用於控制拋光選擇性的輔助劑以及包含該輔助劑的化學機械拋光漿料的製作方法

2023-06-14 09:04:06

專利名稱：：用於控制拋光選擇性的輔助劑以及包含該輔助劑的化學機械拋光漿料的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種在同時拋光陽離子帶電材料和陰離子帶電材料時用於控制拋光選擇性的輔助劑。此外，本發明還涉及一種包含上述輔助劑的CMP(化學機械拋光)漿料。技術背景隨著微電子器件不斷被賦予較大的集成規模，製造這種微電子器件所用的平坦化工藝變得越來越重要。作為為了獲得超大規模集成微電子器件的努力的一部分，通常已經對半導體晶片使用多重互相連接技術(multipleinterconnectiontechnique)和多層堆疊技術(multilayerstackingtechnique)。然而，實施上述技術之一後出現的非平坦化會引起許多問題。因此，為了使晶片表面上的不規則性最小化，將平坦化工藝應用到微電子器件製造工藝的不同步驟中。這些平坦化技術中的一種是CMP(化學機械拋光)。在CMP處理過程中，將晶片表面壓在與其表面相對旋轉的拋光墊片上，並且在拋光處理過程中將被稱為CMP漿料的化學試劑加到拋光墊片上。這種CMP技術通過化學和物理作用實現晶片表面的平坦化。換句話說，CMP技具有圖形的晶片表面上供給化學活性漿料而實現晶片表面的平坦化。應用CMP技術的一個實例是STI(淺溝槽隔離)。為了解決在常規LOCOS(矽的局部氧^緣，最近開發了STI工藝。這是由於當最小的線寬標準變得更嚴格至0.13口或更小的程度時，常規的LOCOS處理引起了所謂的鳥嘴式現象(Bird'sBeakphenomenon)的問題。在STI技術中，形成了相對較淺的溝槽，且在形成用於在晶片表面上隔離有源區的場效應區中使用這樣的溝槽。如圖1中所示，在STI工藝中，在半導體晶片上依次形成墊片二氧化矽(Si02)層101和氮化矽(SiN)層102。接著，在SiN層102上形成光刻膠圖形。然後，通過使用光刻膠圖形作為掩膜部分刻蝕SiN層102、墊片二氧化矽層101和半導體晶片100，從而形成多個溝槽103。此外，為了形成場效應區，通過LPCVD(低壓化學氣相沉積)、PECVD(等離子體增強化學氣相沉積)或HDPCVD(高密度等離子體化學氣相沉積)技術沉積絕糹彖二氧化矽層104，從而用層104填充溝槽103並用層104覆蓋SiN層102的表面。隨後，對絕緣二氧化矽層104進行拋光直至暴露出SiN層102。另外，通過刻蝕除去設置在兩個相鄰的有源區之間的SiN層102以及墊片二氧化矽層101。最後，在半導體晶片的表面上形成柵二氧化矽層105。此處，在用於除去絕緣二氧化矽層104的CMP處理過程中，絕緣二氧化矽層104和SiN層102由於具有不同的化學和物理性質而表現出不同的去除速度。將絕緣二氧化矽層的去除速度與氮化矽層的去除速度的比值稱為CMP漿料的選擇性。隨著CMP漿料的選擇性的降低，通過該漿料除去的SiN層的量會增加。優選沒有除去SiN層。換句話說，優選絕緣二氧化矽層與SiN層之間的選擇性大於30:1。然而，常規的CMP漿料具有較低的絕緣二氧化矽層與SiN層之間的拋光選擇性，其大約為4:1。因此，在實際CMP處理中，SiN層被拋光的程度超出了可接受的範圍。因此，在CMP處理過程中，可以根據晶片上的位置非均勻性地除去SiN層圖形。因此，SiN層相對於整個晶片具有各種不同的厚度。特別是，在半導體晶片同時具有高密度圖形和稀疏圖形的情況下，這是一個嚴重的問題。由於上述問題，具有場效應區的最終結構在有源區與場效應區之間有水平面差，從而導致製造半導體器件的後續步驟的餘地減少以及電晶體和器件的質量下降。簡而言之，常規的CMP處理存在的問題在於，即使在通過CMP處理除去氧化物層之後，也無法獲得均勻厚度的SiN層圖形。因此，為了開發出能夠使絕緣二氧化矽層的去除速度高於SiN層的拋光速度的漿料組合物，最近已經作出了許多努力。例如，在美國專利No.5,614，444;日本公開專利No.l998-106988、1998-154672、1998-270401、2001-37951、2001-35820和2001-319900;以及韓國專利公開No.2001-108048、2002-0015697、2003-0039999、2004-0057653、2004-0013299和2003-0039999中均4皮露了這樣的漿料組合物。然而，在根據現有技術的上述技術中存在的問題在於，其應用範圍太廣且沒有清楚限定，並且只是提供了關於拋光速度和選擇性比值的基本信息。因此，這種技術實際上不可應用。除了上述問題之外，國內的半導體和漿料製造公司已經開發出一種用於提高二氧化鈰漿料的拋光選擇性的添加劑，該添加劑單獨地或與低分子量材料組合的方式包含直鏈聚合物。韓國專利公開No.2003-0039999、2004-0098671、2004-0095118和2005-0004051中均披露了這種添加劑。然而，在根據現有技術的上述技術中沒有糹皮露過包含接枝型聚電解質的CMP漿料。特別是，也沒有披露過將基於氟的化合物用於減少刮痕的產生或提高拋光速度。
發明內容技術問題本發明的發明人已經認識到，當為了提高陰離子帶電材料的拋光選擇性而使用聚電解質作為在同時拋光陽離子帶電材料和陰離子帶電材料的過程中在陽離子帶電材料上形成吸附層的輔助劑時，由於大量加入的聚電解質，漿料分散性會降低且聚集現象會發生，從而導致粒度增加至1口或更大的程度且粒度隨時間會變化很大。另外，本發明的發明人也已經發現，當將基於氟的化合物與這種輔助劑組合使用時，粒度和粘度上的變化減小。本發明基於這些發現。技術方案根據本發明的一個技術方案，提供了一種在同時拋光陽離子帶電材料和陰離子帶電材料時用於控制拋光選擇性的輔助劑，該輔助劑包含(a)聚電解質，其在陽離子帶電材料上形成吸附層，以提高對陰離子帶電材料的拋光選擇性；(b)鹼性物質；和(c)基於氟的化合物。本發明還提供了一種包含上述輔助劑和磨粒的CMP漿料。根據本發明的另一個技術方案，提供了一種使用上述CMP漿料的STI(淺溝槽隔離)方法。下文，將對本發明進行更詳細地說明。一般而言，氮化矽的表面為陽離子帶電的，而二氧化矽的表面為陰離子帶電的。因此，為了提高二氧化矽與氮化矽之間的拋光選擇性，通過靜電力將陰離子帶電聚合物(如聚電解質)吸附到陽離子帶電氮化矽上，從而防止了陽離子帶電氮化矽;f皮拋光，因此陰離子帶電二氧化矽會變得更易於拋光。通過這樣做，可以使陰離子帶電材料與陽離子帶電材料之間的拋光選擇性達到30:1或更高。在本文中，如果陰離子帶電聚合物的分子量過低，則該聚合物會被稀疏地或以薄吸附層的形式吸附到陽離子帶電材^F的結構上。因此，不可能充分保護陽離子帶電材料的結構免受拋光作業。為了確保在拋光作業過程中對陽離子帶電材料的保護，優選陰離子帶電聚合物具有高分子量。然而，如果其分子量過高，則該聚合物會通過範德華力被部分吸附到磨粒上而引起顆粒的聚集。此外，在CMP處理過程中，這種聚集的顆粒會引起刮痕。另外，當丙烯酸用於形成聚電解質且通過使用水使該單體聚合時，存在用於形成聚合物的反應混合物由於具有高粘度而不能被攪動的問題。此外，當降低反應混合物的固含量而減小粘度時，製備所述聚合物在成本效率方面是不可耳又的。此外，當使用聚電解質作為用於控制拋光選擇性的輔助劑時，拋光選擇性可能會提高，但是總拋光速度可能會降低。因此，本發明的特徵在於，將基於氟的化合物與聚電解質組合使用而作為用於控制拋光選擇性的輔助劑，以獲得具有均勻粒度且對由外力引起的粘度變化具有穩定性的拋光漿料、在拋光處理過程中使微細刮痕的產生最少化並提高生產率。可用於本發明的聚電解質優選包含重均分子量為2,000~50,000的直鏈聚電解質、重均分子量為1,000~20,000且含有主鏈和側鏈的接枝型聚電解質或其混合物。為了使陰離子帶電聚合物(如聚電解質)向陽離子帶電材料結構上的靜電吸附最小化，以及使由於範德華力引起的吸附最小化，可以使用分子量受控的直鏈聚電解質、含有主鏈和側鏈的接枝型聚電解質或其混合物。當接枝型聚電解質與直鏈聚電解質在相同的分子量範圍內相比時，接枝型聚電解質的主鏈鏈長比直鏈聚電解質的鏈長短，所以接枝型聚電解質可以使聚集現象最小化。另外，側連結枝到主鏈上的接枝型聚電解質能夠在陽離子帶電材料的結構上形成每單位面積上具有較高聚合物密度且厚度與側鏈的長度成比例的較大厚度的吸附層(參見圖2)。在使用接枝型聚電解質時，其在陽離子帶電材料的結構上可以被選擇性地吸附至較大的厚度而無需提高分子量。因此，可以保護具有通過靜電力形成的吸附層的陽離子帶電材料的結構不被拋光，從而可以提高陰離子帶電材料(例如二氧化矽)的結構與陽離子帶電材料(例如氮化矽)的結構之間的拋光選擇性。同時，如果使用根據本發明的輔助劑，不僅可以提高對陰離子帶電材料的拋光選擇性，而且可以提高對非帶電材料的拋光選擇性。因此，非帶電結構作為陰離子帶電材料的等價物也包括在本發明的範圍內。一^:而言，CMP處理中所需的拋光選"t奪性為30:1或更高。在使用如本文限定的"重均分子量為2,000~50,000的直鏈聚電解質"時，陰離子帶電材料(例如二氧化矽)的結構與陽離子帶電材料(例如氮化矽)的結構之間的拋光選擇性可以為30:1或更高。同時，4吏用如本文限定的"重均分子量為1，000-20,000且含有主鏈和側鏈的接枝型聚電解質"時，陰離子帶電材料(例如二氧化矽)的結構與陽離子帶電材料(例如氮化矽)的結構之間的拋光選擇性可能高於上述通過使用直鏈聚電解質獲得的拋光選擇性。因此，當以適當的比率組合使用"重均分子量為2,000~50,000的直鏈聚電解質"與"重均分子量為1,000~20,000且含有主鏈和側鏈的接枝型聚電解質"時，可以將拋光選擇性控制在50:1~100:1的範圍內。優選的是，本發明所用的直鏈聚電解質為含有羧基的化合物，並且其具體的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸等。可商購的直鏈聚合物材料包括從韓國Sann叩co公司獲得的Cemsprese5468和從Aldrich公司獲得的直鏈聚合物等。所述直鏈聚電解質的重均分子量優選為2,000~50,000。如果該直鏈聚電解質的重均分子量小於2,000，則氮化矽層的拋光速度會提高，從而導致拋光選擇性的下降。另一方面，如果該直鏈聚電解質的重均分子量大於50,000，則二氧化矽層的拋光速度會降低。如圖2所示，可用於本發明的接枝型聚電解質由主鏈200和側鏈201組成。根據本發明，所述接枝型聚電解質的重均分子量為1，000~20,000，並且優選為3,000~15,000。如果該接枝型聚電解質的重均分子量小於l，OOO或大於20,000,則不可能荻得穩定的漿料組合物。另外，如果所述聚電解質的重均分子量大於20，000，則磨粒會聚集。此外，在後一種情況下，所述聚電解質被吸附到陰離子帶電材料(例如二氧化矽)的結構上以及陽離子帶電材料(例如氮化矽)的結構上，所以該聚電解質在拋光作業過程中起到保護層的作用。因此，陽離子帶電材料結構的拋光速度與陰離子帶電材料結構的拋光速度同時下降，從而導致拋光選擇性的降低。優選的是，所述接枝型聚電解質中的側鏈優選具有相當於500~2,000的分子量的長度，並且該接枝型聚電解質中的主鏈具有相當於500~15,000的分子量的長度。如果側鏈的長度過短，則所述聚電解質由於較小的包覆厚度而不能充分起到保護作用。另一方面，如果側鏈的長度過長，則會產生顆粒的聚集。另外，如果主^r連的長度過短，則所述聚電解質會產生較差的吸附。另一方面，如果主鏈的長度過長，則會產生顆粒的聚集。所述聚電解質的主鏈用作參與靜電吸附的主要位置。因此，為了吸附到陽離子帶電材料結構上的目的，該主鏈優選含有大量陰離子單元。例如，這樣的陰離子單元包含如羧酸基團的官能團作為其一部分。與所述主鏈相比，所述側鏈影響靜電吸附的程度較低。因此，該側鏈沒有必要是陰離子帶電的。然而，該材料不應該是陽離子的。該側鏈主要起到形成具有較大厚度的吸附包層的作用。優選的是，所述接枝型聚電解質的側鏈包含由含有羥基、羧基和/或磺酸基的烯鍵式不飽和單體生成的大單元。並且，該接枝型聚電解質的主鏈包含由含有羧基的烯鍵式不飽和單體生成的單元。一般而言，用於拋光的漿料使用水作為分散介質。因此，優選所述接枝型聚電解質溶於水。因此，還優選形成該接枝型聚電解質的側鏈的大單元為親水性的，並且優選含有由對水有高親合性的單體(例如，含有羥基、羧基和/或磺酸基的烯鍵式不飽和單體)生成的單元。所述大單元為短鏈聚合物，並且其由8~16個亞單體聚合生成而來且用官能團封端。因為如果所述含有大單元的側鏈過長，則會產生聚集現象，如果該含有大單元的側鏈過短，則所述聚電解質不能起到保護作用。本發明所用的接枝型聚電解質可以通過使用韓國專利公開No.2005-0113758中所4皮露的方法製備，其全部內容以引用方式併入本文。同時，用於形成所述接枝型聚電解質的主要單體包括羧酸，如丙烯酸。然而，當通過使用水使這種單體聚合時，存在用於形成聚合物的反應混合物由於形成聚合物和其高粘度而不能被攪動的問題。此外，當降低其固含量而減小粘度時，製備所述聚合物在成本效率方面是不可取的。因此，根據本發明，在進行所述單體的聚合反應時，使用適當的水與異丙醇的混合物而獲得所需範圍的分子量，並且同時保持聚合反應混合物的固含量大約為40%。另外，在相當於異丙醇沸點的溫度下進行所述聚合反應。此外，異丙醇還起到鏈轉移劑的作用，因此其用於製備具有所需範圍分子量的接枝型聚電解質是有效的。所述接枝型聚電解質優選在其側鏈上包含由下述通式1表示的烷氧基聚亞烷基二醇單(曱基)丙烯酸酯單體[通式1]CH2=C-COO-(R20)mR3其中，W為氫原子或甲基；R20為C2~C4氧亞烷基或其組合，並且當R20為至少兩種C2-C4氧亞烷基的組合時，R20可以無規地或以嵌段的形式被加入；R3為ClC4烷基；以及m為氧亞義克基的平均力口成摩爾悽史(averageadditionmolemumber)，且表示1-50的整數。具體地，烷氧基聚亞烷基二醇單(甲基)丙烯酸酯單體在所述聚電解質中的含量為10~50wt%。如果所述單體的含量小於10wt%，則難以獲得高選擇性，換句話說，其由接枝型聚電解質獲得。如果所述單體的含量大於50wt°/。，則使用含有該單體的高選擇性添加劑的最終漿料組合物會表現出氣泡產生增多的問題。可以單獨〗吏用或以組合的方式使用重均分子量為2,000~50,000的直鏈聚電解質和重均分子量為1，000~20,000的接枝型聚電解質。根據本發明，直鏈聚電解質、接枝型聚電解質及其混合物中的每一種都可以通過使用水相的鹼性物質而轉變為聚電解質鹽。並且，本發明的範圍包括不同於聚電解質鹽的聚電解質類型。才艮據本發明的聚電解質鹽的pH值為4.5~8.8，並且優選為6.0~8.0。如果該pH值小於4.5或大於8.8，則不可能獲得充分水平的拋光選擇性。在將本發明的輔助劑用於CMP漿料時，可以使用的鹼性物質包括選自由氫氧化銨(NH40H)和鹼性胺(如氫氧化四曱銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙4妄和氫氧化四丁銨)組成的組中的至少一種材料。可以單獨使用或以組合的方式使用這樣的鹼性物質。本發明所用的基於氟的化合物能夠阻止磨粒由於聚電解質引起的聚集，從而使所述顆粒保持均勻的尺寸並保持由外力引起的均勻的粘度變化。因此，該基於氟的化合物能夠改善拋光處理過程中的均勻性，並且使^:細刮痕的產生最小化。同樣，所述基於氟的化合物能夠提高氧化物層的拋光速度。可用於本發明的基於氟的化合物包括氟化物、包含氫氟酸的酸、含氟聚合物或有機/無機的含氟的酸。其具體的例子包括氫氟酸(HF)、氟化鉀(KF)、氟化鈉(NaF)、氟矽酸(H2SiF6)、氟硼酸(HBF4)、氟化銨(NH4F),六氟矽酸銨((NH4)2SiF6)、四氟硼酸銨(NH4BF》、四氟硼酸鉀(KBF4)、二氟化氫銨(順4證2)、氟化四乙銨(TEAF,(C2H5)4NF.xH20)、氟化四曱4妄(TMAF，(CH3)4NF)等。優選的是，每100重量份的聚電解質，所述基於氟的化合物的用量為0.01~5.0重量份。如果該基於氟的化合物的用量小於0.01重量份,則不可能獲得所需程度的CMP漿料的均勻粒度和CMP漿料的均勻粘度變化。如果該基於氟的化合物的用量大於5.0重量份，則由於該化合物對CMP漿料的分散穩定性和儲存穩定性都有不利的影響，所以微細刮痕會增多。除了上述輔助劑之外，本發明還提供了一種CMP漿料，其包含(a)如上所述的輔助劑；(b)磨粒；和(c)水。在所述CMP漿料中，可以將所述基於氟的化合物加入到所述輔助劑中，或可以將該化合物單獨加入該CMP漿料中。這兩種情況都包括在本發明的範圍內。所述聚電解質在所述CMP漿料中的用量優選為0.1~10wt%。如果其量小於0.1wt%，則氮化矽層的拋光速度會增大從而降低拋光選擇性，並且在圖形化晶片的拋光過程中會出現凹陷現象。另一方面，如果其量大於10wt。/。，則二氧化矽層的拋光速度會下降，從而導致處理時間的增加和拋光選4奪性的降低。所述磨粒在所述CMP漿料中的用量為0.1~10wt%。如果其量小於0.1wt。/。，則不能完全達到氧化物層的高去除速度。另一方面，如果其量大於10wt%，則所述漿料會表現出較差的穩定性。可以使用鈉米尺寸的陶瓷磨粒(如二氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦或二氧化鈰顆粒)作為所述磨粒。優選的是，使用二氧化鈰顆粒。可以通過使用溶於溶劑(例如水)中的聚電解質鹽和分散在分散介質(例如水)中的磨粒製備所述CMP漿料。優選的是，該聚電解質鹽的水溶液的濃度為3~3.5wt%,且該磨粒的水分散濃度為4~6wt%。因此，形成CMP漿料的水可以來自在含有聚電解質鹽或磨粒的組合物中存在的水。水的用量為調節所述漿料的總重量至100wt。/。的量。優選的是，水的用量為94~99.8wt%。如果其量小於94wt。/。，則所述漿料的穩定性會降低。如果其量大於99.8wt。/。，則拋光速度會下降。此外，本發明還提供了一種使用上述CMP漿料的STI(淺溝槽隔離)方法。在使用根據本發明的CMP漿料時，由於二氧化矽層與氮化矽層之間的高選擇性，在CMP處理過程中，可以在晶片的全部範圍上均勻地除去SiN層。因此，可以使厚度上的變化最小化。其結果，在有源區的水平面與場效應區的水平面之間幾乎沒有差異，同時對電晶體和微電子器件的質量沒有不利的影響。另外，所述漿料組合物在CMP作業過程中能夠使微細刮痕的產生最少化。因此，本發明可以適用於製造需要微細圖形的超大規模集成半導體器件，從而提高可靠性和生產率。圖1為示出常規STI(淺溝槽隔離)方法的流程圖。圖2為示出根據本發明優選實施方式的接枝型聚電解質的結構的示意圖。具體實施方式現在將詳細地參照本發明的優選實施方式。應該理解，下述實施例僅用於例證目的，而本發明並不限於此。實施例1直鏈聚電解質的製備向裝配有溫度計、攪拌器、滴液漏鬥、氮氣進氣管和回流冷凝器的2L玻璃反應器中加入160重量份的蒸餾水和240重量份的異丙醇，在攪拌下用氮氣淨化該反應器，並在氮氣氣氛下將反應混合物加熱至8(TC。用3小時逐滴向所述反應器中加入與250重量4分的蒸餾水和90重量份的含有9.7wt。/。銨過氧化物(ammoniumperoxide)的水溶液(作為引發劑)混合的含有300重量份的丙烯酸的單體水溶液。完成加入之後，熟化反應混合物，並且同時使溫度保持在8(TC下2小時從而完成聚合反應。在聚合反應之後，從反應混合物中提取出異丙醇和蒸餾水，並且同時用2~3小時將壓力從環境壓力逐漸升高至IOO託。然後，將反應混合物冷卻至室溫，並用29wt。/。的氨水中和1小時，從而獲得直鏈聚電解質鹽。該直鏈聚電解質鹽表現出通過凝膠滲透色譜法(GPC)測量的重均分子量15,239。並且，該直鏈聚電解質的相對分子量為24166，多分散指數為1.76，且固含量為40.72wt%。用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物的製備將上述製得的直鏈聚電解質鹽加入水中，並稀釋至濃度為3wt%。向該聚電解質鹽溶液中加入氟化銨(NH4F)至濃度為15ppm(基於全部溶液)，並將作為原料的氫氧化銨加入合成的溶液中而調節所述溶液的pH值至7.0~8.0,從而製備用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物。比1:3:3混合該輔助劑組合物、磨粒組合物和水而製備CMP漿料。此時，控制該漿料組合物的pH值為7.5~8.0。實施例2~4除了使用如下表1所示的具有不同分子量特徵的直鏈聚電解質代替實施例1中所用的直鏈聚電解質之外，按照與實施例1中所述相同的方式製備用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物和CMP漿料。[表l]tableseeoriginaldocumentpage20實施例5除了使用從韓國Sannopco公司獲得的直鏈聚電解質Cemsprese5468代替實施例1中所用的直鏈聚電解質之外，按照與實施例1中所述相同的方式製備用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物以及包含該輔助劑組合物的CMP漿料。實施例6接枝型聚電解質的製備除了代替300重量份的丙烯酸的單體水溶液由210重量4分的丙烯酸和90重量份的曱氧基聚亞乙基二醇單曱基丙烯酸酯(亞乙基氧基的平均加成摩爾數6摩爾)組成之外，按照與實施例1中所述相同的方式製備丙烯酸-曱氧基聚亞乙基二醇單曱基丙烯酸酯接枝型聚電解質。該接枝型聚電解質的重均分子量為17,896。用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物的製備將上述製得的含有接枝型聚電解質的聚電解質鹽溶液和作為原材料的氫氧化銨加入到水中，並稀釋到濃度為3wt。/。。向該聚電解質溶液中加入氟化銨(NH4F)至濃度為15ppm(基於全部溶液)，將作為原材料的氫氧化銨加入合成的溶液中而調節所述溶液的pH值至7.0~8.0,從而提供用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物。CMP漿料通過使用用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑組合物並以體積比1:3:3混合該輔助劑組合物、磨粒組合物和水而製備CMP漿料。此時，控制該漿料組合物的pH值為7.5~8.0。實施例7除了使用含有75wt。/。的由實施例1製得的直鏈聚電解質和25wt%的由實施例6製得的接枝型聚電解質的聚電解質混合物代替實施例1中所用的直鏈聚電解質之外，按照與實施例1中所述相同的方式製備用於控制拋光選擇性的輔助劑組合物和CMP漿料。實施例8除了使用含有50wt。/。的由實施例1製得的直鏈聚電解質和50wt%的由實施例6製得的接枝型聚電解質的聚電解質混合物代替實施例1中所用的直鏈聚電解質之外，按照與實施例1中所述相同的方式製備用於控制拋光選擇性的輔助劑組合物和CMP漿料。比專交實施例1~8除了在製備根據實施例1~8的用於控制拋光選擇性的輔助劑的過程中都不使用氟化銨之外，按照與實施例1~8中所述相同的方式製備用於控制拋光選擇性的輔助劑組合物和CMP漿料。試-驗實施例進行下述試-瞼以確定由實施例1~8和比較實施例1~8製得的CMP漿料的聚集粒度、粘度和拋光質量。其結果示於下表2中。(a)聚集粒度通過使用MicrotrapUPA150(Honeywell,美國)測定聚集粒度。對於試驗，將CMP漿料分別與根據實施例1~8和比較實施例1~8的用於控制拋光選擇性的輔助劑組合物混合。然後，以120秒為間隔用600秒測定混合物的聚集粒度。按最大值與最小值之間的差異確定聚集粒度變化。(b)粘度通過孑吏用ARESRheometer(RheometricScientific,美國)測定粘度。在本文中，將剪切4莫量固定在100，以IO秒為間隔用600秒測定粘度，並且按最大粘度與最小粘度之間的差異確定粘度變化。(c)拋光質量使用從GnP技術公司獲得的POLI-400作為CMP裝置。將在其上沉積氧化物層至厚度為7,000A的氧化物晶片和在其上通過LPCVD沉積氮化物層至厚度為1,500A的氮化物晶片用於所述試驗。在下述條件下測定拋光質量墊片ICI400(Rodd,美國)晶片厚度測量Nanospec6100(Nanometerics，美國)壓頭速度90rpm主軸速度90rpm下壓力4psi背壓力O.psi漿料給料速度100mL/min通過使用由實施例1~8和比較實施例1~8製得的CMP漿料在上述條件下進行CMP1分鐘。然後，由拋光後的厚度變化測定拋光速度和拋光選擇性。其結果示於下表2。[表2]tableseeoriginaldocumentpage24[注意]WIWNU(晶片上的非均勻性)一一通過在拋光後晶片厚度的標準差除以平均晶片厚度而得到的值。WIWNU越低表示平坦化的程度越高。與實施例1~8中不使用基於氟的化合物的CMP漿料相比，從較低的聚集粒度變化和粘度變化可見，通過組合使用聚電解質與基於氟的化合物作為用於控制拋光選擇性的輔助劑而製得的實施例1~8的CMP漿料表現出提高的穩定性。特別是，與單獨使用直鏈聚電解質的實施例相比，當組合使用直鏈聚電解質與接枝型聚電解質時，聚集粒度變化和粘度變化都非常低。因此，可以預期，所述合成的拋光漿料具有優異的穩定性，並且能夠使刮痕的產生最少化。工業實用性由上述可見，在將才艮據本發明的用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑應用到CMP處理中時，可以提高對二氧化矽層的拋光選擇性，可以獲得CMP漿料的均勻粒度，可以穩定在外力下的粘度變化，並且可以在拋光處理過程中使微細刮痕的產生最少化。因此，根據本發明的用於CMP漿料的輔助劑能夠提高製造超大規模集成半導體過程中的可靠性和生產率。儘管已經結合目前被視為最實用和優選的實施方式對本發明進行了描述，但是應該理解，本發明不限於所披露的實施方式和附圖。相反，在所附權利要求書的實質和範圍內，本發明意於覆蓋各種不同的修改和變化。權利要求1、一種在同時拋光陽離子帶電材料和陰離子帶電材料時用於控制拋光選擇性的輔助劑，其包含(a)聚電解質，其在陽離子帶電材料上形成吸附層，以提高對陰離子帶電材料的拋光選擇性；(b)鹼性物質；和(c)基於氟的化合物。2、根據權利要求1所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述聚電解質為重均分子量為2,000~50,000的直鏈聚電解質、重均分子量為1,000-20,000且含有主鏈和側鏈的接枝型聚電解質或其混合物。3、根據權利要求2所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述直鏈聚電解質為含有羧基的化合物。4、根據權利要求3所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述羧基來自於選自由丙烯酸、曱基丙烯酸、衣康酸和馬來酸組成的組中的至少一種。5、根據權利要求2所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述側鏈具有相當於500~2,000的分子量的長度，並且所述主鏈具有相當於500~15,000的分子量的長度。6、根據權利要求2所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述接枝型聚電解質包含由含有選自羥基、羧基和磺酸基中至少一種官能團的烯鍵式不飽由含有羧基的烯鍵式不飽和單體生成的單元作為所述主鏈。7、根據權利要求2所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述接枝型聚電解質在其側鏈上包含由下述通式1表示的烷氧基聚亞烷基二醇單(甲基)丙蹄酸酯單體[通式1]RCH2=C-COO-(R20)mR3其中R'為氫原子或曱基；R20為C2~C4氧亞烷基或其組合，並且當R20為至少兩種C2~C4氧亞烷基的組合時，R20無規地或以嵌段的形式加入；R3為C1C4烷基；以及m為氧亞烷基的平均加成摩爾數，且表示1~50的整數。8、根據權利要求7所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，基於接枝型聚電解質的重量，所述烷氧基聚亞烷基二醇單(曱基)丙烯酸酯單體的含量為10~50wt%。9、根據權利要求6所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，在所述接枝型聚電解質的主鏈上存在、由含有羧基的烯鍵式不飽和單體生成的單元是由曱基丙烯酸或丙烯酸生成的。10、根據權利要求6所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，基於主鏈的總重量，在所述接枝型聚電解質的主鏈上存在、由含有羧基的烯鍵式不飽和單體生成的單元的用量為65~100重量份。11、根據權利要求1所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述鹼性物質(b)為氫氧化銨或鹼性胺。12、根據權利要求1所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其pl-I值為4.5~8.8。13、根據權利要求1所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，所述基於氟的化合物為選自由氫氟酸(HF)、氟化鉀(KF)、氟化鈉(NaF)、氟矽酸(H2SiF6)、氟硼酸(HBF4)、氟化銨(NH4F)、六氟矽酸銨((NH4)2SiF6)、四氟硼酸4妄(NH4BF4)、四氟硼酸鉀(KBF4)、二氟化氫銨(NH4HF2)、氟化四乙銨(TEAF，((:2115)4雨'乂1120)和氟化四曱銨(TMAF'(CH3)4NF)組成的組中的至少一種化合物。14、根據權利要求1所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其中，每100重量份的聚電解質，所述基於氟的化合物的用量為0.01~5.0重量份。15、根據權利要求1~14中任一項所述的用於控制拋光選擇性的輔助劑，其用作化學機械拋光(CMP)槳料的添加劑。16、一種CMP(化學機械拋光)漿料，其包含(a)權利要求1~14中任一項所限定的輔助劑；(C)水。17、根據權利要求16所述的CMP漿料，基於100wt。/o的漿料的總重量，該CMP漿料包含0.1-10wt。/。的輔助劑；0.1~10wt。/。的磨粒；和餘量的水。18、根據權利要求16所述的CMP漿料，其中，所述磨粒為二氧化鈰顆粒。19、一種STI(淺溝槽隔離)方法，該方法使用如權利要求l6中所限定的CMP漿料。全文摘要本發明公開了一種在同時拋光陽離子帶電材料和陰離子帶電材料時用於控制拋光選擇性的輔助劑。本發明還公開了包含上述輔助劑的CMP漿料。所述輔助劑包含(a)聚電解質，其在陽離子帶電材料上形成吸附層，以提高對陰離子帶電材料的拋光選擇性；(b)鹼性物質；和(c)基於氟的化合物。當將根據本發明的用於控制CMP漿料拋光選擇性的輔助劑應用於CMP處理過程中時，在拋光處理過程中，可以提高對二氧化矽層的拋光選擇性，獲得CMP漿料的均勻粒度，穩定在外力下的粘度變化，並使產生的微細刮痕最少化。因此，根據本發明的用於CMP漿料的輔助劑能夠提高在超大規模集成半導體製造過程中的可靠性和生產率。文檔編號B24B37/00GK101326256SQ200680046228公開日2008年12月17日申請日期2006年12月8日優先權日2005年12月8日發明者張淳浩,文光翼,曹升範,李基羅,李政熹,洪瑛晙,金種珌,高彰範申請人:Lg化學株式會社