[发明专利]CMP浆料组成物和使用其抛光图案化钨晶片的方法

说明书

本发明涉及用于图案化钨晶片的化学机械抛光浆料组成物和使用其抛光图案化钨晶片的方法。化学机械抛光浆料组成物包含：选自由极性溶剂和非极性溶剂组成的群组的至少一种；磨料；选自由式1表示的化合物和由式2表示的化合物组成的群组的至少一种；以及氢氧化四丁铵。

技术领域

本发明涉及用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物和使用其抛光图案化钨晶片的方法。更确切地说，本发明涉及可减小腐蚀和突起两者的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物和使用其抛光图案化钨晶片的方法。

背景技术

化学机械抛光(Chemical mechanical polishing；CMP)组成物和用于抛光(或平坦化)衬底表面的方法在所属领域中是众所周知的。用于半导体衬底上的金属层(例如，钨层)的抛光组成物可包含悬浮于水溶液中的磨料粒子以及如氧化剂、螯合剂和催化剂的化学促进剂。

在典型钨插塞和互连过程中，钨沉积在介电质上和介电质内形成的开口中。其后，在CMP操作期间去除介电层上的过量钨以在介电质中形成钨插塞和互连件。随着半导体器件的特征大小的持续减小，在CMP操作(例如，钨CMP操作)中符合局部和全局平整度要求已变得越来越难。

可商购的钨CMP浆料大体上包含腐蚀抑制剂以改进全局平整度。腐蚀抑制剂具有许多优点，且尤其可减小具体CMP操作中的钨蚀刻(腐蚀)率，由此改进平整度。具体地说，随着钨蚀刻率减小，图案的腐蚀减小且改进的平整度得以实现。然而，钨蚀刻(腐蚀)率的减小可导致钨突起。因此，需要较不具腐蚀性的钨CMP浆料(或组成物)(亦即，允许在较低速率下蚀刻钨)，同时防止钨突起。

发明内容

本发明的一个目标是提供用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，所述CMP浆料组成物可减小腐蚀和突起两者，由此减小图案的梯级高度且由此改进平整度。

本发明的另一目标是提供用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，所述CMP浆料组成物允许用于钨膜的抛光速率高于用于绝缘膜的抛光速率。

根据本发明的一个方面，用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物包含：选自由极性溶剂和非极性溶剂组成的群组的至少一种；磨料；选自由式1表示的化合物和由式2表示的化合物组成的群组的至少一种；以及氢氧化四丁铵。

其中R_a、R_b、R_c、R_d、R_e以及R_f各自独立地是C₁到C₂₀烷基；X是卤素；且p和q各自独立地是1到10的整数。

其中R_a、R_b、R_c、R_d、R_e以及R_f各自独立地是C₁到C₂₀烷基；X是卤素；p和q各自独立地是1到10的整数；且n是1到20的整数。

根据本发明的另一方面，抛光图案化钨晶片的方法包含：使用根据本发明的用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物来抛光图案化钨晶片。

本发明提供用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，所述CMP浆料组成物可减小腐蚀和突起两者，由此减小图案的梯级高度且由此改进平整度。

另外，本发明提供用于图案化钨晶片的CMP浆料组成物，所述CMP浆料组成物允许用于钨膜的抛光速率高于用于绝缘膜的抛光速率。

附图说明

图1是示出在使用实例1的CMP浆料组成物抛光之后的腐蚀和突起的AFM图像。

图2是示出在使用比较例1的CMP浆料组成物抛光之后的腐蚀和突起的AFM图像。

具体实施方式