【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种金属抛光用浆料组合物。
技术介绍
1、近来，在半导体和显示器产业中，越来越需要对构成元件的各种薄膜进行化学机械抛光(cmp)的工艺。
2、化学机械抛光(cmp)工艺是指将半导体晶片表面接触抛光垫，然后在旋转的同时使用含有抛光剂和各种化合物的浆料将半导体晶片表面抛光平坦的工艺。通常，金属抛光工艺是通过反复执行用氧化剂形成金属氧化物(mox)的过程和用抛光粒子去除所形成的金属氧化物的过程来实现。
3、在对w(钨)的cmp工艺中会使用含有氧化剂的浆料，通常是在含有二氧化硅和氧化铝粒子等抛光剂(abrasive)的浆料中混合过氧化氢(h2o2)和硝酸铁(feno3)等强氧化剂来使用。浆料中的氧化剂对钨表面进行氧化来生成氧化钨(wo3)，而wo3的强度明显低于w(钨)块体，可以用抛光剂轻松去除。在钨cmp工艺中，使用浆料中的抛光剂和利用cmp垫的机械抛光来去除wo3，而wo3层下方的金属w由氧化剂氧化为wo3并重复去除过程来去除w(钨)的块体膜。并且阻挡金属膜也通过类似于钨抛光的机制来去除。
4、通常，在钨层的下方会形成具有钨阻挡金属膜的沟槽(trench)等图案和绝缘膜(氧化物，ox)，当使用钨块体抛光用浆料组合物进行抛光时，w/ox的抛光选择比与抛光工艺条件呈现出线性关系。这是指当降低抛光压力以使用w(钨)块体抛光用浆料对阻挡金属进行抛光时，钨抛光率(rr)和氧化物(ox)抛光率会一起降低，这导致在对图案膜进行抛光后，其表面状态会呈现出钨膜相对较低，氧化(ox)膜相对较高的情况，使
技术实现思路
1、要解决的技术问题
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种金属抛光用浆料组合物，其能够确保对钨的高抛光率，同时可以改善图案中的缺陷，提高保管稳定性。
3、然而，本专利技术要解决的技术问题并不受限于上述言及课题，未言及的其他课题将通过下面的记载由本领域普通技术人员明确理解。
4、解决问题的技术方法
5、根据本专利技术的一实施例，提供一种金属抛光用浆料组合物，包括：胶体二氧化硅；氧化剂；以及抛光催化剂、金属抛光改进剂、抛光抑制剂，以及凹陷和腐蚀改进剂中的至少一种，并且具有根据下面的公式1的胶体二氧化硅的粒度分布：
6、[公式1]
7、1.0<k<3.0
8、在公式1中，k基于下面的公式2，
9、[公式2]
10、k＝(b/a)
11、在公式2中，a为将金属抛光用浆料组合物放入管内径为80mm、管长为500mm的量筒中时，从金属抛光用浆料组合物的最上端起50mm深度内胶体二氧化硅的平均粒度；b为从所述量筒底部起50mm高度内胶体二氧化硅的平均粒度。
12、根据本专利技术一实施例，所述公式2是在装有所述金属抛光用浆料组合物的所述量筒处于密封状态下，以50℃至60℃的温度保管30小时至40小时后冷却至室温来进行测量。
13、根据本专利技术一实施例，在所述公式2中，将所述金属抛光用浆料组合物填充至所述量筒高度的70％以上。
14、根据本专利技术一实施例，所述胶体二氧化硅是所述金属抛光用浆料组合物中的0.1重量％至10重量％。
15、根据本专利技术一实施例，所述胶体二氧化硅的大小为5nm至200nm。
16、根据本专利技术一实施例，所述抛光催化剂包括选自由银(ag)、钴(co)、铬(cr)、铜(cu)、铁(fe)、钼(mo)、锰(mn)、铌(nb)、镍(ni)、锇(os)、钯(pd)、钌(ru)、锡(sn)、钛(ti)、钒(v)、铅(pb)，以及钨(w)的金属、离子以及它们的氧化物组成的组中的至少一种。
17、根据本专利技术一实施例，所述抛光催化剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.001重量％至10重量％。
18、根据本专利技术一实施例，所述金属抛光改进剂包括选自由谷氨酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、丁酸、氨基丁酸、草酸、琥珀酸、柠檬酸、庚二酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、己二酸、酒石酸、乳酸、戊二酸、乙醇酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵盐、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸铵盐、聚丙烯酸马来酸、磺酸、磺酸盐、甲苯磺酸、磺酸酯、磺酸酯盐、磷酸、二磷酸、多聚磷酸、磷酸盐、磷酸酯、磷酸酯盐、丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、聚丙烯酸/磺酸共聚物、以及聚丙烯酸/马来酸共聚物组成的组中的至少一种。
19、根据本专利技术一实施例，所述氧化剂包括选自由过氧化氢、尿素过氧化氢、尿素、过碳酸盐、高碘酸、高碘酸盐、高氯酸、高氯酸盐、高溴酸、高溴酸盐、过硼酸、过硼酸盐、高锰酸、高锰酸盐、过硫酸盐、溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、碘酸、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠，以及过氧化脲组成的组中的至少一种。
20、根据本专利技术一实施例，所述氧化剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.01重量％至5重量％。
21、根据本专利技术一实施例，所述抛光抑制剂包括选自由甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱，以及月桂基丙基甜菜碱组成的组中的至少一种。
22、根据本专利技术一实施例，所述抛光抑制剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.005重量％至5重量％。
23、根据本专利技术一实施例，所述凹陷和腐蚀改进剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.001％至3％。
24、根据本专利技术一实施例，所述凹陷和腐蚀改进剂包括非离子聚合物、糖化合物或它们两者，包括选自由葡萄糖(glucose)、d-(+)-葡萄糖一水合物(d-(+)-glucosemonohydrate)、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甘油、聚丙二醇，以及聚乙烯吡咯烷酮组成的组中的至少一种。
25、根据本专利技术一实施例，所述金属抛光用浆料组合物的ph为1至7。
26、根据本专利技术一实施例，所述金属抛光用浆料组合物用于抛光金属钨膜或钨块体膜。
27、专利技术效果
28、本专利技术提供了一种金属抛光用浆料组合物，其能够确保对钨膜等金属膜的高抛光率，同时最大限度地抑制在抛光过程中和/或抛光后在图案中出现凹陷和/或腐蚀等缺陷。
29、本专利技术能够提供一种金属抛光用浆料组合物，其对作为抛光对象膜的金属膜具有优秀的抛光性，并且其保管稳定性也得到显著改善。
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1.一种金属抛光用浆料组合物，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述公式2是在装有所述金属抛光用浆料组合物的所述量筒处于密封状态下，以50℃至60℃的温度保管30小时至40小时后冷却至室温来进行测量。
3.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，在所述公式2中，将所述金属抛光用浆料组合物填充至所述量筒高度的70％以上。
4.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述胶体二氧化硅是所述金属抛光用浆料组合物中的0.1重量％至10重量％。
5.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述胶体二氧化硅的大小为5nm至200nm。
6.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述抛光催化剂包括选自由银(Ag)、钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)、铁(Fe)、钼(Mo)、锰(Mn)、铌(Nb)、镍(Ni)、锇(Os)、钯(Pd)、钌(Ru)、锡(Sn)、钛(Ti)、钒(V)、铅(Pb)，以及钨(W)的金属、离子以及它们的氧化物组成的组中的
7.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述抛光催化剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.001重量％至10重量％。
8.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述金属抛光改进剂包括选自由谷氨酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、丁酸、氨基丁酸、草酸、琥珀酸、柠檬酸、庚二酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、己二酸、酒石酸、乳酸、戊二酸、乙醇酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵盐、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸铵盐、聚丙烯酸马来酸、磺酸、磺酸盐、甲苯磺酸、磺酸酯、磺酸酯盐、磷酸、二磷酸、多聚磷酸、磷酸盐、磷酸酯、磷酸酯盐、丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、聚丙烯酸/磺酸共聚物、以及聚丙烯酸/马来酸共聚物组成的组中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述氧化剂包括选自由过氧化氢、尿素过氧化氢、尿素、过碳酸盐、高碘酸、高碘酸盐、高氯酸、高氯酸盐、高溴酸、高溴酸盐、过硼酸、过硼酸盐、高锰酸、高锰酸盐、过硫酸盐、溴酸盐、氯酸盐、亚氯酸盐、铬酸盐、碘酸盐、碘酸、过硫酸铵、过氧化苯甲酰、过氧化钙、过氧化钡、过氧化钠，以及过氧化脲组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述氧化剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.01重量％至5重量％。
11.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述抛光抑制剂包括选自由甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸、组氨酸、赖氨酸、精氨酸、天冬氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱，以及月桂基丙基甜菜碱组成的组中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述抛光抑制剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.005重量％至5重量％。
13.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述凹陷和腐蚀改进剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.001％至3％。
14.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述凹陷和腐蚀改进剂包括非离子聚合物、糖化合物或它们两者，包括选自由葡萄糖、D-(+)-葡萄糖一水合物、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚甘油、聚丙二醇，以及聚乙烯吡咯烷酮组成的组中的至少一种。
15.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述金属抛光用浆料组合物的pH为1至7。
16.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述金属抛光用浆料组合物用于抛光金属钨膜或钨块体膜。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种金属抛光用浆料组合物，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述公式2是在装有所述金属抛光用浆料组合物的所述量筒处于密封状态下，以50℃至60℃的温度保管30小时至40小时后冷却至室温来进行测量。
3.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，在所述公式2中，将所述金属抛光用浆料组合物填充至所述量筒高度的70％以上。
4.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述胶体二氧化硅是所述金属抛光用浆料组合物中的0.1重量％至10重量％。
5.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述胶体二氧化硅的大小为5nm至200nm。
6.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述抛光催化剂包括选自由银(ag)、钴(co)、铬(cr)、铜(cu)、铁(fe)、钼(mo)、锰(mn)、铌(nb)、镍(ni)、锇(os)、钯(pd)、钌(ru)、锡(sn)、钛(ti)、钒(v)、铅(pb)，以及钨(w)的金属、离子以及它们的氧化物组成的组中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述抛光催化剂是所述金属抛光用浆料组合物中的0.001重量％至10重量％。
8.根据权利要求1所述的金属抛光用浆料组合物，其特征在于，所述金属抛光改进剂包括选自由谷氨酸、甲酸、醋酸、苯甲酸、丁酸、氨基丁酸、草酸、琥珀酸、柠檬酸、庚二酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、己二酸、酒石酸、乳酸、戊二酸、乙醇酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵盐、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸铵盐、聚丙烯酸马来酸、磺酸、磺酸盐、甲苯磺酸、磺酸酯、磺酸酯盐、磷酸、二磷酸、多聚磷酸、磷酸盐、磷酸酯、磷酸酯盐、丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚丙烯酸/苯乙烯共聚物、聚丙烯酰胺/丙烯酸共聚物、聚丙烯酸/磺酸共聚物...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄珍淑，孔铉九，金伦秀，
申请(专利权)人：凯斯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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