CN114350263A - 化学机械抛光浆料组合物及使用其抛光钨图案晶片的方法 - Google Patents

化学机械抛光浆料组合物及使用其抛光钨图案晶片的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于抛光钨图案晶片的化学机械抛光浆料组合物和使用其抛光钨图案晶片的方法。化学机械抛光组合物包含溶剂和研磨剂。研磨剂包含用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅，且组合物具有4到7的pH。所述组合物可改进钨图案晶片的抛光速率和平整度，同时抑制在抛光后产生刮痕缺陷。

Description

化学机械抛光浆料组合物及使用其抛光钨图案晶片的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年10月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0133040号的权益，所述申请的全部公开内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于抛光钨图案晶片的CMP浆料组合物和使用其抛光钨图案晶片的方法。更具体地，本发明涉及一种用于抛光钨图案晶片的可改进钨图案晶片的抛光速率和平整度，同时抑制在抛光后产生刮痕缺陷的CMP浆料组合物和使用其抛光钨图案晶片的方法。
背景技术
化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)组合物和抛光(或平坦化)衬底的表面的方法在相关技术中为人所熟知。用于抛光半导体衬底上的金属层(例如钨层)的抛光组合物可包含悬浮在水溶液中的研磨颗粒和例如氧化剂、催化剂等的化学促进剂。
使用CMP组合物抛光金属层的工艺包含：仅抛光金属层；抛光金属层和阻挡层；以及抛光金属层、阻挡层以及氧化物层。在这些步骤当中，在抛光金属层、阻挡层以及氧化物层的步骤中，使用用于抛光钨图案晶片的组合物并且可在以合适的抛光速率抛光金属层和氧化物层的条件下获得良好的抛光平整度。
发明内容
本发明的一个方面是提供一种用于抛光钨图案晶片的CMP浆料组合物，所述CMP浆料组合物可改进钨图案晶片的抛光速率和平整度，同时抑制在抛光后产生刮痕缺陷。
本发明的另一方面是提供一种使用CMP浆料组合物抛光钨图案晶片的方法。
根据本发明的一个方面，提供一种用于抛光钨图案晶片的CMP浆料组合物。组合物可包含溶剂和研磨剂。研磨剂可包含用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅，且组合物可具有约4到约7的pH。
聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷可包含聚乙烯亚胺与式1化合物的反应产物、从反应产物衍生的阳离子或反应产物的盐。
[式1]
Figure BDA0003287499260000021
其中L选自取代或未取代的C1到C20亚烷基、取代或未取代的C3到C20亚环烷基、取代或未取代的C6到C20亚芳基或其组合；X选自F、Cl、Br、I、环氧基以及缩水甘油基氧基；且R1到R3各自独立地选自氢、羟基、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20环烷基、取代或未取代的C6到C20芳基、取代或未取代的C1到C20烷氧基以及取代或未取代的C6到C20芳氧基，R1到R3中的至少一个选自羟基、取代或未取代的C1到C20烷氧基以及取代或未取代的C6到C20芳氧基。
在式1中，L可选自C1到C5亚烷基，X可选自Cl和缩水甘油基氧基，且R1到R3可各自独立地选自羟基、C1到C5烷基以及C1到C5烷氧基，R1到R3中的至少一个选自羟基和C1到C5烷氧基。
式1化合物可选自氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷以及缩水甘油基氧丙基三乙氧基硅烷。
如通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,GPC)所测量，聚乙烯亚胺可具有约500克/摩尔到约1,000,000克/摩尔的重量平均分子量(weight averagemolecular weight,Mw)。
用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅可具有其表面上的正电荷、约10毫伏到约60毫伏的表面电位以及在约6到约10的pH下存在的等电点。
用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅可具有约10纳米到约200纳米的平均粒径(D50)。
组合物可进一步包含选自氧化剂、催化剂以及有机酸当中的至少一种。
组合物可包含：约0.001重量％到约20重量％的研磨剂；约0.01重量％到约20重量％的氧化剂；约0.001重量％到约10重量％的催化剂；约0.001重量％到约20重量％的有机酸；以及余量的溶剂。
提供一种抛光钨图案晶片的方法。方法包含使用所述CMP浆料组合物抛光钨图案晶片。
本发明提供一种用于抛光钨图案晶片的可改进钨图案晶片的抛光速率和平整度，同时抑制在抛光后产生刮痕缺陷的CMP浆料组合物和使用其抛光钨图案晶片的方法。
具体实施方式
在本文中，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一(a/an)”和“所述”意图也包含复数形式。
此外，术语“包括(comprises)”、“包含(include)”和/或“具有(have)”在本说明书中使用时指定所陈述特征、步骤、操作、元素和/或组分的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元素、组分和/或群组。
在本文中，取代的C1到C20亚烷基、取代的C3到C20亚环烷基、取代的C6到C20亚芳基、取代的C1到C20烷基、取代的C3到C20环烷基、取代的C6到C20芳基、取代的C1到C20烷氧基以及取代的C6到C20芳氧基中的至少一个可选自C1到C20烷基、C3到C20环烷基以及C6到C20芳基。
此外，除非另外清楚地陈述，否则将与某一组分有关的数值解释为包含组分解释中的容差范围。
如本文中为表示特定的数值范围所使用的，表述“a到b”定义为“≥a且≤b”。
本发明人基于以下发现完成本发明：在用于抛光钨图案晶片的包含溶剂和研磨剂的CMP浆料组合物中，当将用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的研磨颗粒用作研磨剂时，通过减少侵蚀，同时抑制在抛光钨图案晶片后产生刮痕缺陷来改进钨图案晶片的抛光速率和钨图案晶片的抛光表面的平整度。此外，与现有技术中具有1到3的pH的强酸条件相比，本发明的发明人可在亚酸性pH条件下使用用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅作为研磨剂来实现钨图案晶片的抛光速率和钨图案晶片的抛光表面的平整度的改进。
根据本发明的一个方面，用于抛光钨图案晶片的CMP浆料组合物(下文称为“CMP浆料组合物”)可包含溶剂和研磨剂，其中研磨剂包含用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅，且组合物具有约4到约7的pH。
在下文中，将详细描述根据本发明的实施例的CMP浆料组合物的组分。
溶剂
溶剂用以在用研磨剂抛光钨图案晶片时减小摩擦力。溶剂可选自极性溶剂、非极性溶剂以及其组合。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、有机酮等。在一个实施例中，溶剂可为超纯水或去离子水，但不限于此。溶剂可以余量包含在CMP浆料组合物中。
研磨剂
研磨剂可以高抛光速率抛光绝缘层(例如氧化硅层)和钨图案晶片。
研磨剂，例如用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅包含球形颗粒或非球形颗粒，且具有例如约10纳米到约200纳米(例如10纳米、20纳米、30纳米、40纳米、50纳米、60纳米、70纳米、80纳米、90纳米、100纳米、110纳米、120纳米、130纳米、140纳米、150纳米、160纳米、170纳米、180纳米、190纳米或200纳米)，具体地为约20纳米到约180纳米，更具体地为约40纳米到约130纳米的平均粒径(D50)。在此范围内，CMP浆料组合物可确保相对于作为根据本发明的抛光目标的绝缘层和钨图案晶片的足够的抛光速率，而不在抛光后产生表面缺陷(刮痕等)。作为本领域的技术人员已知的典型粒径，“平均粒径(D50)”意指在研磨剂的体积分布中对应于约50体积％的颗粒的直径。
在CMP浆料组合物中，研磨剂，例如用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅可以例如约0.001重量％到20重量％，具体地约0.01重量％到10重量％，更具体地约0.05重量％到5重量％，又更具体地约0.5重量％到3重量％的量存在。在此范围内，CMP浆料组合物可在不产生刮痕的情况下确保绝缘层和钨图案晶片的足够的抛光速率，同时确保组合物的分散稳定性，但不限于此。
研磨剂可包含用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅。
聚乙烯亚胺为具有由氨基和CH2CH2间隔基构成的重复单元的胺类聚合物，且包含多个氮原子。与用具有少量氮原子(例如一个或两个氮原子)的未改性的二氧化硅或氨基硅烷改性的二氧化硅相比，用具有多个氮原子的聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅在钨图案晶片的抛光速率方面具有好得多的效果且具有钨图案晶片的平整度的改进。另外，与强酸性条件下相比，含有用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅的CMP浆料组合物可在亚酸性pH条件下抛光时实现钨图案晶片的高抛光速率和钨图案晶片的平整度的改进。
聚乙烯亚胺可选自线性聚乙烯亚胺、支链聚乙烯亚胺以及其组合。线性聚乙烯亚胺可由式A表示且支链聚乙烯亚胺可由式B表示，但不限于此：
[式A]
Figure BDA0003287499260000051
[式B]
Figure BDA0003287499260000052
根据一个实施例，如通过GPC所测量，聚乙烯亚胺可具有例如约500克/摩尔到1,000,000克/摩尔，具体地约1,000克/摩尔到约500,000克/摩尔，更具体地约2,500克/摩尔到约250,000克/摩尔，又更具体地约5,000克/摩尔到约50,000克/摩尔的重量平均分子量(Mw)。在此范围内，含有用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅的研磨剂可改进相对于绝缘层和钨图案晶片的抛光速率且可抑制在抛光后产生表面缺陷(刮痕等)，但不限于此。
根据一个实施例，二氧化硅可用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性。聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷可包含聚乙烯亚胺与式1化合物的反应产物、从反应产物衍生的阳离子或反应产物的盐。
[式1]
Figure BDA0003287499260000061
此处，“从聚乙烯亚胺与式1化合物的反应产物衍生的阳离子”可意指反应产物中的至少一个氮原子可具有阳离子(即，N+)。另一方面，在聚乙烯亚胺与式1化合物的反应产物中，阳离子与上文提到的阳离子相同且阴离子可包含例如卤素阴离子(例如：F-、Cl-、Br-以及I-)；有机酸阴离子，如碳酸阴离子(例如：CO3 2-和HCO3 -)、乙酸阴离子(CH3COO-)、柠檬酸阴离子(HOC(COO-)(CH2COO-)2)等；和/或无机酸阴离子，如含氮阴离子(例如：NO3 -、NO2 -)；含磷阴离子(例如：PO4 3-、HPO4 2-以及H2PO4 -)；含硫阴离子(例如：SO4 2-和HSO4 -)；氰化物阴离子(CN-)等。
在式1中，L可选自取代或未取代的C1到C20亚烷基、取代或未取代的C3到C20亚环烷基、取代或未取代的C6到C20亚芳基或其组合。举例来说，L可为取代或未取代的C1到C10亚烷基，替代地为取代或未取代的C1到C5亚烷基。根据一个实施例，L可为正亚丙基(n-propylene)，但不限于此。
在式1中，X可选自F、Cl、Br、I、环氧基以及缩水甘油基氧基。根据一个实施例，X可选自Cl和缩水甘油基氧基，但不限于此。
在式1中，R1到R3各自独立地选自氢、羟基、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20环烷基、取代或未取代的C6到C20芳基、取代或未取代的C1到C20烷氧基以及取代或未取代的C6到C20芳氧基，其中R1到R3中的至少一个选自羟基、取代或未取代的C1到C20烷氧基以及取代或未取代的C6到C20芳氧基。举例来说，R1到R3各自独立地选自氢、羟基、取代或未取代的C1到C10烷基以及取代或未取代的C1到C10烷氧基，其中R1到R3中的至少一个选自羟基和取代或未取代的C1到C10烷氧基。在另一实施例中，R1到R3各自独立地选自羟基、C1到C5烷基以及C1到C5烷氧基，其中R1到R3中的至少一个选自羟基和C1到C5烷氧基。在又一实施例中，R1到R3各自独立地选自甲氧基和乙氧基，但不限于此。
根据一个实施例，式1化合物可选自氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷以及缩水甘油基氧丙基三乙氧基硅烷。
用聚乙烯亚胺与式1化合物的反应产物、从反应产物衍生的阳离子或反应产物的盐改性的二氧化硅可通过将化合物、阳离子或盐添加到未改性的二氧化硅，接着在预定时间段内反应来获得。未改性的二氧化硅可包含胶态二氧化硅和烟雾状二氧化硅中的至少一种，优选地为胶态二氧化硅。
根据一个实施例，用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅可具有其表面上的正电荷、约10毫伏到约60毫伏(例如10毫伏、20毫伏、30毫伏、40毫伏、50毫伏或60毫伏)的表面电位以及在约6到约10的pH(例如约6到约8的pH，具体地约7到约8的pH)下存在的等电点。
CMP浆料组合物可进一步包含选自氧化剂、催化剂以及有机酸当中的至少一种。
氧化剂
氧化剂用以通过使钨图案晶片氧化来促进钨图案晶片的抛光。
氧化剂用以使钨图案晶片氧化以促进钨图案晶片的抛光。
氧化剂可包含选自由以下各项组成的群组中的至少一种：无机过化合物、有机过化合物、溴酸或其盐、硝酸或其盐、氯酸或其盐、铬酸或其盐、碘酸或其盐、铁或其盐、铜或其盐、稀土金属氧化物、过渡金属氧化物、重铬酸钾以及其混合物。此处，过化合物是指含有至少一种过氧化基(-O-O-)或处于最高氧化态下的元素的化合物。在一个实施例中，氧化剂可包含过化合物(例如过氧化氢、铁氰化钾、过硫酸钙、铁氰化钾等)。在另一实施例中，氧化剂可为过氧化氢，但不限于此。
在CMP浆料组合物中，氧化剂可以例如约0.01重量％到约20重量％，具体地约0.05重量％到约10重量％，更具体地约0.1重量％到约5重量％的量存在。在此范围内，CMP浆料组合物可改进钨金属层的抛光速率，但不限于此。
催化剂
催化剂用以改进钨图案晶片的抛光速率，且可包含例如铁离子化合物、铁离子的络合化合物以及其水合物。
铁离子化合物可包含含有三价铁阳离子的化合物。含有三价铁阳离子的化合物可选自任何具有三价铁阳离子的化合物，所述三价铁阳离子在水溶液中以自由阳离子形式存在。举例来说，含有三价铁阳离子的化合物可包含选自氯化铁(FeCl3)、硝酸铁(Fe(NO3)3)以及硫酸铁(Fe2(SO4)3)当中的至少一种，但不限于此。
铁离子的络合化合物可包含例如含有三价铁阳离子的络合化合物。含有三价铁阳离子的络合化合物可包含通过在水溶液中使三价铁阳离子与有机化合物或无机化合物反应而形成的化合物，所述有机化合物或无机化合物具有至少一个选自例如羧酸、磷酸、硫酸、氨基酸以及胺当中的官能团。有机化合物或无机化合物的实例可包含柠檬酸、柠檬酸铵、对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid,pTSA)、1,3-丙二胺四乙酸(1,3-propylenediaminetetraacetic acid,PDTA)、乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid,EDTA)、二亚乙基三胺五乙酸(diethylenetriaminepentaacetic acid,DTPA)、氮基三乙酸(nitrilotriacetic acid,NTA)以及乙二胺-N,N'-二琥珀酸(ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid,EDDS)，但不限于此。含有三价铁阳离子的化合物的实例可包含柠檬酸铁、柠檬酸铁铵、Fe(III)-pTSA、Fe(III)-PDTA以及Fe(III)-EDTA，但不限于此。
在CMP浆料组合物中，催化剂(例如选自铁离子化合物、铁离子的络合化合物以及其水合物当中的至少一种)可以例如约0.001重量％到约10重量％，具体地约0.001重量％到约5重量％，更具体地约0.001重量％到约1重量％，又更具体地约0.001重量％到约0.5重量％的量存在。在此范围内，CMP浆料组合物可改进钨金属层的抛光速率，但不限于此。
有机酸
有机酸用以使CMP浆料组合物的pH稳定。有机酸可包含聚羧酸，如丙二酸、马来酸、苹果酸等；或氨基酸，如甘氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、丙氨酸、精氨酸、半胱氨酸、谷氨酰酸、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸、酪氨酸以及离氨酸等。
在CMP浆料组合物中，有机酸可以例如约0.001重量％到约20重量％，具体地约0.01重量％到约10重量％，更具体地约0.01重量％到约5重量％，又更具体地约0.01重量％到约1重量％的量存在。在此范围内，有机酸可使CMP浆料组合物的pH稳定，但不限于此。
CMP浆料组合物可具有约4到约7，例如大于约4到约7，具体地约4到约6，更具体地大于约4到约6，又更具体地约4.5到约6，又更具体地大于约4.5到约6，又更具体地约5到约6的pH。在此范围内，与在强酸性条件下相比，含有改性的二氧化硅作为研磨剂的CMP浆料组合物可在亚酸性pH条件下抛光时实现钨图案晶片的高抛光速率。
CMP浆料组合物可进一步包含pH调节剂以维持合适的pH值。
pH调节剂
pH调节剂可包含选自无机酸和有机酸当中的至少一种，所述无机酸例如硝酸、磷酸、氢氯酸以及硫酸，所述有机酸例如具有约6或小于6的pKa值的有机酸，如乙酸和邻苯二甲酸。pH调节剂可包含选自例如氨溶液、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠以及碳酸钾当中的至少一种碱。
CMP浆料组合物可进一步包含典型的添加剂，如生物杀灭剂、表面活性剂、分散剂、改性剂、表面活化剂等。在CMP浆料组合物中，添加剂可以约0.001重量％到约5重量％、具体地约0.001重量％到约1重量％、更具体地约0.001重量％到约0.5重量％的量存在。在此范围内，添加剂可在不影响抛光速率的情况下实现其效果，但不限于此。
根据本发明的另一方面，提供一种抛光钨图案晶片的方法。抛光方法包含使用根据本发明的CMP浆料组合物抛光钨图案晶片。
接下来，将参考实例更详细地描述本发明。然而，应注意，这些实例仅出于说明目的而提供，且不应以任何方式理解为限制本发明。
实例
实例和比较例中所使用的组分的详情如下。
(1)未改性的研磨剂：具有120纳米的平均粒径(D50)的胶态二氧化硅(PL-7，扶桑化学工业(Fuso Chemical Industries))。
(2)pH调节剂：硝酸或氨溶液。
实例1
就未改性的研磨剂的固体含量来说，0.04毫摩尔的三甲氧基硅烷基丙基改性的聚乙烯亚胺(在异丙醇中为50％，产品代码：SSP-060，盖勒斯特(Gelest))与未改性的研磨剂混合，且在pH 2.5的条件下在25℃下反应72小时，由此制备用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅(平均粒径(D50)：125纳米)。
按CMP浆料组合物的总重量计，通过混合1.5重量％的作为研磨剂的改性的二氧化硅，0.01重量％的作为催化剂的Fe(III)-EDTA，0.15重量％的作为有机酸的乙酸以及余量的作为溶剂的去离子水来制备CMP浆料组合物。使用pH调节剂将CMP浆料组合物调节到5.5的pH。随后，将0.3重量％的过氧化氢作为氧化剂添加到浆料组合物。
实例2
除了通过将1.0毫摩尔的[3-(2,3-环氧丙氧基)丙基]三甲氧基硅烷(EPO，98％纯度，西格玛-奥德里奇(Sigma-Aldrich))和3.0毫摩尔的超支化聚乙烯亚胺(PEI，Mw＝60,000，西格玛-奥德里奇)溶解在150毫升的甲苯中，接着在80℃下搅拌反应产物24小时并减压干燥来制备聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷，并且用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷代替三甲氧基硅烷基丙基改性的聚乙烯亚胺之外，以与实例1中相同的方式制备CMP浆料组合物。
比较例1
除了使用未改性的研磨剂作为研磨剂之外，以与实例1中相同的方式制备CMP浆料组合物。
比较例2
除了用氨基丙基三乙氧基硅烷((3-氨丙基)三乙氧基硅烷99％，西格玛-奥德里奇)代替三甲氧基硅烷基丙基改性的聚乙烯亚胺来改性二氧化硅之外，以与实例1中相同的方式制备CMP浆料组合物。
比较例3
除了使用pH调节剂将CMP浆料组合物的pH改变为3.9之外，以与实例1中相同的方式制备CMP浆料组合物。
比较例4
除了使用pH调节剂将CMP浆料组合物的pH改变为7.1之外，以与实例1中相同的方式制备CMP浆料组合物。
在以下抛光条件下，对实例和比较例中制备的CMP浆料组合物进行抛光评估。结果显示于表1中。
[抛光评估条件]
1.抛光机：Reflexion 300毫米(应用材料有限公司(AMAT Co.,Ltd.))
2.抛光条件
-抛光垫：VP3100/罗门哈斯公司(Rohm and Haas Company)
-磁头速度：35转/分钟
-压板速度：33转/分钟
-压力：1.5磅/平方英寸
-挡环压力：8磅/平方英寸
-浆料流动速率：250毫升/分钟
-抛光时间：60秒
3.抛光目标
-可商购的钨图案晶片(MIT 854，300毫米)
-通过将用于钨抛光的CMP浆料(STARPLANAR7000，三星SDI有限公司(Samsung SDICo.,Ltd.))与去离子水以1:2的重量比混合来制备混合物，并且按混合物的重量计，以2重量％的量将过氧化氢添加到混合物中，由此制备混合溶液，所述混合溶液继而用于抛光钨图案晶片。在101转/分钟的磁头速度、33转/分钟的压板速度、2磅/平方英寸的抛光压力、8磅/平方英寸的挡环压力以及250毫升/分钟的混合溶液流动速率的条件下，使用IC1010/SubaIV堆叠抛光垫(罗德尔有限公司(Rodel Co.,Ltd.))在抛光机(Reflexion LK300mm)上抛光钨图案晶片。执行抛光以去除钨金属层，直到暴露出氧化物/金属图案为止。
4.分析方法
-抛光速率(单位：埃/分钟)：基于在上述抛光条件下的评估中对应于抛光前后膜厚度的差的电阻来计算钨金属层的抛光速率。基于在上述抛光条件下抛光前后膜厚度的差来计算绝缘层的抛光速率，其中使用反射计测量膜厚度的差。
-平整度(侵蚀，单位：埃)：在上述抛光条件下使用在实例和比较例中制备的CMP浆料组合物中的每一种抛光晶片之后，使用Insight CAP紧凑型原子分析器(布鲁克有限公司(Bruker Co.,Ltd.))来测量图案的轮廓。基于已抛光晶片的0.18/0.18微米图案区域中的周围氧化物(peri-oxide)与单元氧化物(cell-oxide)之间的高度差来计算侵蚀。扫描速度设定成100微米/秒且扫描长度设定成2毫米。
表1
实例1 实例2 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
pH 5.5 5.5 5.5 5.5 3.9 7.1
钨金属层的抛光速率 30 30 10 10 20 25
绝缘层的抛光速率 120 120 5 10 50 80
平整度 150 150 800 550 300 400
如从表1中可看出，在抛光钨图案晶片时，使用用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅制备的且具有在发明范围内的pH值的实例1和实例2的CMP浆料组合物展现出较比较例1到比较例4的CMP浆料组合物更高的抛光速率和更好的平整度。
尽管上文已描述一些实施例，但应理解，本发明不限于这些实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改、变化以及更改。因此，本发明的范围应仅由随附权利要求和其等效物限制。

Claims (10)

1.一种用于抛光钨图案晶片的化学机械抛光浆料组合物，包括：
溶剂；以及研磨剂，
其中所述研磨剂包括用聚乙烯亚胺衍生的氨基硅烷改性的二氧化硅，且所述化学机械抛光浆料组合物具有4到7的pH。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其中所述聚乙烯亚胺衍生的所述氨基硅烷包括所述聚乙烯亚胺与式1化合物的反应产物、从所述反应产物衍生的阳离子或所述反应产物的盐：
Figure FDA0003287499250000011
其中L选自取代或未取代的C1到C20亚烷基、取代或未取代的C3到C20亚环烷基、取代或未取代的C6到C20亚芳基或其组合；
X选自氟、氯、溴、碘、环氧基以及缩水甘油基氧基；以及
R1到R3各自独立地选自氢、羟基、取代或未取代的C1到C20烷基、取代或未取代的C3到C20环烷基、取代或未取代的C6到C20芳基、取代或未取代的C1到C20烷氧基以及取代或未取代的C6到C20芳氧基，R1到R3中的至少一个选自羟基、取代或未取代的C1到C20烷氧基以及取代或未取代的C6到C20芳氧基。
3.根据权利要求2所述的化学机械抛光浆料组合物，其中在式1中，L选自C1到C5亚烷基，X选自氯和缩水甘油基氧基，且R1到R3各自独立地选自羟基、C1到C5烷基以及C1到C5烷氧基，R1到R3中的至少一个选自羟基和C1到C5烷氧基。
4.根据权利要求2所述的化学机械抛光浆料组合物，其中所述式1化合物选自氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油基氧丙基三甲氧基硅烷以及缩水甘油基氧丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其中如通过凝胶渗透色谱法所测量，所述聚乙烯亚胺具有500克/摩尔到1,000,000克/摩尔的重量平均分子量。
6.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其中用所述聚乙烯亚胺衍生的所述氨基硅烷改性的所述二氧化硅具有其表面上的正电荷、10毫伏到60毫伏的表面电位，且所述二氧化硅的等电点可在6到10的pH下存在。
7.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，其中用所述聚乙烯亚胺衍生的所述氨基硅烷改性的所述二氧化硅具有10纳米到200纳米的D50平均粒径。
8.根据权利要求1所述的化学机械抛光浆料组合物，进一步包括：选自氧化剂、催化剂以及有机酸当中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的化学机械抛光浆料组合物，包括：
0.001重量％到20重量％的所述研磨剂；
0.01重量％到20重量％的所述氧化剂；
0.001重量％到10重量％的所述催化剂；
0.001重量％到20重量％的所述有机酸；以及
余量的所述溶剂。
10.一种抛光钨图案晶片的方法，包括：使用如权利要求1至9中任一项所述的化学机械抛光浆料组合物来抛光钨图案晶片。
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