[0002] [0001]本申请根据U.S.C.§119要求以2008年7月24日在韩国知识产权局递交的韩国
专利申请10-2008-0072072为优先权，其公开的内容在此援引加入。
技术领域
[0003] [0002]以下公开内容涉及一种高选择性的化学机械抛光组合物，其在
半导体器件制造技术在具有抛光平整剂
薄膜和需要抛光的绝缘薄膜的半导体基体的平面化加工中非常有用，并且涉及使用该化学机械抛光组合物的化学机械抛光方法。
背景技术
[0004] [0003]随着半导体器件的小型化和其
密度的提高，采用了形成具有相对较小尺寸的微米级图案的方法，因此半导体器件的表面结构更加复杂以及半导体器件表面膜之间的台阶高度(台阶深度)增加。关于半器件制造，在全世界范围内通常采用化学机械抛光(被称为‘CMP’)工艺作为平面化方法，从半导体基体上形成的特殊薄膜去除台阶深度。
[0005] [0004]如上所述，由于半导体器件的高密度，采用了形成较小尺寸的微米级图案的方法。另外，半导体器件的高集成度以及半导体制备工艺的严格标准，导致具有多个绝缘薄膜的半导体基体的高度平面化需要必要的条件。例如，用来制造半导体器件的基体，具有诸如氮化硅薄膜的抛光平整剂薄膜以及诸如
二氧化硅薄膜的绝缘薄膜，由CMP处理。特别是，为了在半导体器件底部的浅
沟道隔离(被称为‘STI’)工艺中维持隔离绝缘薄膜的预定厚度，使用了CMP工艺其采用了诸如四氮化三硅的抛光平整剂薄膜。然而，由于图案的小型化，使绝缘薄膜部分凹陷或抛光平整剂薄膜的
腐蚀所容许范围趋于变小。因此，为了解决上述缺点，存在发展一种具有高选择性抛光速率的较高选择性的CMP组合物的需求。
[0006] [0005]关于用于半导体器件底部的STI的CMP组合物，与通常使用的氮化硅薄膜作为抛光平整剂薄膜相比，基于
多晶硅的抛光平整剂薄膜显示出显著地减少抛光速率，从而增加了抛光选择性(绝缘薄膜的抛光速率：抛光平整剂薄膜的抛光速率)。尽管抛光选择性(绝缘薄膜的抛光速率：氮化硅的抛光速率)典型地在30∶1到40∶1的范围内，对于达到优良的平面化特征要求超过50∶1的较高选择性。
[0007] [0006]例如：韩国专利公开文本No.2008-0003485公开了一种CMP浆料，其包括作为
聚合物添加剂的聚乙二醇以及二氧化铈
磨料，含有酸是为了将pH值保持在2到7的范围。韩国专利No.0,829,594公开了一种CMP组合物，其含有三-嵌段共聚物作为非离子
表面活性剂吸附到多晶硅薄膜的表面从而减小抛光速率，该共聚物含有第一聚氧化乙烯重复单元、聚氧化丙烯重复单元和第二聚氧化乙烯重复单元。韩国专利No.0,793,240公开了一种CMP组合物，其包括基于聚氧乙烯醚或聚氧乙烯酯化合物的非离子表面活性剂，作为添加剂被吸附到疏
水薄膜的表面从而保护二氧化铈磨料。
[0008] [0007]然而，用于包括多晶硅薄膜作为抛光平整剂薄膜的抛光绝缘薄膜的传统CMP组合物，对多晶硅薄膜具有较差的保护性能反而在抑制低硬度的多晶硅薄膜上的
缺陷方面具有困难，以及在CMP之后较差的清洁度，因此需要改善。
[0010] [0008]本发明的一个实施方案涉及提供一种化学机械抛光(CMP)组合物，具有的优点包括：就多晶硅薄膜而言绝缘薄膜的高抛光选择性，以至于在基体的CMP期间可以减少元件的电特性偏差，该基体具有绝缘薄膜和使用多晶硅薄膜作为抛光平整剂薄膜；保护低硬度的多晶硅薄膜从而充分地抑制缺陷例如刮痕的产生；改善CMP之后的清洁度，等等。
[0011] [0009]更具体地，本发明的目的是提供一种适合于CMP工艺的CMP组合物，该工艺使用了例如多晶硅制备的抛光平整剂薄膜，为了维持半导体器件底部的STI工艺中绝缘薄膜预定的厚度。
[0012] [0010]本发明的另一目的是提供一种半导体基体的抛光方法，该基体具有绝缘薄膜和多晶硅薄膜，包括：使用CMP组合物防止多晶硅薄膜的抛光以及抑制在如上所述的低硬度多晶硅薄膜上产生表面缺陷。
[0013] [0011]为了达到上述目的，本发明提供了一种包括磨料颗粒和防止多晶硅薄膜抛光的抛光平整剂的CMP组合物，以及使用上述CMP组合物抛光半导体基体的方法。
[0014] [0012]当作为图案晶片中抛光平整剂薄膜的多晶硅薄膜的抛光速率小于作为待抛光物品的绝缘薄膜的速率时，在抛光之后所有晶片区域的绝缘薄膜的厚度可能是一致的，减少了关于图案密度的绝缘薄膜的厚度偏差，从而均匀地维持了晶片的电特性。在抛光浆料的特征中，选择性(绝缘薄膜的抛光速率：多晶硅抛光速率的比例)可超过50∶1，而抛光平整剂薄膜(例如多晶硅薄膜)的抛光速率可小于 更优选的选择性大于100∶1以及抛光平整剂薄膜的抛光速率小于 最优选地，选择性为200∶1或以上以及抛光平整剂薄膜的抛光速率为 或更小。
[0015] [0013]如上所述，在一个总体方面，对防止多晶硅薄膜抛光提供了一种包括多晶硅抛光平整剂的CMP组合物，更具体地，其中抛光平整剂可以选自：1)一种化合物，其具有支链分子，分子结构中至少具有三个支链，以及含有氮或
碳作为中心
原子和在分子中含有至少三个氧化乙烯基团(-CH2CH2O-)，以及其盐或它们的混合物；2)一种化合物，具有至少一种在水溶液状态下电离的官能团以及至少三个氧化乙烯基团(-CH2CH2O-)，以及其盐或它们的混合物；或1)和2)的组合。
[0016] [0014]根据本发明的多晶硅抛光平整剂具有多个优点例如：对多晶硅薄膜优良的
解吸作用，进而形成对多晶硅薄膜较高的抛光防止性能；在多晶硅薄膜的表面上形成均匀和坚硬的保护膜，从而抑制在CMP工艺期间比绝缘薄膜硬度低的多晶硅薄膜的产生表面缺陷。此外，根据本发明的多晶硅抛光平整剂在之后的CMP期间利用含有去离子水的洗涤液可以有效地被除去。
[0017] [0015]以下，将详细地描述本发明。
[0018] [0016]除非上下文中另外指出，否则这里所使用的专业和/或科技术语的含义为本发明所属的领域中普通技术人员所理解的含义。此外，可能省略对传统技术中已知的相同技术结构和/或作用的重复的描述。
[0019] [0017]本发明涉及一种用CMP组合物，在半导体制造技术中在同时具有多晶硅薄膜作为抛光平整剂薄膜和绝缘薄膜的半导体基体的平面化加工中使用，以及使用该组合物的CMP方法。
[0020] [0018]根据本发明用于包含基体绝缘薄膜的CMP组合物可以含有(i)多晶硅抛光平整剂，其选自：1)一种化合物，其具有支链分子，分子结构中至少具有三个支链，以及含有氮或碳作为中心原子和在分子中含有至少三个氧化乙烯基团(-CH2CH2O-)，以及其盐或它们的混合物；2)一种化合物，具有至少一种在水溶液状态下电离的官能团以及三个氧化乙烯基团(-CH2CH2O-)，以及其盐或它们的混合物；或1)和2)的组合，和(ii)至少一种选自
二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化
铝和沸石的磨料颗粒。
[0021] [0019]优选地，多晶硅抛光平整剂从同时满足上述条件(1)和(2)的化合物中选出，也就是说，选自一种化合物，其分子中含有3到10,000氧化乙烯基团(-CH2CH2O-)和含有支链分子、分子结构中含有至少三个支链、氮或碳作为中心原子和至少一种在水溶液状态中电离的官能团，以及其盐或它们的混合物。
[0022] [0020]多晶硅抛光平整剂特别包括任一由化学式1到3所代表的化合物以及它们的混合物：
[0023] 化学式1
[0024]
[0025] 化学式2
[0026]1 4
[0027] [0021][在化学式1和2中，R 和R 可以分别独立地表示具有3到10,000优选5到1000的氧化乙烯基团(-CH2CH2O-)的取代基；2 3 5 6
[0028] [0022]R、R、R 和R 可以分别独立地选自(C1-C30)烷基、(C2-C30)链烯基、(C2-C30)炔基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基(也就是说，芳烷基)或
[0029]
[0030] [0023]和
[0031] [0024]R7是氢或选自(C1-C30)烷基、(C2-C30)链烯基、(C2-C30)炔基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基(也就是说，芳烷基)或
[0032]
[0033] [0025](x ＝ 0 到 1000，y ＝ 1 到 1000)，-CH2(OCH2CH2)n-NH2(n ＝ 0 到50)，-CH2(OCH2CH2)n-OH(n＝0到50)，和-CH2(OCH2CH2)n-OC(＝O)CH2CH2CH2COOH(n＝0到
50)]。
[0034] [0026]在化学式1和2中，R1和R4可以各自优选地选自以下结构：
[0035]
[0036] [0027]从上述的结构中，A是化学键或选自(C1-C30)亚烷基、(C2-C30)亚烯基、10
(C2-C30)亚炔基和(C6-C30)芳基(C1-C30)亚烷基；R 选自氢、
氨基(-NH2)、羟基(-OH)、羧基、磺酸基、
硫酸基、
磷酸基、
亚磷酸基、(C1-C30)烷基、(C2-C30)链烯基、(C2-C30)炔基或(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基(也就是说芳烷基)，其中这样的烷基、链烯基、炔基或芳烷
11
基可以是氨基(-NH2)或羧基(-COOH)取代的，m在3到10,000之间，R 为
[0037]12
[0038] [0028](x＝0到1000，y’＝3到1000)，以及R 是氢或选自(C1-C30)烷基、(C2-C30)链烯基、(C2-C30)炔基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基(也就是说，芳烷基)或[0039]
[0040] [0029](x ＝ 0 到 1000，y ＝ 1 到 1000)，-CH2(OCH2CH2)n-NH2(n ＝ 0 到50)，-CH2(OCH2CH2)n-OH(n＝0到50)，和-CH2(OCH2CH2)n-OC(＝O)CH2CH2CH2COOH(n＝0到
50)。
[0041] 化学式38 9
[0042] R-(OCH2CH2)z-R9
[0043] [0030][在化学式3中，R 选自-(OCH2CHCH3)n-NH2(n＝0到50)，-OCH2COOH，-OC(＝8
O)CH2CH(SO3H)-COOH，-OCH2CH2CH2S(＝O)2OH、羧基、磺酸基、硫酸基团、亚磷酸基和磷酸；R是氢(H)或选自(C1-C30)烷基、(C2-C30)链烯基、(C2-C30)炔基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基(也就是说芳烷基)、-CH2COOH，-CH2(CH2CH2O)n-NH2(n＝0到50)，-CH2(CH2CH2O)n-OH(n＝0到50)和-CH2(CH2CH2O)n-OC(＝O)CH2CH2CH2COOH(n＝0到50)；和z在5到10,000之间，更优选在10到1000之间。
[0044] [0031]用于本发明的多晶硅抛光平整剂化合物可以包括，例如由化学式4表示的聚氧乙烯胺醚化合物：
[0045] 化学式4
[0046]
[0047] [0032][在化学式4中，R是氢或选自(C1-C30)烷基、(C2-C30)链烯基、(C2-C30)炔基、(C6-C30)芳基(C1-C30)烷基(也就是说，芳烷基)或
[0048]
[0049] [0033](x＝0到1000，y＝1到1000)，其中这样的烷基、链烯基、炔基和芳烷基可以含有至少一种选自羧基、磺酸基、硫酸基、亚磷酸基、磷酸基和胺基的离子官能团；(a+b)为5到1000的整数，优选10到500]。
[0050] [0034]这样的聚氧乙烯胺醚化合物可以包括，例如，聚氧乙烯月桂胺醚(CAS.NO.61791-14-8)，聚氧乙烯十八胺醚(CAS.NO.26635-92-7)，聚氧乙烯油胺醚(CAS.NO.26635-92-7)等。这些化合物中的每一个为具有至少三个支链分子结构的支链化合物，含有氮作为中心原子和5到1000的氧化乙烯基，以及在水溶液中可以产生阳离子。
[0051] [0035]本发明的多晶硅抛光平整剂可以更加有效地阻止多晶硅薄膜的抛光，以及由于氧化乙烯基团的增加抑制了多晶硅薄膜上的刮痕。然而，存在过多的氧化乙烯基团会不期望地增加CMP组合物的粘性。因此，氧化乙烯基团的个数优选在3到10,000的范围内，更优选5到1000，以及最优选10到300。优选支链分子结构以阻止多晶硅薄膜的抛光以及抑制多晶硅薄膜上的缺陷。形成分子所需支链的数目优选至少是3个以及中心原子可以是氮或碳。更优选地，至少两个支链具有氧化乙烯基团。本发明的抛光平整剂也能够阻止氮化硅薄膜的抛光，因此对其抛光速率的下降有贡献。此外，在抛光之后抛光平整剂必须容易地被清洗掉，为了实现该目的，其有利地溶于水溶液当中以及在分子中优选含有能产生离子的官能团。
[0052] [0036]本发明的CMP组合物中多晶硅抛光平整剂的用量可以在0.1到10,000ppm的范围内，优选1到2,000ppm，最优选10到1000ppm。当多晶硅抛光平整剂的用量太小时，阻止多晶硅薄膜的抛光和抑制其上刮痕的能
力变差。另一方面，如果用量过大，CMP组合物的粘性可增大，而绝缘薄膜的抛光速率下降。
[0053] [0037]半导体基体的绝缘薄膜可以包括，例如：低
电介质(低-k)薄膜聚硅氮烷(polysilazane-PSZ)薄膜；高密度等
离子化学气相淀积(HDP-CVD)薄膜；等离子增强TEOS(PETEOS)薄膜；
硼磷硅玻璃(BPSG)薄膜；无掺杂的硅玻璃(USG)薄膜；磷硅玻璃(PSG)薄膜；硼硅玻璃(BSG)薄膜；
旋涂玻璃(SOG)薄膜，等等。
[0054] [0038]本发明的CMP组合物可以包含磨料颗粒，更具体地至少一种选自二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝或沸石。二氧化铈比二氧化硅微粒或氧化铝颗粒的硬度低，然而，对包含二氧化硅的表面显示出高抛光速率却具有低多晶硅抛光速率；因此可以有益地来生产高选择性浆料。因此，优选含有二氧化铈作为磨料颗粒用于CMP组合物。通
过热处理来制备前驱物例如碳酸铈、氮化铈、氢氧化铈，并使用非
反应性介质
研磨前驱物来对前驱物进行磨盘式研磨，从而形成二氧化铈颗粒。在研磨期间，可以向其中添加分散剂。此外，为了抑制抛光期间产生的刮痕，在制备磨料颗粒期间可以通过沉淀或重力场的离心作用筛选和过滤较大的颗粒。在进一步使用之前磨料颗粒可以制备和被储存为相分离分散体和/或同其它组分混合。
[0055] [0039]磨料颗粒的含量对于引起足够的抛光速率是非常重要的。根据所需要的抛光速率，可以改变磨料颗粒的含量。对于使用二氧化铈作为磨料颗粒，其含量可以在0.01到10重量％(记为wt％)之间变动，优选0.03到3wt％，更优选0.05到0.5wt％。如果含量太小，抛光速率区域减小。另一方面，当含量过大时，抛光薄膜很可能具有刮痕。对于基于二氧化铈的磨料颗粒，考虑到抛光速率和刮痕在分散状态中的每一磨料颗粒的次级粒度优选在10到1000nm的范围内，更优选30到300nm，最优选30到120nm。当该颗粒直径太小时，抛光速率减小。另一方面，当粒径太大时，经常形成刮痕。
[0056] [0040]虽然本发明的CMP组合物可以具有宽的pH值范围，然而当pH值太小或太大时绝缘薄膜的抛光速率下降或防止多晶硅薄膜的抛光变得更糟。pH值的范围优选为3到11，更优选4到8以及最优选5.5到6.8。控制pH值的pH调节剂可以包括，例如：酸性pH调节剂，选自
无机酸，例如
硝酸、
盐酸、硫酸、磷酸、高氯酸等，聚合物
有机酸和有机酸；选自无机或有机的
碱性pH调节剂例如KOH、
氢氧化铵、季铵氢氧化物(例如氢氧化四甲基铵)、胺、氨基醇等；以及它们的混合物。前面所述的内容中，磷酸具有进一步地减少多晶硅薄膜中缺陷的效果。pH调节剂的用量可以在预定的可以充分地控制pH值的范围内，以及pH调节剂的用量决定范围可以取决于pH调节剂的种类。pH调节剂的用量优选在0.001到10wt％的范围内，以及更优选0.01到3wt％。
[0057] [0041]上述用于本发明的酸性pH调节剂可以包括，例如：其中具有羧基的有机酸，例如乙酸、丙酸、
琥珀酸、
己二酸、乳酸、邻苯二
甲酸、
葡萄糖酸、
柠檬酸、
酒石酸、苹果酸等；聚合物有机酸例如聚
丙烯酸、或聚丙烯酸共聚物；及其混合物。在本发明的CMP组合物中使用具有多个羧基的聚合有机酸时，此pH调节剂可以显示出缓冲效应以抑制pH值的变化。因此，该pH调节剂可以容易地控制制备CMP组合物时以及制备之后的pH值，抑制pH值的变化。因此，在本发明中优选使用上述的pH调节剂。聚合物有机酸除了控制pH值之外还可以帮助防止多晶硅抛光。因为市场上提供的聚丙烯酸产品通常没有关于分子量的详细信息以及通常以含水的状态供应和/或分散，这些相应的产品具有不同的聚丙烯酸含量。根据本发明用于半导体抛光浆料的添加剂可以含有2.5％的聚丙烯酸，存在于
粘度为0.8到20cp的水性溶液中。用于本发明中的聚丙烯酸可以例如是从Japan Pure Chemical Co.Ltd.获得的聚丙烯酸L，其对于2.5％的水溶液粘度为1.67cp，从Sigma Aldrich获得的聚丙烯酸K，其对于2.5％的水溶液粘度为2.27cp，以及诸如此类。
[0058] [0042]上述用于本发明的碱性pH调节剂可以包括有机胺或氨基醇。这些化合物的例子可以包括乙胺、丙胺、丁胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、三乙胺、三丁胺、单
乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、2-二甲氨基-2-甲基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、1-二甲氨基-2-丙醇、3-二甲氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二乙氨基-1-丙醇、2-二乙氨基-1-乙醇、2-二乙氨基-1-乙醇、1-(二甲氨基)-2-丙醇、N-甲基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-异丙基二乙醇胺、N-(2-甲基丙基)二乙醇胺、N-正丁基二乙醇胺、N-叔丁基乙醇胺、N-环己基二乙醇胺、2-(2-甲氨基)乙醇、2-二乙氨基乙醇、2-二丙氨基乙醇、2-丁基氨基乙醇、2-叔丁基氨基乙醇、2-环氨基乙醇、2-氨基-2-戊醇、2-[双(2-羟乙基)氨基]-2-甲基-1-丙醇、2-[双(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇、N，N-双(2-羟丙基)乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三(羟甲基)氨基甲烷或三异丙醇胺等，可以单独使用或使用两种或更多种的组合。
[0059] [0043]除了上述的多晶硅抛光平整剂、磨料颗粒、pH调节剂之外，如果需要的话，本发明的CMP组合物还可以任意地包括凹陷
抑制剂、
防腐剂、
润滑剂等。
[0060] [0044]凹陷抑制剂可以选自：三[2-(异丙氨基)乙基]胺、三[2-(乙胺基)乙基]胺、三[2-(甲氨基)乙基]胺、1，2-双(二甲氨基)乙烷(BDMAE)、N，N，N′，N′-四乙基乙二胺、N，N′-二乙基-N，N′-二乙基乙二胺、N，N′-二乙基-N，N′-二甲基乙二胺、N，N，N′，N”，N”-五甲基二乙撑三胺(PMDETA)、N，N′-二甲基乙二胺、N，N′-二乙基乙二胺、N，N′-双(2-羟乙基)乙二胺、N，N′-二甲基-N′-乙基乙二胺、N，N′-二乙基-N′-甲基乙二胺、N，N，N′-三甲基乙二胺、N，N，N′-三乙基乙二胺、N-乙基-N′-甲基乙二胺、1-(2-氨乙基)吡咯烷、2-(2-(甲氨基)-乙胺基)-乙醇、1-(2-氨乙基)哌啶、4-(3-丙氨基)吗啉、4-(2-氨乙基)吗啉、哌嗪(PZ)、1-甲基哌嗪、2-甲基哌嗪、1-乙基哌嗪、1-异丙基哌嗪、1-丁基哌嗪、1-(2-甲氧基乙基)哌嗪、1-(2-乙氧基乙基)哌嗪、1，2，
4-三甲基哌嗪、2，3，5，6-四甲基哌嗪、1-(2-氨乙基)哌嗪、1-(2-羟乙基)哌嗪(HEPZ)、
1，4-二甲基哌嗪、2，6-二甲基哌嗪、2，5-二甲基哌嗪、2-哌嗪乙胺、1，4-双(3-氨基丙基)哌嗪、1-[2-(二甲氨基)乙基]哌嗪、N，N′-双-(2-羟乙基)-2，5-二甲基哌嗪以及它们的混合物。特别的，在本发明中优选使用BDMAE、PZ、PMDETA和HETZ。凹陷抑制剂的用量在
0.001到5wt％的范围内，优选0.005到1wt％，更优选0.01到0.05wt％。如果此量太小，凹陷抑制是不充足的。另一方面，如果用量太大，绝缘薄膜抛光速率下降。
[0061] [0045]用于本发明的润滑剂的例子可以是甘油和乙二醇。润滑剂的用量可以在0.01到10wt％的范围内，优选0.1到2wt％。
[0062] [0046]如果现今的CMP组合物含有有机酸或磷酸，随着时间的改变由于
微生物和/或细菌、
真菌等可引起组合物的降解(或腐败)。为了防止这样的改变，可以在CMP组合物中添加防腐剂。防腐剂没有特别限制只要其可以抑制浆料组合物中组分的降解(分解)。可以使用含有包含异噻唑基化合物的防腐剂。防腐剂可以包括，例如5-氯-2-甲基-异噻唑啉-3-
酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-3-异噻唑啉酮、1，2-苯并异噻唑啉-3-酮等。防腐剂的用量太小，防腐效果是微不足道的。另一方面，如果此量太大，防腐剂可阻止CMP组合物的抛光功能。因此，用于本发明CMP组合物的防腐剂的用量可以在0.005到0.2wt％的范围内，基于CMP组合物的总重量。
[0063] [0047]本发明优选的CMP组合物可以含有1到2000ppm的多晶硅抛光平整剂和0.01到10wt％的基于二氧化铈的磨料颗粒和具有3到11的pH值。本发明的CMP组合物更优选含有1到2000ppm的多晶硅平整剂、0.03到3wt％的二氧化铈颗粒作为磨粒和0.001到10wt％的至少一种选自聚合物有机酸、磷酸、有机酸、氨基醇及其混合物的pH调节剂，以及具有4到8的pH值。最优选，本发明的CMP组合物含有1到2000ppm的多晶硅平整剂，
0.03到3wt％的二氧化铈颗粒作为磨料，0.01到3wt％的至少一种选自聚合物有机酸、磷酸、有机酸、氨基醇及其混合物的pH调节剂，0.001到5wt％的凹陷抑制剂，以及具有4到8的pH值。
[0064] [0048]此外，本发明也提供了一种抛光同时具有绝缘薄膜和多晶硅薄膜的半导体基体的方法，使用如上所述的CMP组合物。当利用本发明的CMP组合物时，可以防止多晶硅薄膜的抛光，而更好地执行CMP工艺所要求的高选择性。
[0065] [0049]根据本发明的CMP组合物可以应用于同时具有绝缘薄膜和多晶硅抛光平整剂薄膜的基体的CMP工艺，以便具有高选择性地抛光绝缘薄膜，从而抑制半导体器件电特性的变化。
[0066] [0050]从下面的详细说明和
权利要求中可以看出其他的特征和方面将变得更明显。
[0067] 实施方案的详细说明
[0068] [0051]下面，参考说明性
实施例来详细描述本发明。然而，提供这些实施例是为了更清楚地理解本发明的技术结构和效果，而不能将其看做是对本发明保护范围的限定。
[0069] 实施例1
[0070] [0052]在800℃下
焙烧二氧化铈水合物4个小时制备了二氧化铈之后，添加少量的分散剂以及去离子水，之后使用介质搅动磨粉机研磨混合物以及分散该混合物。然后，经过筛选和过滤之后，向经过过滤后的混合物添加去离子水从而提供了具有5wt％固含量的二氧化铈分散体。分散体的次级粒度为100nm和pH值为8.4。分别将具有PETEOS薄膜、多晶硅薄膜和PSZ薄膜的三个基体用于抛光试验。使用G&P Tech.的具有膜式机头的Poli400CMP设备，抛光试验进行的条件在表格中，机头转速分别为93rpm和87rpm、压力为300g/
2
cm、前述制备的CMP组合物以200mL/min的速率供给。
[0071] [0053]使用光学
显微镜来观察基体上多晶硅薄膜的表面，多晶硅薄膜上的缺陷例如刮痕或凹点的发生程度用数字1到5来表示。5意味着在4cm×4cm的面积里观察到的缺陷的数目至少为100。相似地，4，3，2和1分别表示缺陷的数目为100到50、50到20、20到10和小于10。
[0072] 表格1--CMP组合物的评定结果
[0073]
[0074] 1)PSAE 20：聚氧乙烯十八烷胺硬脂胺醚(a+b＝20)
[0075]
[0076] 2)L：聚丙烯酸(从Japan Pure Chemical Co.Ltd.获得的产品，在2.5％的水溶液中粘度为1.67cp)
[0077] 3)BDMAE：1，2-双(二甲氨基)乙烷
[0078] 4)TEA：三乙醇胺
[0079] [0054]从表格1所示的结果来看，可以发现含有多晶硅抛光平整剂以及二氧化铈的组合物迅速地减少多晶硅的抛光速率，与单独使用二氧化铈相比又相对提高了对于二氧化硅薄膜的抛光选择性。而且，可以发现向组合物添加磷酸或其他的添加剂例如聚丙烯酸，可以进一步降低多晶硅抛光速率以及抑制多晶硅薄膜上表面缺陷的出现。
[0080] 实施例2多晶硅抛光平整剂的评定
[0081] [0055]如表格2所示，制备了具有0.4wt％二氧化铈、0.08wt％L、0.03wt％BDMAE、0.015wt％柠檬酸、0.09wt％TEA以及具体的列在表格上作为添加剂的多晶硅抛光平整剂的多种浆料。这里，浆料具有恒定的pH值为6.75。在该实施例中抛光情况和评定方式基本上与实施例1的描述相同。
[0082] [0056]表格2
[0083]
[0084] [0057]从表格2的结果可以看出，本发明含有多晶硅抛光平整剂的CMP组合物显示出显著减少的多晶硅薄膜抛光速率以及在抛光之后多晶硅薄膜良好的表面情况。作为对比，含有直链聚乙二醇的对照物(试样编号2-8)在多晶硅表面显示出许多凹陷缺陷以及相对下降的抛光选择性。
[0085] 实施例3取决于多晶硅抛光平整剂含量的抛光特性
[0086] [0058]测定了PSZ薄膜的抛光特性，其取决于多晶硅抛光平整剂的含量。如下面表格3所示，制备了含有0.45wt％二氧化铈、0.08wt％L、0.03wt％BDMAE、0.015wt％柠檬酸、0.09wt％TEA以及列在表格3中具有不同含量的多晶硅抛光平整剂PSAE20的多种浆料。这里，浆料具有恒定的pH值为6.75。在该实施例中的抛光情况和评定方式基本上与实施例1的描述相同。
[0087] 表格3--PSAE20含量的影响
[0088]
[0089] [0059]从表格3的结果可以看出，多晶硅抛光速率低，但是当多晶硅抛光平整剂的含量较小时在多晶硅的表面上形成了所不期望地的缺陷。可以发现，如果增加多晶硅抛光平整剂的含量，可以减少表面缺陷的产生，而PSZ薄膜抛光速率下降。
[0090] 实施例4氮化硅薄膜抛光速率的评定
[0091] [0060]对于氮化硅薄膜，测试了抛光速率和抛光选择性。
[0092] 表格4氮化硅抛光速率和抛光选择性
[0093]
[0094] [0061]可以看出，用于本发明的多晶硅抛光平整剂具有附加的功能以减少氮化硅的抛光速率，也改善了抛光选择性，在抛光工艺中使用氮化硅作为抛光平整剂薄膜时本发
