[发明专利]用于钨化学机械抛光的组合物

说明书

用于抛光具有钨层的基板的化学机械抛光组合物，其包括基于水的液体载剂、分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒、含铁的促进剂及具有氨基酸单体的阳离子型聚合物。用于化学机械抛光包括钨层的基板的方法，其包括使该基板与上述抛光组合物接触、相对于该基板移动该抛光组合物、及研磨该基板以自该基板移除一部分该钨并由此抛光该基板。

背景技术

用于抛光(或平坦化)基板表面的化学机械抛光(CMP)组合物及方法在本领域中是公知的。用于抛光位于半导体基板上的金属层(诸如钨)的抛光组合物(也称为抛光浆料、CMP浆料及CMP组合物)可包括悬浮于水性溶液中的研磨剂颗粒及化学促进剂，诸如氧化剂、螯合剂、催化剂等。

在常规CMP操作中，将待抛光的基板(晶片)安装于载体(抛光头)上，该载体(抛光头)又安装于载体总成上且在CMP装置(抛光工具)中与抛光垫接触放置。载体总成向基板提供可控的压力，按压基板与抛光垫相抵。基板及垫通过外部驱动力相对于彼此移动。基板与垫的相对运动自基板表面研磨且移除一部分材料，由此抛光基板。通过垫与基板的相对移动的基板抛光可进一步通过抛光组合物的化学活性(例如，通过存在于CMP组合物中的氧化剂及其它化合物)和/或悬浮于抛光组合物中的研磨剂的机械活性辅助。

在典型的钨插塞及互连工艺中，钨沉积于介电质上以及其中所形成的开口内。然后，在CMP操作期间，移除介电层上的过量的钨以在介电质内形成钨插塞及互连。由于半导体器件的特征尺寸持续缩减，因此，在CMP操作中(例如，在钨CMP操作中)，满足局域及全域平坦度要求已变得更为困难。阵列侵蚀(也称为氧化物侵蚀)、插塞及线的凹进(recessing)(也称为凹陷(dishing))、以及钨蚀刻缺陷已知有损于平坦度及整体器件完整性。举例而言，过度的氧化物侵蚀和/或凹陷可在后续的光刻步骤中导致困难以及造成可降低电学性能的电接触问题。钨蚀刻/腐蚀也可降低电学性能或甚至引起器件失效。因此，在工业中，对于在钨CMP操作期间提供改善的平坦度的钨CMP浆料(或组合物)存在着需求。

发明内容

公开了用于抛光具有钨层的基板的化学机械抛光组合物。该抛光组合物包括基于水的液体载剂、分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒、含铁的促进剂及具有氨基酸单体的阳离子型聚合物。在一个实施方案中，研磨剂颗粒可包括胶体氧化硅(硅石，二氧化硅)(silica)且阳离子型聚合物可包括聚赖氨酸。进一步公开了用于化学机械抛光包括钨层的基板的方法。该方法可包括使该基板与上述抛光组合物接触、相对于该基板移动该抛光组合物、以及研磨该基板以自该基板移除一部分该钨并由此抛光该基板。

具体实施方式

公开了用于抛光具有钨层的基板的化学机械抛光(CMP)组合物。该抛光组合物包括基于水的液体载剂、分散于该液体载剂中的研磨剂颗粒、含铁的促进剂及具有氨基酸单体的阳离子型聚合物(在本文中也被称作聚氨基酸)。该CMP组合物可基本上包括任何含有氨基酸单体单元的阳离子型聚合物(包括均聚物及共聚物)。式(I)描绘了包括氨基酸单体的例示性均聚物。共聚物包括两种或更多种不同的单体单元。在合适的共聚物中，单体单元中的至少一者为氨基酸。