DE112005003745T5 - Aufschlämmzusammensetzung für das chemisch-mechanische Polieren zum Polieren von polykristallinem Siliciumfilm und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Aufschlämmzusammensetzung für das chemisch-mechanische Polieren zum Polieren von polykristallinem Siliciumfilm und Verfahren zur Herstellung derselben Download PDF

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Abstract

Aufschlämmungszusammensetzung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) zum Polieren eines polykristallinen Siliciumfilms, umfassend
(a) ein Metalloxid;
(b) eine quartäre Ammoniumbase und
(c) ein oberflächenaktives Mittel vom Fluortyp der nachstehenden Formel 1: CF3(CF2)nSO2X (1)wobei n für 1 bis 20 steht, X für COOR, RO, (OCH2CH2)n' oder (OCH2CH(OH)CH2)n' steht, R für eine C1-20-Alkylgruppe steht und n' für 1 bis 100 steht.

Description

  • Fachgebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Aufschlämmung für das chemisch-mechanische Polieren eines polykristallinen Silicium(Poly-Si)-Films und ein Verfahren zur Herstellung der Aufschlämmung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Fertigen einer bei der Bildung eines selbstausrichtenden schwebenden Gates einer Flash-Speichervorrichtung nützlichen Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Aufschlämmung, die in der Lage ist, die Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer (within-wafer-non-uniformity; WIWNU) mit einer hohen Polierselektivität für einen polykristallinen Siliciumfilm vorrangig vor einem als Polierstoppschicht dienenden Trennfilm der Vorrichtung zu verbessern.
  • Stand der Technik
  • Die Technologie integrierter Schaltkreise erlangt durch eine hohe Leistungsfähigkeit und hohe Integration von Halbleitervorrichtungen die Ära der durch 312 MBit- und 1 GBit-DRAMs repräsentierten Größtintegration (ultra large scale integration; ULSI). Da die zur Fertigung von Vorrichtungen erforderliche Min destverarbeitungsgröße kleiner wird, werden gegenwärtig Linienbreiten von 60 nm und 70 nm für die Fertigung von Vorrichtungen der nächsten Generation angewandt.
  • Die Integration in integrierte Schaltkreise (integrated circuits; ICs) führte zu einer Reduktion in der Größe von Vorrichtungen und der Notwendigkeit einer Zusammenschaltung in mehreren Ebenen. Zum Erfüllen dieser Notwendigkeit ist es nötig, die gesamte Oberfläche von zu polierenden Materialien durch die Verwendung einer wirksamen Lithographie zu planarisieren. Unter solchen Umständen steht derzeit das chemisch-mechanische Polieren als neue Planarisierungstechnik im Mittelpunkt des Interesses. Hochintegrierte Halbleitervorrichtungen werden angefertigt, indem leitende Materialien und Isoliermaterialien unter Bildung von Muster wiederholt und abwechselnd übereinander angeordnet werden. Wird die Oberfläche jeder Materialschicht nach der Musterbildung nicht planarisiert, ist es sehr schwierig, neue Musterschichten auf der oberen zu bilden. Das heißt, dass im Falle, dass neue Schichten kontinuierlich auf nicht-gleichförmige Oberflächen zwischen Materialschichten laminiert werden, einfallendes Licht in unterschiedlichen Winkeln von gebrochenen Filmen reflektiert wird, was nach der Entwicklung zu fehlerhaften Photoresistmustern führt. Demzufolge ist die Notwendigkeit des chemisch-mechanischen Polierens (hier nachstehend einfach als „CMP" bezeichnet) weithin anerkannt. CMP ist von besonderer Bedeutung, da zum Bilden von Kontakten und Leitungen von Vorrichtungen bei Halbleiterherstellungsverfahren weithin polykristalline Materialien verwendet werden.
  • Das Prinzip von CMP-Techniken besteht darin, dass eine Aufschlämmung, bei welcher es sich um eine Schleiflösung handelt, in einem Stadium, in welchem ein Wafer mit der Oberfläche eines Polierkissens in Kontakt gebracht wird, derart zugeführt wird, dass die Aufschlämmung mit der Oberfläche des Wafers chemisch reagiert, und gleichzeitig das Polierkissen über den Wafer bewegt wird, um auf der Oberfläche des Wafers vorliegende unregelmäßige Teile zu entfernen.
  • Aufschlämmungen, die bei Halbleiter-CMP-Verfahren verwendet werden, umfassen entionisiertes Wasser, ein Metalloxid, eine Base oder Säure zur pH-Einstellung, einen Zusatz zum Steuern der Polierrate und -selektivität und dergleichen. Bei dem hauptsächlich verwendeten Metalloxid handelt es sich um Siliciumdioxid (SiO2), Aluminiumdioxid (Al2O3), Cerdioxid (CeO2), Zirkoniumdioxid (ZrO2), Titandioxid (TiO2) oder dergleichen, die durch ein Abrauch- oder Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden. Als der Zusatz wird zum Erzeugen einer Anzahl von Hydroxyionen hauptsächlich ein Zusatz vom Amintyp verwendet, um hohe Polierraten für polykristalline Siliciumfilme und gleichzeitig niedrige Polierraten für Isolierschichten zu erzielen.
  • Es wurden bisher Versuche an verschiedenen Verfahren durchgeführt, die Polierrate zu erhöhen. Zum Beispiel offenbart US-Patent Nr. 4,169,337 die Zugabe eines Ätzmittels wie Aminoethylethanolamin. Die US-Patente Nr. 3,262,766 und 3,768,989 offenbaren die Herstellung von Polierzusammensetzungen durch gleichzeitiges Ausfällen von kleinen Mengen anderer Teilchen wie CeO2-Teilchen während der Herstellung von SiO2. Ferner ist in Mechanism of Glass Polishing, Bd. 152, 1729, 1971 die Zugabe von anorganischen Salzen wie Ce(OH)4, NH4SO4 und Fe(SO4) zu einer Aufschlämmung offenbart. Viele Patentveröffentlichungen offenbaren Aufschlämmungen zum Erhöhen der Polierrate und -selektivität. Zum Beispiel beschreibt US-Patent Nr. 4,169,337 eine Aufschlämmung, die aus Siliciumdioxid/Amin/organischem Salz(mehrwertigem Alkohol zusammengesetzt ist, beschreibt US-Patent Nr. 4,169,337 eine Aufschlämmung, die aus Siliciumdioxid/Amin zusammengesetzt ist, beschreibt US-Patent Nr. 5,139,571 eine Aufschlämmung, die aus Siliciumdioxid/quartärem Ammoniumsalz zusammengesetzt ist, beschreibt US-Patent Nr. 5,759,917 eine Aufschlämmung, die aus Cerdioxid/Carbonsäure/Siliciumdioxid zusammengesetzt ist, beschreibt US-Patent Nr. 5,938,505 eine Aufschlämmung, die aus Tetramethylammoniumsalz/Wasserstoffperoxid zusammengesetzt ist, und beschreibt US-Patent Nr. 6,009,604 eine Aufschlämmung, die aus Elektronendonerverbindung/TMAH/Siliciumdioxid zusammengesetzt ist.
  • Da Aufschlämmungen, die allgemein zum Polieren von polykristallinen Siliciumfilmen verwendet werden, eine hohe Polierselektivität für polykristalline Siliciumfilme aufweisen, werden Isolieroxidfilme als Stoppschichten verwendet. Diese hohe Polierselektivität führt aufgrund einer chemisch mechanischen Wirkung zu einem Kümpeln (einer Vertiefung) auf den polykristallinen Siliciumfilmen. Das Auftreten eines Kümpelns beeinträchtigt das anschließende Photoverfahren, wodurch nach der Bildung von polykristallinen Siliciumleitungen ein Höhenunterschied verursacht wird. Infolgedessen werden die elektrischen Eigenschaften und Kontakteigenschaften innerhalb der Zellen verschlechtert.
  • So besteht der Bedarf einer Entwicklung einer neuen Aufschlämmung, die in der Lage ist, das Problem des Kümpelns zu überwinden und die Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer zu verbessern.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Daher wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht der vorstehenden Probleme des Stands der Technik erstellt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufschlämmung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) mit einer hohen Selektivität bereitzustellen, die eine Mischung aus Metalloxid-Schleifteilchen in ultrareinem Wasser und Additive, einschließlich eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp und einer quartären Ammoniumbase, umfasst.
  • Technische Lösung
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine CMP-Aufschlämmungszusammensetzung zum Polieren eines polykristallinen Siliciumfilms bereitgestellt, umfassend:
    • (a) ein Metalloxid;
    • (b) eine quartäre Ammoniumbase und
    • (c) ein oberflächenaktives Mittel vom Fluortyp der nachstehenden Formel 1: CF3(CF2)nSO2X (1)wobei n für 1 bis 20 steht, X für COOR, RO, (OCH2CH2)n' oder (OCH2CH(OH)CH2)n' steht, R für eine C1-20-Alkylgruppe steht und n' für 1 bis 100 steht.
  • Das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp der Formel 1 liegt vorzugsweise in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Aufschlämmungszusammensetzung vor.
  • Das Metalloxid ist vorzugsweise mindestens eine Art, ausgewählt aus SiO2, Al2O3, CeO2, ZrO2 und TiO2, und weist vorzugsweise eine primäre Teilchengröße von 10 nm bis 200 nm und einen spezifischen Oberflächenbereich von 10 bis 300 m2/g auf.
  • Die quartäre Ammoniumbase ist vorzugsweise mindestens eine Verbindung, ausgewählt aus Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid und Tetrabutylammoniumhydroxid.
  • Ein Gemisch aus zwei oder mehr Arten des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp der Formel 1 wird gleichzeitig in der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der CMP-Aufschlämmungszusammensetzung bereitgestellt, wobei 0,001 bis 1 Gew.-% des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp, 0,01 bis 5 Gew.-% der quartären Ammoniumbase und 0,1 bis 30 Gew.-% des Metalloxids ultrareinem Wasser zugeführt werden und dies anschließend gemischt wird.
  • Bester Weg zum Ausführen der Erfindung
  • Hier nachstehend wird die vorliegende Erfindung detaillierter beschrieben.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine CMP-Aufschlämmungszusammensetzung zum Polieren eines polykristallinen Siliciumfilms bereit, die (a) ein Metalloxid, (b) eine quartäre Ammoniumbase und (c) ein oberflächenaktives Mittel der nachstehenden Formel 1: CF3(CF2)nSO2X (1)wobei n für 1 bis 20 steht, X für COOR, RO, (OCH2CH2)n' oder (OCH2CH(OH)CH2)n' steht, R für eine C1-20-Alkylgruppe steht und n' für 1 bis 100 steht, umfasst.
  • Das Metalloxid ist nicht speziell beschränkt, sofern es durch ein Abrauch- oder Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden kann. Beispiele für geeignetes Metalloxid schließen Siliciumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3), Cerdioxid (CeO2), Zirkoniumdioxid (ZrO2) und Titandioxid (TiO2) ein.
  • Diese Metalloxide weisen vorzugsweise eine wie durch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) bestimmte primäre Teilchengröße von 10 nm bis 200 nm, vorzugsweise 20 nm bis 200 nm, und vorzugsweise eine spezifische Oberfläche von 10 bis 300 m2/g auf. Es ist bevorzugt, Siliciumdioxidteilchen als das Metalloxid zu verwenden, da dies bessere Ergebnisse erzielt. Liegt die primäre Teilchengröße unter 10 nm, ist die Polierrate (d. h. Entfernungsrate) gering, und folglich fällt der Durchsatz unerwünscht ab. Dem gegenüber liegen, wenn die primäre Teilchengröße über 200 nm liegt, große Teilchen in großer Menge vor, was unvorteilhaft die Bildung von μ-Kratzern verursacht. Der Gehalt des Metalloxids in der Aufschlämmung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-% und stärker bevorzugt 1 bis 20 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Zusammensetzung.
  • Es ist erforderlich, dass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert von 9 oder mehr aufweist, um die Polierrate der polykristallinen Siliciumschichten bei einem geeigneten Grad zu halten. Zu diesem Zweck umfasst die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine quartäre Ammoniumbase als pH-einstellendes Mittel. Spezifische Beispiele für die quartäre Ammoniumbase schließen Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid und Tetrabutylammoniumhydroxid ein. Diese quartären Ammoniumbasen können allein oder in Kombination verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass die quartäre Ammoniumbase in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Aufschlämmung zugesetzt wird. Allerdings ist es zum Verbessern der Leistungsfähigkeit stärker bevorzugt, dass die quartäre Ammoniumbase in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 1 Gew.-% zugesetzt wird.
  • Das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp wird zum Steuern der Polierrate und zum Verbessern der Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer eines polykristallinen Siliciumfilms verwendet.
  • Das in der vorliegenden Erfindung verwendete oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp ist eine nicht-ionische Perfluoralkansulfonylverbindung der nachstehenden Formel 1 CF3(CF2)nSO2X (1)wobei n für 1 bis 20 steht, X für COOR, RO, (OCH2CH2)n' oder (OCH2CH(OH)CH2)n' steht, R für eine C1-20-Alkylgruppe steht und n' für 1 bis 100 steht.
  • In der Formel 1 wird die am meisten bevorzugte Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer erzielt, wenn n zwischen 1 und 8 liegt.
  • Zwei oder mehr Arten des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp der Formel 1 können gleichzeitig in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es ist bevorzugt, dass das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 1 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Aufschlämmung zugesetzt wird. Allerdings ist es zum Verbessern der Leistungsfähigkeit stärker bevorzugt, dass das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 0,5 Gew.-% zugesetzt wird. Wird das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp in einer geringeren Menge als 0,001 Gew.-% verwendet, ist die Polierrate eines polykristallinen Siliciumfilms zu hoch, werden Kantenabschnitte eines Wafers übermäßig poliert, was tendenziell die Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer verschlechtert. Unterdessen ist, wenn das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp in einer Menge über 1 Gew.-% verwendet wird, die Polierrate eines polykristallinen Siliciumfilms zu gering, werden Kantenab schnitte eines Wafers nicht angemessen poliert, wodurch die Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer verschlechtert wird. Zudem kann durch angemessenes Steuern der Menge des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp das Kantenprofil verbessert und das Auftreten eines Kümpelns (einer Vertiefung) verringert werden.
  • Da die erfindungsgemäß das oberflächenaktive Mittel, die quartäre Ammoniumbase und das Metalloxid umfassende Aufschlämmungszusammensetzung eine angemessene Polierrate aufweist, kann die Selektivität für einen polykristallinen Siliciumfilm vorrangig vor einem isolierenden Oxidfilm das gewünschte Verhältnis von 20:1 bis 100:1 erreichen, kann die am meisten bevorzugte Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer erhalten werden und kann das Problem des Kümpelns vermieden werden.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung der CMP-Aufschlämmungszusammensetzung bereit, wobei 0,001 bis 1 Gew.-% des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp, 0,01 bis 5 Gew.-% der quartären Ammoniumbase und 0,1 bis 30 Gew.-% des Metalloxids ultrareinem Wasser zugeführt werden und dies anschließend gemischt wird.
  • Modus für die Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben. Allerdings sind diese Beispiele zum zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
  • Beispiel 1
  • Zuerst wurden 200 g 20 Gew.-%iges TMAH 12299,5 g ultrareinem Wasser zugesetzt. Zehn Minuten nach der Zugabe wurden 0,5 g Polyoxyethylenperfluorbutylsulfonylester zugesetzt. Diesem Gemisch wurden 2500 g 20 Gew.-%iges kolloidales Siliciumdioxid in einem Reaktor zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde mit 500 UpM ausreichend gerührt und durch einen Filter mit 3 Mikron filtriert, um eine Aufschlämmung zu erhalten. Ein Wafer wurde für eine Dauer von einer Minute unter Verwendung der Aufschlämmung unter den folgenden Bedingungen poliert. Die Dicke des Wafers vor und nach dem Polieren wurde gemessen, und die Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer (WIWNU) wurde an anderen Abschnitten als Kanten mit 3 mm durch eine 98-Punkt-Analyse unter Verwendung einer Optisonde beurteilt.
  • Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 1 dargestellt.
    • – Poliermaschine: UNIPLA 211 (Semicon Tech.)
    • – Polierkissen: IC1000/Suba IV K groove (Rodel)
    • – Poliersubstrat: F-Poly, PTEOS, 8'' blanket Wafer
    • – Polierbedingungen – Plattengeschwindigkeit: 70 UpM – Kopfgeschwindigkeit: 70 UpM – Druck: 3,5 psi – Gegendruck: 0 psi – Temperatur: 25°C – Aufschlämmungsfluss: 200 ml/Min.
  • Beispiel 2
  • Eine Aufschlämmung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass 1,0 g Polyoxyethylenperfluorbutylsulfonylether zugesetzt wurde. Die Polierleistungsfähigkeit der Aufschlämmung wurde gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise beurteilt. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 1 dargestellt.
  • Beispiel 3
  • Eine Aufschlämmung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass 1,5 g Polyoxyethylenperfluorbutylsulfonylether zugesetzt wurden. Die Polierleistungsfähigkeit der Aufschlämmung wurde gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise beurteilt. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
    Kolloid. Siliciumdioxid Menge Polierleistungsfähigkeit
    Polyoxyethylenperfluorbuylsulfonylester TMAH (20%ig) Poly-Si PTEOS Selektivität
    Polierrate (Å/in.) WIWNU (%) Polierrate (Å/in.) WIWNU (%)
    Bsp. 1 2500 g 0,5 g 200 g 2121 2,27 26 3,15 82
    Bsp. 2 2500 g 1,0 g 200 g 1069 5,19 21 3,59 51
    Bsp. 3 2500 g 1,5 g 200 g 708 7,66 29 3,36 24
  • Eine Aufschlämmung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass kein Polyoxyethylenperfluorbutylsulfonylether zugesetzt wurde. Die Polierleistungsfähigkeit der Aufschlämmung wurde gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise beurteilt. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 2 dargestellt.
  • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine Aufschlämmung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass kein TMAH zugesetzt wurde. Die Polierleistungsfähigkeit der Aufschlämmung wurde gemäß der in Beispiel 1 beschriebenen Vorgehensweise beurteilt. Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2
    Kolloid. Siliciumdioxid Menge Polierleistungsfähigkeit
    Polyoxyethylenperfluorbuylsulfonylester TMAH (20%ig) Poly-Si PTEOS Selektivität
    Polierrate (Å/in.) WIWNU (%) Polierrate (Å/in.) WIWNU (%)
    Vg.-Bsp. 1 2500 g - 200 g 3564 18,95 30 15,41 119
    Vgl.-Bsp. 2 2500 g 0,5 g - 103 17,67 92 13 1
  • Wie aus den in den Tabellen 1 und 2 dargestellten Daten ersichtlich, ermöglicht die gleichzeitige Verwendung des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp und der quartären Ammoniumbase eine deutliche Reduktion in der Anzahl von Oberflächenfehlern auf den Wafern und hält eine bevorzugte Selektivität verglichen mit der einzelnen Verwendung der zwei Bestandteile aufrecht.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, stellt die vorliegende Erfindung eine CMP-Aufschlämmungszusammensetzung zum Polieren eines polykristallinen Siliciumfilms bereit, die das Problem des Kümpelns löst und eine überragende Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer und optimale Selektivität aufweist.
  • Wenngleich die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichenden Zwecken offenbart worden sind, leuchtet es dem Fachmann ein, dass verschiedene Modifikationen, Zusätze und Ersetzungen möglich sind, ohne vom wie in den beiliegenden Ansprüchen offenbarten Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen.
  • Zusammenfassung
  • Offenbart hier sind eine Aufschlämmung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) zum Polieren eines polykristallinen Siliciumfilms und ein Verfahren zur Herstellung der Aufschlämmung. Die CMP-Aufschlämmung umfasst eine Mischung von Metalloxid-Schleifteilchen in ultrareinem Wasser und Zusätze, einschließlich eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp und einer quartären Ammoniumbase. Die CMP-Aufschlämmung kann eine CMP-Aufschlämmungszusammensetzung bereitstellen, die eine überragende Nicht-Gleichförmigkeit im Wafer und verbesserte Selektivität aufweist und das Problem des Kümpelns löst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 4169337 [0006, 0006, 0006]
    • - US 3262766 [0006]
    • - US 3768989 [0006]
    • - US 5139571 [0006]
    • - US 5759917 [0006]
    • - US 5938505 [0006]
    • - US 6009604 [0006]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - Mechanism of Glass Polishing, Bd. 152, 1729, 1971 [0006]

Claims (6)

  1. Aufschlämmungszusammensetzung für das chemisch-mechanische Polieren (CMP) zum Polieren eines polykristallinen Siliciumfilms, umfassend (a) ein Metalloxid; (b) eine quartäre Ammoniumbase und (c) ein oberflächenaktives Mittel vom Fluortyp der nachstehenden Formel 1: CF3(CF2)nSO2X (1)wobei n für 1 bis 20 steht, X für COOR, RO, (OCH2CH2)n' oder (OCH2CH(OH)CH2)n' steht, R für eine C1-20-Alkylgruppe steht und n' für 1 bis 100 steht.
  2. Aufschlämmungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das oberflächenaktive Mittel vom Fluortyp in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-% auf der Basis des Gesamtgewichts der Aufschlämmungszusammensetzung vorliegt.
  3. Aufschlämmungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Metalloxid mindestens eine Art ist, ausgewählt aus SiO2, Al2O3, CeO2, ZrO2 und TiO2, und eine primäre Teilchengröße von 10 nm bis 200 nm und einen spezifischen Oberflächenbereich von 10 bis 300 m2/g aufweist.
  4. Aufschlämmungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die quartäre Ammoniumbase mindestens eine Verbindung ist, ausgewählt aus Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid und Tetrabutylammoniumhydroxid.
  5. Aufschlämmungszusammensetzung nach Anspruch 1, wobei ein Gemisch aus zwei oder mehr Arten des oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp der Formel 1 verwendet wird.
  6. Verfahren zur Herstellung einer CMP-Aufschlämmungszusammensetzung, wobei 0,001 bis 1 Gew.-% eines oberflächenaktiven Mittels vom Fluortyp der nachstehenden Formel 1 CF3(CF2)nSO2X (1)wobei n für 1 bis 20 steht, X für COOR, RO, (OCH2CH2)n' oder (OCH2CH(OH)CH2)n' steht, R für eine C1-20-Alkylgruppe steht und n' für 1 bis 100 steht; 0,01 bis 5 Gew.-% einer quartären Ammoniumbase und 0,1 bis 30 Gew.-% eines Metalloxids ultrareinem Wasser zugeführt werden und dies anschließend gemischt wird.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100827594B1 (ko) * 2006-11-07 2008-05-07 제일모직주식회사 다결정 실리콘 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이의 제조방법
US8512593B2 (en) * 2005-11-04 2013-08-20 Cheil Industries, Inc. Chemical mechanical polishing slurry compositions, methods of preparing the same and methods of using the same
CN105143390B (zh) * 2013-04-17 2019-08-13 三星Sdi株式会社 有机膜化学机械研磨浆料组成物及使用其的研磨方法
EP3576136A1 (de) * 2015-05-29 2019-12-04 GlobalWafers Co., Ltd. Verfahren zum polieren eines halbleiterwafers
CN115989296A (zh) * 2020-08-31 2023-04-18 Skc索密思株式会社 半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物制备方法和使用抛光组合物的半导体元件的制备方法
US20240043718A1 (en) * 2020-12-09 2024-02-08 Sk Enpulse Co., Ltd. Polishing composition for semiconductor processing,method for preparing polishing composition, and method for manufacturing semiconductor element to which polishing composition is applied
US20240030041A1 (en) * 2020-12-30 2024-01-25 Sk Enpulse Co., Ltd. Polishing composition for semiconductor processing polishing composition preparation method, and semiconductor device manufacturing method to which polishing composition is applied
CN115093794B (zh) * 2022-06-17 2023-10-13 万华化学集团电子材料有限公司 一种多晶硅抛光组合物及其应用
CN115386300B (zh) * 2022-08-22 2023-09-19 万华化学集团电子材料有限公司 一种适用于硅晶圆再生的抛光组合物、制备方法及其应用

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3262766A (en) 1963-11-21 1966-07-26 Grace W R & Co Rare-earth oxides for polishing glass
US3768989A (en) 1968-08-19 1973-10-30 N Goetzinger Process for the preparation of a rare earth oxide polishing composition
US4169337A (en) 1978-03-30 1979-10-02 Nalco Chemical Company Process for polishing semi-conductor materials
US5139571A (en) 1991-04-24 1992-08-18 Motorola, Inc. Non-contaminating wafer polishing slurry
US5759917A (en) 1996-12-30 1998-06-02 Cabot Corporation Composition for oxide CMP
US5938505A (en) 1997-01-10 1999-08-17 Texas Instruments Incorporated High selectivity oxide to nitride slurry
US6009604A (en) 1998-11-09 2000-01-04 Fildan; Gerhard Front closure for a brassiere

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8811953D0 (en) 1988-05-20 1988-06-22 Unilever Plc General-purpose cleaning compositions
DE4217366A1 (de) * 1992-05-26 1993-12-02 Bayer Ag Imide und deren Salze sowie deren Verwendung
US6152148A (en) 1998-09-03 2000-11-28 Honeywell, Inc. Method for cleaning semiconductor wafers containing dielectric films
US6600557B1 (en) * 1999-05-21 2003-07-29 Memc Electronic Materials, Inc. Method for the detection of processing-induced defects in a silicon wafer
EP1272311A1 (de) * 2000-04-07 2003-01-08 Cabot Microelectronics Corporation Vereinheitlicht chemisch-mechanisches polieren
JP2001303027A (ja) * 2000-04-26 2001-10-31 Seimi Chem Co Ltd 研磨用組成物及び研磨方法
KR100398141B1 (ko) * 2000-10-12 2003-09-13 아남반도체 주식회사 화학적 기계적 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용한반도체소자의 제조방법
JP2002158194A (ja) * 2000-11-20 2002-05-31 Toshiba Corp 化学的機械的研磨用スラリ及び半導体装置の製造方法
US6612911B2 (en) * 2001-01-16 2003-09-02 Cabot Microelectronics Corporation Alkali metal-containing polishing system and method
US6555510B2 (en) * 2001-05-10 2003-04-29 3M Innovative Properties Company Bis(perfluoroalkanesulfonyl)imides and their salts as surfactants/additives for applications having extreme environments and methods therefor
WO2003038883A1 (fr) * 2001-10-31 2003-05-08 Hitachi Chemical Co., Ltd. Fluide et procede de polissage
US20030168627A1 (en) * 2002-02-22 2003-09-11 Singh Rajiv K. Slurry and method for chemical mechanical polishing of metal structures including refractory metal based barrier layers
JP2004266155A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Jsr Corp 化学機械研磨用水系分散体およびこれを用いた化学機械研磨方法ならびに半導体装置の製造方法
JP3984902B2 (ja) * 2002-10-31 2007-10-03 Ｊｓｒ株式会社 ポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜研磨用化学機械研磨用水系分散体およびこれを用いた化学機械研磨方法ならびに半導体装置の製造方法
KR100516886B1 (ko) * 2002-12-09 2005-09-23 제일모직주식회사 실리콘 웨이퍼의 최종 연마용 슬러리 조성물
US6884338B2 (en) 2002-12-16 2005-04-26 3M Innovative Properties Company Methods for polishing and/or cleaning copper interconnects and/or film and compositions therefor
US7968465B2 (en) * 2003-08-14 2011-06-28 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Periodic acid compositions for polishing ruthenium/low K substrates
US20050090104A1 (en) 2003-10-27 2005-04-28 Kai Yang Slurry compositions for chemical mechanical polishing of copper and barrier films

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3262766A (en) 1963-11-21 1966-07-26 Grace W R & Co Rare-earth oxides for polishing glass
US3768989A (en) 1968-08-19 1973-10-30 N Goetzinger Process for the preparation of a rare earth oxide polishing composition
US4169337A (en) 1978-03-30 1979-10-02 Nalco Chemical Company Process for polishing semi-conductor materials
US5139571A (en) 1991-04-24 1992-08-18 Motorola, Inc. Non-contaminating wafer polishing slurry
US5759917A (en) 1996-12-30 1998-06-02 Cabot Corporation Composition for oxide CMP
US5938505A (en) 1997-01-10 1999-08-17 Texas Instruments Incorporated High selectivity oxide to nitride slurry
US6009604A (en) 1998-11-09 2000-01-04 Fildan; Gerhard Front closure for a brassiere

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mechanism of Glass Polishing, Bd. 152, 1729, 1971

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007052862A1 (en) 2007-05-10
CN101300320A (zh) 2008-11-05
JP4863524B2 (ja) 2012-01-25
DE112005003745B4 (de) 2017-09-21
US7708900B2 (en) 2010-05-04
US20070102664A1 (en) 2007-05-10
JP2009515335A (ja) 2009-04-09
CN101300320B (zh) 2011-06-01
KR100643628B1 (ko) 2006-11-10

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