化学机械抛光浆料组合物及使用其制作半导体器件的方法技术

提供一种化学机械抛光(CMP)浆料组合物及一种使用化学机械抛光浆料组合物制作半导体器件的方法。化学机械抛光(CMP)浆料组合物包含：磨料颗粒；第一阳离子化合物，包含氨基酸、聚亚烷基二醇、与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖及含有胺基的聚合物中的至少任一者；第二阳离子化合物，包含有机酸；以及非离子化合物，包含聚醚胺。本发明专利技术的化学机械抛光浆料组合物具有相对高的氧化物膜对半导体膜抛光选择性且能够改善凹陷及刮擦。

Chemical Mechanical Polishing Slurry Composition and Method for Manufacturing Semiconductor Devices Using the Composition

A chemical mechanical polishing (CMP) slurry composition and a method for manufacturing semiconductor devices using CMP slurry composition are provided. Chemical Mechanical Polishing (CMP) slurry compositions comprise: abrasive particles; first cationic compounds comprising amino acids, polyalkylene glycols, polymer polysaccharides bonded with glucosamine compounds and at least any of polymers containing amines; second cationic compounds comprising organic acids; and non-ionic compounds comprising polyether amine. The chemical mechanical polishing slurry composition of the invention has relatively high polishing selectivity of oxide film to semiconductor film and can improve depression and scratch.

【技术实现步骤摘要】
化学机械抛光浆料组合物及使用其制作半导体器件的方法本申请主张在2017年6月16日在韩国知识产权局提出申请的韩国专利申请第10-2017-0076462号的权利，所述韩国专利申请的公开内容全文并入本申请供参考。
本公开涉及一种化学机械抛光(CMP)浆料组合物及一种使用所述化学机械抛光浆料组合物制作半导体器件的方法，且更具体来说涉及一种包含抛光控制剂的化学机械抛光浆料组合物及一种使用所述化学机械抛光浆料组合物制作半导体器件的方法。
技术介绍
作为膜平坦化(planarization)工艺，可利用回蚀(etch-back)工艺、回流(reflow)工艺、化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing，CMP)工艺等。化学机械抛光工艺因其有利于进行大面积平坦化且具有优异的平坦度(flatness)而广泛用于大面积平坦化及高度集成电路。在化学机械抛光工艺中，可将待抛光的物体安装在抛光器件上，且可在物体与抛光垫(polishingpad)之间提供含有磨料颗粒的浆料组合物。在其中物体接触抛光垫的状态下，可旋转物体以使物体的表面平坦化。举例来说，化学机械抛光工艺是通过使浆料组合物中所含有的磨料颗粒及抛光垫的表面突起对物体的表面进行机械摩擦来机械地抛光物体的表面的工艺，且同时是通过使物体的表面与浆料组合物中所含有的化学成分发生化学反应而以化学方式移除物体的表面的工艺。具有相对高的选择性及相对高的移除速率的化学机械抛光浆料组合物可能难以控制具有小阶差(step)的区域中的平坦度，且化学机械抛光浆料组合物可造成凹陷(dishing)及刮擦。此类问题可在利用化学机械抛光工艺制造的半导体器件中造成各种缺陷，从而可能对半导体器件的良率及可靠性产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术概念的方面提供一种具有相对高的氧化物膜对半导体膜抛光选择性且能够改善凹陷及刮擦的化学机械抛光(CMP)浆料组合物。本专利技术概念的方面还提供一种制作可靠性及良率提高的半导体器件的方法。然而，本专利技术概念的方面并非仅限于本文所述的方面。通过参照下文给出的对本专利技术概念的详细说明，本专利技术概念的以上及其他方面将对本专利技术概念所属领域中的普通技术人员而言变得更显而易见。根据本专利技术概念的一方面，提供一种化学机械抛光(CMP)浆料组合物，所述化学机械抛光浆料组合物包含：磨料颗粒；第一阳离子化合物，包含氨基酸、聚亚烷基二醇、与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖及含有胺基的聚合物中的至少任一者；第二阳离子化合物，包含有机酸；以及非离子化合物，包含聚醚胺。根据本专利技术概念的另一方面，提供一种化学机械抛光浆料组合物，以100重量％的化学机械抛光浆料组合物计，化学机械抛光浆料组合物包含0.1重量％到10重量％的磨料颗粒、0.001重量％到6重量％的阳离子化合物以及0.001重量％到1重量％的包含聚醚胺的非离子化合物。根据本专利技术概念的另一方面，提供一种制作半导体器件的方法，所述方法包括：提供具有多个沟槽的半导体图案；在半导体图案上形成绝缘膜以填充多个沟槽；以及使用化学机械抛光浆料组合物对绝缘膜进行抛光直到暴露出半导体图案的上表面，其中以100重量％的化学机械抛光浆料组合物计，化学机械抛光浆料组合物包含0.1重量％到10重量％的磨料颗粒、0.001重量％到6重量％的阳离子化合物及0.001重量％到1重量％的包含聚醚胺的非离子化合物。附图说明通过结合附图阅读以下对实施例的说明，这些方面及/或其他方面将变得显而易见且更易于理解，在附图中：图1到图7是示出根据本专利技术概念的实施例的一种制作半导体器件的方法的操作的视图。图8是示出根据本专利技术概念的示例性实施例的一种制造半导体器件的方法的流程图。[符号的说明]100：衬底110：半导体图案120：第一绝缘膜120’：第一绝缘膜图案200：第二绝缘膜210：导电膜210’：导电膜图案210a：导电残余物D1：第一凹陷D2：第二凹陷I：第一区域II：第二区域P1：第一化学机械抛光工艺P2：第二化学机械抛光工艺S801、S803、S805：步骤T1：沟槽T2：接触孔具体实施方式以下，将参照示例性实施例及附图阐述根据本专利技术概念的实施例的一种化学机械抛光(CMP)浆料组合物。然而，本专利技术概念并非仅限于这些实施例及附图。根据示例性实施例的化学机械抛光浆料组合物可包含磨料颗粒、阳离子化合物、非离子化合物及溶剂。磨料颗粒可用作浆料组合物的磨料。磨料颗粒可包含金属氧化物。举例来说，磨料颗粒可包含金属氧化物、涂布有有机材料或无机材料的金属氧化物及胶态金属氧化物中的至少任一种。另外，磨料颗粒可包含二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钛酸钡、氧化锗、二氧化锰及氧化镁中的至少任一者。磨料颗粒的形状可为球状、角状、针状或板状。优选地，磨料颗粒的形状可为球形。根据示例性实施例，磨料颗粒的大小可为10nm到300nm。当磨料颗粒的大小小于10nm时，在化学机械抛光工艺中可能无法确保足够的移除速率。当磨料颗粒的大小超过300nm时，在化学机械抛光工艺中可能发生凹陷及刮擦。另外，可能难以调整移除速率及抛光选择性。磨料颗粒可包括单一大小的颗粒，但也可包括两种或更多种大小的颗粒。举例来说，磨料颗粒的大小可在制作工艺期间进行调整，使得磨料颗粒可具有其中混合有两种类型的颗粒的双峰粒度分布(bimodalparticlesizedistribution)。作为另一选择，磨料颗粒可具有其中混合有三种类型的颗粒而显示出三个峰的粒度分布。由于在一些实施例中相对大的磨料颗粒与相对小的磨料颗粒混合在一起，因此可获得更好的可分散性。此外，此类磨料颗粒可减少对抛光目标的刮擦，改善凹陷，且改善抛光之后的清洁性质。在一些实施例中，磨料颗粒可在其表面上具有正电荷。在其中磨料颗粒的表面带正电荷的情况下，氧化物膜的移除速率可进一步提高。阳离子化合物可包含第一阳离子化合物及第二阳离子化合物。第一阳离子化合物可包含氨基酸、聚亚烷基二醇、与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖及含有胺基的聚合物中的至少任一者。氨基酸可包括例如精氨酸。与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖可包括以下中的至少任一者的与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖：甲壳质、壳聚糖、壳寡糖、粘多醣、蛋白多糖、肝素、海藻酸、纤维素、透明质酸、鹿角菜胶、β-葡聚糖及硫酸软骨素。含有胺基的聚合物可包括例如一级胺化合物、二级胺化合物、三级胺化合物及四级胺化合物中的至少任一者。第二阳离子化合物可包含有机酸。有机酸可包括以下中的至少任一者：例如乳酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、马来酸、丙二酸、次氮基三乙酸(nitrilotriaceticacid)、吡啶甲酸(picolinicacid)、烟酸(nicotinicacid)、异烟酸(isonicotinicacid)、萎蔫酸(fusaricacid)、二烟酸(dinicotinicacid)、吡啶二羧酸(dipicolinicacid)、卢剔啶酸(lutidinicacid)、喹啉酸(quinolinicacid)、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、胱氨酸、组氨酸、天冬酰胺、胍(guanidine)、肼(hydrazine)、甲酸(formicacid)、苯甲酸、草酸、琥珀酸、丙三酸(tricarballylicacid)、酒石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，包含：磨料颗粒；第一阳离子化合物，包含氨基酸、聚亚烷基二醇、与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖及含有胺基的聚合物中的至少任一者；第二阳离子化合物，包含有机酸；以及非离子化合物，包含聚醚胺。

【技术特征摘要】
2017.06.16 KR 10-2017-00764621.一种化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，包含：磨料颗粒；第一阳离子化合物，包含氨基酸、聚亚烷基二醇、与葡糖胺化合物键结的聚合物多糖及含有胺基的聚合物中的至少任一者；第二阳离子化合物，包含有机酸；以及非离子化合物，包含聚醚胺。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，所述磨料颗粒的表面带正电荷。3.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，以100重量％的所述化学机械抛光浆料组合物计，所述磨料颗粒的含量为0.1重量％到10重量％。4.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，以100重量％的所述化学机械抛光浆料组合物计，所述第一阳离子化合物的含量为0.01重量％到5重量％。5.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，所述有机酸包括以下中的至少任一者：乳酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、马来酸、丙二酸、次氮基三乙酸、吡啶甲酸、烟酸、异烟酸、萎蔫酸、二烟酸、吡啶二羧酸、卢剔啶酸、喹啉酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、胱氨酸、组氨酸、天冬酰胺、胍、肼、甲酸、苯甲酸、草酸、琥珀酸、丙三酸、酒石酸、天冬氨酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、富马酸、邻苯二甲酸及吡啶羧酸。6.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，以100重量％的所述化学机械抛光浆料组合物计，所述第二阳离子化合物的含量为0.001重量％到1重量％。7.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，以100重量％的所述化学机械抛光浆料组合物计，所述非离子化合物的含量为0.001重量％到1重量％。8.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，所述聚醚胺包含环氧乙烷及环氧丙烷中的至少一者作为单体。9.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，所述聚醚胺包含1到3个胺基。10.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，所述聚醚胺包括由式(1)到式(3)表示的化合物中的至少一者：其中x是2到10的自然数，其中x、y及z分别为自然数，x与z的和是3到20，且y是5到40，其中x、y及z分别为2到10的自然数。11.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其特征在于，还包含阴离子化合物，所述阴离子化合物包含呈共振结构官能基形式的共聚物、含羧基的聚合物及含羧基的有机酸中的至少任一者。12.一种化学机...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴承浩，权昌吉，李性表，黄晙夏，金相均，朴慧圣，辛受映，李愚仁，李洋熙，朴钟爀，尹一永，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，凯斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR