抛光浆料组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种抛光浆料组合物，根据本发明专利技术的第一方案的抛光浆料组合物包含磨料粒子；以及氧化剂，抛光具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】抛光浆料组合物
本专利技术涉及抛光浆料组合物。
技术介绍
随着针对产品的设计规则减少，结构具有更窄宽度及更大高度，因此纵横比(aspectratio)(深度/底部宽度)大幅增加，以往在50纳米级半导体工序中产生的刮痕的影响在30纳米级半导体工序中产生两倍以上的影响。因此，不仅刮痕而且形貌(topography)也对膜材料的表面具有敏感的影响。在抛光工序中考虑的关键因素有抛光量及抛光表面的质量，近年来随着半导体设计规则的减少最大化了抛光表面的质量的重要性，因此具有为此添加针对抛光表面的质量的抛光工序的趋势。另一方面，随着近年来半导体的集成度增加，要求更低的电流泄漏，为了满足该要求，研究了高介电电介质及金属闸极结构。通常，作为金属闸极材料较多地使用了铝，但是，设计规则的减少使得难以完全进行蒸镀及难以抛光具有高硬度的氧化铝，因此最近对使用钨作为闸极材料进行大量研究。然而，随着闸极构成材料由铝变为钨，钨在进行蒸镀之后由于钨晶体粒子而形成形貌，这导致金属之间的非所需的短路而减小半导体收率。为了改善钨的抛光表面质量，即用于改善形貌的抛光对于下一代工序而言是必要的。并未改善形貌的浆料组合物导致抛光后工序中的钨的过蚀刻(overetch)或未蚀刻(unetch)而产生工序缺陷或使元件的操作不稳定，因此大幅减小半导体收率。此外，因为用于抛光钨的已知的浆料组合物大部分以最适合抛光量及与钛、氧化硅膜的选择比而设计，因此存在该已知的浆料组合物的改良形貌特性较低的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题本专利技术用于解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种抛光浆料组合物，其通过改善钨膜材料的形貌，能够减少因钨膜材料的形貌而产生的金属短路、蚀刻缺陷，并且能够实现下一代高集成化工序。然而，本专利技术要解决的问题不限于前述问题，本领域技术人员根据以下说明能够明确地理解本文中未提及的其他问题。用于解决问题的技术方案根据本专利技术的第一方案，提供一种抛光浆料组合物，其包含：磨料粒子；以及氧化剂，所述抛光浆料组合物抛光具有至厚度的钨，且改善钨的形貌。所述磨料粒子可以包含选自由金属氧化物、涂布有有机物或无机物的金属氧化物、以及呈胶体状的所述金属氧化物组成的组中的至少一种，所述金属氧化物可以包含选自由硅石、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、氧化钡钛、氧化锗、氧化锰以及氧化镁组成的组中的至少一种，所述磨料粒子可以以0.5重量％至10重量％的量存在于所述抛光浆料组合物中。所述氧化剂可以包含选自由以下物质组成的组中的至少一种：过氧化氢、硝酸亚铁(II)、碘酸钾、高锰酸钾、硝酸、次氯酸铵、氯酸铵、碘酸铵、过硼酸铵、高氯酸铵、高碘酸铵、四甲基次氯酸铵、四甲基氯酸铵、四甲基碘酸铵、四甲基过硼酸铵、四甲基高氯酸铵、四甲基过碘酸铵、4-甲基吗啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物以及过氧化氢脲，所述氧化剂可以以0.005重量％至5重量％的量存在于所述抛光浆料组合物中。所述抛光浆料组合物可以不包含过氧化氢或包含小于1重量％的过氧化氢。所述抛光浆料组合物可以具有1至4的范围的pH。根据本专利技术的第二方案，提供一种抛光浆料组合物，其包含：第一磨料粒子、第二磨料粒子、以及第三磨料粒子中的至少两种以上的磨料粒子；以及氧化剂，其中，所述第一磨料粒子具有20nm至小于45nm的一次粒度，所述第二磨料粒子具有45nm至小于130nm的一次粒度，所述第三磨料粒子具有130nm至小于250nm的一次粒度。所述第一磨料粒子可以具有30nm至小于100nm的二次粒度，所述第二磨料粒子可以具有100nm至小于250nm的二次粒度，所述第三磨料粒子可以具有250nm至小于500nm的二次粒度。所述第一磨料粒子可以以10重量％至60重量％的量存在于整个磨料粒子中，所述第二磨料粒子可以以10重量％至60重量％的量存在于整个磨料粒子中，所述第三磨料粒子可以以10重量％至60重量％的量存在于整个磨料粒子中。所述第一磨料粒子、第二磨料粒子、以及第三磨料粒子可以独立地包含选自由金属氧化物、涂布有有机物或无机物的金属氧化物、以及呈胶体状的所述金属氧化物组成的组中的至少一种，所述金属氧化物可以包含选自由硅石、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、氧化钡钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的组中的至少一种。所述氧化剂可以包含选自由以下物质组成的组中的至少一种：过氧化氢、硝酸亚铁(II)、碘酸钾、高锰酸钾、次氯酸铵、氯酸铵、碘酸铵、过硼酸铵、高氯酸铵、高碘酸铵、四甲基次氯酸铵、四甲基氯酸铵、四甲基碘酸铵、四甲基过硼酸铵、四甲基高氯酸铵、四甲基过碘酸铵、4-甲基吗啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物以及过氧化氢脲，所述氧化剂可以以0.005重量％至5重量％的量存在于所述抛光浆料组合物中。所述抛光浆料组合物可以不包含过氧化氢或包含小于1重量％的过氧化氢。所述抛光浆料组合物可以进一步包含选自由以下物质组成的组中至少一种pH调节剂：无机酸或无机酸盐，其包含选自由盐酸、硝酸、磷酸、硫酸、氢氟酸、溴酸、碘酸及其盐组成的组中的至少一种；以及有机酸或有机酸盐，其包含选自由甲酸、丙二酸、马来酸、草酸、醋酸、己二酸、柠檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富马酸、乳酸、水杨酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、果酸及其盐组成的组中的至少一种。使用所述抛光浆料组合物对含钨膜进行抛光之后其表面的峰谷(peaktovalley；Rpv)值可以为100nm以下，其表面粗糙度可以为10nm以下。所述磨料粒子的接触面积(Contactarea)可以为0.5至0.9，可以通过以下公式1来计算所述接触面积。[公式1]其中，A为接触面积，C0为磨料粒子的浓度wt％，为粒子的直径(nm)。专利技术效果本专利技术的抛光浆料组合物改善了在对钨进行抛光时由膜材料的形貌引起的金属短路，并且提高了由蚀刻缺陷引起的收率，能够实现下一代高集成化工序。而且，由于仅消除钨的形貌，因此能够避免因过度抛光而浪费钨的情况，并且能够减少侵蚀(erosion)现象、凹陷(dishing)现象、以及在抛光靶的表面上形成金属层残留物(residue)等的表面缺陷(defect)。本专利技术的抛光浆料组合物是通过混合两种或三种磨料粒子而制备，改善了在对钨进行抛光时由膜材料的形貌引起的金属短路，并且提高了由蚀刻缺陷引起的收率，能够实现下一代高集成化工序。而且，由于仅消除钨的形貌，因此能够避免因过度抛光而浪费钨的情况，并且能够减少侵蚀(erosion)现象、凹陷(dishing)现象、以及在抛光靶的表面上形成金属层残留物(residue)等的表面缺陷(defect)。附图说明图1是钨膜材料的形貌图像。图2是表示使用根据本专利技术的第一方案的一个实施例的抛光浆料组合物的钨膜材料的形貌改善图的剖视图。图3是抛光之前的钨形貌的表面的图像。图4是使用根据比较例的抛光浆料组合物对钨形貌进行抛光之后的表面的的图像。图5是使用根据本专利技术的第一方案的实施例的抛光浆料组合物对钨形貌进行抛光之后的表面的图像。图6表示使用本专利技术的第二方案的比较例1至3、实施例1至7的抛光浆料组合物的钨晶圆的抛光率。图7至图16是分别使用根据本专利技术的第二方案的比较例1至3及实施例1至7的抛光浆料组合物对钨形貌进行抛光之后的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光浆料组合物，其特征在于，包含：磨料粒子；以及氧化剂，所述抛光浆料组合物抛光具有

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.26 KR 10-2014-0111222;2014.10.30 KR 10-2011.一种抛光浆料组合物，其特征在于，包含：磨料粒子；以及氧化剂，所述抛光浆料组合物抛光具有至厚度的钨，且改善钨的形貌。2.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，所述磨料粒子包含选自由金属氧化物、涂布有有机物或无机物的金属氧化物、以及呈胶体状的所述金属氧化物组成的组中的至少一种，所述金属氧化物包含选自由硅石、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、氧化钡钛、氧化锗、氧化锰以及氧化镁组成的组中的至少一种，所述磨料粒子以0.5重量％至10重量％的量存在于所述抛光浆料组合物中。3.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，所述氧化剂包含选自由以下物质组成的组中的至少一种：过氧化氢、硝酸亚铁(II)、碘酸钾、高锰酸钾、硝酸、次氯酸铵、氯酸铵、碘酸铵、过硼酸铵、高氯酸铵、高碘酸铵、四甲基次氯酸铵、四甲基氯酸铵、四甲基碘酸铵、四甲基过硼酸铵、四甲基高氯酸铵、四甲基过碘酸铵、4-甲基吗啉-N-氧化物、吡啶-N-氧化物以及过氧化氢脲，所述氧化剂以0.005重量％至5重量％的量存在于所述抛光浆料组合物中。4.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，所述抛光浆料组合物不包含过氧化氢或包含小于1重量％的过氧化氢。5.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，所述抛光浆料组合物具有1至4的范围的pH。6.一种抛光浆料组合物，其特征在于，包含：第一磨料粒子、第二磨料粒子、以及第三磨料粒子中的至少两种以上的磨料粒子；以及氧化剂，其中，所述第一磨料粒子具有20nm至小于45nm的一次粒度，所述第二磨料粒子具有45nm至小于130nm的一次粒度，所述第三磨料粒子具有130nm至小于250nm的一次粒度。7.根据权利要求6所述的抛光浆料组合物，其特征在于，所述第一磨料粒子具有30nm至小于100nm的二次粒度，所述第二磨料粒子具有100nm至小于250nm的二次粒度，所述第三磨料粒子具有250nm至小于500nm的二次粒度。8.根据权利要求6所述的抛光浆料组合物，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹柱炯，洪承哲，尹永镐，白云揆，徐智训，金起廷，李康天，
申请(专利权)人：凯斯科技股份有限公司，IUCFHYU汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR