[發明專利]碳磨料和拋光漿料以及制造半導體器件的方法

在審

• 申請號: 202010439721.8
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN112480867A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 高井健次;金度潤
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;C09G1/02;H01L21/3105
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王華芹;金擬粲

公開碳磨料和拋光漿料以及制造半導體器件的方法。所述碳磨料包括碳納米顆粒以及在所述碳納米顆粒的表面上的帶正電的聚合物。所述拋光漿料包括所述碳磨料，并且所述制造半導體器件的方法使用所述拋光漿料。

對相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年9月11日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2019-0113140的優先權、以及由其產生的所有權益，將其全部內容通過引用引入本文中。

技術領域

本公開內容涉及碳磨料(研磨劑)、拋光漿料和制造半導體器件的方法。

背景技術

隨著電子器件在尺寸上減小并且集成電路被小型化，需要形成精細結構例如若干納米的金屬線或淺溝槽隔離特征的方法并且其是令人感興趣的。在精細結構的形成期間，可進行拋光工藝以產生具有精細結構的平坦表面。拋光工藝之一是化學機械拋光(CMP)。化學機械拋光是包括如下的工藝：在待拋光的基材和拋光墊之間提供拋光漿料并使半導體基材的表面與拋光墊接觸，以及通過施加壓力并且旋轉拋光墊和/或半導體基材而使用拋光墊將半導體基材的表面平坦化。

發明內容

一種實施方式提供能夠在減少結構的損壞和形狀變形的同時改善拋光速率的碳磨料。

另一實施方式提供包括所述碳磨料的拋光漿料。

另一實施方式提供使用所述拋光漿料制造半導體器件的方法。

根據一種實施方式，碳磨料包括：碳納米顆粒，以及設置在所述碳納米顆粒的表面上的帶正電的聚合物。

所述碳納米顆粒可包括如下的至少一種：富勒烯、富勒烯衍生物、石墨烯、石墨、碳納米管、或碳點。

所述碳納米顆粒的平均直徑可小于約3納米(nm)。

所述碳磨料的平均直徑可為所述碳納米顆粒的平均直徑的約2至約10倍大。

所述碳磨料的平均直徑可為約2nm至約10nm。

所述帶正電的聚合物可選自可溶解或分散于水中的聚合物。

所述帶正電的聚合物可包括含氮官能團。

所述含氮官能團可包括如下的至少一種：氨基基團、胺基團、銨基團、或含氮雜環基團。

所述帶正電的聚合物可包括聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯基吡咯烷酮的衍生物。

所述聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯基吡咯烷酮的衍生物的重均分子量可為約3,000克/摩爾(g/mol)至約150,000g/mol。

所述帶正電的聚合物可吸附至所述碳納米顆粒的表面，或者所述帶正電的聚合物可鍵合至所述碳納米顆粒的表面。

所述碳納米顆粒可被所述帶正電的聚合物鈍化。

所述碳納米顆粒與所述帶正電的聚合物的重量比可在約1:5至約1:1000的范圍內。

所述碳磨料在水中可呈現(帶有)正電荷。

根據另一實施方式，提供包括所述碳磨料的拋光漿料。

所述拋光漿料可進一步包括氧化劑、螯合劑、表面活性劑、分散劑、pH控制劑、溶劑、或其組合。

根據另一實施方式，制造半導體器件的方法包括：在基材上形成包括第一材料的第一層，在所述第一層中形成多個溝槽，在所述第一層上和在所述溝槽內形成包括第二材料的第二層，所述第二材料不同于所述第一材料，以及使用所述拋光漿料將所述第二層的表面化學機械拋光。

所述第二材料可為金屬或絕緣體。

所述第一材料可為氮化硅，且所述第二材料可為氧化硅。