[發明專利]用于拋光多層膜的化學機械拋光漿料組合物

在審

• 申請號: 202010660584.0
• 申請日: 2020-07-10
• 公開（公告）號: CN112210301A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 金智慧;崔輔爀;李在祐;李在益
• 申請（專利權）人: 凱斯科技股份有限公司
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;H01L21/306;H01L21/3105
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

本發明涉及一種用于拋光多層膜的化學機械拋光漿料組合物，根據本發明的一實施例的用于拋光多層膜的化學機械拋光漿料組合物包括：拋光粒子；表面粗糙度(roughness)改進劑，包括水溶性聚合物；拋光調節劑，包括有機酸；以及拋光輪廓改進劑，包括非離子表面活性劑。

技術領域

本發明涉及一種用于拋光多層膜的化學機械拋光(CMP)漿料組合物及使用其的拋光方法。

背景技術

在半導體工藝中，化學機械拋光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)被用于表面拋光工藝，以形成具有高集成密度的多層器件，并且，隨著半導體的圖案尺寸的逐漸減小，用于制造圖案的拋光工藝的重要性也逐漸顯著。

在制造半導體器件的過程中，使用單晶硅晶片為主要材料，其能夠以低成本制備出初始材料，并制備出具有優異電絕緣性能的氧化膜。由于在半導體工藝中硅晶片的表面粗糙度對后續工藝起到很大的影響，因此采用化學機械拋光工藝進行平面化工藝必不可少。

目前，多晶硅膜被用于集成電路(IC)、凹槽陣列晶體管(Recess Channel ArrayTransistor，RCAT)及三維鰭式場效晶體管(FinFET)的制備過程，并且，有必要研究如何使用化學機械拋光工藝來將表面粗糙度最小化。

具體地，多晶硅通過使非晶硅結晶而獲得，然而，被廣泛應用的激光晶化方法具有使多晶硅膜的表面粗糙度變差的缺點，因此有必要改善其表面粗糙度。

此外，化學機械拋光漿料組合物用于拋光硅材料，即單晶硅、非晶硅、多晶硅等單質硅，以及氮化硅、氧化硅等硅化合物。其被用于拋光單晶硅基板等硅基板，或拋光形成在硅基板上的非晶硅膜或多晶硅膜等單質硅膜，或拋光氮化硅膜、氧化硅膜等硅化合物的膜。

一般來說，根據拋光對象的類型和特性，化學機械拋光漿料組合物可以分為多種，但最近需要開發能夠同時拋光硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜等的化學機械拋光漿料組合物。

為此，如今正在積極開展能夠提高拋光選擇比及拋光速度的化學機械拋光漿料組合物的研究與開發。然而，如今對于當將其應用于不同類型的膜質時，可以同時改善表面粗糙度、缺陷或劃痕的多功能漿料組合物的研究還很少。

發明內容

要解決的技術問題：

本發明的目的在于解決上述問題，即提供一種用于拋光多層膜的化學機械拋光(CMP)組合物及使用其的拋光方法，其可以在改善多晶硅膜的表面粗糙度的同時，也可以改善多晶硅膜和氮化硅膜的缺陷(Defect)。

然而，本發明要解決的問題并非受限于上述言及的問題，未言及的其他問題能夠通過以下記載由本領域普通技術人員所明確理解。

解決問題的技術方法：

根據本發明的一方面，提供一種用于拋光多層膜的化學機械拋光漿料組合物，其包括：拋光粒子；表面粗糙度(roughness)改進劑，包括水溶性聚合物；拋光調節劑，包括有機酸；以及拋光輪廓改進劑，包括非離子表面活性劑。

根據一實施例，所述用于拋光多層膜的化學機械拋光漿料組合物還包括缺陷(defect)改進劑，所述缺陷改進劑包含陰離子表面活性劑。

根據一實施例，所述陰離子表面活性劑可以包括選自于由聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯-丙烯酸共聚物、丙烯酸-馬來酸共聚物、丙烯酸-乙烯共聚物、丙烯酸-丙烯酰胺共聚物及丙烯酸-聚丙烯酰胺共聚物組成的群組中選擇的至少任一個。

根據一實施例，所述缺陷(defect)改進劑在所述用于拋光化學機械拋光漿料組合物中可以占0.005重量百分比至0.1重量百分比。