一种pH值为3-11的含水抛光组合物，其包含：(A)磨料颗粒，当其分散于不含组分(B)且pH值为3-9的含水介质中时带正电荷，如电泳迁移率所证实的那样；(B)阴离子磷酸盐分散剂；和(C)多羟基醇组分，其选自：(c1)水溶性和水分散性的脂族和脂环族的单体、二聚和低聚的具有至少4个羟基的多元醇；(c2)如下物质的混合物：(c21)水溶性和水分散性的脂族和脂环族的具有至少2个羟基的多元醇；和(c22)选自线性和支化的氧化烯均聚物和共聚物(c221)；和线性和支化的脂族和脂环族的聚(N-乙烯基酰胺)均聚物和共聚物(c222)的水溶性或水分散性聚合物；和(c3)(c1)和(c2)的混合物；以及一种抛光用于电子、机械和光学器件的衬底的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及ー种新型含水抛光组合物，其尤其适于抛光用于电子、机械和光学器件的衬底。此外，本专利技术涉及ー种抛光用于制造电子、机械和光学器件的衬底的新型方法。最后但并非最不重要地，本专利技术涉及用于制造电子、机械和光学器件的新型含水抛光组合物的新用途。引用文献本申请所引文献通过引用全文引入。
技术介绍
化学机械平坦化或抛光(CMP)是获得集成电路(IC)器件局部和全局平坦度的主要方法。该技术通常采用含有磨料和其他添加剂的CMP组合物或淤浆作为在施加负载下处于旋转衬底表面与抛光垫之间的活性化学品。因此，CMP方法兼具物理过程如摩擦以及化学过程如氧化或螯合。不希望衬底由纯物理作用或纯化学作用而移除或抛光，而是希望ニ者的协同增效组合以获得快速均匀的移除。以此方式移除衬 底直至获得所需的平坦度或者直至阻挡子层或阻断层暴露。最終，获得平坦的无缺陷表面，其能通过后续的光刻、图案化、蚀刻和薄膜加工而进行合适的多层IC器件制造。浅槽隔离(STI)为特定的CMP应用，其通常需要在图案化晶片衬底上相对于氮化硅选择性移除ニ氧化硅。在这种情况下，用介电材料如ニ氧化硅过量填充经蚀刻的沟槽，使用氮化硅阻挡膜作为阻断层抛光该介电材料。在从阻挡膜清除ニ氧化硅且同时使暴露的氮化硅和沟槽氧化硅的移除最小化的情况下结束CMP方法。这要求CMP淤浆能实现ニ氧化硅材料移除速率MRR对氮化硅移除速率MRR的高相对比，该比值在本领域中也称为氧化物对氮化物的选择性。在STI应用中，氧化铈基CMP淤浆由于其能实现较高的氧化物对氮化物选择性而颇受关注，所述高的氧化物对氮化物选择性归因于氧化铈对ニ氧化硅的高化学亲和力，这在本领域也称为氧化铈的化学齿化作用(tooth action)。尽管如此，必须借助“调节”该选择性的添加剂以改善氧化铈基CMP淤浆的氧化物对氮化物的选择性。已进行了许多尝试以调节氧化铈基CMP淤浆的选择性。因此，Jae-DonLee 等在 Journal of the Electrochemical Society, 149 (8),G477-G481，2002中公开了具有不同亲水-亲脂平衡(HLB)值的非离子表面活性剂如聚氧化こ烯、氧化こ烯-氧化丙烯共聚物和氧化こ烯-氧化丙烯-氧化こ烯三嵌段共聚物对CMP期间的氧化物对多晶硅选择性的影响。然而，使用热解法ニ氧化硅作为磨料。Jae-Dong Lee 等在 Journal of the Electrochemical Society,149 (8),G477-G481，2002，Effects of Nonionic Surfactants on Oxide-To-Polysi I iconSelectivity during Chemical Mechanical Polishing 中公开了表面活性剂如聚氧化乙烯(PEO)和氧化こ烯-氧化丙烯-氧化こ烯三嵌段共聚物对选择性的影响。然而，并未提及氧化物对氮化物的选择性。美国专利申请US2002/0034875A1和美国专利US6, 626，968B2公开了ー种氧化铈基CMP淤浆，其包含有表面活性剤，pH值调节剂如氢氧化钾、硫酸、硝酸、盐酸或磷酸以及含有亲水官能团和疏水官能团的聚合物如聚こ烯基甲基醚(PVME)、聚こニ醇(PEG)、聚氧化こ烯23月桂基醚(POLE)、聚丙酸(PPA)、聚丙烯酸(PM)和聚こニ醇ニ醚(PEGBE)。所述氧化铈基CMP淤浆具有提高的氧化物对多晶硅的选择性。美国专利US6，616，514B1公开了ー种用于改善氧化物对氮化物选择性的氧化铈基CMP淤浆，其包含具有至少3个在含水介质中不可解离的羟基的有机多元醇，或由至少ー种具有至少3个在含水介质中不可解离的羟基的単体所形成的聚合物，如甘露糖醇、山梨糖醇、甘露糖、木糖醇、山梨糖、蔗糖和糊精。美国专利申请US2006/0124594A1公开了 ー种氧化铈基CMP淤浆，其具有至少1.5cP的粘度且包含增粘剂，所述增粘剂包括非离子聚合物如聚こニ醇(PEG)。据称该氧化铈基CMP淤浆具有高的氧化物对氮化物选择性和低的晶片内非均匀性WIWNU。美国专利申请US2006/0207188A1公开了 ー种氧化铈基CMP淤浆，其包含聚合物如聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸烷基酯与单体如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、こ基-甲基丙烯酰胺、こ烯基吡啶或こ烯基吡咯烷酮的反应产物。据信所述反应产物也能提高氧化物对氮化物的选择性。美国专利申请US2006/0216935A1公开了ー种氧化铈基CMP淤浆，其包含蛋白质、赖氨酸和/或精氨酸，以及吡咯烷 酮类化合物如聚こ烯基吡咯烷酮(PVP)、N-辛基-2-吡咯烷酮、N-こ基-2-吡咯烷酮、N-羟こ基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N- 丁基-2-吡咯烷酮、N-己基-2-吡咯烷酮、N-癸基-2-吡咯烷酮、N-十八烷基-2-吡咯烷酮和N-十六烷基-2-吡咯烷酮。所述氧化铈基CMP淤浆可进ー步包含分散剂，如聚丙烯酸、ニ醇和聚ニ醇。具体实施例使用脯氨酸、聚こ烯基吡咯烷酮或N-辛基-2-吡咯烷酮、PPO/PEO嵌段共聚物和戊ニ醛。据信所述氧化铈基CMP淤浆不腐蚀性地移除沟槽ニ氧化硅，由此允许超出端点的延伸性抛光而基本不提闻最小台阶闻度。美国专利申请US2007/0077865A1公开了 ー种氧化铈基CMP淤浆，其包含优选获自由BASF销售的Pluronic 族的聚氧化こ烯/聚氧化丙烯共聚物。所述氧化铈基CMP淤浆可进ー步包含氨基醇如2-ニ甲基氨基-2-甲基-1-丙醇(DMAMP)、2-氨基-2-こ基-1-丙醇(AMP)、2-(2-氨基こ基氨基)こ醇、2-(异丙基氨基)こ醇、2-(甲基氨基)こ醇、2-(ニこ基氨基)こ醇、2-(2-ニ甲基氨基)こ氧基)こ醇、1，1’-[[3-( ニ甲基氨基)丙基]亚氨基]-双-2-丙醇、2-(2-丁基氨基)こ醇、2_(叔丁基氨基)こ醇、2-( ニ异丙基氨基)乙醇和N- (3-氨基丙基)吗啉。所述氧化铈基CMP淤浆可进ー步包含季铵化合物，如四甲基氢氧化铵；成膜剂，如烷基胺、链烷醇胺、羟胺、磷酸酷、月桂基硫酸钠、脂肪酸、聚丙烯酸酷、聚甲基丙烯酸酯、聚こ烯基膦酸酷、聚苹果酸酷、聚苯こ烯磺酸酷、聚こ烯基硫酸酷、苯并三唑、三唑和苯并咪唑；以及络合剤，如こ酰丙酮、こ酸盐、こ醇酸盐、乳酸盐、葡糖酸盐、掊酸、草酸盐、邻苯ニ甲酸盐、柠檬酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、苹果酸盐、こニ胺四こ酸、こニ醇、焦儿茶酚、焦掊酚、单宁酸、#盐和膦酸。据信所述氧化铈基CMP淤浆提供了良好的氧化硅对多晶娃选择性和/或氮化娃对多晶娃选择性。美国专利申请US2007/0175104A1公开了 ー种氧化铈基CMP淤浆，其包含选自具有被选自如下组的任何成员取代的N-单取代或N，N- ニ取代骨架的水溶性聚合物的多晶硅抛光抑制剂:丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及其a -取代衍生物；聚こニ醇；聚こ烯基吡咯烷酮；烷氧基化的直链脂族醇以及基于こ炔的ニ醇的氧化こ烯加合物。所述氧化铈基CMP淤浆可包含其他水溶性聚合物，如多醣如藻酸、果胶酸、羧甲基纤维素、琼脂、凝胶多糖和茁霉多糖(pulIulan);聚羧酸，如聚天冬氨酸、聚谷氨酸、聚赖氨酸、聚苹果酸、聚甲基丙烯酸、聚酰亚胺酸、聚马来酸、聚衣康酸、聚富马酸、聚(对苯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.08 US 61/380,7211.一种pH值为3-11的含水抛光组合物，其包含: (A)至少ー种磨料颗粒，当其分散于不含组分(B)且pH值为3-9的含水介质中时带正电荷，如电泳迁移率所证实的那样； (B)至少ー种阴离子磷酸盐分散剂；和 (C)至少ー种多羟基醇组分，其选自: (Cl)选自水溶性和水分散性的脂族和脂环族的単体、ニ聚和低聚的具有至少4个在含水介质中不可解离的羟基的多元醇的多羟基醇； (c2)如下物质的混合物: (c21)至少ー种选自水溶性和水分散性的脂族和脂环族的具有至少2个在含水介质中不可解离的羟基的多元醇的多羟基醇；和 (c22)至少ー种选自线性和支化的氧化烯均聚物和共聚物(c221);和线性和支化的脂族和脂环族的聚(N-こ烯基酰胺)均聚物和共聚物(c222)的水溶性或水分散性聚合物；和(c3) (cl)和(c2)的混合物。2.根据权利要求1的含水抛光组合物，其特征在于磨料颗粒(A)为无机颗粒。3.根据权利要求1或2的含水抛光组合物，其特征在于无机磨料颗粒(A)包含氧化铈或由氧化铈构成且具有由动态激光散射所測定的1-1OOOnm的平均粒径。4.根据权利要求1-3中任ー项的含水抛光组合物，其特征在于阴离子磷酸盐分散剂(B)选自水溶性缩合磷酸盐。5.根据权利要求4的含水抛光组合物，其特征在于水溶性缩合磷酸盐(B)选自通式I的偏磷酸盐:[M+n(P03)n] (I)； 以及通式II和III的多聚磷酸盐:M+nPn03n+i (II)；M+H2Pn03n+1 (III)； 其中M为铵、钠和钾且指数n为2-10，000。6.根据权利要求1-5中任ー项的含水抛光组合物，其特征在于水溶性和水分散性的脂族和脂环族的単体、ニ聚和低聚的具有至少4个在含水介质中不可解离的羟基的多元醇(Cl)选自赤藓醇、季戊四醇、糖醇、环多醇、碳水化合物以及甘油、赤藓醇、季戊四醇、糖醇、环多醇的ニ聚物和低聚物。7.根据权利要求6的含水抛光组合物，其特征在于糖醇(Cl)选自丁糖醇、戊糖醇、己糖醇、庚糖醇和辛糖醇；环多醇(Cl)选自肌醇；和碳水化合物(Cl)选自单糖、ニ糖、寡糖、多糖、脱氧糖和氨基糖。8.根据权利要求7的含水抛光组合物，其特征在于单糖(Cl)选自阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、艾杜糖、半乳糖和塔罗糖。9.根据权利要求1-8中任ー项的含水抛光组合物，其特征在于具有2-3个在含水介质中不可解离的羟基的水溶性或水分散性的脂族或脂环族多元醇(c21)选自こニ醇、丙ニ醇、ニ甘醇、三甘醇、双丙甘醇、三丙ニ醇、亚...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y·李，JJ·楚，S·S·文卡塔拉曼，S·A·奥斯曼易卜拉欣，H·W·平德尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：
国别省市：
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