本发明专利技术公开了一种用于阳离子带电材料和阴离子带电材料同时抛光的辅助剂，其在阳离子带电材料上形成吸附层以提高阴离子带电材料对阳离子带电材料的抛光选择性，其中所述辅助剂包含聚合电解质盐，该聚合电解质盐包含：（ａ）重均分子量为１，０００～２０，０００并包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及（ｂ）基材。本发明专利技术还公开了包含上述辅助剂和磨粒的ＣＭＰ（化学机械抛光）浆料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于化学机械抛光浆料的辅助剂
本专利技术涉及一种用于CMP(化学机械抛光)浆料的辅助剂，或用于阳离子带电材料和阴离子带电材料同时抛光的辅助剂，其在阳离子带电材料上形成吸附层以提高阴离子带电材料对阳离子带电材料的抛光选择性。
技术介绍
当微电子器件不断被赋予更高的集成度时，用于制造这样的微电子器件的平整化工艺变得越来越重要。作为用以获得高集成微电子器件的部分努力，多重互连技术(multiple interconnection technique)和多层层叠技术(multilayer stacking technique)通常用于半导体晶片。但是，实施上述技术中的一种后发生的非平整化引起很多问题。因此，在微电子器件制造工艺的多个步骤中应用平整化工艺，以使晶片表面的不规则最小化。平整化技术中的一种为CMP(化学机械抛光)。在CMP工艺过程中，晶片表面压有相对于表面旋转的抛光垫，并在抛光过程中将已知作为CMP浆料的化学试剂引入抛光垫中。这样的CMP技术通过化学和物理作用的方式完成晶片表面的平整化。换句话说，CMP技术通过将相对于表面旋转的抛光垫压于晶片表面，并同时通过向具有图案的晶片表面提供化学活性浆料而完成晶片表面的平整化。-->应用CMP技术的一个实施方式为STI(浅槽隔离)。在STI技术中，形成相对浅的槽，这样的槽用于形成分离晶片表面的作用区(activeregion)的场效应区(field region)。如图1所示，在STI工艺中，在半导体晶片上连续形成衬垫氧化硅(SiO2)层101和氮化硅(SiN)层102。接着，在SiN层102上形成光刻胶图案。然后，通过使用光刻胶图案作为掩蔽，部分蚀刻SiN层102、衬垫氧化硅层101和半导体晶片100，以形成多个槽103。此外，为了形成场效应区，通过LPCVD(低压化学气相沉积)、PECVD(等离子增强化学气相沉积)或HDPCVD(高密度等离子体化学气相沉积)技术的方法沉积绝缘氧化硅层104，以使层104填充槽103，并且SiN层102的表面被层104覆盖。随后，抛光绝缘氧化硅层104直到露出SiN层102。此外，SiN层102置于两相邻作用区之间，同时通过蚀刻除去衬垫氧化硅层101。最后，在半导体晶片的表面上形成闸极(gate)氧化硅层105。这里，在除去绝缘氧化硅层104的CMP工艺进行过程中，由于不同的化学和物理性质，绝缘氧化硅层104和SiN层102显示出不同的除去率。绝缘氧化硅层的除去率与氮化硅层的除去率的比被称为CMP浆料的选择性。当CMP浆料的选择性降低时，通过浆料除去的SiN层的量增加。优选的是，SiN层不被除去。换句话说，绝缘氧化硅层对SiN层的选择性应该为无穷大。但是，常规CMP浆料的绝缘氧化硅层对SiN层的抛-->光选择性低，其大约为4∶1。因此，在实际CMP工艺中，SiN层被抛光到超过可接受的范围的程度。结果，在CMP过程中根据晶片中的位置，不均匀地除去SiN层图案。因此，在整个晶片中SiN层的厚度是变化的。尤其是在同时具有高密度图案和稀疏图案的半导体晶片的情况下这是个严重的问题。由于上述问题，具有场效应区的最终结构在作用区和场效应区之间具有水平差(level difference)，导致制造半导体器件的后续步骤的余量(margin)降低以及晶体管和器件质量劣化。简而言之，常规的CMP工艺的问题在于，即使通过CMP工艺除去氧化物层后也不能获得具有均匀厚度的SiN层图案。为解决上述问题，近期已做出很多努力，以开发出一种控制绝缘氧化硅层的除去率高于SiN层的抛光率的浆料组合物。例如，在美国专利号5,614,444；日本公开专利号1998-106988、1998-154672、1998-270401、2001-37951、2001-35820和2001-319900；和韩国公开专利号2001-108048、2002-0015697、2003-0039999、2004-0057653、2004-0013299和2003-0039999中公开了这样的浆料组合物。尽管迄今为止不断地对CMP浆料组合物进行深入的研究和开发，以改进由绝缘二氧化硅层的抛光率与SiN层的抛光率的比表示的选择性，但是该浆料组合物仍有很大的改进空间。
技术实现思路
技术问题-->因此，考虑到上述问题作出本专利技术。本专利技术的一个目的是提供一种用于阳离子带电材料的结构和阴离子带电材料的结构同时抛光的辅助剂，其在阳离子带电材料的结构上形成吸附层以增加阴离子带电材料结构的抛光选择性。本专利技术使用包含重均分子量控制为1,000～20,000的接枝型聚合电解质(离子聚合物或高分子离子)的聚合电解质盐，以使磨粒的团聚最小化。技术方案根据本专利技术的一个技术方案，提供一种用于阳离子带电材料和阴离子带电材料同时抛光的辅助剂，其在阳离子带电材料上形成吸附层以提高阴离子带电材料的抛光选择性，该辅助剂包含聚合电解质盐，所述聚合电解质盐包含：(a)重均分子量为1,000～20,000并包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及(b)基材。还提供包含该辅助剂和磨粒的CMP浆料。根据本专利技术的另一技术方案，提供一种用于CMP浆料的包含聚合电解质盐的辅助剂，所述聚合电解质盐包含：(a)重均分子量为1,000～20,000并包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及(b)基材。还提供包含该辅助剂和磨粒的CMP浆料。根据本专利技术的又一技术方案，提供一种使用上述CMP浆料的STI(浅槽隔离)法。根据本专利技术的再一技术方案，提供一种通过使用聚合电解质盐而在抛光过程中抑制阳离子带电材料被抛光的方法，所述聚合电解质盐包含：(a)重均分子量为1,000～20,000并包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及(b)基材。-->附图说明图1为说明常规STI(浅槽隔离)方法的流程图。图2为显示根据本专利技术的优选实施方式的接枝型聚合电解质的结构的示意图。具体实施方式下文更详细地说明本专利技术。本专利技术的特征在于，在抛光过程中使用重均分子量为1,000～20,000的阴离子带电接枝型聚合电解质，以有效抑制阳离子带电材料的结构被抛光，同时使如磨粒的粒子的团聚最小化。通常，氮化硅的表面是阳离子带电的，而氧化硅表面为阴离子带电的。因此，为提高氧化硅对氮化硅的抛光选择性，通过静电力将如聚合电解质的阴离子带电聚合物吸附于阳离子带电的氮化硅上，以阻止阳离子带电的氮化硅被抛光，因此使阴离子带电的氧化硅更易被抛光。本专利技术中，如果阴离子带电聚合物的分子量太低，则该聚合物稀疏地或以薄吸附层的形式被吸附到阳离子带电材料结构上。因此，不可能在抛光工艺中充分保护阳离子带电材料的结构。为在抛光工艺中确保对阳离子带电材料的保护，阴离子带电聚合物优选具有高分子量。但是，如果分子量过高，则聚合物通过范德华力部分地吸附到磨粒上而引起粒子的团聚。此外，这样团聚的粒子会在CMP工艺中带来刮痕。-->因此，本专利技术的特征在于，为使在阳离子带电材料的结构上阴离子带电聚合物的静电吸附最大化，同时使由于范德华力的吸附最小化，使用包含主链和侧链的接枝型聚合电解质代替线性聚合电解质。当比较在相同分子量范围的接枝型聚合电解质和线性聚合电解质时，接枝型聚合电解质的主链长度小于线性聚合电解质的链长度，使得团聚现象最本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于阳离子带电材料和阴离子带电材料同时抛光的辅助剂，其在阳离子带电材料上形成吸附层，以增加阴离子带电材料的抛光选择性，其中所述辅助剂包含聚合电解质盐，该聚合电解质盐包含： （ａ）重均分子量为１，０００～２０，０００并包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及 （ｂ）基材。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2004-12-29 10-2004-0114824;KR 2005-11-25 10-2001、一种用于阳离子带电材料和阴离子带电材料同时抛光的辅助剂，其在阳离子带电材料上形成吸附层，以增加阴离子带电材料的抛光选择性，其中所述辅助剂包含聚合电解质盐，该聚合电解质盐包含：(a)重均分子量为1,000～20,000并包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及(b)基材。2、一种用于CMP(化学机械抛光)浆料的辅助剂，其包含聚合电解质盐，该聚合电解质盐包含：(a)重均分子量为1,000～20,000并且包含主链和侧链的接枝型聚合电解质；以及(b)基材。3、根据权利要求1或2所述的辅助剂，其中，所述侧链具有对应于分子量为500～2,000的长度，且所述主链具有对应于分子量为500～15,000的长度。4、根据权利要求1或2所述的辅助剂，其中，所述接枝型聚合电解质包含：由包含至少一种选自羟基、羧基和磺酸基的官能团的烯键式不饱和单体聚合或共聚合而衍生的大单元，作为侧链；以及由包含羧基的烯键式不饱和单体衍生的单元，作为主链。5、根据权利要求1或2所述的辅助剂，其通过包括如下步骤的方法获得：(i)聚合至少一种亚单体以获得形成接枝型聚合物的侧链的大单体；以及(ii)使所述大单体与形成接枝型聚合物的主链的单体共聚合。6、根据权利要求5所述的辅助剂，其中，所述接枝型聚合电解质通过包括如下步骤的方法获得：(i)使包含至少一种选自包括羟基、羧基和磺酸基的组的官能团的烯键式不饱和单体进行自由基聚合，以获得大单体；以及(ii)使所述大单体与包含羧基的烯键式不饱和单体共聚合。7、根据权利要求6所述的辅助剂，其中，所述包含羟基的烯键式不饱和单体为C1～C12甲基丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：李基罗，金种珌，李政熹，洪政填，洪瑛晙，金鲁马，李安娜，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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