[發(fā)明專利]用于對多晶硅膜進行拋光的化學機械拋光漿料組合物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580051984.5
• 申請日: 2005-12-27
• 公開（公告）號: CN101300320A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 鄭載薰;李仁慶;崔源永;李泰永;梁智喆
• 申請（專利權(quán)）人: 第一毛織株式會社;三星電子株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 周建秋;王鳳桐

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種用于對多晶硅(Poly-Si)膜進行拋光的化學機械拋光漿料，和制備該漿料的方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種制造半導體設備的方法，該方法通過使用對多晶硅膜比作為拋光終止層的設備隔離膜具有更高拋光選擇性的、能夠改善晶片內(nèi)不均勻性(WIWNU)的漿料，形成閃存設備的自對準浮柵。

背景技術(shù)

通過半導體設備的高性能和高集成，集成電路技術(shù)進入了以512M位和1G位的超高密度集成的動態(tài)隨機存儲器(DRAMs)為代表的超大型集成(VLSI)時代。由于設備制造所需的最小加工尺寸變得更小，因此目前使用60納米和70納米的線寬來制造下一代設備。

集成電路(ICs)的集成使得設備尺寸減小，也使得多層內(nèi)部連接成為需要。為了滿足這個需要，有必要使用有效的平版印刷術(shù)使待拋光的整個表面變平坦。在這種情況下，目前，化學機械拋光作為一項新的平面化技術(shù)而倍受關注。高度集成半導體設備是通過一層接一層地反復交替沉積導電材料和絕緣材料而形成圖案(pattern)而制造的。當形成圖案的各個材料層的表面不平整的時候，很難在其上形成新的圖案層。也就是說，在新的層不斷地疊積在材料層間不平整的表面時，入射光從折射層以不同的角度反射出去，從而導致光抗蝕劑的圖案在顯影時不準確。因此，人們廣泛地認識到了對化學機械拋光(以下簡稱為“CMP”)的需要。由于在半導體制造過程中多晶硅材料廣泛用于形成設備的接點和線路，因而，CMP顯得特別重要。

CMP技術(shù)的原理是將作為磨料溶液的漿料應用于晶片與拋光墊表面接觸的部分，使?jié){料與晶片表面發(fā)生化學反應，同時，拋光墊相對于晶片發(fā)生移動，從而物理地除去晶片表面存在的不規(guī)則部分。

用于半導體CMP過程的漿料含有去離子水、金屬氧化物、調(diào)節(jié)pH的堿或酸、控制拋光速率和選擇性的添加劑，等等。主要使用的金屬氧化物為由煙化法或溶膠凝膠法制備的二氧化硅(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、二氧化鈰(CeO₂)、氧化鋯(ZrO₂)、二氧化鈦(TiO₂)，或其它。關于添加劑，主要使用胺類添加劑生成大量的氫氧根離子以實現(xiàn)對多晶硅膜的高拋光速率，同時，實現(xiàn)對絕緣層的低拋光速率。

為了提高拋光速率嘗試了各種方法。例如，US?4169337中公開了添加一種腐蝕劑，如氨基乙基乙醇胺。US?3262766和3768989中公開了通過在制備SiO₂的過程中共沉積少量如CeO₂的其它顆粒的方法來制備拋光組合物。而且，在Mechanism?of?Glass?Polishing?Vol.152，1729，1971中公開了向漿料中添加包括Ce(OH)₄、NH₄SO₄和Fe(SO₄)在內(nèi)的無機鹽添加劑。許多專利公告中均公開了提高拋光速率和選擇性的漿料。例如，US?4169337中描述了一種由二氧化硅/胺/有機鹽/多元醇組成的漿料，US?5139571中描述了由二氧化硅/季銨鹽組成的漿料，US?5759917中描述了一種由二氧化鈰/羧酸/二氧化硅組成的漿料，US?5938505中公開了一種由四甲基銨鹽/過氧化氫組成的漿料，US?6009604中描述了一種由供電子化合物/四甲基氫氧化銨(TMAH)/二氧化硅組成的漿料。

通常用于拋光多晶硅膜的漿料對多晶硅膜具有較高的拋光選擇性是因為絕緣氧化物層用作終止層。由于化學機械作用，較高的拋光選擇性導致了多晶硅膜的表面凹坑。表面凹坑的發(fā)生又反過來影響隨后的曝光過程，引起形成的多晶硅線的高度不同。這樣，使電路內(nèi)部的電學性能和接觸性能變差。

因此，需要開發(fā)一種能夠克服凹坑問題并能夠改善晶片內(nèi)不均勻性的新型漿料。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明是鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題而作出的，本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高選擇性的化學機械拋光(CMP)漿料，該漿料含有在超純水中的金屬氧化物磨料顆粒和添加劑的混合物，該添加劑包括非離子氟類表面活性劑和季銨堿。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于拋光多晶硅膜的CMP漿料組合物，該組合物含有

(a)金屬氧化物；

(b)季銨堿；和

(c)如式1所示的氟類表面活性劑：

CF₃(CF₂)_nSO₂X????(1)