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TW202319495A - 拋光漿料組合物 - Google Patents

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TW202319495A TW111141291A TW111141291A TW202319495A TW 202319495 A TW202319495 A TW 202319495A TW 111141291 A TW111141291 A TW 111141291A TW 111141291 A TW111141291 A TW 111141291A TW 202319495 A TW202319495 A TW 202319495A
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權昌吉
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韓商凱斯科技股份有限公司
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Abstract

本發明涉及拋光漿料組合物，根據本發明的一方面，提供一種拋光漿料組合物，包括拋光粒子；分散劑；pH緩衝劑；以及包括從由糖類化合物、氨基酸以及它們的混合物組成的群組中選擇的至少任一種的凹陷抑製劑。

Description

拋光漿料組合物
本發明涉及拋光漿料組合物，更詳細地，該拋光漿料組合物可以最小化寬度較大的圖案晶圆的低階梯部的凹陷（Dishing）發生量。
化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）工藝是通過將含有拋光粒子的漿料施加到基板上並使用安裝在拋光裝置上的拋光墊來實現。此時，拋光粒子受到來自拋光裝置的壓力而對表面進行機械拋光，拋光漿料組合物中所含的化學成分與基板表面發生化學反應，從而化學去除基板的表面部分。 化學機械拋光工藝在半導體元件製造工藝當中，用於層間絕緣膜的平坦化工藝、淺槽隔離（Shallow Trench Isolation，STI）工藝以及形成插塞和掩埋金屬佈線的工藝中。 STI工藝對分離區域進行蝕刻來形成溝槽，然後在沉積氧化物之後引入通過CMP來實現平坦化的技術。而此時需要選擇性拋光特性來提高作為絕緣膜的氧化層的拋光速度、并降低作為擴散阻擋層的氮化層的拋光速度。 然而，當提高選擇性拋光特性時，即相對於氮化膜，氧化膜具有高選擇性時會導致氧化膜出現凹陷（Dishing），這會在成品半導體芯片中引發因電子穿隧導致的電流洩漏和可靠性降低的問題。 為此，研究出了提高相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇性的同時降低氧化膜凹陷的漿料組合物，但現有的漿料組合物僅對具有500μm以下寬度的圖案低階梯部有效，而對於具有更寬寬度的圖案低階梯部而言，在減少凹陷方面其效果十分有限。 因此，需要開發能夠提高相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇比的同時，在具有較大寬度的圖案晶圆的低階梯部中抑制氧化膜凹陷的拋光漿料組合物。 上述背景技術的內容是發明人在開發本發明的過程中掌握或習得的內容，不應被理解為必須是申請本發明前公開的一般公知技術。
[發明要解決的問題] 本發明的目的在於解決上述問題，提供一种能夠提高相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇比的同時，在具有較大寬度的圖案晶圆的低階梯部中最小化氧化膜凹陷的拋光漿料組合物。 然而，本發明要解決的技術問題並不受限於上述言及課題，未言及的其他課題將通過下面的記載由本領域普通技術人員明確理解。 [解決問題的技術手段] 本發明的一方面提供一種拋光漿料組合物，包括：拋光粒子；分散劑；pH緩衝劑；以及凹陷抑製劑，其包括從由糖類化合物，氨基酸以及它們的混合物組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述拋光粒子包括從由金屬氧化物、經有機物或無機物塗覆的金屬氧化物，及膠體狀態的所述金屬氧化物組成的組中選擇的至少任一種，所述金屬氧化物包括從由二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成的組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述拋光粒子的1次粒子大小是5 nm至150 nm，所述拋光粒子的2次粒子大小是30 nm至300 nm。 根據一實施方式，所述拋光粒子可以是分散狀態使得所述拋光粒子表面具有正電荷。 根據一實施方式，所述拋光粒子的含量是0.1重量％至10重量％。 根據一實施方式，所述分散劑包括從由吡啶甲酸（Picolinic acid）、吡啶二甲酸（Dipicolinic acid）、苯甲酸（Benzoic acid）、苯乙酸（Phenylacetic acid）、萘甲酸（Naphthoic acid）、扁桃酸（Mandelic acid）、菸鹼酸（Nicotinic acid）、菸鹼二酸（Dinicotinic acid）、異菸酸（Isonicotinic acid）、喹啉酸（Quinolinic acid）、鄰氨基苯甲酸（anthranilic acid）、鐮刀菌酸（Fusaric acid）、鄰苯二甲酸（Phthalic acid）、間苯二甲酸（Isophthalic acid）、對苯二甲酸（Terephthalic acid）、甲基苯甲酸（Toluic acid）、水楊酸（Salicylic acid）、硝基苯甲酸（nitrobenzoic acid）以及吡啶二羧酸（Pyridinedicarboxylic Acid）組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述分散劑的含量是0.1重量％至10重量％。 根據一實施方式，所述pH緩衝劑包括氨基酸，所述氨基酸包括從由組氨酸、賴氨酸以及精氨酸組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述pH緩衝劑的含量是0.01重量％至5重量％。 根據一實施方式，所述糖類化合物包括從由單糖、多醣、糖醇以及它們的鹽組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述糖類化合物包括4個以上羥基（-OH）。 根據一實施方式，所述糖類化合物包括羥基以及胺基。 根據一實施方式，所述凹陷抑製劑包括從由脯氨酸（proline）、核糖（Ribose）、葡萄糖（glucose）、山梨糖醇（sorbitol）、N-乙醯-D-氨基葡萄糖（N-Acetyl-D-glucosamine）以及氨基葡萄糖鹽酸鹽（glucosamine hydrochloride）組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述凹陷抑製劑的含量是0.001重量％至1重量％。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物還包括pH調節劑，所述pH調節劑包括從由乳酸（lactic acid）、庚二酸（pimelic acid）、蘋果酸（malic acid）、丙二酸（malonicacid）、馬來酸（maleic acid）、醋酸（acetic acid）、己二酸（adipic acid）、草酸（oxalic acid）、琥珀酸（succinic acid）、酒石酸（tartaric acid）、檸檬酸（citric acid）、戊二酸（glutaric acid）、乙醇酸（glycollic acid）、甲酸（formic acid）、富馬酸（fumaric acid）、丙酸（propionic acid）、丁酸（butyric acid）、羥基丁酸（hydroxybutyric acid）、天冬氨酸（aspartic acid）、衣康酸（Itaconic Acid）、丙三羧酸（tricarballylic acid）、辛二酸（suberic acid）、癸二酸（sebacic acid）、硬脂酸（stearic acid）、丙酮酸（pyruvic acid）、乙醯乙酸（acetoacetic acid）、乙醛酸（glyoxylic acid）、壬二酸（azelaic acid）、辛酸（caprylic acid）、月桂酸（lauric acid）、肉荳蔻酸（myristic acid）、戊酸（valeric acid）以及棕櫚酸（palmitic acid）組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物是具有正（positive）電荷的正極漿料組合物。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物的pH是4至6。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物是對具有2000 ㎛以上寬度的圖案晶圆進行拋光，所述圖案晶圆的低階梯部的凹陷（Dishing）發生量在1600 Å以下。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物的氧化膜（SiO 2）的拋光速度是2000 Å/min以上，相對於氮化膜（SiN）的氧化膜（SiO2）的拋光選擇比，即氧化膜（SiO 2）的拋光速度/氮化膜（SiN）的拋光速度是200以上。 [發明的效果] 本發明的拋光漿料組合物，具有在提高相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇比的同時，在具有較大寬度的圖案晶圆的低階梯部中最小化氧化膜凹陷（Dishing）的效果。
下面，將對實施例進行詳細說明。應當理解，可以對實施例進行多種改變，本申請的權利範圍並不受限於下面的實施例。對實施例進行的所有改變、及其等同物乃至其替代物均屬於本發明的權利範圍。 實施利中使用的術語僅用於說明特定實施例，並非用於限定範圍。在內容中沒有特別說明的情況下，單數表達包括複數含義。在本說明書中，“包括”或者“具有”等術語用於表達存在說明書中所記載的特徵、數字、步驟、操作、構成要素、配件或其組合，並不排除存在或者額外附加一個或一個以上其他特徵、數字、步驟、操作、構成要素、配件或其組合的可能性。 在沒有其他定義的情況下，包括技術或者科學術語在內的本文使用的全部術語，都具有本領域普通技術人員所理解的通常含義。通常使用的如詞典定義的術語，應理解為相關技術內容中的含義，在本說明書中沒有明確定義的情況下，不能解釋為理想化或過於形式化的含義。 並且，在說明實施例的過程中，當判斷對於相關公知技術的具體說明會不必要地混淆實施例時，省略其詳細說明。 並且，在說明實施例的構成要素時，可以使用第一、第二、A、B、（a）、（b）等術語。這些術語僅用於將一構成要素區別於其他構成要素，並不用於限制相應構成要素的本質或順序等。例如，第一構成要素可以被稱為第二構成要素，並且類似地，第二構成要素也可以被稱為第一構成要素。此外，應當理解，當說明書中說明一個構成要素“連接”、“結合”或者“接觸”另一個構成要素時，第三構成要素可以“連接”、“結合”或者“接觸”在第一構成要素和第二構成要素之間，儘管第一構成要素能夠是直接連接、結合或接觸第二構成要素。 當一個構成要素與某一實施例的構成要素具有共同功能時，在其他實施例中也使用相同名稱對該構成要素進行說明。在沒有言及反例的情況下，某一實施例的說明能夠適用於其他實施例，對重複內容省略具體說明。 本發明的一方面提供一種拋光漿料組合物，包括：拋光粒子；分散劑；pH緩衝劑；以及包括從由糖類化合物、氨基酸以及它們的混合物組成的群組中選擇的至少任一種的凹陷抑製劑。 本發明的拋光漿料組合物包括凹陷抑製劑，由此，具有在提高相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇比的同時，在具有較大寬度（space）的圖案晶圆的低階梯部中最小化氧化膜凹陷（Dishing）的效果。 所述圖案晶圆的低階梯部是指階梯差的凹陷部。 根據一實施方式，所述拋光粒子包括從由金屬氧化物、經有機物或無機物塗覆的金屬氧化物，及膠體狀態的所述金屬氧化物組成的群組中選擇的至少任一種，所述金屬氧化物包括從由二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成的組中選擇的至少任一種。例如，所述拋光粒子可以是膠體二氧化鈰。 所述拋光粒子提供高分散穩定性，促進作為拋光對象膜的無機氧化膜的氧化，能夠輕鬆對無機氧化膜進行拋光，在最小化刮痕等缺陷的同時實現高的拋光特性。 根據一實施方式，所述拋光粒子可以通過液相法來製備。液相法是通過使拋光粒子前驅體在水溶液中發生化學反應，從而使結晶生長來獲得微粒子的溶膠-凝膠（sol-gel）法；將拋光粒子離子沉澱在水溶液中的共沉法；以及在高溫高壓中形成拋光粒子的水熱合成法等來製備拋光粒子。 根據一實施方式，所述拋光粒子是分散狀態，從而使得所述拋光粒子表面具有正電荷。在利用液相法製備拋光粒子時，可以分散拋光粒子來使其表面帶有正電荷。 所述拋光粒子可以包括單晶粒子。相比多晶拋光粒子，使用單晶拋光粒子可以減少刮痕，改善凹陷。 所述拋光粒子的形狀可以是從由球形、角形、針形以及板形組成的組中選擇的至少任一種，優選為球形。 除了單粒徑粒子以外，所述拋光粒子可以是具有多分散（multi dispersion）形式的粒子分佈的混合粒子。例如，可以通過混合兩種不同平均粒度的拋光粒子而具有雙峰（bimodal）形式的粒子分佈；或可以通過混合三種不同平均粒度的拋光粒子而具有三個峰值的粒子分佈。或者，可以通過混合四種以上不同平均粒度的拋光粒子而具有多分散形式的粒子分佈。通過混合較大的拋光粒子和相對較小的拋光粒子，能夠實現更好的分散性，並可以減少晶圆表面上的刮痕。 根據一實施方式，所述拋光粒子可以包括1次粒子、2次粒子或兩者全部。 根據一實施方式，所述拋光粒子的1次粒子大小是5 nm至150 nm，所述拋光粒子的2次粒子大小可以是30 nm至300 nm。 拋光粒子的大小是指可以通過掃描電子顯微鏡分析或動態光散射測量的視野內的多個粒子的粒徑平均值。 當所述拋光粒子的1次粒子大小不到所述範圍時，會發生拋光速度顯著降低的問題；當超出所述範圍時，發生刮痕的可能性會提高。 當所述拋光粒子的2次粒子大小不到所述範圍時，會降低拋光率；當超出所述範圍時，會因過度拋光導致難以調節選擇比，並且會加劇氧化膜凹陷。 根據一實施方式，所述拋光粒子的含量可以是0.1重量％至10重量％。 優選地，可以是0.5重量％至5重量％，更優選地，可以是0.5重量％至1重量％。 當所述拋光粒子的含量不到所述範圍時，會降低拋光速度；當超出所述範圍時，會因過度拋光出現缺損或刮痕等缺陷，並且，隨著拋光粒子數量增加，殘留在表面的粒子吸附性會引發表面缺陷。 根據一實施方式，所述分散劑可以包括從由吡啶甲酸（Picolinic acid）、吡啶二甲酸（Dipicolinic acid）、苯甲酸（Benzoic acid）、苯乙酸（Phenylacetic acid）、萘甲酸（Naphthoic acid）、扁桃酸（Mandelic acid）、菸鹼酸（Nicotinic acid）、菸鹼二酸（Dinicotinic acid）、異菸酸（Isonicotinic acid）、喹啉酸（Quinolinic acid）、鄰氨基苯甲酸（anthranilic acid）、鐮刀菌酸（Fusaric acid）、鄰苯二甲酸（Phthalic acid）、間苯二甲酸（Isophthalic acid）、對苯二甲酸（Terephthalic acid）、甲基苯甲酸（Toluic acid）、水楊酸（Salicylic acid）、硝基苯甲酸（nitrobenzoic acid）以及吡啶二羧酸（Pyridinedicarboxylic Acid）組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述分散劑的含量可以是0.1重量％至10重量％。 優選地，可以是0.1重量％至5重量％，更優選地，可以是0.5重量％至1重量％。 當所包括的所述分散劑含量不到所述範圍時，會因拋光粒子無法分散而降低拋光性能，難以實現期待的拋光選擇比。 相反，當超出所述範圍時，會因聚集而降低分散穩定性，由此導致拋光對象膜表面產生缺陷，明顯降低拋光率的問題。 根據一實施方式，所述pH緩衝劑包括氨基酸，所述氨基酸包括從由組氨酸、賴氨酸以及精氨酸組成的群組中選擇的至少任一種。 所述pH緩衝劑起到確保拋光粒子的分散性以及分散穩定性的功能，可以防止因添加劑引起的分散穩定性降低的問題。 所述氨基酸的優點在於，其可以保持拋光速度，即使少量也能實現充分的pH緩衝作用。 根據一實施方式，所述pH緩衝劑的含量可以是0.01重量％至5重量％。 優選地，可以是0.01重量％至1重量％，更優選地，可以是0.1重量％至0.3重量％。 當所包括的所述pH緩衝劑不到所述範圍時，會因分散穩定性降低而無法實現期待的拋光性能，降低拋光速度。 相反，當所述pH緩衝劑超出所述範圍時，會由於過量的pH緩衝劑聚集而降低分散穩定性，在拋光對象膜上產生微小缺陷或刮痕等，並且會降低拋光速度。 所述拋光漿料組合物包括凹陷抑製劑，所述凹陷抑製劑包括從由糖類化合物、氨基酸以及它們的混合物組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述氨基酸包括從由脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、異亮氨酸以及亮氨酸組成的群組中選擇的至少任一種。 所述凹陷抑製劑含有包括羥基官能團（-OH）的化合物，并起到抑制氧化膜凹陷的作用。 即，所述凹陷抑製劑在拋光漿料組合物中同時對氮化膜與氧化膜進行拋光時，在確保相對於氮化膜的氧化膜的高拋光選擇比的同時，抑制氧化膜發生凹陷。 根據一實施方式，所述糖類化合物包括從由單糖、多醣、糖醇以及它們的鹽組成的群組中選擇的至少任一種。 所述單糖包括單糖以及單糖衍生物。 根據一實施方式，所述單糖可以包括從由葡萄糖、核糖、阿拉伯糖、來蘇糖、麥芽糖、阿羅糖、阿卓糖、古洛糖、木酮糖、塔羅糖、核酮糖、艾杜糖、乳糖、木糖、半乳糖、果糖以及它們的衍生物組成的群組中選擇的至少任一種。 例如，所述單糖衍生物可以使用N-乙醯-D-氨基葡萄糖（N-Acetyl-D-glucosamine）。 所述多醣包括多醣以及多醣衍生物。 根據一實施方式，所述多醣可以包括從由結冷膠（Gellangum）、鼠李糖膠（Rhamsan gum）、文萊膠（Welangum）、黃原膠（Xanthangum）、瓜爾豆膠（Guargum）、卡拉亞樹膠（Karayagum）、阿拉伯膠（Arabicgum）、角豆膠（Locust beangum）、黃蓍膠（Tragacanth gum）、茄替膠（Gum Ghatti）、塔拉膠（Tara gum）、魔芋膠（konjac gum）、藻膠（Algin）、瓊脂（Agar）、角叉菜膠（Carrageenan）、紅藻膠（Furcellaran）、凝膠多醣（Curdlan）、海藻酸（Alginic acid）、酪蛋白（Casein）、塔塔劍（Tatagum）、羅望子膠（Tamarind gum）、果膠（Pectin）、葡甘露聚醣（Glucomannan）、阿拉伯半乳聚醣（Arabino Galactan）、支鏈澱粉（Pulluian）以及阿拉伯膠（Acacia gum）組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述糖醇可以包括從由麥芽糖醇（maltitol）、乳糖醇（lactitol）、蘇糖醇（threitol）、赤蘚糖醇（erythritol）、核糖醇（ribitol）、木糖醇（xylitol）、阿拉伯糖醇（arabitol）、阿東糖醇（adonitol）、山梨糖醇（sorbitol）、塔羅糖醇（talitol）、異麥芽酮糖醇（isomalt）、甘露醇（mannitol）、艾杜糖醇（iditol）、蒜糖醇（allodulcitol）、半乳糖醇（dulcitol）、景天庚糖醇（sedoheptitol）以及甘露庚糖醇（perseitol）組成的群組中選擇的至少任一種。 所述單糖、多醣以及糖醇的鹽是指所述單糖的鹽，所述多醣的鹽以及所述糖醇的鹽，例如，所述單糖的鹽可以使用氨基葡萄糖鹽酸鹽（glucosamine hydrochloride）。 根據一實施方式，所述糖類化合物可以包括4個以上羥基（-OH）。 當包括4個以上羥基時，可以實現對於氮化膜的氧化膜的高拋光選擇比，與此同時最小化在寬幅的圖案晶圆的低階梯部的氧化膜凹陷。 根據一實施方式，所述糖類化合物可以包括6個以上羥基（-OH），此時，可以最大化相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇比。 根據一實施方式，所述糖類化合物可以包括羥基以及胺基。 同時包括所述羥基以及胺基的化合物，可以相對於氮化膜最大化氧化膜的拋光選擇比，與此同時最小化寬幅的圖案晶圆的低階梯部的氧化膜凹陷。 根據一實施方式，所述凹陷抑製劑可以包括從由脯氨酸（proline）、核糖（Ribose）、葡萄糖（glucose）、山梨糖醇（sorbitol）、N-乙醯-D-氨基葡萄糖（N-Acetyl-D-glucosamine）以及氨基葡萄糖鹽酸鹽（glucosamine hydrochloride）組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述凹陷抑製劑的含量可以是0.001重量％至1重量％。 優選地，可以是0.01重量％至0.8重量％，更優選地，可以是0.08重量％至0.5重量％，最優選地，可以是0.08重量％至0.3重量％。 當所包含的所述凹陷抑製劑的含量不到所述範圍時，會降低抑制氧化膜凹陷的性能，降低相對於氮化膜的氧化膜的拋光選擇比。 相反，當所含有的所述凹陷抑製劑的含量超出所述範圍時，會發生明顯降低拋光速度的問題。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物還包括pH調節劑，所述pH調節劑可以包括從由乳酸（lactic acid）、庚二酸（pimelic acid）、蘋果酸（malic acid）、丙二酸（malonicacid）、馬來酸（maleic acid）、醋酸（acetic acid）、己二酸（adipic acid）、草酸（oxalic acid）、琥珀酸（succinic acid）、酒石酸（tartaric acid）、檸檬酸（citric acid）、戊二酸（glutaric acid）、乙醇酸（glycollic acid）、甲酸（formic acid）、富馬酸（fumaric acid）、丙酸（propionic acid）、丁酸（butyric acid）、羥基丁酸（hydroxybutyric acid）、天冬氨酸（aspartic acid）、衣康酸（Itaconic Acid）、丙三羧酸（tricarballylic acid）、辛二酸（suberic acid）、癸二酸（sebacic acid）、硬脂酸（stearic acid）、丙酮酸（pyruvic acid）、乙醯乙酸（acetoacetic acid）、乙醛酸（glyoxylic acid）、壬二酸（azelaic acid）、辛酸（caprylic acid）、月桂酸（lauric acid）、肉荳蔻酸（myristic acid）、戊酸（valeric acid）以及棕櫚酸（palmitic acid）組成的群組中選擇的至少任一種。 所述pH調節劑的添加量是起到調節拋光漿料組合物的pH的量。 根據一實施方式，可以濃縮或稀釋所述拋光漿料組合物來使用。並且，所述拋光漿料組合物還包括溶劑。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物可以是具有正（positive）電荷的正極漿料組合物。 所述拋光漿料組合物可以具有ζ-電位為+10 mV至+60 mV的正ζ-電位。 帶正電荷的拋光粒子可以保持高分散穩定性，不會發生拋光粒子的聚集，可以減少微劃痕的發生。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物的pH可以是4至6。優選地，pH可以是 4至5。 當超出所述pH範圍時，會降低分散性，引發粒子聚集，由此導致刮痕或缺陷。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物是對具有2000 ㎛以上寬度的圖案晶圆進行拋光，所述圖案晶圆的低階梯部的凹陷（Dishing）發生量在1600 Å以下。 其中，低階梯部可以是指階梯差的凹陷部。 並且，所述凹陷發生量是指階梯差的凸出部與凹陷部之間的高度差。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物可以對具有2700 ㎛以上寬度的圖案晶圆進行拋光。 根據一實施方式，所述圖案晶圆的低階梯部的凹陷（Dishing）發生量在1000 Å以下。 本發明的拋光漿料組合物具有可以在具有較大寬度（space）的圖案晶圆的低階梯部中最小化氧化膜凹陷（Dishing）的效果。 即，通過最小化氧化膜的凹陷發生量來防止產生缺陷，由此提高半導體元件的性能以及可靠度。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物對氧化膜（SiO 2）的拋光速度是2000 Å/min以上，相對於氮化膜（SiN）的氧化膜（SiO 2）的拋光選擇比（氧化膜（SiO 2）的拋光速度/氮化膜（SiN）的拋光速度）在200以上。 本發明的拋光漿料組合物相對於氮化膜，對於氧化膜的拋光選擇比更高。 特別是在2000 Å/min以上的高氧化膜拋光速度下，也能實現對於氧化膜的高選擇比。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物適用於對包括絕緣膜以及無機氧化膜中的至少一個的薄膜進行拋光。 所述絕緣膜包括從由氧化矽膜、氮化矽膜以及多晶矽膜組成的群組中選擇的至少任一種。 所述無機氧化膜包括從由氟摻雜氧化錫（FTO，fluorine doped tin oxide、SnO 2：F）、氧化銦錫（ITO，indium tin oxide）、氧化銦鋅（IZO，indium zinc oxide）、氧化銦鎵鋅（IGZO，indium gallium zinc oxide）、鋁摻雜氧化鋅（AZO，Al-doped ZnO）、氧化鋁鎵鋅（AGZO，Aluminum Gallium Zinc Oxide）、鎵摻雜氧化鋅（GZO，Ga-doped ZnO）、氧化銦鋅錫（IZTO，Indium Zinc Tin Oxide）、氧化銦鋁鋅（IAZO，Indium Aluminum Zinc Oxide）、氧化銦鎵鋅（IGZO，Indium Gallium Zinc Oxide）、氧化銦鎵錫（IGTO，Indium Gallium Tin Oxide）、氧化銻錫（ATO，Antimony Tin Oxide）、氧化鋅鎵（GZO，Gallium Zinc Oxide）、氮氧化銦鋅（IZON，IZO Nitride）、SnO 2、ZnO、IrOx、RuOx以及NiO組成的群組中選擇的至少任一種。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物適用於半導體元件，顯示器元件或兩者的拋光工藝。 根據一實施方式，所述拋光漿料組合物適用於淺槽隔離（Shallow Trench Isolation : STI）工藝。 下面，通過實施例以及比較例更詳細地說明本發明。 但下面的實施例僅用於對本發明進行示例，本發明的內容並非受限於下面的實施例。 ＜實施例1＞ 4重量％的膠體二氧化鈰作為拋光粒子，0.5重量％的吡啶甲酸作為分散劑進行混合來製備拋光粒子分散液。 在拋光粒子分散液中添加0.1重量％的組氨酸作為pH緩衝劑，0.1重量％的脯氨酸作為凹陷抑製劑，使用pH調節劑製備pH 4.5的拋光漿料組合物。 ＜實施例2＞ 除使用核糖作為凹陷抑製劑之外，按照與實施例1相同的方式製備拋光漿料組合物。 ＜實施例3＞ 除使用葡萄糖作為凹陷抑製劑之外，按照與實施例1相同的方式製備拋光漿料組合物。 ＜實施例4＞ 除使用山梨糖醇作為凹陷抑製劑之外，按照與實施例1相同的方式製備拋光漿料組合物。 ＜實施例5＞ 除使用N-乙醯-D-氨基葡萄糖作為凹陷抑製劑之外，按照與實施例1相同的方式製備拋光漿料組合物。 ＜實施例6＞ 除使用氨基葡萄糖鹽酸鹽作為凹陷抑製劑之外，按照與實施例1相同的方式製備拋光漿料組合物。 ＜比較例1＞ 除不添加凹陷抑製劑之外，按照與實施例1相同的方式製備拋光漿料組合物。 ＜實驗例＞ 使用通過所述實施例以及比較例製備的拋光漿料組合物，按照下面的拋光速度進行CMP工藝。 拋光條件 1、拋光裝置: AP-300 （CTS公司） 2、晶圆: 300mm PE-TEOS，LP-SiN，STI用圖案晶圆 3、運載器壓力（Carrier pressure）: 4psi 4、主軸轉速（Spindle speed）: 87rpm 5、壓板轉速（Platen speed）: 93rpm 6、流量（Flow rate）: 250ml/min 7、拋光時間:60s 表1示出了各拋光漿料組合物中使用的凹陷抑製劑的類型、氧化膜以及氮化膜的拋光速度（Removal Rate，RR）、拋光選擇比、氧化膜凹陷（Dishing）發生程度以及氮化膜損失程度的測量結果。 【表1】
   凹陷抑制劑 羥基個數 胺基個數 無圖案晶圆 （NPW, Non Patterned Wafer） 帶圖案晶圆 （Patterned Wafer）
SiO 2R/R (Å/min) SiN  R/R (Å/min) 選擇比 2700 um （Å） SiN損失（Å）
比較例1 - 0 0 2620 15 175 1986 102
實施例1 脯氨酸 1 0 2411 12 201 1559 72
實施例2 核糖 4 0 2641 13 203 1338 69
實施例3 葡萄糖 5 0 2407 12 201 1248 67
實施例4 山梨糖醇 6 0 2416 10 242 1127 58
實施例5 N-乙醯-D-氨基葡萄糖 4 1 2453 11 223 924 52
實施例6 氨基葡萄糖鹽酸鹽 4 1 2221 8 278 774 52
參照表1，在實施例中可以看到，在顯示出200以上的拋光選擇比的同時，對具有2700 um以上寬度的圖案低階梯部，其氧化膜的凹陷發生量也在1600 Å以下，氮化膜損失量為75 Å，這與不使用凹陷抑製劑的比較例1的漿料組合物相比，可以看出拋光選擇比增加，並且氧化膜的凹陷發生量與氮化膜損失量降低。特別是將包括4個以上羥基（-OH）的糖類化合物作為凹陷抑制劑時（實施例2、實施例3以及實施例4），可以實現1400 Å以下的凹陷發生量。 並且，當包括具有4個以上羥基（-OH）的同時具有胺基的凹陷抑製劑（實施例5以及實施例6）時，可以看到拋光選擇比增加，並且可以進一步降低氧化膜凹陷發生以及氮化膜損失。 綜上，通過有限的實施例進行了說明，本領域普通技術人員能夠基於所述記載進行多種更改與變形。例如，所說明的技術按照與說明的方法不同的循序執行，和/或所說明的構成要素按照與說明的方法不同的形態進行結合或組合，或者由其他構成要素或者等同物置換或代替，也能得到適當的結果。 因此，其他體現、其他實施例及權利要求的等同物均屬於所附權利要求書的範圍。

Claims (18)

  1. 一種拋光漿料組合物，其特徵在於，包括： 拋光粒子； 分散劑； pH緩衝劑；以及 凹陷抑製劑，其包括從由糖類化合物，氨基酸以及它們的混合物組成的群組中選擇的至少任一種。
  2. 如請求項1之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述拋光粒子包括從由金屬氧化物、經有機物或無機物塗覆的金屬氧化物，及膠體狀態的所述金屬氧化物組成的組中選擇的至少任一種， 所述金屬氧化物包括從由二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂組成的組中選擇的至少任一種。
  3. 如請求項1之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述拋光粒子的1次粒子大小是5 nm至150 nm， 所述拋光粒子的2次粒子大小是30 nm至300 nm。
  4. 如請求項1之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述拋光粒子的含量是0.1重量％至10重量％。
  5. 如請求項1之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述分散劑包括從由吡啶甲酸、吡啶二甲酸、苯甲酸、苯乙酸、萘甲酸、扁桃酸、菸鹼酸、菸鹼二酸、異菸酸、喹啉酸、鄰氨基苯甲酸、鐮刀菌酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、甲基苯甲酸、水楊酸、硝基苯甲酸以及吡啶二羧酸組成的群組中選擇的至少任一種。
  6. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述分散劑的含量是0.1重量％至10重量％。
  7. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述pH緩衝劑包括氨基酸， 所述氨基酸包括從由組氨酸、賴氨酸以及精氨酸組成的群組中選擇的至少任一種。
  8. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述pH緩衝劑的含量是0.01重量％至5重量％。
  9. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述糖類化合物包括從由單糖、多醣、糖醇以及它們的鹽組成的群組中選擇的至少任一種。
  10. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述糖類化合物包括4個以上羥基（-OH）。
  11. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述糖類化合物包括羥基以及胺基。
  12. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述凹陷抑製劑包括從由脯氨酸、核糖、葡萄糖、山梨糖醇、N-乙醯-D-氨基葡萄糖以及氨基葡萄糖鹽酸鹽組成的群組中選擇的至少任一種。
  13. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述凹陷抑製劑的含量是0.001重量％至1重量％。
  14. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 還包括pH調節劑， 所述pH調節劑包括從由乳酸、庚二酸、蘋果酸、丙二酸、馬來酸、醋酸、己二酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、檸檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸、富馬酸、丙酸、丁酸、羥基丁酸、天冬氨酸、衣康酸、丙三羧酸、辛二酸、癸二酸、硬脂酸、丙酮酸、乙醯乙酸、乙醛酸、壬二酸、辛酸、月桂酸、肉荳蔻酸、戊酸以及棕櫚酸組成的群組中選擇的至少任一種。
  15. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 是具有正電荷的正極漿料組合物。
  16. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 所述拋光漿料組合物的pH是4至6。
  17. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 對具有2000 ㎛以上寬度的圖案晶圆進行拋光， 所述圖案晶圆的低階梯部的凹陷發生量在1600 Å以下。
  18. 如請求項1所述之拋光漿料組合物，其特徵在於， 氧化膜（SiO 2）的拋光速度是2000 Å/min以上， 相對於氮化膜（SiN）的氧化膜（SiO 2）的拋光選擇比，即氧化膜（SiO 2）的拋光速度/氮化膜（SiN）的拋光速度是200以上。
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