本公開涉及包括作為有機(jī)磨料材料的超分子化合物(例如，超分子組裝體)、或其同型物或其衍生物的用于化學(xué)機(jī)械拋光的漿料組合物以及包括例如使用該漿料組合物通過將半導(dǎo)體襯底(也稱為襯底)的表面或形成在襯底上的層的表面與拋光墊接觸的化學(xué)機(jī)械拋光的制造半導(dǎo)體器件的方法。

背景技術(shù)：

1、最近，隨著電子器件的小型化和所得的集成電路小型化，正在研究形成諸如具有幾納米寬度的金屬布線或淺溝槽隔離的微結(jié)構(gòu)的各種方法。

2、在形成微結(jié)構(gòu)的步驟中，可以執(zhí)行拋光工藝，以形成微結(jié)構(gòu)的平面和/或平坦表面。拋光工藝可以包括例如化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)。通過在半導(dǎo)體襯底和拋光墊之間提供包括磨料的拋光漿料，并且然后將半導(dǎo)體襯底或形成在襯底上的層與拋光墊接觸以將襯底的表面或形成在襯底上的層的表面平坦化來執(zhí)行化學(xué)機(jī)械拋光。當(dāng)將諸如無機(jī)拋光顆粒的磨料材料添加到用于化學(xué)機(jī)械拋光的漿料組合物中時(shí)，根據(jù)拋光條件，該磨料材料可能引起產(chǎn)品缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開的一方面在于提供可以減少或完全防止劃痕、可以表現(xiàn)出比諸如二氧化硅的絕緣層高的金屬去除速率和/或可以容易在拋光工藝之后進(jìn)行后清潔的用于化學(xué)機(jī)械拋光的漿料組合物。

2、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)的漿料組合物可以包括有機(jī)磨料材料，其中，有機(jī)磨料材料包括超分子化合物(例如，超分子組裝)、其同型物(analog)或其衍生物。

3、所述超分子化合物可以具有其中若干結(jié)構(gòu)單元(building?block)自組裝的結(jié)構(gòu)以形成該結(jié)構(gòu)，并且所述結(jié)構(gòu)單元可以具有大環(huán)分子或聚乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

4、具有大環(huán)分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)的所述結(jié)構(gòu)單元可以包括葫蘆脲、杯芳烴、柱芳烴、冠醚或卟啉。

5、具有聚乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)的所述結(jié)構(gòu)單元還可以包括疏水基團(tuán)。

6、具有聚乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)的所述結(jié)構(gòu)單元可以包括乙二醇基團(tuán)和疏水基團(tuán)或者可以由其構(gòu)成，或者所述乙二醇基團(tuán)與所述疏水基團(tuán)的分子量比可以是大約1:2至大約1:8。

7、所述疏水基團(tuán)可以包括烷基、烯基、炔基、芳基或它們的組合。

8、具有聚乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)的所述結(jié)構(gòu)單元可以用化學(xué)式1表示。

9、[化學(xué)式1]

10、

11、在化學(xué)式1中，

12、r1是取代的或未取代的c1至c20烷基，并且

13、n是1至100的整數(shù)。

14、具有聚乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)的所述結(jié)構(gòu)單元可以形成膠束結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，所述超分子組裝包括膠束或者是膠束。在一些實(shí)施例中，具有聚乙二醇的化學(xué)結(jié)構(gòu)的所述結(jié)構(gòu)單元可以彼此自組裝，以形成膠束結(jié)構(gòu)。

15、所述結(jié)構(gòu)單元可以包括所述大環(huán)分子和與所述大環(huán)分子非共價(jià)鍵合的另一結(jié)構(gòu)的分子或者可以由其構(gòu)成。在一些實(shí)施例中，另一結(jié)構(gòu)的分子可以具有與所述大環(huán)分子不同的結(jié)構(gòu)。

16、與所述大環(huán)分子非共價(jià)鍵合的另一結(jié)構(gòu)的分子可以是胺分子。

17、所述超分子化合物可以具有小于或等于大約100nm的粒徑。

18、基于所述漿料組合物的總量，用于cmp的漿料組合物中的無機(jī)磨料材料的含量可以小于大約0.1重量％。

19、用于cmp的漿料組合物可以用于金屬拋光。

20、用于cmp的漿料組合物可以具有大約2至大約11的ph。

21、用于cmp的漿料組合物還可以包括氧化劑、催化劑、抑制劑、螯合劑、拋光促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑或它們的組合。

22、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)的漿料組合物可以包括：基于用于cmp的漿料組合物的總量的量為大約0.1重量％至大約10重量％的有機(jī)磨料材料，其中，所述有機(jī)磨料材料包括超分子化合物(例如，超分子組裝)、其同型物或其衍生物，并且不包括無機(jī)磨料材料。在一些實(shí)施例中，在所述漿料組合物中不包括無機(jī)磨料材料。

23、用于cmp的漿料組合物可以具有大約2至大約5的ph。

24、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的制造半導(dǎo)體器件的方法可以包括：將半導(dǎo)體襯底和拋光墊布置為彼此面對(duì)；在所述半導(dǎo)體襯底和所述拋光墊之間供應(yīng)包括超分子化合物(例如，超分子組裝)、其同型物或其衍生物的用于cmp的漿料組合物；以及使所述半導(dǎo)體襯底的表面或形成在所述半導(dǎo)體襯底上的層的表面與所述拋光墊接觸，以執(zhí)行拋光。

25、用于cmp的漿料組合物可以拋光在所述半導(dǎo)體襯底上或在所述半導(dǎo)體襯底中的金屬布線。

26、所述金屬布線可以包括鎢。

27、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的用于cmp的漿料組合物可以改善拋光性能，同時(shí)減少細(xì)節(jié)距結(jié)構(gòu)的損壞和形狀變形。具體地，根據(jù)一方面的用于cmp的漿料組合物包括作為有機(jī)磨料材料的超分子化合物，在所述超分子化合物中，結(jié)構(gòu)單元(例如，兩種或更多種相同的化合物或分子，或者兩種或更多種不同的化合物或分子)通過簡單的混合工藝通過非共價(jià)鍵連接(自組裝)，這可以使得最初沒有根據(jù)粒徑出現(xiàn)劃痕，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)單元的類型和長度來調(diào)節(jié)彈性，可以在各種膜上表現(xiàn)出優(yōu)異的拋光性能，和/或因?yàn)榭梢酝ㄟ^混合結(jié)構(gòu)單元來生產(chǎn)超分子化合物，所以有機(jī)磨料材料的合成成本能夠低。

技術(shù)特征：

1.一種漿料組合物，所述漿料組合物包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料組合物，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿料組合物，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿料組合物，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漿料組合物，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漿料組合物，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漿料組合物，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的漿料組合物，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的漿料組合物，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的漿料組合物，其中，

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料組合物，其中，

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料組合物，其中，

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料組合物，其中，

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料組合物，其中，

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的漿料組合物，所述漿料組合物還包括氧化劑、催化劑、抑制劑、螯合劑、拋光促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、表面活性劑或它們的組合。

16.一種漿料組合物，所述漿料組合物包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的漿料組合物，其中，

18.一種制造半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，

技術(shù)總結(jié)
提供了一種用于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)的漿料組合物，所述漿料組合物包括有機(jī)磨料材料，所述有機(jī)磨料材料包括超分子化合物(例如，超分子組裝體)、其同型物或其衍生物。用于化學(xué)機(jī)械拋光的漿料組合物可以減少或防止CMP引起的缺陷，由此以較高的拋光選擇性減少或抑制產(chǎn)品缺陷。

技術(shù)研發(fā)人員：全祐成,樸用邰,金度潤,有在勛,張善財(cái),趙成植
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星電子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23