CN113308197A - 用于化学机械抛光的浆料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于化学机械抛光的浆料组合物。根据发明一实施例的用于化学机械抛光的浆料组合物包括：抛光粒子；氧化剂；以及碳抛光抑制剂。

Description

用于化学机械抛光的浆料组合物
技术领域
本发明涉及一种用于化学机械抛光的浆料组合物。
背景技术
随着半导体元件越来越多样且高度集成化，开始使用一种能够形成细微图案的技术，由此使得半导体元件的表面结构越来越复杂，表面膜的阶梯差也越来越大。在制造半导体元件的过程中使用化学机械抛光(CMP，chemical mechanical polishing)的平坦化技术来去除形成在基板的特定膜上的阶梯差。在CMP工艺中，将待执行平坦化工艺的晶片放置在旋转板上，使所述晶片的表面与抛光机的垫接触，然后供应浆料组合物并旋转旋转板和抛光机的垫，从而执行抛光工艺。即，当浆料组合物在晶片表面和垫之间流动时，晶片表面的抛光通过浆料组合物中的抛光粒子与垫的表面突起产生的机械摩擦来完成，同时，化学去除通过浆料组合物中的化学成分与晶片表面发生化学反应来完成。CMP工艺的抛光效率取决于CMP设备、浆料组合物的成分及抛光垫的种类等，其中所述浆料组合物的成分对抛光效率起到重要影响。对于具有相同组合物的浆料组合物，膜的抛光速度可以根据膜的性质而改变，并且，可以通过使用这些抛光速度之间的差来调整膜的抛光精度。例如，根据抛光材料的不同，可以将其分类为氧化物(oxide)CMP工艺、金属(metal)CMP工艺、多晶硅(poly-Si)CMP工艺和有机膜CMP工艺等。
由于半导体器件中广泛使用的氧化膜、氮化膜、金属膜和多晶硅膜之间的抛光速度差，通常执行CMP工艺。尤其，在这些浆料组合物中使用同时抛光氧化膜、氮化膜及多晶硅膜的浆料组合物。然而，由于同时抛光氧化膜、氮化膜及多晶硅膜的浆料组合物缺乏抛光停止功能，因此在分离元件时会出现凹陷和侵蚀等现象，因此，随着半导体器件高度集成，需要一种能够选择性地抛光所需膜的用于化学机械抛光的浆料组合物。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于解决上述问题，即提供一种用于化学机械抛光的浆料组合物，其将氮化膜、绝缘膜、金属膜及多晶硅膜的抛光率保持在一定程度的同时，能够选择性地抑制碳基膜的抛光率。
然而，本发明要解决的问题并非受限于上述言及的问题，未言及的其他问题能够通过以下记载由本领域普通技术人员所明确理解。
解决问题的技术手段
根据本发明一实施例的用于化学机械抛光的浆料组合物包括：抛光粒子；氧化剂；以及碳抛光抑制剂。
根据一实施例，所述抛光粒子可以包括从由金属氧化物、经有机物或无机物涂覆的金属氧化物以及胶体状态的所述金属氧化物组成的群组中选择的至少任一种，所述金属氧化物可以包括从由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述抛光粒子可以包括粒径为10nm至200nm的一次粒子及粒径为30nm至300nm的二次粒子。
根据一实施例，所述抛光粒子可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.1重量％至10重量％。
根据一实施例，所述氧化剂可以包括从由过氧化氢、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、过锰酸、过锰酸盐、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、过氧化钠及过氧化尿素组成的群组中选择的任一种以上。
根据一实施例，所述氧化剂可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.05重量％至5重量％。
根据一实施例，所述碳抛光抑制剂可以包括具有6至20个碳原子的阴离子官能团、具有6至20个碳原子的阴离子官能团及阳离子官能团或两者。
根据一实施例，所述碳抛光抑制剂可以包括阴离子表面活性剂、两性表面活性剂或两者。
根据一实施例，所述阴离子表面活性剂可以包括从由十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基芳基硫酸钠、聚氧乙烯烷基芳基硫酸铵、烷基醚磷酸酯、月桂醇硫酸酯钠、月桂醇醚硫酸钠、十二酯硫酸胺、甲基椰油酰基牛磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇磺基琥珀酸酯二钠、椰油酰基谷氨酸二钠、椰油酰基谷氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰基丙氨酸钠、椰油酰羟乙磺酸酯钠、月桂酰羟甲基乙磺酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠及C14-16烯烃磺酸钠组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述两性表面活性剂可以包括从由椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、烷基甜菜碱、氨基甜菜碱、磺基甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、氨基磺基甜菜碱、磷酸甜菜碱、咪唑啉甜菜碱、烷基氨基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基二甲胺甜菜碱、烷基二甲基甜菜碱、野杏油酰胺基丙基甜菜碱、椰油酰胺甜菜碱、椰油基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油二甲基甜菜碱、月桂基甜菜碱、月桂基酰胺丙基甜菜碱、小麦胚芽油酰胺丙基甜菜碱、异硬脂酰胺丙基甜菜碱、肉豆蔻酰胺丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、十一碳烯酰胺丙基甜菜碱、2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉甜菜碱、月桂酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠及椰油酰两性基乙酸钠组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述碳抛光抑制剂可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.0001重量％至1重量％。
根据一实施例，可以包括从由金属抛光改进剂、金属抛光抑制剂、氮化膜抛光改进剂、氮化膜抛光抑制剂、聚膜抛光改进剂及聚膜抛光抑制剂组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述用于化学机械抛光的浆料组合物的接触角可以在10°至70°范围内。
根据一实施例，所述用于化学机械抛光的浆料组合物的pH可以在2.0至6.0范围内。
根据一实施例，抛光对象膜可以包括从由氮化膜、绝缘膜、金属膜、多晶硅膜及碳基膜组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述碳基膜的抛光量可以小于
Figure BDA0002944892440000031
发明的效果
根据本发明一实施例的用于化学机械抛光的浆料组合物将氮化膜、绝缘膜、金属膜及多晶硅膜的抛光率保持在一定程度的同时，能够选择性地抑制碳基膜的抛光率。本发明提供一种用于化学机械抛光的浆料组合物，其通过调节碳基膜与浆料组合物之间的表面能来最大化碳基膜与浆料组合物之间的相互作用，从而有效地抑制碳基膜质的抛光。
具体实施方式
以下，对本发明的实施例进行详细说明。在对本发明进行说明的过程中，当判断对于相关公知功能或构成的具体说明会不必要地混淆实施例时，省略其详细说明。并且，本发明中使用的术语用于恰当地说明本发明的优选实施例，能够基于使用者、采用者的意图或本发明所属领域的惯例有所不同。因此，对本发明中术语进行定义时应基于说明书的整体内容。
在整体说明书中，当记载某个部件位于其他部件“上”时，不仅表示某一部件接触其他部件的情况，也包括两个部件之间存在其他部件的情况。
在整体说明书中，当说明某一部分“包括”某一构成要素时，不表示排除其他构成要素，还能够包括其他构成要素。
下面，参照实施例对本发明的用于化学机械抛光的浆料组合物进行具体说明。然而，本发明并非受限于实施例。
根据本发明一实施例的用于化学机械抛光的浆料组合物包括：抛光粒子；氧化剂；以及碳抛光抑制剂。
根据本发明一实施例的用于化学机械抛光的浆料组合物可以将氮化膜、绝缘膜、金属膜及多晶硅膜的抛光率保持在一定程度的同时，选择性地抑制碳基膜质的抛光。并且，本发明提供一种用于化学机械抛光的浆料组合物，其可以通过调节碳基膜质与浆料组合物之间的表面能来最大化碳基膜质与浆料组合物之间的相互作用，从而有效地抑制碳基膜质的抛光。
根据一实施例，所述抛光粒子可以包括从由金属氧化物、经有机物或无机物涂覆的金属氧化物以及胶体状态的所述金属氧化物组成的群组中选择的至少任一种，所述金属氧化物可以包括从由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，可以通过液相法制备所述抛光粒子，并进行分散使得抛光粒子的表面具有负电荷。所述抛光粒子可以包括通过液相法制备的抛光粒子，但并不限于此。液相法是通过使抛光粒子前驱体在水溶液中发生化学反应，并使结晶生长从而获得微粒子的溶胶-凝胶(sol-gel)法，或者是将抛光粒子离子在水溶液中进行沉淀的共沉法，以及在高温高压中形成抛光粒子的水热合成法等进行制备的方法。通过液相法制备的抛光粒子被进行分散使得抛光粒子的表面具有负电荷。
根据一实施例，所述抛光粒子可以包括粒径为10nm至200nm的一次粒子及粒径为30nm至300nm的二次粒子。所述抛光粒子的平均粒径是能够通过扫描电子显微镜分析或动态光散射检测的视野范围内的多个粒子粒径的平均值。为确保粒子均匀性，一次粒子的大小应为200nm以下，并且当不到5nm时会降低抛光率。对于所述用于化学机械抛光的浆料组合物的二次粒子，当二次粒子大小不到30nm时，会由于研磨产生过多的小粒子，降低洗涤性，并且在晶片表面产生过多缺陷，当超过300nm时，会因过度抛光导致难以调节选择比，具有发生凹陷、腐蚀及表面缺陷的可能性。
根据一实施例，所述抛光粒子除了单一大小的粒子外，还可以使用包括多分散(multidispersion)形态的粒子分布的混合粒子，例如混合两种具有不同平均粒度的抛光粒子，从而形成双峰(bimodal)模式的粒子分布，或者混合三种具有不同平均粒度的抛光粒子，从而形成三个峰值的粒度分布。或者混合四种以上的具有不同平均粒度的抛光粒子形成多分散形态的粒子分布。通过混合相对较大的抛光粒子和相对较小的抛光粒子能够实现更优秀的分散性，期待减少晶片表面的划痕的效果。
根据一实施例，所述抛光粒子的形状可以包括从由球形、方形、针状及板状组成的群组中选择的至少任一种，优选地，可以是球形。
根据一实施例，所述抛光粒子可以为单晶。当使用单晶抛光粒子时，与多晶抛光粒子相比可以达到减少划痕的效果，可以改善凹陷现象，并可以提高抛光后的洗涤性。
根据一实施例，所述抛光粒子可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.1重量％至10重量％。当所述抛光粒子在所述用于化学机械抛光的浆料组合物中的含量不到0.1重量％时，会降低抛光速度；当超过10重量％时，由于抛光速度过高以抛光粒子数量的增加，可能会因为残留于表面的粒子吸附性引发表面缺陷。
根据一实施例，所述氧化剂可以包括从由过氧化氢、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、过锰酸、过锰酸盐、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、过氧化钠及过氧化尿素组成的群组中选择的任一种以上。
根据一实施例，所述氧化剂可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.05重量％至5重量％。当所述氧化剂的含量小于所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.05重量％时，可能会降低对于抛光对象膜的抛光速度及氧化速度；当超过5重量％时，由于过度抛光，可能会引起图案中的凹陷或侵蚀等次要问题。
根据一实施例，所述碳抛光抑制剂可以包括具有6至20个碳原子的阴离子官能团、具有6至20个碳原子的阴离子官能团及阳离子官能团或两者。
根据一实施例，所述碳抛光抑制剂可以包括阴离子表面活性剂、两性表面活性剂或两者。
根据一实施例，所述阴离子表面活性剂可以包括从由十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基芳基硫酸钠、聚氧乙烯烷基芳基硫酸铵、烷基醚磷酸酯、月桂醇硫酸酯钠、月桂醇醚硫酸钠、十二酯硫酸胺、甲基椰油酰基牛磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇磺基琥珀酸酯二钠、椰油酰基谷氨酸二钠、椰油酰基谷氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰基丙氨酸钠、椰油酰羟乙磺酸酯钠、月桂酰羟甲基乙磺酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠及C14-16烯烃磺酸钠组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述两性表面活性剂可以包括从由椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、烷基甜菜碱、氨基甜菜碱、磺基甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、氨基磺基甜菜碱、磷酸甜菜碱、咪唑啉甜菜碱、烷基氨基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基二甲胺甜菜碱、烷基二甲基甜菜碱、野杏油酰胺基丙基甜菜碱、椰油酰胺甜菜碱、椰油基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油二甲基甜菜碱、月桂基甜菜碱、月桂基酰胺丙基甜菜碱、小麦胚芽油酰胺丙基甜菜碱、异硬脂酰胺丙基甜菜碱、肉豆蔻酰胺丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、十一碳烯酰胺丙基甜菜碱、2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉甜菜碱、月桂酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠及椰油酰两性基乙酸钠组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述碳抛光抑制剂可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.0001重量％至1重量％。当所述抛光抑制剂的含量小于所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.0001重量％时，可能无法发挥抑制碳膜质抛光功能；当超过1重量％时，可能会降低用于化学机械抛光的浆料组合物的稳定性。
根据一实施例，可以包括从由金属抛光改进剂、金属抛光抑制剂、氮化膜抛光改进剂、氮化膜抛光抑制剂、聚膜抛光改进剂及聚膜抛光抑制剂组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述用于化学机械抛光的浆料组合物的接触角可以在10°至70°范围内。
固体表面上的液滴从表面形成的角度称为接触角(表面张力)。当固体之间的表面能处于热力学平衡时，形成接触角；当固体表面的物理和化学性质均匀时，同一类型的液体在其固体表面的任何地方都具有相同的接触角。接触角越小，表面越容易被液体润湿；接触角越大，液体越容易从表面流出而不被充分润湿。
当所述用于化学机械抛光的浆料组合物的接触角小于10°时，可能会降低用于化学机械抛光的浆料组合物的稳定性；当超过70°时，可能无法稳定地抑制碳膜质的抛光。
可以通过调节接触角来最大化碳基膜质与浆料组合物之间的相互作用，从而有效地抑制碳基膜质的抛光。
根据一实施例，所述用于化学机械抛光的浆料组合物的表面能可以是3mN/m至30mN/m。
可以通过调节接触角来控制表面能，并且可以通过控制表面能来最大化碳基膜质与浆料组合物之间的相互作用，从而有效地抑制碳基膜质的抛光。根据一实施例，所述用于化学机械抛光的浆料组合物的pH可以在2.0至6.0范围内。优选地，所述用于化学机械抛光的浆料组合物的pH可以在2.0至4.5范围内。可以添加pH调节剂作为作为调节用于CMP的浆料组合物的pH的量。当所述用于化学机械抛光的浆料组合物的pH超出上述范围时，可能会降低抛光速度，并且可能出现凹陷、表面不平衡等缺陷。
根据一实施例，所述用于化学机械抛光的浆料组合物还可以包括pH调节剂。
根据一实施例，由于所述pH调节剂在分散稳定性方面具有优势，因此对于本发明的作为抛光对象的膜质，可以保证高速抛光性能和良好的抛光表面。
根据一实施例，所述pH调节剂可以包括从由苄胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三甲醇胺、二甲基苄胺、乙氧基苄胺、单异丙醇胺、氨乙基乙醇胺、N，N-二乙基乙醇胺、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、四乙基五胺(TEPA)、五亚乙基六胺(PEHA)、双(六亚甲基)三胺、N-(3-氨丙基)乙二胺(Am3)、N，N'-双(3-氨丙基)乙二胺(Am4)、N，N，N'-三(3-氨丙基)乙二胺(Am5)、N-3-氨丙基-1,3-二氨基丙烷、N，N'-双(3-氨丙基)-1,3-二氨基丙烷、N，N，N'-三(3-氨丙基)-1,3-二氨基丙烷、双-(3-氨丙基)胺、二亚丙基三胺及三亚丙基四胺组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施例，所述pH调节剂可以是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.01重量％至1重量％。当所述pH调节剂的含量小于所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.01重量％时，可能会降低抛光速率；当超过1重量％时，可能会过度抛光抛光对象膜。
根据一实施例，抛光对象膜可以包括从由氮化膜、绝缘膜、金属膜、多晶硅膜及碳基膜组成的群组中选择的至少任一种。优选地，根据本发明一实施例的用于化学机械抛光的浆料组合物的抛光对象膜可以都包括氮化膜、绝缘膜、金属膜、多晶硅膜及碳基膜。所述绝缘膜可以是氧化膜。
根据一实施例，所述碳基膜可以包括含有碳氢(C-H)键的碳基膜。
根据一实施例，所述碳基膜可以包括从由无定形碳层(ACL，amorphous carbonlayer)、APF(产品名称，由AMAT制造)、SiLK(产品名称，由陶氏化学制造)、NCP(产品名称，由ASM制造)、AHM(产品名称，由Novellus制造)及C-旋涂硬掩模(SOH，spinon hardmask)组成的群组中选择的任一种。
根据一实施例，所述C-旋涂硬掩模一般指碳基硬掩膜，但在本发明中，将其统称为在自排列双成型技术(SaDPT，self-aligned double patterning technology)中形成的抗蚀剂膜、填充沉积在图案化晶片上的二氧化硅膜等无机膜的通孔的填缝(gap-filling)或具有抗蚀功能的碳基膜，例如蚀刻防蚀膜等。
根据一实施例，所述氮化膜：绝缘膜：金属膜：多晶硅膜的抛光选择比可以是0.5至1.5:0.5至1.5:0.5至1.5:0.5至1.5。优选地，所述氮化膜：绝缘膜：金属膜：多晶硅膜的抛光选择比可以是1:1:1:1，并且可以通过包括从由金属抛光改进剂、金属抛光抑制剂、氮化膜抛光改进剂、氮化膜抛光抑制剂、聚膜抛光改进剂及聚膜抛光抑制剂组成的群组中选择的至少任一种来调整抛光选择比。
根据一实施例，所述碳基膜的抛光量可以小于
Figure BDA0002944892440000081
优选地，所述碳基膜的抛光量可以是约
Figure BDA0002944892440000082
以下，或约
Figure BDA0002944892440000083
更优选地，可以是
Figure BDA0002944892440000084
并具有碳停止功能。可以在2.0psi的抛光下压力下测量碳基膜的抛光率。
下面，参照实施例及比较例对本发明进行更详细的说明。
然而，以下实施例仅为本发明的示例，本发明的技术思想并非限定于此。
[实施例1]
在超纯水65重量％中分散胶体二氧化硅5重量％后，添加作为碳抛光抑制剂的十二烷基硫酸铵0.003重量％、作为氧化剂的过氧化氢0.5重量％，并混合30分钟来制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例2]
除了在实施例1中添加作为碳抛光抑制剂的十二烷基硫酸铵0.2重量％外，以与实施例1相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例3]
除了在实施例1中添加作为碳抛光抑制剂的十二烷基硫酸钠0.003重量％外，以与实施例1相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例4]
除了在实施例3中添加作为碳抛光抑制剂的十二烷基硫酸钠0.2重量％外，以与实施例3相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例5]
除了在实施例1中添加作为碳抛光抑制剂的聚氧乙烯烷基芳基硫酸钠(Sodiumpolyoxyethylene alkyl aryl sulfate)0.003重量％外，以与实施例1相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例6]
除了在实施例5中添加作为碳抛光抑制剂的聚氧乙烯烷基芳基硫酸钠0.2重量％外，以与实施例5相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例7]
除了在实施例1中添加作为碳抛光抑制剂的聚氧乙烯烷基芳基硫酸铵(Ammoniumpolyoxyethylene alkyl aryl sulfate)0.003重量％外，以与实施例1相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例8]
除了在实施例7中添加作为碳抛光抑制剂的聚氧乙烯烷基芳基硫酸铵0.2重量％外，以与实施例7相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例9]
除了在实施例1中添加作为碳抛光抑制剂的椰油酰胺丙基甜菜碱0.003重量％外，以与实施例1相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例10]
除了在实施例9中添加作为碳抛光抑制剂的椰油酰胺丙基甜菜碱0.2重量％外，以与实施例9相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例11]
除了在实施例1中添加作为碳抛光抑制剂的烷基醚磷酸酯0.003重量％外，以与实施例1相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[实施例12]
除了在实施例11中添加作为碳抛光抑制剂的烷基醚磷酸酯0.2重量％外，以与实施例11相同的方式制备了用于化学机械抛光的浆料组合物。
[比较例1]
除了在实施例1中不添加碳抛光抑制剂外，以与实施例1相同的方式制备了浆料组合物。
[比较例2]
除了在实施例1中添加聚丙烯酸0.003重量％而不是碳抛光抑制剂外，以与实施例1相同的方式制备了浆料组合物。
[比较例3]
除了在实施例1中添加草酸钠0.003重量％而不是碳抛光抑制剂外，以与实施例1相同的方式制备了浆料组合物。
在上述抛光条件下，使用实施例1至12的用于化学机械抛光的浆料组合物及比较例1至3的浆料组合物来进行了抛光。
[抛光条件]
1.抛光装置：ST(KCT公司)
2.载体RPM(Carrier RPM)：87rpm
3.压板RPM(Platen RPM)：93rpm
4.晶片压力：2.0psi
5.R-ring压力：6.5psi
6.浆料流量(Flow rate)：250ml/min
7.抛光垫：IC 1000(DOW公司)
8.晶片：碳(Carbon)(含有量40％以上)
[测量条件]
1.测量仪器：DSA100(KRUSS公司)
下面，表1示出了使用实施例1至12的用于化学机械抛光的浆料组合物及比较例1至3的浆料组合物的碳基膜的抛光量。
[表1]
Figure BDA0002944892440000101
Figure BDA0002944892440000111
参照表1可以确认，当使用实施例1至12的用于化学机械抛光的浆料组合物时，接触角小于70°，与比较例1至3的浆料组合物相比，碳基膜中的抛光率显著低。此外可以确认，当使用相同类型的碳抛光抑制剂时，如果其含量较高，则碳基膜中的抛光率较低。
综上，通过有限的实施例对实施例进行了说明，本领域的普通技术人员能够对上述记载进行多种修改与变形。例如，所说明的技术以与所说明的方法不同的顺序执行，和/或所说明的构成要素以与所说明的方法不同的形态结合或组合，或者，由其他构成要素或等同物进行替换或置换也能够获得相同的效果。由此，其他体现、其他实施例及权利要求范围的均等物全部属于专利权利要求的范围。

Claims (16)

1.一种用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
包括：
抛光粒子；
氧化剂；以及
碳抛光抑制剂。
2.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述抛光粒子包括从由金属氧化物、经有机物或无机物涂覆的金属氧化物以及胶体状态的所述金属氧化物组成的群组中选择的至少任一种，
所述金属氧化物包括从由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的群组中选择的至少任一种。
3.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述抛光粒子包括粒径为10nm至200nm的一次粒子及粒径为30nm至300nm的二次粒子。
4.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述抛光粒子是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.1重量％至10重量％。
5.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述氧化剂包括从由过氧化氢、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、过锰酸、过锰酸盐、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、过氧化钠及过氧化尿素组成的群组中选择的任一种以上。
6.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述氧化剂是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.05重量％至5重量％。
7.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述碳抛光抑制剂包括阴离子表面活性剂、两性表面活性剂或两者。
8.根据权利要求7所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述碳抛光抑制剂包括具有6至20个碳原子的阴离子官能团、具有6至20个碳原子的阴离子官能团及阳离子官能团或两者。
9.根据权利要求7所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述阴离子表面活性剂包括从由十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基芳基硫酸钠、聚氧乙烯烷基芳基硫酸铵、烷基醚磷酸酯、月桂醇硫酸酯钠、月桂醇醚硫酸钠、十二酯硫酸胺、甲基椰油酰基牛磺酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸单酯二钠、月桂醇磺基琥珀酸酯二钠、椰油酰基谷氨酸二钠、椰油酰基谷氨酸钠、椰油酰基甘氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰基丙氨酸钠、椰油酰羟乙磺酸酯钠、月桂酰羟甲基乙磺酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠及C14-16烯烃磺酸钠组成的群组中选择的至少任一种。
10.根据权利要求7所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述两性表面活性剂包括从由椰油酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺丙基甜菜碱、烷基甜菜碱、氨基甜菜碱、磺基甜菜碱、羟基磺基甜菜碱、氨基磺基甜菜碱、磷酸甜菜碱、咪唑啉甜菜碱、烷基氨基甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基二甲胺甜菜碱、烷基二甲基甜菜碱、野杏油酰胺基丙基甜菜碱、椰油酰胺甜菜碱、椰油基甜菜碱、椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油二甲基甜菜碱、月桂基甜菜碱、月桂基酰胺丙基甜菜碱、小麦胚芽油酰胺丙基甜菜碱、异硬脂酰胺丙基甜菜碱、肉豆蔻酰胺丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、十一碳烯酰胺丙基甜菜碱、2-烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉甜菜碱、月桂酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺丙基羟基磺基甜菜碱、月桂酰两性基乙酸钠及椰油酰两性基乙酸钠组成的群组中选择的至少任一种。
11.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述碳抛光抑制剂是所述用于化学机械抛光的浆料组合物的0.0001重量％至1重量％。
12.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
包括：
从由金属抛光改进剂、金属抛光抑制剂、氮化膜抛光改进剂、氮化膜抛光抑制剂、聚膜抛光改进剂及聚膜抛光抑制剂组成的群组中选择的至少任一种。
13.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述用于化学机械抛光的浆料组合物的接触角在10°至70°范围内。
14.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述用于化学机械抛光的浆料组合物的pH在2.0至6.0范围内。
15.根据权利要求1所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
抛光对象膜包括从由氮化膜、绝缘膜、金属膜、多晶硅膜及碳基膜组成的群组中选择的至少任一种。
16.根据权利要求15所述的用于化学机械抛光的浆料组合物，其特征在于，
所述碳基膜的抛光量小于
Figure FDA0002944892430000021
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