用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物和钨抛光方法技术

本发明专利技术公开一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物和使用其的钨抛光方法。CMP浆料组成物包含：溶剂；磨料；以及非树枝状聚(酰胺基胺)。胺)。

【技术实现步骤摘要】
用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物和钨抛光方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年8月23日在韩国知识产权局(Korean Intellectual Property Office)提交的韩国专利申请第10
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2021
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0110612号的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容以引入的方式并入本文中。


[0003]本专利技术涉及一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物和使用其的抛光钨方法。更确切地说，本专利技术涉及一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其可以提高图案化钨晶片的平坦度，使相对于图案化钨晶片的抛光速率的减小最小化，以及减少图案化钨晶片的腐蚀；和一种使用其抛光图案化钨晶片的方法。

技术介绍

[0004]化学机械抛光(Chemical mechanical polishing；CMP)组成物和用于抛光(或平坦化)衬底表面的方法在所属领域中是众所周知的。使用CMP组成物的金属层抛光工艺包含：仅抛光初始金属层；抛光金属层和阻挡层；以及抛光金属层、阻挡层以及氧化物膜。
[0005]用于抛光半导体衬底上的金属层(例如钨)的组成物可包含悬浮于水性溶液中的磨料颗粒和所述水性溶液中的化学促进剂，如氧化剂和催化剂。用于图案化钨晶片的CMP组成物通过降低晶片上的凹陷程度提高图案化钨晶片的平坦度，并且可包含腐蚀抑制剂。常规地，氨基酸用作腐蚀抑制剂。然而，氨基酸在降低凹陷程度方面具有局限性，且因此正在研发使用含阳离子官能基聚合物的技术。然而，含阳离子官能基聚合物尽管在降低凹陷程度方面比氨基酸更有效，但具有使相对于图案化钨晶片的抛光速率显著降低的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一个方面是提供一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其可提高图案化钨晶片的平坦度、是相对于图案化钨晶片对抛光速率的减小最小化，以及减少图案化钨晶片的腐蚀。
[0007]本专利技术的另一方面是提供一种钨抛光方法，尤其是一种使用上文所阐述对CMP浆料组成物抛光图案化钨晶片的方法。
[0008]1.一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其包含：溶剂；磨料；以及非树枝状聚(酰胺基胺)。
[0009]2.在实施例1中，所述非树枝状聚(酰胺基胺)可具有随机超支化结构。
[0010]3.在实施例1或实施例2中，所述非树枝状聚(酰氨基胺)具有由以下中选出的至少一个：伯胺基(NH2)、仲胺基(NH)、羧基(COOH)以及COOZ(其中Z为C1到C4烷基)。
[0011]4.在实施例1到实施例3中，所述非树枝状聚(酰氨基胺)具有：所述伯胺基(NH2)和所述仲胺基(NH)中的至少一个；以及所述羧基(COOH)和COOZ(其中Z为C1到C4烷基)中的至少一个。
[0012]5.在实施例1到实施例4中，所述非树枝状聚(酰氨基胺)是通过使具有至少一个酯基和至少一个C＝C键的酯与具有至少一个伯胺基的胺反应来制备。
[0013]6.在实施例1到实施例5中，所述非树枝状聚(酰氨基胺)是通过使具有至少一个酯基和至少一个C＝C键的酯与具有两个伯胺基的二胺反应来制备。
[0014]7.在实施例6中，所述非树枝状聚(酰胺基胺)可以通过使具有两个酯基和一个C＝C键的二酯与具有两个伯胺基的二胺反应来制备。
[0015]8.在实施例7中，所述二酯包含由式1表示的化合物：
[0016][式1][0017][0018](其中R1为具有至少一个C＝C键的二价的经取代或未经取代的C2到C4亚烷基，并且R2和R3各自独立地为C1到C4烷基)；以及
[0019]所述二胺包含经取代或未经取代的C2到C6亚烷基二胺。
[0020]9.在实施例1到实施例8中，所述CMP浆料组成物可包含：0.001重量％到20重量％的所述磨料；0.0001重量％到0.1重量％的所述非树枝状聚(酰胺基胺)；以及其余的所述溶剂。
[0021]10.在实施例1到实施例9中，所述CMP浆料组成物可更包含：由氧化剂、催化剂以及有机酸中选出的至少一种。
[0022]11.在实施例1到实施例10中，所述CMP浆料组成物的pH可为1到6。
[0023]根据本专利技术的钨抛光方法包含使用根据本专利技术的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物来抛光钨。
[0024]本专利技术提供一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其可提高图案化钨晶片的平坦度，使相对于图案化钨晶片的抛光速率的减小最小化，以及减少图案化钨晶片的腐蚀；和一种使用其的钨抛光方法。
具体实施方式
[0025]如本文所使用，为了表示特定数值范围，表述“X到Y”意指“大于或等于X且小于或等于Y”。
[0026]本专利技术的专利技术人基于以下确认完成本专利技术：将非树枝状聚(酰胺基胺)包含到用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物中可提高图案化钨晶片的平坦度，使相对于图案化钨晶片的抛光速率的减小最小化，以及减少图案化钨晶片的腐蚀。
[0027]根据本专利技术的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物(下文中又称“CMP浆料组成物”)包含溶剂、磨料以及非树枝状聚(酰胺基胺)。现将更详细地描述所述组分中的每一种。
[0028]溶剂
[0029]在使用磨料抛光图案化钨晶片时，溶剂用以减少摩擦。
[0030]溶剂可包含极性溶剂、非极性溶剂或其组合。举例来说，溶剂可包含水(例如超纯水或去离子水)、有机胺、有机醇、有机醇胺、有机醚以及有机酮。在一个实施例中，溶剂可为
超纯水或去离子水，但不限于此。溶剂可以余量存在于CMP浆料组成物中。
[0031]磨料
[0032]磨料用于以高抛光速率抛光图案化钨晶片。磨料可为例如金属或非金属氧化物磨料颗粒。举例来说，磨料可包含由二氧化硅、氧化铝、二氧化铈、二氧化钛以及氧化锆中选出的至少一种。在一个实施例中，磨料可为二氧化硅(例如，胶态二氧化硅)，但不限于此。
[0033]磨料可以是平均初始粒径(D
50
)为10纳米到200纳米，例如20纳米到180纳米，具体地说30纳米到150纳米的球形或非球形颗粒，但不限于此。在这个范围内，磨料可以较高抛光速率抛光图案化钨晶片。在本文中，“平均粒径(D
50
)”是本领域中已知的典型粒径计量单位，且是指在磨料颗粒的体积累积分布中对应于50体积％的粒径。
[0034]磨料可具有10毫伏到50毫伏的正电荷，但不限于此。在这个范围内，磨料可以较高抛光速率抛光图案化钨晶片。
[0035]磨料可以0.001重量％到20重量％，例如0.01重量％到15重量％的量、具体地0.05重量％到10重量％、更具体地0.1重量％到8重量％的量存在于CMP浆料组成物中，但不限于此。在这个范围内，磨料可以较高抛光速率抛光图案化钨晶片，同时提高CMP浆料组成物的分散稳定性。
[0036]非树枝状聚(酰胺基胺)
[0037]非树枝状聚(酰胺基胺)为腐蚀抑制剂且用以提高图案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，包括：溶剂；磨料；以及非树枝状聚(酰胺基胺)。2.根据权利要求1所述的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其中所述非树枝状聚(酰胺基胺)具有随机超支化结构。3.根据权利要求1所述的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其中所述非树枝状聚(酰胺基胺)具有由以下中选出的至少一个：伯胺基、仲胺基、羧基以及COOZ，其中Z为C1到C4烷基。4.根据权利要求3所述的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其中所述非树枝状聚(酰胺基胺)具有：伯胺基和仲胺基中的至少一个；以及羧基和COOZ中的至少一个，其中Z为C1到C4烷基。5.根据权利要求1所述的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其中所述非树枝状聚(酰胺基胺)是通过使具有至少一个酯基和至少一个C＝C键的酯与具有至少一个伯胺基的胺反应来制备。6.根据权利要求5所述的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，其中所述非树枝状聚(酰胺基胺)是通过使具有至少一个酯基和至少一个C＝C键的酯与具有两个伯胺基的二胺反应来制备。7.根据权利要求5所述的用于图案化钨晶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：李知虎，李泳基，沈秀姸，李贤玗，李锺元，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：