抛光料浆组合物
阅读：765发布：2020-05-11
专利汇可以提供抛光料浆组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 抛光 料浆组合物，包括：抛光粒子；分散剂；稳定剂；以及抛光选择比调节剂；所述分散剂包括含有一个以上的羧基(-COOH)的芳香族 有机酸 。，下面是抛光料浆组合物专利的具体信息内容。
1.一种抛光料浆组合物，其特征在于，包括：
抛光粒子；
分散剂；
稳定剂；以及
抛光选择比调节剂，
所述分散剂包括具有一个以上的羧基(-COOH)的芳香族有机酸。
2.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述抛光粒子包括从由金属氧化物；经有机物或无机物涂覆的金属氧化物；以及胶体状态的金属氧化物组成的组中选择的至少任一种。
3.根据权利要求2所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述金属氧化物包括从由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的组中选择的至少任一种。
4.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述抛光粒子的一次粒子大小是5nm至150nm，
所述抛光粒子的二次粒子大小是30nm至300nm。
5.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述分散剂是所述料浆组合物的0.01重量％至5重量％，
所述分散剂包括从由苯甲酸、苯乙酸、萘甲酸、扁桃酸、吡啶甲酸、吡啶二甲酸、烟碱酸、烟碱二酸、异烟酸、喹啉酸、邻氨基苯甲酸、镰刀菌酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、甲基苯甲酸、水杨酸、硝基苯甲酸及吡啶二羧酸组成的组中选择的至少任一种。
6.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述稳定剂是所述料浆组合物的0.001重量％至1重量％，
所述稳定剂包括从由聚乙烯亚胺、聚丙烯亚胺、聚乙烯胺、聚烯丙胺、聚己二甲铵、聚二甲基二烯丙基铵(盐)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚鸟氨酸、聚赖氨酸、聚精氨酸、聚-L-精氨酸、聚组氨酸、聚乙烯基咪唑、聚二烯丙基胺、聚甲基二烯丙基胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、聚烯丙基胺盐酸盐、聚(乙烯吡啶)、聚(乙烯咪唑)、多聚-L-赖氨酸、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺衍生聚合物、聚季胺、聚二甲胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚(二甲胺-表氯醇共聚物)、聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)、聚(甲基丙烯酰氧乙基苯基二甲基氯化铵)、聚酰胺-胺、基于二甲胺-环氧丙烷的聚合物、二氰二胺、双氰胺、丙烯酰胺、丙烯酸二甲氨基乙酯、丙D-氨基葡萄糖衍生物、亚氨基双丙胺、甲基亚氨基双丙胺、十二烷基亚胺基双丙胺、五甲基二乙烯三胺、五甲基二丙烯三胺、氨基丙基-1,3-丙二胺、及氨基丙基-1,4-丁二胺组成的组中选择的至少一种。
7.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述抛光选择比调节剂是所述料浆组合物的0.001重量％至0.5重量％，
所述抛光选择比调节剂包括有机酸、无机酸或两者全部。
8.根据权利要求7所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述有机酸包括从由庚二酸、苹果酸、丙二酸、马来酸、乙酸、己二酸、草酸、琥珀酸、酒石酸、柠檬酸、乳酸、戊二酸、乙醇酸、甲酸、富马酸、丙酸、丁酸、羟基丁酸、天冬氨酸、衣康酸、丙三羧酸、辛二酸、癸二酸、硬脂酸、丙酮酸、乙酰乙酸、乙醛酸、壬二酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、戊酸及棕榈酸组成的组中选择的至少任一种。
9.根据权利要求7所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述无机酸包括从由盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、溴酸、高氯酸、氢氟酸、碘酸、亚硝酸、过硫酸、亚硫酸、次硫酸、硼酸、碘酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、过磷酸、亚氯酸、次氯酸、高氯酸、亚溴酸、次溴酸、高溴酸、次碘酸、高碘酸、氟化氢、三氟化硼、四氟硼酸及磷氟化氢酸组成的组中选择的至少任一种。
10.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述抛光料浆组合物的pH是1至7，
所述抛光料浆组合物的ζ电位是+5mV至+70mV。
11.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
当利用所述抛光料浆组合物对抛光对象膜及包括氮化膜或者聚合膜的基板进行抛光时，对于氮化膜或聚合膜的抛光对象膜的选择比是10以上。
12.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
在利用所述抛光料浆组合物对基板进行抛光后，对于抛光对象膜的抛光速度是
以上。
13.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述抛光料浆组合物用于对包括绝缘膜及无机氧化膜中的至少一种的薄膜进行抛光。
14.根据权利要求13所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述无机氧化膜包括从由氟掺杂氧化锡、氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铟镓锌、Al掺杂ZnO、氧化铝镓锌、Ga掺杂ZnO、氧化铟锌锡、氧化铟铝锌、氧化铟镓锌、氧化铟镓锡、氧化锑锡、氧化锌镓、氮化IZO、SnO2、ZnO、IrOx、RuOx及NiO组成的组中选择的至少任一种。
15.根据权利要求1所述的抛光料浆组合物，其特征在于，
所述抛光料浆组合物用于半导体元件、显示器元件或两者全部的抛光工艺。
抛光料浆组合物
技术领域
背景技术
[0002] 化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工艺是将包括抛光粒子的料浆放在基板上，并利用安装在抛光装置的抛光垫进行实施的工艺。此时，抛光粒子受到抛光装置的压力机械地研磨表面，包含在料浆组合物的化学成份使基板的表面发生化学反应，从而以化学的方式去除基板的表面部分。通常，能够根据要去除的对象的类型和特性选择多种料浆组合物。
[0004] 随着半导体元件的高密度化，多应用能够形成更细微图案的技术，并且随着接触程度的提高与工艺标准的严格，需要对含有多种绝缘膜的半导体基板进行实现高度平坦化的工艺。目前，还没有CMP工艺的抛光料浆组合物能够用于制造包括例如ITO的无机氧化膜的半导体元件的基板，现实中需要对此进行研究。
发明内容
[0005] 发明所要解决的问题
[0006] 本发明提供一种抛光料浆组合物，对于抛光对象膜的抛光选择比及分散稳定性优秀，并且能够稳定地维持分散稳定性。
[0007] 然而，本发明要解决的问题并非受限于上述言及的问题，未言及的其他问题能够通过以下记载由本领域普通技术人员所明确理解。
[0008] 用于解决问题的技术手段
[0010] 根据本发明的一实施例，所述抛光粒子包括从由金属氧化物；经有机物或无机物涂覆的金属氧化物；以及胶体状态的金属氧化物组成的组中选择的至少任一种。
[0012] 根据本发明的一实施例，所述抛光粒子的一次粒子大小是5nm至150nm，所述抛光粒子的二次粒子大小是30nm至300nm。
[0013] 根据本发明的一实施例，所述分散剂是所述料浆组合物的0.01重量％至5重量％，所述分散剂包括从由苯甲酸(Benzoic acid)、苯乙酸(Phenylacetic acid)、萘甲酸(Naphthoic acid)、扁桃酸(Mandelic acid)、吡啶甲酸(Picolinic acid)、吡啶二甲酸(Dipicolinic acid)、烟碱酸(Nicotinic acid)、烟碱二酸(Dinicotinic acid)、异烟酸(Isonicotinic acid)、喹啉酸(Quinolinic acid)、邻氨基苯甲酸(anthranilic acid)、镰刀菌酸(Fusaric acid)、邻苯二甲酸(Phthalic acid)、间苯二甲酸(Isophthalic acid)、对苯二甲酸(Terephthalic acid)、甲基苯甲酸(Toluic acid)、水杨酸(Salicylic acid)、硝基苯甲酸(nitrobenzoic acid)及吡啶二羧酸(Pyridinedicarboxylic Acid)组成的组中选择的至少任一种。
[0014] 根据本发明的一实施例，所述稳定剂是所述料浆组合物的0.001重量％至1重量％，所述稳定剂包括从由聚乙烯亚胺(PEI，Polyethyleneimine)、聚丙烯亚胺(polypropyleneimine)、聚乙烯胺(polyvinylamine)、聚烯丙胺(polyallylamine)、聚己二甲铵(polyhexadimethrine)、聚二甲基二烯丙基铵(盐)(polydimethyl diallyl ammonium(salt))、聚(4-乙烯基吡啶)(poly(4-vinylpyridine))、聚鸟氨酸(polyornithine)、聚赖氨酸(polylysine)、聚精氨酸(polyarginine)、聚-L-精氨酸(poly-L-arginine；PARG)、聚组氨酸(polyhistidine)、聚乙烯基咪唑(polyvinyl imidazole)、聚二烯丙基胺
(polydiallylamine)、聚甲基二烯丙基胺(polymethyl diallylamine)、二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、四亚乙基五胺
(tetraethylenepentamine)、五亚乙基六胺(pentaethylenehexamine)、聚烯丙基胺盐酸盐(polyallyaminehydrochloride；PAH)、聚(乙烯吡啶)、聚(乙烯咪唑)、多聚-L-赖氨酸(poly-L-lysine；PLL)、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺(acrylamide)衍生聚合物、聚季胺(quaternary polyamine)、聚二甲胺(polydimethylamine)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydiallyldimethyl ammonium chloride)、聚(二甲胺-表氯醇共聚物)、聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)、聚(甲基丙烯酰氧乙基苯基二甲基氯化铵)、聚酰胺-胺(polyamide-amine)、基于二甲胺-环氧丙烷的聚合物(dimethylamine-epihydrin-based polymer)、二氰二胺(dicyandiamide)、双氰胺(Dicyandiaminde)、丙烯酰胺(acrylamide)、丙烯酸二甲氨基乙酯(dimethylaminoethyl acrylate)、丙D-氨基葡萄糖(D-glucosamine)衍生物、亚氨基双丙胺(Imino-bis-propylamine)、甲基亚氨基双丙胺(Methylimino-bis-
propylamine)、十二烷基亚胺基双丙胺(Laurylimino-bis-propylamine)、五甲基二乙烯三胺(Penta methyldi ethylene triamine) 、五甲基二丙烯三 胺
(Pentamethyldipropylenediamine)、氨基丙基-1,3-丙二胺(Aminopropyl-1,3-
propylenediamine)、及氨基丙基-1,4-丁二胺(Aminopropyl-1,4-butylenediamine)组成的组中选择的至少一种。
(polydiallylamine)、聚甲基二烯丙基胺(polymethyl diallylamine)、二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、四亚乙基五胺
(tetraethylenepentamine)、五亚乙基六胺(pentaethylenehexamine)、聚烯丙基胺盐酸盐(polyallyaminehydrochloride；PAH)、聚(乙烯吡啶)、聚(乙烯咪唑)、多聚-L-赖氨酸(poly-L-lysine；PLL)、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺(acrylamide)衍生聚合物、聚季胺(quaternary polyamine)、聚二甲胺(polydimethylamine)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydiallyldimethyl ammonium chloride)、聚(二甲胺-表氯醇共聚物)、聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)、聚(甲基丙烯酰氧乙基苯基二甲基氯化铵)、聚酰胺-胺(polyamide-amine)、基于二甲胺-环氧丙烷的聚合物(dimethylamine-epihydrin-based polymer)、二氰二胺(dicyandiamide)、双氰胺(Dicyandiaminde)、丙烯酰胺(acrylamide)、丙烯酸二甲氨基乙酯(dimethylaminoethyl acrylate)、丙D-氨基葡萄糖(D-glucosamine)衍生物、亚氨基双丙胺(Imino-bis-propylamine)、甲基亚氨基双丙胺(Methylimino-bis-
propylamine)、十二烷基亚胺基双丙胺(Laurylimino-bis-propylamine)、五甲基二乙烯三胺(Penta methyldi ethylene triamine) 、五甲基二丙烯三 胺
(Pentamethyldipropylenediamine)、氨基丙基-1,3-丙二胺(Aminopropyl-1,3-
propylenediamine)、及氨基丙基-1,4-丁二胺(Aminopropyl-1,4-butylenediamine)组成的组中选择的至少一种。
[0015] 根据本发明的一实施例，所述抛光选择比调节剂是所述料浆组合物的0.001重量％至0.5重量％，所述抛光选择比调节剂包括有机酸、无机酸或两者全部。
[0016] 根据本发明的一实施例，所述有机酸包括从由庚二酸(pimelic acid)、苹果酸(malic acid)、丙二酸(malonic acid)、马来酸(maleic acid)、乙酸(acetic acid)、己二酸(adipic acid)、草酸(oxalic acid)、琥珀酸(succinic acid)、酒石酸(tartaric acid)、柠檬酸(citric acid)、乳酸(lactic acid)、戊二酸(glutaric acid)、乙醇酸(glycollic acid)、甲酸(formic acid)、富马酸(fumaric acid)、丙酸(propionic acid)、丁酸(butyric acid)、羟基丁酸(hydroxybutyric acid)、天冬氨酸(aspartic acid)、衣康酸(Itaconic Acid)、丙三羧酸(tricarballylic acid)、辛二酸(suberic acid)、癸二酸(sebacic acid)、硬脂酸(stearic acid)、丙酮酸(pyruvic acid)、乙酰乙酸(acetoacetic acid)、乙醛酸(glyoxylic acid)、壬二酸(azelaic acid)、辛酸(caprylic acid)、月桂酸(lauric acid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、戊酸(valeric acid)及棕榈酸(palmitic acid)组成的组中选择的至少任一种。
[0017] 根据本发明的一实施例，所述无机酸包括从由盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、溴酸、高氯酸、氢氟酸、碘酸、亚硝酸、过硫酸、亚硫酸、次硫酸、硼酸、碘酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、过磷酸、亚氯酸、次氯酸、高氯酸、亚溴酸、次溴酸、高溴酸、次碘酸、高碘酸、氟化氢、三氟化硼、四氟硼酸及磷氟化氢酸组成的组中选择的至少任一种。
[0018] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物的pH是1至7，所述抛光料浆组合物的ζ电位是+5mV至+70mV。
[0019] 根据本发明的一实施例，当利用所述抛光料浆组合物对抛光对象膜及包括氮化膜或者聚合膜的基板进行抛光时，对于氮化膜或聚合膜的抛光对象膜的选择比是10以上。
[0020] 根据本发明的一实施例，在利用所述抛光料浆组合物对基板进行抛光后，对于抛光对象膜的抛光速度是 以上。
[0021] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物用于对包括绝缘膜及无机氧化膜中的至少一种的薄膜进行抛光。
[0022] 根据本发明的一实施例，所述无机氧化膜包括从由氟掺杂氧化锡(FTO，SnO2：F)、氧化铟锡(ITO，indium tin oxide)、氧化铟锌(IZO，indium zinc oxide)、氧化铟镓锌(IGZO，indium gallium zinc oxide)、Al掺杂ZnO(AZO，Al-doped ZnO)、氧化铝镓锌(AGZO，Aluminum Gallium Zinc Oxide)、Ga掺杂ZnO(GZO，Ga-doped ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO，Indium Zinc Tin Oxide)、氧化铟铝锌(IAZO，Indium Aluminum Zinc Oxide)、氧化铟镓锌(IGZO，indium gallium zinc oxide)、氧化铟镓锡(IGTO，Indium Gallium Tin Oxide)、氧化锑锡(ATO，Antimony Tin Oxide)、氧化锌镓(GZO，Gallium Zinc Oxide)、氮化IZO(IZON，IZO Nitride)、SnO2、ZnO、IrOx、RuOx及NiO组成的组中选择的至少任一种
[0023] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物用于半导体元件、显示器元件或两者全部的抛光工艺。
[0024] 发明效果
[0025] 本发明提供一种抛光料浆组合物，在对包括抛光对象膜(例如，无机氧化膜)及抛光停止膜(例如，氮化硅膜)的基板进行抛光时，以高的抛光速度去除抛光对象膜，在去除阶梯差后，通过高的抛光选择比使得在抛光停止膜的抛光速度很低，由此实现抛光自动停止功能。
[0026] 本发明提供一种抛光料浆组合物，维持分散稳定性，提供对于抛光对象膜的得到提高的抛光速度。
[0027] 本发明提供一种抛光料浆组合物，能够用于需要进行无机氧化膜(例如，ITO)的平坦化工艺的半导体布线用元件、显示器基板，面板等抛光工艺(例如，CMP)。
具体实施方式
[0028] 下面，参照具体说明对本发明的实施例进行详细说明。
[0029] 能够对下面说明的实施例进行多种变更。下面说明的实施例并非用于通过说明的实施形态对发明范围进行限定，对于对于实施例的变更、等同物及其替代物均属于本发明要求的范围
[0030] 实施例中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定。在内容中没有特别说明的情况下，单数表达包括复数含义。在本说明书中，“包括”或者“具有”等术语用于表达存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，并不排除还具有一个或以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，或者附加功能。
[0031] 在没有其他定义的情况下，包括技术或者科学术语在内的在此使用的全部术语，都具有本领域普通技术人员所理解的通常的含义。通常使用的与词典定义相同的术语，应理解为与相关技术的通常的内容相一致的含义，在本申请中没有明确言及的情况下，不能过度理想化或解释为形式上的含义。
[0032] 当说明构成要素(element)或层在其他要素或层“上(on)”，或构成要素(element)或层“连接至(connected to)”或“耦合至(coupled to)”其他要素或层时，能够直接接触其他构成要素或层，或与其直接连接或耦合，也能够存在中间构成要素或层(intervening elements and layer)。
[0033] 本发明涉及一种抛光料浆组合物，根据本发明的一实施例，抛光料浆组合物包括抛光粒子、分散剂、稳定剂及抛光选择比调节剂，余量能够是溶剂。
[0034] 根据本发明的一实施例，所述抛光粒子能够是所述料浆组合物的0.5重量％至10重量％。当所述抛光粒子在所述料浆组合物中不到0.5重量％时，会发生抛光速度降低的问题；当超过10重量％时，由于过度抛光，可能发生凹陷、刮痕等缺陷。
[0035] 所述抛光粒子提供高的分散稳定性，促进抛光对象膜，例如ITO等无机氧化膜的氧化，从而易于对无机氧化膜进行抛光，能够在最小化刮痕等缺陷的同时实现高的抛光特性。
[0036] 所述抛光粒子包括从由金属氧化物；经有机物或无机物涂覆的金属氧化物；及胶体状态的金属氧化物组成的组中选择的至少任一种。所述金属氧化物包括从由二氧化硅、二氧化铈、氧化锆、氧化铝、二氧化钛、钡二氧化钛、氧化锗、氧化锰及氧化镁组成的组中选择的至少任一种。例如，所述抛光粒子能够是分散为带有正电荷的胶体二氧化铈。
[0037] 能够通过液相法制备所述抛光粒子。液相法是使抛光粒子前驱体在水溶液中发生化学反应，使结晶生长从而获得微粒子的溶胶-凝胶(sol-gel)法，或者是将抛光粒子离子在水溶液中进行沉淀的共沉法，以及在高温高压中形成抛光粒子的水热合成法等。利用液相法制备的抛光粒子得到分散使得抛光粒子的表面带有正电荷。
[0038] 所述抛光粒子能够是单晶性的。当使用单晶性抛光粒子时，相比多晶性抛光粒子能够减少刮痕，改善凹陷以及抛光后的洗涤性。
[0039] 所述抛光粒子的形状能够包括从由球形、角形、针形以及板形组成的组中选择的任一种，优选为球形。
[0040] 所述抛光粒子的一次粒子大小是5nm至150nm，二次粒子大小是30nm至300nm。所述抛光粒子的平均粒径是能够通过扫描电子显微镜分析、BET分析或动态光散射测量的视野范围内的多个粒子粒径的平均值。为确保粒子均匀性，所述一次粒子大小应为150nm以下，不到5nm时会降低抛光率。当所述二次粒子大小不到30nm时，会由于研磨产生过多的小粒子，降低洗涤性，并且，会在用于抛光工艺的基板、晶片等的表面产生过多缺陷；当超过300nm时，会过度抛光而导致难以调节选择比，具有发生凹陷、侵蚀及表面缺陷的可能性。
[0041] 所述抛光粒子除了单一大小的粒子外，还可以使用包括多分散(multi dispersion)形态的粒子分布的混合粒子，例如混合两种具有不同平均粒度的抛光粒子而形成双峰(bimodal)模式的粒子分布，或者混合三种具有不同平均粒度的抛光粒子而形成具有三个峰值的粒度分布。或者混合四种以上的具有不同平均粒度的抛光粒子而形成多分散形态的粒子分布。通过混合相对较大的抛光粒子和相对较小的抛光粒子能够实现更优秀的分散性，能够期待减少晶片表面的刮痕的效果。
[0042] 所述分散剂能够是所述料浆组合物的0.01重量％至5重量％。当所述分散剂的含量不到0.01重量％时，无法确保粒子的分散性及稳定性；当超过5重量％时，会降低分散稳定性而难以实现抛光性能。
[0043] 所述分散剂能够用于诱导所述抛光粒子的均匀且稳定的分散，从而提高抛光性能，调节抛光选择比等。
[0044] 所述分散剂能够包括具有碳元素个数为6至20的芳香环及一个以上的羧基(-COOH)的有机酸。例如，所述有机酸能够是所述芳香环内的碳原子置换为氮原子的，还能够包括硝基、胺基、砜基、磷酸基、烷基、羟基等。更具体地能够包括从由苯甲酸(Benzoic acid)、苯乙酸(Phenylacetic acid)、萘甲酸(Naphthoic acid)、扁桃酸(Mandelic acid)、吡啶甲酸(Picolinic acid)、吡啶二甲酸(Dipicolinic acid)、烟碱酸(Nicotinic acid)、烟碱二酸(Dinicotinic acid)、异烟酸(Isonicotinic acid)、喹啉酸(Quinolinic acid)、邻氨基苯甲酸(anthranilic acid)、镰刀菌酸(Fusaric acid)、邻苯二甲酸(Phthalic acid)、间苯二甲酸(Isophthalic acid)、对苯二甲酸(Terephthalic acid)、甲基苯甲酸(Toluic acid)、水杨酸(Salicylic acid)、硝基苯甲酸(nitrobenzoic acid)及吡啶二羧酸(Pyridinedicarboxylic Acid)组成的组中选择的至少任一种。
[0045] 所述稳定剂是所述料浆组合物的0.001重量％至1重量％，当所述稳定剂的含量不到0.001重量％时，会降低分散稳定性而无法实现理想的抛光性能；当超过1重量％时，由于投入过量的稳定剂会降低分散稳定性导致发生凝聚，会发生微缺陷及刮痕。
[0046] 所述稳定剂起到pH缓冲的作用，能够确保粒子分散性及分散稳定性，例如，防止由于为了调节抛光料浆组合物的抛光性能等而使用多种例如抛光选择比调节剂的添加剂时发生的分散稳定性下降问题，提供改善抛光对象膜的抛光速度及抛光停止膜的停止性能的抛光料浆组合物。
[0047] 所述稳定剂能够是包括至少一个胺基及包括脂肪族碳化氢的具有重复单位的胺基化合物。所述胺基化合物能够是离子性化合物、盐、单体、包括所述单体的聚合物及共聚物等。例如，所述胺基化合物能够包括从由聚乙烯亚胺(PEI，Polyethyleneimine)、聚丙烯亚胺(polypropyleneimine)、聚乙烯胺(polyvinylamine)、聚烯丙胺(polyallylamine)、聚己二甲铵(polyhexadimethrine)、聚二甲基二烯丙基铵(盐)(polydimethyl diallyl ammonium(salt))、聚(4-乙烯基吡啶)(poly(4-vinylpyridine))、聚鸟氨酸(polyornithine)、聚赖氨酸(polylysine)、聚精氨酸(polyarginine)、聚-L-精氨酸(poly-L-arginine；PARG)、聚组氨酸(polyhistidine)、聚乙烯基咪唑(polyvinyl imidazole)、聚二烯丙基胺(polydiallylamine)、聚甲基二烯丙基胺(polymethyl diallylamine)、二亚乙基三胺(diethylenetriamine)、三亚乙基四胺(triethylenetetramine)、四亚乙基五胺(tetraethylenepentamine)、五亚乙基六胺(pentaethylenehexamine)、聚烯丙基胺盐酸盐(polyallyaminehydrochloride；PAH)、聚(乙烯吡啶)、聚(乙烯咪唑)、多聚-L-赖氨酸(poly-L-lysine；PLL)、聚丙烯酰胺、丙烯酰胺(acrylamide)衍生聚合物、聚季胺(quaternary polyamine)、聚二甲胺(polydimethylamine)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydiallyldimethyl ammonium chloride)、聚(二甲胺-表氯醇共聚物)、聚(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)、聚(甲基丙烯酰氧乙基苯基二甲基氯化铵)、聚酰胺-胺(polyamide-amine)、基于二甲胺-环氧丙烷的聚合物(dimethylamine-epihydrin-based polymer)、二氰二胺(dicyandiamide)、双氰胺(Dicyandiaminde)、丙烯酰胺(acrylamide)、丙烯酸二甲氨基乙酯(dimethylaminoethyl acrylate)、丙D-氨基葡萄糖(D-glucosamine)衍生物、亚氨基双丙胺(Imino-bis-propylamine)、甲基亚氨基双丙胺(Methylimino-bis-
propylamine)、十二烷基亚胺基双丙胺(Laurylimino-bis-propylamine)、五甲基二乙烯三胺(Penta methyldi ethylene triamine) 、五甲基二丙烯三 胺
(Pentamethyldipropylenediamine)、氨基丙基-1,3-丙二胺(Aminopropyl-1,3-
propylenediamine)、及氨基丙基-1,4-丁二胺(Aminopropyl-1,4-butylenediamine)组成的组中选择的至少一种。
propylamine)、十二烷基亚胺基双丙胺(Laurylimino-bis-propylamine)、五甲基二乙烯三胺(Penta methyldi ethylene triamine) 、五甲基二丙烯三 胺
(Pentamethyldipropylenediamine)、氨基丙基-1,3-丙二胺(Aminopropyl-1,3-
propylenediamine)、及氨基丙基-1,4-丁二胺(Aminopropyl-1,4-butylenediamine)组成的组中选择的至少一种。
[0048] 所述抛光选择比调节剂用于提高抛光对象膜的抛光速度，从而调节抛光选择比，能够作为促进抛光对象膜的抛光的蚀刻剂使用。例如，所述抛光选择比调节剂提高抛光对象膜的抛光速度，抑制在抛光停止膜表面的抛光，实现自动抛光停止功能。
[0049] 所述抛光选择比调节剂是料浆组合物的0.001重量％至0.5重量％，当不到0.001重量％时，难以改善对抛光对象膜的抛光性能以及难以调节选择比；当超过0.5重量％时，会增加由于对抛光对象膜的过度抛光导致的刮痕、微缺陷以及基于抛光对象膜的腐蚀等的缺陷。
[0050] 所述抛光选择比调节剂能够包括有机酸、无机酸或两者全部。例如，所述有机酸能够是pKa6以下的强酸性有机酸。更具体地，所述有机酸包括从由庚二酸(pimelic acid)、苹果酸(malic acid)、丙二酸(malonic acid)、马来酸(maleic acid)、乙酸(acetic acid)、己二酸(adipic acid)、草酸(oxalic acid)、琥珀酸(succinic acid)、酒石酸(tartaric acid)、柠檬酸(citric acid)、乳酸(lactic acid)、戊二酸(glutaric acid)、乙醇酸(glycollic acid)、甲酸(formic acid)、富马酸(fumaric acid)、丙酸(propionic acid)、丁酸(butyric acid)、羟基丁酸(hydroxybutyric acid)、天冬氨酸(aspartic acid)、衣康酸(Itaconic Acid)、丙三羧酸(tricarballylic acid)、辛二酸(suberic acid)、癸二酸(sebacic acid)、硬脂酸(stearic acid)、丙酮酸(pyruvic acid)、乙酰乙酸(acetoacetic acid)、乙醛酸(glyoxylic acid)、壬二酸(azelaic acid)、辛酸(caprylic acid)、月桂酸(lauric acid)、肉豆蔻酸(myristic acid)、戊酸(valeric acid)及棕榈酸(palmitic acid)组成的组中选择的至少任一种。
[0051] 所述无机酸包括从由盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、溴酸、高氯酸、氢氟酸、碘酸、亚硝酸、过硫酸、亚硫酸、次硫酸、硼酸、碘酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、过磷酸、亚氯酸、次氯酸、高氯酸、亚溴酸、次溴酸、高溴酸、次碘酸、高碘酸、氟化氢、三氟化硼、四氟硼酸及磷氟化氢酸组成的组中选择的至少任一种。
[0052] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物还能够包括pH调节剂。例如包括从由硝酸、盐酸、磷酸、硫酸、氢氟酸、溴酸、碘酸、甲酸、丙二酸、马来酸、草酸、醋酸、己二酸、柠檬酸、己二酸、乙酸、丙酸、富马酸、油酸、水杨酸、庚二酸、苯甲酸、琥珀酸、邻苯二甲酸、丁酸、戊二酸、谷氨酸、乙醇酸、乳酸、天门冬氨酸、酒石酸、聚丙烯酸、聚丙酸、聚水杨酸、聚苯甲酸、聚丁酸及其盐组成的组中选择的至少任一种的酸性物质及包括从由氨、氨甲基丙醇(ammonium methyl propanol，AMP)、羟化四甲铵(tetra methyl ammonium hydroxide，TMAH)、氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化镁、氢氧化铷、氢氧化铵、氢氧化铯、碳酸氢钠、碳酸钠、咪唑组成的组中选择的至少任一种。所述pH调节剂的添加量是能够调节抛光料浆组合物的pH的量。
[0053] 根据本发明的抛光料浆组合物的pH，优选地，按照能够根据抛光粒子实现分散稳定性及适当的抛光速度的程度进行调节，所述抛光料浆组合物的pH具有1至7；优选具有1至5的酸性pH范围。
[0054] 根据本发明的抛光料浆组合物能够是具有正(positive)电荷的料浆组合物，所述料浆组合物的ζ电位在+5mV至+70mV的范围。通过正电荷的抛光粒子，能够维持高的分散稳定性，并且不发生抛光粒子的凝集由此减少微刮痕。
[0055] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物能够浓缩或稀释(Dilution)使用。
[0056] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物能够用于半导体元件、显示器元件或两者全部的抛光工艺，例如，用于化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)工艺。
[0057] 所述抛光料浆组合物能够适用于以包括从由绝缘膜及无机氧化膜组成的组中选择的一种以上的薄膜为抛光对象膜的半导体元件及显示器元件的平坦化工艺。例如，采用绝缘膜及无机氧化膜的半导体元件，以及采用无机氧化膜的显示器元件的平坦化工艺。
[0058] 所述绝缘膜能够包括从由氧化硅膜、氮化硅膜以及多晶硅膜组成的组中选择的至少任一种。
[0059] 所述无机氧化膜能够包括从由铟(In)、锡(Sn)、硅(Si)、钛(Ti)、钒(V)、钆(Gd)、镓(Ga)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、铪(Hf)、铝(Al)、铌(Nb)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)、钽(Ta)、钌(Ru)、钨(W)、锡(Sn)、铝(Al)、锑(Sb)、铱(Ir)及镍(Ni)组成的组中选择的一种以上的氧化物、氮化物或两者全部，能够涂覆有卤素等。例如，能够包括从由氟掺杂氧化锡(FTO，SnO2：F)、氧化铟锡(ITO，indium tin oxide)、氧化铟锌(IZO，indium zinc oxide)、氧化铟镓锌(IGZO，indium gallium zinc oxide)、Al掺杂ZnO(AZO，Al-doped ZnO)、氧化铝镓锌(AGZO，Aluminum Gallium Zinc Oxide)、Ga掺杂ZnO(GZO，Ga-doped ZnO)、氧化铟锌锡(IZTO，Indium Zinc Tin Oxide)、氧化铟铝锌(IAZO，Indium Aluminum Zinc Oxide)、氧化铟镓锌(IGZO，indium gallium zinc oxide)、氧化铟镓锡(IGTO，Indium Gallium Tin Oxide)、氧化锑锡(ATO，Antimony Tin Oxide)、氧化锌镓(GZO，Gallium Zinc Oxide)、氮化IZO(IZON，IZO Nitride)、SnO2、ZnO、IrOx、RuOx及NiO组成的组中选择的至少任一种。
[0060] 所述半导体元件及显示器元件的平坦化工艺能够适用于上述言及的元素的氮化膜，例如，SiN等的氮化膜、Hf系、Ti系、Ta系氧化物等高介电常数薄膜；硅、非晶硅、SiC、SiGe、Ge、GaN、GaP、GaAs、有机半导体等半导体薄膜；GeSbTe等相变化薄膜；聚酰亚胺系、聚苯并恶唑系、丙烯酸系、环氧系、苯酚系等聚合物树脂薄膜等。
[0061] 所述显示器元件能够是基板或面板、TFT或有机电致发光显示器元件。
[0062] 根据本发明的一实施例，所述抛光料浆组合物对于抛光对象膜的抛光速度是以上，优选为 以上。抛光停止膜的抛光速度低于抛光对象膜速度，为在以下，优选为在 以下进行抛光。例如，当对包括ITO等无机氧化膜与氮化硅
膜的基板进行抛光时，能够高速地对ITO薄膜进行抛光，对所述氮化硅膜进行低速抛光从而提供抛光停止膜功能。
膜的基板进行抛光时，能够高速地对ITO薄膜进行抛光，对所述氮化硅膜进行低速抛光从而提供抛光停止膜功能。
[0063] 根据本发明的一实施例，使用所述抛光料浆组合物进行抛光时，能够选择性地去除抛光对象膜，对于抛光停止膜的抛光对象膜的选择比是10以上，优选为30以上。例如，当对包括ITO等无机氧化膜与氮化硅膜的基板进行抛光时，对于氮化硅膜的无机氧化膜的选择比是30：1(无机氧化膜：氮化膜)以上，当使用本发明的抛光料浆组合物进行抛光时，对无机氧化膜进行高速抛光，提供对于所述氮化膜的得到改善的自动抛光停止功能。
[0064] 根据本发明的一实施例，利用所述抛光料浆组合物对图案化晶片进行抛光时，不仅对于图案密度小的晶片，图案密度大的晶片也能确保高的抛光率。
[0065] 下面，参照实施例对本发明进行详细说明。但本发明的技术思想并非限定于此。
[0066] 实施例1至实施例15
[0067] 根据表1，一次粒子的平均粒度为60nm(BET测量)的胶体二氧化铈(HC-60，Solvay公司)为4重量％，吡啶甲酸(Picolinic acid)作为分散剂，聚乙烯亚胺(PEI，Polyethyleneimine)作为稳定剂，以及将草酸(Oxalic acid)与超纯水混合作为抛光选择比调节剂，基于表1制备了抛光料浆组合物。
[0068] 实施例16及实施例17
[0069] 在所述实施例1中，抛光粒子使用一次粒子的平均粒度为90nm(BET测量)的胶体二氧化铈粒子(HC-90，Solvay公司)，除此之外，其他条件相同，按照表1制备了抛光料浆组合物。
[0070] 【表1】
[0071]
[0072] (1)分散稳定性评价
[0073] 为对实施例的料浆组合物的分散稳定性进行评价，在0天、第一天分别测量的粒子大小，测量随着时间变化的稳定性。
[0074] 【表2】
[0075]
[0076] 参考表2，实施例1至5及实施例9至实施例17，即使添加起到ITO蚀刻剂作用的草酸，也显示出良好的分散稳定性，实施例6至实施例8由于草酸含量的增加而具有低的分散稳定性。
[0077] (2)抛光特性评价
[0078] 利用实施例的抛光料浆组合物，按照如下的抛光条件对含有ITO膜及SiN膜的基板进行抛光。
[0079] [抛光条件]
[0080] 1.抛光装置：CTS公司AP-300
[0081] 2.晶片：300mm ITO薄膜Wafer
[0082] 3.压板压力(platen pressure)：4psi
[0083] 4.主轴转速(spindle speed)：100rpm
[0084] 5.压板转速(platen speed)：105rpm
[0085] 6.流量(flow rate)：300ml/min
[0086] 【表3】
[0087]
[0088] 参考表3，实施例1至5及实施例9至实施例17的料浆组合物的对于ITO薄膜的抛光速度得到改善，对于作为抛光停止膜的SiN的抛光速度降低，由此，ITO/SiN抛光选择比得到提高。由于使用起到ITO薄膜的蚀刻剂作用的草酸，ITO薄膜的抛光速度得到改善，通过芳香族有机酸与PEI使得抛光料浆的分散稳定性得到改善，由此增加了ITO薄膜的选择比，提高了对于SiN停止膜的自动停止性能。并且，实施例6至实施例8中，由于料浆的分散稳定性不良，确认到难以表达抛光性能。
[0089] 由此，本发明的抛光料浆组合物的ITO薄膜的抛光率及ITO/SiN抛光选择比优秀，由此，能够改善对于SiN停止膜的自动抛光停止性能。
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