包含聚乙烯亞胺的化學(xué)機(jī)械拋光組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含在范圍介于2至6的抑值下具 有-15mV或-15mVW下的負(fù)C電位的表面改性二氧化娃粒子及聚乙締亞胺，W及關(guān)于聚乙 締亞胺作為化學(xué)機(jī)械拋光（CM巧組合物的添加劑的用途。本發(fā)明還設(shè)及用于制造半導(dǎo)體裝 置的方法，包括在化學(xué)機(jī)械拋光（CM巧組合物存在下化學(xué)機(jī)械拋光基材或?qū)印?現(xiàn)有技術(shù)
[0002] 在半導(dǎo)體工業(yè)中，化學(xué)機(jī)械拋光為在制造高級(jí)光子、微機(jī)電及微電子材料及裝置 (如半導(dǎo)體晶圓）時(shí)所應(yīng)用的熟知技術(shù)。
[0003] 在用于半導(dǎo)體工業(yè)的材料及裝置的制造期間，采用CMPW使表面平面化。CMP利 用化學(xué)及機(jī)械作用的相互作用實(shí)現(xiàn)待拋光表面的平面化?；瘜W(xué)作用由也稱為CMP組合物或 CMP漿液的化學(xué)組合物提供。機(jī)械作用通常由典型地按壓在待拋光表面上且安裝于移動(dòng)壓 板上的拋光墊來(lái)進(jìn)行。壓板的移動(dòng)通常為線性、旋轉(zhuǎn)或軌道移動(dòng)。
[0004] 在典型的CMP方法步驟中，旋轉(zhuǎn)晶圓固持器使得待拋光晶圓與拋光墊接觸。CMP組 合物通常施用于待拋光晶圓與拋光墊之間。 陽(yáng)0化]在現(xiàn)有技術(shù)中，在包含表面改性二氧化娃粒子的CMP組合物存在下的CMP方法為 已知的且描述于例如W下參考文獻(xiàn)中。
[0006] WO2006/028759A2描述一種用于拋光基材/使基材平面化的水性漿液組合物， 基材在IC裝置上形成金屬互連的過(guò)程中使用。漿液包含二氧化娃磨料粒子，其中磨料粒子 經(jīng)選自侶酸根、錫酸根、鋒酸根和鉛酸根的金屬酸根陰離子進(jìn)行陰離子改性/滲雜，由此為 磨料粒子提供高負(fù)表面電荷且增強(qiáng)漿液組合物的穩(wěn)定性。
[0007]EP2 533 274Al公開一種化學(xué)機(jī)械拋光水性分散液，其包含（A)包括至少一個(gè) 選自橫基及其鹽的官能基的二氧化娃粒子及度）酸性化合物。
[0008] 發(fā)明目的
[0009] 本發(fā)明的一個(gè)目的為提供CMP組合物及CMP方法，其尤其用于化學(xué)機(jī)械拋光III-V 族材料，特別是在線路前端（FE化)IC生產(chǎn)中用于形成晶體管的GaAs及InP基材且展示經(jīng) 改進(jìn)的拋光效能，尤其
[0010] (i)III-V族材料（例如GaAs和/或In巧的高材料移除速率（MRR)， W11] (U)在不同III-V族材料之間的高選擇性（即不同III-V族材料的材料移除速率 之間的高比率），例如GaAs超過(guò)InP的高選擇性，
[0012] (iii)在CMP步驟后，III-V族材料（例如GaAs和/或In巧的高表面質(zhì)量，
[0013] (iv)安全操作及使危險(xiǎn)副產(chǎn)物（例如在拋光GaAs和/或InP的情況下的毒氣As& 和/或P&)減至最少，或
[0014] (V)或（i)、扣）、（iU)及（iv)的組合。
[0015] 此外，探尋易于應(yīng)用且需要盡可能少的步驟的CMP方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供包含W下組分的化學(xué)機(jī)械拋光（CM巧組合物：
[0017] (A)在范圍介于2至6的抑值下具有-15mV或-15mVW下的負(fù)C電位的表面改 性二氧化娃粒子， 陽(yáng)〇1引 度）一種或多種聚乙締亞胺，
[0019]似水，
[0020] 做任選一種或多種其他成分，
[0021] 其中組合物的抑值在2至6的范圍內(nèi)。
[0022] 在另一方面，本發(fā)明設(shè)及聚乙締亞胺的用途，其作為化學(xué)機(jī)械拋光（CM巧組合物 的添加劑，優(yōu)選作為包含在范圍介于2至6的抑值下具有-15mV或-15mVW下的負(fù)C電 位的表面改性二氧化娃粒子的化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)組合物的添加劑。優(yōu)選地，聚乙締亞胺 具有在500g/mol至40000g/mol的范圍內(nèi)的平均分子量且優(yōu)選為支化球形聚合物。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，其包括在如上文 或下文所定義的化學(xué)機(jī)械拋光（CM巧組合物存在下化學(xué)機(jī)械拋光基材或?qū)印?br>[0024] 一般，可通過(guò)本發(fā)明的方法制造的半導(dǎo)體裝置不受特別限制。因此，半導(dǎo)體裝置可 為包含半導(dǎo)體材料（如娃、錯(cuò)及III-V族材料）的電子組件。半導(dǎo)體裝置可為W單個(gè)離散 裝置形式制造的半導(dǎo)體裝置或W由在晶圓上制造及互連的許多裝置組成的集成電路（IC) 形式制造的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置可為兩端裝置（例如二極管）、=端裝置（例如雙極 晶體管）、四端裝置（例如霍爾效應(yīng)傳感器）或多端裝置。優(yōu)選地，半導(dǎo)體裝置為多端裝 置。多端裝置可為如集成電路及微處理器的邏輯設(shè)備或如隨機(jī)存取內(nèi)存（RAM)、只讀存儲(chǔ) 器（ROM)及相變隨機(jī)存取內(nèi)存（PCRAM)的內(nèi)存裝置。優(yōu)選地，半導(dǎo)體裝置為多端邏輯設(shè)備。 尤其是，半導(dǎo)體裝置為集成電路或微處理器。
[00巧]在又一方面，本發(fā)明設(shè)及如上文或下文所定義的化學(xué)機(jī)械拋光（CM巧組合物的用 途，其用于拋光含有一種或多種III-V族材料的基材或?qū)樱渲蠭II-V族材料中的一種或至 少一種或全部?jī)?yōu)選選自GaN、GaP、GaAs、Ga訊、AlAs、AlN、InP、InAs、In訊、InGaAs、InAlAs、 AlGaAs、GaAlN、GaInN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AllnP、GaAlSb、GalnSb、GaAlAsSb和 GaInAsSb。
[00%] 優(yōu)選實(shí)施方案在權(quán)利要求及說(shuō)明書中加W闡明。應(yīng)了解，優(yōu)選實(shí)施方案的組合屬 于本發(fā)明的范疇內(nèi)。
[0027] 在本發(fā)明的優(yōu)選方法中，基材或?qū)雍幸环N或多種III-V族材料。優(yōu)選地，III-V 族材料中的一種或至少一種或全部選自GaN、GaP、GaAs、Ga訊、AlAs、A1N、InP、InAs、In訊、 InGaAs、InAlAs、AlGaAs、GaAlN、GaInN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AlInP、GaAlSb、GaInSb、 GaAlAs訊和GaInAsSb。
[0028] 半導(dǎo)體裝置可通過(guò)本發(fā)明的方法制造。該方法優(yōu)選包括在如上文或下文所定義的 CMP組合物存在下化學(xué)機(jī)械拋光含有一種或多種III-V族材料的基材或?qū)樱▋?yōu)選為層）。
[0029] 若III-V族材料為層狀，層中所含所有III-V族材料的含量W相應(yīng)層的重量計(jì)優(yōu) 選大于90%、更優(yōu)選大于95%、最優(yōu)選大于98%、特別大于99%、例如大于99. 9%。III-V 族材料為由至少一種13族元素（包括A1、Ga、In)及至少一種15族元素（包括N、P、As、 Sb)組成的材料。術(shù)語(yǔ)"13族（groupl3)"及"15族（group15)"指當(dāng)前用于命名化學(xué)元 素周期表中各族的IUPAC慣例。優(yōu)選地，III-V族材料為GaN、GaP、GaAs、Ga訊、AlAs、AIN、InP、InAs、InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、GaAlN、GaInN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AlInP、 GaAlSb、Gain訊、GaAlAs訊或GalnAsSb。更優(yōu)選地，III-V族材料為GaN、GaP、GaAs、Ga訊、 InP、InAs、In訊、InGaAs或InAlAs。最優(yōu)選地，III-V族材料為GaN、GaP、GaAs、GaAs、InP 或InAs。特別地，III-V族材料為GaAs(神化嫁）和/或InP(憐化銅）。
[0030] 本發(fā)明的CMP組合物用于化學(xué)機(jī)械拋光含有一種或多種III-V族材料的基材或?qū)?(優(yōu)選為層），優(yōu)選用于化學(xué)機(jī)械拋光含有一種或多種III-V族材料的層。若III-V族材料 為層狀，層中所含所有III-V族材料的含量W相應(yīng)層的重量計(jì)優(yōu)選大于90%、更優(yōu)選大于 95%、最優(yōu)選大于98%、特別大于99%、例如大于99. 9%。優(yōu)選地，III-V族材料為GaN、GaP、 GaAs、GaSb、AlAs、AlN、InP、InAs、InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、GaAlN、GaInN、InGaAlAs、 1祐曰43?、1祐3?、411證、634156、63111訊、634143訊或631^3513。更優(yōu)選地，111-￥族材料為 GaN、GaP、GaAs、Ga訊、InP、InAs、In訊、InGaAs或InAlAs。最優(yōu)選地，III-V族材料為GaN、 GaP、GaAs、GaAs、InP或InAs。特別地，III-V族材料為GaAs(神化嫁）和/或InP(憐化 銅）。
[0031] 本發(fā)明的CMP組合物包含如下所述的組分（A)、度）及（C)水及任選其他組分值）。 陽(yáng)03引組分（A):在范圍介于2至6的抑值下具有-15mV或-15mVW下的負(fù)C電位的 表面改性二氧化娃粒子
[0033] 表面改性二氧化娃粒子具有比-15mV更負(fù)、優(yōu)選比-25mV更負(fù)且最優(yōu)選比-30mV 更負(fù)的C電位。
[0034] 表面改性二氧化娃粒子為二氧化娃粒子，優(yōu)選膠態(tài)二氧化娃粒子，其由于粒子表 面的變化而穩(wěn)定。表面改性二氧化娃粒子優(yōu)選為非晶形且未聚結(jié)，且因此典型地W彼此未 交聯(lián)的離散球體形式存在，且在表面上含有徑基。膠態(tài)二氧化娃粒子可通過(guò)此項(xiàng)技術(shù)中已 知的方法獲得，如娃酸鹽的離子交換或通過(guò)溶膠-凝膠技術(shù)（例如金屬醇鹽的水解或縮合、 或沉淀水合氧化娃的膠溶等）。 陽(yáng)03引優(yōu)選地，組分（A)的在范圍介于2至6的抑值下具有-15mV或-15mVW下的負(fù)C電位的表面改性二氧化娃粒子為經(jīng)金屬酸根離子進(jìn)行陰離子改性或經(jīng)橫酸改性的二氧化 娃粒子。
[0036] 在酸性條件下高度穩(wěn)定的橫酸改性水性陰離子型二氧化娃溶膠公開于例如WO 2010734542