CN109153888A - 高阶梯差抛光料浆组合物 - Google Patents

高阶梯差抛光料浆组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高阶梯差抛光料浆组合物，根据本发明一个实施例的高阶梯差抛光料浆组合物包括：抛光液，含有经正电荷分散的金属氧化物抛光粒子；和添加液，含有高分子聚合物，具有经正电荷被活性化的一个以上元素，且具有凸出部和凹陷部的氧化膜图案晶片中的阶梯差去除速度和氧化膜平板晶片中的去除速度的抛光选择比为5:1以上。

Description

高阶梯差抛光料浆组合物
技术领域
本发明涉及一种高阶梯差抛光料浆组合物。
背景技术
随着半导体元件变得更多样化及密集化，更细密的图案形成技术正被使用，由此，半导体元件的表面变得更复杂，且表面膜的阶梯差也随之增大。在制造半导体元件时，为了去除形成在基片上的特定膜中的阶梯差，使用平坦化技术的化学机械研磨CMP(chemicalmechanical polishing)。例如，作为去除用于层绝缘过量成膜的绝缘膜的工程，多数使用ILD(interlayer dielectronic)和芯片(chip)之间绝缘的STI(shallow trenchisolation)绝缘膜平坦化工程，以及排线、接触插塞、通路接触等形成金属导电膜的工程。在CMP工程中，抛光速度，抛光表面的平坦化度、刮痕发生度较重要，其根据工程条件、料浆种类、抛光垫等的种类被决定。此外，随着密集度提高，工程的规格更严格，阶梯差十分大，因此，快速使绝缘膜平坦化显得十分重要，但图案尺寸较小密度较高的区域被局部平坦化，且图案大较宽的区域仍旧保持初始阶梯差。在图案上，不能在凸出部和凹陷部中完全地去除阶梯差，抛光后留下剩余的阶梯差，平坦化效率较低。为了去除阶梯差，将经负电荷分散的料浆和阴离子性高分子添加剂混合来制备料浆进行使用，但阴离子的高分子添加剂与经正电荷分散的料浆发生凝固，从而使刮痕和缺陷被增加。此外，阴离子性高分子使经正电荷分散的料浆抛光速度急减，从而去除阶梯差的性能低下，在增加抛光速度时具有局限性。
发明内容
技术课题
本发明为了解决上述的问题，目的在于提供一种高阶梯差抛光料浆组合物，在图案晶片的阶梯差较大的凸出部快速地抛光平坦化，阶梯差去除后减少抛光速度，具有平坦化面被保护的自动抛光装置性能。
但是，本发明解决的问题并不局限于上述的技术课题，本领域的普通技术人员通过下述记载，没有提及的其他课题也可以被容易地理解。
技术方案
根据一个侧面，提供一种高阶梯差抛光料浆组合物，包括：抛光液，含有经正电荷分散的金属氧化物抛光粒子；和添加液，含有高分子聚合物，具有经正电荷被活性化的一个以上元素，且具有凸出部和凹陷部的氧化膜图案晶片中的阶梯差去除速度和氧化膜平板晶片中的去除速度的抛光选择比为5:1以上。
根据一个侧面，所述氧化膜图案晶片中凸出部和凹陷部的去除速度选择比为5:1以上。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子可包括从金属氧化物、经有机物或无机物涂层的金属氧化物、及胶体状态的所述金属氧化物形成的群中选出的至少任何一个，且所述金属氧化物包括从二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群中选出的至少任何一个。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子可以是经正电荷分散的胶体状态的二氧化铈。
根据一个侧面，所述高分子聚合物可包括一个以上的经正电荷被活性化的氮。
根据一个侧面，所述高分子聚合物可为4级铵基或4级铵盐。
根据一个侧面，所述高分子聚合物可包括从以下形成的群中选出的至少任何一个：聚乙烯(二烯丙基二甲基氯化铵)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride)；(聚乙烯[双(2-氯乙基)乙醚-alt-1,3-双[3-(二甲氨基)丙基]脲])](Poly[bis(2-chloroethyl)ether-alt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea])；具有1,4-二氯-2-丁烯和N,N,N',N'-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺的2,2',2”-次氨基三乙醇聚合物(Ethanol,2,2',2”-nitrilotris-,polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine)；羟乙基纤维素二甲基二烯丙基氯化铵共聚物(Hydroxyethylcellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer)；丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride)；丙烯酰胺/四级化的二甲基乙基铵甲基丙烯酸酯共聚物(Copolymer of acrylamide andquaternized dimethylammoniumethyl methacrylate)；丙烯酸/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride)；丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲胺乙酯甲基氯共聚物(Acrylamide-dimethylaminoethylmethacrylate methyl chloride copolymer)；四级化的羟乙基纤维素(Quaternizedhydroxyethyl cellulose)；乙烯吡咯烷酮/四级化的甲基丙烯酸二甲胺乙酯共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethylmethacrylate)；乙烯吡咯烷酮/四级化的乙烯基咪唑共聚物(Copolymer ofvinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole)；乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸氨丙基三甲铵共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyltrimethylammonium)；聚乙烯(2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride))；聚乙烯(丙烯酰胺2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride))；聚乙烯[2-(甲基丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷])(poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylatemethyl chloride])；聚乙烯[3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵](poly[3-acrylamidopropyltrimethylammonium chloride])；聚乙烯[3-甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵])(poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride])；聚乙烯[氧乙炔(二甲胺)乙烯(二甲胺)二氯化乙烯](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene(dimethylimino)ethylenedichloride])；丙烯酸/丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵的三元共聚物(Terpolymer of acrylic acid,acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride)；丙烯酸/甲基丙烯酸氨丙基三甲基氯化铵/丙烯酸甲酯的三元共聚物(Terpolymer ofacrylic acid,methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride,and methylacrylate)和乙烯己内酰胺/乙烯吡咯烷酮/四级化的乙烯基咪唑三元共聚物(Terpolymerof vinylcaprolactam,vinylpyrrolidone,and quaternized vinylimidazole)；聚乙烯(2-甲基丙烯酰氧乙基)磷酰胆碱-co-n-甲基丙烯酸丁酯(Poly(2-methacryloxyethyl)phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)；PDMAEA BCQ；PDMAEA MCQ；以及聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(polymethacrylamidopropyltrimonium chloride)。
根据一个侧面，所述具有经正电荷被活性化的一个以上元素的高分子聚合物，在所述高阶梯差抛光料浆组合物中可为0.001wt％～0.1wt％。
根据一个侧面，可进一步包括：从吡啶甲酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、聚砜酸、羧酸、氨基酸、醋酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、草酸、邻苯二甲酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸，和乳酸形成的群中选出的至少任何一个以上的酸性物质。
根据一个侧面，可进一步包括：pKa值为9以上的碱性物质。
根据一个侧面，所述碱性物质可包括从以下形成的群中选出的至少任何一个：精氨酸、NH4OH、丙胺、三乙胺、三丁胺、四甲胺、四甲基氢氧化铵、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-二甲氨-2-甲基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、1-二甲氨基-2-丙醇、3-二甲氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-乙醇、2-乙胺基-1-乙醇、1-(二甲氨基)2-丙醇、N-甲基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-异丙基二乙醇胺、N-(2-甲基丙)二乙醇胺、N-n-丁基二乙醇胺、N-t-丁基乙醇胺、N-环己基二乙醇胺,2-(二甲氨基)乙醇、2-二乙基氨基乙醇、2-二丙基氨基乙醇、2-丁氨基乙醇、2-t-丁氨基乙醇、2-环氨基乙醇、2-氨基-2-丙醇、2-[双(2-羟乙基)氨基]-2-甲基-1-丙醇、2-[双(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇、N,N-双(2-羟丙基)乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三(羟甲基)甲胺和四异丙醇胺。
根据一个侧面，所述高阶梯差抛光料浆组合物的pH可为3～8。
根据一个侧面，可进一步包括水，且所述抛光液与水与添加液的比例为1:3～10:1～8。
技术效果
根据本发明的一个实施例的高阶梯差抛光料浆组合物，在图案中的凸出部具有较高的抛光速度，并去除晶片的阶梯差，从而去除阶梯差，并在阶梯差被去除后，减少抛光速度，实现平坦化，且在低阶梯差的区域中强化抛光停止性能，具有可提高阶梯差去除率的效果。此外，通过含有二氧化铈抛光粒子的料浆组合物，在去除阶梯差时，具有使刮痕和缺陷最小化的效果。据此，抛光工程优良，可减少工程时间，增加生产性。
具体实施方式
以下参照附图，对本发明的实施例进行详细说明。本发明的说明中，当有关已知的性能或结构的具体说明被判断使本发明的要点变得模糊不清时，省略上述说明。此外，在本发明中使用的技术用语(terminology)作为用于适当表现优选实施例的用语，其根据使用者、运用者的意图或本发明所属的领域规则而有所不同。因此，有关技术用语的定义应根据本说明书的整个内容。各附图中示出的相同参照符号示出相同的部件。
在整个说明书中，描述包含某一部分某一结构要素时，其并不表示将无相反记载的其他结构要素除外，其也可以是指包含其他的结构要素。
以下，参照实施例和附图，对本发明的高阶梯差抛光料浆组合物进行详细地说明。但是，本发明并不局限于在此所述的实施例和附图。
根据一个实施例，提供一种高阶梯差抛光料浆组合物，包括：抛光液，含有经正电荷分散的金属氧化物抛光粒子；和添加液，含有高分子聚合物，具有经正电荷可被活性化的一个以上元素，且具有凸出部和凹陷部的氧化膜图案晶片的阶梯差去除速度和氧化膜平板晶片的去除速度的抛光选择比为5:1以上。
根据一个侧面，所述高分子聚合物，不仅可以抑制阶梯差区域的抛光速度，还可以提高凸出部的抛光速度。为了形成平坦面的图案，通过蚀刻(etch工程形成沟(trench)后，在其上进行绝缘膜(例如，二氧化硅)蒸涂工程时，会产生凹槽部分和没有凹槽部分的高度差，该高度差被称为阶梯差(step height)。阶梯差根据蚀刻工程中的沟深度，可为至由于高度差，可将较高的部分称为凸出部(高阶梯差区域)，则较低的部分称为凹陷部(低阶梯差区域)。通过本发明的高阶梯差抛光料浆组合物，可实现该阶梯差被去除的平坦面。
根据一个侧面，所述氧化膜图案晶片中凸出部和凹陷部的去除速度选择比为5:1以上。抛光初期，凸出部受到较强的物理压力，抛光被较快地进行。受到较少压力的凹陷部中，非抛光膜中吸附的高阶梯差抛光料浆组合物在膜的表面形成薄膜钝化(passivation)，从而进行保护，并可抑制抛光，因此可实习停止抛光的性能。随着抛光被继续进行，凸出部和凹陷部的阶梯差变小，阶梯差消除，可提高去除阶梯差的效率。由此，在进行层间绝缘膜抛光时，可更有效地去除细密图案所造成的高阶梯差，并可在平坦化后，具有改善晶片内的均匀度(uniformity)和输率的效果。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子包括从金属氧化物、经有机物或无机物涂层的金属氧化物、及胶体状态的所述金属氧化物形成的群中选出的至少任何一个，且所述金属氧化物可包括从二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群中选出的至少任何一个。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子可以是经正电荷分散的胶体状态的二氧化铈。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子可以是通过液相法被制成。液相法是使抛光粒子在水溶液中发生化学反应，使结晶生长获取微粒子的溶胶凝胶(sol-gel)法，或是将抛光粒子离子在水溶液中沉淀的共沉淀法，和在高温高压中形成抛光粒子的水热合成法等来制备。含有经液相法制备的抛光粒子的抛光料浆组合物由于具有球形的粒子形状，可减少进行抛光处理时发生的细小刮痕，以单分散性的粒度分布进行晶片抛光处理时，具有均一抛光速度的轮廓。
根据一个侧面，使用根据一个实施例的高阶梯差抛光料浆组合物来进行抛光工程时，不仅可实习高阶梯差抛光性能，还可实现良好的平坦化效率、均一性、抛光速度，同时可增加负载效应(loading effect)，通过实现均一的负载效应(homogenious loadingeffect)，来减少缺陷和刮痕。所述高阶梯差抛光料浆组合物包括：添加液，含有高分子聚合物，具有经正电荷被活性化的一个以上元素；和抛光液，含有经正电荷分散的金属氧化物抛光粒子。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子，在所述料浆组合物中可为0.1wt％～10wt％。当所述金属氧化物抛光粒子为0.1wt％～以下时，抛光速度低下，且超过10wt％时，具有可能会因抛光粒子发生缺陷的问题。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子的尺寸可以是10nm至100nm。所述高阶梯差抛光料浆组合物中一次粒子的平均尺寸，确保粒子均一性，为了减少刮痕和缺陷必须为100nm以下，当为10nm以下时，抛光率下降，具有不能满足抛光率的问题。本发明的抛光粒子为了调节抛光率及减少碟形和腐蚀，可将不同尺寸的粒子混合进行使用。
根据一个侧面，所述金属氧化物抛光粒子，可以是经正电荷分散的胶体状态的二氧化铈。所述经正电荷分散的胶体状态的二氧化铈可与经正电荷被活性化的添加液混合，体现更高的阶梯差去除性能及自动抛光停止性能。
根据一个侧面，所述高分子聚合物可包括一个以上的经正电荷被活性化的氮。
根据一个侧面，所述高分子聚合物可以是4级铵基或4级铵盐。
根据一个侧面，所述高分子聚合物可包括从以下形成的群中选出的至少任何一个：聚乙烯(二烯丙基二甲基氯化铵)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride)；(聚乙烯[双(2-氯乙基)乙醚-alt-1,3-双[3-(二甲氨基)丙基]脲])](Poly[bis(2-chloroethyl)ether-alt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea])；具有1,4-二氯-2-丁烯和N,N,N',N'-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺的2,2',2”-次氨基三乙醇聚合物(Ethanol,2,2',2”-nitrilotris-,polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine)；羟乙基纤维素二甲基二烯丙基氯化铵共聚物(Hydroxyethylcellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer)；丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride)；丙烯酰胺/四级化的二甲基乙基铵甲基丙烯酸酯共聚物(Copolymer of acrylamide andquaternized dimethylammoniumethyl methacrylate)；丙烯酸/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride)；丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲胺乙酯甲基氯共聚物(Acrylamide-dimethylaminoethylmethacrylate methyl chloride copolymer)；四级化的羟乙基纤维素(Quaternizedhydroxyethyl cellulose)；乙烯吡咯烷酮/四级化的甲基丙烯酸二甲胺乙酯共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethylmethacrylate)；乙烯吡咯烷酮/四级化的乙烯基咪唑共聚物(Copolymer ofvinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole)；乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸氨丙基三甲铵共聚物(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyltrimethylammonium)；聚乙烯(2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride))；聚乙烯(丙烯酰胺2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride))；聚乙烯[2-(甲基丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷])(poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylatemethyl chloride])；聚乙烯[3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵](poly[3-acrylamidopropyltrimethylammonium chloride])；聚乙烯[3-甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵])(poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride])；聚乙烯[氧乙炔(二甲胺)乙烯(二甲胺)二氯化乙烯](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene(dimethylimino)ethylenedichloride])；丙烯酸/丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵的三元共聚物(Terpolymer of acrylic acid,acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride)；丙烯酸/甲基丙烯酸氨丙基三甲基氯化铵/丙烯酸甲酯的三元共聚物(Terpolymer ofacrylic acid,methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride,and methylacrylate)和乙烯己内酰胺/乙烯吡咯烷酮/四级化的乙烯基咪唑三元共聚物(Terpolymerof vinylcaprolactam,vinylpyrrolidone,and quaternized vinylimidazole)；聚乙烯(2-甲基丙烯酰氧乙基)磷酰胆碱-co-n-甲基丙烯酸丁酯(Poly(2-methacryloxyethyl)phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)；PDMAEA BCQ；PDMAEA MCQ；以及聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(polymethacrylamidopropyltrimonium chloride)。
根据一个侧面，所述具有经正电荷被活性化的一个以上元素的高分子聚合物，在所述高阶梯差抛光料浆组合物中可为0.001wt％～0.1wt％。当含有一个以上阳离子元素的高分子聚合物为0.001wt％以下时，自动抛光停止性能较难被实现，且超过0.1wt％时，阶梯差去除性能可能下降，凸出部和凹陷部的研磨选择比不能被实现，从而基片表面缺陷可能增加。
根据一个侧面，可进一步包括：从吡啶甲酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、聚砜酸、羧酸、氨基酸、醋酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、草酸、邻苯二甲酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸，和乳酸形成的群中选出的至少任何一个以上的酸性物质。所述聚丙烯酸共聚物可包含：聚丙烯酸-磺酸共聚物(polyacrylic acid-sulfonic acid copolymer)、聚丙烯酸-丙二酸共聚物(polyacrylic acid-malonic acid copolymer)、聚丙烯酸-聚苯乙烯共聚物(polyacrylic acid-polystyrene copolymer)。
根据一个侧面，所述碱性物质在所述高阶梯差抛光料浆组合物中可为0.01wt％～1wt％。当所述碱性物质在所述高阶梯差抛光料浆组合物中为0.01wt％以下时，阶梯差去除性能较难被实现，且超过1wt％时，自动抛光停止性能被减少。
根据一个侧面，可进一步包括pKa值为9以上的碱性物质。
根据一个侧面，所述碱性物质可包括从以下形成的群中选出的至少任何一个：精氨酸、NH4OH、丙胺、三乙胺、三丁胺、四甲胺、四甲基氢氧化铵、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-二甲氨-2-甲基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、1-二甲氨基-2-丙醇、3-二甲氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-乙醇、2-乙胺基-1-乙醇、1-(二甲氨基)2-丙醇、N-甲基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-异丙基二乙醇胺、N-(2-甲基丙)二乙醇胺、N-n-丁基二乙醇胺、N-t-丁基乙醇胺、N-环己基二乙醇胺,2-(二甲氨基)乙醇、2-二乙基氨基乙醇、2-二丙基氨基乙醇、2-丁氨基乙醇、2-t-丁氨基乙醇、2-环氨基乙醇、2-氨基-2-丙醇、2-[bis(2-羟乙基)氨基]-2-甲基-1-丙醇、2-[bis(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇、N,N-bis(2-羟丙基)乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、tris(羟甲基)甲胺和四异丙醇胺
根据一个侧面，所述碱性物质，在所述高阶梯差抛光料浆组合物中可为0.01wt％～1wt％。当所述碱性物质为0.01wt％～以下时，阶梯差去除性能低下，且超过1wt％时，可能会使自动抛光停止性能下降。
根据一个侧面，所述高阶梯差抛光料浆组合物的pH可以是3～8。pH较低时，抛光速度下降，pH较高时抛光速度增加，但是当pH超过8时，自动抛光停止性能急剧下降，具有高阶梯差去除性能减少的问题。
根据一个侧面，所述高阶梯差抛光料浆组合物可进一步包括水。所述水，例如可包括脱离子水，离子交换水，以及超纯水。
根据一个侧面，所述抛光液与水与添加液的比例为1:3～10:1～8。在所述添加液的比例为1～4的范围下，添加液的比例越小，越适合在大型(bulk)高阶梯差抛光中使用，且在5～8的范围下，添加液的比例越高，自动化抛光停止性能被强化，更可有效地去除抛光工程中的残余阶梯差。
根据一个侧面，分别准备抛光液和添加液，并在抛光之前混合，以使用的二液相形态被提供，且也可以是抛光液和添加液被混合的一液相形态被提供。
以下，通过实施例，对本发明进行更详细地说明，但是以下实施例仅用于说明的目的，并不用于限制本发明的范围。
[实施例1]
添加聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(polymethacrylamidopropyltrimoniumchloride)250ppm作为高分子聚合物，柠檬酸0.1wt％作为酸性物质，以及2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇(AEPD)作为碱性物质，调节至pH3后进行混合制备添加液。此外，准备含有二氧化铈抛光粒子4wt％的抛光液，并使所述抛光液：超纯水：添加剂液的比例为1:6:4，从而制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例2]
添加聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(polymethacrylamidopropyltrimoniumchloride)250ppm作为高分子聚合物，柠檬酸0.1wt％作为酸性物质，以及2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇(AEPD)作为碱性物质，调节至pH5后进行混合制备添加液。此外，准备含有二氧化铈抛光粒子4wt％的抛光液，并使所述抛光液：超纯水：添加剂液的比例为1:6:4，从而制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例3]
除了添加吡啶甲酸0.05wt％作为酸性物质以外，其他与实施例2相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例4]
除了添加醋酸0.1wt％作为酸性物质以外，其他与实施例2相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例5]
除了添加丙二酸0.1wt％作为酸性物质以外，其他与实施例2相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例6]
除了添加酒石酸0.1wt％作为酸性物质以外，其他与实施例2相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例7]
除了添加聚丙烯酸(PAA)10K 0.1wt％作为酸性物质以外，其他与实施例2相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例8]
除了添加柠檬酸0.1wt％作为酸性物质以及精氨酸作为碱性物质以外，其他与实施例7相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例9]
除了添加酒石酸0.1wt％作为酸性物质以外，其他与实施例8相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例10]
添加聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(polymethacrylamidopropyltrimoniumchloride)300ppm作为高分子聚合物，醋酸0.1wt％作为酸性物质，以及精氨酸作为碱性物质，调节至pH5后进行混合制备添加液。此外，准备含有二氧化铈抛光粒子4wt％的抛光液，并使所述抛光液：超纯水：添加剂液的比例为1:6:4，从而制备高阶梯差抛光料浆组合物。
[实施例11]
除了添加酒石酸0.05wt％作为酸性物质以外，其他与实施例10相同地实施，制备高阶梯差抛光料浆组合物。
利用本发明的实施例1至11的高阶梯差抛光料浆组合物，以如上所述的抛光条件，对具有凸出部和凹陷部的晶片进行了抛光。
[抛光条件]
1.抛光设备：UNIPLA 231DoosanMecatec 200mm
2.晶片：PETEOS 20KILD图案晶片15K沟深度10K
3.压板速度(platen speed)：24rpm
4.轴转速(spindle speed)：90rpm
5.晶片压力：4psi
6.料浆流量(flow rate)：200ml/min
以下表1示出根据实施例1至实施例11的高阶梯差抛光料浆组合物的混合物的平板晶片去除速度(blanket wafer removal rate；BWRR)及图案晶片高阶梯差去除速度(step height removal rate；SHRR)。
【表1】
在使用实施例1至实施例11的高阶梯差抛光料浆组合物，具有凸出部和凹陷部的氧化膜图案晶片中的阶梯差去除速度和氧化膜平板晶片中的去除速度的抛光选择比为5:1以上。由此，图案中的凸出部具有较高的抛光速度，且在凹陷部中，抛光停止性能被加强，具有优秀的阶梯差去除性能。
如上所述，虽然本发明通过限制性实施例及附图进行了说明，但本发明并不局限于在此所述的实施例及示例。本发明所属技术领域中的普通技术人员可通过上述实施例进行多种变形和修改。但该变形和修改由后附的权利要求范围以及权利要求范围等同内容定义。

Claims (13)

1.一种高阶梯差抛光料浆组合物，包括：
抛光液，含有经正电荷分散的金属氧化物抛光粒子；和
添加液，含有高分子聚合物，具有经正电荷被活性化的一个以上元素，且
具有凸出部和凹陷部的氧化膜图案晶片中的阶梯差去除速度和氧化膜平板晶片中的去除速度的抛光选择比为5:1以上。
2.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述氧化膜图案晶片中凸出部和凹陷部的去除速度选择比为5:1以上。
3.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述金属氧化物抛光粒子包括从金属氧化物、经有机物或无机物涂层的金属氧化物、及胶体状态的所述金属氧化物形成的群中选出的至少任何一个，且
所述金属氧化物包括从二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群中选出的至少任何一个。
4.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述金属氧化物抛光粒子为经正电荷分散的胶体状态的二氧化铈。
5.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述高分子聚合物包括一个以上的经正电荷被活性化的氮。
6.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述高分子聚合物为4级铵基或4级铵盐。
7.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述高分子聚合物包括从以下形成的群中选出的至少任何一个：
聚乙烯(二烯丙基二甲基氯化铵)；(聚乙烯[双(2-氯乙基)乙醚-alt-1,3-双[3-(二甲氨基)丙基]脲])；具有1,4-二氯-2-丁烯和N,N,N',N'-四甲基-2-丁烯-1,4-二胺的2,2',2”-次氨基三乙醇聚合物；羟乙基纤维素二甲基二烯丙基氯化铵共聚物；丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物；丙烯酰胺/四级化的二甲基乙基铵甲基丙烯酸酯共聚物；丙烯酸/二烯丙基二甲基氯化铵共聚物；丙烯酰胺/甲基丙烯酸二甲胺乙酯甲基氯共聚物；四级化的羟乙基纤维素；乙烯吡咯烷酮/四级化的甲基丙烯酸二甲胺乙酯共聚物；乙烯吡咯烷酮/四级化的乙烯基咪唑共聚物；乙烯吡咯烷酮/甲基丙烯酸氨丙基三甲铵共聚物；聚乙烯(2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)；聚乙烯(丙烯酰胺2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵)；聚乙烯[2-(甲基丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷])；聚乙烯[3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵]；聚乙烯[3-甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵])；聚乙烯[氧乙炔(二甲胺)乙烯(二甲胺)二氯化乙烯]；丙烯酸/丙烯酰胺/二烯丙基二甲基氯化铵的三元共聚物；丙烯酸/甲基丙烯酸氨丙基三甲基氯化铵/丙烯酸甲酯的三元共聚物和乙烯己内酰胺/乙烯吡咯烷酮/四级化的乙烯基咪唑三元共聚物；聚乙烯(2-甲基丙烯酰氧乙基)磷酰胆碱-co-n-甲基丙烯酸丁酯；PDMAEA BCQ；PDMAEA MCQ；以及聚甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵。
8.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述具有经正电荷被活性化的一个以上元素的高分子聚合物，在所述高阶梯差抛光料浆组合物中为0.001wt％～0.1wt％。
9.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，进一步包括：从吡啶甲酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸共聚物、聚砜酸、羧酸、氨基酸、醋酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、草酸、邻苯二甲酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸，和乳酸形成的群中选出的至少任何一个以上的酸性物质。
10.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，进一步包括：pKa值为9以上的碱性物质。
11.根据权利要求10所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述碱性物质包括从以下形成的群中选出的至少任何一个：
精氨酸、NH4OH、丙胺、三乙胺、三丁胺、四甲胺、四甲基氢氧化铵、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇、2-二甲氨-2-甲基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、1-二甲氨基-2-丙醇、3-二甲氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-丙醇、2-二甲氨基-1-乙醇、2-乙胺基-1-乙醇、1-(二甲氨基)2-丙醇、N-甲基二乙醇胺、N-丙基二乙醇胺、N-异丙基二乙醇胺、N-(2-甲基丙)二乙醇胺、N-n-丁基二乙醇胺、N-t-丁基乙醇胺、N-环己基二乙醇胺,2-(二甲氨基)乙醇、2-二乙基氨基乙醇、2-二丙基氨基乙醇、2-丁氨基乙醇、2-t-丁氨基乙醇、2-环氨基乙醇、2-氨基-2-丙醇、2-[双(2-羟乙基)氨基]-2-甲基-1-丙醇、2-[双(2-羟乙基)氨基]-2-丙醇、N,N-双(2-羟丙基)乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、三(羟甲基)甲胺和四异丙醇胺。
12.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，其中，所述高阶梯差抛光料浆组合物的pH为3～8。
13.根据权利要求1所述的高阶梯差抛光料浆组合物，进一步包括水，且
所述抛光液与水与添加液的比例为1:3～10:1～8。
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