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CN116568771A - 半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及适用抛光组合物的半导体器件的制造方法 - Google Patents

半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及适用抛光组合物的半导体器件的制造方法 Download PDF

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CN116568771A
CN116568771A CN202180082951.6A CN202180082951A CN116568771A CN 116568771 A CN116568771 A CN 116568771A CN 202180082951 A CN202180082951 A CN 202180082951A CN 116568771 A CN116568771 A CN 116568771A
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CN
China
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polishing
polishing composition
composition
semiconductor
accelerator
Prior art date
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Application number
CN202180082951.6A
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朴韩址
韩德洙
权璋国
洪承哲
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Sk Enpus Co ltd
Original Assignee
Sk Enpus Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及适用抛光组合物的半导体器件的制造方法，具体地，所述抛光组合物能够应用于非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbon layer)的抛光工艺中，并能够表现出高抛光速率；能防止抛光工艺中的碳残留物(Carbon residue)再次吸附在半导体基板上，由此防止缺陷的发生；并且，还具有优异的储存稳定性。此外，本发明还能够提供一种适用半导体工艺用抛光组合物的半导体器件的制造方法。

Description

半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及适用 抛光组合物的半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及半导体器件的制造方法。
背景技术
随着半导体器件更加微细化和高密度化，正在使用更加精细的图案形成技术，而随之半导体器件的表面结构变得更加复杂，层间膜的段差进一步增加。就半导体器件的制造过程而言，作为去除形成在基板上的特定膜的段差的平坦化技术，使用化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing：以下称为“CMP”)工艺。
在CMP工艺中，在抛光垫上提供浆料，同时对基板进行加压、旋转，从而实现其表面的抛光。待平坦化的对象根据工艺步骤而不同，此时所使用浆料的物性也存在差异。
具体地，CMP工艺不仅应用于氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)等电介质的平坦化，而且在钨(W)、铜(Cu)等金属配线的平坦化工艺中也是必须要使用的。
随着半导体器件高度集成化，需要形成更精细的图案和多层结构的电路等。
为此，需要具有不同蚀刻选择比特性的多种物质的膜。在这些多种物质的膜中，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，可以用作掩模膜或牺牲膜。
在半导体制造工艺中，需要通过化学机械抛光(Chemical mechanicalpolishing)工艺去除有机膜。然而，尚未开发出能够通过应用CMP工艺，从而有效地对应用于半导体制造工艺中的有机膜进行抛光的抛光组合物。
因此，需要开发能够解决上述问题的半导体工艺用抛光组合物。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于，提供半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及适用抛光组合物的半导体器件的制造方法。
本发明的另一目的在于，提供一种半导体工艺用抛光组合物，其中，所述抛光组合物能够应用于非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbon layer)的抛光工艺中，并表现出高抛光速率，并且能够防止抛光工艺中的碳残留物(Carbon residue)吸附在半导体基板上，由此防止缺陷的发生。
本发明的另一目的在于，提供一种半导体工艺用抛光组合物的制备方法，所述抛光组合物通过抛光组合物中的加速剂的稳定化，从而能够在高温下保持抛光性能并具有高储存稳定性。
本发明的另一目的在于，提供一种适用半导体工艺用抛光组合物的半导体器件的制造方法。
用于解决问题的手段
为了实现上述目的，根据本发明的一实施例的半导体工艺用抛光组合物可以包含：抛光颗粒、加速剂和稳定剂。
根据本发明的另一实施例的半导体工艺用抛光组合物的制备方法可以包括以下步骤：步骤a)，在溶剂中加入稳定剂和加速剂并混合，从而制备抛光溶液；步骤b)，在所述抛光溶液中加入pH调节剂，从而将抛光溶液的pH值调节为2至5；以及步骤c)，在所述pH值为2至5的抛光溶液中，混合表面活性剂和抛光颗粒。
根据本发明的另一实施例的半导体器件的制造方法可以包括以下步骤：步骤1)，提供包括抛光层的抛光垫；步骤2)，向所述抛光垫提供半导体工艺用抛光组合物；步骤3)，以使抛光对象的被抛光面与所述抛光层的抛光面接触的方式使其相对旋转，由此对抛光对象进行抛光。并且，所述被抛光面为非晶质碳膜，且所述抛光组合物可以包含抛光颗粒、加速剂和稳定剂。
发明效果
根据本发明的抛光组合物能够应用于非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbonlayer)的抛光工艺中，并能够表现出高抛光速率；能防止抛光工艺中的碳残留物(Carbonresidue)吸附在半导体基板上，由此防止缺陷的发生；并且，高温下的抛光性能维持能力以及储存稳定性优异。
此外，可以提供适用所述半导体加工用抛光组合物的半导体器件的制造方法。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的半导体器件制造工艺的示意性工艺图。
附图标记说明
110：抛光垫
120：平板
130：半导体基板
140：喷嘴
150：抛光浆料
160：抛光头
170：修整器
具体实施方式
本发明涉及半导体工艺用抛光组合物，所述抛光组合物包含抛光颗粒、加速剂(Accelerator)和稳定剂(stabilizer)。
具体实施例
以下，详细说明本发明的实施例，以使本发明所属领域技术人员易于实施。然而，本发明可由各种不同的形式实现，并不仅限于本文所说明的实施例。
在本说明书中，除非另有说明，否则某一构成要素“包括”另一构成要素是指还可以包括其他构成要素而非排除其他构成要素。
在本说明书中，当提及某一结构“连接”于另一构成要素时，这不仅包括“直接连接”的情况，还包括“其中间夹着其他构成要素连接”的情况。
在本说明书中，B位于A上的含义是指B以直接接触的方式位于A上或其中间存在其他层的情况下B位于A上，即不应仅限于B以接触的方式位于A表面的含义来解释。
在本说明书中，马库什型描述中包括的术语“它们的混合”是指选自由马库什型描述的多个构成要素组成的组中的一种以上的混合或组合，从而表示包括选自由上述多个构成要素组成的组中的一种以上。
在本说明书中，“A和/或B”的记载是指“A、B、或者A和B”。
在本说明书中，除非另有说明，如“第一”、“第二”或“A”、“B”等术语用于相互区分相同的术语。
在本说明书中，除非另有说明，单数的表述可解释为包括可从上下文解读的单数或复数的含义。
以下，更加详细地说明本发明。
随着半导体器件更加微细化和高密度化，表面结构变得更加复杂。所述表面结构的复杂化意味着半导体的线宽变窄，宽深比(Aspect ratio，横与纵的比值)逐渐增大，为了适应于不断增大的宽深比，光刻胶(Photoresist)也逐渐变薄。
然而，变薄变长的光刻胶无法承受蚀刻(Etching)工艺而出现倾倒的现象，为了防止所述现象，引入了硬掩模(Hard mask)工艺。
作为所述硬掩模材料，使用了非晶质碳(Amorphous carbon)和SiON。
尽管所述非晶质碳在用作硬掩模时具有优异的抗蚀刻性，但当使用传统抛光组合物应用于化学机械抛光工艺中时，抛光速率低且产生碳残留物(Carbon residue)，导致碳残留物吸附在薄膜表面上，从而导致半导体基板产生缺陷的问题。
因此，本发明的半导体工艺用抛光组合物不仅表现出对于非晶质碳膜的高抛光速率，而且能防止碳残留物的再吸收，防止半导体基板的缺陷发生。
具体地，作为为了非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbon layer)的抛光工艺提供的抛光组合物，其可包含抛光颗粒、加速剂(Accelerator)和稳定剂(stabilizer)。
所述加速剂和稳定剂的重量比可以是0.5:1至3:1。
如上所述，用于非晶质碳膜抛光工艺的传统抛光组合物具有低抛光速率，故具有抛光工艺的效率降低的问题。
为了改善上述问题，通过在传统抛光组合物中包含加速剂来提高了非晶质碳膜的抛光速率，但是由于包含了加速剂，与非晶质碳膜抛光工艺的抛光速率无关地，不仅在半导体基板上发生碳残留物的吸附等的缺陷数量增多，还发生了抛光垫的污染。
此外，当在60℃以上进行抛光工艺时，出现了抛光速率降低的问题，并且在长时间储存后应用于抛光工艺中时，也出现了抛光速率降低的问题，故具有抛光组合物的稳定性降低的问题。
因此，本发明可以提供一种抛光组合物，其能够提高非晶质碳膜的抛光速率、防止抛光垫的污染、防止高温下抛光性能的降低，并且具有优异的长时间储存稳定性。
具体地，本发明的所述抛光组合物包含抛光颗粒、加速剂和稳定剂，由于包含加速剂和稳定剂，故能够实现基于加速剂的非晶质碳膜的抛光速率的提高以及基于稳定剂的抛光组合物的稳定性提升。
具体地，所述加速剂和稳定剂的重量比可以是0.5:1至3:1、0.5:1至2:1、0.55:1至1.9:1。当在上述范围内混合使用时，不仅对于非晶质碳膜的抛光速率高，还能够防止在抛光工艺中碳残留物吸附在半导体基板上。此外，即使在60℃以上进行的抛光工艺中，也能够防止抛光速率降低的问题，并且即使在长时间储存时，也能够防止抛光速率降低。
所述加速剂可以选自由阴离子型小分子、阴离子型高分子、羟基酸、氨基酸和铈盐组成的组。具体地，铈盐可以为三价铈盐或四价铈盐，更具体地，所述四价铈盐可以选自由硫酸铈(IV)(Ce(SO4)2)、硫酸铈铵二水合物和硝酸铈铵(Cerium Ammonium Nitrate)组成的组，但不限于所述示例。
所述加速剂包含于抛光组合物中，通过将非晶质碳膜的表面层氧化成氧化物或离子来使得非晶质碳层膜的表面层的去除变得更加容易。此外，还具有如下优点：使得存在于抛光停止膜层中的有机膜物质的残留物(Residue)能够容易被去除，从而使得抛光更加均匀。
所述硝酸铈铵能够以离子化合物或螯合物的形式存在于浆料组合物中，并且当以所述形式使用时，能够对于非晶质碳膜提供高抛光速度。
所述稳定剂用于提高抛光组合物的稳定性并防止抛光工艺中缺陷的发生，所述稳定剂为氨基酸，更具体地，所述氨基酸可以选自由精氨酸(Arginine)、组氨酸(Histidine)、赖氨酸(Lysine)、天冬氨酸(Aspartic acid)、谷氨酸(Glutamic acid)、谷氨酰胺(Glutamine)、半胱氨酸(Cysteine)、脯氨酸(Proline)、天冬酰胺(Asparagine)、苏氨酸(threonine)、丙氨酸(Alanine)、甘氨酸(Glycine)、缬氨酸(Valine)、亮氨酸(Leucine)、异亮氨酸(Isoleucine)及其混合物组成的组，优选为丙氨酸，但不限于所述示例，只要是能够通过与加速剂混合使用来提高抛光组合物的稳定性，且能够抑制抛光工艺中缺陷的发生的氨基酸，则可以不受限制地使用。
更具体地，对于所述半导体工艺用抛光组合物而言，由下述式1表示的抛光性能下降率(PPR)可以为0％至60％。
[式1]
其中，在2psi、载体速度为87rpm、平台速度(Platen speed)为93rpm、抛光组合物的流入流速为200ml/min的抛光条件下，对厚度为2000埃的非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbon layer)进行了60秒的抛光工艺。其中，所述A0是在所述抛光条件下，将抛光组合物用于抛光工艺而测定的抛光速率；所述A1是将抛光组合物在60℃的温度下放置40小时，并在20℃至25℃冷却之后，在所述抛光条件下用于抛光工艺而测定的抛光速率。
在许多情况下，在制备好半导体工艺用抛光组合物之后，直至实际投入到抛光工艺，需要储存相当长的一段时间后，再用于实际的抛光工艺，故所述抛光组合物必须具有优异的储存稳定性。换言之，抛光组合物在制备完成后，并不会被立即用于抛光工艺，而有可能在转移过程以及直至实际投入到抛光工艺中的储存过程等阶段耗费数天。制备好的抛光组合物在储存相当长的一段时间时，在抛光组合物中可能会发生颗粒之间团聚现象或者由于成分的变化而可能产生抛光性能下降的问题。就如上所述的问题而言，可以说与能否确保长时间储存的稳定性有关。
为了评价所述稳定性，需要确认长时间储存后抛光性能的变化程度。
为了确认所述稳定性，在本发明的情况下，将抛光组合物置于60℃的高温下，放置40小时，由此确认了抛光性能的下降程度。
在所述60℃下放置抛光组合物是为了在苛刻条件下评价稳定性，其中，在60℃下放置1小时类似于在15℃至25℃的室温条件下储存1天左右。如上所述，在60℃下放置40小时意味着储存40日左右之后的抛光组合物。
就本发明的抛光组合物而言，即使在60℃的苛刻条件下放置40小时之后，抛光性能下降率(PPR)也为0％至60％、或0％至30％、或0％至10％、或0％至5％。表现出上述范围内的抛光性能下降率意味着表现出基于长时间储存的优异的稳定性。
所述抛光颗粒为可应用于半导体工艺用抛光组合物的抛光颗粒，例如，可选自由金属氧化物、有机颗粒、有机-无机复合颗粒以及它们的混合组成的组。
具体地，所述金属氧化物可以选自由胶态二氧化硅、气相二氧化硅、二氧化铈、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、沸石以及它们的混合组成的组，但不限于所述示例，只要是本领域技术人员可选择的抛光颗粒，则可以不受限制地使用。
所述有机颗粒可以为聚苯乙烯、苯乙烯基(based)共聚物、聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯基共聚物、聚氯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和聚酰亚胺聚合物；或者所述聚合物构成核、壳、或两者的核/壳结构的颗粒，且它们可以单独或混合使用。所述有机颗粒可以通过乳液聚合法、悬浮聚合法等制备。
本发明的所述抛光颗粒具体而言可以选自由胶态二氧化硅、气相二氧化硅、二氧化铈以及它们的混合组成的组。
所述抛光颗粒的直径(D50)可以为10nm至120nm，优选地，直径(D50)可以为20nm至100nm，更优选地，直径(D50)可以为20nm至80nm。当所述金属氧化物颗粒的直径大于120nm时，在待抛光基板上产生如划痕等的缺陷的可能性增加，并且当所述直径小于20nm时，颗粒的分散性可能会变差。
所述抛光组合物可额外包含表面活性剂和pH调节剂。
当为了提高对于所述非晶质碳膜的抛光速率而在抛光组合物中包含加速剂时，抛光速率提高，但会具有如下问题：即在抛光工艺中产生的碳残留物(Carbon residue)吸附在半导体基板上的问题以及发生抛光垫的污染的问题。
为了解决上述问题，通过在抛光组合物中包含表面活性剂来降低抛光组合物的表面张力，并且基于表面张力的降低，能够防止碳残留物再次吸附在基板表面上，并且还能防止抛光垫的污染问题。
具体地，所述表面活性剂可以包括非离子型氟基高分子化合物。所述表面活性剂包括氟基高分子化合物，并且当用于对非晶质碳膜的抛光工艺中时，可以防止产生的碳残留物再次吸附在半导体基板的表面上。
此外，由于表面活性剂中含氟，故可以抑制如细菌和霉菌等微生物的繁殖。当长时间储存抛光组合物时，可能会滋生细菌和霉菌，而滋生所述细菌和霉菌的抛光组合物不能用于抛光工艺中而必须丢弃。
在本发明的抛光组合物中，表面活性剂包括非离子型氟基高分子化合物，因此，当长时间储存抛光组合物时，可防止细菌和霉菌的滋生，从而可以提高长时间储存稳定性。
本发明的表面活性剂可以具体选自由科慕(Chemourstm)公司的FS-30、FS-31、FS-34、ET-3015、ET-3150、ET-3050以及它们的混合组成的组，但只要是能够起到防止碳残留物再次吸附在半导体基板的表面上的作用的物质，则不受特别限制。
本发明的所述表面活性剂为非离子型表面活性剂，可以单独使用包括非离子型氟基高分子化合物在内的表面活性剂，也可以与其他非离子型表面活性剂并用。
所述非离子型表面活性剂可以选自由聚乙二醇(polyethylene glycol)、聚丙二醇(polypropylene glycol)、聚乙烯-丙烯共聚物(polyethylene-propylene copolymer)、聚烷基环氧(polyalkyl oxide)、聚氧化乙烯(polyoxyethylene oxide；PEO)，聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、聚环氧丙烷(polypropylene oxide)组成的组，氟基表面活性剂可以选自由磺酸钠型氟基表面活性剂(sodium sulfonate fluorosurfactant)、磷酸酯型氟基表面活性剂(phosphate ester fluorosurfactant)、氧化胺型氟基表面活性剂(amineoxide fluorosurfactant)、甜菜碱型氟基表面活性剂(betaine fluorosurfactant)、羧酸铵型氟基表面活性剂(ammonium carboxylate fluorosurfactant)、硬脂酸酯型氟基表面活性剂(stearate ester fluorosurfactant)，季铵盐型氟基表面活性剂(quaternaryammonium fluorosurfactant)，环氧乙烷/环氧丙烷型氟基表面活性剂(ethylene oxide/propylene oxide fluorosurfactant)以及聚氧化乙烯型氟基表面活性剂(polyoxyethylene fluorosurfactant)组成的组。
所述pH调节剂可以选自由盐酸、磷酸、硫酸、氢氟酸、硝酸、溴酸、碘酸、甲酸、丙二酸、马来酸、草酸、醋酸，己二酸、柠檬酸、肥酸、乙酸、丙酸、富马酸、油酸、水杨酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、邻苯二甲酸(phthalic acid)、酪酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸以及氢氧化钾组成的组中的至少一种。
所述pH调节剂可以将半导体工艺用抛光组合物的pH值调节为2至5，或者优选地，调节为2至4。当以这种范围保持酸性环境时，能够在防止金属成分或者抛光装置过度腐蚀的同时将抛光速度和品质保持在一定水平以上。
所述半导体工艺用抛光组合物可以包含0.1重量％至0.5重量％的抛光颗粒、1重量％至2重量％的加速剂、1重量％至2重量％的稳定剂、0.001重量％至0.01重量％的表面活性剂和其余的溶剂。当所述抛光组合物的含量在上述范围内时，加速剂由于稳定剂会变得稳定，从而能够提高抛光组合物中基于加速剂的抛光速率，并且由于稳定剂和表面活性剂而能够防止在抛光工艺中的缺陷的发生。
所述溶剂为超纯水，但不限于上述示例，可以不受限制地使用可用作抛光组合物的溶剂的任何溶剂。
当所述表面活性剂的含量小于上述范围值时，在抛光工艺中，在半导体基板的表面上发生的缺陷增加，并且当所述表面活性剂的含量大于所述范围值时，在制备抛光组合物时，存在产生大量气泡的问题。
所述抛光组合物被提供至非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbon layer)的抛光工艺中，并且所述非晶质碳膜的抛光速率可以为190埃/分钟以上。如上所述，当非晶质碳膜的抛光速率为190埃/分钟以上时，可以说非晶质碳膜的抛光速率优异。
即使包含于所述抛光组合物中的加速剂和稳定剂的重量比包括在本发明的范围内，但相对于抛光颗粒的加速剂的含量小时，由于加速剂的含量少，可发生抛光速率低的问题。因此，为了如本发明的抛光组合物能够表现出对于非晶质碳膜的高抛光速率、防止抛光工艺中缺陷的发生、防止抛光垫的污染、并且增加抛光组合物的稳定性，不仅需要满足加速剂和稳定剂的重量比的范围，还必须满足上述对于本发明抛光组合物的含量范围。
根据本发明的抛光组合物的制备方法可以包括以下步骤：步骤a)，在溶剂中加入并混合稳定剂和加速剂，从而制备抛光溶液；步骤b)，在所述抛光溶液中加入pH调节剂，从而将抛光溶液的pH值调节为2至5；以及步骤c)，在所述pH值为2至5的抛光溶液中，混合表面活性剂和抛光颗粒。
在所述步骤a)中，为了加速剂的稳定化，可以在溶剂中混合稳定剂来制备第一溶剂，然后再混合加速剂来制备抛光溶液。
就所述加速剂而言，当通过将作为溶剂的超纯水与其他稳定剂、pH调节剂、表面活性剂和抛光颗粒进行混合的方式来制备所述加速剂时，加速剂在抛光组合物中不稳定，使得在制备抛光组合物时难以长时间储存，或者可能不会表现出抛光组合物中基于加速剂的抛光速率的提升效果。
为了防止这种问题，在溶剂中混合稳定剂来制备第一溶液之后，在所述第一溶液中溶解加速剂来制备抛光溶液，然后通过后续步骤制备抛光组合物。
根据本发明的另一实施例的半导体器件的制造方法可以包括以下步骤：步骤1)，提供包括抛光层的抛光垫；步骤2)，向所述抛光垫提供半导体工艺用抛光组合物；步骤3)，以使抛光对象的被抛光面与所述抛光层的抛光面接触的方式使其相对旋转，由此对抛光对象进行抛光。并且，所述被抛光面为非晶质碳膜，且所述抛光组合物可以包含抛光颗粒、加速剂(Accelerator)和稳定剂(stabilizer)，并且所述加速剂和稳定剂的重量比可以为0.5:1至2:1。
图1是示出根据本发明一实施例的半导体器件制造工艺的示意性工艺图。参照图1，在平板120上安装根据一实施例的抛光垫110后，在所述抛光垫110上布置作为抛光对象的半导体基板130。为了进行抛光，通过喷嘴140向所述抛光垫110上喷射抛光浆料150。
通过所述喷嘴140供给的抛光浆料150的流量可以在约10cm3/min至约1000cm3/min的范围内根据目的来进行选择，例如，可以为约50cm3/min至约500cm3/min，但不限于此。
所述半导体基板130的被抛光面直接与所述抛光垫110的抛光面接触。
此后，所述半导体基板130和所述抛光垫110相对旋转，从而能够对所述半导体基板130的表面进行抛光。此时，所述半导体基板130的旋转方向和所述抛光垫110的旋转方向可以相同或者相反。所述半导体基板130和所述抛光垫110的旋转速度分别可以在约10rpm至约500rpm范围内根据目的来进行选择，例如，可以为约30rpm至约200rpm，但不限于此。
作为对于所述基板的抛光工艺的一示例，抛光的是基板的有机膜，其可以应用于碳基有机膜的抛光工艺中。
具体地，作为碳基有机膜可以例举C-SOH(旋涂硬掩膜(spin on hardmask))薄膜、非晶质碳膜(amorphous carbon layer)或NCP薄膜，优选为具有优异的选择性抛光效果，并且能够表现出高抛光速率的非晶质碳膜。
对于半导体工艺用抛光组合物的具体说明与上面的说明重复，因此省略其记载。
在一实施例中，为了使所述抛光垫110的抛光面保持适合进行抛光的状态，所述半导体器件的制备方法还可以包括如下步骤：即在抛光所述半导体基板130的同时，通过修整器170来对抛光垫110的抛光面进行加工。
半导体抛光用组合物的制备
实施例1
在超纯水中混合作为稳定剂的丙氨酸来制备混合溶液之后，再混合硝酸铈铵，由此制备了抛光溶液。
在所述抛光溶液中混合硝酸，从而将pH调节为2.1，再混合科慕(Chemourstm)公司的表面活性剂FS-30和直径为75nm的胶态二氧化硅，由此制备了抛光组合物。
所述实施例和比较例的加速剂和稳定剂的重量比如下表1。
[表1]
(单位：重量％；其余为超纯水)
实验例
抛光速率以及在半导体基板的表面上是否发生缺陷
为了确认将本发明的抛光组合物应用于抛光工艺中时的抛光速率以及在半导体基板上是否出现表面缺陷，进行了抛光工艺来测定了抛光速率，并确认了表面上是否发生缺陷。
抛光工艺条件具体如下：在2psi、载体速度为87rpm、平台速度为93rpm、抛光组合物的流入流速为200ml/min的抛光条件下，对厚度为2000埃的非晶质碳膜(ACL，Amorphouscarbon layer)进行60秒的抛光。
测定了在所述抛光条件下的非晶质碳膜的抛光速率A0，并使用KLA Tencor AIT-XP+确认了是否发生缺陷。
此外，将所述实施例和比较例的抛光组合物置于加热至60℃的烘箱中，并保持40小时之后，在20℃至25℃冷却，然后进行与上述条件相同的抛光工艺，从而测定了非晶质碳膜的抛光速率A1。
利用测定的所述抛光速率计算出由下述式1表示的抛光性能下降率(PPR)：
[式1]
其中，在2psi、载体速度为87rpm、平台速度为93rpm、抛光组合物的流入流速为200ml/min的抛光条件下，对厚度为2000埃的非晶质碳膜(ACL，Amorphous carbon layer)进行了60秒的抛光工艺。其中，所述A0是在所述抛光条件下，将抛光组合物用于抛光工艺而测定的抛光速率；所述A1是将抛光组合物在60℃的温度下放置40小时，在20℃至25℃冷却之后，在所述抛光条件下用于抛光工艺而测定的抛光速率。
[表2]
A0(埃/分钟) A1(埃/分钟) PPR(％) 缺陷(个)
实施例1 203 199 2 11089
实施例2 266 261 2 12274
实施例3 194 194 0 15122
实施例4 258 258 0 8056
实施例5 124 25 80 40630
比较例1 172 41 76 15137
比较例2 182 182 0 35614
比较例3 172 55 68 16620
以上表2是对实施例1至5和比较例1至3的抛光速率、抛光性能下降率(PRR)以及缺陷的发生进行确认的结果。所述实施例1至4的抛光组合物的抛光速率范围为194埃/分钟至266埃/分钟，也就是说，对非晶质碳膜的抛光速率均为190埃/分钟以上，确认了对非晶质碳膜具有优异的抛光速率。此外，即使当在60℃的高温下加热并冷却后进行抛光工艺时，抛光速率也均确认为190埃/分钟以上，也就是说，抛光性能没有下降或者下降的值非常小，由此确认了抛光组合物的稳定性优异。
然而，在实施例5的情况下，在本发明的重量比范围内包含加速剂和稳定剂，但抛光组合物中加速剂和稳定剂的含量范围不包括在本发明的范围内，故抛光速率低，并且在高温下加热后测定的抛光速率的结果中也表现出了较大的减小率，由此确认了稳定性变差。
比较例1的加热前的抛光速率为172埃/分钟，加热后的抛光速率为41埃/分钟，由此确认了根据式1的值为76％。比较例2的加热前的抛光速率为182埃/分钟，而加热后的抛光速率也为182埃/分钟，即没有变化，但对于非晶质碳膜的抛光速率为190埃/分钟以下，并确认发生了35614个缺陷。比较例3的加热前的抛光速率为172埃/分钟，加热后的抛光速率为55埃/分钟，根据式1的值为68％，由此确认了表现出的抛光速率的减少幅度非常大。在比较例的情况下，在加热前后的抛光速率上表现出较大差异，或者在抛光速率上没有差异的情况下，缺陷则成了问题。
以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明的权利范围不限于此，利用权利要求书中所定义的本发明的基本概念的本领域技术人员的各种变形及改良形式均属于本发明的权利范围。
工业实用性
本发明涉及半导体工艺用抛光组合物、抛光组合物的制备方法以及适用抛光组合物的半导体器件的制造方法。

Claims (11)

1.一种半导体工艺用抛光组合物，其中，
包含：
抛光颗粒；
加速剂；以及
稳定剂。
2.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，
所述加速剂和稳定剂的重量比是0.5:1至3:1。
3.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，
对于所述抛光组合物而言，由下述式1表示的抛光性能下降率为0％至60％：
[式1]
其中，在2psi、载体速度(carrier speed)为87rpm、平台速度(platen speed)为93rpm、抛光组合物的流入流速为200ml/min的抛光条件下，对厚度为2000埃的非晶质碳膜进行了60秒的抛光工艺；所述A0是在所述抛光条件下，将抛光组合物用于抛光工艺而测定的抛光速率；所述A1是将抛光组合物在60℃的温度下放置40小时，并在20℃至25℃冷却之后，在所述抛光条件下用于抛光工艺而测定的抛光速率。
4.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，
所述加速剂选自由阴离子型小分子、阴离子型高分子、羟基酸、氨基酸和铈盐组成的组。
5.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，
所述稳定剂是氨基酸。
6.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-无机复合颗粒以及它们的混合组成的组。
7.根据权利要求1所述的半导体工艺用抛光组合物，其中，
所述抛光组合物包含表面活性剂和pH调节剂。
8.一种半导体工艺用组合物的制备方法，其中，包括如下步骤：
步骤a)，在溶剂中加入并混合稳定剂和加速剂，从而制备抛光溶液；
步骤b)，在所述抛光溶液中加入pH调节剂，从而将抛光溶液的pH值调节为2至5；以及
步骤c)，在所述pH值为2至5的抛光溶液中，混合表面活性剂和抛光颗粒。
9.根据权利要求8所述的半导体工艺用组合物的制备方法，其中，所述步骤a)为：
在溶剂中混合稳定剂来制备混合溶液，然后在所述混合溶液中混合加速剂来制备抛光溶液。
10.一种半导体器件的制造方法，其中，包括如下步骤：
步骤1)，提供包括抛光层的抛光垫；
步骤2)，向所述抛光垫提供半导体工艺用抛光组合物；以及
步骤3)，以使抛光对象的被抛光面与所述抛光层的抛光面接触的方式使其相对旋转，由此对抛光对象进行抛光，
其中，所述抛光组合物包含抛光颗粒、加速剂和稳定剂。
11.根据权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其中，
对于所述半导体工艺用抛光组合物而言，由下述式1表示的抛光性能下降率为0％至60％：
[式1]
其中，在2psi、载体速度为87rpm、平台速度为93rpm、抛光组合物的流入流速为200ml/min的抛光条件下，对厚度为2000埃的非晶质碳膜进行了60秒的抛光工艺；所述A0是在所述抛光条件下，将抛光组合物用于抛光工艺而测定的抛光速率；所述A1是将抛光组合物在60℃的温度下放置40小时，并在20℃至25℃冷却之后，在所述抛光条件下用于抛光工艺而测定的抛光速率。
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