[发明专利]用于抛光铜膜的CMP浆液组合物以及使用其抛光铜膜的方法

说明书

本发明提供一种用于抛光铜膜的CMP浆液组合物和使用其抛光铜膜的方法。CMP浆液组合物包含：选自极性溶剂和非极性溶剂当中的至少一种；金属氧化物磨料；甘氨酸；组氨酸；以及咪唑化合物。

相关申请案的交叉引用

本申请主张2018年8月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0092660号的权益，所述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抛光铜膜的CMP浆液组合物和使用其抛光铜膜的方法。更特定来说，本发明涉及一种用于铜膜的CMP浆液组合物，其可实现铜膜的抛光速率(polishingrate)的显著提高和对铜膜的凹陷的抑制。

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)作为微制造技术已受到关注。CMP通常用于层间绝缘膜的平坦化、金属塞的形成以及嵌入式导线的形成。近来，将铜和铜合金(其具有比铝等更低的电阻值，且因此可显著提高集成电路的性能)用作导线的导电材料。另外，将钽(Ta)或氮化钽(TaN)用作用于将金属层接合到绝缘膜(SiO₂)的粘着层。此粘着层充当防止带电金属与绝缘膜之间的扩散的势垒层。

在半导体装置的制造中，CMP工艺极适用于晶片表面的平坦化。一般来说，用于铜的CMP工艺分成两个步骤进行。在CMP工艺的初级步骤中，由于必须去除块状Cu膜，因此需要具有铜的高抛光速率的浆液组合物。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种可提高铜膜的抛光速率的用于铜膜的CMP浆液组合物。

本发明的另一目标是提供一种可通过抑制铜膜的凹陷来提高抛光表面的平坦度的用于铜膜的CMP浆液组合物。

根据本发明的一个方面，一种用于铜膜的CMP浆液组合物包含：选自极性溶剂和非极性溶剂当中的至少一种；金属氧化物磨料(metal oxide abrasive)；甘氨酸；组氨酸；以及咪唑化合物。

在一个实施例中，咪唑化合物可包含由式1表示的化合物：

[式1]

其中R¹是氢、C₁到C₁₀烷基或C₆到C₂₀芳基；且R²、R³以及R⁴各自独立地是氢、C₁到C₁₀烷基、C₆到C₂₀芳基或卤素原子。

在一个实施例中，咪唑化合物可包含选自咪唑和甲基咪唑当中的至少一种。

在一个实施例中，甘氨酸和组氨酸可以0.02重量％到10重量％的总量存在于CMP浆液组合物中。

在一个实施例中，CMP浆液组合物可更包含腐蚀抑制剂。

在一个实施例中，腐蚀抑制剂可以0.001重量％到5重量％的量存在于CMP浆液组合物中。

在一个实施例中，腐蚀抑制剂可包含选自三唑和四唑当中的至少一种。

在一个实施例中，CMP浆液组合物可具有5到9的pH。

根据本发明的另一方面，一种抛光铜膜的方法包含：使用根据本发明的用于铜膜的CMP浆液组合物来抛光铜膜。

本发明提供一种可提高铜膜的抛光速率的用于铜膜的CMP浆液组合物。

本发明提供一种可通过抑制铜膜的凹陷来提高所抛光表面的平坦度的用于铜膜的CMP浆液组合物。