TWI815260B - 半導體製程用研磨組成物及基板和半導體器件的製造方法 - Google Patents
半導體製程用研磨組成物及基板和半導體器件的製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI815260B TWI815260B TW110148669A TW110148669A TWI815260B TW I815260 B TWI815260 B TW I815260B TW 110148669 A TW110148669 A TW 110148669A TW 110148669 A TW110148669 A TW 110148669A TW I815260 B TWI815260 B TW I815260B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- polishing
- composition
- functional group
- grinding
- acid
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 128
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 90
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 83
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 67
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 60
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 49
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 45
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 35
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- -1 silane compound Chemical class 0.000 claims description 21
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 9
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 5
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 48
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 21
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 9
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 5
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 5
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 4
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 4
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229960005261 aspartic acid Drugs 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 3
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 2
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 2
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 2
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229960004365 benzoic acid Drugs 0.000 description 2
- UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N beta-alanine Chemical compound NCCC(O)=O UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N bromic acid Chemical compound OBr(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 2
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N decanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 2
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 2
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 2
- QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N glymidine Chemical compound N1=CC(OCCOC)=CN=C1NS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 QFWPJPIVLCBXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000831 ionic polymer Polymers 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N octanoic acid Chemical compound CCCCCCCC(O)=O WWZKQHOCKIZLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M perbromate Chemical compound [O-]Br(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N pimelic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCC(O)=O WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229940095574 propionic acid Drugs 0.000 description 2
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 2
- CPRMKOQKXYSDML-UHFFFAOYSA-M rubidium hydroxide Chemical compound [OH-].[Rb+] CPRMKOQKXYSDML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IYMSIPPWHNIMGE-UHFFFAOYSA-N silylurea Chemical compound NC(=O)N[SiH3] IYMSIPPWHNIMGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N urea hydrogen peroxide Chemical compound OO.NC(N)=O AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N (2R)-2-hydroxy-2-phenylacetic acid Chemical compound O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1.O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1 QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N 0.000 description 1
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- LNETULKMXZVUST-UHFFFAOYSA-N 1-naphthoic acid Chemical compound C1=CC=C2C(C(=O)O)=CC=CC2=C1 LNETULKMXZVUST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FRYOUKNFWFXASU-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)acetic acid Chemical compound CNCC(O)=O.CNCC(O)=O FRYOUKNFWFXASU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 2-amino-1-(2-fluorophenyl)ethanol Chemical compound NCC(O)C1=CC=CC=C1F MFGOFGRYDNHJTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WLJVXDMOQOGPHL-PPJXEINESA-N 2-phenylacetic acid Chemical compound O[14C](=O)CC1=CC=CC=C1 WLJVXDMOQOGPHL-PPJXEINESA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXLAEGYMDGUSBD-UHFFFAOYSA-N 3-[diethoxy(methyl)silyl]propan-1-amine Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCN HXLAEGYMDGUSBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZYAASQNKCWTPKI-UHFFFAOYSA-N 3-[dimethoxy(methyl)silyl]propan-1-amine Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCN ZYAASQNKCWTPKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropylurea Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(N)=O LVNLBBGBASVLLI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropylurea Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC(N)=O LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOIPGYAFSWSMAB-UHFFFAOYSA-N CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1.CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1.CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JOIPGYAFSWSMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004343 Calcium peroxide Substances 0.000 description 1
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 1
- 239000005635 Caprylic acid (CAS 124-07-2) Substances 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N D-OH-Asp Natural products OC(=O)C(N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N L-Aspartic acid Natural products OC(=O)[C@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRLBXVQKUIIMQT-UHFFFAOYSA-N N-[[dimethoxy(propyl)silyl]oxymethyl]ethanamine Chemical compound C(C)NCO[Si](OC)(OC)CCC MRLBXVQKUIIMQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N R-2-phenyl-2-hydroxyacetic acid Natural products OC(=O)C(O)C1=CC=CC=C1 IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N aminomethyl propanol Chemical compound CC(C)(N)CO CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N barium peroxide Chemical compound [Ba+2].[O-][O-] ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQNZLOUWXSAZGD-UHFFFAOYSA-N benzylperoxymethylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1COOCC1=CC=CC=C1 KQNZLOUWXSAZGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940000635 beta-alanine Drugs 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Inorganic materials [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M caesium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Cs+] HUCVOHYBFXVBRW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 229940078916 carbamide peroxide Drugs 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229920003090 carboxymethyl hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N chromate(2-) Chemical compound [O-][Cr]([O-])(=O)=O ZCDOYSPFYFSLEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- GAURFLBIDLSLQU-UHFFFAOYSA-N diethoxy(methyl)silicon Chemical compound CCO[Si](C)OCC GAURFLBIDLSLQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001484 edetic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- DUYAAUVXQSMXQP-UHFFFAOYSA-N ethanethioic S-acid Chemical compound CC(S)=O DUYAAUVXQSMXQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 235000011087 fumaric acid Nutrition 0.000 description 1
- PEYVWSJAZONVQK-UHFFFAOYSA-N hydroperoxy(oxo)borane Chemical compound OOB=O PEYVWSJAZONVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M iodate Chemical compound [O-]I(=O)=O ICIWUVCWSCSTAQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960002510 mandelic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- NHBRUUFBSBSTHM-UHFFFAOYSA-N n'-[2-(3-trimethoxysilylpropylamino)ethyl]ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCNCCN NHBRUUFBSBSTHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVBBZEKOMUDXMZ-UHFFFAOYSA-N n,n-diethyl-3-triethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN(CC)CC BVBBZEKOMUDXMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIOYHIUHPGORLS-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN(C)C QIOYHIUHPGORLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMXXGDJOCQSQBV-UHFFFAOYSA-N n-ethyl-n-(triethoxysilylmethyl)ethanamine Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CN(CC)CC UMXXGDJOCQSQBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002446 octanoic acid Drugs 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-N perbromic acid Chemical compound OBr(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L peroxydisulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MWNQXXOSWHCCOZ-UHFFFAOYSA-L sodium;oxido carbonate Chemical compound [Na+].[O-]OC([O-])=O MWNQXXOSWHCCOZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 229960004274 stearic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLNOVKKVHFRGMA-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(propyl)silane Chemical group [CH2]CC[Si](OC)(OC)OC QLNOVKKVHFRGMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[2-(7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-4-yl)ethyl]silane Chemical compound C1C(CC[Si](OC)(OC)OC)CCC2OC21 DQZNLOXENNXVAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940005605 valeric acid Drugs 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
- H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
- H01L21/76819—Smoothing of the dielectric
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本實施方式提供一種半導體製程用研磨組成物、基板及半導體器件的製造方法。本實施方式可以提供半導體製程用研磨組成物,其研磨率、選擇比等提高,且分散性得到改善,還可提供適用該半導體製程用研磨組成物來研磨的基板的製造方法。
Description
本實施方式涉及適用能夠實現選擇比優異的研磨、分散性提高、確保分散穩定性的研磨組成物的基板的研磨方法、研磨組成物、通過基板的研磨方法進行研磨的基板等。
隨著半導體器件變得更加細微化和高密度化,正在使用更精細的圖案形成技術。相應地,半導體器件的表面結構也變得更加複雜,層間的臺階差也越來越大。在製造半導體器件時,作為用於去除形成在基板上的特定膜中產生的臺階差的平坦化技術,使用化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing:以下簡稱為「CMP」)製程。
在CMP製程中,將漿料供給至研磨墊,在加壓和旋轉基板的同時研磨表面。待平坦化的對象根據製程步驟而不同,此時所適用的漿料的物理性能也存在差異。
至於在形成金屬佈線之後的研磨,需要在使凹陷或腐蝕等最小化的同時保持足夠的研磨率和研磨速度。
現有技術文獻
專利文獻
韓國公開專利第10-2019-0105770號
韓國公開專利第10-2019-0060226號
發明要解決的問題
本實施方式的目的在於,提供一種用於半導體製程的研磨組成物,其研磨率、選擇比等提高,且分散性得到改善。
本實施方式的另一目的在於,提供適用用於半導體製程的研磨組成物來製造研磨的基板的方法。
解決問題的方案
為了達到上述目的,根據一實施例的用於半導體製程的研磨組成物包含在表面上暴露有官能團的金屬氧化物顆粒作為磨料顆粒。
上述表面包含在末端具有環氧基的第一官能團和在末端具有胺基的第二官能團,上述第二官能團的含量大於上述第一官能團的含量。
在一實施例中,上述金屬氧化物顆粒可以是用在一末端具有上述第一官能團的矽烷化合物和具有上述第二官能團的矽烷化合物進行改性的金屬氧化物顆粒。
在一實施例中,上述第一官能團和上述第二官能團之比率可以為1:1至15的莫耳比。
在一實施例中,上述金屬氧化物顆粒可以為選自由膠態二氧化矽、氣相二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯及其組合組成的組中的任意一種。
在一實施例中,上述金屬氧化物顆粒的直徑(D
50)可以為10nm至120nm。
在一實施例中,上述用於半導體製程的研磨組成物還可以包含非離子聚合物和螯合劑。
在一實施例中,上述用於半導體製程的研磨組成物的pH可以為2至5。
在一實施例中,上述用於半導體製程的研磨組成物可以由下式1表示的氧化矽膜研磨指數為250[Å/(min•wt%)]以上。
[式1]
氧化矽膜研磨指數=氧化矽膜研磨率(Å/min)/用於半導體製程的研磨組成物中的金屬氧化物顆粒濃度(wt%)
在一實施例中,在上述用於半導體製程的研磨組成物中,以鎢的研磨率為基準的氧化矽膜的研磨率即選擇比可以為25以上。
在一實施例中,在上述用於半導體製程的研磨組成物中,以D
50為基準,顆粒粒度增加10%以上的時間點可以為12個月以上。
在一實施例中,在上述用於半導體製程的研磨組成物中,可以同時研磨鎢、擴散阻擋膜和氧化矽膜。
為了達到上述目的,根據一實施例的基板的製造方法包括通過使用如上所述的用於半導體製程的研磨組成物對基板進行研磨的過程。
為了達到上述目的,根據一實施例的半導體器件製造方法包括:在基板上形成絕緣膜的步驟;根據預先設計的佈線形式對上述絕緣膜的一部分進行研磨的步驟;在研磨後的絕緣膜上形成鎢金屬膜,以製備研磨前基板的步驟;以及對上述研磨前基板進行研磨的研磨步驟。
上述研磨步驟包括通過使用用於半導體製程的研磨組成物作為漿料來對上述研磨前基板進行研磨的過程。
發明的效果
本實施方式可以提供用於半導體製程的研磨組成物,其研磨率、選擇比等提高,且分散性改善的。本實施方式可以提供儲存穩定性進一步提高的用於半導體製程的研磨組成物。當使用用於半導體製程的研磨組成物時,在鎢、擴散阻擋膜及絕緣膜都存在的表面上也可以以優異的選擇比進行平坦化。
在此參考附圖更詳細地描述本實施方式,使得本發明所屬領域的普通技術人員可以容易地執行本發明。然而,本實施方式可以以許多不同的形式來體現,並且不應該被解釋為限於在此闡述的實施例。
在本說明書中,當描述一個組件「包括」另一個組件時,除非另有相反的記載,否則意味著還可以包括其他組件,而不是排除其他組件。
在本說明書中,當描述一個組件與另一個組件「連接」時,它不僅包括「直接連接」的情況,更包括「其中間隔著其他組件而連接」的情況。
在本說明書中,「B位於A上」是指B以與A直接接觸的方式位於A上,或是指B以在A與B之間夾著其他層的狀態下位於A上,而不限於B以與A的表面接觸的方式位於A上的意思。
在本說明書中,作為馬庫什型描述中包含的術語「其組合」是指,從由馬庫什型描述的多個構成要素組成的組中選擇的一種以上的混合或組合,從而表示包括從由上述多個構成要素組成的組中選擇的一種以上。
在本說明書中,「A和/或B」的記載是指「A、B或A和B」。
在本說明書中,除非另有說明,如「第一」、「第二」或「A」、「B」等術語用於將相同的術語彼此區分。
在本說明書中,除非另有說明,單數的表示可解釋為包括從文脈解讀的單數或複數的含義。
下面,對本發明進行更詳細說明。
用於達成上述目的的一實施方式提供一種用於半導體製程的研磨組成物,該用於半導體製程的研磨組成物包含在表面上暴露有官能團的金屬氧化物顆粒作為磨料顆粒,上述表面包含在末端具有環氧基的第一官能團和在末端具有胺基的第二官能團,上述第二官能團的含量大於上述第一官能團的含量。
作為金屬氧化物顆粒,可以採用適用於用於半導體製程的研磨組合的金屬氧化物顆粒。例如,金屬氧化物可以為選自由膠態二氧化矽、氣相二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯及其組合組成的組中的任意一種。具體而言,作為上述金屬氧化物顆粒,可以使用膠態二氧化矽、氣相二氧化矽、二氧化鈰或其混合物。
金屬氧化物顆粒具有暴露有官能團的表面。例如,為了提高對於氧化矽膜的研磨率,用胺基等對具有奈米級尺寸的膠態二氧化矽的表面進行改性。然而,這會導致金屬氧化物顆粒的表面zeta電位發生變化,並且這樣的zeta電位值的變化可能對用於半導體製程的研磨組成物的長期存儲性產生不利影響。為了改善這一點,在本實施方式中同時引入用於將表面改性成正電荷性質的官能團和用於將表面改性成非離子官能團的官能團。
金屬氧化物顆粒具有改性的表面。
上述表面包含在末端具有環氧基的第一官能團和在末端具有胺基的第二官能團。
在上述表面,上述第二官能團的含量可以大於上述第一官能團的含量。當具有這種表面的金屬氧化物顆粒用作磨料顆粒時,可以對於研磨墊具有適當的反彈力。並且,可以進一步降低在研磨基板時由於磨料顆粒可發生的如劃痕等缺陷的發生。
上述第一官能團和上述第二官能團之比率可以為1:1至15的莫耳比。上述第一官能團和上述第二官能團之比率可以為1:1至12的莫耳比。上述第一官能團和上述第二官能團之比率可以為1:1至8的莫耳比。上述第一官能團和上述第二官能團之比率可以為1:1至6的莫耳比。上述第一官能團和上述第二官能團之比率可以為1:1.2至3.8的莫耳比。當以這種比率適用上述第一官能團和上述第二官能團時,可以降低在研磨時發生缺陷的可能性,同時可以進一步提高研磨組成物的儲存穩定性。
例如,可以通過將在一末端具有上述官能團的矽烷化合物適用於上述金屬氧化物顆粒,以在上述金屬氧化物表面上導入上述官能團。
例如,具有第一官能團的矽烷化合物可以為氨基矽烷、脲基矽烷及其組合,或也可以為氨基矽烷。
例如,上述氨基矽烷可以為選自由3-氨基丙基三乙氧基矽烷、雙[(3-三乙氧基甲矽烷基)丙基]胺、3-氨基丙基三甲氧基矽烷、雙[(3-三甲氧基甲矽烷基)丙基]胺、3-氨基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-[3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基]乙二胺、N-雙[3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基]-1,2-乙二胺、N-[3-(三乙氧基甲矽烷基)丙基]乙二胺、二亞乙基三氨基丙基三甲氧基矽烷、二亞乙基三氨基丙基甲基二甲氧基矽烷、二乙基氨基甲基三乙氧基矽烷、二乙氨基丙基三甲氧基矽烷、二乙氨基丙基三乙氧基矽烷、二甲氨基丙基三甲氧基矽烷、N-[3-(三甲氧基甲矽烷基)丙基]丁胺及其組合組成的組中的任意一種。
上述脲基矽烷可以為選自由3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三甲氧基矽烷及其組合組成的組中的任意一種。
具有上述第二官能團的矽烷化合物可以為環氧矽烷。
例如,上述環氧矽烷為選自由3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-(2,3-環氧丙氧基丙基)甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷及其組合組成的組中的任意一種。
基於100重量份的上述金屬氧化物顆粒,可以使用1重量份至10重量份的矽烷化合物。基於100重量份的上述金屬氧化物顆粒,可以使用3重量份至8重量份的矽烷化合物。在此情況下,可以充分進行金屬氧化物顆粒的表面改性,而且不會在金屬氧化物顆粒上形成薄膜層,因此可以將磨料顆粒的研磨速度保持在所需的水平。
上述矽烷化合物的含量為具有第一官能團的矽烷化合物的含量和具有第二官能團的矽烷化合物的含量之和。
上述金屬氧化物顆粒的直徑(D
50)可以為10nm至120nm。上述金屬氧化物顆粒的直徑(D
50)可以為20nm至100nm。上述金屬氧化物顆粒的直徑(D
50)可以為20nm至60nm。當上述金屬氧化物顆粒的直徑超過120nm時,可能增加在研磨對象基板等產生如劃痕等缺陷的可能性。當上述直徑小於20nm時,顆粒的分散性可能會差。當上述直徑為20nm至60nm時,當用作具有精細佈線寬度的基板的研磨漿料時,可以獲得優異的物理性能。
在上面說明的直徑以通過動態光散射(dynamic light scattering,DLS)方法測量顆粒粒度的英國馬爾文(Malvern)公司的Nano-ZS設備為基準。
基於用於半導體製程的研磨組成物整體,磨料顆粒的含量可以為0.5重量%至8重量%。基於用於半導體製程的研磨組成物整體,磨料顆粒的含量可以為0.5重量%至5重量%。基於用於半導體製程的研磨組成物整體,磨料顆粒的含量可以為2重量%至4重量%。當用於半導體製程的研磨組成物包含上述含量範圍內的磨料顆粒時,可以同時獲得分散穩定性效果和研磨的基板表面的缺陷減少效果。上述用於半導體製程的研磨組成物還可包含非離子聚合物。
非離子聚合物可以提高磨料顆粒的分散性。具體而言,非離子聚合物可以吸附到上述磨料顆粒上以增加分散性,而未被吸附的非離子聚合物由於空間位阻效應等而可以進一步增加分散穩定性。並且,由於上述聚合物的非離子性質,上述用於半導體製程的研磨組成物即使在下述的酸性環境下也具有更穩定的分散穩定性。此外,可以減少在研磨過程中由於對基板進行研磨而導致的缺陷發生。
上述非離子聚合物可以為選自由聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚烷基氧化物、聚環氧乙烷、聚環氧乙烷-環氧丙烷共聚物、纖維素、甲基纖維素、甲基羥乙基纖維素、甲基羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、羧甲基纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、磺乙基纖維素及羧甲基磺乙基纖維素組成的組中的至少任意一種。
非離子聚合物的可以適用具有小於25,000g/mol的重均分子量的非離子聚合物。當上述非離子聚合物的重均分子量小於25,000g/mol時,非離子聚合物可以具有優異的溶解度和分散性。非離子聚合物可以適用具有1,000g/mol以上且小於25,000g/mol的重均分子量的非離子聚合物。當使用在上述範圍內的非離子聚合物時,用於半導體製程的研磨組成物可以具有更優異的溶解性、分散穩定性等,在研磨特性方面也有利。
基於用於半導體製程的研磨組成物整體,非離子聚合物的含量可以為0.01重量%至5重量%。基於用於半導體製程的研磨組成物整體,非離子聚合物的含量可以為0.1重量%至2重量%。在此情況下,研磨的基板表面的缺陷發生減少,並且可以有效地抑制在研磨後顆粒重新附著在研磨的基板表面上。
螯合劑吸附金屬或金屬離子以促進去除。具體而言,在研磨過程中可產生的金屬很可能重新附著到研磨的表面或在後續過程中殘留而導致缺陷。尤其,如鎢等的金屬在特定環境中比較容易溶解,但具有容易再次附著於表面的特性,因此可以將螯合劑用作防止發生這種情況的封閉劑。
例如,螯合劑可以為選自由丁酸、檸檬酸、酒石酸、琥珀酸、草酸、乙酸、己二酸、癸酸、己酸、辛酸、羧酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、巰基乙酸、甲酸、扁桃酸、富馬酸、乳酸、月桂酸、蘋果酸、馬來酸、丙二酸、肉豆蔻酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、檸康酸、丙酸、丙酮酸、硬脂酸、戊酸、苯甲酸、苯乙酸、萘甲酸、天冬氨酸、氨基酸及乙二胺四乙酸組成的組中的至少一種。作為上述氨基酸,可以使用甘氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、L-天冬氨酸、N-甲基甘氨酸(甲基甘氨酸)及其組合。
螯合劑可以在分子中包含兩個以上的羧基或醇基。作為螯合劑,可以使用分子中含有兩個以上羧基或醇基的兩種以上螯合劑。具體而言,上述螯合劑可以包括選自由乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、甘氨酸(Glycine)、羧酸類及其組合組成的組中的一種。上述羧酸是指分子中含有至少一個或兩個以上羧基的化合物。
基於上述用於半導體製程的研磨組成物整體,螯合劑的含量可以為0.003重量%至0.5重量%。基於上述用於半導體製程的研磨組成物整體,螯合劑的含量可以為0.005重量%至0.3重量%。當上述螯合劑的含量小於0.003重量%時,研磨率降低,或發生凹陷等表面缺陷的可能性會增加。當上述螯合劑的含量大於0.5重量%時,發生過度研磨的可能性增加。
用於半導體製程的研磨組成物還可包含氧化劑。
氧化劑通過氧化如鎢等的金屬來形成更容易平坦化的環境,且起到提高研磨速度和蝕刻速度的作用。
氧化劑可以為選自由過氧化氫、尿素過氧化氫、尿素、過碳酸鹽、高碘酸、高碘酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽、高錳酸、高錳酸鹽、過硫酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽,亞氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸、過氧化硫酸銨、過氧化苯甲醯、過氧化鈣、過氧化鋇、過氧化鈉及過氧化脲組成的組中的至少任意一種。
基於上述用於半導體製程的研磨組成物整體,氧化劑的含量可以為0.01重量%至5重量%。當上述氧化劑的含量小於0.01重量%時,研磨速度太慢,或對於如鎢等的金屬部分的研磨不夠充分。當上述氧化劑的含量超過5重量%時,氧化膜反而會在金屬部分上生長,因此可能會降低研磨的表面的平坦度等質量。
用於半導體製程的研磨組成物可以是酸性溶液。具體而言,上述用於半導體製程的研磨組成物的pH可以為2至5。上述用於半導體製程的研磨組成物的pH可以為3至4.5。當酸性環境保持在上述範圍內時,能夠防止金屬成分或研磨裝置的過度腐蝕的同時,可以將研磨速度和質量保持在一定水平以上。
為了將用於半導體製程的研磨組成物製備為酸性溶液,除了溶劑之外,還可以向上述組成物中加入酸成分。上述酸成分可以與pH調節劑一起適用於用於半導體製程的研磨組成物。
例如,酸成分可以為選自由鹽酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、溴酸、碘酸、甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、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、天冬氨酸、酒石酸及其鹽組成的組中的至少任意一種。
上述pH調節劑可以為選自由氨、氨甲基丙醇、四甲基氫氧化銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化銣、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸鈉、咪唑及其組合組成的組中的一種。
上述酸成分和pH調節劑可以根據所意圖的pH以合適的量適用。
在用於半導體製程的研磨組成物中,作為除上述各成分和下面將描述的附加的各成分之外的剩餘成分,還可包含溶劑。上述溶劑可以是水,優選可以適用超純水。
當用於半導體製程的研磨組成物包含上述特徵成分時,具有優異的研磨性能和優異的儲存穩定性。
具體而言,以上述磨料顆粒的D
50為基準,顆粒粒度增加10%以上的時間點可以是12個月以上。與本實施方式中未進行特定表面改性的顆粒相比,該效果相當於約2倍以上的效果。具有這種效果的磨料顆粒具有提高的分散穩定性,因此即使在實質上長時間儲存後,顆粒也能夠穩定分散,並且易於長時間儲存。
並且,就部分用於半導體製程的研磨組成物而言,在即將使用之前,可以將酸成分混入上述研磨組成物中,以保持顆粒分散穩定性。本實施方式的用於半導體製程的研磨組成物在包含所有酸成分的狀態下也具有非常優異的顆粒分散穩定性,這是能夠進一步提高使用便利性的特徵。
用於半導體製程的研磨組成物可以同時研磨鎢、擴散阻擋膜及氧化矽膜。
正在對用於半導體製程的研磨組成物進行持續研究,使得用於半導體製程的研磨組成物根據複雜且多階段化的半導體製造的每個步驟分別具有合適的特性。
隨著半導體器件的佈線寬度變窄,需要實現使用如鎢等的金屬的7μm至10μm的微細線寬。通過在絕緣層上根據佈線設計形成研磨部分,在研磨部分上形成鎢佈線層後,對其進行平坦化,從而形成佈線。此時,研磨包括去除塊狀鎢的一次研磨過程以及同時研磨絕緣層和鎢佈線層的二次研磨過程。
在鎢的情況下,金屬鎢和氧化鎢之間的研磨性能可能存在顯著差異。因此,若在上述一次研磨過程中適用具有較強化學研磨性能的研磨組成物,則在上述二次研磨過程中難以適用與一次研磨過程中相同的研磨組成物。這是因為,當對同時暴露絕緣層和鎢佈線層的表面進行平坦化工作時,由於它們的研磨程度不同而出現缺陷的可能性增加。
出於提高黏合性能等的目的,阻擋層(擴散阻擋層)可以位於如SiO
2等的絕緣層和鎢佈線層之間。示例性地,上述阻擋層可以包含鈦或氮化鈦。
當在基板上適用阻擋層時,在上述二次研磨過程中,絕緣層、阻擋層及佈線層都暴露在一個平面內並被研磨。由於上述層的各個材料的強度及對於研磨液的研磨程度存在差異,因此,難以將上述層以保持一定水平以上的研磨速度的同時進行研磨而沒有凹陷等缺陷發生。
用於半導體製程的研磨組成物的選擇比可以為25以上,上述選擇比是指以鎢的研磨率為基準的氧化矽膜的研磨率。這意味著與鎢的研磨率相比,氧化矽膜的研磨率大25倍。上述選擇比可以為30以上。上述選擇比可以為50以下。上述選擇比可以為45以下。上述選擇比可以為40以下。當上述選擇比在上述範圍內時,在二次研磨過程中,可以對研磨對象表面適當地進行研磨,而沒有如凹陷等的缺陷發生。
用於半導體製程的研磨組成物還具有氧化矽膜的研磨指數在一定水平以上的特徵,該研磨指數是將氧化矽膜的研磨率以在組成物中所含的磨料顆粒的每單位重量表示的。
氧化矽膜研磨指數由下式1表示。
[式1]
氧化矽膜研磨指數=氧化矽膜研磨率(Å/min)/用於半導體製程的研磨組成物中的金屬氧化物顆粒濃度(wt%)
用於半導體製程的研磨組成物的上述氧化矽膜研磨指數可以為250[Å/(min•wt%)]以上。上述研磨指數可以為300[Å/(min•wt%)]以上。用於半導體製程的研磨組成物的上述氧化矽膜研磨指數可以為500[Å/(min•wt%)]以下。上述研磨指數可以為450[Å/(min•wt%)]以下。上述研磨指數可以為400[Å/(min•wt%)]以下。當上述氧化矽膜研磨指數小於250時,氧化矽膜研磨速度低,因此會導致研磨效率降低,當上述氧化矽膜研磨指數大於500時,發生研磨缺陷的可能性會增加。
用於半導體製程的研磨組成物還具有鎢研磨指數在一定水平以上的特徵,該鎢研磨指數表示組成物中所含的用於半導體製程的研磨組成物的每單位重量的鎢的研磨率。
鎢研磨指數如下式2表示。
[式2]
鎢研磨指數=鎢研磨率(Å/min)/用於半導體製程的研磨組成物中的金屬氧化物顆粒濃度(wt%)
用於半導體製程的研磨組成物的上述鎢研磨指數可以為8[Å/(min•wt%)]以上。上述研磨指數可以為10[Å/(min•wt%)]以上。用於半導體製程的研磨組成物的上述氧化矽膜研磨指數可以為15[Å/(min•wt%)]以下。上述研磨指數可以為12[Å/(min•wt%)]以下。當上述鎢研磨指數小於8時,鎢研磨速度低,因此會導致研磨效率降低,當上述鎢研磨指數大於15時,發生研磨缺陷的可能性會增加。
根據本實施方式的研磨的基板的製造方法,包括通過適用如上所述的用於半導體製程的研磨組成物作為漿料來對基板進行研磨的過程。
上述基板可以是半導體基板。具體而言,可以是如下所述的基板:在平坦化的半導體基板上形成絕緣膜,根據預先設計的佈線形狀對上述絕緣膜的一部分進行研磨後,在研磨的部分上形成鎢金屬膜。根據需要,可以在上述絕緣膜和上述鎢金屬膜之間形成擴散阻擋層。
作為用於形成上述絕緣膜、上述鎢金屬膜、上述擴散阻擋層等的材料,只要是通常可使用的材料,就可不受限制地使用。
對基板進行研磨的過程可以以至少兩個步驟進行。
對上述基板進行研磨的過程可以包括:一次研磨過程,對實質上暴露有鎢金屬膜的表面(簡稱為塊狀鎢層)進行平坦化;以及二次研磨過程,對經過一次研磨過程的基板的暴露有絕緣層、鎢金屬膜等的表面進行平坦化。
如上所述的用於半導體製程的研磨組成物可以適用於二次研磨過程。
關於用於半導體製程的研磨組成物的具體說明與上述說明重複,因此將省略其記載。
以如上所述的方式製備的研磨的基板,可以具有缺陷更減少的研磨的表面。
下面,通過具體實施例對本發明進行更具體說明。下述實施例僅是用於幫助理解本發明的例示,本發明的範圍並不限定於此。
1. 研磨組成物的製備
製備了適用對D
50為40μm的膠態二氧化矽顆粒進行表面改性而成的顆粒作為金屬氧化物顆粒的磨料顆粒。用矽烷化合物對上述膠態二氧化矽顆粒進行表面改性,使基於100重量份的上述膠態二氧化矽顆粒,作為胺基矽烷的3-氨基丙基三乙氧基矽烷(3-aminopropylethoxysilane)和作為環氧基矽烷的3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)的總和為5重量份,從而製備金屬氧化物顆粒。各矽烷化合物的適用比率(莫耳基準)以下表1中所示的含量為基準。
適用超純水作為溶劑,適用3%重量的上述磨料顆粒,適用0.1%重量的甘氨酸作為螯合劑,以及適用50ppm(基於重量)的氟基表面活性劑(重均分子量為350g/mol)作為分散劑,並進一步加入醋酸,從而製備pH4的用於半導體製程的研磨組成物。
[表1]
2. 研磨組成物的物理性能評價 ( 1 )研磨評價
分類 | 環氧矽烷 添加比率 (莫耳基準) | 氨基矽烷 添加比率 (莫耳基準) | 表面改性劑比率 | pH | 尺寸 (nm) | 磨料顆粒 濃度 (重量%) |
實施例1 | 1 | 4 | 4.00 | 4 | 40 | 3 |
實施例2 | 2 | 3 | 1.50 | 4 | 40 | 3 |
比較例1 | 3 | 2 | 0.67 | 4 | 40 | 3 |
比較例2 | 4 | 1 | 0.25 | 4 | 40 | 3 |
比較例3 | 0 | 5 | 無限大 | 4 | 40 | 3 |
比較例4 | 5 | 0 | 0.00 | 4 | 40 | 3 |
對厚度為約5,000Å的鎢晶圓和厚度約20,000Å的氧化矽膜晶圓進行研磨評價。具體而言,在壓力為2.2psi、載體速度為103rpm、壓板速度為57rpm、漿料流速為300ml/min的條件下進行研磨60秒。
在上述研磨過程完成後,測量每個晶圓的厚度,並由此分別計算該漿料組成物的對鎢膜和氧化矽膜的研磨率(研磨速度;Å/min)。結果示於表中。
( 2 )缺陷的評價
在與CMP評價相同的條件下研磨後,在刷子(Brush)的轉速為500rpm的條件下以2000毫升/分鐘(cc/min)的流量噴灑自製清潔化學(cleaning chemcial)溶液60秒來進行清潔工序。完成清潔工序的鎢和氧化矽晶圓以密封在前端開啟式晶圓傳送盒(front opening unified pod,FOUP)中的狀態下,使用SKC公司保存的AIT-XP+設備測量總缺陷數(total defect)。用於測量的毯覆式鎢晶圓和毯覆式矽晶圓是分別具有300mm直徑的圓形晶圓,並且利用3.5μm雷射源評價上述晶圓的整個面。
( 3 )存儲穩定性( Life time ,使用壽命)的評價
各個研磨組成物均在45℃下儲存。在儲存前測量磨料顆粒的粒徑,並且每隔1個月再次測量粒徑,將粒徑增加5%以上的時間點示於下表2中。
[表2]
*研磨指數為通過式1和式2評價的值。
鎢拋光率(Å/min) | 鎢研磨指數* | 氧化矽膜研磨率(Å/min) | 氧化矽膜研磨指數* | 比率 (選擇比) | 毯覆式鎢晶圓缺陷(個) | 毯覆式氧化矽膜缺陷(個) | 存儲穩定性(Life time,使用壽命) | |
實施例1 | 35 | 11.67 | 1101 | 367.00 | 31.46 | 12 | 88 | 12個月以上 |
實施例2 | 32 | 10.67 | 1012 | 337.33 | 31.63 | 8 | 75 | 12個月以上 |
比較例1 | 32 | 10.67 | 578 | 192.67 | 18.06 | 22 | 66 | 12個月以上 |
比較例2 | 34 | 11.33 | 493 | 164.33 | 14.50 | 19 | 57 | 12個月以上 |
比較例3 | 33 | 11.00 | 1320 | 440.00 | 40.00 | 23 | 320 | 6個月 |
比較例4 | 31 | 10.33 | 342 | 114.00 | 11.03 | 31 | 31 | 12個月以上 |
參照上表1和上表2可知,具有本實施方式的表面特性的實施例在鎢研磨率和氧化矽膜研磨率方面均表現出適當水平以上的結果,並且缺陷也相對較低。在比較例3的情況下,研磨速度整體上優異,但氧化矽膜的缺陷過多,在比較例1、2、4的情況下,在研磨速度方面有缺點。在比較例3的情況下,與其他實施例和比較例相比,儲存穩定性降低了一半以上。
以上對本發明的優選實施例進行了詳細說明,但本發明的要求保護範圍並不限定於此,利用以下發明要求保護範圍中所定義的本發明的基本概念的本發明所屬技術領域的普通技術人員的各種變形及改良形態也屬於本發明的要求保護範圍。
無
無
Claims (11)
- 一種半導體製程用研磨組成物,其中,包含在表面上暴露有官能團的金屬氧化物顆粒作為磨料顆粒,所述表面包含在末端具有環氧基的第一官能團和在末端具有胺基的第二官能團,所述第二官能團的含量大於所述第一官能團的含量,其中所述第一官能團和所述第二官能團之比率為1:1至15的莫耳比,其中所述研磨組成物的pH為2至5。
- 如請求項1所述的半導體製程用研磨組成物,其中,所述金屬氧化物顆粒是通過在一末端具有所述第一官能團的矽烷化合物和具有所述第二官能團的矽烷化合物進行改性的金屬氧化物顆粒。
- 如請求項1所述的半導體製程用研磨組成物,其中,所述金屬氧化物顆粒為選自由膠態二氧化矽、氣相二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯及其組合組成的組中的任意一種。
- 如請求項1所述的半導體製程用研磨組成物,其中,所述金屬氧化物顆粒的直徑D50為10nm至120nm。
- 如請求項1所述的半導體製程用研磨組成物,更包括: 非離子聚合物;以及螯合劑。
- 如請求項5所述的半導體製程用研磨組成物,其中,由以下第一式表示的氧化矽膜研磨指數為250[Å/(min‧wt%)]以上,第一式:氧化矽膜研磨指數=氧化矽膜研磨率(Å/min)/用於半導體製程的研磨組成物中的金屬氧化物顆粒濃度(wt%)。
- 如請求項5所述的半導體製程用研磨組成物,其中,作為以鎢的研磨率為基準的氧化矽膜的研磨率的選擇比為25以上。
- 如請求項5所述的半導體製程用研磨組成物,其中,以D50為基準,顆粒粒度增加10%以上的時間點為12個月以上。
- 如請求項5所述的半導體製程用研磨組成物,其中,同時研磨鎢、擴散阻擋膜和氧化矽膜。
- 一種基板的製造方法,其中,包括通過適用如請求項1所述的半導體製程用研磨組成物作為漿料來對基板進行研磨的過程。
- 一種半導體器件的製造方法,包括:在基板上形成絕緣膜的步驟;根據預先設計的佈線形式對所述絕緣膜的一部分進行研磨的 步驟;在研磨後的絕緣膜上形成鎢金屬膜,以製備研磨前的基板的步驟;以及對所述研磨前的基板進行研磨的研磨步驟,所述研磨步驟包括通過適用如請求項1所述的半導體製程用研磨組成物作為漿料來對所述研磨前的基板進行研磨的過程。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2020-0185626 | 2020-12-29 | ||
KR1020200185626A KR102577164B1 (ko) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 반도체 공정용 연마 조성물 및 연마 조성물을 적용한 기판의 연마방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202227585A TW202227585A (zh) | 2022-07-16 |
TWI815260B true TWI815260B (zh) | 2023-09-11 |
Family
ID=82119933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW110148669A TWI815260B (zh) | 2020-12-29 | 2021-12-24 | 半導體製程用研磨組成物及基板和半導體器件的製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220208552A1 (zh) |
JP (1) | JP7329035B2 (zh) |
KR (1) | KR102577164B1 (zh) |
CN (1) | CN114686117A (zh) |
TW (1) | TWI815260B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201712098A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-04-01 | Jsr Corp | 化學機械研磨用組成物及化學機械研磨方法 |
CN108250974A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种化学机械抛光液 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1209429C (zh) * | 1999-07-07 | 2005-07-06 | 卡伯特微电子公司 | 含硅烷改性研磨颗粒的化学机械抛光(cmp)组合物 |
US7044836B2 (en) | 2003-04-21 | 2006-05-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Coated metal oxide particles for CMP |
JP2006147993A (ja) | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Hitachi Chem Co Ltd | Cmp用研磨液及び研磨方法 |
KR101232442B1 (ko) * | 2007-09-21 | 2013-02-12 | 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 | 아미노실란으로 처리된 연마제 입자를 이용한 연마 조성물 및 방법 |
EP2110414A1 (de) * | 2008-04-18 | 2009-10-21 | Nanoresins AG | Oberflächenmodifizierte Siliziumdioxid-Partikel |
AU2009236192B2 (en) * | 2008-04-18 | 2011-09-22 | Saint-Gobain Abrasifs | Hydrophilic and hydrophobic silane surface modification of abrasive grains |
WO2010085324A1 (en) | 2009-01-20 | 2010-07-29 | Cabot Corporation | Compositons comprising silane modified metal oxides |
KR101076625B1 (ko) * | 2009-02-10 | 2011-10-27 | 솔브레인 주식회사 | 텅스텐 배선 형성용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
CA2754594C (en) * | 2009-03-13 | 2018-05-15 | Akzo Nobel Chemicals International B.V. | Aqueous silanized silica dispersion |
KR101243331B1 (ko) | 2010-12-17 | 2013-03-13 | 솔브레인 주식회사 | 화학 기계적 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용하는 반도체 소자의 제조 방법 |
JP6057706B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-01-11 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
US9303189B2 (en) * | 2014-03-11 | 2016-04-05 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition for tungsten CMP |
CN105802512A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种化学机械抛光液及其应用 |
WO2016132676A1 (ja) * | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | シリコンウェーハ研磨用組成物および研磨方法 |
KR20190060226A (ko) | 2017-11-24 | 2019-06-03 | 에스케이씨 주식회사 | Cmp용 슬러리 조성물 |
KR102084164B1 (ko) | 2018-03-06 | 2020-05-27 | 에스케이씨 주식회사 | 반도체 공정용 조성물 및 반도체 공정 |
JP7120780B2 (ja) | 2018-03-20 | 2022-08-17 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 |
JP7031485B2 (ja) | 2018-05-11 | 2022-03-08 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Cmp研磨剤及びその製造方法、並びにcmp研磨方法 |
-
2020
- 2020-12-29 KR KR1020200185626A patent/KR102577164B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-12-21 JP JP2021207392A patent/JP7329035B2/ja active Active
- 2021-12-24 TW TW110148669A patent/TWI815260B/zh active
- 2021-12-27 CN CN202111612498.3A patent/CN114686117A/zh active Pending
- 2021-12-28 US US17/563,499 patent/US20220208552A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201712098A (zh) * | 2015-09-25 | 2017-04-01 | Jsr Corp | 化學機械研磨用組成物及化學機械研磨方法 |
CN108250974A (zh) * | 2016-12-28 | 2018-07-06 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种化学机械抛光液 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220208552A1 (en) | 2022-06-30 |
KR20220094421A (ko) | 2022-07-06 |
JP2022104814A (ja) | 2022-07-11 |
TW202227585A (zh) | 2022-07-16 |
KR102577164B1 (ko) | 2023-09-08 |
JP7329035B2 (ja) | 2023-08-17 |
CN114686117A (zh) | 2022-07-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4853287B2 (ja) | Cmp研磨剤及び基板の研磨方法 | |
US8262435B2 (en) | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method, and chemical mechanical polishing aqueous dispersion preparation kit | |
US10297461B2 (en) | CMP polishing agent, manufacturing method thereof, and method for polishing substrate | |
TWI398918B (zh) | 選擇性拋光碳化矽薄膜之方法 | |
JP2019071413A (ja) | 帯電した研磨剤を含有する研磨組成物 | |
KR20070105301A (ko) | 메탈레이트 개질된 실리카 입자를 함유하는 수성 슬러리 | |
TWI679272B (zh) | 研磨用組成物及使用其之研磨方法 | |
JP2010199595A (ja) | Cmp研磨剤及び基板の研磨方法 | |
JP2004266155A (ja) | 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 | |
WO2012172983A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
JP2009164186A (ja) | 研磨用組成物 | |
JPWO2008132983A1 (ja) | 研磨剤組成物および半導体集積回路装置の製造方法 | |
JP2006352042A (ja) | 半導体研磨用組成物 | |
JP2004153158A (ja) | 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 | |
TWI815260B (zh) | 半導體製程用研磨組成物及基板和半導體器件的製造方法 | |
WO2011152356A1 (ja) | 研磨剤および研磨方法 | |
TW202007757A (zh) | 化學機械研磨用水系分散體 | |
US20230332017A1 (en) | Composition for semiconductor processing and manufacturing method of semiconductor device using the same | |
US20230332016A1 (en) | Composition for semiconductor processing and polishing method of semiconductor device using the same | |
TWI821407B (zh) | 研磨用組合物、研磨方法及基板之製造方法 | |
JP4878728B2 (ja) | Cmp研磨剤および基板の研磨方法 | |
TW202403007A (zh) | 研磨粒的製造方法、化學機械研磨用組成物及研磨方法 | |
CN114730710A (zh) | 化学机械研磨用组合物、化学机械研磨方法及化学机械研磨用粒子的制造方法 | |
JP2021082645A (ja) | 化学機械研磨用組成物及び化学機械研磨方法 | |
JPWO2021095412A1 (ja) | 化学機械研磨用組成物及び化学機械研磨方法 |