖狻ＹF重金屬 的有效平面化經常需要具堿性pH的CMP組合物，造成令人不滿意的較高氧 化物層移除速率。結果，仍有以下需要以使得第一金屬層的平面化效率、均勻性、及移 除速率最大且第二層的平面化最小，因而使令人不滿意的作用(如第一金屬層凹狀扭曲、表面不完美、及損壞底下形貌)最小的方式，將包含第一金屬層與第二層的基底拋光的系統(tǒng)、組合物、和/或方法。本專利技術提供此系統(tǒng)、組合物及方法。本專利技術的這些及其它特征與優(yōu)點由在此提供的專利技術說明而顯而易知。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術提供 一 種化學—機械拋光系統(tǒng)(chemical-mechanical polishing system, CMP系統(tǒng))，包4舌液態(tài)載劑(liquid carrier)、才勉光墊(polishing pad)和/ 或磨料(abrasive)、及至少 一種含胺聚合物(amine-containing polymer),其具有 5個或更多個分離氨基官能團的氮原子的連續(xù)原子(s叫uential atom)。本專利技術 亦提供一種化學-機械拋光系統(tǒng)，其包含液態(tài)載劑、拋光墊和/或磨料、及至 少 一種含胺嵌段共聚物，其具有至少 一個包含一或更多個胺官能團的聚合物 嵌段與至少一個不含任何胺官能團的聚合物嵌段。本專利技術進一步提供一種化 學 -機械拋光方法，其利用本專利技術的CMP系統(tǒng)將基底拋光。具體地，本專利技術提供了如下的技術方案(i) ， 一種化學-機械拋光系統(tǒng)，其包含(a)液態(tài)載劑；(b)拋光墊和/ 或磨料；及(c)至少一種含胺聚合物，其具有5個或更多個分離氨基官能團中氮原子的連續(xù)原子。(ii) . 根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物為縮合聚合物，該縮 合聚合物包括含有氨基官能團的重復單元。(iii) . 根據(jù)項(ii)的系統(tǒng)，其中縮合聚合物為聚氨基酰胺。(iv) . 根據(jù)項(iii)的系統(tǒng)，其中縮合聚合物為二亞乙基三胺/己二酸縮合 聚合物。(v) . 根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物為聚氯化二烯丙基二 曱基銨。(vi) . 根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物為包含含胺官能團的 重復單元與選自酰胺、乙酸乙烯酯、環(huán)氧乙烷、與環(huán)氧丙烷的重復單元的共聚物。(vii) .根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物具有7或更多個分離氨基官能團中氮原子的連續(xù)原子。(viii) .根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物具有10或更多個分離氨基官能團中氮原子的連續(xù)原子。根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其進一步包含過態(tài)型氧化劑。 (x).根據(jù)項(ix)的系統(tǒng)，其中過態(tài)型氧化劑選自過氧化物、過硫酸鹽、高碘酸鹽與高錳酸鹽。(Xi).根據(jù)項(i)的系統(tǒng)，其進一步包含配合劑。(xii) . —種化學-機械拋光系統(tǒng)，其包含(a)液態(tài)載劑；(b)拋光墊和/ 或磨料；及(c)至少一種含胺嵌段共聚物，其具有至少一個包含一或更多個胺 官能團的聚合物嵌段與至少 一個不含任何胺官能團的聚合物嵌段。(xiii) .根據(jù)項(xii)的系統(tǒng)，其中至少一種含胺嵌段共聚物為AB二嵌段、 ABA三嵌段、或ABC三嵌段共聚物。(xiv) .根據(jù)項(xii)的系統(tǒng)，其中包含一或更多個胺官能團的聚合物嵌段 為含胺嵌段共聚物的10重量％或更多。(xv) .根據(jù)項(xiv)的系統(tǒng)，其中包含一或更多個胺官能團的聚合物嵌段 為含胺嵌段共聚物的20重量％或更多。(xvi) .根據(jù)項(xii)的系統(tǒng)，其中包含一或更多個胺官能團的聚合物嵌段 為含胺嵌段共聚物的40重量％或更多。(xvii) .根據(jù)項(xii)的系統(tǒng)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種化學－機械拋光系統(tǒng)，其包含：（ａ）液態(tài)載劑；（ｂ）拋光墊和／或磨料；及　（ｃ）至少一種含胺聚合物，其具有５個或更多個分離氨基官能團中氮原子的連續(xù)原子。

【技術特征摘要】
US 2002-1-18 10/051,2411.一種化學-機械拋光系統(tǒng)，其包含(a)液態(tài)載劑；(b)拋光墊和/或磨料；及(c)至少一種含胺聚合物，其具有5個或更多個分離氨基官能團中氮原子的連續(xù)原子。2. 根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物為縮合聚合物，該 縮合聚合物包括含有氨基官能團的重復單元。3. 根據(jù)權利要求2的系統(tǒng)，其中縮合聚合物為聚氨基酰胺。4. 根據(jù)權利要求3的系統(tǒng)，其中縮合聚合物為二亞乙基三胺/己二酸縮 合聚合物。5. 根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中至少一種含胺聚合物為聚氯化二烯丙...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：凱文J莫根伯格，艾薩克K切里安，弗拉斯塔布魯西克，
申請(專利權)人：卡伯特微電子公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]