[發明專利]用于金屬膜的CMP漿料組合物和拋光方法

有效

• 申請號: 201780039537.0
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN109415598B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 樸京主;俞龍植
• 申請（專利權）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;C09K3/14
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 沈敬亭;曲在丹

本發明的用于金屬膜的CMP漿料組合物包含磨粒、溶劑、氧化劑、金屬離子和還原劑。

技術領域

本發明涉及用于金屬層的CMP漿料組合物和使用其的拋光方法。

背景技術

為了實現晶片表面或在所述晶片上的絕緣層或金屬層的平坦化，將CMP工藝應用于半導體器件的制造。所述CMP工藝是指使用拋光墊和漿料組合物通過拋光墊的軌道運動使拋光目標平坦化的工藝，其中將所述拋光墊的旋轉和線性運動結合起來，同時在使所述拋光墊與所述拋光目標接觸的情況下將拋光漿料供應到在所述拋光墊和所述拋光目標之間的空間中。

然而，所述CMP工藝具有如下問題：由于在所述拋光目標的平坦化過程中過度的拋光或蝕刻產生缺陷或凹陷。盡管在相關領域中嘗試了通過表面處理或調整磨粒的特性解決這個問題，但這些方法仍有限制。

因此，需要開發一種新的CMP漿料組合物，其可有效地抑制缺陷，諸如刮痕或凹陷的出現。

本發明的背景技術公開在韓國待審專利公開2006-0007028中。

發明內容

技術問題

本發明的目的是提供一種可使刮痕和凹陷的出現最小化的用于金屬層的CMP漿料組合物，和使用其的拋光方法。

本發明的另一個目的是提供一種使得能夠自修復刮痕和凹陷的用于金屬層的CMP漿料組合物，和使用其的拋光方法。

本發明的上述和其它目的可通過如下描述的本發明實現。

技術方案

本發明的一個方面涉及用于金屬層的CMP漿料組合物。

在一個實施方案中，所述用于金屬層的CMP漿料組合物包括磨粒、溶劑、氧化劑、金屬離子和還原劑。

所述金屬離子可包括一價銅離子(Cu⁺)、二價銅離子(Cu²⁺)、銀離子(Ag⁺)、一價鈷離子(Co⁺)、二價鈷離子(Co²⁺)、三價鈷離子(Co³⁺)、一價鎳離子(Ni⁺)和二價鎳離子(Ni²⁺)中的至少一種。

所述還原劑可包括抗壞血酸、乙醇酸、甲醛、次磷酸鹽、肼和二甲基胺硼烷中的至少一種。

在另一個實施方案中，所述CMP漿料組合物可進一步包括有機添加劑。

所述有機添加劑可包括聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)、乙二醇-丙二醇共聚物(PEG-PPG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚丙烯酸(PAA)、鯨蠟基三甲基溴化銨(CTAB)、十二烷基三甲基溴化銨(DTAB)、雙(3-磺丙基)二硫化物(SPS)、3-N,N-二甲基氨基二硫代氨基甲酰基-1-丙磺酸(DPS)、3-巰基-1-丙磺酸(MPSA)和2-巰基-5-苯并咪唑磺酸(MBIS)中的至少一種。

在另一個實施方案中，所述CMP漿料組合物可進一步包括腐蝕抑制劑、pH調整劑和絡合劑中的至少一種。

所述CMP漿料組合物可包括約1mM至約300mM的所述金屬離子。

所述CMP漿料組合物可包括約1mM至約200mM的所述還原劑。

所述CMP漿料組合物可包括約0.01重量％(wt％)至約10wt％的所述氧化劑。

所述氧化劑對所述還原劑的摩爾比率可在約1:1至約10:1范圍內。

所述還原劑對所述有機添加劑的摩爾比率可在約2:1至約50:1范圍內。