[发明专利]用于抛光铜膜的CMP浆料组合物和用其抛光铜膜的方法

说明书

本发明涉及一种用于铜膜的化学机械抛光浆料组合物和使用其来抛光铜膜的方法。化学机械抛光浆料组合物包含：自极性溶剂和非极性溶剂当中选出的至少一溶剂；以及硅烷改性的抛光颗粒，其中硅烷由式1表示。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年10月18日在韩国知识产权局(Korean Intellectual PropertyOffice)提交的韩国专利申请第10-2019-0130274号的权益，所述专利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铜膜的CMP浆料组合物和使用其来抛光铜膜的方法。更特定来说，本发明涉及一种用于铜膜的CMP浆料组合物和使用其来抛光铜膜的方法，所述CMP浆料组合物可实现铜膜的抛光速率的提高和铜膜上的凹陷的抑制两者。

背景技术

随着半导体集成电路的高度集成和高性能，化学机械抛光(chemical mechanicalpolishing；CMP)作为微制造技术受到关注，且频繁用于层间绝缘膜的平坦化、金属插塞的形成以及嵌入式导线的形成。近来，将铜和铜合金用作导线的导电材料。铜和铜合金具有比铝和其它金属材料更低的电阻，且因此可显著提高集成电路的性能。

用于铜膜的CMP浆料组合物通常采用氧化剂来氧化铜膜，使用抛光材料来抛光铜膜，且使用配体或螯合物来去除呈络合物形式的洗脱的铜离子。这里，使用腐蚀抑制剂来控制腐蚀。将胶态二氧化硅颗粒用作抛光材料。为了提高半导体生产率，需要高抛光速率。为了确保CMP浆料组合物的高抛光速率，通过增大抛光材料的含量来增加物理碰撞次数的数目，或通过增大螯合物的含量来提高洗脱速率。然而，抛光材料的含量的增大导致划痕的数目的增加，且大量螯合物可对抛光表面的平整度提供不良影响。此外，由于螯合物的溶解度，在使用螯合物时存在限制。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种用于铜膜的CMP浆料组合物，其可通过抑制铜膜上的凹陷来提高抛光表面的平整度。

本发明的另一目标是提供一种用于铜膜的CMP浆料组合物，其可提高铜膜的抛光速率。

根据本发明的一个方面，一种用于铜膜的CMP浆料组合物包含：自极性溶剂和非极性溶剂当中选出的至少一溶剂；以及硅烷改性的抛光颗粒，所述硅烷由式1表示：

[式1]

在式1中，

R¹、R²以及R³各自独立地为羟基、取代或未取代的烷氧基，或卤素原子；

R⁴是取代或未取代的二价有机基团；且

X¹和X²各自独立地为氢、-(C＝O)O^-M⁺、含有至少一个-(C＝O)O^-M⁺的取代或未取代的脂族烃基、含有至少一个-(C＝O)O^-M⁺的取代或未取代的芳族烃基、不含-(C＝O)O^-M⁺的取代或未取代的脂族烃基，或不含-(C＝O)O^-M⁺的取代或未取代的芳族烃基，其中M⁺是H⁺或碱金属的一价阳离子，且X¹和X²中的至少一个是-(C＝O)O^-M⁺、含有至少一个-(C＝O)O^-M⁺的取代或未取代的脂族烃基，或含有至少一个-(C＝O)O^-M⁺的取代或未取代的芳族烃基。