鎢拋光漿料和拋光襯底的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種鎢拋光漿料和拋光襯底的方法，并且更具體來說，涉及一種可以用以在半導(dǎo)體制造工藝中通過化學(xué)機(jī)械拋光工藝來平面化鎢的漿料和一種使用其的襯底拋光方法。根據(jù)本發(fā)明專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的漿料是鎢拋光漿料，并且包含：用于拋光的磨料，用于調(diào)節(jié)鎢與不同于鎢的材料之間的拋光選擇性的第一選擇性調(diào)節(jié)劑，以及用于改變所述拋光選擇性的第二選擇性調(diào)節(jié)劑。此外，所述漿料可以包含用于分散所述磨料的分散劑，用于形成氧化物的氧化劑，以及用于催化氧化物形成的催化劑。因此，本發(fā)明專利技術(shù)能夠通過調(diào)節(jié)鎢的拋光速率將所述鎢與不為所述鎢的材料之間的拋光選擇性維持在最優(yōu)范圍內(nèi)。

Tungsten polishing slurry and method for polishing substrate

The invention relates to a method for tungsten polishing slurry and polishing the substrate, and more specifically, relates to a slurry used by chemical mechanical polishing process in a semiconductor manufacturing process to planar tungsten and a substrate polishing method thereof. According to one embodiment of the present invention is tungsten slurry polishing slurry, and includes: polishing abrasives are used, for the first selective modulators of polishing selectivity between tungsten and tungsten in the regulation of different materials, and for the second selective regulating agent that selectively changes the polishing of the. In addition, the slurry may comprise a dispersant for dispersing said abrasives, an oxidant for forming oxides, and a catalyst for catalyzing oxide formation. Therefore, the invention can maintain the optimum selectivity between the tungsten and the material without the tungsten by adjusting the polishing rate of tungsten.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
鎢拋光漿料和拋光襯底的方法
本專利技術(shù)涉及一種鎢拋光漿料和一種拋光襯底的方法，并且更具體地說，涉及一種可以用以在半導(dǎo)體制造工藝中借助于化學(xué)機(jī)械拋光工藝來平面化鎢的漿料，和一種使用其的襯底拋光方法。
技術(shù)介紹
隨著半導(dǎo)體裝置尺寸縮小和金屬布線層的數(shù)目增加，每一層的表面不規(guī)則性轉(zhuǎn)移到下一層，并且因此，底部層的粗糙度變得重要。此粗糙度可能對(duì)下一步驟具有重大影響，使得難以進(jìn)行光刻工藝。因此，為了改進(jìn)半導(dǎo)體裝置的產(chǎn)率，基本上使用平面化工藝以降低在許多工藝步驟中產(chǎn)生的不規(guī)則表面的粗糙度。平面化通過各種方法實(shí)現(xiàn)，如在形成薄膜之后進(jìn)行的回焊方法、在形成薄膜之后進(jìn)行的回蝕方法以及化學(xué)機(jī)械拋光(chemicalmechanicalpolishing，CMP)方法。CMP工藝是通過當(dāng)表面在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中接觸拋光墊時(shí)供應(yīng)含有磨料和各種化合物的漿料來拋光半導(dǎo)體晶片的表面。換句話說，CMP工藝意指襯底或其上部層的表面使用漿料和拋光墊化學(xué)和機(jī)械地拋光并且平面化的工藝。眾所周知在金屬的拋光工藝中，通常重復(fù)形成金屬氧化物(MOx)的工藝和使用磨料去除形成的金屬氧化物的工藝。通常用于在半導(dǎo)體裝置中布線的鎢層的拋光工藝還經(jīng)由重復(fù)通過氧化劑和電位調(diào)節(jié)劑形成氧化鎢(WO3)的工藝和通過磨料去除氧化鎢的工藝的機(jī)制進(jìn)行。此外，在鎢層下方，可能形成絕緣膜或可能形成圖案，如槽等。此處，在鎢層下方形成的絕緣膜中，可以根據(jù)半導(dǎo)體裝置制造工藝在形成多個(gè)圖案的工藝期間在由氧化物等形成的氧化物膜中局部形成氮化物等。根據(jù)半導(dǎo)體裝置制造工藝，有必要去除非均質(zhì)層，如包含氮化物等的氧化物膜。此外，為了在此類非均質(zhì)材料層中形成槽和在槽中形成鎢層，需要具有較高鎢層拋光速率以及具有適用于均勻拋光非均質(zhì)材料層的拋光選擇性的漿料。然而，迄今為止，僅已經(jīng)進(jìn)行用于改進(jìn)關(guān)于鎢層的拋光選擇性的各種研究，并且尚未研發(fā)拋光選擇性經(jīng)調(diào)節(jié)以均勻拋光非均質(zhì)層的鎢拋光漿料。另一方面，韓國專利公開案第10-2008-0028790號(hào)公開一種鎢漿料，其中拋光在兩個(gè)步驟中進(jìn)行，但在此情況下，存在工藝復(fù)雜并且因此降低生產(chǎn)力的問題。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)]韓國專利公開案第10-2008-0028790號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種鎢拋光漿料和一種使用其的襯底拋光方法。本專利技術(shù)提供一種漿料和一種襯底拋光方法，其能夠通過調(diào)節(jié)鎢的拋光速率將所述鎢與不為所述鎢的材料之間的拋光選擇性維持在最優(yōu)范圍內(nèi)。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的漿料是鎢拋光漿料，并且包含：用于拋光的磨料；用于分散磨料的分散劑；用于氧化鎢表面的氧化劑；用于催化鎢氧化的催化劑；用于調(diào)節(jié)鎢與不同于鎢的材料之間的拋光選擇性的第一選擇性調(diào)節(jié)劑；以及用于改變拋光選擇性的第二選擇性調(diào)節(jié)劑。磨料可以包含具有正ζ電位的磨料粒子。磨料可以包含氧化鋯粒子并且相對(duì)于漿料的總重量，含有0.1重量％到10重量％的量。可以還包含用于調(diào)節(jié)磨料的ζ電位的電位調(diào)節(jié)劑，其中電位調(diào)節(jié)劑將磨料的ζ電位調(diào)節(jié)為負(fù)。不同于鎢的材料可以包含具有不同組分的多種非均質(zhì)材料。鎢與多種非均質(zhì)材料中的第一材料之間的拋光選擇性可以在4∶1到10∶1范圍內(nèi)，并且鎢與多種非均質(zhì)材料中的第二材料之間的拋光選擇性可以在5∶1到7∶1范圍內(nèi)。鎢與第一材料之間的拋光選擇性可以與鎢與第二材料之間的拋光選擇性相同。第二選擇性調(diào)節(jié)劑的含量可以小于第一選擇性調(diào)節(jié)劑的含量。第一選擇性調(diào)節(jié)劑相對(duì)于漿料的總重量，可含有0.1重量％到5重量％的量。第二選擇性調(diào)節(jié)劑相對(duì)于漿料的總重量，可含有0.0025重量％到0.05重量％的量。第一選擇性調(diào)節(jié)劑可以包含具有羧基的有機(jī)酸并且第二選擇性調(diào)節(jié)劑可以包含具有胺基的有機(jī)酸。第一選擇性調(diào)節(jié)劑可以包含檸檬酸、乙酸、順丁烯二酸、丁二酸、蘋果酸、草酸、乙二胺四乙酸或丙二酸中的至少一個(gè)。第二選擇性調(diào)節(jié)劑可以包含聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酰胺、聚亞烷基亞胺、氨基醇、乙二胺(ethylenediamine；EDA)、二亞乙基三胺(diethylenetriamine；DETA)或聚乙烯亞胺中的至少一個(gè)。可以還包含pH調(diào)節(jié)劑，其中將pH調(diào)節(jié)在2到4范圍內(nèi)。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的拋光襯底的方法包含以下步驟：制備具有鎢層和由不是鎢的多種非均質(zhì)材料構(gòu)成的非均質(zhì)材料層的襯底；制備磨料、用于分散磨料的分散劑、用于調(diào)節(jié)鎢與多種非均質(zhì)材料之間的拋光選擇性的第一選擇性調(diào)節(jié)劑以及用于改變拋光選擇性的第二選擇性調(diào)節(jié)劑；以及拋光鎢層同時(shí)將漿料供應(yīng)到襯底上。襯底的制備可以包含以下步驟：在所述襯底上形成由第一材料構(gòu)成的第一材料層；在第二材料分布在第一材料層中的非均質(zhì)材料層中形成槽；以及在非均質(zhì)層的包含槽的整個(gè)表面上形成鎢層。第一材料和第二材料可以包含具有彼此不同的組分的絕緣材料。在鎢層的拋光中，鎢層的拋光速率可以比第一材料的拋光速率快并且第一材料的拋光速率可以比第二材料的拋光速率快。在鎢層的拋光中，鎢層與第一材料之間的拋光選擇性可以維持在4∶1到10∶1范圍內(nèi)并且鎢層與第二材料之間的拋光選擇性可以維持在5∶1到10∶1范圍內(nèi)。在鎢層的拋光中，鎢層與第一材料之間的拋光選擇性可以與鎢層與第二材料之間的拋光選擇性相同。漿料可以制備為還包含用于氧化鎢層表面的氧化劑或在漿料供應(yīng)到襯底上之前可以添加氧化劑并且混合。附圖說明通過結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述可以更詳細(xì)地理解示例性實(shí)施例，在附圖中：圖1是鎢的波爾貝克斯圖(Pourbaixdiagram)。圖2是繪示鎢和氧化硅以及氮化硅的ξ電位的圖。圖3是概念圖，其說明本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的第一選擇性調(diào)節(jié)劑在預(yù)定酸性區(qū)域中的作用。圖4(a)及圖4(b)是概念圖，其說明本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的第二選擇性調(diào)節(jié)劑在預(yù)定酸性區(qū)域中的作用。圖5示出根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的拋光結(jié)果，其中向漿料中添加各種量的第一選擇性調(diào)節(jié)劑。圖6是示出鎢拋光速率相對(duì)于第一選擇性調(diào)節(jié)劑的濃度的圖。圖7是示出氧化硅和氮化硅拋光速率相對(duì)于第一選擇性調(diào)節(jié)劑的濃度的圖。圖8是示出氧化硅和氮化硅拋光速率差相對(duì)于第一選擇性調(diào)節(jié)劑的濃度的圖。圖9示出根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的拋光結(jié)果，其中向漿料中添加各種量的第二選擇性調(diào)節(jié)劑。圖10(a)至圖10(d)是用于說明根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置制造方法的截面視圖。具體實(shí)施方式根據(jù)本專利技術(shù)，漿料和使用其的襯底拋光方法提供一種技術(shù)特征，其中通過使用借助于第一選擇性調(diào)節(jié)劑和第二選擇性調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)官能團(tuán)的漿料，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于鎢的較高拋光速率，并且可以將不是鎢的材料(如絕緣膜)的拋光速率調(diào)節(jié)為在最優(yōu)范圍內(nèi)。在下文中，將參看附圖更詳細(xì)地描述特定實(shí)施例。然而，本專利技術(shù)可以用不同形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)被解釋為限于本文中所陳述的實(shí)施例。實(shí)際上，提供這些實(shí)施例是為了使得本專利技術(shù)將是透徹并且完整的，并且這些實(shí)施例將把本專利技術(shù)的范圍完整地傳達(dá)給所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。在描述中，相同元件用相同附圖標(biāo)記指示。在圖中，出于說明清楚起見而夸大了層和區(qū)域的尺寸。相同的附圖標(biāo)記通篇指代相同的元件。根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的漿料是鎢拋光漿料，并且包含：用于拋光的磨料；用于調(diào)節(jié)鎢與不同于鎢的材料之間的拋光選擇性的第一選擇性調(diào)節(jié)劑；以及用于改變所述拋光選擇性的第二選擇性調(diào)節(jié)劑。此外，漿料可以包含用于分散磨料的分散劑；用于形成氧化物的氧化劑；以及用于催化氧化物形成的催化劑，并且可以還包含用本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鎢拋光漿料，其特征在于，所述漿料包括：用于拋光的磨料；用于分散所述磨料的分散劑；用于氧化鎢表面的氧化劑；用于催化鎢氧化的催化劑；用于調(diào)節(jié)鎢以及不同于鎢的材料之間的拋光選擇性的第一選擇性調(diào)節(jié)劑；以及用于改變所述拋光選擇性的第二選擇性調(diào)節(jié)劑。

【技術(shù)特征摘要】
2015.10.02 KR 10-2015-01392341.一種鎢拋光漿料，其特征在于，所述漿料包括：用于拋光的磨料；用于分散所述磨料的分散劑；用于氧化鎢表面的氧化劑；用于催化鎢氧化的催化劑；用于調(diào)節(jié)鎢以及不同于鎢的材料之間的拋光選擇性的第一選擇性調(diào)節(jié)劑；以及用于改變所述拋光選擇性的第二選擇性調(diào)節(jié)劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述磨料包含具有正ζ電位的磨料粒子。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述磨料包含氧化鋯粒子以及相對(duì)于所述漿料的總重量，含有0.1重量％到10重量％的量。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎢拋光漿料，其特征在于，還包括用于調(diào)節(jié)所述磨料的所述ζ電位的電位調(diào)節(jié)劑，其中所述電位調(diào)節(jié)劑將所述磨料的所述ζ電位調(diào)節(jié)為負(fù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述不同于鎢的材料包含具有不同組分的多種非均質(zhì)材料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎢拋光漿料，其特征在于，鎢以及所述多種非均質(zhì)材料中的第一材料之間的拋光選擇性在4∶1到10∶1范圍內(nèi)，以及鎢以及所述多種非均質(zhì)材料中的第二材料之間的拋光選擇性在5∶1到7∶1范圍內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎢拋光漿料，其特征在于，鎢以及所述第一材料之間的所述拋光選擇性與鎢以及所述第二材料之間的所述拋光選擇性相同。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述第二選擇性調(diào)節(jié)劑的含量小于所述第一選擇性調(diào)節(jié)劑的含量。9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述第一選擇性調(diào)節(jié)劑相對(duì)于所述漿料的總重量，含有0.1重量％到5重量％的量。10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述第二選擇性調(diào)節(jié)劑相對(duì)于所述漿料的總重量，含有0.0025重量％到0.05重量％的量。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述第一選擇性調(diào)節(jié)劑包含具有羧基的有機(jī)酸以及所述第二選擇性調(diào)節(jié)劑包含具有胺基的有機(jī)酸。12.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4到8以及11中任一所述的鎢拋光漿料，其特征在于，所述第一選擇性調(diào)節(jié)劑包含檸檬酸、乙...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸珍亨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：優(yōu)備材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國,KR