发明名称 化学机械研磨研浆组合物及使用该研浆组合物平坦化半导体元件的方法
摘要 一种CMP(化学机械研磨;chemical mechanical polishing)研浆组合物与一种使用该CMP研浆组合物而用于平坦化半导体元件的方法。本发明提供一种使用于 CMP制程中之内层介电层与浅沟渠隔离(shallow trench isolation;STI)制程的CMP研浆组合物,而用以获得半导体多重导线结构,并提供一种使用该CMP研浆组合物于平坦化半导体元件的方法。本发明之该CMP研浆组合物能大幅改良研磨操作、研磨效率及选择性,并能明显简化 STI CMP制程。
申请公布号 TW574334 申请公布日期 2004.02.01
申请号 TW090102415 申请日期 2001.02.05
申请人 亚南半导体股份有限公司;东进半化学股份有限公司 发明人 金相用;徐广河;金兑奎;金辉真
分类号 C09G1/02;C09G1/04 主分类号 C09G1/02
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种化学机械研磨(chemical mechanical polishing;CMP)组 合物,该化学机械研磨组合物至少包含: (a)燻矽土(fumed silica),其含量为3至30wt%; (b)TMAH(tetramethyl ammonium hydroxide;氢氧化四甲基铵), 其含量为0.01至5wt%; (c)磷酸根阴离子添加物,其含量为0.01至3wt%; (d)含氟化合物,其含量为0.01至1wt%;及 (e)去离子水。2.如申请专利范围第1项所述之化学 机械研磨组合物,其中上述之燻矽土之主要颗粒直 径系在10至50nm。3.如申请专利范围第1项所述之化 学机械研磨组合物,其中上述于水中4%分散物之黏 度系小于4cPs。4.如申请专利范围第1项所述之化学 机械研磨组合物,其中上述之燻矽土包含小于70ppm 之金属不纯物。5.如申请专利范围第1项所述之化 学机械研磨组合物,其更包含如下之一级胺、二级 胺、三级胺、四级胺、四级铵盐、或选自由乙醇 胺、异丙胺、二丙胺、乙二胺(ethylene diamine;EDA)、 丙二胺、六甲基二胺(hexamethylenediamine)、联氨化合 物、氟化四甲基铵(tetramethyl ammonium fluoride;TMAF)、 TMAH、氯化四甲基铵(tetramethyl ammonium fluoride;TMA-Cl) 、氢氧化四乙基铵(tetraethyl ammonium hydroxide;TEAH)、 氟化四乙基铵(tetraethyl ammonium fluoride;TEAF)、氯化 四乙基铵(tetraethyl ammonium fluoride;TEA-Cl)、氢氧化二 甲基二乙基铵(dimethyl diethyl ammonium hydroxide)、氟化 二甲基二乙基铵(dimethyl diethyl ammonium fluoride)、氯 化二甲基二乙基铵(dimethyl diethyl ammonium chloride)、 氢氧化烃基苯甲基二甲基铵(alkylbenzyldimethylammonium hydroxide)、二次乙基三胺(diethylenetriamine)、三次乙 基四胺(triethylenetetramine;TETA)、四次乙基五胺( tetraethylenepentamine)、氨基乙基乙醇胺( aminoethylethanoamine;AEEA)及振(piperazine)所组成之群 组的杂环胺类。6.如申请专利范围第1项所述之化 学机械研磨组合物,其中上述之磷酸根阴离子添加 物之极性官能基为单磷酸盐或双磷酸盐。7.如申 请专利范围第1项所述之化学机械研磨组合物,其 中上述之磷酸根阴离子添加物之非极性官能基为 碳氢化合物或氟碳化合物。8.如申请专利范围第1 项所述之化学机械研磨组合物,其中上述之含氟化 合物为TMAF或TMAF盐类。9.如申请专利范围第1项所 述之化学机械研磨组合物,其中更包含一或多种选 自由一分散剂、缓冲溶液、及盐类组成之群组的 材料。10.如申请专利范围第1项所述之化学机械研 磨组合物,其中上述之化学机械组合物之制备,系 加TMAH于去离子水中、逐渐加燻矽土于其中并分散 之、加入磷酸根阴离子添加物及含氟化合物以制 成悬浮液、以及在相对碰撞状态碾磨该悬浮液。 11.如申请专利范围第1项所述之化学机械研磨组合 物,其中上述之燻矽土之于预混合时平均二级颗粒 直径为220至290nm。12.如申请专利范围第1项所述之 化学机械研磨组合物,其中上述之悬浮液之多重分 散性为0.25或更少。13.如申请专利范围第10项所述 之化学机械研磨组合物,其中上述之碾磨制程为喷 射碾磨。14.如申请专利范围第10项所述之化学机 械研磨组合物,其中上述之相对碰撞处理之压力为 500至3000kgf/cm2。15.如申请专利范围第10项所述之化 学机械研磨组合物,其中上述之燻矽土之平均二级 颗粒直径于碾磨后为150至220nm,其多重分散性为0.20 或更低。16.一种用于平坦化半导体元件之方法,该 方法系蚀刻于半导体元件之上依序成膜之氮化物 膜与氧化物膜,而使用根据专利申请范围第1项至 第15项之任何一项之化学机械研磨研浆组合物,以 化学式机械式研磨该膜。图式简单说明: 第1图图解显示一包含传统STI CMP制程之平坦化半 导体元件之制程;及 第2图显示一使用本发明之该CMP研浆组合物之平坦 化半导体元件的简化方法。
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