[发明专利]钨阻挡层抛光料浆组合物

说明书

本发明涉及一种钨阻挡层抛光料浆组合物，根据本发明的一个实施例的钨阻挡层抛光料浆组合物包括：抛光粒子；和含有硫磺的氨基酸，可改善边缘过度侵蚀EOE(edge over erosion)。

技术领域

本发明涉及一种钨阻挡层抛光料浆组合物。

技术背景

化学机械性抛光CMP(Chemical Mechanical Polishg)工程是使半导体晶片表面与抛光垫接触从而进行旋转运动，同时利用抛光剂和含有各种化合物的料浆来平坦抛光的一种工程。CMP料浆可根据抛光对象进行分类。大致分为用于抛光绝缘层氧化硅(SiO₂)等的氧化膜(oxide layer)抛光料浆，用于抛光铜，钨，铝等金属层的金属抛光料浆。在以金属抛光料浆抛光金属层的工程中，分为仅抛光金属层的初始步骤、抛光金属层和阻挡层的步骤，以及抛光金属层、阻挡层，和氧化膜的步骤来进行CMP工程。其中，最后步骤抛光金属层、阻挡层，和氧化膜的步骤中，金属层和氧化膜需通过合适的抛光速度一起进行抛光才能实现优异的抛光平坦化。但由于金属层的分布状态和图案的密度等原因，可能会发生部分过度抛光的侵蚀(erosion)或是图案密度变化的部分中发生严重的边缘过度侵蚀EOE(EdgeOver Erosion)。抛光对象物质的抛光状态对后续光刻工程中形成图案时产生影响，抛光对象物质的抛光状态不良发生边缘过度侵蚀(EOE)时，会使后续光刻工程中的聚焦深度DOF(Depth Of Focus)界限降低。由此，在随后的工程中可能发生形成的图案形状不良以及排线图案断开等问题，会对半导体装置产生非常严重的影响。

发明内容

技术课题

本发明为了解决上述问题点，目的在于提供一种钨阻挡层抛光料浆组合物，消除边缘过度侵蚀EOE(Edge Over Erosion)和侵蚀(erosion)等缺陷来提高平坦度，从而CMP工程被进行之后钨阻挡层的抛光状态均匀。

但是本发明要解决的课题并不局限于上述的课题，本领域具通常知识的技术人员通过以下的记载还可清楚地理解未提及的或其他的课题。

技术方案

根据本发明的一个实施例的钨阻挡层抛光料浆组合物，包括：抛光粒子和含有硫磺的氨基酸。

根据一个侧面，所述抛光粒子，可包括从有机物或无机物涂层的金属氧化物，和胶状的所述金属氧化物形成的群组中选择的至少任何一个，且所述金属氧化物，包括从二氧化硅、氧化铈、氧化锆、氧化铝、氧化钛、钛酸钡、氧化锗、氧化锰及氧化镁形成的群组中选择的至少任何一个。

根据一个侧面，所述抛光粒子的大小可以是40nm至100nm的单一尺寸粒子或是2种以上的混合粒子。

根据一个侧面，所述抛光粒子，在所述钨阻挡层抛光料浆组合物中可为1wt％-10wt％。

根据一个侧面，所述含有硫磺的氨基酸，可包括从半胱氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、硫代半胱氨酸、牛磺酸、牛磺胆酸、N-酰基甲基牛磺酸、黎豆氨酸、胱硫醚、S-烯丙半胱氨酸、羊毛硫氨酸、乙硫氨酸、S-腺苷甲硫胺酸、谷胱甘肽、N-乙酰半胱氨酸形成的群组中选择的至少任何一个。

根据一个侧面，所述含有硫磺的氨基酸，在所述钨阻挡层抛光料浆组合物中可为0.001wt％-1wt％。

根据一个侧面，利用所述钨阻挡层抛光料浆组合物将钨阻挡层抛光后，在10μm/s-30μm/s的速度(speed)范围，10Hz-30Hz的速率(rate)范围以及1mg-5mg的动力(force)范围条件下测定的钨金属膜和绝缘膜的线宽为10μm，且图案密度为30％的钨阻挡层的边缘过度侵蚀EOE(edge over erosion)值可为以下。

根据一个侧面，可进一步包括：从防腐剂、pH缓冲剂、及氧化剂形成的群组中选择的至少任何一个。