CMP研浆组成物及使用其研磨有机膜的方法技术

本发明专利技术涉及一种CMP研浆组成物及使用其研磨有机膜的方法，所述CMP研浆组成物包含：含有含铁组分的氧化剂；具有一个羧基的有机酸；以及水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】CMP研浆组成物及使用其研磨有机膜的方法
本专利技术涉及一种化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing，CMP)研浆组成物及使用其研磨有机膜的方法。
技术介绍
一种半导体制造方法包括在图案化硅晶圆上形成无机膜(例如氧化硅膜或氮化硅膜)的制程以及对所述无机膜中形成的贯穿孔(via-hole)进行间隙填充(gap-fill)的制程。执行所述间隙填充制程以用有机膜材料来填充贯穿孔，且在所述间隙填充制程之后，执行平坦化制程以移除过量的有机膜。对于平坦化而言，在现有技术中CMP(chemicalmechanicalpolishing)已引起关注。用于有机膜的典型CMP研浆组成物包含聚合物研磨颗粒，以容许在不产生表面状况的劣化(例如刮痕)的情况下以高研磨速率研磨有机膜。然而，此种典型CMP研浆组成物无法在提高经研磨表面的平坦程度的同时达成所需研磨速率。此外，当用于研磨例如硅等金属膜的金属氧化物磨料用于研磨有机膜时，存在例如因经研磨表面的低平坦程度及经研磨表面上的刮痕而造成的过度研磨及低良率问题。为解决现有技术中的此类问题，将包括例如铁卤素盐或硝酸铁等金属盐在内的氧化剂与金属氧化物磨料一起使用以提高研磨速率及平坦程度。然而，由于铁卤素盐或硝酸铁在水溶液中不稳定，因此向研浆组成物中添加此种氧化剂可造成铁颗粒在所述研浆中沉淀及沉降，因而造成对有机膜的研磨速率劣化，同时污染研浆供应设备。在韩国专利公开案第2007-0057009号中揭示了本专利技术的
技术介绍
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技术实现思路
技术问题本专利技术的一个目标是提供一种在不使用研磨颗粒的情况下表现出对有机膜的良好研磨特性的用于有机膜的CMP研浆组成物。本专利技术的另一目标是提供一种能维持稳定的研磨速率且同时防止铁颗粒污染研浆供应设备的用于有机膜的CMP研浆组成物，其阻止含Fe离子的氧化剂在研浆组成物中沉淀。本专利技术的再一目标是提供一种使用如上所述的用于有机膜的CMP研浆组成物来研磨有机膜的方法。技术解决方案根据本专利技术的一个实施例，提供一种CMP研浆组成物，所述CMP研浆组成物包含：含有含铁组分的氧化剂；具有一个羧基的有机酸；以及水。所述含有含铁组分的氧化剂可包括铁卤素盐、硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁或其组合。所述有机酸可包括乳酸、甲酸、乙酸、丙酸或其组合。所述含有含铁组分的氧化剂与具有一个羧基的所述有机酸可以7.5∶1至1.5∶1的重量比存在。所述CMP研浆组成物可包含：0.001重量％(wt％)至15重量％的所述含有含铁组分的氧化剂、0.02重量％至0.5重量％的具有一个羧基的所述有机酸以及余量的水。所述CMP研浆组成物可无研磨颗粒。所述CMP研浆组成物可用于研磨有机膜。根据本专利技术的另一实施例，提供一种研磨有机膜的方法，所述方法包括：使用如上所述的CMP研浆组成物来研磨所述有机膜。有利效果根据本专利技术的所述CMP研浆组成物不包含研磨颗粒，藉此有效地阻止研磨颗粒引起的过度研磨和/或在研磨有机膜时出现刮痕。此外，在根据本专利技术的CMP研浆组成物中，含有含铁组分的氧化剂是通过具有一个羧基的有机酸来稳定，藉此防止出现由铁颗粒在研浆中沉淀引起的问题(即，研磨速率劣化和/或污染研浆供应设备)，同时提高所述研浆的稳定性以确保稳定的维持及运输。附图说明图1根据本专利技术的一个实施例的一种研磨有机膜的方法的图。具体实施方式以下，将详细阐述本专利技术的实施例。CMP研浆组成物首先，将阐述根据本专利技术的CMP研浆组成物。根据一个实施例的CMP研浆组成物包含(A)含有含铁组分的氧化剂、(B)具有一个羧基的有机酸以及(C)水，且所述CMP研浆组成物无研磨颗粒。一般而言，有机膜与例如铜线等金属层不同，其具有软的表面。因此，当使用研磨颗粒来研磨有机膜时，所述有机膜的表面可能遭受刮伤或过度研磨。然而，在不使用研磨颗粒的情况下对有机膜进行研磨可能会造成研磨不充分。为克服此种问题，本专利技术人进行了大量研究且发现，即使不使用研磨颗粒，使用含有含铁组分的氧化剂及具有一个羧基的有机酸亦可维持对有机膜的良好研磨特性且不会出现由研磨颗粒造成的刮伤并完成了本专利技术。由于根据本专利技术的CMP研浆组成物不采用研磨颗粒，因此所述CMP研浆组成物在应用于有机膜时造成很少的刮伤，藉此提供良好的平坦度且同时提高对所述有机膜的研磨速率。以下，将更详细地阐述根据本专利技术的CMP研浆组成物的每一组分。(A)氧化剂根据本专利技术的CMP研浆组成物包含含有含铁组分的氧化剂。所述氧化剂用于容许通过有机膜的表面层的氧化来研磨所述有机膜，且所述氧化剂包含含铁组分。含有含铁组分的氧化剂可包括例如铁卤素盐、硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁或其组合，但并非仅限于此。具体而言，所述含有含铁组分的氧化剂可包括氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁等。在CMP研浆组成物中，可存在0.001重量％至15重量％、例如0.01重量％至5重量％、例如0.05重量％至3重量％的量的氧化剂。氧化剂在此范围内时，CMP研浆组成物可维持对有机膜的良好蚀刻性质。(B)有机酸根据本专利技术的CMP研浆组成物包含具有一个羧基的有机酸。有机酸用于通过稳定含有含铁组分的氧化剂来防止铁颗粒在研浆中沉淀，且同时增强研浆组成物的研磨特性。有机酸具有一个羧基且可包括例如乳酸、甲酸、乙酸、丙酸或其组合，但并非仅限于此。根据本专利技术的专利技术人的研究，无羧基或者含二或更多个羧基的有机酸造成对有机膜的研磨速率的显著劣化，且不含有机酸的研浆组成物遭受铁颗粒沉淀。另一方面，包含具有一个羧基的有机酸的研浆组成物具有对有机膜的1000埃/分钟或大于1000埃/分钟的研磨速率，且其不会遭受铁颗粒沉淀。在根据本专利技术的研浆组成物中，可存在0.02重量％至0.5重量％、较佳0.03重量％至0.2重量％、更佳0.04重量％至0.1重量％的量的具有一个羧基的有机酸。具有一个羧基的有机酸在此范围内时，所述研浆组成物可表现出在研磨速率及研浆稳定性方面的良好性质。在根据本专利技术的研浆组成物中，含有含铁组分的氧化剂与具有一个羧基的有机酸可以7.5∶1至1.5∶1、较佳5∶1至2∶1、更佳2.5∶1至2∶1的重量比存在。在此范围内，所述研浆组成物可维持氧化剂的稳定性及对有机膜的高研磨速率。(C)水对于根据本专利技术的CMP研浆组成物而言，氧化剂及有机酸溶解于水中。此处，水可包括去离子水，但并非仅限于此。在所述CMP研浆组成物中，添加余量的水以与氧化剂及有机酸的量一起变成100百分比。有机膜可使用根据本专利技术的CMP研浆组成物来研磨有机膜。以下说明将集中于作为根据本专利技术的CMP研浆组成物的研磨目标的有机膜。本文所用的用语“经取代”意指官能基的至少一个氢原子经以下基团取代：羟基、卤素原子、亚硫酰基、硫醇基、氰基、胺基、C1至C30烷基、C2至C30烯基、C2至C30炔基、C3至C30环烷基、C3至C30环烯基、C6至C30芳基、C7至C30芳基烷基、C1至C20杂烷基、C2至C30杂环烷基、C2至C30杂环烯基、C2至C30杂芳基、C2至C30杂芳基烷基、C1至C20烷基胺基、C1至C30烷氧基、C6至C30芳氧基、C1至C20醛基、C1至C40烷基醚基、C7至C20芳基亚烷基醚基、C1至C30卤代烷基、含P的官能基、含B的官能基或其组合。本文中，“含P的官能基”可由式A表示，且“含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械研磨研浆组成物，包括：含有含铁组分的氧化剂；具有一个羧基的有机酸；以及水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.26 KR 10-2015-01667931.一种化学机械研磨研浆组成物，包括：含有含铁组分的氧化剂；具有一个羧基的有机酸；以及水。2.如权利要求1所述的化学机械研磨研浆组成物，其中所述含有含铁组分的氧化剂包括铁卤素盐、硝酸铁、硫酸铁、磷酸铁或其组合。3.如权利要求1所述的化学机械研磨研浆组成物，其中所述具有一个羧基的有机酸包括乳酸、甲酸、乙酸、丙酸或其组合。4.如权利要求1所述的化学机械研磨研浆组成物，其中所述含有含铁组分的氧化剂与所述具有一个羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜东宪，金廷熙，崔正敏，兪龙植，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR