有机膜研磨组合物以及利用其的研磨方法与流程

本发明涉及一种有机膜研磨组合物以及利用其的研磨方法。

背景技术：

1、随着半导体装置的发展，设备的尺寸逐渐变小，要求的性能逐渐变高，随之，正在加紧推进着关于线幅微细化和元器件的高集成度的研究。

2、为了实现半导体元器件的高度集成化，需要堆积多层电路的层叠技术和厚度加厚的硬掩模，采用常规厚度光致抗蚀剂(photoresist，pr)制备高结构物时，长宽比(aspectratio)变高，这会导致pr图案(pattern)的崩坏。

3、为了解决上述问题，采用通过牺牲膜，即，旋涂碳(spin on carbon，soc)或旋涂硬掩膜(spin on hardmask，soc)和无定形碳膜(amorphous carbon layer，acl)制成的硬掩模(hardmask)对于pr实施图案化，但，soc和soh利用旋涂，其相较于化学气相淀积(chemical vapor deposition，cvd)蒸镀方式的acl，耐蚀性不好，不适用于逐渐要求加厚硬掩模的装置中。

4、因此，已实现高集成化的第二代装置工艺中，要求应用cvd蒸镀方式acl硬掩模的需求逐渐增多，但，cvd方式采用的是化学蒸汽，其等聚集在一起产生的簇(cluster)或碳离子(carbon particle)形成于acl表面，这种粒子最后会成为降低投入产出率和生产效果的原因。

5、为了解决上述问题，需要研磨acl表面而具有均匀平整度的化学机械抛光(chemical mechanical polishing，cmp)技术，但，实际上还没有开发出可以有效研磨acl的cmp浆料组合物。

6、通常acl与碳-碳的结合极强，化学上呈惰性，acl是cvd的蒸镀温度越高，硬度也越高，这使acl的研磨变得更难。

技术实现思路

1、要解决的技术问题

2、为了解决传统技术的上述弊端，本发明的目的在于，提供一种在硬度极高的碳系膜，如acl也可以实现优异研磨品质和高研磨速度的有机膜研磨组合物。

3、本发明的另一目的在于，提供一种可以利用所述有机膜研磨组合物实现优异研磨品质和高研磨速度的研磨方法。

4、用于解决问题的手段

5、为了解决上述问题，根据本发明一方面的有机膜研磨组合物包含研磨颗粒、研磨促进剂及溶剂，所述研磨促进剂包含亲水性基团以及碳数为5至30的疏水性基团，所述研磨颗粒的表面电荷与所述研磨促进剂的亲水性基团电荷相反。

6、所述研磨颗粒可以包含二氧化硅，表面可改性，此时，研磨颗粒的表面可以包含铝，具体地，研磨颗粒可以是铝簇涂于研磨颗粒表面的颗粒。

7、所述有机膜研磨组合物中，研磨颗粒的含量可以是1至20重量％。

8、所述研磨促进剂的疏水性基团可以包含碳数为7至28的碳主链(carbonbackbone)，在有机膜研磨组合物中，其含量可以是5至200ppm。

9、根据本发明另一方面的研磨方法是利用所述有机膜研磨组合物研磨的方法。

10、发明效果

11、利用根据本发明的有机膜研磨组合物时，不仅是聚合物(polymer)、soc、soh，还对于通过共价键强键合的有机膜，如，无定形碳膜(acl)或类金刚石碳(diamond-likecarbon，dlc)，但凡出现轻微的研磨膜质的缺陷或划痕等，也可以实现高研磨速度。

12、并且，利用根据本发明的有机膜研磨组合物时，研磨膜的碎片不容易重新与研磨膜表面结合，容易排出研磨膜碎片，可以增大工艺效果。

13、并且，利用所述有机膜研磨组合物时，即使在低压下，也可以使通过共价键强键合的有机膜，如，acl或dlc，实现优异的研磨品质以及高研磨速度。

技术特征：

1.一种有机膜研磨组合物，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒包含二氧化硅。

3.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒是表面改性的研磨颗粒。

4.根据权利要求3所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒的表面含铝。

5.根据权利要求4所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒的表面涂有铝簇。

6.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒的含量为1至20重量％。

7.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨促进剂的疏水性基团包含碳数为7至28的碳主链。

8.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒的表面带有正电荷，所述研磨促进剂的亲水性基团带有负电荷。

9.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒的表面带有负电荷，所述研磨促进剂的亲水性基团带有正电荷。

10.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨促进剂的含量为5至200ppm。

11.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，ph为3至7。

12.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述研磨颗粒的电动电位为10至80mv。

13.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，进一步包含生物杀灭剂。

14.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述有机膜研磨组合物用于研磨聚合物膜。

15.根据权利要求1所述的有机膜研磨组合物，其特征在于，所述有机膜研磨组合物用于研磨无定形碳膜。

16.一种研磨方法，其特征在于，利用权利要求1至15中任一项所述有机膜研磨组合物进行研磨。

技术总结
本发明涉及一种有机膜研磨组合物以及利用其的研磨方法，其特征在于：包含将亲水性基团和疏水性基团均包含在内的研磨促进剂，不仅是聚合物(Polymer)、SOC、SOH，还对于通过共价键强键合的有机膜，如，无定形碳膜(ACL)或类金刚石碳(Diamond‑Like Carbon，DLC)，也可以保持高研磨速度。

技术研发人员：金熹硕,李玖和,柳在鸿,朴钟大,金宰贤
受保护的技术使用者：株式会社东进世美肯
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15