半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物制备方法和使用抛光组合物的半导体元件的制备方法技术

本发明专利技术涉及半导体工艺用抛光组合物和使用抛光组合物的半导体元件的制备方法，可提供一种制备方法，应用于非晶碳膜的CMP工艺，表现出高抛光率，并防止CMP工艺中的碳残留物再吸附至半导体基板，以及防止抛光垫的污染，并通过稳定化抛光组合物内的加速剂，使保存稳定性优异。另外，可提供使用半导体工艺用抛光组合物的半导体元件的制备方法。物的半导体元件的制备方法。物的半导体元件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物制备方法和使用抛光组合物的半导体元件的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及使用抛光组合物的半导体元件的制备方法。

技术介绍

[0002]随着半导体元件变得更加细微化和高密度化，正在使用更精细的图案形成技术，相应地，半导体元件的表面结构也变得更加复杂，层间膜的台阶差也越来越大。在制造半导体元件时，作为用于去除形成在基板上的特定膜中产生的台阶差的平坦化技术，使用化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing：以下称为“CMP”)工艺。
[0003]在CMP工艺中，将浆料供给至抛光垫，在加压和旋转基板的同时抛光表面。待平坦化的对象根据工艺步骤而不同，此时所使用的浆料的物性也存在差异。
[0004]具体地，CMP工艺不仅适用于氧化硅膜(SiO2)、氮化硅膜(SiN)等介电体的平坦化，而且在钨(W)、铜(Cu)等金属布线的平坦化工艺中也必不可少。
[0005]随着半导体装置的高度集成，需要形成更精细的图案和多层结构的电路等。
[0006]为此，需要具有不同蚀刻选择比特性的各种材料的膜。在这些各种材料的膜中，碳基有机膜相对于其他含硅膜具有良好的蚀刻选择比特性，因此可以用作掩膜或牺牲膜。
[0007]在半导体制备工艺中，要求对有机膜进行化学机械抛光工艺并将其去除。但是，对于半导体制备工序中适用的有机膜，还没有开发出适用CMP工艺进行有效抛光的抛光组合物。
[0008]需要开发能够解决上述问题的半导体工艺用抛光组合物。

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]本专利技术的目的在于，提供一种半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及使用抛光组合物的半导体元件的制备方法。
[0011]本专利技术的另一目的在于，提供一种半导体工艺用抛光组合物，供应至非晶碳膜(Amorphous carbon layer)的抛光工艺，对所述非晶碳膜的抛光率优异，且通过防止碳残留物(Carbon residue)吸附至基板，从而防止缺陷产生。
[0012]本专利技术的另一目的在于，提供一种抛光组合物的制备方法，通过抛光组合物内加速剂的稳定化，提高保存稳定性。
[0013]本专利技术的另一目的在于，提供使用半导体工艺用抛光组合物的半导体元件的制备方法。
[0014]用于解决问题的手段
[0015]为实现上述目的，本专利技术的一实施例的半导体工艺用抛光组合物，包含抛光颗粒以及表面活性剂，且根据下述第1式的值为0.5至2，
[0016]第1式：
[0017][0018]在所述第1式中，将厚度为的非晶碳膜(Amorphous carbon layer，ACL)以2psi加压60秒，在载体速度为87rpm、压板速度为93rpm以及抛光组合物的流入流速为200ml/min的条件下抛光时，所述Ra是抛光率测量值，所述S是相对于100重量份的抛光颗粒的表面活性剂的重量份。
[0019]本专利技术的另一实施例的半导体工艺用抛光组合物的制备方法，包括如下步骤：在溶剂中添加稳定剂以及加速剂并混合以制备抛光溶液，在所述抛光溶液中混合pH调节剂来调节抛光溶液的pH，以及在pH被调节的所述抛光溶液中混合表面活性剂以及抛光颗粒。
[0020]本专利技术的另一实施例的半导体元件的制备方法，包括如下步骤：1)提供包括抛光层的抛光垫，2)向所述抛光垫供应半导体工艺用抛光组合物；以及3)以所述抛光层的抛光面与抛光对象的被抛光面相接触的方式进行相对旋转的同时抛光所述抛光对象；所述抛光组合物包含抛光颗粒以及表面活性剂。
[0021]专利技术效果
[0022]本专利技术适用于非晶碳膜的CMP工艺，抛光率优异，能够防止抛光工艺时产生的碳残留物(Carbon residue)吸附至半导体基板，以及防止抛光垫的污染，且保存稳定性优异。
[0023]另外，可提供使用半导体工艺用抛光组合物的半导体元件的制备方法。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的一实施例的半导体元件制备工序的概略性工序图。
[0025]图2是本专利技术的一实施例的表面张力测量结果。
具体实施方式
[0026]本专利技术涉及一种半导体工艺用抛光组合物，其包含抛光颗粒以及表面活性剂，且根据下述第1式的值为0.5至2，
[0027]第1式：
[0028][0029]在所述第1式中，将厚度为的非晶碳膜(Amorphous carbon layer，ACL)以2psi加压60秒，在载体速度为87rpm、压板速度为93rpm以及抛光组合物的流入流速为200ml/min的条件下抛光时，所述Ra是抛光率测量值，所述S是相对于100重量份的抛光颗粒的表面活性剂的重量份。
[0030]下面，对本专利技术的实施例进行详细说明，使得本专利技术所属领域的普通技术人员可以容易地实施本专利技术。然而，本专利技术可以以各种不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于在此阐述的实施例。
[0031]在本说明书中，当描述一个组件“包括”另一个组件时，除非另有相反的记载，否则意味着还可以包括其他组件，而不是排除其他组件。
[0032]在本说明书中，当描述一个组件与另一个组件“连接”时，它不仅包括“直接连接”的情况，还包括“其中间隔着其他组件而连接”的情况。
[0033]在本说明书中，“B位于A上”是指B以与A直接接触的方式位于A上，或是指B以在A与B之间夹着其他层的状态下位于A上，而不限于B以与A的表面接触的方式位于A上的意思。
[0034]在本说明书中，作为马库什型描述中包含的术语“其组合”是指，从由马库什型描述的多个构成要素组成的组中选择的一种以上的混合或组合，从而表示包括从由上述多个构成要素组成的组中选择的一种以上。
[0035]在本说明书中，“A和/或B”的记载是指“A、B或A和B”。
[0036]在本说明书中，除非另有说明，如“第一”、“第二”或“A”、“B”等术语用于将相同的术语彼此区分。
[0037]在本说明书中，除非另有说明，单数表达可解释为包括上下文上解释的单数或多数的含义。
[0038]下面，对本专利技术进行更详细说明。
[0039]随着半导体元件变得更加细微化和高密度化，表面结构也变得更加复杂。所述表面结构的复杂化是指半导体线宽变窄，纵横比(Aspect ratio)也在逐渐增加，为了配合不断增加的纵横比，光刻胶(Photoresist)也在逐渐变薄。
[0040]但是，薄而长的光刻胶在蚀刻(Etching)工艺中无法承受而出现塌陷现象，为了防止这种情况，引进了硬掩膜(Hardmask)工艺。
[0041]作为硬掩模材料，使用非晶碳(Amorphous carbon)以及SiON。
[0042]当所述非晶碳用作硬掩模时，即使具有优异的蚀刻耐性，但利用现有抛光组合物来进行化学机械抛光工艺时，由于低抛光率以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体工艺用抛光组合物，其中，包含抛光颗粒以及表面活性剂，根据下述第1式的值为0.5至2，第1式：在所述第1式中，将厚度为的非晶碳膜以2psi加压60秒，在载体速度为87rpm、压板速度为93rpm以及抛光组合物的流入流速为200ml/min的条件下抛光时，所述Ra是抛光率测量值，所述S是相对于100重量份的抛光颗粒的表面活性剂的重量份。2.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，相对于100重量份的抛光颗粒，所述抛光组合物包含0.5至5重量份的表面活性剂。3.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，所述表面活性剂包含非离子性氟类高分子化合物。4.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，所述抛光颗粒选自由金属氧化物、有机颗粒、有机
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无机复合颗粒以及它们的混合构成的组。5.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，所述抛光组合物包含加速剂、稳定剂以及pH调节剂。6.根据权利要求5所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，所述加速剂选自由阴离子类低分子、阴离子类高分子、羟基酸、氨基酸以及铈盐构成的组。7.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，所述稳定剂为氨基酸。8.一种半导体工艺用抛光组合物的制备方法，其中，包括如下步骤：在溶剂中添加稳定剂以及加速剂并混合以制备抛光溶液，在所述抛光溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴韩址，韩德洙，权璋国，洪承哲，
申请(专利权)人：SKC索密思株式会社，
类型：发明
国别省市：