TW201708453A - 鎢拋光料漿組合物 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種鎢拋光料漿組合物，且本發明的鎢拋光料漿組合物包括水溶性高分子、拋光粉及蝕刻調節劑。

Description

鎢拋光料漿組合物
本發明涉及鎢拋光料漿組合物。
隨著產品的設計規格的減少，結構的寬變窄高度變高，縱橫比（aspect ratio）（深度/寬度）急劇增加，且以前在50奈米級半導體工程發生過的刮痕影響，帶給30奈米級半導體工程2倍以上的影響。由此，在膜質的表面不僅對刮痕，對表面形態（topography）的影響也變得敏感了。在拋光工程中，作為最重要的考慮因素具有拋光量和拋光表面的品質等，但是，最近隨著半導體設計規格的減少，拋光表面品質的重要性被極大化，為此的拋光工程被增加的趨勢。
一方面，最近隨著半導體的集成度提高，要求更低的電流洩露，且為了充足此，研製了高介電常數介電質體和金屬澆口結構。一般地，作為金屬澆口大多使用鋁，但是，隨著設計結構減少，因完整蒸鍍的難度和具有高硬度氧化鋁拋光的難度等問題，作為最近澆口物質，對鎢使用的研究進行地很多。但是，隨著從鋁澆口到鎢澆口的構成物質的變化，鎢被蒸鍍後，由鎢顆細微性形成表面形態，且這引發不甘的金屬間短路，使發生減少半導體收率的現象。為了改善這些鎢的拋光表面品質，即，為表面形態改善的拋光是為下一代工程必須的。表面形態沒有被改善的料漿組合物，拋光之後在工程形成鎢過蝕刻（over etch）或者非蝕刻（unetch），帶來工程不良或元件運行的不穩定，使急劇降低半導體收率。並且，不包括有機酸，實施物理化學的拋光，由化學蝕刻速度的增加，鎢膜質的表面不均勻，且內部包含如凹陷或腐蝕的表面缺陷。這可導致如鎢表面的腐蝕或膜質變化的二次問題。
本發明是為解決上述的問題，其本發明的目的是提供改善鎢膜質的 表面形態，減少由鎢膜質的表面形態發生的如凹陷、腐蝕的表面缺陷，控制並可改善鎢膜質表面粗糙度的鎢拋光料漿組合物。
但是，本發明所要解決的課題不限定於上述的課題，且沒有被提及的另外其他課題，可從以下的記載被明確地理解給技藝人士。 技術方案
根據本發明，提供包括水溶性高分子；拋光粒子；及蝕刻調節劑的鎢拋光料漿組合物。
所述水溶性高分子可包括：從聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯醯胺甲基丙磺酸、聚-α-甲基苯磺酸、聚-ρ-甲基苯磺酸，及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個。
所述水溶性高分子可在所述鎢拋光料漿組合物中是0.01重量百分比至5重量百分比。
所述拋光粒子可包括：從金屬化合物、有機物或無機物塗層的金屬化合物，及膠體狀態的所述金屬化合物形成的群中選擇的至少任何一個，且所述金屬化合物包括：從二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂形成的群中選擇的至少任何一個。
所述拋光粒子的大小可以是20nm至250nm的單一大小粒子或者是兩種以上的混合粒子。
所述拋光粒子可在所述鎢拋光料漿組合物中是1重量百分比至5重量百分比。
所述蝕刻調節劑可以是由以下數學式1被定義的HPI值為70以下的化合物，或者由以下數學式2被定義的HBI值為30以上的化合物。 [數學式1][數學式2]
所述蝕刻調節劑可包括：從乳酸(Lactic acid)、丙酸(Propionic acid)、異戊酸(isovaleric acid)、己酸(caproic acid)、異丁酸(Isobutyric acid)、戊酸(Valeric acid)、丁酸(Butyric acid)、環戊甲酸(Cyclopentanecarboxylic acid)、羥丁酸(hydroxybutyric acid)、4-氨基-3-羥基丁酸(4-Amino-3-hydroxybutyric acid)、二甲基丁二酸(Dimethylsuccinic acid)、甲基戊酸(Methylpentanoic acid)、2-羥基-4-甲基戊酸(2-hydroxy-4-methylpentanoic acid)及1-羥基-1-環丙基甲酸(1-Hydroxy-1-cyclopropanecarboxylic acid)形成的群中選擇的至少任何一個。
所述蝕刻調節劑可在所述鎢拋光料漿組合物中是0.001重量百分比至1重量百分比。
還可包括：從過氧化氫、脲過氧化氫、尿素、過碳酸鹽、高碘酸、高碘酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽、高錳酸、高錳酸鹽、過硫酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸、過氧化硫酸銨、過氧化苯甲醯、過氧化鈣、過氧化鋇、過氧化鈉、過氧化脲形成的群中選擇的至少任何一個。
所述氧化劑可在所述鎢拋光料漿組合物中是0.005重量百分比至5重量百分比。
還可包括至少一個pH調節劑，從酸性物質及鹼性物質形成的群中被選擇，且所述酸性物質包括：從硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個；及所述鹼性物質包括：從氨、氨甲基丙醇(ammonium methyl propanol，AMP)、羥化四甲銨(tetra methyl ammonium hydroxide，TMAH)、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化銣、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸鈉、咪唑形成的群中選擇的至少任何一個。
所述鎢拋光料漿組合物的pH可具有2至5的範圍。
所述鎢拋光料漿組合物可以是遊離硝酸。
在利用所述鎢拋光料漿組合物的鎢拋光之後，表面的每分鐘靜態蝕刻速率（Static Etch Rate，SER）值可以是150Å/min以下。
在利用所述鎢拋光料漿組合物的鎢拋光之後，表面的峰穀(peak to valley，Rpv) 值可以是100nm以下及表面粗糙度(roughness，Rq)值是10nm以下。
所述鎢拋光料漿組合物可改善鎢的表面形態（topography）。 技術效果
根據本發明的鎢拋光料漿組合物是可適用於改善鎢的拋光量表面形態（topography）的料漿組合物，可減少由水溶性高分子的化學蝕刻效果，既不影響拋光速度，也減少如凹陷、腐蝕的表面缺陷。並且，提供經化學蝕刻顯示鎢去除效果的同時，可達到所目的拋光率的鎢膜質去除用料漿。
參照以下附圖對本發明的實施例進行詳細地說明。在說明本發明中，當對有關公知功能或構成的具體說明，判斷為不必要的模糊本發明的摘要時，對其詳細說明進行省略。並且，在本發明所使用的用語是為了適當的表現本發明的優選實施例而被使用的用語，這可根據使用者、運營者的意圖或者本發明所屬領域的慣例等不同。因此，對本用語的定義由本說明書整個內容為基礎決定。在各圖示出的相同參照符號顯示相同的部件。
在整個說明書，何種部分「包括」何種構成要素時，沒有特別反對的記載之外，這意味著不是排除其他構成要素，而是還可包括其他構成要素。
以下，對本發明的鎢拋光料漿組合物，參照實施例節附圖進行詳細地說明。但是，本發明不限定於這些實施例及圖。
根據本發明，提供包括水溶性高分子、拋光粒子及蝕刻調節劑的鎢拋光料漿組合物。
根據本發明的鎢拋光料漿組合物是可適用於改善鎢拋光量表面形態（topography）的料漿組合物，可減少由水溶性高分子的化學蝕刻效果，既不影響拋光速度，也減少如凹陷、腐蝕的表面缺陷。並且，經化學性蝕刻顯示鎢去除效果的同時，提供可達到目的的拋光率的鎢膜質去除用料漿。
從側面觀看鎢膜質的表面形態，具有三角形圓錐模樣高低不平的形象。與現有的用於改善鎢表面形態的料漿組合物不同，根據本發明的鎢拋光料漿組合物只去除鎢的表面形態，進行過拋光具有不浪費鎢的效果。
所述水溶性高分子可以是具有1,000,000以下重量平均分子量的含有硫磺的化合物，優選地，可以是具有25,000至1,000,000重量平均分子量的含有硫磺的化合物。所述水溶性高分子的重量平均分子量超過1,000,000時，可降低溶解性、粒子分散穩定性及拋光特性。
所述水溶性高分子可包括磺酸及其鹽或衍生物，具體地，所述水溶性高分子可包括從聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯醯胺甲基丙磺酸、聚-α-甲基苯磺酸、聚-ρ-甲基苯磺酸及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個。
所述水溶性高分子可在所述鎢拋光料漿組合物中是0.01重量百分比至5重量百分比。所述水溶性高分子在所述鎢拋光料漿組合物中未滿0.01%重量百分比時，可能會發生吸附性低下的問題，且超過5重量百分比時，可導致鎢拋光率的低下。
所述拋光粒子包括從金屬化合物、有機物或無機物塗層的金屬化合物，及膠體狀態的所述金屬化合物形成的群中選擇的至少任何一個，且所述金屬化合物可包括從二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂形成的群中選擇的至少任何一個。
所述拋光粒子的大小可以是20nm至250nm的單一大小粒子或是兩種以上的混合粒子。更優選地，所述拋光粒子的大小未滿20nm時，可導致拋光速度的低下，且超過250nm時，可形成過剩拋光。
所述拋光粒子可由焙燒條件及/或粉磨條件的調整，調整粒子大小，混合兩種粒子可具有雙峰（bimodal）形態的細微性分佈。或者，混合三種粒子可具有顯示三種峰值的細微性分佈。混載相對大的拋光粒子和相對小的拋光粒子，具有更優秀的分散性，且可期待在晶片表面減少刮痕的效果。
所述拋光粒子可以是所述鎢拋光料漿組合物中的1重量百分比至5重量百分比。所述拋光粒子未滿所述鎢拋光料漿組合物中的1重量百分比時，具有拋光速度減少的問題，且超過5重量百分比時，拋光速度過高，且因拋光粒子數的增加，由殘留在表面的粒子吸附性，可發生表面缺陷。
所述蝕刻調節劑可以是由HPI定義的值為70以下，或者由HBI定義的值為30以上的化合物。所述蝕刻調節劑可以是所述HPI值及HBI值的合為100。
所述HPI可由以下數學式1被定義。 [數學式1]
所述HBI可由以下式2被定义。 [數學式2]
所述蝕刻調節劑的HPI值超過70，或者HBI值未滿30時，可發生由蝕刻速度的增加，如凹陷或腐蝕的表面缺陷，同時可低下料漿的分散穩定性。
所述蝕刻調節劑可包括從乳酸(Lactic acid)、丙酸(Propionic acid)、異戊酸(isovaleric acid)、己酸(caproic acid)、異丁酸(Isobutyric acid)、戊酸(Valeric acid)、丁酸(Butyric acid)、環戊甲酸(Cyclopentanecarboxylic acid)、羥丁酸(hydroxybutyric acid)、4-氨基-3-羥基丁酸(4-Amino-3-hydroxybutyric acid)、二甲基丁二酸(Dimethylsuccinic acid)、甲基戊酸(Methylpentanoic acid)、2-羥基-4-甲基戊酸(2-hydroxy-4-methylpentanoic acid)及1-羥基-1-環丙基甲酸(1-Hydroxy-1-cyclopropanecarboxylic acid)形成的群中選擇的至少任何一個。
所述蝕刻調節劑可以是所述鎢拋光料漿組合物中的0.001重量百分比至1重量百分比。所述蝕刻調節劑的含量未滿所述鎢拋光料漿組合物中的0.001重量百分比時，因化學性蝕刻速度快，表面粗糙度變高，且表面沒有被均勻地拋光，具有表面的凹陷或腐蝕，平坦化的難點，且超過1重量百分比時，因化學性蝕刻速度非常低，可具有降低拋光速度的缺點。
根據本發明的鎢拋光料漿組合物還可包括氧化劑。所述氧化劑在製造料漿組合物時被添加，或可在拋光之前被添加。所述氧化劑可包括從過氧化氫、脲過氧化氫、尿素、碳酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽、過錳酸、過錳酸鹽、過硫酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸、過氧化硫酸銨、過氧化苯甲醯、過氧化鈣、過氧化鋇、過氧化鈉、過氧化脲形成的群中選擇的至少任何一個。
所述氧化劑可以是所述鎢拋光料漿組合物中的0.005重量百分比至5重量百分比。所述氧化劑未滿所述鎢拋光料漿組合物中的0.005重量百分比時，對鎢的拋光速度及蝕刻速度可被低下，且超過5重量百分比時，鎢表面的氧化膜變硬（hard），使拋光不能順利地進行且產生氧化膜，可具有因鎢的腐蝕和侵蝕表面形態不好的特性。
所述鎢拋光料漿組合物防止金屬或拋光器的腐蝕，且為了體現金屬氧化容易發生的pH範圍，還可包括至少一個pH調節劑，從酸性物質及鹼性物質形成的群中被選擇，所述酸性物質包括從硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個；及所述鹼性物質包括從氨、氨甲基丙醇(ammonium methyl propanol，AMP)、羥化四甲銨(tetra methyl ammonium hydroxide，TMAH)、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化銣、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸鈉、咪唑形成的群中選擇的至少任何一個。
所述鎢拋光料漿組合物pH可具有2至5的範圍。所述鎢拋光料漿組合物的pH脫離所述範圍時，金屬膜質的拋光速度低下，且表面的照度不均勻，可發生如腐蝕、侵蝕、凹陷、表面不均衡的缺陷。所述pH可由所述pH調節劑的添加進行調整。
所述鎢拋光料漿組合物是遊離硝酸，可能是不包括硝酸。包括硝酸時，由化學性的被過剩蝕刻，可導致鎢表面的凹陷或侵蝕的表面缺陷。
利用所述鎢拋光料漿組合物的鎢拋光之後，表面的分鐘靜態蝕刻速率(Static Etch Rate，SER)值可以是150Å/min以下。SER值是，例如，將鎢晶片浸泡在60℃的鎢拋光料漿組合物10分鐘並清洗後，利用鎢晶片的四點探針（4 point probe），在鏡片中心以上下左右5mm間隔測定浸泡前後的鎢晶片的厚度之後，計算每分鐘SER值。SER值可由以下數學式3計算，且單位是Å/min。 [數學式3]
利用所述鎢拋光料漿組合物的鎢拋光之後，表面可以是峰穀（peak to valley，Rpv）值100nm以下及表面粗糙度（roughness，Rq）值是10nm以下。峰穀值及表面粗糙度的程度，可由掃瞄探針顯微鏡測定。
所述鎢拋光料漿組合物可以是改善鎢的表面形態（topography），提高由表面形態發生的金屬短路，蝕刻不良發生的收率，且可進行下一代高集成度工程。在侵蝕、凹陷及被拋光物表面，可大大降低金屬層殘渣（residue）形成等的表面缺陷（defect）。
以下，參照以下實施例及比較例，詳細地說明本發明。但是，本發明的技術思想不限制或限定於此。   實施例 [實施例1]
混合粒子大小為120nm的膠體二氧化矽拋光粒子3重量百分比、作為水溶性高分子的聚乙烯基磺酸（PVSA）0.5重量百分比、蝕刻調節劑的乳酸（Lactic acid）0.5重量百分比及作為氧化劑的過氧化氫0.5重量百分比，且使用作為pH調節劑的氨，製造了pH2.8的鎢拋光料漿組合物。 [實施例2]
在實施例1中，除了將PVSA含量變更為0.01重量百分比，與實施例1相同地製造料漿組合物。 [實施例3]
在實施例1中，除了將PVSA含量變更為0.6重量百分比，與實施例1相同地製造料漿組合物。 [實施例4]
在實施例1中，除了將乳酸的含量變更為0.01重量百分比，與實施例1相同地製造料漿組合物。 [實施例5]
在實施例1中，除了將乳酸的含量變更為0.2重量百分比，與實施例1相同地製造料漿組合物。 [實施例6]
在實施例1中，除了將pH變更為3.5，與實施例1相同地製造料漿組合物。 [實施例7至12]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為4-氨基-3-羥基丁酸，與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。 [實施例13至18]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為丙酸，與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。 [實施例19至24]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為2-羥基丁酸，與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。 [實施例25至30]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為1-羥基-1-環丙基甲酸，與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。
在以下表1顯示了實施例1至30的HPI及HBI值。 [表1] 比較例 [比較例1至6]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為乙醇酸（Glycolic acid），與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。 [比較例7至12]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為檸檬酸（Citric acid），與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。 [比較例13至18]
在實施例1至6各個，除了將蝕刻調節劑變更為丙二酸（malonic acid），與實施例1至6相同地製造各個料漿組合物。
在以下表2顯示了比較例1至18的組合和HPI及HBI值。 [表2]
利用本發明的實施例1至30，比較例1至13的鎢拋光料漿組合物，由如下的拋光條件，拋光了鎢晶片。 [拋光條件] 1.拋光裝置：CETR CP-4 2.晶片：6cm X 6cm鎢晶片 3.壓板壓力（platen pressure）：4psi 4.主軸轉速（spindle speed）：69rpm 5.壓板轉速（platen speed）：70rpm 6.流量（flow rate）：100ml/min 7.料漿固體含量：3.5重量百分比
第1圖是示出利用本發明比較例1的料漿組合物的鎢晶片拋光之後表面的圖形。參照第1圖，利用比較例1的料漿組合物拋光鎢晶片時，可知表面的粗糙度高。可知這是由硝酸的添加，化學性蝕刻速度變快，使過剩蝕刻且鎢表面的粗糙度變得粗糙，同時顯示如表面的凹陷或侵蝕的表面缺陷。
第2圖是示出利用本發明實施例1的鎢拋光料漿組合物的鎢晶片拋光之後表面的圖形。參照第2圖，根據本發明實施例1利用鎢拋光料漿組合物的鎢晶片拋光之後，可知表面的表面粗糙度程度顯而易見地降低。由此可知，這是在實施例1的鎢拋光料漿組合物，添加HPI為70以下或者HBI為30以上的有機酸，使化學性蝕刻按所要求的形成，且順利地進行由拋光粒子的拋光，調節化學性蝕刻速度的同時也能拋光。
在以下表3及表4顯示了本發明實施例1至30及比較例1至18的SER值和粒子的穩定性測定結果。粒子的穩定性由以下方法測定。
在裝有60℃料漿30g的容器，放入2㎠鎢試片晶片且沉浸24小時之後，測定沉浸前的粒子初期大小（A）和24小時沉浸後的粒子大小（B）之後，由以下數學式4計算。 [數學式4]
參照以下表3及表4，可以看出實施例1至30與比較例1至18進行比較，SER值明顯減少的傾向。並且，實施例1至30與比較例1至18進行比較，可確認粒子的穩定性非常優秀。 [表3] [表4]
參照表3及表4，實施例1至30與比較例1至18進行比較，SER值明顯地減少，同時可確認粒子的穩定性非常優秀。
如上述，本發明雖然由限定的實施例和圖進行了說明，但是本發明不限定於上述的實施例，且本發明的技藝人士可從這些記載進行多樣地修正及變更。因此，本發明的範圍不能被說明的實施例限定，且由後述的請求項和與此請求項均等的被決定。
無
第1圖是示出利用本發明比較例1的料漿組合物的鎢晶片拋光之後表面的圖形。
第2圖是示出利用本發明實施例1的鎢拋光料漿組合物的鎢晶片拋光之後表面的圖形。
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Claims (17)

  1. 一種鎢拋光料漿組合物，其包括： 水溶性高分子； 拋光粒子；及 蝕刻調節劑。
  2. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述水溶性高分子包括： 從聚苯乙烯磺酸、聚乙烯基磺酸、聚丙烯醯胺甲基丙磺酸、聚-α-甲基苯磺酸、聚-ρ-甲基苯磺酸，及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個。
  3. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述水溶性高分子在所述鎢拋光料漿組合物中是0.01重量百分比至5重量百分比。
  4. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述拋光粒子包括： 從金屬化合物、有機物或無機物塗層的金屬化合物，及膠體狀態的所述金屬化合物形成的群中選擇的至少任何一個，且 所述金屬化合物包括： 從二氧化矽、二氧化鈰、氧化鋯、氧化鋁、二氧化鈦、鋇二氧化鈦、氧化鍺、氧化錳及氧化鎂形成的群中選擇的至少任何一個。
  5. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述拋光粒子的大小是20nm至250nm的單一大小粒子或者是兩種以上的混合粒子。
  6. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述拋光粒子在所述鎢拋光料漿組合物中是1重量百分比至5重量百分比。
  7. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述蝕刻調節劑是由以下數學式1被定義的HPI值為70以下的化合物，或者由以下數學式2被定義的HBI值為30以上的化合物。 [數學式1][數學式2】]
  8. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述蝕刻調節劑包括： 從乳酸、丙酸、異戊酸、己酸、異丁酸、戊酸、丁酸、環戊甲酸、羥丁酸、4-氨基-3-羥基丁酸、二甲基丁二酸、甲基戊酸、2-羥基-4-甲基戊酸及1-羥基-1-環丙基甲酸形成的群中選擇的至少任何一個。
  9. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述蝕刻調節劑在所述鎢拋光料漿組合物中是0.001重量百分比至1重量百分比。
  10. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，還包括： 從過氧化氫、脲過氧化氫、尿素、碳酸鹽、過碘酸、過碘酸鹽、過氯酸、過氯酸鹽、過溴酸、過溴酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽、過錳酸、過錳酸鹽、過硫酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽、亞氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸、過氧化硫酸銨、過氧化苯甲醯、過氧化鈣、過氧化鋇、過氧化鈉、過氧化脲形成的群中選擇的至少任何一個。
  11. 根據請求項10之鎢拋光料漿組合物，其中所述氧化劑在所述鎢拋光料漿組合物中是0.005重量百分比至5重量百分比。
  12. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，還包括： 至少一個PH調節劑，從酸性物質及鹼性物質形成的群中被選擇，且 所述酸性物質包括：從硝酸、鹽酸、磷酸、硫酸、氫氟酸、氫溴酸、氫碘酸、甲酸、丙二酸、馬來酸、草酸、乙酸、己二酸、檸檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富馬酸、乳酸、水楊酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天冬氨酸、酒石酸及上述的鹽形成的群中選擇的至少任何一個；及 所述鹼性物質包括：從氨、氨甲基丙醇、羥化四甲銨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鎂、氫氧化銣、氫氧化銫、碳酸氫鈉、碳酸鈉、咪唑形成的群中選擇的至少任何一個。
  13. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述鎢拋光料漿組合物的PH具有2至5的範圍。
  14. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述鎢拋光料漿組合物是遊離硝酸。
  15. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中在利用所述鎢拋光料漿組合物的鎢拋光之後，表面的每分鐘靜態蝕刻速率值是150Å/min以下。
  16. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中在利用所述鎢拋光料漿組合物的鎢拋光之後，表面的峰穀值是100nm以下及表面粗糙度值是10nm以下。
  17. 根據請求項1之鎢拋光料漿組合物，其中所述鎢拋光料漿組合物改善鎢的表面形態。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI808200B (zh) * 2018-06-28 2023-07-11 韓商凱斯科技股份有限公司 拋光料漿組合物

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10815392B2 (en) * 2018-05-03 2020-10-27 Rohm and Haas Electronic CMP Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing method for tungsten
KR102442600B1 (ko) * 2018-11-09 2022-09-14 주식회사 케이씨텍 연마용 슬러리 조성물
US11268025B2 (en) * 2019-06-13 2022-03-08 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Etching compositions
US20230002675A1 (en) * 2019-12-20 2023-01-05 Versum Materials Us, Llc CO/CU Selective Wet Etchant

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083419A (en) * 1997-07-28 2000-07-04 Cabot Corporation Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching
US6063306A (en) * 1998-06-26 2000-05-16 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrate
US6936543B2 (en) 2002-06-07 2005-08-30 Cabot Microelectronics Corporation CMP method utilizing amphiphilic nonionic surfactants
US7253111B2 (en) * 2004-04-21 2007-08-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holding, Inc. Barrier polishing solution
US7842193B2 (en) 2005-09-29 2010-11-30 Fujifilm Corporation Polishing liquid
JP5182483B2 (ja) * 2005-12-16 2013-04-17 Ｊｓｒ株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
TWI343945B (en) * 2005-12-27 2011-06-21 Hitachi Chemical Co Ltd Slurry for metal polishing and polishing method of polished film
WO2009017095A1 (ja) 2007-07-30 2009-02-05 Hitachi Chemical Co., Ltd. 金属用研磨液及び研磨方法
US8425797B2 (en) 2008-03-21 2013-04-23 Cabot Microelectronics Corporation Compositions for polishing aluminum/copper and titanium in damascene structures
KR101178715B1 (ko) * 2008-12-18 2012-08-31 제일모직주식회사 금속 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물
EP2500929B1 (en) * 2009-11-11 2018-06-20 Kuraray Co., Ltd. Slurry for chemical mechanical polishing and polishing method for substrate using same
JP5957292B2 (ja) 2012-05-18 2016-07-27 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及び基板の製造方法
JP2015203080A (ja) 2014-04-15 2015-11-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI808200B (zh) * 2018-06-28 2023-07-11 韓商凱斯科技股份有限公司 拋光料漿組合物

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