CN116063928A - 抛光浆料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及抛光浆料组合物，根据本发明的一方面，提供一种抛光浆料组合物，包括抛光粒子；分散剂；pH缓冲剂；以及包括从由糖类化合物、氨基酸以及它们的混合物组成的群组中选择的至少任一种的凹陷抑制剂。

Description

抛光浆料组合物
技术领域
本发明涉及抛光浆料组合物，更详细地，该抛光浆料组合物可以最小化宽度较大的图案晶圆的低阶梯部的凹陷(Dishing)发生量。
背景技术
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺是通过将含有抛光粒子的浆料施加到基板上并使用安装在抛光装置上的抛光垫来实现。此时，抛光粒子受到来自抛光装置的压力而对表面进行机械抛光，抛光浆料组合物中所含的化学成分与基板表面发生化学反应，从而化学去除基板的表面部分。
化学机械抛光工艺在半导体元件制造工艺当中，用于层间绝缘膜的平坦化工艺、浅槽隔离(Shallow Trench Isolation，STI)工艺以及形成插塞和掩埋金属布线的工艺中。
STI工艺对分离区域进行蚀刻来形成沟槽，然后在沉积氧化物之后引入通过CMP来实现平坦化的技术。而此时需要选择性抛光特性来提高作为绝缘膜的氧化层的抛光速度、并降低作为扩散阻挡层的氮化层的抛光速度。
然而，当提高选择性抛光特性时，即相对于氮化膜，氧化膜具有高选择性时会导致氧化膜出现凹陷(Dishing)，这会在成品半导体芯片中引发因电子穿隧导致的电流泄漏和可靠性降低的问题。
为此，研究出了提高相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择性的同时降低氧化膜凹陷的浆料组合物，但现有的浆料组合物仅对具有500μm以下宽度的图案低阶梯部有效，而对于具有更宽宽度的图案低阶梯部而言，在减少凹陷方面其效果十分有限。
因此，需要开发能够提高相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择比的同时，在具有较大宽度的图案晶圆的低阶梯部中抑制氧化膜凹陷的抛光浆料组合物。
上述背景技术的内容是发明人在开发本发明的过程中掌握或习得的内容，不应被理解为必须是申请本发明前公开的一般公知技术。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能够提高相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择比的同时，在具有较大宽度的图案晶圆的低阶梯部中最小化氧化膜凹陷的抛光浆料组合物。
然而，本发明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。
解决问题的技术手段
本发明的一方面提供一种抛光浆料组合物，包括：抛光粒子；分散剂；pH缓冲剂；以及凹陷抑制剂，其包括从由糖类化合物，氨基酸以及它们的混合物组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，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，及胶体状态的所述金属氧化物组成的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组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述抛光粒子的1次粒子大小是5nm至150nm，所述抛光粒子的2次粒子大小是30nm至300nm。
根据一实施方式，所述抛光粒子可以是分散状态使得所述抛光粒子表面具有正电荷。
根据一实施方式，所述抛光粒子的含量是0.1重量％至10重量％。
根据一实施方式，所述分散剂包括从由吡啶甲酸(Picolinic acid)、吡啶二甲酸(Dipicolinic acid)、苯甲酸(Benzoic acid)、苯乙酸(Phenylacetic acid)、萘甲酸(Naphthoic acid)、扁桃酸(Mandelic acid)、烟碱酸(Nicotinic acid)、烟碱二酸(Dinicotinic acid)、异烟酸(Isonicotinic acid)、喹啉酸(Quinolinic acid)、邻氨基苯甲酸(anthranilic acid)、镰刀菌酸(Fusaric acid)、邻苯二甲酸(Phthalic acid)、间苯二甲酸(Isophthalic acid)、对苯二甲酸(Terephthalic acid)、甲基苯甲酸(Toluicacid)、水杨酸(Salicylic acid)、硝基苯甲酸(nitrobenzoic acid)以及吡啶二羧酸(Pyridinedicarboxylic Acid)组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述分散剂的含量是0.1重量％至10重量％。
根据一实施方式，所述pH缓冲剂包括氨基酸，所述氨基酸包括从由组氨酸、赖氨酸以及精氨酸组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述pH缓冲剂的含量是0.01重量％至5重量％。
根据一实施方式，所述糖类化合物包括从由单糖、多糖、糖醇以及它们的盐组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述糖类化合物包括4个以上羟基(-OH)。
根据一实施方式，所述糖类化合物包括羟基以及胺基。
根据一实施方式，所述凹陷抑制剂包括从由脯氨酸(proline)、核糖(Ribose)、葡萄糖(glucose)、山梨糖醇(sorbitol)、N-乙醯-D-氨基葡萄糖(N-Acetyl-D-glucosamine)以及氨基葡萄糖盐酸盐(glucosamine hydrochloride)组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述凹陷抑制剂的含量是0.001重量％至1重量％。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物还包括pH调节剂，所述pH调节剂包括从由乳酸(lactic acid)、庚二酸(pimelic acid)、苹果酸(malic acid)、丙二酸(malonicacid)、马来酸(maleic acid)、醋酸(acetic acid)、己二酸(adipic acid)、草酸(oxalic acid)、琥珀酸(succinic acid)、酒石酸(tartaric acid)、柠檬酸(citricacid)、戊二酸(glutaric acid)、乙醇酸(glycollic acid)、甲酸(formic acid)、富马酸(fumaric acid)、丙酸(propionic acid)、丁酸(butyric acid)、羟基丁酸(hydroxybutyric acid)、天冬氨酸(aspartic acid)、衣康酸(Itaconic Acid)、丙三羧酸(tricarballylic acid)、辛二酸(suberic acid)、癸二酸(sebacic acid)、硬脂酸(stearic acid)、丙酮酸(pyruvic acid)、乙醯乙酸(acetoacetic acid)、乙醛酸(glyoxylic acid)、壬二酸(azelaic acid)、辛酸(caprylic acid)、月桂酸(lauricacid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、戊酸(valeric acid)以及棕榈酸(palmitic acid)组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物是具有正(positive)电荷的正极浆料组合物。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物的pH是4至6。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物是对具有2000μm以上宽度的图案晶圆进行抛光，所述图案晶圆的低阶梯部的凹陷(Dishing)发生量在
Figure BDA0003914574750000031
以下。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物的氧化膜(SiO2)的抛光速度是
Figure BDA0003914574750000032
以上，相对于氮化膜(SiN)的氧化膜(SiO2)的抛光选择比，即氧化膜(SiO2)的抛光速度/氮化膜(SiN)的抛光速度是200以上。
[发明的效果]
本发明的抛光浆料组合物，具有在提高相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择比的同时，在具有较大宽度的图案晶圆的低阶梯部中最小化氧化膜凹陷(Dishing)的效果。
具体实施方式
下面，将对实施例进行详细说明。应当理解，可以对实施例进行多种改变，本申请的权利范围并不受限于下面的实施例。对实施例进行的所有改变、及其等同物乃至其替代物均属于本发明的权利范围。
实施利中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定范围。在内容中没有特别说明的情况下，单数表达包括复数含义。在本说明书中，“包括”或者“具有”等术语用于表达存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，并不排除存在或者额外附加一个或一个以上其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合的可能性。
在没有其他定义的情况下，包括技术或者科学术语在内的本文使用的全部术语，都具有本领域普通技术人员所理解的通常含义。通常使用的如词典定义的术语，应理解为相关技术内容中的含义，在本说明书中没有明确定义的情况下，不能解释为理想化或过于形式化的含义。
并且，在说明实施例的过程中，当判断对于相关公知技术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，在说明实施例的构成要素时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将一构成要素区别于其他构成要素，并不用于限制相应构成要素的本质或顺序等。例如，第一构成要素可以被称为第二构成要素，并且类似地，第二构成要素也可以被称为第一构成要素。此外，应当理解，当说明书中说明一个构成要素“连接”、“结合”或者“接触”另一个构成要素时，第三构成要素可以“连接”、“结合”或者“接触”在第一构成要素和第二构成要素之间，尽管第一构成要素能够是直接连接、结合或接触第二构成要素。
当一个构成要素与某一实施例的构成要素具有共同功能时，在其他实施例中也使用相同名称对该构成要素进行说明。在没有言及反例的情况下，某一实施例的说明能够适用于其他实施例，对重复内容省略具体说明。
本发明的一方面提供一种抛光浆料组合物，包括：抛光粒子；分散剂；pH缓冲剂；以及包括从由糖类化合物、氨基酸以及它们的混合物组成的群组中选择的至少任一种的凹陷抑制剂。
本发明的抛光浆料组合物包括凹陷抑制剂，由此，具有在提高相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择比的同时，在具有较大宽度(space)的图案晶圆的低阶梯部中最小化氧化膜凹陷(Dishing)的效果。
所述图案晶圆的低阶梯部是指阶梯差的凹陷部。
根据一实施方式，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，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组中选择的至少任一种。例如，所述抛光粒子可以是胶体二氧化铈。
所述抛光粒子提供高分散稳定性，促进作为抛光对象膜的无机氧化膜的氧化，能够轻松对无机氧化膜进行抛光，在最小化刮痕等缺陷的同时实现高的抛光特性。
根据一实施方式，所述抛光粒子可以通过液相法来制备。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，从而使结晶生长来获得微粒子的溶胶-凝胶(sol-gel)法；将抛光粒子离子沉淀在水溶液中的共沉法；以及在高温高压中形成抛光粒子的水热合成法等来制备抛光粒子。
根据一实施方式，所述抛光粒子是分散状态，从而使得所述抛光粒子表面具有正电荷。在利用液相法制备抛光粒子时，可以分散抛光粒子来使其表面带有正电荷。
所述抛光粒子可以包括单晶粒子。相比多晶抛光粒子，使用单晶抛光粒子可以减少刮痕，改善凹陷。
所述抛光粒子的形状可以是从由球形、角形、针形以及板形组成的组中选择的至少任一种，优选为球形。
除了单粒径粒子以外，所述抛光粒子可以是具有多分散(multi dispersion)形式的粒子分布的混合粒子。例如，可以通过混合两种不同平均粒度的抛光粒子而具有双峰(bimodal)形式的粒子分布；或可以通过混合三种不同平均粒度的抛光粒子而具有三个峰值的粒子分布。或者，可以通过混合四种以上不同平均粒度的抛光粒子而具有多分散形式的粒子分布。通过混合较大的抛光粒子和相对较小的抛光粒子，能够实现更好的分散性，并可以减少晶圆表面上的刮痕。
根据一实施方式，所述抛光粒子可以包括1次粒子、2次粒子或两者全部。
根据一实施方式，所述抛光粒子的1次粒子大小是5nm至150nm，所述抛光粒子的2次粒子大小可以是30nm至300nm。
抛光粒子的大小是指可以通过扫描电子显微镜分析或动态光散射测量的视野内的多个粒子的粒径平均值。
当所述抛光粒子的1次粒子大小不到所述范围时，会发生抛光速度显著降低的问题；当超出所述范围时，发生刮痕的可能性会提高。
当所述抛光粒子的2次粒子大小不到所述范围时，会降低抛光率；当超出所述范围时，会因过度抛光导致难以调节选择比，并且会加剧氧化膜凹陷。
根据一实施方式，所述抛光粒子的含量可以是0.1重量％至10重量％。
优选地，可以是0.5重量％至5重量％，更优选地，可以是0.5重量％至1重量％。
当所述抛光粒子的含量不到所述范围时，会降低抛光速度；当超出所述范围时，会因过度抛光出现缺损或刮痕等缺陷，并且，随着抛光粒子数量增加，残留在表面的粒子吸附性会引发表面缺陷。
根据一实施方式，所述分散剂可以包括从由吡啶甲酸(Picolinic acid)、吡啶二甲酸(Dipicolinic acid)、苯甲酸(Benzoic acid)、苯乙酸(Phenylacetic acid)、萘甲酸(Naphthoic acid)、扁桃酸(Mandelic acid)、烟碱酸(Nicotinic acid)、烟碱二酸(Dinicotinic acid)、异烟酸(Isonicotinic acid)、喹啉酸(Quinolinic acid)、邻氨基苯甲酸(anthranilic acid)、镰刀菌酸(Fusaric acid)、邻苯二甲酸(Phthalic acid)、间苯二甲酸(Isophthalic acid)、对苯二甲酸(Terephthalic acid)、甲基苯甲酸(Toluicacid)、水杨酸(Salicylic acid)、硝基苯甲酸(nitrobenzoic acid)以及吡啶二羧酸(Pyridinedicarboxylic Acid)组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述分散剂的含量可以是0.1重量％至10重量％。
优选地，可以是0.1重量％至5重量％，更优选地，可以是0.5重量％至1重量％。
当所包括的所述分散剂含量不到所述范围时，会因抛光粒子无法分散而降低抛光性能，难以实现期待的抛光选择比。
相反，当超出所述范围时，会因聚集而降低分散稳定性，由此导致抛光对象膜表面产生缺陷，明显降低抛光率的问题。
根据一实施方式，所述pH缓冲剂包括氨基酸，所述氨基酸包括从由组氨酸、赖氨酸以及精氨酸组成的群组中选择的至少任一种。
所述pH缓冲剂起到确保抛光粒子的分散性以及分散稳定性的功能，可以防止因添加剂引起的分散稳定性降低的问题。
所述氨基酸的优点在于，其可以保持抛光速度，即使少量也能实现充分的pH缓冲作用。
根据一实施方式，所述pH缓冲剂的含量可以是0.01重量％至5重量％。
优选地，可以是0.01重量％至1重量％，更优选地，可以是0.1重量％至0.3重量％。
当所包括的所述pH缓冲剂不到所述范围时，会因分散稳定性降低而无法实现期待的抛光性能，降低抛光速度。
相反，当所述pH缓冲剂超出所述范围时，会由于过量的pH缓冲剂聚集而降低分散稳定性，在抛光对象膜上产生微小缺陷或刮痕等，并且会降低抛光速度。
所述抛光浆料组合物包括凹陷抑制剂，所述凹陷抑制剂包括从由糖类化合物、氨基酸以及它们的混合物组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述氨基酸包括从由脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、异亮氨酸以及亮氨酸组成的群组中选择的至少任一种。
所述凹陷抑制剂含有包括羟基官能团(-OH)的化合物，并起到抑制氧化膜凹陷的作用。
即，所述凹陷抑制剂在抛光浆料组合物中同时对氮化膜与氧化膜进行抛光时，在确保相对于氮化膜的氧化膜的高抛光选择比的同时，抑制氧化膜发生凹陷。
根据一实施方式，所述糖类化合物包括从由单糖、多糖、糖醇以及它们的盐组成的群组中选择的至少任一种。
所述单糖包括单糖以及单糖衍生物。
根据一实施方式，所述单糖可以包括从由葡萄糖、核糖、阿拉伯糖、来苏糖、麦芽糖、阿罗糖、阿卓糖、古洛糖、木酮糖、塔罗糖、核酮糖、艾杜糖、乳糖、木糖、半乳糖、果糖以及它们的衍生物组成的群组中选择的至少任一种。
例如，所述单糖衍生物可以使用N-乙醯-D-氨基葡萄糖(N-Acetyl-D-glucosamine)。
所述多糖包括多糖以及多糖衍生物。
根据一实施方式，所述多糖可以包括从由结冷胶(Gellangum)、鼠李糖胶(Rhamsangum)、文莱胶(Welangum)、黄原胶(Xanthangum)、瓜尔豆胶(Guargum)、卡拉亚树胶(Karayagum)、阿拉伯胶(Arabicgum)、角豆胶(Locust beangum)、黄蓍胶(Tragacanthgum)、茄替胶(Gum Ghatti)、塔拉胶(Tara gum)、魔芋胶(konjac gum)、藻胶(Algin)、琼脂(Agar)、角叉菜胶(Carrageenan)、红藻胶(Furcellaran)、凝胶多糖(Curdlan)、海藻酸(Alginic acid)、酪蛋白(Casein)、塔塔剑(Tatagum)、罗望子胶(Tamarind gum)、果胶(Pectin)、葡甘露聚糖(Glucomannan)、阿拉伯半乳聚糖(Arabino Galactan)、支链淀粉(Pulluian)以及阿拉伯胶(Acacia gum)组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述糖醇可以包括从由麦芽糖醇(maltitol)、乳糖醇(lactitol)、苏糖醇(threitol)、赤藓糖醇(erythritol)、核糖醇(ribitol)、木糖醇(xylitol)、阿拉伯糖醇(arabitol)、阿东糖醇(adonitol)、山梨糖醇(sorbitol)、塔罗糖醇(talitol)、异麦芽酮糖醇(isomalt)、甘露醇(mannitol)、艾杜糖醇(iditol)、蒜糖醇(allodulcitol)、半乳糖醇(dulcitol)、景天庚糖醇(sedoheptitol)以及甘露庚糖醇(perseitol)组成的群组中选择的至少任一种。
所述单糖、多糖以及糖醇的盐是指所述单糖的盐，所述多糖的盐以及所述糖醇的盐，例如，所述单糖的盐可以使用氨基葡萄糖盐酸盐(glucosamine hydrochloride)。
根据一实施方式，所述糖类化合物可以包括4个以上羟基(-OH)。
当包括4个以上羟基时，可以实现对于氮化膜的氧化膜的高抛光选择比，与此同时最小化在宽幅的图案晶圆的低阶梯部的氧化膜凹陷。
根据一实施方式，所述糖类化合物可以包括6个以上羟基(-OH)，此时，可以最大化相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择比。
根据一实施方式，所述糖类化合物可以包括羟基以及胺基。
同时包括所述羟基以及胺基的化合物，可以相对于氮化膜最大化氧化膜的抛光选择比，与此同时最小化宽幅的图案晶圆的低阶梯部的氧化膜凹陷。
根据一实施方式，所述凹陷抑制剂可以包括从由脯氨酸(proline)、核糖(Ribose)、葡萄糖(glucose)、山梨糖醇(sorbitol)、N-乙醯-D-氨基葡萄糖(N-Acetyl-D-glucosamine)以及氨基葡萄糖盐酸盐(glucosamine hydrochloride)组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述凹陷抑制剂的含量可以是0.001重量％至1重量％。
优选地，可以是0.01重量％至0.8重量％，更优选地，可以是0.08重量％至0.5重量％，最优选地，可以是0.08重量％至0.3重量％。
当所包含的所述凹陷抑制剂的含量不到所述范围时，会降低抑制氧化膜凹陷的性能，降低相对于氮化膜的氧化膜的抛光选择比。
相反，当所含有的所述凹陷抑制剂的含量超出所述范围时，会发生明显降低抛光速度的问题。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物还包括pH调节剂，所述pH调节剂可以包括从由乳酸(lactic acid)、庚二酸(pimelic acid)、苹果酸(malic acid)、丙二酸(malonicacid)、马来酸(maleic acid)、醋酸(acetic acid)、己二酸(adipic acid)、草酸(oxalic acid)、琥珀酸(succinic acid)、酒石酸(tartaric acid)、柠檬酸(citricacid)、戊二酸(glutaric acid)、乙醇酸(glycollic acid)、甲酸(formic acid)、富马酸(fumaric acid)、丙酸(propionic acid)、丁酸(butyric acid)、羟基丁酸(hydroxybutyric acid)、天冬氨酸(aspartic acid)、衣康酸(Itaconic Acid)、丙三羧酸(tricarballylic acid)、辛二酸(suberic acid)、癸二酸(sebacic acid)、硬脂酸(stearic acid)、丙酮酸(pyruvic acid)、乙醯乙酸(acetoacetic acid)、乙醛酸(glyoxylic acid)、壬二酸(azelaic acid)、辛酸(caprylic acid)、月桂酸(lauricacid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、戊酸(valeric acid)以及棕榈酸(palmitic acid)组成的群组中选择的至少任一种。
所述pH调节剂的添加量是起到调节抛光浆料组合物的pH的量。
根据一实施方式，可以浓缩或稀释所述抛光浆料组合物来使用。并且，所述抛光浆料组合物还包括溶剂。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物可以是具有正(positive)电荷的正极浆料组合物。
所述抛光浆料组合物可以具有ζ-电位为+10mV至+60mV的正ζ-电位。
带正电荷的抛光粒子可以保持高分散稳定性，不会发生抛光粒子的聚集，可以减少微划痕的发生。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物的pH可以是4至6。优选地，pH可以是4至5。
当超出所述pH范围时，会降低分散性，引发粒子聚集，由此导致刮痕或缺陷。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物是对具有2000μm以上宽度的图案晶圆进行抛光，所述图案晶圆的低阶梯部的凹陷(Dishing)发生量在
Figure BDA0003914574750000091
以下。
其中，低阶梯部可以是指阶梯差的凹陷部。
并且，所述凹陷发生量是指阶梯差的凸出部与凹陷部之间的高度差。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物可以对具有2700μm以上宽度的图案晶圆进行抛光。
根据一实施方式，所述图案晶圆的低阶梯部的凹陷(Dishing)发生量在
Figure BDA0003914574750000092
以下。
本发明的抛光浆料组合物具有可以在具有较大宽度(space)的图案晶圆的低阶梯部中最小化氧化膜凹陷(Dishing)的效果。
即，通过最小化氧化膜的凹陷发生量来防止产生缺陷，由此提高半导体元件的性能以及可靠度。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物对氧化膜(SiO2)的抛光速度是
Figure BDA0003914574750000093
以上，相对于氮化膜(SiN)的氧化膜(SiO2)的抛光选择比(氧化膜(SiO2)的抛光速度/氮化膜(SiN)的抛光速度)在200以上。
本发明的抛光浆料组合物相对于氮化膜，对于氧化膜的抛光选择比更高。
特别是在
Figure BDA0003914574750000094
以上的高氧化膜抛光速度下，也能实现对于氧化膜的高选择比。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物适用于对包括绝缘膜以及无机氧化膜中的至少一个的薄膜进行抛光。
所述绝缘膜包括从由氧化硅膜、氮化硅膜以及多晶硅膜组成的群组中选择的至少任一种。
所述无机氧化膜包括从由氟掺杂氧化锡(FTO，fluorine doped tin oxide、SnO2：F)、氧化铟锡(ITO，indium tin oxide)、氧化铟锌(IZO，indium zinc oxide)、氧化铟镓锌(IGZO，indium gallium zinc oxide)、铝掺杂氧化锌(AZO，Al-doped ZnO)、氧化铝镓锌(AGZO，Aluminum Gallium Zinc Oxide)、镓掺杂氧化锌(GZO，Ga-doped ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO，Indium Zinc Tin Oxide)、氧化铟铝锌(IAZO，Indium Aluminum Zinc Oxide)、氧化铟镓锌(IGZO，Indium Gallium Zinc Oxide)、氧化铟镓锡(IGTO，Indium Gallium TinOxide)、氧化锑锡(ATO，Antimony Tin Oxide)、氧化锌镓(GZO，Gallium Zinc Oxide)、氮氧化铟锌(IZON，IZO Nitride)、SnO2、ZnO、IrOx、RuOx以及NiO组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物适用于半导体元件，显示器元件或两者的抛光工艺。
根据一实施方式，所述抛光浆料组合物适用于浅槽隔离(Shallow TrenchIsolation:STI)工艺。
下面，通过实施例以及比较例更详细地说明本发明。
但下面的实施例仅用于对本发明进行示例，本发明的内容并非受限于下面的实施例。
<实施例1>
4重量％的胶体二氧化铈作为抛光粒子，0.5重量％的吡啶甲酸作为分散剂进行混合来制备抛光粒子分散液。
在抛光粒子分散液中添加0.1重量％的组氨酸作为pH缓冲剂，0.1重量％的脯氨酸作为凹陷抑制剂，使用pH调节剂制备pH 4.5的抛光浆料组合物。
<实施例2>
除使用核糖作为凹陷抑制剂之外，按照与实施例1相同的方式制备抛光浆料组合物。
<实施例3>
除使用葡萄糖作为凹陷抑制剂之外，按照与实施例1相同的方式制备抛光浆料组合物。
<实施例4>
除使用山梨糖醇作为凹陷抑制剂之外，按照与实施例1相同的方式制备抛光浆料组合物。
<实施例5>
除使用N-乙醯-D-氨基葡萄糖作为凹陷抑制剂之外，按照与实施例1相同的方式制备抛光浆料组合物。
<实施例6>
除使用氨基葡萄糖盐酸盐作为凹陷抑制剂之外，按照与实施例1相同的方式制备抛光浆料组合物。
<比较例1>
除不添加凹陷抑制剂之外，按照与实施例1相同的方式制备抛光浆料组合物。
<实验例>
使用通过所述实施例以及比较例制备的抛光浆料组合物，按照下面的抛光速度进行CMP工艺。
抛光条件
1、抛光装置:AP-300(CTS公司)
2、晶圆:300mm PE-TEOS，LP-SiN，STI用图案晶圆
3、运载器压力(Carrier pressure):4psi
4、主轴转速(Spindle speed):87rpm
5、压板转速(Platen speed):93rpm
6、流量(Flow rate):250ml/min
7、抛光时间:60s
表1示出了各抛光浆料组合物中使用的凹陷抑制剂的类型、氧化膜以及氮化膜的抛光速度(Removal Rate，RR)、抛光选择比、氧化膜凹陷(Dishing)发生程度以及氮化膜损失程度的测量结果。
表1
Figure BDA0003914574750000111
Figure BDA0003914574750000121
参照表1，在实施例中可以看到，在显示出200以上的抛光选择比的同时，对具有2700um以上宽度的图案低阶梯部，其氧化膜的凹陷发生量也在
Figure BDA0003914574750000122
以下，氮化膜损失量为
Figure BDA0003914574750000123
这与不使用凹陷抑制剂的比较例1的浆料组合物相比，可以看出抛光选择比增加，并且氧化膜的凹陷发生量与氮化膜损失量降低。特别是将包括4个以上羟基(-OH)的糖类化合物作为凹陷抑制剂时(实施例2、实施例3以及实施例4)，可以实现
Figure BDA0003914574750000124
以下的凹陷发生量。
并且，当包括具有4个以上羟基(-OH)的同时具有胺基的凹陷抑制剂(实施例5以及实施例6)时，可以看到抛光选择比增加，并且可以进一步降低氧化膜凹陷发生量以及氮化膜损失。
综上，对实施例进行了说明，本领域普通技术人员能够基于所述记载进行多种更改与变形。例如，所说明的技术按照与说明的方法不同的循序执行，和/或所说明的构成要素按照与说明的方法不同的形态进行结合或组合，或者由其他构成要素或者等同物置换或代替，也能得到适当的结果。
因此，其他体现、其他实施例及权利要求的等同物均属于所附权利要求书的范围。

Claims (18)

1.一种抛光浆料组合物，其特征在于，包括：
抛光粒子；
分散剂；
pH缓冲剂；以及
凹陷抑制剂，其包括从由糖类化合物，氨基酸以及它们的混合物组成的群组中选择的至少任一种。
2.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，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，及胶体状态的所述金属氧化物组成的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组中选择的至少任一种。
3.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述抛光粒子的1次粒子大小是5nm至150nm，
所述抛光粒子的2次粒子大小是30nm至300nm。
4.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述抛光粒子的含量是0.1重量％至10重量％。
5.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述分散剂包括从由吡啶甲酸、吡啶二甲酸、苯甲酸、苯乙酸、萘甲酸、扁桃酸、烟碱酸、烟碱二酸、异烟酸、喹啉酸、邻氨基苯甲酸、镰刀菌酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、甲基苯甲酸、水杨酸、硝基苯甲酸以及吡啶二羧酸组成的群组中选择的至少任一种。
6.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述分散剂的含量是0.1重量％至10重量％。
7.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述pH缓冲剂包括氨基酸，
所述氨基酸包括从由组氨酸、赖氨酸以及精氨酸组成的群组中选择的至少任一种。
8.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述pH缓冲剂的含量是0.01重量％至5重量％。
9.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述糖类化合物包括从由单糖、多糖、糖醇以及它们的盐组成的群组中选择的至少任一种。
10.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述糖类化合物包括4个以上羟基(-OH)。
11.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述糖类化合物包括羟基以及胺基。
12.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述凹陷抑制剂包括从由脯氨酸、核糖、葡萄糖、山梨糖醇、N-乙醯-D-氨基葡萄糖以及氨基葡萄糖盐酸盐组成的群组中选择的至少任一种。
13.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述凹陷抑制剂的含量是0.001重量％至1重量％。
14.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
还包括pH调节剂，
所述pH调节剂包括从由乳酸、庚二酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、醋酸、己二酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸、富马酸、丙酸、丁酸、羟基丁酸、天冬氨酸、衣康酸、丙三羧酸、辛二酸、癸二酸、硬脂酸、丙酮酸、乙醯乙酸、乙醛酸、壬二酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、戊酸以及棕榈酸组成的群组中选择的至少任一种。
15.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
是具有正电荷的正极浆料组合物。
16.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
所述抛光浆料组合物的pH是4至6。
17.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
对具有2000μm以上宽度的图案晶圆进行抛光，
所述图案晶圆的低阶梯部的凹陷发生量在
Figure FDA0003914574740000021
以下。
18.根据权利要求1所述的抛光浆料组合物，其特征在于，
氧化膜(SiO2)的抛光速度是
Figure FDA0003914574740000022
以上，
相对于氮化膜(SiN)的氧化膜(SiO2)的抛光选择比，即氧化膜(SiO2)的抛光速度/氮化膜(SiN)的抛光速度是200以上。
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