CN102725373B - 用于抛光大体积硅的组合物及方法 - Google Patents

用于抛光大体积硅的组合物及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102725373B
CN102725373B CN201080041294.2A CN201080041294A CN102725373B CN 102725373 B CN102725373 B CN 102725373B CN 201080041294 A CN201080041294 A CN 201080041294A CN 102725373 B CN102725373 B CN 102725373B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weight
polishing composition
acid
silicon
dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201080041294.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102725373A (zh
Inventor
B.雷斯
J.克拉克
L.琼斯
J.吉利兰
M.怀特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CMC Materials LLC
Original Assignee
Cabot Microelectronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cabot Microelectronics Corp filed Critical Cabot Microelectronics Corp
Publication of CN102725373A publication Critical patent/CN102725373A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102725373B publication Critical patent/CN102725373B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing

Abstract

本发明提供了包含以下的抛光组合物：(a)二氧化硅、(b)一种或多种提高硅移除速率的化合物、(c)一种或多种四烷基铵盐、和(d)水，其中，该抛光组合物的pH值为7至11。本发明进一步提供了用该抛光组合物抛光基板的方法。

Description

用于抛光大体积硅的组合物及方法
背景技术
用于电子器件中的硅晶片典型地由单晶硅锭制备，首先使用金刚石锯将单晶硅锭切成薄晶片，经研磨以改进平整度，并经蚀刻以除去由研磨造成的表面下的损伤。然后，典型地以两步法抛光硅晶片，以在该晶片容许用于电子器件中之前除去由蚀刻造成的纳米构形(nanotopography)并达到所需的厚度。
在第一抛光步骤中，需要高移除速率，且理想地，该纳米构形不会在该步骤期间劣化。纳米构形为量度区域的前表面拓扑的参数，且定义为空间波长在约0.2至20mm之内的表面偏差。纳米构形不同于表面平整度，不同点在于：对于纳米构形而言，晶片表面的平整度相对于该晶片表面本身测得；而对于表面平整度而言，晶片表面的平整度相对于用于固持该晶片的平面卡盘测得。因此，晶片可具有完美的平整度，但仍然具有纳米构形。如果晶片在该晶片的前侧和后侧具有表面不规则性，但所述前表面和后表面是平行的，则该晶片具有完美的平整度。然而，该同一晶片将显示出纳米构形。纳米构形以空间频率桥接(bridge)晶片表面不规则性的拓扑图中的粗糙度与平整度之间的间隙。
用于硅晶片的常规抛光组合物显示出高的硅移除速率，但产生硅晶片的增加的纳米构形。该增加的纳米构形提高了对用以产生适于进一步加工成半导体基板的硅晶片的第二最终抛光步骤的要求。因此，本领域仍需要用于硅晶片的改进的抛光组合物。
发明内容
本发明提供了包含以下的抛光组合物：(a)二氧化硅、(b)一种或多种提高硅移除速率的化合物、(c)四烷基铵盐、及(d)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
本发明化学机械抛光组合物的第一实施方案包括基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.02重量％至5重量％的一种或多种有机羧酸、(c)0.02重量％至2重量％的一种或多种氨基膦酸、(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(e)任选的一种或多种碳酸氢盐、(f)任选的氢氧化钾、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
本发明化学机械抛光组合物的第二实施方案包括基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.01重量％至2重量％的一种或多种多氨基羧酸、(c)0.05重量％至5重量％的一种或多种胺、(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(e)0.001重量％至1重量％的一种或多种二醇化合物、(f)任选的一种或多种碳酸氢盐、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
本发明化学机械抛光组合物的第三实施方案包括基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.01重量％至2重量％的一种或多种多氨基羧酸、(c)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(d)0.01重量％至5重量％的一种或多种有机羧酸、(e)任选的0.1重量％至5重量％的一种或多种胺、(f)任选的一种或多种碳酸氢盐、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
本发明化学机械抛光组合物的第四实施方案包括基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.02重量％至5重量％的一种或多种含氮杂环化合物、(c)0.05重量％至2重量％的一种或多种氨基膦酸、(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(e)任选的一种或多种碳酸氢盐、及(f)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
本发明还提供了用本发明化学机械抛光组合物化学机械地抛光基板的方法。
本发明化学机械地抛光基板的方法的第一实施方案包括：(i)使基板与抛光垫及化学机械抛光组合物接触，该抛光组合物基本上由以下组成或由以下组成：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.02重量％至5重量％的一种或多种有机羧酸、(c)0.02重量％至2重量％的一种或多种氨基膦酸、(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(e)任选的一种或多种碳酸氢盐、(f)任选的氢氧化钾、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11；(ii)使该抛光垫相对于该基板移动，其中该化学机械抛光组合物位于其间；及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
本发明化学机械地抛光基板的方法的第二实施方案包括：(i)使基板与抛光垫及化学机械抛光组合物接触，该抛光组合物基本上由以下组成或由以下组成：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.01重量％至2重量％的一种或多种多氨基羧酸、(c)0.05重量％至5重量％的一种或多种胺、(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(e)0.001重量％至1重量％的一种或多种二醇化合物、(f)任选的一种或多种碳酸氢盐、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11；(ii)使该抛光垫相对于该基板移动，其中该化学机械抛光组合物位于其间；及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
本发明化学机械地抛光基板的方法的第三实施方案包括：(i)使基板与抛光垫及化学机械抛光组合物接触，该抛光组合物基本上由以下组成或由以下组成：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.01重量％至2重量％的一种或多种多氨基羧酸、(c)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(d)0.01重量％至5重量％的一种或多种有机羧酸、(e)任选的0.1重量％至5重量％的一种或多种胺、(f)任选的一种或多种碳酸氢盐、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11；(ii)使该抛光垫相对于该基板移动，其中该化学机械抛光组合物位于其间；及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
本发明化学机械地抛光基板的方法的第四实施方案包括：(i)使基板与抛光垫及化学机械抛光组合物接触，该抛光组合物基本上由以下组成或由以下组成：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.02重量％至5重量％的一种或多种含氮杂环化合物、(c)0.05重量％至2重量％的一种或多种氨基膦酸、(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐、(e)任选的一种或多种碳酸氢盐、及(f)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11；(ii)使该抛光垫相对于该基板移动，其中该化学机械抛光组合物位于其间；及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
附图说明
图1为说明了表面参数R最大的示意图。
具体实施方式
本发明提供了包含以下的抛光组合物：(a)二氧化硅、(b)一种或多种提高硅移除速率的化合物、(c)四烷基铵盐、及(d)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
所述二氧化硅可为任意适宜形式的二氧化硅，如湿法型二氧化硅、热解二氧化硅、或其组合。例如，所述二氧化硅可包括湿法型二氧化硅颗粒(例如，缩聚二氧化硅颗粒或沉淀二氧化硅颗粒)。典型地，通过使Si(OH)4缩合以形成胶体颗粒来制备缩聚二氧化硅颗粒，其中，胶体颗粒定义为平均粒度在1nm与1000nm之间。这样的研磨剂颗粒可根据美国专利5,230,833制备，或者，可作为各种市售产品中的任意产品而获得，所述各种市售产品例如为Akzo-Nobel Bindzil 50/80产品、Nalco DVSTS006产品、及Fuso PL-2产品，以及其它可得自DuPont、Bayer、Applied Research、Nissan Chemical、及Clariant的类似产品。
所述二氧化硅可包括热解二氧化硅颗粒。热解二氧化硅颗粒可在通过挥发性前体(如卤化硅)在高温火焰(H2/空气或H2/CH4/空气)中进行水解和/或氧化以制备热解二氧化硅的热解过程中由所述前体产生。可使用液滴产生器将含有所述前体的溶液喷到高温火焰中，并然后可收集金属氧化物。典型的液滴产生器包括双流体喷雾器、高压喷嘴和超声喷雾器。适宜的热解二氧化硅产品可从诸如Cabot、Tokuyama、及Degussa的制造商购得。
所述二氧化硅可具有任意适宜的平均粒度(即，平均颗粒直径)。所述二氧化硅的平均粒度可为10nm或更大，例如15nm或更大、20nm或更大、或25nm或更大。可选择地或者另外地，所述二氧化硅的平均粒度可为120nm或更小，例如，110nm或更小、100nm或更小、90nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、或40nm或更小。因此，所述二氧化硅可具有由上述端值中的任意两个所界定的平均粒度。例如，所述二氧化硅的平均粒度可为10nm至100nm、20nm至100nm、20nm至80nm、20nm至60nm、或20nm至40nm。对于非球形二氧化硅颗粒而言，颗粒的尺寸为包裹该颗粒的最小球体的直径。
该抛光组合物可包含任意适宜量的二氧化硅。典型地，该抛光组合物可含有0.5重量％或更高，例如，1重量％或更高、2重量％或更高、或5重量％或更高的二氧化硅。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有20重量％或更低，例如，15重量％或更低、10重量％或更低、8重量％或更低、6重量％或更低、或5重量％或更低的二氧化硅。因此，该抛光组合物可包含由针对二氧化硅所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的二氧化硅。例如，该抛光组合物可包含0.5重量％至20重量％、1重量％至15重量％、5重量％至15重量％、或0.5重量％至5重量％的二氧化硅。
所述二氧化硅颗粒优选是胶体稳定的。术语胶体是指二氧化硅颗粒在液体载体中的悬浮液。胶体稳定性是指悬浮液随时间的保持性。在本发明的上下文中，如果当将研磨剂置于100毫升量筒中并使其无搅动地静置2小时时，量筒底部50毫升中的颗粒浓度([B]，以克/毫升表示)与量筒顶部50毫升中的颗粒浓度([T]，以克/毫升表示)之间的差除以研磨剂组合物中颗粒的初始浓度([C]，以克/毫升表示)小于或等于0.5(即，{[B]-[T]}/[C]≤0.5)，则认为研磨剂是胶体稳定的。更优选地，[B]-[T]/[C]的值小于或等于0.3，且最优选小于或等于0.1。
该抛光组合物包含水。使用该水以利于将研磨剂颗粒、提高硅移除速率的化合物、及任意其它添加剂施加到待抛光或待平坦化的适宜的基板表面上。优选地，水为去离子水。
该抛光组合物的pH值为11或更低(例如，10或更低)。优选地，该抛光组合物的pH值为7或更高(例如，8或更高)。甚至更优选地，该抛光组合物的pH值为7至11(例如，8至10)。该抛光组合物任选含有pH值调节剂，例如氢氧化钾、氢氧化铵、和/或硝酸。该抛光组合物还任选包含pH值缓冲体系。许多这样的pH值缓冲体系是本领域公知的。pH值缓冲剂可为任意适宜的缓冲剂，例如，碳酸氢盐-碳酸盐缓冲体系、氨基烷基磺酸等。该抛光组合物可包含任意适宜量的pH值调节剂和/或pH值缓冲剂，条件为采用适宜的量以实现和/或保持该抛光组合物的pH值在适宜范围内。
本发明化学机械抛光组合物的第一实施方案提供基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.02重量％至5重量％的有机羧酸、(c)0.02重量％至2重量％的氨基膦酸、(d)0.1重量％至5重量％的四烷基铵盐、(e)任选的碳酸氢盐、(f)任选的氢氧化钾、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
该第一实施方案的抛光组合物含有一种或多种适宜的有机羧酸或其盐。该有机羧酸可为烷基羧酸或芳基羧酸且可任选地由选自以下的基团取代：C1-C12烷基、氨基、经取代的氨基(例如，甲基氨基、二甲基氨基等)、羟基、卤素、及其组合。优选地，该有机羧酸为羟基羧酸(例如，脂族羟基羧酸或羟基苯甲酸)、氨基酸、氨基羟基苯甲酸、或吡啶羧酸。适宜的羟基羧酸的非限制性实例包括丙二酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、乙酰氧肟酸、羟基乙酸、2-羟基丁酸、二苯乙醇酸、水杨酸、及2，6-二羟基苯甲酸。适宜的氨基酸的非限制性实例包括甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、赖氨酸、半胱氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、及2-氨基-4-噻唑乙酸。氨基羟基苯甲酸的非限制性实例包括3-氨基水杨酸及3-氨基-4-羟基苯甲酸。吡啶羧酸的非限制性实例包括吡啶甲酸及烟酸。
该第一实施方案的抛光组合物可含有任意适宜量的有机羧酸。该抛光组合物可含有0.02重量％或更高，例如，0.05重量％或更高、0.1重量％或更高、或0.5重量％或更高的有机羧酸。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有5重量％或更低，例如，4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、或1重量％或更低的有机羧酸。因此，该抛光组合物可包含由针对有机羧酸所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的有机羧酸。例如，该抛光组合物可包含0.02重量％至5重量％、0.05重量％至4重量％、或0.1重量％至3重量％的有机羧酸。
该第一实施方案的抛光组合物含有一种或多种适宜的氨基膦酸。优选地，该氨基膦酸选自：乙二胺四(亚甲基膦酸)、氨基三(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、其盐、及其组合。更优选地，该氨基膦酸为氨基三(亚甲基膦酸)。
该第一实施方案的抛光组合物可含有任意适宜量的氨基膦酸。典型地，该抛光组合物可含有0.02重量％或更高，例如，0.1重量％或更高、0.2重量％或更高、或0.5重量％或更高的氨基膦酸。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有2重量％或更低，例如，1.5重量％或更低、或1重量％或更低的氨基膦酸。因此，该抛光组合物可包含由针对氨基膦酸所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的氨基膦酸。例如，该抛光组合物可包含0.02重量％至2重量％、0.1重量％至1.5重量％、或0.5重量％至1重量％的氨基膦酸。
该第一实施方案的抛光组合物包含一种或多种适宜的四烷基铵盐。该四烷基铵盐优选包含选自以下的阳离子：四甲基铵、四乙基铵、四丙基铵、及四丁基铵。该四烷基铵盐可具有任意适宜的阴离子，其包括但不限于氢氧根、氯离子、溴离子、硫酸根、或酸式硫酸根。在一个实施方案中，该四烷基铵盐为氢氧化四烷基铵(例如，氢氧化四甲基铵)。
该第一实施方案的抛光组合物可包含任意适宜量的四烷基铵盐。典型地，该抛光组合物可含有0.1重量％或更高，例如，0.1重量％或更高、0.2重量％或更高、或0.5重量％或更高的四烷基铵盐。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有5重量％或更低，例如，4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、或1重量％或更低的四烷基铵盐。因此，该抛光组合物可包含由针对四烷基铵盐所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的四烷基铵盐。例如，该抛光组合物可包含0.1重量％至5重量％、0.2重量％至4重量％、或0.5重量％至3重量％的四烷基铵盐。
本发明化学机械抛光组合物的第二实施方案提供基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.01重量％至2重量％的多氨基羧酸、(c)0.1重量％至5重量％的胺、(d)0.1重量％至5重量％的四烷基铵盐、(e)0.001重量％至1重量％的二醇化合物、(f)任选的碳酸氢盐、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。
该第二实施方案的抛光组合物包含一种或多种适宜的多氨基羧酸。本文使用的术语多氨基羧酸是指具有两个或更多个氨基及两个或更多个羧酸基团的化合物。优选地，该多氨基羧酸选自：乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸、次氨基三乙酸、甲基甘氨酸二乙酸、其盐、及其组合。更优选地，该多氨基羧酸选自：乙二胺四乙酸或其盐(例如，其单-、二-、三-、或四钠盐)。
该第二实施方案的抛光组合物可包含任意适宜量的多氨基羧酸。典型地，该抛光组合物可含有0.01重量％或更高，例如，0.1重量％或更高、0.2重量％或更高、或0.5重量％或更高的多氨基羧酸。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有2重量％或更低，例如，1.5重量％或更低、或1.0重量％或更低的多氨基羧酸。因此，该抛光组合物可包含由针对多氨基羧酸所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的多氨基羧酸。例如，该抛光组合物可包含0.01重量％至2重量％、0.1重量％至1.5重量％、或0.5重量％至1重量％的多氨基羧酸。
该第二实施方案的抛光组合物包含一种或多种适宜的胺。适宜胺的非限制性实例包括哌嗪、氨基乙基哌嗪、2-甲基-2-氨基乙醇、(2-氨基乙基)-2-氨基乙醇、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、二亚乙基三胺、四亚乙基五胺、肼、2-羟乙基肼、氨基脲、羟胺、N-甲基羟胺、O-甲基羟胺、及O-羧基甲基羟胺。更优选地，该胺为哌嗪或氨基乙基哌嗪。
该第二实施方案的抛光组合物可包含任意适宜量的胺。典型地，该抛光组合物可含有0.05重量％或更高，例如，0.1重量％或更高、0.2重量％或更高、或0.5重量％或更高的胺。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有5重量％或更低，例如，4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、或1重量％或更低的胺。因此，该抛光组合物可包含由针对胺所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的胺。例如，该抛光组合物可包含0.05重量％至5重量％、0.2重量％至4重量％、或0.5重量％至3重量％的胺。
该第二实施方案的抛光组合物包含一种或多种适宜的四烷基铵盐。该四烷基铵盐及其量可如该抛光组合物的第一实施方案所列举的。
该第二实施方案的抛光组合物包含一种或多种适宜的二醇化合物。该二醇化合物可为任意适宜的二醇化合物且典型地为1，2-二醇化合物或1，3-二醇化合物。典型地，该二醇化合物为直链或支链C2-C10二醇化合物。适宜的1，2-二醇化合物的非限制性实例包括1，2-丙二醇、1，2-丁二醇、1，2-戊二醇、2，3-戊二醇、及其组合。适宜的1，3-二醇化合物的非限制性实例包括1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，3-戊二醇、2，4-戊二醇、及其组合。
该第二实施方案的抛光组合物可包含任意适宜量的二醇化合物。典型地，该抛光组合物可含有0.001重量％或更高，例如，0.005重量％或更高、0.01重量％或更高、或0.05重量％或更高的二醇化合物。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有1重量％或更低，例如，0.75重量％或更低、0.5重量％或更低、0.25重量％或更低、或0.1重量％或更低的二醇化合物。因此，该抛光组合物可包含由针对二醇化合物所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的二醇化合物。例如，该抛光组合物可包含0.001重量％至1重量％、0.005重量％至0.75重量％、或0.01重量％至0.5重量％的二醇化合物。
本发明化学机械抛光组合物的第三实施方案包括基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.01重量％至2重量％的多氨基羧酸、(c)0.1重量％至5重量％的四烷基铵盐、(d)0.1重量％至5重量％的有机羧酸、(e)任选的0.1重量％至5重量％的胺、(f)任选的碳酸氢盐、及(g)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。所述多氨基羧酸、四烷基铵盐、有机羧酸、胺、以及它们在本发明化学机械抛光组合物的第三实施方案中的含量可如本文针对本发明抛光组合物的第一及第二实施方案所列举的。
本发明化学机械抛光组合物的第四实施方案提供基本上由以下组成或者由以下组成的化学机械抛光组合物：(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅、(b)0.02重量％至5重量％的含氮杂环化合物、(c)0.05重量％至2重量％的氨基膦酸、(d)0.1重量％至5重量％的四烷基铵盐、(e)任选的碳酸氢盐、及(f)水，其中该抛光组合物的pH值为7至11。所述氨基膦酸、四烷基铵盐、以及它们在本发明化学机械抛光组合物的第四实施方案中的含量可如本文针对本发明抛光组合物的第一实施方案所列举的。
该第四实施方案的抛光组合物包含一种或多种适宜的含氮杂环化合物。本文使用的术语含氮杂环化合物是指具有一个或多个作为部分环体系而包含的氮原子的5-、6-、或7-元环化合物。在一个实施方案中，该含氮杂环化合物为三唑。在优选实施方案中，该含氮杂环化合物为氨基三唑。适宜的氨基三唑的非限制性实例包括3-氨基-1，2，4-三唑、3-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸、3-氨基-5-巯基-1，2，4-三唑、及4-氨基-5-肼基-1，2，4-三唑-3-硫醇。在另一实施方案中，该含氮杂环化合物为噻唑。适宜的噻唑的非限制性实例包括2-氨基-5-甲基噻唑、2-氨基-4-噻唑乙酸、及噻唑。在另一实施方案中，该含氮杂环化合物为杂环N-氧化物。适宜的杂环N-氧化物的非限制性实例包括2-羟基吡啶-N-氧化物、4-甲基吗啉-N-氧化物、及吡啶甲酸N-氧化物。
该第四实施方案的抛光组合物可包含任意适宜量的含氮杂环化合物。该抛光组合物可含有0.02重量％或更高，例如，0.05重量％或更高、0.1重量％或更高、或0.5重量％或更高的含氮杂环化合物。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有5重量％或更低，例如，4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、或1重量％或更低的含氮杂环化合物。因此，该抛光组合物可包含由针对含氮杂环化合物所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的含氮杂环化合物。例如，该抛光组合物可包含0.02重量％至5重量％、0.05重量％至4重量％、或0.1重量％至3重量％的含氮杂环化合物。
该抛光组合物任选地进一步含有一种或多种碳酸氢盐。该碳酸氢盐可为任意适宜的碳酸氢盐且可为例如碳酸氢钾、碳酸氢钠、碳酸氢铵、或其组合。
该抛光组合物可含有任意适宜量的碳酸氢盐。典型地，该抛光组合物可含有0.05重量％或更高，例如，0.1重量％或更高、0.25重量％或更高、或0.5重量％或更高的碳酸氢盐。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有5重量％或更低，例如，4重量％或更低、3重量％或更低、2重量％或更低、或1重量％或更低的碳酸氢盐。因此，该抛光组合物可包含由针对碳酸氢盐所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的碳酸氢盐。例如，该抛光组合物可包含0.05重量％至1重量％、0.1重量％至4重量％、0.25重量％至3重量％、或0.5重量％至2重量％的碳酸氢盐。
该抛光组合物任选地进一步含有氢氧化钾。该抛光组合物可含有任意适宜量的氢氧化钾。典型地，该抛光组合物可含有0.05重量％或更高，例如，0.1重量％或更高、或0.25重量％或更高的氢氧化钾。可选择地或者另外地，该抛光组合物可含有2重量％或更低，例如，1.5重量％或更低、1重量％或更低、0.8重量％或更低、或0.6重量％或更低的氢氧化钾。因此，该抛光组合物可包含由针对氢氧化钾所列举的上述端值中的任意两个所界定的量的氢氧化钾。例如，该抛光组合物可包含0.05重量％至1重量％、0.1重量％至2重量％、0.1重量％至1重量％、或0.25重量％至0.8重量％的氢氧化钾。
该抛光组合物任选地进一步包含一种或多种其它添加剂。这样的添加剂包括任意适宜的分散剂，例如，包含一种或多种丙烯酸类单体的均聚物或者无规、嵌段或梯度丙烯酸酯共聚物(例如，聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯基丙烯酸酯及苯乙烯丙烯酸酯)、其组合、及其盐。其它适宜的添加剂包括杀生物剂。所述杀生物剂可为任意适宜的杀生物剂，例如，异噻唑啉酮杀生物剂。
本发明抛光组合物可通过任何合适的技术制备，其中的许多是本领域技术人员已知的。该抛光组合物可以间歇或连续方法制备。通常，该抛光组合物可通过将其组分以任意顺序组合而制备。本文使用的术语“组分”包括单独的成分(例如，二氧化硅、提高硅移除速率的化合物、四烷基铵盐等)以及各成分(例如，二氧化硅、提高硅移除速率的化合物、四烷基铵盐、缓冲剂等)的任意组合。
例如，在一个实施方案中，可将二氧化硅分散于水中。然后，可加入所述有机羧酸、氨基膦酸、及四烷基铵盐，并通过能将所述组分结合到抛光组合物中的任意方法进行混合。在抛光组合物的制备中，可类似地利用提高硅移除速率的其它化合物。可在使用前制备抛光组合物，而且，将一种或多种组分(如pH值调节组分)在即将使用前(例如，在使用前7天内、或在使用前1小时内、或在使用前1分钟内)加入到抛光组合物中。还可通过在抛光操作期间在基板表面处对所述组分进行混合来制备抛光组合物。
该抛光组合物还可作为浓缩物提供，该浓缩物意图在使用之前用适量的水进行稀释。在这样的实施方案中，该抛光组合物浓缩物可包含，例如，二氧化硅、一种或多种提高硅移除速率的化合物、四烷基铵盐、及水，其量使得在用适量的水稀释该浓缩物时，该抛光组合物的每种组分将以在上文针对每种组分所列举的合适范围内的量存在于该抛光组合物中。例如，所述研磨剂、一种或多种提高硅移除速率的化合物、及四烷基铵盐可各自以上文针对每种组分所列举的浓度的2倍(例如，3倍、4倍、5倍、10倍、或15倍)大的量存在于该浓缩物中，使得当用等体积的水(例如，分别用2份等体积的水、3份等体积的水、4份等体积的水、9份等体积的水、或14份等体积的水)稀释该浓缩物时，每种组分将以在上文针对每种组分所述的范围内的量存在于该抛光组合物中。此外，如本领域普通技术人员应理解的，该浓缩物可含有适当分数的存在于最终抛光组合物中的水，以确保所述一种或多种提高硅移除速率的化合物、以及其它合适的添加剂至少部分地或全部地溶解于该浓缩物中。
本发明进一步提供了化学机械地抛光基板的方法，其包括：(i)使基板与抛光垫及本文所述的抛光组合物接触；(ii)使该抛光垫相对于该基板移动，其中该抛光组合物位于其间；及(iii)磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
尽管本发明抛光组合物可用于抛光任意基板，但是，该抛光组合物特别适用于抛光包含硅的基板，例如用于电子工业的硅晶片。在这点上，所述硅可为未经掺杂的硅，或者，其可为经掺杂的硅(如经硼或铝掺杂的p-型硅)。此外，所述硅可为多晶硅。本发明抛光组合物及其使用方法适用于对通过金刚石锯和粗磨由硅单晶制备的硅晶片进行预抛光或最终抛光，而且，适用于硅晶片的边缘抛光和适用于通过抛光来对硅晶片进行回收利用。
有利地，当将本发明抛光方法用于对硅晶片(该硅晶片是对经金刚石锯的硅晶片进行研磨和蚀刻后的硅晶片)进行抛光时，本发明抛光方法表现出改进的纳米构形。在化学机械抛光期间，量度纳米构形变化的一种方法是测定以下参数的值：ΔRz/d，其中Rz为剖面的平均最大高度，ΔRz为从一个时间点至另一时间点(例如，在化学机械抛光之前及之后)的Rz变化，且d为经过相同的时间间隔所移除的材料的量(以微米为单位)，且该结果以纳米表示。参考图1，R最大表示在给定的取样长度L中的最大峰至谷的高度，且Rz表示在5个相邻取样长度中的5个R最大值的平均值。取样长度L大约为5mm。测量R最大(以能够计算Rz)的适宜技术包括针式轮廓测定仪(stylusprofilometry)、光学轮廓测定仪、及原子力显微镜。针式轮廓测定仪及光学轮廓测定仪的合适仪器可得自，例如，Veeco Instruments(Plainview，NY)。期望地，本发明抛光方法所导致的ΔRz/d为零或更低，也就是说，在使用本发明抛光方法之后，基板纳米构形未变化或得到改进。
本发明抛光方法特别适于与化学机械抛光装置结合使用。典型地，该装置包括：压板，其在使用时处于运动中并且具有由轨道、线性或圆周运动所产生的速度；抛光垫，其与该压板接触且在运动时随该压板移动；以及载体，其固持待通过与该抛光垫的表面接触并相对于该抛光垫的表面移动基板而抛光的基板。该基板的抛光通过如下发生：将该基板放置成与该抛光垫和本发明的抛光组合物接触且随后使该抛光垫相对于该基板移动以磨除该基板的至少一部分以抛光该基板。
可使用任何合适的抛光垫(例如，抛光表面)以所述化学机械抛光组合物对基板进行抛光。合适的抛光垫包括，例如，编织及非编织抛光垫。此外，合适的抛光垫可包含具有不同密度、硬度、厚度、压缩性、压缩时的回弹能力和压缩模量的任何合适的聚合物。合适的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龙、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成产物、及其混合物。硬质聚氨酯抛光垫尤其可用于与本发明抛光方法结合。
期望地，该化学机械抛光装置进一步包括原位抛光终点检测系统，其中的许多是本领域中已知的。通过分析从正在抛光的基板表面反射的光或其它辐射来检查和监控抛光过程的技术是本领域中已知的。这样的方法描述于例如美国专利第5,196,353号、美国专利第5,433,651号、美国专利第5,609,511号、美国专利第5,643,046号、美国专利第5,658,183号、美国专利第5,730,642号、美国专利第5,838,447号、美国专利第5,872,633号、美国专利第5,893,796号、美国专利第5,949,927号、及美国专利第5,964,643号中。期望地，对于正被抛光的基板的抛光过程的进展的检查或监控使得能够确定抛光终点，即，确定何时终止对特定基板的抛光过程。
以下实施例进一步说明本发明，但当然不应解释为以任何方式限制其范围。
实施例1
该实施例说明了有机羧酸、氨基膦酸、及四烷基铵盐对通过本发明抛光组合物可获得的针对硅基板观测到的移除速率及表面粗糙度的影响。
用七种不同的抛光组合物(抛光组合物1A至1G)抛光七块相似基板，所述基板包括102cm(4英寸)直径的圆形硅晶片。所有抛光组合物均含有1重量％的二氧化硅(湿法二氧化硅(抛光组合物1A、1B、1D、及1F)或热解二氧化硅(抛光组合物1C、1E、及1G))、0.27重量％的氢氧化四甲基铵、及0.05重量％的在水中的碳酸氢钾，pH值为10.5。抛光组合物1A(对比)进一步含有0.017重量％的乙二胺四乙酸及0.067重量％的哌嗪。抛光组合物1B至1G进一步含有0.033重量％的二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)和有机羧酸(其为0.08重量％的丙二酸(抛光组合物1B及1C)、0.067重量％的乳酸(抛光组合物1D及1E)、或0.107重量％的苹果酸(抛光组合物1F及1G))。
抛光后，测定每种抛光组合物的硅移除速率及纳米构形变化的数值(magnitude)ΔRz/d。结果概括于表1中。
表1
从表1中所示的结果显见，本发明抛光组合物所表现出的硅移除速率为对比抛光组合物所表现出的移除速率的约79％至88％，本发明抛光组合物还表现出由抛光导致的表面粗糙度的改变，所述改变的范围为从约0.2nm的表面粗糙度的降低(抛光组合物1F)至约0.4nm的表面粗糙度的增加(抛光组合物1D和1E)，而对比抛光组合物表现出约6nm的表面粗糙度的增加。
实施例2
该实施例说明了有机羧酸、多氨基羧酸、及四烷基铵盐对通过本发明抛光组合物可获得的针对硅基板观测到的移除速率及表面粗糙度的影响。
用三种不同的抛光组合物(抛光组合物2A至2C)抛光三块相似基板，所述基板包括102cm(4英寸)直径的圆形硅晶片。抛光组合物2A(对比)含有1重量％的湿法二氧化硅、0.0167重量％的乙二胺四乙酸、0.067重量％的哌嗪、0.27重量％的氢氧化四甲基铵、及0.05重量％的碳酸氢钾。抛光组合物2B(本发明)含有0.85重量％的湿法二氧化硅、0.02重量％的乙二胺四乙酸、0.083重量％的草酸、0.2重量％的氢氧化四甲基铵、及0.1重量％的碳酸氢钾。抛光组合物2C(本发明)含有0.53重量％的湿法二氧化硅、0.0167重量％的乙二胺四乙酸、0.007重量％的草酸、0.067重量％的氢氧化四甲基铵、及0.05重量％的碳酸氢钾。
抛光后，测定每种抛光组合物的硅移除速率及纳米构形变化的数值ΔRz/d。结果概括于表2中。
表2
从表2中所示的结果显见，本发明抛光组合物所表现出的硅移除速率为由对比抛光组合物所表现出的移除速率的约82％至88％，本发明抛光组合物还表现出约4nm和7nm的由抛光导致的表面粗糙度的降低，相对地，通过用对比抛光组合物进行抛光导致约4nm的表面粗糙度的增加。
实施例3
该实施例说明了有机羧酸、多氨基羧酸、胺、及四烷基铵盐对通过本发明抛光组合物可获得的针对硅基板观测到的移除速率及表面粗糙度的影响。
用两种不同的抛光组合物(抛光组合物3A和3B)抛光两块相似基板，所述基板包括102cm(4英寸)直径的圆形硅晶片。抛光组合物3A和3B含有1重量％的湿法二氧化硅、0.0167重量％的乙二胺四乙酸、0.067重量％的哌嗪、0.27重量％的氢氧化四甲基铵、及0.05重量％的碳酸氢钾。抛光组合物3B(本发明)进一步含有0.033重量％的二苯乙醇酸。
抛光后，测定每种抛光组合物的硅移除速率及纳米构形变化的数值ΔRz/d。结果概括于表3中。
表3
从表3中所示的结果显见，本发明抛光组合物所表现出的硅移除速率为由对比抛光组合物所表现出的移除速率的约42％，本发明抛光组合物还表现出约6nm的由抛光导致的表面粗糙度的降低，相对地，通过用对比抛光组合物进行抛光导致约6nm的表面粗糙度的增加。
实施例4
该实施例说明了二醇化合物、多氨基羧酸、胺、及四烷基铵盐对通过本发明抛光组合物可获得的针对硅基板观测到的移除速率及表面粗糙度的影响。
用两种不同的抛光组合物(抛光组合物4A和4B)抛光两块相似基板，所述基板包括102cm(4英寸)直径的圆形硅晶片。抛光组合物4A和4B含有1重量％的湿法二氧化硅、0.0167重量％的乙二胺四乙酸、0.067重量％的哌嗪、0.27重量％的氢氧化四甲基铵、及0.05重量％的碳酸氢钾。抛光组合物4B(本发明)进一步含有0.033重量％的2，4-戊二醇(即，二醇化合物)。
抛光后，测定每种抛光组合物的硅移除速率及纳米构形变化的数值ΔRz/d。结果概括于表4中。
表4
从表4中所示的结果显见，本发明抛光组合物所表现出的硅移除速率为由对比抛光组合物所表现出的移除速率的约82％，本发明抛光组合物还表现出约5nm的由抛光导致的表面粗糙度的降低，相对地，通过用对比抛光组合物进行抛光导致约-0.5nm的表面粗糙度的降低。
本文中描述了本发明的优选实施方式，包括本发明人已知的进行本发明的最优模式。通过阅读上述说明书，那些优选实施方式的变化对于本领域的普通技术人员来说可变得明晰。本发明人希望技术人员适当地采用这样的变化，且本发明人意图让本发明用不同于本文具体描述的方式进行实践。因此，本发明包括由适用的法律所允许的所附权利要求书中所列举的主题的所有改变和等价物。此外，在其所有可能变化中的上述要素的任意组合包括在本发明中，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。

Claims (66)

1.化学机械抛光组合物，其由以下组成：
(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅，
(b)0.02重量％至5重量％的一种或多种有机羧酸，
(c)0.05重量％至2重量％的一种或多种氨基膦酸，
(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐，所述四烷基铵盐选自氢氧化四烷基铵、氯化四烷基铵、溴化四烷基铵、硫酸四烷基铵和酸式硫酸四烷基铵盐，
(e)碳酸氢盐，
(f)任选的氢氧化钾，及
(g)水，
其中该抛光组合物的pH值为8至11。
2.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物含有5重量％至20重量％的二氧化硅。
3.权利要求2的抛光组合物，其中该抛光组合物含有10重量％至15重量％的二氧化硅。
4.权利要求1的抛光组合物，其中该二氧化硅为湿法二氧化硅。
5.权利要求1的抛光组合物，其中该二氧化硅为热解二氧化硅。
6.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至2重量％的有机羧酸。
7.权利要求1的抛光组合物，其中至少一种有机羧酸为羟基羧酸。
8.权利要求7的抛光组合物，其中该有机羧酸为脂族羟基羧酸。
9.权利要求8的抛光组合物，其中该有机羧酸选自乳酸、2-羟基丁酸、二苯乙醇酸、及其组合。
10.权利要求1的抛光组合物，其中至少一种有机羧酸为羟基苯甲酸。
11.权利要求10的抛光组合物，其中该有机羧酸选自水杨酸、2，6-二羟基苯甲酸、及其组合。
12.权利要求10的抛光组合物，其中该有机羧酸为氨基羟基苯甲酸。
13.权利要求1的抛光组合物，其中至少一种羧酸为氨基酸。
14.权利要求13的抛光组合物，其中该氨基酸选自脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、及其组合。
15.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至1重量％的至少一种氨基膦酸。
16.权利要求15的抛光组合物，其中该氨基膦酸选自乙二胺四(亚甲基膦酸)、氨基三(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、及其组合。
17.权利要求16的抛光组合物，其中该氨基膦酸为氨基三(亚甲基膦酸)。
18.权利要求1的抛光组合物，其中至少一种碳酸氢盐存在于该抛光组合物中，且其中该碳酸氢盐为碳酸氢钾。
19.权利要求1的抛光组合物，其中氢氧化钾存在于该抛光组合物中。
20.权利要求1的抛光组合物，其中该抛光组合物的pH值为8至10。
21.化学机械抛光组合物，其由以下组成：
(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅，
(b)0.1重量％至2重量％的一种或多种多氨基羧酸、或者乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸或次氨基三乙酸的盐，
(c)0.1重量％至5重量％的一种或多种胺，
(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐，
(e)0.001重量％至1重量％的一种或多种1，3-二醇化合物，
(f)任选的一种或多种碳酸氢盐，及
(g)水，
其中该抛光组合物的pH值为7至11。
22.权利要求21的抛光组合物，其中该抛光组合物含有5重量％至20重量％的二氧化硅。
23.权利要求21的抛光组合物，其中该抛光组合物含有10重量％至15重量％的二氧化硅。
24.权利要求21的抛光组合物，其中该二氧化硅为湿法二氧化硅。
25.权利要求21的抛光组合物，其中该二氧化硅为热解二氧化硅。
26.权利要求21的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至1重量％的所述多氨基羧酸。
27.权利要求21的抛光组合物，其中该多氨基羧酸选自乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸、次氨基三乙酸、及其组合。
28.权利要求27的抛光组合物，其中该多氨基羧酸为乙二胺四乙酸。
29.权利要求21的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至2重量％的所述胺。
30.权利要求21的抛光组合物，其中该胺选自哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪、2-甲基-1-氨基乙醇、(2-氨基乙基)氨基乙醇、及其组合。
31.权利要求21的抛光组合物，其中该1，3-二醇化合物选自1，3-丁二醇、2，4-戊二醇、2，4-己二醇、及其组合。
32.权利要求21的抛光组合物，其中至少一种碳酸氢盐存在于该抛光组合物中，且其中该碳酸氢盐为碳酸氢钾。
33.权利要求21的抛光组合物，其中该抛光组合物的pH值为8至10。
34.化学机械抛光组合物，其由以下组成：
(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅，
(b)0.1重量％至2重量％的一种或多种多氨基羧酸、或者乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸或次氨基三乙酸的盐，
(c)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐，
(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种有机羧酸，所述有机羧酸为烷基羧酸或芳基羧酸且任选地由选自以下的基团取代：C1-C12烷基、羟基、卤素、及其组合，
(e)任选的0.1重量％至5重量％的一种或多种胺，
(f)任选的一种或多种碳酸氢盐，及
(g)水，
其中该抛光组合物的pH值为7至11。
35.权利要求34的抛光组合物，其中该抛光组合物含有5重量％至20重量％的二氧化硅。
36.权利要求34的抛光组合物，其中该抛光组合物含有10重量％至15重量％的二氧化硅。
37.权利要求34的抛光组合物，其中该二氧化硅为湿法二氧化硅。
38.权利要求34的抛光组合物，其中该二氧化硅为热解二氧化硅。
39.权利要求34的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至1重量％的所述多氨基羧酸。
40.权利要求34的抛光组合物，其中该多氨基羧酸选自乙二胺四乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、N-(羟乙基)乙二胺三乙酸、次氨基三乙酸、及其组合。
41.权利要求40的抛光组合物，其中该多氨基羧酸为乙二胺四乙酸。
42.权利要求34的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至2重量％的所述有机羧酸。
43.权利要求34的抛光组合物，其中至少一种有机羧酸为二羧酸。
44.权利要求43的抛光组合物，其中该有机羧酸为草酸或二苯乙醇酸。
45.权利要求34的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至2重量％的所述胺。
46.权利要求34的抛光组合物，其中该胺选自哌嗪、1-(2-氨基乙基)哌嗪、2-甲基-1-氨基乙醇、(2-氨基乙基)氨基乙醇、及其组合。
47.权利要求34的抛光组合物，其中至少一种碳酸氢盐存在于该抛光组合物中，且其中该碳酸氢盐为碳酸氢钾。
48.权利要求34的抛光组合物，其中该抛光组合物的pH值为8至10。
49.化学机械抛光组合物，其由以下组成：
(a)0.5重量％至20重量％的二氧化硅，
(b)0.02重量％至5重量％的一种或多种含氮杂环化合物，
(c)0.05重量％至2重量％的一种或多种氨基膦酸，
(d)0.1重量％至5重量％的一种或多种四烷基铵盐，
(e)任选的一种或多种碳酸氢盐，及
(f)水，
其中该抛光组合物的pH值为7至11。
50.权利要求49的抛光组合物，其中该抛光组合物含有5重量％至20重量％的二氧化硅。
51.权利要求50的抛光组合物，其中该抛光组合物含有10重量％至15重量％的二氧化硅。
52.权利要求49的抛光组合物，其中该二氧化硅为湿法二氧化硅。
53.权利要求49的抛光组合物，其中该二氧化硅为热解二氧化硅。
54.权利要求49的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至2重量％的所述含氮杂环化合物。
55.权利要求49的抛光组合物，其中至少一种含氮杂环化合物为三唑。
56.权利要求55的抛光组合物，其中该含氮杂环化合物为氨基三唑。
57.权利要求56的抛光组合物，其中该氨基三唑选自3-氨基-1，2，4-三唑、3-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸、3-氨基-5-巯基-1，2，4-三唑、及4-氨基-5-肼基-1，2，4-三唑-3-硫醇。
58.权利要求49的抛光组合物，其中至少一种含氮杂环化合物为噻唑。
59.权利要求58的抛光组合物，其中该噻唑选自2-氨基-5-甲基噻唑、2-氨基-噻唑乙酸、及噻唑。
60.权利要求49的抛光组合物，其中至少一种含氮杂环化合物为杂环N-氧化物。
61.权利要求60的抛光组合物，其中该含氮杂环化合物选自2-羟基吡啶-N-氧化物、4-甲基吗啉-N-氧化物、及吡啶甲酸N-氧化物。
62.权利要求49的抛光组合物，其中该抛光组合物含有0.1重量％至1重量％的至少一种氨基膦酸。
63.权利要求62的抛光组合物，其中该氨基膦酸选自乙二胺四(亚甲基膦酸)、氨基三(亚甲基膦酸)、二亚乙基三胺五(亚甲基膦酸)、及其组合。
64.权利要求63的抛光组合物，其中该氨基膦酸为氨基三(亚甲基膦酸)。
65.权利要求49的抛光组合物，其中至少一种碳酸氢盐存在于该抛光组合物中，且其中该碳酸氢盐为碳酸氢钾。
66.权利要求49的抛光组合物，其中该抛光组合物的pH值为8至10。
CN201080041294.2A 2009-09-16 2010-09-13 用于抛光大体积硅的组合物及方法 Active CN102725373B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/462,638 2009-09-16
US12/462,638 US8883034B2 (en) 2009-09-16 2009-09-16 Composition and method for polishing bulk silicon
PCT/US2010/048587 WO2011034808A2 (en) 2009-09-16 2010-09-13 Composition and method for polishing bulk silicon

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102725373A CN102725373A (zh) 2012-10-10
CN102725373B true CN102725373B (zh) 2015-05-06

Family

ID=43729582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201080041294.2A Active CN102725373B (zh) 2009-09-16 2010-09-13 用于抛光大体积硅的组合物及方法

Country Status (9)

Country Link
US (2) US8883034B2 (zh)
EP (1) EP2478064B1 (zh)
JP (1) JP5749719B2 (zh)
KR (1) KR101503127B1 (zh)
CN (1) CN102725373B (zh)
MY (1) MY169952A (zh)
SG (1) SG179158A1 (zh)
TW (1) TWI484007B (zh)
WO (1) WO2011034808A2 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8815110B2 (en) * 2009-09-16 2014-08-26 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing bulk silicon
US8697576B2 (en) * 2009-09-16 2014-04-15 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing polysilicon
EP2665792B1 (en) * 2011-01-21 2020-04-22 Cabot Microelectronics Corporation Silicon polishing compositions with improved psd performance
JP5957802B2 (ja) * 2011-05-09 2016-07-27 日立化成株式会社 シリコン膜用ｃｍｐスラリー
CN102816530B (zh) * 2011-06-08 2016-01-27 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
JP2013004839A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウェーハの研磨方法
US8821215B2 (en) * 2012-09-07 2014-09-02 Cabot Microelectronics Corporation Polypyrrolidone polishing composition and method
WO2015037311A1 (ja) 2013-09-10 2015-03-19 日立化成株式会社 スラリー、研磨液セット、研磨液、基体の研磨方法及び基体
US9340706B2 (en) * 2013-10-10 2016-05-17 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive polishing compositions
JP6250454B2 (ja) * 2014-03-27 2017-12-20 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコン材料研磨用組成物
US9873833B2 (en) 2014-12-29 2018-01-23 Versum Materials Us, Llc Etchant solutions and method of use thereof
US9758697B2 (en) * 2015-03-05 2017-09-12 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing cationic polymer additive
WO2016143323A1 (ja) * 2015-03-11 2016-09-15 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びシリコン基板の研磨方法
US9631122B1 (en) 2015-10-28 2017-04-25 Cabot Microelectronics Corporation Tungsten-processing slurry with cationic surfactant
US20190153262A1 (en) * 2017-11-20 2019-05-23 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing memory hard disks exhibiting reduced surface scratching
JP6572288B2 (ja) * 2017-11-22 2019-09-04 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコン材料研磨用組成物
JP2021153129A (ja) * 2020-03-24 2021-09-30 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、その製造方法、および研磨方法
TWI804925B (zh) * 2020-07-20 2023-06-11 美商Ｃｍｃ材料股份有限公司 矽晶圓拋光組合物及方法
CN113182938B (zh) * 2021-03-01 2023-02-03 燕山大学 金刚石复相材料表面的加工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101065458A (zh) * 2004-11-05 2007-10-31 卡伯特微电子公司 用于高的氮化硅对氧化硅去除速率比率的抛光组合物及方法
JP2009054935A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Nippon Chem Ind Co Ltd 半導体ウエハ研磨用組成物および研磨方法

Family Cites Families (63)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5230833A (en) 1989-06-09 1993-07-27 Nalco Chemical Company Low sodium, low metals silica polishing slurries
DE69108546T2 (de) 1991-05-28 1995-11-30 Rodel Inc Polierbreie aus Silika mit geringem Gehalt an Natrium und an Metallen.
US5230651A (en) * 1991-07-01 1993-07-27 Viskase Corporation Method and apparatus for severing shirred tubular food casing, and article
US5196353A (en) 1992-01-03 1993-03-23 Micron Technology, Inc. Method for controlling a semiconductor (CMP) process by measuring a surface temperature and developing a thermal image of the wafer
JP2628424B2 (ja) 1992-01-24 1997-07-09 信越半導体株式会社 ウエーハ面取部の研磨方法及び装置
US6614529B1 (en) 1992-12-28 2003-09-02 Applied Materials, Inc. In-situ real-time monitoring technique and apparatus for endpoint detection of thin films during chemical/mechanical polishing planarization
US5658183A (en) 1993-08-25 1997-08-19 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing including optical monitoring
US5433651A (en) 1993-12-22 1995-07-18 International Business Machines Corporation In-situ endpoint detection and process monitoring method and apparatus for chemical-mechanical polishing
JP3270282B2 (ja) 1994-02-21 2002-04-02 株式会社東芝 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
JP3313505B2 (ja) 1994-04-14 2002-08-12 株式会社日立製作所 研磨加工法
US5571373A (en) 1994-05-18 1996-11-05 Memc Electronic Materials, Inc. Method of rough polishing semiconductor wafers to reduce surface roughness
US5893796A (en) 1995-03-28 1999-04-13 Applied Materials, Inc. Forming a transparent window in a polishing pad for a chemical mechanical polishing apparatus
US5964643A (en) 1995-03-28 1999-10-12 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for in-situ monitoring of chemical mechanical polishing operations
US5838447A (en) 1995-07-20 1998-11-17 Ebara Corporation Polishing apparatus including thickness or flatness detector
US5872633A (en) 1996-07-26 1999-02-16 Speedfam Corporation Methods and apparatus for detecting removal of thin film layers during planarization
JPH11349925A (ja) 1998-06-05 1999-12-21 Fujimi Inc エッジポリッシング用組成物
JP2000080350A (ja) 1998-09-07 2000-03-21 Speedfam-Ipec Co Ltd 研磨用組成物及びそれによるポリッシング加工方法
US6855266B1 (en) * 1999-08-13 2005-02-15 Cabot Microelectronics Corporation Polishing system with stopping compound and method of its use
US6319096B1 (en) * 1999-11-15 2001-11-20 Cabot Corporation Composition and method for planarizing surfaces
US6319807B1 (en) 2000-02-07 2001-11-20 United Microelectronics Corp. Method for forming a semiconductor device by using reverse-offset spacer process
JP2002110596A (ja) 2000-10-02 2002-04-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体加工用研磨剤およびこれに用いる分散剤、並びに上記半導体加工用研磨剤を用いた半導体装置の製造方法
KR100398141B1 (ko) * 2000-10-12 2003-09-13 아남반도체 주식회사 화학적 기계적 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용한반도체소자의 제조방법
KR100832942B1 (ko) 2000-10-26 2008-05-27 신에츠 한도타이 가부시키가이샤 웨이퍼의 제조방법 및 연마장치 및 웨이퍼
US6524167B1 (en) * 2000-10-27 2003-02-25 Applied Materials, Inc. Method and composition for the selective removal of residual materials and barrier materials during substrate planarization
DE10058305A1 (de) * 2000-11-24 2002-06-06 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Oberflächenpolitur von Siliciumscheiben
JP2002231700A (ja) 2001-02-05 2002-08-16 Speedfam Co Ltd ナノトポグラフィ除去方法
JP3664676B2 (ja) 2001-10-30 2005-06-29 信越半導体株式会社 ウェーハの研磨方法及びウェーハ研磨用研磨パッド
US6685757B2 (en) 2002-02-21 2004-02-03 Rodel Holdings, Inc. Polishing composition
KR100584050B1 (ko) 2002-08-26 2006-05-29 제이에스알 가부시끼가이샤 연마 패드용 조성물 및 이를 사용한 연마 패드
JP2004128069A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Fujimi Inc 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
CN1816422B (zh) 2003-06-03 2011-06-22 尼克斯普勒公司 用于化学机械平整化的功能分级垫的合成
US7968465B2 (en) 2003-08-14 2011-06-28 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Periodic acid compositions for polishing ruthenium/low K substrates
JP4668528B2 (ja) 2003-09-05 2011-04-13 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US7419911B2 (en) * 2003-11-10 2008-09-02 Ekc Technology, Inc. Compositions and methods for rapidly removing overfilled substrates
JP2005268665A (ja) 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2005347737A (ja) * 2004-05-07 2005-12-15 Nissan Chem Ind Ltd シリコンウェハー用研磨組成物
JP4814502B2 (ja) * 2004-09-09 2011-11-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
US7524347B2 (en) * 2004-10-28 2009-04-28 Cabot Microelectronics Corporation CMP composition comprising surfactant
KR100667690B1 (ko) 2004-11-23 2007-01-12 주식회사 실트론 웨이퍼 슬라이싱 방법 및 장치
JP4852302B2 (ja) 2004-12-01 2012-01-11 信越半導体株式会社 研磨剤の製造方法及びそれにより製造された研磨剤並びにシリコンウエーハの製造方法
JP4845373B2 (ja) * 2004-12-07 2011-12-28 日立化成工業株式会社 研磨液及び研磨方法
KR100662546B1 (ko) 2005-03-07 2006-12-28 제일모직주식회사 실리콘 웨이퍼의 표면 품질을 개선하는 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마방법
EP1702965A3 (en) * 2005-03-17 2007-07-25 FUJIFILM Corporation Metal chemical mechanical polishing solution and polishing method
JP2008536302A (ja) * 2005-03-25 2008-09-04 デュポン エアー プロダクツ ナノマテリアルズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 金属イオン酸化剤を含む、化学的、機械的研磨組成物において使用するジヒドロキシエノール化合物
TWI256142B (en) 2005-07-21 2006-06-01 Siliconware Precision Industries Co Ltd Image sensor package, optical glass used thereby, and processing method thereof
JP5072204B2 (ja) 2005-08-31 2012-11-14 信越半導体株式会社 ウエーハの表面のナノトポグラフィを改善する方法及びワイヤソー装置
US7410899B2 (en) * 2005-09-20 2008-08-12 Enthone, Inc. Defectivity and process control of electroless deposition in microelectronics applications
JP2007088258A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Fujifilm Corp 金属研磨液及びそれを用いる研磨方法
US7265055B2 (en) 2005-10-26 2007-09-04 Cabot Microelectronics Corporation CMP of copper/ruthenium substrates
EP1813656A3 (en) 2006-01-30 2009-09-02 FUJIFILM Corporation Metal-polishing liquid and chemical mechanical polishing method using the same
US7930058B2 (en) 2006-01-30 2011-04-19 Memc Electronic Materials, Inc. Nanotopography control and optimization using feedback from warp data
JP2007214518A (ja) 2006-02-13 2007-08-23 Fujifilm Corp 金属用研磨液
US7902072B2 (en) 2006-02-28 2011-03-08 Fujifilm Corporation Metal-polishing composition and chemical-mechanical polishing method
US7585340B2 (en) 2006-04-27 2009-09-08 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing polyether amine
JP2008181955A (ja) 2007-01-23 2008-08-07 Fujifilm Corp 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法
JP2008277723A (ja) 2007-03-30 2008-11-13 Fujifilm Corp 金属用研磨液及び研磨方法
JP5127316B2 (ja) * 2007-06-22 2013-01-23 旭化成ケミカルズ株式会社 化学機械研磨用組成物
WO2009058274A1 (en) * 2007-10-29 2009-05-07 Ekc Technology, Inc. Chemical mechanical polishing and wafer cleaning composition comprising amidoxime compounds and associated method for use
CN101492592B (zh) 2008-01-25 2014-01-29 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
US8017524B2 (en) 2008-05-23 2011-09-13 Cabot Microelectronics Corporation Stable, high rate silicon slurry
JP5297695B2 (ja) 2008-05-30 2013-09-25 Ｓｕｍｃｏ Ｔｅｃｈｘｉｖ株式会社 スラリー供給装置及び同装置を用いる半導体ウェーハの研磨方法
US8815110B2 (en) 2009-09-16 2014-08-26 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing bulk silicon
US8697576B2 (en) 2009-09-16 2014-04-15 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing polysilicon

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101065458A (zh) * 2004-11-05 2007-10-31 卡伯特微电子公司 用于高的氮化硅对氧化硅去除速率比率的抛光组合物及方法
JP2009054935A (ja) * 2007-08-29 2009-03-12 Nippon Chem Ind Co Ltd 半導体ウエハ研磨用組成物および研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102725373A (zh) 2012-10-10
KR101503127B1 (ko) 2015-03-16
EP2478064B1 (en) 2020-02-12
EP2478064A4 (en) 2017-07-05
US20150028254A1 (en) 2015-01-29
KR20120064706A (ko) 2012-06-19
US9701871B2 (en) 2017-07-11
MY169952A (en) 2019-06-19
US8883034B2 (en) 2014-11-11
WO2011034808A2 (en) 2011-03-24
JP2013505584A (ja) 2013-02-14
JP5749719B2 (ja) 2015-07-15
TWI484007B (zh) 2015-05-11
EP2478064A2 (en) 2012-07-25
TW201129659A (en) 2011-09-01
US20110062376A1 (en) 2011-03-17
WO2011034808A3 (en) 2011-07-28
SG179158A1 (en) 2012-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102725373B (zh) 用于抛光大体积硅的组合物及方法
CN103261358B (zh) 用于抛光多晶硅的组合物及方法
CN103328599B (zh) 具有改善的功率谱密度性能的硅抛光组合物
CN102939643B (zh) 用于抛光大体积硅的组合物及方法
CN102725374B (zh) 半导体晶片的再生方法和研磨用组合物
CN104995277A (zh) 研磨用组合物、研磨用组合物制造方法及研磨物制造方法
GB2412917A (en) Polishing composition
KR102375827B1 (ko) 연마용 조성물 및 연마 방법
EP3540761A1 (en) Polishing composition and silicon wafer polishing method
JP2004335664A (ja) 研磨用組成物、その調製方法及びそれを用いたウェーハの研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Illinois, USA

Patentee after: CMC Materials Co.,Ltd.

Address before: Illinois, USA

Patentee before: Cabot Microelectronics Corp.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Illinois, America

Patentee after: CMC Materials Co.,Ltd.

Address before: Illinois, America

Patentee before: CMC Materials Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder