[发明专利]用于有机膜的化学机械研磨研浆组成物、其制备方法以及使用其的研磨有机膜的方法

说明书

本发明是有关于一种用于有机膜的化学机械研磨研浆组成物、其制备方法以及使用其的研磨有机膜的方法，化学机械研磨研浆组成物包括氧化剂及溶剂。本发明的有机膜的化学机械研磨研浆具有通过方程式(1)所呈现的为约5°至90°的Δθ_w，其为水接触角变化，且在将涂布有有机膜而待研磨的晶圆，浸渍于化学机械研磨研浆中10小时之后所测量。方程式(1)：水接触角变化Δθ_w＝|θ₁‑θ₂|。

技术领域

本发明是有关于一种用于有机膜的化学机械研磨研浆组成物、其制备方法以及使用其研磨有机膜的方法。更具体而言，本发明是有关于适用于对在例如半导体晶圆等研磨目标的表面上形成的有机膜进行研磨的化学机械研磨研浆组成物、其制备方法以及使用其研磨有机膜的方法。

背景技术

随着半导体装置的高度整合，正日益需要形成更精细的图案及多层电路。因此，存在一种使用形成于半导体上的无机膜以及可被排他性地蚀刻的烃有机膜作为辅助材料的技术。举例而言，提出了以下方法，在所述方法中，将无机膜形成于图案化硅晶圆上，随后进行间隙填充处理，在所述间隙填充处理中以有机膜材料填充在所述无机膜中形成的通孔(via-hole)。在所述间隙填充(gap-fill)处理之后，进行平坦化处理以通过CMP(chemicalmechanical polishing，化学机械研磨)来移除过量的有机膜。

然而，大多数化学机械研磨研浆通常用于研磨铜线或例如氧化硅膜或氮化硅膜等无机膜，而不适用于研磨有机膜。有机膜软于无机膜。因此，当使用用于无机膜的化学机械研磨研浆来研磨有机膜时，研磨颗粒的机械作用被分散，从而严重限制对有机膜的研磨。当增大研磨颗粒的量或大小以提高研磨速率时，可存在凹坑问题，即其中无机膜亦与有机膜一起被研磨的现象。

为了克服该些问题，韩国专利申请案第2007-0057009号揭示了一种使用在其表面上具有官能基的聚合物颗粒代替无机颗粒作为化学机械研磨研浆的研磨颗粒的方法。然而，此种方法所存在的问题在于此种包含聚合物颗粒作为研磨颗粒的化学机械研磨研浆在用于研磨具有高膜密度或高硬度的有机膜时无法提供充足的研磨速率。

由于有机膜根据其组成而具有不同的膜品质，因此有必要提供针对作为研磨目标的有机膜而具有最优组成的化学机械研磨研浆。不同于无机膜，有机膜是通过各种化合物之间的反应而形成的，且难以根据化学机械研磨研浆的组成来预测有机膜的研磨特性。因此，用于有机膜的化学机械研磨研浆正在通过以下方式得到开发：制备具有特定组成的研浆，利用所述研浆来研磨涂布有待研磨有机膜的晶圆，并观察膜厚度及膜特性以监测所述研浆的组成是否恰当。然而，此种方法存在增加生产时间及生产成本且效率低下的问题。

发明内容

技术问题

本发明的一个方式是提供一种在研磨有机膜时具有优异效果的用于有机膜的化学机械研磨研浆组成物。

本发明的另一个目的是提供一种制造用于有机膜的化学机械研磨研浆组合物的方法，其能够以较少的时间和成本为待研磨的有机薄膜提供最优化的研磨特性。

本发明的另一个目的是提供一种使用用于有机膜的化学机械研磨研浆组合物对有机膜进行研磨的方法，对有机膜具有优异的研磨效果。

解决方案

根据本发明的一个方式，提供一种用于有机膜的化学机械研磨研浆组成物，包含氧化剂及溶剂。所述化学机械研磨研浆组成物具有通过方程式(1)所计算的为5°至90°、具体而言为5°至70°、更具体而言为10°至50°的水接触角变化Δθ_w，在将涂布有有机膜而待研磨的晶圆浸渍于化学机械研磨研浆组成物中10小时之后所测量：

方程式(1)：

水接触角变化(Δθ_w)＝│θ₁-θ₂│，