TWI609076B - 拋光粒子-分散層複合體及包括其之拋光漿料組合物 - Google Patents

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Description

拋光粒子-分散層複合體及包括其之拋光漿料組合物
本發明涉及拋光粒子-分散層複合體及包括此的拋光料漿組合物。
隨著半導體元件的多樣化和高密集集成,使用更細微的模式形成技術,且隨著此半導體元件的表面結構更複雜,表面膜的段差也變得更大。在製造半導體元件中,用於去除在基板上形成的特定膜的段差的平坦化技術,利用化學機械拋光CMP(chemical mechanical polishing)工程。例如,為了層間絕緣,去除由過量絕緣膜工程的層間絕緣膜(interlayer dielectric;ILD),和如絕緣晶片(chip)間的淺溝槽隔離(shallow trench isolation;STI)用絕緣膜平坦化的工程及排線、接觸插塞、通路接觸等,用於形成金屬導電膜的工程被很多的使用。CMP工程是將要加工的晶片的表面和拋光襯墊接觸的狀態下,供給料漿在這些接觸部位,相對的移動晶片和拋光襯墊,並化學反應晶片的凹凸表面,機械性的去除並平坦化的廣域平坦化技術。在CMP工程中,拋光速度、拋光表面的平坦度、刮痕的發生程度很重要,且這些由CMP工程條件、料漿的種類、拋光襯墊的種類等被決定。隨著密集度變高和工程的規格嚴格,發生快速地平坦段差非常大的絕緣膜的必要性。因此,拋光初期段差去除速度快,段差去除之後,拋光速度非常慢,有必要開發具有自動停止功能的拋光劑。一方面,利用陰離子高分子及陰離子共聚物的混合單一層形態的料漿,可體現在高段差領域的選擇比及高的拋光率,但是,在低段差領域中,對平坦度調整及凹陷控制有困難。此外,具有由拋光粒子所具有的固有硬度的刮痕發生概率高的問題。
技術課題
本發明是作為解決上述的問題,本發明的目的是提供拋光初期在段差大的高段差領域中,拋光物件膜去除速度塊,具有高的選擇比,且段差被去除之後,拋光速度很低可體現自動停止功能,對凹陷、刮痕改善很好的拋光粒子-分散層複合體及包括此的拋光料漿組合物。
但是,本發明要解決的課題不限定於以上提及的課題,且沒有提及的其他課題,可從以下記載明確地被技藝人士理解。 技術方案
根據本發明的一個實施例,提供一種拋光粒子-分散層複合體,其包括:拋光粒子;第一分散劑,從氨基酸、有機酸、聚亞烷基二醇及葡萄糖胺化合物結合的高分子多糖體形成的群中選擇的至少任何一個的陽離子性化合物;及第二分散劑,在分子式內包括兩個以上被離子化的陽離子的陽離子性聚合物。
所述拋光粒子和所述第一分散劑的結合,及所述第一分散劑和第二分散劑的結合可以是化學結合。
所述拋光粒子表面、所述第一分散劑及第二分散劑可顯示陽電荷。
所述陽離子性聚合物可包括由陽離子活性的兩個以上的氮。
在所述拋光粒子-分散層複合體內,包括0.1重量百分比至10重量百分比的所述第一分散劑,且在所述拋光粒子-分散層複合體內,包括0.01重量百分比至5重量百分比的所述第二分散劑。
所述拋光粒子-分散層複合體還可包括非離子性化合物,從聚乙二醇、聚丙二醇、乙烯丙烯共聚物、聚烷基氧化物、聚氧化乙烯、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇烷基酯、聚氧乙烯醚、聚乙二醇磺酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯十二烷基醚、聚氧化乙烯十六醚、聚氧化乙烯油基醚、聚氧化乙烯去水山梨醇月桂酸酯及聚氧化乙烯苯基醚形成的群中選擇的至少任何一個。
在所述拋光粒子-分散層複合體內可包括0.001重量百分比至1重量百分比的所述非離子性化合物。
所述拋光粒子可包括:從金屬氧化物、有機物或無機物被塗層的金屬氧化物,及膠體狀態的所述金屬氧化物形成的群中選擇的至少任何一個,且所述金屬氧化物包括:從二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂形成的群中選擇的至少任何一個。
所述拋光粒子的直徑可以是10nm至300nm。
所述拋光粒子可在所述拋光粒子-分散層複合體中是0.1重量百分比至10重量百分比。
所述拋光粒子由液態法製造,可使粒子表面具有陽電荷被分散。
根據本發明的其他實施例,提供拋光料漿組合物,其包括根據本發明的一個實施例的拋光粒子-分散層複合體。
所述拋光料漿組合物的pH可以是3至6。
所述拋光料漿組合物的電動電位可以是10mV至60mV。
利用所述拋光料漿組合物,拋光在覆蓋晶片(Blanket wafer)包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片時,對氧化膜:氮化膜或氧化膜:聚膜的拋光選擇比可以是10:1至40:1。
利用所述拋光料漿組合物,拋光在模式晶片(Pattern wafer)包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和多晶矽膜的晶片時,對氧化膜:氮化膜或氧化膜:多晶矽膜的拋光選擇比可以是1:1至5:1。
利用所述拋光料漿組合物,拋光包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片之後,具有線路/空間基準100㎛/100㎛以下模式密度的晶片的凹陷發生量可以是200Å以下,具有線路/空間基準300㎛/300㎛以上模式密度的晶片的凹陷發生量是250Å以下。 技術效果
根據本發明的一個實施例,拋光粒子-分散層複合體由圍繞拋光粒子的分散劑的化學結合,形成拋光粒子-分散層複合體,使吸附在拋光粒子的分散劑的量多,且減少拋光粒子的硬度,改善潤滑性、凝聚粒子、分散性。
根據本發明的一個實施例,拋光料漿組合物包括拋光粒子-分散層複合體,在拋光氧化膜和氮化膜或聚膜中,在高段差領域使拋光速度快進行去除,並具有高的選擇比,段差被去除之後,使拋光速度非常慢,在聚膜體現拋光自動停止功能,對凹陷、刮痕改善具有很好的效果。
參照以下附圖詳細地說明本發明的實施例。在說明本發明,當判斷對有關公知功能或構成的具體說明,不必要的模糊本發明的摘要時,對其詳細說明進行省略。並且,在本發明所使用的用語是為了適當的表現本發明的優選實施例而被使用的用語,這可按照用戶、運營者的意圖或者本發明所屬領域的慣例等不同。因此,對本用語的定義由本說明書整個內容為基礎下定結論。各圖示出的相同參照符號顯示相同的部件。
在整個說明書,有些部分「包括」有些構成要素時,在沒有特別反對的記載之外,意味著不是排除其他構成要素,而是還可包括其他構成要素。
以下,對本發明的拋光粒子-分散層複合體及包括此的拋光料漿組合物,參照實施例及圖面進行詳細地說明。但是,本發明不限定於這些實施例及圖。
根據本發明的一個實施例,提供一種拋光粒子-分散層複合體,其包括:拋光粒子;第一分散劑,從氨基酸、有機酸、聚亞烷基二醇及葡萄糖胺化合物結合的高分子多糖體形成的群中選擇的至少任何一個的陽離子性化合物;及第二分散劑,在分子式內包括兩個以上的被離子化的陽離子的陽離子性聚合物。
本發明的拋光粒子-分散層複合體由圍繞拋光粒子的分散劑的化學結合,形成拋光粒子-分散層複合體,使吸附在拋光粒子的分散劑的量多,減少拋光粒子的硬度,改善潤滑性、凝聚粒子、分散性。
根據本發明的一個實施例,拋光粒子-分散層複合體的所述拋光粒子和所述第一分散劑的結合,及所述第一分散劑和第二分散劑的結合,可以是化學結合。
所述拋光粒子表面、所述第一分散劑及第二分散劑可顯示相同的電荷。所述第一分散劑由化學結合在所述拋光粒子表面,第二分散劑可由化學結合在所述第一分散劑表面。
根據本發明的一個實施例,拋光粒子-分散層複合體的所述拋光粒子表面、所述第一分散劑及第二分散劑可顯示陽電荷。根據本發明的一個實施例,拋光粒子-分散層複合體的表面都具有陽電荷,所以,不被靜電力結合,且沒有凝聚現象。
所述第一分散劑作為陽離子性化合物,可包括從氨基酸、有機酸、聚亞烷基二醇及葡萄糖胺化合物結合的高分子多糖體形成的群中選擇的至少任何一個。
所述氨基酸提高拋光粒子的分散性,具有進一步提高絕緣膜的拋光速度的效果。所述氨基酸可包括從精氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、天冬醯胺、穀氨醯胺、組氨酸、脯氨酸、酪氨酸、色氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、丙氨酸、β-丙氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸形成的群中選擇的至少任何一個。
所述有機酸可包括從吡啶甲酸、煙酸、異煙酸、鐮刀菌酸、吡啶二甲酸、吡啶二羥酸、盧剔啶酸、喹啉酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、胱氨酸、組氨酸、天冬醯胺、胍、肼、乙二胺、甲酸、乙酸、苯甲酸、草酸、琥珀酸、蘋果酸、馬來酸、丙二酸、檸檬酸、乳酸、丙三羥酸、酒石酸、天冬氨酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、富馬酸、鄰苯二甲酸、吡啶羧酸及上述鹽形成的群中選擇的至少任何一個。
所述聚亞烷基二醇可提高如拋光選自比、平坦度的跑光特性。例如,所述聚亞烷基二醇可包括聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇。
所述葡萄糖胺化合物結合的高分子多糖體,可包括從甲殼素、殼聚糖、殼寡糖、多糖、蛋白聚糖、肝素、褐藻酸、纖維素、透明質酸、角叉菜膠、β-葡聚糖和硫酸軟骨素(chondroitin sulfate)形成的群中選擇的至少任何一個。
包括在所述高分子多糖體的葡萄糖胺類化合物可以是葡萄糖胺或葡萄糖胺衍生物,例如,可包括從N-乙醯-D-葡糖胺、N-甲基葡糖胺、N-乙醯半乳糖胺、2-乙醯氨基-2-去氧-β-D-葡萄糖(N-乙醯氨基葡糖)、聚(β-(1,4) - 葡糖胺)-N-聚琥珀醯葡糖胺β-1-6-(PNSG)、聚β-1-6--N-乙醯基葡糖胺(PNAG)、N-醯基葡萄糖胺,葡糖胺鹽酸鹽及葡糖胺寡糖形成的群中選擇的至少任何一個。
所述第二分散劑可以是在分子式內包括兩個以上離子化陽離子的陽離子性聚合物,優選地,可包括兩個以上的由陽離子活性的氮,且所述陽離子陽離子性聚合物可以是聚季銨形態。
所述陽離子性聚合物可包括從聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride));聚【雙(2-氯乙基)乙醚-鍵-1,3-雙【3-(二甲氨基)丙基】尿素】(Poly【bis(2-chloroethyl) ether-alt-1,3-bis【3-(dimethylamino)propyl】urea】);1,4-二氯-2-丁烯及具有N,N,N’,N’-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺的2,2’,2’’-次氨基三-乙醇聚合物(Ethanol, 2,2’,2’’ -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine);羥乙基纖維素二甲基二烯丙基氯化銨共聚物(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer);丙烯醯胺/二甲基二烯丙基氯化銨共聚物(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride);丙烯醯胺/季銨化的二甲基丙烯酸乙酯共聚物(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammonium ethyl methacrylate);丙烯酸/二甲基二烯丙基氯化銨共聚物(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride);丙烯醯胺甲基丙烯酸甲基氯乙烯共聚物(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer);季銨化羥乙基纖維素(Quaternized hydroxyethyl cellulose);乙烯基吡咯烷酮和季銨化甲基丙烯酸共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone/quaternized dimethylaminoethyl methacrylate);乙烯基吡咯烷酮/季銨化乙烯基咪唑共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole);乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯醯丙基三甲基共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamido propyl trimethylammonium);聚(2-甲基丙烯醯氧乙基)氯化銨(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride));聚(丙烯醯胺乙基三甲基氯化銨)(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride));聚【2-(甲基丙烯酸二甲胺乙酯)氯甲烷】(poly【2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride】);聚【3- 丙烯醯胺基丙基氯化銨 】(poly【3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride】);聚【3-甲基丙烯醯丙基氯化銨】(poly【3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride】);聚【氧乙烯(二亞胺)乙烯(二甲基亞氨基)二氯化乙烯】(Poly【oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride】);丙烯酸/丙烯醯胺/二甲基二烯丙基氯化銨共聚物(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride);丙烯酸/甲基丙烯醯胺基丙基三甲基氯化銨/丙烯酸甲酯的三元共聚物(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate);乙烯基己內醯胺/乙烯基吡咯烷酮/季銨化乙烯基咪唑的三元共聚物(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole);聚(2-甲基丙烯醯氧基乙基磷醯膽鹼-甲基丙烯酸正丁酯)(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate));聚【(二亞胺)丙烯酸乙酯苯甲酸氯化物季銨鹽】(PDMAEA BCQ)及聚【(二亞胺)丙烯酸乙酯甲基氯化物季銨鹽】(PDMAEA MCQ)形成的群中選擇的至少任何一個。
在所述拋光粒子-分散層複合體內,可包括0.1重量百分比至10重量百分比的所述第一分散劑,且在所述拋光粒子-分散層複合體內,包括0.01重量百分比至5重量百分比的所述第二分散劑。所述第一分散劑未滿0.1重量百分比、所述第二分散劑未滿0.01重量百分比時,具有拋光粒子凝聚的憂慮,且所述第一分散劑超過10重量百分比、所述第二分散劑超過5重量百分比時,具有拋光粒子-分散層複合體的形成有困難的問題。更優選地,可包括所述第一分散劑為1重量百分比至10重量百分比、所述第二分散劑為0.1重量百分比至1重量百分比。
所述拋光粒子-分散層複合體還可包括第三分散劑,從具有共振結構官能團的共聚物、含有二羧基的聚合物及含有二羧基的有機酸形成的群中選擇的至少任何一個的陰離子性化合物。
所述第三分散劑是陰離子性化學物,可具有陰電荷,且可包括從具有共振結構官能團的共聚物、含有二羧基的聚合物及含有二羧基的有機酸形成的群中選擇的至少任何一個。所述第三分散劑可包括從共振結構官能團形態的共聚物、含有二羧基的聚合物及含有二羧基的有機酸形成的群中選擇的至少任何一個。所述第三分散劑可包括從聚丙烯酸、聚磺酸、聚丙烯酸銨、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨鹽、聚丙烯馬來酸、丙烯酸苯乙烯共聚物、聚苯乙烯/丙烯酸共聚物、聚丙烯醯胺/丙烯酸共聚物、聚丙烯酸/磺酸共聚物、聚磺酸/丙烯醯胺共聚物及聚丙烯酸/丙二酸共聚物形成的群中選擇的至少任何一個。
在所述拋光粒子-分散層複合體內可包括0.01重量百分比至5重量百分比的所述第三分散劑。所述第三分散劑未滿0.01重量百分比時,具有拋光粒子凝聚的憂慮,且所述第三分散劑超過5重量百分比時,具有拋光粒子分散層複合體的形成有困難的問題。
所述拋光粒子-分散層複合體為了體現聚膜拋光停止功能,還可包括非離子性化合物。所述非離子性化合物可包括從聚乙二醇、聚丙二醇、乙烯丙烯共聚物、聚烷基氧化物、聚氧化乙烯、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇烷基酯、聚氧乙烯醚、聚乙二醇磺酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯十二烷基醚、聚氧化乙烯十六醚、聚氧化乙烯油基醚、聚氧化乙烯去水山梨醇月桂酸酯及聚氧化乙烯苯基醚形成的群中選擇的至少任何一個。
在所述拋光粒子-分散層複合體內可包括0.001重量百分比至1重量百分比的所述非離子性化合物。所述非離子性化合物未滿0.001重量百分比時,不體現聚膜拋光停止功能,可發生由聚膜過量被拋光的問題,且超過1重量百分比時,分散穩定性低下,具有微刮痕的問題。
所述拋光粒子包括從金屬氧化物、由有機物或無機物塗層的金屬氧化物,及膠體狀態的金屬氧化物形成的群中選擇的至少任何一個,所述金屬氧化物可包括從二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂形成的群中選擇的至少任何一個。
所述拋光粒子的直徑可以是10nm至300nm。所述拋光粒子的直徑未滿10nm時,其結果具有拋光粒子-分散層複合體的大小較小,拋光率低下的問題,且超過300nm時,其結果具有拋光粒子-分散層複合體的大小較大,凹陷、表面缺陷、拋光率、選擇比的調整困難的問題。
所述拋光粒子可以是所述拋光粒子-分散層複合體中的0.1重量百分比至10重量百分比。所述拋光粒子未滿0.1重量百分比時,可具有拋光速度低下的問題,超過10重量百分比時,憂慮由拋光粒子發生缺陷的問題。
所述拋光粒子可包括由液態法被製造,但不限定於此。液態法是將拋光粒子在水溶液中發生化學反應,生長結晶得到微粒子的溶膠(solgel)法,但是,可適用將拋光粒子離子在水溶液沉澱的共沉澱法,及在高溫高壓形成拋光粒子的水熱合成法等被製造。由液態法製造的拋光粒子,使拋光粒子表面具有陽電荷被分散。
所述拋光粒子可以是單結晶,但不限定於此。使用單結晶拋光粒子時,比起多結晶拋光粒子,可達到刮痕減少的效果,且可改善凹陷(dishing),並且拋光後可改善洗淨性。
所述拋光粒子的形象可包括從球形、角形、針狀形象及板狀形象形成的群中選擇的至少任何一個,優選地可以是球形。
根據本發明的一個實施例,拋光粒子-分散層複合體,使吸附在拋光粒子的分散劑的量變多,且減少拋光粒子的硬度,並改善潤滑性、凝聚粒子、分散性、穩定性。
根據本發明的其他實施例,提供拋光料漿組合物,其包括根據本發明的所述一個實施例的拋光粒子-分散層複合體。
根據本發明的拋光料漿組合物在氧化膜的拋光程序中,在高段差領域由加快拋光速度進行去除,並具有高的選擇比,且段差被去除之後,使拋光速度很慢,在氮化膜或聚膜體現拋光自動停止功能。此外,拋光後,對拋光物件膜的凹陷、刮痕的改善具有很好的效果。
根據本發明的拋光料漿組合物可包括從無機酸或無機酸鹽和有機酸或有機酸鹽形成的群中選擇的至少一個的pH調節劑,其中無機酸或無機酸鹽包括:硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個;有機酸或有機酸鹽包括:甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個。
所述pH調節劑可由調整拋光料漿組合物pH的量被添加,且根據本發明的拋光料漿組合物的pH可具有3至6的pH範圍。
所述拋光料漿組合物可具有電動電位為10mV至60mV的陽電動電位。
利用所述拋光料漿組合物,拋光在覆蓋晶片(Blanket wafer)包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片時,在覆蓋晶片(Blanket wafer)對氧化膜:氮化膜或氧化膜:聚膜的拋光選擇比可以是10:1至40:1,可具有氮化膜或聚膜自動拋光停止功能。
利用所述拋光料漿組合物,拋光在模式晶片(Pattern wafer)包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和多晶矽膜的晶片時,在模式晶片(Pattern wafer)露出拋光停止膜時進行過度拋光評價凹陷時,氧化膜:氮化膜或氧化膜:多晶矽膜的拋光選擇比可以是1:1至5:1,優選地,是1:1至3:1。
利用所述拋光料漿組合物,拋光包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片時,可將氧化膜由高速地拋光,且氧化膜可以是3,000Å/min以上,氮化膜或聚膜由100Å/min以下拋光。
利用所述拋光料漿組合物拋光模式晶片時,不僅在模式密度小的晶片,而且在模式密度大的晶片,也可確保高的拋光率。
利用所述拋光料漿組合物,拋光包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片之後,具有線路/空間基準100㎛/100㎛以下模式密度的晶片的凹陷發生量可以是200Å以下,具有線路/空間基準300㎛/300㎛以上模式密度的晶片的凹陷發生量是250Å以下,且拋光後刮痕發生量可以是50ea以下。
根據本發明的一個實施例,所述拋光粒子-分散層複合體在拋光料漿組合物內,可具有高的穩定性。
根據本發明的一個實施例,陽性拋光料漿組合物包括本發明的添加劑組合物,分散穩定性優秀,且拋光包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和多晶矽膜的晶片時,可具有高的拋光速度及平坦度,拋光之後對於物件膜的凹陷、刮痕的改善,具有很好的效果。
以下,參照下述實施例及比較例,對本發明進行詳細地說明。但是,本發明的技術思想不受限或限定於此。
【實施例】
在溶劑放入平均細微性為100nm大小的膠體氧化鈰拋光粒子5重量百分比,混合第一分散劑的吡啶甲酸(Picolinic acid)4重量百分比、第二分散劑的聚【雙(2-氯乙基)乙醚-鍵-1,3-雙【3-(二甲氨基)丙基】尿素】0.3重量百分比,製造拋光粒子-分散層複合體。在包括被製造的拋光粒子-分散層複合體的料漿組合物,添加硝酸,製造pH5的拋光料漿組合物。
【比較例】
除了不添加第二分散劑,只添加第一分散劑之外,與實施例相同的方法製造了拋光料漿組合物。
利用製造的實施例、比較例的拋光料漿組合物,以下述的拋光條件,拋光矽模式晶片。
【拋光條件】
1.拋光儀器:AP-300 (CTS 社) 2.襯墊:K7 (Rohm&Hass 社) 3.拋光時間:60s 4.桌子RPM(Table RPM):87 5.主軸RPM(Spindle RPM):93 6.流量(Flow rate):300ml/min 7.被使用的晶片:線路/空間100㎛/100㎛模式晶片,(在Si上NIT (氮化膜)1,000Å,HDP(氧化膜) 2,000Å),線路/空間300㎛/300㎛模式晶片(在Si上NIT (氮化膜)1,000Å,HDP(氧化膜) 2,000Å)。
基於模式晶片,去除初期段差之後,將氧化矽膜的段差為1,200Å至1,400Å、氮化矽膜的段差為1,000Å進行調整之後,附加進行過度拋光40s,確認凹陷程度。
以下表1利用包括本發明實施例的拋光粒子-分散層複合體的拋光用料漿組合物及比較例的拋光料漿組合物,拋光模式晶片之後,顯示的拋光率及凹陷結果。 【表1】
參照表1,只使用第一分散劑的比較例的料漿組合物的拋光率優秀,但是,在模式密度為100㎛/100㎛和300㎛/300㎛時,可知凹陷都超過了400Å。全部使用本發明的第一分散劑及第二分散劑的實施例的料漿組合物,確保高的拋光率的同時顯示優秀的凹陷性能。特別地,不僅在模式密度為100㎛/100㎛窄的地方,而且在模式密度寬度300㎛/300㎛地方,也可確認沒有偏差,優秀的凹陷結果。因此,比起比較例的拋光料漿組合物,利用包括本發明的拋光粒子-分散層複合體的實施例的拋光料漿組合物時,可知凹陷改善效果卓越。
如上述,本發明雖然由限定的實施例和圖進行了說明,但是本發明不限定於上述的實施例,且本發明的技藝人士可從這些記載進行多樣地修正及變更。因此,本發明的範圍不能被說明的實施例限定,且由後述的請求項和與此請求項均等的被決定。
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Claims (15)

  1. 一種拋光粒子-分散層複合體,其包括:拋光粒子;第一分散劑,所述第一分散劑為有機酸陽離子性化合物,其中所述有機酸包含基於氨基酸的化合物;第二分散劑,所述第二分散劑在分子式內包括兩個以上被離子化陽離子的陽離子性聚合物,其中所述陽離子性聚合物包括由陽離子活性的兩個以上的氮;及第三分散劑,所述第三分散劑為具有陰電荷的陰離子性化合物且包括從具有共振結構官能團的共聚物、含有二羧基的聚合物及含有二羧基的有機酸形成的群中選擇的至少任何一個;其中在所述拋光粒子-分散層複合體內,包括0.1重量百分比至10重量百分比的所述第一分散劑,其中在所述拋光粒子-分散層複合體內,包括0.01重量百分比至5重量百分比的所述第二分散劑,以及其中在所述拋光粒子-分散層複合體內,包括0.01重量百分比至5重量百分比的所述第三分散劑。
  2. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子和所述第一分散劑的結合,及所述第一分散劑和第二分散劑的結合是化學結合。
  3. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子表面、所述第一分散劑及第二分散劑顯示陽電荷。
  4. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子-分散層複合體還包括:非離子性化合物,從聚乙二醇、聚丙二醇、乙烯丙烯共聚物、聚烷基氧化物、聚氧化乙烯、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇烷基酯、聚氧乙烯醚、聚乙二醇磺酸、聚乙烯醇、聚氧化乙烯十二烷基醚、聚氧化乙烯十六醚、聚氧化乙烯油基醚、聚氧化乙烯去水山梨醇月桂酸酯及聚氧化乙烯苯基醚形成的群中選擇的至少任何一個。
  5. 根據請求項4之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,在所述拋光粒子-分散層複合體內包括0.001重量百分比至1重量百分比的所述非離子性化合物。
  6. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子包括:從金屬氧化物、有機物或無機物被塗層的金屬氧化物,及膠體狀態的所述金屬氧化物形成的群中選擇的至少任何一個,且所述金屬氧化物包括: 從二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂形成的群中選擇的至少任何一個。
  7. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子的直徑是10nm至3OOnm。
  8. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子在所述拋光粒子-分散層複合體中是0.1重量百分比至10重量百分比。
  9. 根據請求項1之拋光粒子-分散層複合體,其特徵為,所述拋光粒子由液態法製造,使粒子表面具有陽電荷被分散。
  10. 一種拋光料漿組合物,其包括根據請求項1至9中所述的任何一項的拋光粒子-分散層複合體。
  11. 根據請求項10之拋光料漿組合物,其特徵為,所述拋光料漿組合物的pH是3至6。
  12. 根據請求項10之拋光料漿組合物,其特徵為,所述拋光料漿組合物的電動電位是10mV至60mV。
  13. 根據請求項10之拋光料漿組合物,其特徵為,利用所述拋光料漿組合物,拋光在覆蓋晶片包括的氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片時,對氧化 膜:氮化膜或氧化膜:聚膜的拋光選擇比是10:1至40:1。
  14. 根據請求項10之拋光料漿組合物,其特徵為,利用所述拋光料漿組合物,拋光在模式晶片包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和多晶矽膜的晶片時,對氧化膜:氮化膜或氧化膜:多晶矽膜的拋光選擇比是1:1至5:1。
  15. 根據請求項10之拋光料漿組合物,其特徵為,利用所述拋光料漿組合物,拋光包括氧化膜和氮化膜或氧化膜和聚膜的晶片之後,具有線路/空間基準100㎛/100㎛以下模式密度的晶片的凹陷發生量是200Å以下,具有線路/空間基準300㎛/300㎛以上模式密度的晶片的凹陷發生量是250Å以下。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109251676B (zh) * 2017-07-13 2021-07-30 安集微电子科技(上海)股份有限公司 一种化学机械抛光液
CN109251673A (zh) * 2017-07-13 2019-01-22 安集微电子科技(上海)股份有限公司 一种化学机械抛光液
CN109251674B (zh) * 2017-07-13 2021-12-17 安集微电子科技(上海)股份有限公司 一种化学机械抛光液
CN109251672B (zh) * 2017-07-13 2022-02-18 安集微电子科技(上海)股份有限公司 一种化学机械抛光液
US10711158B2 (en) * 2017-09-28 2020-07-14 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Aqueous silica slurry and amine carboxylic acid compositions for use in shallow trench isolation and methods of using them
KR20200032601A (ko) * 2018-09-18 2020-03-26 주식회사 케이씨텍 연마용 슬러리 조성물
KR20200057374A (ko) * 2018-11-16 2020-05-26 주식회사 케이씨텍 연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법
KR102164777B1 (ko) * 2018-12-21 2020-10-14 주식회사 케이씨텍 연마 슬러리 조성물
KR102279324B1 (ko) * 2018-12-21 2021-07-21 주식회사 케이씨텍 연마 슬러리 조성물
US10676647B1 (en) * 2018-12-31 2020-06-09 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
WO2020170331A1 (ja) * 2019-02-19 2020-08-27 日立化成株式会社 研磨液及び研磨方法
CN114599750A (zh) * 2019-10-22 2022-06-07 Cmc材料股份有限公司 用于硅氧化物和碳掺杂的硅氧化物的化学机械抛光的组合物及方法
KR102316237B1 (ko) * 2019-12-19 2021-10-25 주식회사 케이씨텍 멀티선택비 구현이 가능한 연마용 슬러리 조성물
CN115725241B (zh) * 2022-11-17 2024-05-03 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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101065458A (zh) * 2004-11-05 2007-10-31 卡伯特微电子公司 用于高的氮化硅对氧化硅去除速率比率的抛光组合物及方法
CN102017091A (zh) * 2008-04-23 2011-04-13 日立化成工业株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
TW201211223A (en) * 2010-09-08 2012-03-16 Basf Se Aqueous polishing composition and process for chemically mechanically polishing substrate matetials for electrical, mechanical and optical devices
CN103492519A (zh) * 2011-04-15 2014-01-01 嘉柏微电子材料股份公司 用于选择性抛光氮化硅材料的组合物及方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6589100B2 (en) * 2001-09-24 2003-07-08 Cabot Microelectronics Corporation Rare earth salt/oxidizer-based CMP method
US6866793B2 (en) * 2002-09-26 2005-03-15 University Of Florida Research Foundation, Inc. High selectivity and high planarity dielectric polishing
US7044836B2 (en) * 2003-04-21 2006-05-16 Cabot Microelectronics Corporation Coated metal oxide particles for CMP
CN101831243A (zh) * 2010-04-30 2010-09-15 中国计量学院 高精密非水基纳米级金刚石研磨液、制备方法及用途

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101065458A (zh) * 2004-11-05 2007-10-31 卡伯特微电子公司 用于高的氮化硅对氧化硅去除速率比率的抛光组合物及方法
CN102017091A (zh) * 2008-04-23 2011-04-13 日立化成工业株式会社 研磨剂及使用该研磨剂的基板研磨方法
TW201211223A (en) * 2010-09-08 2012-03-16 Basf Se Aqueous polishing composition and process for chemically mechanically polishing substrate matetials for electrical, mechanical and optical devices
CN103492519A (zh) * 2011-04-15 2014-01-01 嘉柏微电子材料股份公司 用于选择性抛光氮化硅材料的组合物及方法

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