用于控制抛光选择性的辅助剂以及包含该辅助剂的化学机械抛光浆料

摘要

本发明公开了一种在同时抛光阳离子带电材料和阴离子带电材料时用于控制抛光选择性的辅助剂。本发明还公开了包含上述辅助剂的CMP浆料。所述辅助剂包含：(a)聚电解质，其在阳离子带电材料上形成吸附层，以提高对阴离子带电材料的抛光选择性；(b)碱性物质；和(c)基于氟的化合物。当将根据本发明的用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂应用于CMP处理过程中时，在抛光处理过程中，可以提高对二氧化硅层的抛光选择性，获得CMP浆料的均匀粒度，稳定在外力下的粘度变化，并使产生的微细刮痕最少化。因此，根据本发明的用于CMP浆料的辅助剂能够提高在超大规模集成半导体制造过程中的可靠性和生产率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种在同时抛光阳离子带电材料和阴离子带电材料时用于控制抛光选择性的辅助剂。此外，本发明还涉及一种包含上述辅助剂的CMP(化学机械抛光)浆料。

背景技术

随着微电子器件不断被赋予较大的集成规模，制造这种微电子器件所用的平坦化工艺变得越来越重要。作为为了获得超大规模集成微电子器件的努力的一部分，通常已经对半导体晶片使用多重互相连接技术(multiple interconnection technique)和多层堆叠技术(multilayerstacking technique)。然而，实施上述技术之一后出现的非平坦化会引起许多问题。因此，为了使晶片表面上的不规则性最小化，将平坦化工艺应用到微电子器件制造工艺的不同步骤中。

这些平坦化技术中的一种是CMP(化学机械抛光)。在CMP处理过程中，将晶片表面压在与其表面相对旋转的抛光垫片上，并且在抛光处理过程中将被称为CMP浆料的化学试剂加到抛光垫片上。这种CMP技术通过化学和物理作用实现晶片表面的平坦化。换句话说，CMP技术通过将晶片表面压在与其表面相对旋转的抛光垫片上并同时通过向具有图形的晶片表面上供给化学活性浆料而实现晶片表面的平坦化。

应用CMP技术的一个实例是STI(浅沟槽隔离)。为了解决在常规LOCOS(硅的局部氧化)处理中产生的问题并为了使芯片之间产生电绝缘，最近开发了STI工艺。这是由于当最小的线宽标准变得更严格至0.13□或更小的程度时，常规的LOCOS处理引起了所谓的鸟嘴式现象(Bird’s Beak phenomenon)的问题。在STI技术中，形成了相对较浅的沟槽，且在形成用于在晶片表面上隔离有源区的场效应区中使用这样的沟槽。

如图1中所示，在STI工艺中，在半导体晶片上依次形成垫片二氧化硅(SiO₂)层101和氮化硅(SiN)层102。接着，在SiN层102上形成光刻胶图形。然后，通过使用光刻胶图形作为掩膜部分刻蚀SiN层102、垫片二氧化硅层101和半导体晶片100，从而形成多个沟槽103。

此外，为了形成场效应区，通过LPCVD(低压化学气相沉积)、PECVD(等离子体增强化学气相沉积)或HDPCVD(高密度等离子体化学气相沉积)技术沉积绝缘二氧化硅层104，从而用层104填充沟槽103并用层104覆盖SiN层102的表面。

随后，对绝缘二氧化硅层104进行抛光直至暴露出SiN层102。另外，通过刻蚀除去设置在两个相邻的有源区之间的SiN层102以及垫片二氧化硅层101。最后，在半导体晶片的表面上形成栅二氧化硅层105。

此处，在用于除去绝缘二氧化硅层104的CMP处理过程中，绝缘二氧化硅层104和SiN层102由于具有不同的化学和物理性质而表现出不同的去除速度。

将绝缘二氧化硅层的去除速度与氮化硅层的去除速度的比值称为CMP浆料的选择性。

随着CMP浆料的选择性的降低，通过该浆料除去的SiN层的量会增加。优选没有除去SiN层。换句话说，优选绝缘二氧化硅层与SiN层之间的选择性大于30∶1。然而，常规的CMP浆料具有较低的绝缘二氧化硅层与SiN层之间的抛光选择性，其大约为4∶1。因此，在实际CMP处理中，SiN层被抛光的程度超出了可接受的范围。

因此，在CMP处理过程中，可以根据晶片上的位置非均匀性地除去SiN层图形。因此，SiN层相对于整个晶片具有各种不同的厚度。特别是，在半导体晶片同时具有高密度图形和稀疏图形的情况下，这是一个严重的问题。

由于上述问题，具有场效应区的最终结构在有源区与场效应区之间有水平面差，从而导致制造半导体器件的后续步骤的余地减少以及晶体管和器件的质量下降。简而言之，常规的CMP处理存在的问题在于，即使在通过CMP处理除去氧化物层之后，也无法获得均匀厚度的SiN层图形。

因此，为了开发出能够使绝缘二氧化硅层的去除速度高于SiN层的抛光速度的浆料组合物，最近已经作出了许多努力。例如，在美国专利No.5,614,444；日本公开专利No.1998-106988、1998-154672、1998-270401、2001-37951、2001-35820和2001-319900；以及韩国专利公开No.2001-108048、2002-0015697、2003-0039999、2004-0057653、2004-0013299和2003-0039999中均披露了这样的浆料组合物。

然而，在根据现有技术的上述技术中存在的问题在于，其应用范围太广且没有清楚限定，并且只是提供了关于抛光速度和选择性比值的基本信息。因此，这种技术实际上不可应用。

除了上述问题之外，国内的半导体和浆料制造公司已经开发出一种用于提高二氧化铈浆料的抛光选择性的添加剂，该添加剂单独地或与低分子量材料组合的方式包含直链聚合物。韩国专利公开No.2003-0039999、2004-0098671、2004-0095118和2005-0004051中均披露了这种添加剂。

然而，在根据现有技术的上述技术中没有披露过包含接枝型聚电解质的CMP浆料。特别是，也没有披露过将基于氟的化合物用于减少刮痕的产生或提高抛光速度。

发明内容

技术问题

本发明的发明人已经认识到，当为了提高阴离子带电材料的抛光选择性而使用聚电解质作为在同时抛光阳离子带电材料和阴离子带电材料的过程中在阳离子带电材料上形成吸附层的辅助剂时，由于大量加入的聚电解质，浆料分散性会降低且聚集现象会发生，从而导致粒度增加至1□或更大的程度且粒度随时间会变化很大。另外，本发明的发明人也已经发现，当将基于氟的化合物与这种辅助剂组合使用时，粒度和粘度上的变化减小。本发明基于这些发现。

技术方案

根据本发明的一个技术方案，提供了一种在同时抛光阳离子带电材料和阴离子带电材料时用于控制抛光选择性的辅助剂，该辅助剂包含：(a)聚电解质，其在阳离子带电材料上形成吸附层，以提高对阴离子带电材料的抛光选择性；(b)碱性物质；和(c)基于氟的化合物。本发明还提供了一种包含上述辅助剂和磨粒的CMP浆料。

根据本发明的另一个技术方案，提供了一种使用上述CMP浆料的STI(浅沟槽隔离)方法。

下文，将对本发明进行更详细地说明。

一般而言，氮化硅的表面为阳离子带电的，而二氧化硅的表面为阴离子带电的。因此，为了提高二氧化硅与氮化硅之间的抛光选择性，通过静电力将阴离子带电聚合物(如聚电解质)吸附到阳离子带电氮化硅上，从而防止了阳离子带电氮化硅被抛光，因此阴离子带电二氧化硅会变得更易于抛光。通过这样做，可以使阴离子带电材料与阳离子带电材料之间的抛光选择性达到30∶1或更高。

在本文中，如果阴离子带电聚合物的分子量过低，则该聚合物会被稀疏地或以薄吸附层的形式吸附到阳离子带电材料的结构上。因此，不可能充分保护阳离子带电材料的结构免受抛光作业。为了确保在抛光作业过程中对阳离子带电材料的保护，优选阴离子带电聚合物具有高分子量。然而，如果其分子量过高，则该聚合物会通过范德华力被部分吸附到磨粒上而引起颗粒的聚集。此外，在CMP处理过程中，这种聚集的颗粒会引起刮痕。

另外，当丙烯酸用于形成聚电解质且通过使用水使该单体聚合时，存在用于形成聚合物的反应混合物由于具有高粘度而不能被搅动的问题。此外，当降低反应混合物的固含量而减小粘度时，制备所述聚合物在成本效率方面是不可取的。

此外，当使用聚电解质作为用于控制抛光选择性的辅助剂时，抛光选择性可能会提高，但是总抛光速度可能会降低。

因此，本发明的特征在于，将基于氟的化合物与聚电解质组合使用而作为用于控制抛光选择性的辅助剂，以获得具有均匀粒度且对由外力引起的粘度变化具有稳定性的抛光浆料、在抛光处理过程中使微细刮痕的产生最少化并提高生产率。

可用于本发明的聚电解质优选包含重均分子量为2,000～50,000的直链聚电解质、重均分子量为1,000～20,000且含有主链和侧链的接枝型聚电解质或其混合物。

为了使阴离子带电聚合物(如聚电解质)向阳离子带电材料结构上的静电吸附最小化，以及使由于范德华力引起的吸附最小化，可以使用分子量受控的直链聚电解质、含有主链和侧链的接枝型聚电解质或其混合物。

当接枝型聚电解质与直链聚电解质在相同的分子量范围内相比时，接枝型聚电解质的主链链长比直链聚电解质的链长短，所以接枝型聚电解质可以使聚集现象最小化。另外，侧链接枝到主链上的接枝型聚电解质能够在阳离子带电材料的结构上形成每单位面积上具有较高聚合物密度且厚度与侧链的长度成比例的较大厚度的吸附层(参见图2)。在使用接枝型聚电解质时，其在阳离子带电材料的结构上可以被选择性地吸附至较大的厚度而无需提高分子量。因此，可以保护具有通过静电力形成的吸附层的阳离子带电材料的结构不被抛光，从而可以提高阴离子带电材料(例如二氧化硅)的结构与阳离子带电材料(例如氮化硅)的结构之间的抛光选择性。

同时，如果使用根据本发明的辅助剂，不仅可以提高对阴离子带电材料的抛光选择性，而且可以提高对非带电材料的抛光选择性。因此，非带电结构作为阴离子带电材料的等价物也包括在本发明的范围内。

一般而言，CMP处理中所需的抛光选择性为30∶1或更高。

在使用如本文限定的“重均分子量为2,000～50,000的直链聚电解质”时，阴离子带电材料(例如二氧化硅)的结构与阳离子带电材料(例如氮化硅)的结构之间的抛光选择性可以为30∶1或更高。

同时，使用如本文限定的“重均分子量为1,000～20,000且含有主链和侧链的接枝型聚电解质”时，阴离子带电材料(例如二氧化硅)的结构与阳离子带电材料(例如氮化硅)的结构之间的抛光选择性可能高于上述通过使用直链聚电解质获得的抛光选择性。因此，当以适当的比率组合使用“重均分子量为2,000～50,000的直链聚电解质”与“重均分子量为1,000～20,000且含有主链和侧链的接枝型聚电解质”时，可以将抛光选择性控制在50∶1～100∶1的范围内。

优选的是，本发明所用的直链聚电解质为含有羧基的化合物，并且其具体的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸等。可商购的直链聚合物材料包括从韩国Sannopco公司获得的Cerasprese 5468和从Aldrich公司获得的直链聚合物等。

所述直链聚电解质的重均分子量优选为2,000～50,000。如果该直链聚电解质的重均分子量小于2,000，则氮化硅层的抛光速度会提高，从而导致抛光选择性的下降。另一方面，如果该直链聚电解质的重均分子量大于50,000，则二氧化硅层的抛光速度会降低。

如图2所示，可用于本发明的接枝型聚电解质由主链200和侧链201组成。

根据本发明，所述接枝型聚电解质的重均分子量为1,000～20,000，并且优选为3,000～15,000。如果该接枝型聚电解质的重均分子量小于1,000或大于20,000，则不可能获得稳定的浆料组合物。另外，如果所述聚电解质的重均分子量大于20,000，则磨粒会聚集。此外，在后一种情况下，所述聚电解质被吸附到阴离子带电材料(例如二氧化硅)的结构上以及阳离子带电材料(例如氮化硅)的结构上，所以该聚电解质在抛光作业过程中起到保护层的作用。因此，阳离子带电材料结构的抛光速度与阴离子带电材料结构的抛光速度同时下降，从而导致抛光选择性的降低。

优选的是，所述接枝型聚电解质中的侧链优选具有相当于500～2,000的分子量的长度，并且该接枝型聚电解质中的主链具有相当于500～15,000的分子量的长度。如果侧链的长度过短，则所述聚电解质由于较小的包覆厚度而不能充分起到保护作用。另一方面，如果侧链的长度过长，则会产生颗粒的聚集。另外，如果主链的长度过短，则所述聚电解质会产生较差的吸附。另一方面，如果主链的长度过长，则会产生颗粒的聚集。

所述聚电解质的主链用作参与静电吸附的主要位置。因此，为了吸附到阳离子带电材料结构上的目的，该主链优选含有大量阴离子单元。例如，这样的阴离子单元包含如羧酸基团的官能团作为其一部分。

与所述主链相比，所述侧链影响静电吸附的程度较低。因此，该侧链没有必要是阴离子带电的。然而，该材料不应该是阳离子的。该侧链主要起到形成具有较大厚度的吸附包层的作用。

优选的是，所述接枝型聚电解质的侧链包含由含有羟基、羧基和/或磺酸基的烯键式不饱和单体生成的大单元。并且，该接枝型聚电解质的主链包含由含有羧基的烯键式不饱和单体生成的单元。

一般而言，用于抛光的浆料使用水作为分散介质。因此，优选所述接枝型聚电解质溶于水。因此，还优选形成该接枝型聚电解质的侧链的大单元为亲水性的，并且优选含有由对水有高亲合性的单体(例如，含有羟基、羧基和/或磺酸基的烯键式不饱和单体)生成的单元。所述大单元为短链聚合物，并且其由8～16个亚单体聚合生成而来且用官能团封端。因为如果所述含有大单元的侧链过长，则会产生聚集现象，如果该含有大单元的侧链过短，则所述聚电解质不能起到保护作用。

本发明所用的接枝型聚电解质可以通过使用韩国专利公开No.2005-0113758中所披露的方法制备，其全部内容以引用方式并入本文。

同时，用于形成所述接枝型聚电解质的主要单体包括羧酸，如丙烯酸。然而，当通过使用水使这种单体聚合时，存在用于形成聚合物的反应混合物由于形成聚合物和其高粘度而不能被搅动的问题。此外，当降低其固含量而减小粘度时，制备所述聚合物在成本效率方面是不可取的。因此，根据本发明，在进行所述单体的聚合反应时，使用适当的水与异丙醇的混合物而获得所需范围的分子量，并且同时保持聚合反应混合物的固含量大约为40％。另外，在相当于异丙醇沸点的温度下进行所述聚合反应。此外，异丙醇还起到链转移剂的作用，因此其用于制备具有所需范围分子量的接枝型聚电解质是有效的。

所述接枝型聚电解质优选在其侧链上包含由下述通式1表示的烷氧基聚亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯单体：

[通式1]

其中，R¹为氢原子或甲基；

R²O为C2～C4氧亚烷基或其组合，并且当R²O为至少两种C2～C4氧亚烷基的组合时，R²O可以无规地或以嵌段的形式被加入；

R³为C1～C4烷基；以及

m为氧亚烷基的平均加成摩尔数(average addition mole mumber)，且表示1～50的整数。

具体地，烷氧基聚亚烷基二醇单(甲基)丙烯酸酯单体在所述聚电解质中的含量为10～50wt％。如果所述单体的含量小于10wt％，则难以获得高选择性，换句话说，其由接枝型聚电解质获得。如果所述单体的含量大于50wt％，则使用含有该单体的高选择性添加剂的最终浆料组合物会表现出气泡产生增多的问题。

可以单独使用或以组合的方式使用重均分子量为2,000～50,000的直链聚电解质和重均分子量为1,000～20,000的接枝型聚电解质。

根据本发明，直链聚电解质、接枝型聚电解质及其混合物中的每一种都可以通过使用水相的碱性物质而转变为聚电解质盐。并且，本发明的范围包括不同于聚电解质盐的聚电解质类型。

根据本发明的聚电解质盐的pH值为4.5～8.8，并且优选为6.0～8.0。如果该pH值小于4.5或大于8.8，则不可能获得充分水平的抛光选择性。

在将本发明的辅助剂用于CMP浆料时，可以使用的碱性物质包括选自由氢氧化铵(NH₄OH)和碱性胺(如氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、氢氧化四丙铵和氢氧化四丁铵)组成的组中的至少一种材料。可以单独使用或以组合的方式使用这样的碱性物质。

本发明所用的基于氟的化合物能够阻止磨粒由于聚电解质引起的聚集，从而使所述颗粒保持均匀的尺寸并保持由外力引起的均匀的粘度变化。因此，该基于氟的化合物能够改善抛光处理过程中的均匀性，并且使微细刮痕的产生最小化。

同样，所述基于氟的化合物能够提高氧化物层的抛光速度。

可用于本发明的基于氟的化合物包括氟化物、包含氢氟酸的酸、含氟聚合物或有机/无机的含氟的酸。其具体的例子包括氢氟酸(HF)、氟化钾(KF)、氟化钠(NaF)、氟硅酸(H₂SiF₆)、氟硼酸(HBF₄)、氟化铵(NH₄F)，六氟硅酸铵((NH₄)₂SiF₆)、四氟硼酸铵(NH₄BF₄)、四氟硼酸钾(KBF₄)、二氟化氢铵(NH₄HF₂)、氟化四乙铵(TEAF，(C₂H₅)₄NF·xH₂O)、氟化四甲铵(TMAF，(CH₃)₄NF)等。

优选的是，每100重量份的聚电解质，所述基于氟的化合物的用量为0.01～5.0重量份。如果该基于氟的化合物的用量小于0.01重量份，则不可能获得所需程度的CMP浆料的均匀粒度和CMP浆料的均匀粘度变化。如果该基于氟的化合物的用量大于5.0重量份，则由于该化合物对CMP浆料的分散稳定性和储存稳定性都有不利的影响，所以微细刮痕会增多。

除了上述辅助剂之外，本发明还提供了一种CMP浆料，其包含：(a)如上所述的辅助剂；(b)磨粒；和(c)水。

在所述CMP浆料中，可以将所述基于氟的化合物加入到所述辅助剂中，或可以将该化合物单独加入该CMP浆料中。这两种情况都包括在本发明的范围内。

所述聚电解质在所述CMP浆料中的用量优选为0.1～10wt％。如果其量小于0.1wt％，则氮化硅层的抛光速度会增大从而降低抛光选择性，并且在图形化晶片的抛光过程中会出现凹陷现象。另一方面，如果其量大于10wt％，则二氧化硅层的抛光速度会下降，从而导致处理时间的增加和抛光选择性的降低。

所述磨粒在所述CMP浆料中的用量为0.1～10wt％。如果其量小于0.1wt％，则不能完全达到氧化物层的高去除速度。另一方面，如果其量大于10wt％，则所述浆料会表现出较差的稳定性。

可以使用钠米尺寸的陶瓷磨粒(如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛或二氧化铈颗粒)作为所述磨粒。优选的是，使用二氧化铈颗粒。

可以通过使用溶于溶剂(例如水)中的聚电解质盐和分散在分散介质(例如水)中的磨粒制备所述CMP浆料。优选的是，该聚电解质盐的水溶液的浓度为3～3.5wt％，且该磨粒的水分散浓度为4～6wt％。

因此，形成CMP浆料的水可以来自在含有聚电解质盐或磨粒的组合物中存在的水。水的用量为调节所述浆料的总重量至100wt％的量。优选的是，水的用量为94～99.8wt％。如果其量小于94wt％，则所述浆料的稳定性会降低。如果其量大于99.8wt％，则抛光速度会下降。

此外，本发明还提供了一种使用上述CMP浆料的STI(浅沟槽隔离)方法。

在使用根据本发明的CMP浆料时，由于二氧化硅层与氮化硅层之间的高选择性，在CMP处理过程中，可以在晶片的全部范围上均匀地除去SiN层。因此，可以使厚度上的变化最小化。其结果，在有源区的水平面与场效应区的水平面之间几乎没有差异，同时对晶体管和微电子器件的质量没有不利的影响。另外，所述浆料组合物在CMP作业过程中能够使微细刮痕的产生最少化。因此，本发明可以适用于制造需要微细图形的超大规模集成半导体器件，从而提高可靠性和生产率。

附图说明

图1为示出常规STI(浅沟槽隔离)方法的流程图。

图2为示出根据本发明优选实施方式的接枝型聚电解质的结构的示意图。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的优选实施方式。应该理解，下述实施例仅用于例证目的，而本发明并不限于此。

实施例1

直链聚电解质的制备

向装配有温度计、搅拌器、滴液漏斗、氮气进气管和回流冷凝器的2L玻璃反应器中加入160重量份的蒸馏水和240重量份的异丙醇，在搅拌下用氮气净化该反应器，并在氮气气氛下将反应混合物加热至80℃。

用3小时逐滴向所述反应器中加入与250重量份的蒸馏水和90重量份的含有9.7wt％铵过氧化物(ammonium peroxide)的水溶液(作为引发剂)混合的含有300重量份的丙烯酸的单体水溶液。完成加入之后，熟化反应混合物，并且同时使温度保持在80℃下2小时从而完成聚合反应。

在聚合反应之后，从反应混合物中提取出异丙醇和蒸馏水，并且同时用2～3小时将压力从环境压力逐渐升高至100托。然后，将反应混合物冷却至室温，并用29wt％的氨水中和1小时，从而获得直链聚电解质盐。

该直链聚电解质盐表现出通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的重均分子量15,239。并且，该直链聚电解质的相对分子量为24166，多分散指数为1.76，且固含量为40.72wt％。

用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物的制备

将上述制得的直链聚电解质盐加入水中，并稀释至浓度为3wt％。向该聚电解质盐溶液中加入氟化铵(NH₄F)至浓度为15ppm(基于全部溶液)，并将作为原料的氢氧化铵加入合成的溶液中而调节所述溶液的pH值至7.0～8.0，从而制备用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物。

CMP浆料

通过使用用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物并以体积比1∶3∶3混合该辅助剂组合物、磨粒组合物和水而制备CMP浆料。此时，控制该浆料组合物的pH值为7.5～8.0。

实施例2～4

除了使用如下表1所示的具有不同分子量特征的直链聚电解质代替实施例1中所用的直链聚电解质之外，按照与实施例1中所述相同的方式制备用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物和CMP浆料。

[表1]

  实施例1  实施例2  实施例3  实施例4  相对分子量  24166  18932  15860  14944  多分散指数(PDI)  1.76  1.69  1.63  1.60  固含量(wt％)  40.72  38.59  42.77  42.90

实施例5

除了使用从韩国Sannopco公司获得的直链聚电解质Cerasprese5468代替实施例1中所用的直链聚电解质之外，按照与实施例1中所述相同的方式制备用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物以及包含该辅助剂组合物的CMP浆料。

实施例6

接枝型聚电解质的制备

除了代替300重量份的丙烯酸的单体水溶液由210重量份的丙烯酸和90重量份的甲氧基聚亚乙基二醇单甲基丙烯酸酯(亚乙基氧基的平均加成摩尔数：6摩尔)组成之外，按照与实施例1中所述相同的方式制备丙烯酸-甲氧基聚亚乙基二醇单甲基丙烯酸酯接枝型聚电解质。

该接枝型聚电解质的重均分子量为17,896。

用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物的制备

将上述制得的含有接枝型聚电解质的聚电解质盐溶液和作为原材料的氢氧化铵加入到水中，并稀释到浓度为3wt％。向该聚电解质溶液中加入氟化铵(NH₄F)至浓度为15ppm(基于全部溶液)，将作为原材料的氢氧化铵加入合成的溶液中而调节所述溶液的pH值至7.0～8.0，从而提供用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物。

CMP浆料

通过使用用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂组合物并以体积比1∶3∶3混合该辅助剂组合物、磨粒组合物和水而制备CMP浆料。此时，控制该浆料组合物的pH值为7.5～8.0。

实施例7

除了使用含有75wt％的由实施例1制得的直链聚电解质和25wt％的由实施例6制得的接枝型聚电解质的聚电解质混合物代替实施例1中所用的直链聚电解质之外，按照与实施例1中所述相同的方式制备用于控制抛光选择性的辅助剂组合物和CMP浆料。

实施例8

除了使用含有50wt％的由实施例1制得的直链聚电解质和50wt％的由实施例6制得的接枝型聚电解质的聚电解质混合物代替实施例1中所用的直链聚电解质之外，按照与实施例1中所述相同的方式制备用于控制抛光选择性的辅助剂组合物和CMP浆料。

比较实施例1～8

除了在制备根据实施例1～8的用于控制抛光选择性的辅助剂的过程中都不使用氟化铵之外，按照与实施例1～8中所述相同的方式制备用于控制抛光选择性的辅助剂组合物和CMP浆料。

试验实施例

进行下述试验以确定由实施例1～8和比较实施例1～8制得的CMP浆料的聚集粒度、粘度和抛光质量。其结果示于下表2中。

(a)聚集粒度：通过使用Microtrap UPA150(Honeywell，美国)测定聚集粒度。对于试验，将CMP浆料分别与根据实施例1～8和比较实施例1～8的用于控制抛光选择性的辅助剂组合物混合。然后，以120秒为间隔用600秒测定混合物的聚集粒度。按最大值与最小值之间的差异确定聚集粒度变化。

(b)粘度：通过使用ARES Rheometer(Rheometric Scientific，美国)测定粘度。在本文中，将剪切模量固定在100，以10秒为间隔用600秒测定粘度，并且按最大粘度与最小粘度之间的差异确定粘度变化。

(c)抛光质量：使用从GnP技术公司获得的POLI-400作为CMP装置。将在其上沉积氧化物层至厚度为7,000的氧化物晶片和在其上通过LPCVD沉积氮化物层至厚度为1,500的氮化物晶片用于所述试验。在下述条件下测定抛光质量：

  垫片  ICI400(Rodel，美国)  晶片厚度测量  Nanospec6100(Nanometerics，美国)  压头速度  90rpm  主轴速度  90rpm  下压力  4psi  背压力  0psi  浆料给料速度  100mL/min

通过使用由实施例1～8和比较实施例1～8制得的CMP浆料在上述条件下进行CMP1分钟。然后，由抛光后的厚度变化测定抛光速度和抛光选择性。其结果示于下表2。

[表2]

[注意]WIWNU(晶片上的非均匀性)——通过在抛光后晶片厚度的标准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。

与实施例1～8中不使用基于氟的化合物的CMP浆料相比，从较低的聚集粒度变化和粘度变化可见，通过组合使用聚电解质与基于氟的化合物作为用于控制抛光选择性的辅助剂而制得的实施例1～8的CMP浆料表现出提高的稳定性。

特别是，与单独使用直链聚电解质的实施例相比，当组合使用直链聚电解质与接枝型聚电解质时，聚集粒度变化和粘度变化都非常低。因此，可以预期，所述合成的抛光浆料具有优异的稳定性，并且能够使刮痕的产生最少化。

工业实用性

由上述可见，在将根据本发明的用于控制CMP浆料抛光选择性的辅助剂应用到CMP处理中时，可以提高对二氧化硅层的抛光选择性，可以获得CMP浆料的均匀粒度，可以稳定在外力下的粘度变化，并且可以在抛光处理过程中使微细刮痕的产生最少化。因此，根据本发明的用于CMP浆料的辅助剂能够提高制造超大规模集成半导体过程中的可靠性和生产率。

尽管已经结合目前被视为最实用和优选的实施方式对本发明进行了描述，但是应该理解，本发明不限于所披露的实施方式和附图。相反，在所附权利要求书的实质和范围内，本发明意于覆盖各种不同的修改和变化。