CN1746254B - 抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法 - Google Patents

抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1746254B
CN1746254B CN2005100995612A CN200510099561A CN1746254B CN 1746254 B CN1746254 B CN 1746254B CN 2005100995612 A CN2005100995612 A CN 2005100995612A CN 200510099561 A CN200510099561 A CN 200510099561A CN 1746254 B CN1746254 B CN 1746254B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing composition
polishing
compound
semiconductor substrate
abrasive
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
CN2005100995612A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1746254A (zh
Inventor
阪本健次
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.)
Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
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 Fujimi Inc filed Critical Fujimi Inc
Publication of CN1746254A publication Critical patent/CN1746254A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1746254B publication Critical patent/CN1746254B/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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • 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
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

一种含有研磨剂、至少一种选自吡咯化合物及其衍生物的化合物以及水的抛光组合物。该抛光组合物以合适的方式用于抛光半导体基材的表面。

Description

抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法
技术领域
本发明涉及一种用于抛光物体如半导体基材的表面的抛光组合物，以及一种使用该抛光组合物来抛光物体如半导体基材的表面的抛光方法。
背景技术
对于用以抛光半导体基材表面的抛光组合物，强烈要求它们具备以高切削率抛光基材表面的能力，并打磨基材以获得高表面质量(体现为表面粗糙度、混浊度)，且不会将金属残留在基材表面。日本公开专利公报No.63-272460以及No.2001-77063所披露的抛光组合物就是为了满足这些需求而经过改善的抛光组合物。但是，它们还不能完全满足要求，仍然留有改善的空间。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种抛光组合物，它更适合用于抛光半导体基材的表面，本发明的另一个目的是提供一种使用这种抛光组合物抛光物体表面的方法。
为了达到前面所述的目的以及按照本发明的其他目的，提供了一种抛光组合物。该抛光组合物包括：研磨剂、至少一种选自吡咯及其衍生物化合物，以及水。
本发明还提供了一种抛光物体表面的方法。该方法包括制备上述抛光组合物以及使用所制备的抛光组合物对物体表面进行抛光。
本发明的其它情况和优点体现在下面的用实施例说明本发明原理的方法来解释的描述中。
具体实施方式
现在将描述本发明的具体实施方式。按照此实施方式的抛光组合物含有：研磨剂、吡咯及其衍生物的化合物，以及水。
抛光组合物被实际应用于抛光半导体基材如硅晶圆的表面，换言之，抛光组合物用于抛光作为半成品的半导体基材的表面以得到已抛光产品的半导体基材。半导体基材的表面可用抛光组合物来抛光，例如，通过如抛光垫之类的抛光元件和半导体基材的表面接触，并在抛光组合物输送到接触部位的同时，使半导体基材或者抛光元件相对滑动。
抛光组合物中的研磨剂起到机械抛光待抛光半导体基材表面的作用。包含于抛光组合物中的研磨剂可以是硅氧化物、铝氧化物、锆氧化物、铈氧化物或者钛氧化物中任一种。研磨剂优选含有二氧化硅，进一步优选是二氧化硅。二氧化硅抛光半导体基材表面的能力非常强。包含于抛光组合物中的二氧化硅可以是热解法二氧化硅、胶态二氧化硅和沉淀二氧化硅中任一种，优选热解法二氧化硅和胶态二氧化硅，进一步优选胶态二氧化硅。热解法二氧化硅和胶态二氧化硅在水中的分散稳定性比其它二氧化硅要好，并且胶态二氧化硅在待抛光半导体基材表面引起缺陷(如刮痕)的可能性较小。
平均粒径太小的研磨剂抛光半导体基材表面的能力不高。因此，从促进研磨剂对半导体基材表面的抛光的角度出发，由BET法测出的研磨剂的比表面积计算出的抛光组合物中所含的研磨剂的平均粒径优选0.001μm或以上，进一步优选0.01μm或以上；同时，如果研磨剂的平均粒径太大，则存在降低抛光组合物稳定性而引起抛光组合物凝胶化或者研磨剂沉淀的风险。因此，从防止抛光组合物稳定性降低的角度出发，由BET法测出的研磨剂的比表面积计算出的抛光组合物中所含的研磨剂的平均粒径优选1.0μm或以下，进一步优选0.3μm或以下。
研磨剂含量太低的抛光组合物的抛光能力不高。因此，从进一步确保提高抛光组合物的抛光能力的角度出发，抛光组合物中研磨剂的质量含量优选0.01％或以上，进一步优选0.1％或以上。同时，如果抛光组合物含有大量的研磨剂，则存在抛光组合物粘度过度增加的风险。因此，从适当控制抛光组合物粘度的角度出发，抛光组合物中研磨剂的质量含量优选10％或以下，进一步优选3％或以下。
抛光组合物中的吡咯及其衍生物的化合物的作用是改善抛光组合物的抛光能力。吡咯及其衍生物能够改善抛光组合物的抛光能力的原因被认为是由于五元杂环中氮原子的未共享电子对直接作用于待抛光半导体基材表面的缘故。
吡咯及其衍生物引起待抛光半导体基材表面金属污染的风险较小，这与其它胺如单乙胺、1，8-二氮杂双环(5，4，0)-十一碳烯-7(缩写DBU)、1，5-二氮杂双环(4，3，0)-壬烯-5(缩写DBN)等不同。其原因被认为是吡咯及其衍生物不会与金属离子配位。总之，胺类如单乙胺会和金属离子配位。和金属离子配位了的胺相对难以游离。因此，当用含单乙胺的抛光组合物抛光半导体基材的表面时，抛光组合物中键合在单乙胺上的金属杂质可能会在半导体基材表面附近从单乙胺上脱离并残留在半导体基材表面。而且，由于DBU和DBN本身不会和金属离子配位，但当它们水解时，它们会转化为胺并像胺(如单乙胺)那样与金属离子配位，导致金属残留于待抛光半导体基材表面。然而，吡咯及其衍生物则不会与金属离子配位，它们也不水解，因此被认为不会引发像单乙胺、DBU或DBN所引发的问题。吡咯及其衍生物不与金属离子发生配位的原因被认为是存在空间位阻的缘故。
吡咯衍生物可能是这样的化合物，化合物中，键合在组成五元杂环的氮原子或者碳原子上的至少一个氢原子被烷基，如甲基、乙基、羟基、羧基或者氨基，所取代。
包含于抛光组合物中的吡咯及其衍生物的化合物优选咪唑、三唑及它们的衍生物。当抛光组合物中所含的吡咯及其衍生物的化合物为咪唑、三唑及它们的衍生物的化合物时，待抛光半导体基材表面被金属污染的风险很低。
咪唑衍生物可以是咪唑环中与1-位氮原子、2-位碳原子、4-位碳原子和5-位碳原子键合的氢原子中的至少一个被烷基，如甲基、乙基、羟基、羧基或者氨基所取代后所得的化合物。三唑衍生物可以是三唑环中与1-位氮原子、3-位碳原子和5-位碳原子键合的氢原子中的至少一个被烷基，如甲基、乙基、羟基、羧基或者氨基所取代后所得的化合物。
吡咯及其衍生物的化合物含量太低的抛光组合物的抛光能力不高。因此，从进一步确保提高抛光组合物的抛光能力的角度出发，抛光组合物中吡咯及其衍生物的化合物的质量含量优选0.01％或以上，进一步优选0.1％或以上。同时，如果抛光组合物含有太多的吡咯及其衍生物的化合物，抛光组合物的化学腐蚀作用变得过于强烈，因而有使待抛光半导体基材表面变粗糙的风险。因此，从防止待抛光半导体基材表面变粗糙的角度出发，抛光组合物中吡咯及其衍生物的化合物的质量含量优选10％或以下，进一步优选3％或以下。
抛光组合物中，水是起到分散或溶解抛光组合物中除水之外的组分的作用。抛光组合物中所含的水可包括工业水、自来水、蒸馏水或者是过滤上述所得的水，并且优选含有尽可能少的杂质。
本实施方式具备如下的优点。
按照本实施方式的抛光组合物含有可以改善抛光组合物抛光能力的吡咯及其衍生物的化合物。因此，与传统的抛光组合物相比，此抛光组合物以高切削率抛光半导体基材表面的能力更高。因而，此抛光组合物对于抛光半导体基材表面非常有用。
与胺类如单乙胺、DBU或DBN不同的是，吡咯及其衍生物在待抛光半导体基材表面的金属污染的风险比较小。因此，使用按照本实施例的抛光组合物抛光的半导体基材表面的金属污染程度比使用含单乙胺、DBU或DBN的抛光组合物抛光的半导体基材表面的金属污染程度要低。当使用金属污染的半导体基材来制备半导体元件时，半导体的电性能有降低的风险。然而，按照本实施例，提供了金属污染程度被控制的半导体基材，因此，可以制得电性能的降低得以被控制的半导体元件。
如果按照本实施方式的抛光组合物中含有氧化剂，则依据氧化剂的含量的不同，可能会有氧化物钝化层形成于半导体基材的表面。当氧化物钝化层形成于半导体基材的表面时，存在半导体基材表面的化学抛光被抑制的风险。由于按照本实施方式的抛光组合物中不含氧化剂，因此它可避免氧化剂引起的这类问题。
上述的实施方式可按如下的方式修改。
按照上述实施方式的抛光组合物可进一步含有抛光促进剂。抛光促进剂起化学抛光待抛光半导体基材表面的作用并可改善抛光组合物的抛光能力。而抛光组合物中所含的抛光促进剂可以是碱金属氢氧化物、碱金属盐、氢氧化铵以及铵盐中的任一种。促进剂优选含有氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化铵、碳酸铵、季铵盐、季铵碱中的任何一种，进一步优选含有氢氧化钠、氢氧化钾、或者氢氧化四甲基铵中的任何一种。氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化铵、碳酸铵、季铵盐、季铵碱具有较高的化学抛光半导体基材表面的能力。氢氧化钠、氢氧化钾以及氢氧化四甲基铵的化学抛光半导体基材表面的能力尤其高。
当抛光组合物中只含有少量的抛光促进剂时，抛光组合物的抛光能力得不到充分改善。因此，从大幅度提高抛光组合物抛光能力的角度出发，当抛光促进剂为碱金属氢氧化物时，抛光组合物中抛光促进剂的质量含量优选0.001％或以上，进一步优选0.1％或以上；当抛光促进剂是氢氧化铵或铵盐时，其含量优选0.05％或以上。然而，当抛光组合物中含有大量的抛光促进剂时，抛光组合物的化学腐蚀作用变得过于强烈，因而有使待抛光半导体基材表面变粗糙的风险。因此，从防止待抛光半导体基材表面变粗糙的角度出发，当抛光促进剂为碱金属氢氧化物时，抛光组合物中抛光促进剂的质量含量优选20％或以下，进一步优选1.0％或以下；当抛光促进剂是氢氧化铵或铵盐时，其含量优选2.0％或以下。
按照上述实施方式的抛光组合物可进一步含有螯合剂，它可通过在抛光组合物中与金属杂质形成络合离子来捕获金属杂质，从而防止待抛光半导体基材表面被金属污染。
优选可有效捕获铁、铜、钴、钙、铬和锌的螯合剂。这样的螯合剂的实例包括氨基羧酸基螯合剂和磷酸基螯合剂。更具体的说，是四乙酸乙二胺、五乙酸二乙三胺、六乙酸三乙四胺、四亚甲基磷酸乙二胺、五亚甲基磷酸二乙三胺。
当抛光组合物中只含有少量的螯合剂时，不能充分防止待抛光半导体基材表面的金属污染。因此，从充分防止金属污染的角度出发，抛光组合物中螯合剂的质量含量优选0.001％或以上，进一步优选0.01％或以上；然而，含有大量的螯合剂的抛光组合物易于凝胶化。因此，从防止凝胶化的角度出发，抛光组合物中螯合剂的质量含量优选0.2％或以下，进一步优选0.1％或以下。
按照上述实施方式的抛光组合物可进一步含有水溶性聚合物。水溶性聚合物起改善待抛光半导体基材表面润湿性的作用。在半导体基材表面具很高润湿性的情况下，即使研磨剂粘附于半导体基材表面，研磨剂也可通过简单的清洗动作而被移除。抛光组合物中所含的水溶性聚合物优选含有选自羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚环氧乙烷和聚乙二醇中的至少一种化合物，进一步优选含有羟乙基纤维素。羟乙基纤维素、聚乙烯醇、聚环氧乙烷和聚乙二醇具备很高的改善待抛光半导体基材表面润湿性的能力。羟乙基纤维素的改善待抛光半导体基材表面润湿性的能力尤其高。
当抛光组合物中所含的水溶性聚合物的分子量过低时，待抛光半导体基材表面的混浊度值有升高的风险。因此，从控制混浊度值在较低数值的角度出发，抛光组合物中所含的羟乙基纤维素的分子量优选300,000或更高，进一步优选600,000或更高；抛光组合物中所含的聚乙烯醇的分子量优选1,000或更高，进一步优选5,000或更高；抛光组合物中所含的聚环氧乙烷的分子量优选20,000或更高；抛光组合物中所含的聚乙二醇的分子量优选100或更高，进一步优选300或更高。然而，当抛光组合物中所含的水溶性聚合物的分子量过高时，存在抛光组合物的粘度过分升高的风险，因此，从适当控制抛光组合物的粘度的角度出发，抛光组合物中所含的羟乙基纤维素的分子量优选3,000,000或更低，进一步优选2,000,000或更低；抛光组合物中所含的聚乙烯醇的分子量优选1,000,000或更低，进一步优选500,000或更低；抛光组合物中所含的聚环氧乙烷的分子量优选50,000,000或更低，进一步优选30,000,000或更低；抛光组合物中所含的聚乙二醇的分子量优选20,000或更低。
当抛光组合物中只含有少量的水溶性聚合物时，不能充分改善半导体基材表面的润湿性。因此，为了大幅改善润湿性，抛光组合物中水溶性聚合物的质量含量优选0.0001％或以上，进一步优选0.001％或以上，最优选0.005％或以上。然而，当抛光组合物中含有大量的水溶性聚合物时，存在抛光组合物的粘度过分升高的风险，因此，从适当控制抛光组合物的粘度的角度出发，抛光组合物中所含的水溶性聚合物的质量含量优选0.5％或以下，进一步优选0.3％或以下，最优选0.15％或以下。
按照上述实施方式的抛光组合物可进一步含有少量的氧化剂。当抛光组合物中含有大量的氧化剂(例如，抛光组合物中氧化剂质量含量为1.2％或以上的情况下)时，存在抛光组合物抛光能力降低的风险，如前所述，因为有氧化钝化层形成于待抛光半导体基材的表面。当氧化剂的含量很小时，则没有氧化钝化层形成，或者是形成非常薄的可以被研磨剂的机械抛光作用轻易磨去的氧化钝化层。因此，从防止抛光组合物抛光能力降低的角度出发，抛光组合物中氧化剂的质量含量优选0.1％或以下，进一步优选0.01％或以下。
按照上述实施方式的抛光组合物可进一步含有一种或多种吡咯化合物以及一种或多种吡咯衍生物化合物。
按照上述实施方式的抛光组合物可以用水稀释未稀释的抛光组合物来制备。
按照上述实施方式的抛光组合物可以应用于抛光除了半导体基材之外的其它物体的表面。
本发明将参照实施例和对照例来作更详细的描述。
在实施例1～18中，将研磨剂、吡咯及其衍生物的化合物以及水混合，如有需要，可在混合物中进一步添加抛光促进剂或者螯合剂以制备未稀释抛光组合物。在对照例1～8中，将研磨剂和水混合，如有需要，可在混合物中进一步添加吡咯、吡咯衍生物以及它们的替代物的化合物、抛光促进剂或者螯合剂，以制备未稀释抛光组合物。实施例1～18和对照例1～8的未稀释抛光组合物用15倍体积的水稀释，以制得实施例1～18和对照例1～8的抛光组合物。实施例1～18所用的研磨剂、吡咯及其衍生物的化合物、抛光促进剂以及螯合剂的明细列于表1。对照例1～8所用的研磨剂、吡咯、吡咯衍生物以及它们的替代物的化合物、抛光促进剂或者螯合剂的明细列于表2。
在下列抛光条件下，分别使用实施例1～18和对照例1～8的抛光组合物对硅晶圆的表面进行抛光。
抛光条件
抛光设备：单面抛光机“SPM-15”，Fujikoshi机械有限公司制造。
抛光压力：31.5kpa
平台转速：58rpm
抛光时间：15分钟
抛光垫：“MH-S15A”，Rodel制造
抛光载荷：2226N(＝227kgf)
内侧载荷：100kPa(晶圆表面压力31kPa(＝320g/cm2))
平台冷却水供给速率：16L/min
平台冷却水温度：20℃
抛光组合物进料速度：8.0L/min
抛光组合物的进料量：30L
抛光组合物的温度：25℃
在上述抛光条件下抛光前后使用千分表测量各硅晶圆的厚度，硅晶圆厚度的减小是因为实施了抛光。用各抛光组合物的抛光时间来除晶圆厚度的减小量得到抛光率(切削率)，列于表1和表2中标题为“抛光率”一栏。
各抛光硅晶圆的表面粗糙度Ra由WYKO制造的“RST Plus”表面粗糙度测试仪测得，测量放大倍数为5倍(物镜倍数10×多倍镜倍数0.5)。测量结果列于表1和表2中标题为“表面粗糙度Ra”一栏。
抛光硅晶圆在200℃下加热1小时后，晶圆中的金属杂质可用气相分解-电感耦合等离子质谱(VPD-ICP-MS)进行定量分析。测量结果列于表1和表2中标题为“金属污染”的那。
用以测定抛光率和表面粗糙度Ra的硅晶圆为比电阻在0.1Ω·cm或以上的硅晶圆，而用以评估金属污染的硅晶圆为比电阻低于0.01fΩ·cm的硅晶圆。
表1
    研磨剂(质量％)     吡咯及其衍生物的化合物(质量％)  抛光促进剂(质量％)   螯合剂(质量％)   抛光率(μm/min)   表面粗糙度(mm)  金属污染(×1010原子/cm2)
实施例1 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％ - - 0.7 0.4 19
实施例2 胶态二氧化硅*11.2％     2-甲基咪唑1.2％ - - 0.7 0.4 19
实施例3 胶态二氧化硅*11.2％     3-铵-1，2，4-三唑1.2％ - - 0.6 0.4 18
实施例4 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑4.8％ - - 0.8 0.4 20
实施例5 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％ - 1.0 0.7 19
实施例6 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％ -   TTHA0.018％ 0.8 0.4 8.6
实施例7 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例8 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑3.4％     TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例9 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑4.8％     TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例10 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑6.0％     TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.1 0.7 8.6
实施例11 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     KOH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.5 8.6
实施例12 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     NaOH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.5 8.6
实施例13 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     NH4OH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.5 8.6
实施例14 胶态二氧化硅*21.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例15 胶态二氧化硅*31.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例16 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％   EDTA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例17 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％   DTPA0.018％ 1.0 0.7 8.6
实施例18 胶态二氧化硅*11.2％     咪唑1.2％     TMAH4.3％   EDTPO0.018％ 1.0 0.7 8.6
表2
    研磨剂(质量％) 吡咯、吡咯衍生物以及它们的替代物的化合物(质量％) 抛光促进剂(质量％)    螯合剂(质量％) 抛光率(μm/min)   表面粗糙度(mm)   金属污染(×1010原子/cm2)
对照例1 胶态二氧化硅*11.2％       -   KOH1.8％ - 0.5 0.6 21
对照例2 胶态二氧化硅*11.2％ -   TMAH4.3％ - 0.7 0.9 21
对照例3 胶态二氧化硅*11.2％     单乙胺0.67％ -   TTHA0.018％ 1.1 1.1 1100
对照例4 胶态二氧化硅*11.2％     单乙胺0.67％   TMAH4.3％   TTHA0.018％ 1.1 1.1 1000
对照例5 胶态二氧化硅*11.2％     DBN0.35％    -   TTHA0.018％ 0.7 0.7 50
对照例6 胶态二氧化硅*11.2％     DBU0.35％ -   TTHA0.018％ 0.7 0.7 52
对照例7 胶态二氧化硅*11.2％     DBN1.7％ -   TTHA0.018％ 1.0 0.7 800
对照例8 胶态二氧化硅*11.2％     DBU1.7％ -   TTHA0.018％ 0.7 0.7 2100
在表1和表2的标题为“研磨剂”一栏中，“胶态二氧化硅*1”指的是平均粒径为55nm的胶态二氧化硅，“胶态二氧化硅*2”指的是平均粒径为9.5nm的胶态二氧化硅，“胶态二氧化硅*3”指的是平均粒径为90nm的胶态二氧化硅。平均粒径由BET法测出的比表面积计算得到。在表1和表2的标题为“抛光促进剂”一栏中，“KOH”指的是氢氧化钾，“TMAH”指的是氢氧化四甲基铵，“NaOH”指的是氢氧化钠，“NH4OH”指的是氢氧化铵。在表1和表2的标题为“螯合剂”一栏中，“TTHA”指的是三乙烯四氮杂苯六乙酸，“EDTA”指的是乙烯二胺四乙酸，“DTPA”指的是二乙烯三胺五乙酸，“EDTPO”指的是四亚甲基磷酸乙二胺。
表1和表2的结果总结如下。
使用实施例5的抛光组合物所得到的抛光率比使用对照例2的抛光组合物所得到的抛光率大。结果表明通过添加吡咯及其衍生物的化合物，抛光组合物的抛光能力被改善了。
使用实施例1～18的抛光组合物所得到的硅晶圆上的金属污染程度比使用对照例3～8的、含有单乙胺\DBU\DBN的抛光组合物所得到的硅晶圆上的金属污染程度要低。结果表明吡咯及其衍生物所引起的金属污染要比单乙胺、DBU或DBN低。
使用实施例6～18的含螯合剂的抛光组合物所得到的硅晶圆上的金属污染程度比使用实施例1～5的不含螯合剂的抛光组合物所得到的硅晶圆上的金属污染程度要低。结果表明硅晶圆上的金属污染可通过添加螯合剂来抑止。
使用实施例1～4和实施例6的不含抛光促进剂的抛光组合物所得到的硅晶圆表面粗糙度要比使用实施例5和实施例7～18以及对照例1～2的含抛光促进剂的抛光组合物所得到的硅晶圆表面粗糙度低。使用实施例4的含有大量咪唑的抛光组合物所得到的硅晶圆表面粗糙度和使用实施例1的含少量咪唑的抛光组合物所得到的硅晶圆表面粗糙度几乎相等。这些结果表明，添加抛光促进剂有使硅晶圆表面变粗糙的风险，而增加吡咯及其衍生物的含量引起硅晶圆表面变粗糙的风险较小。

Claims (10)

1.一种抛光组合物，其特征在于，包括：
0.01-10质量％的研磨剂；
0.01-10质量％的至少一种选自咪唑、三唑及它们的衍生物中的化合物；以及
水，其中
咪唑衍生物是咪唑环中与1-位氮原子、2-位碳原子、4-位碳原子和5-位碳原子键合的氢原子中的至少一个被烷基，羟基、羧基或者氨基所取代后所得的化合物，
三唑衍生物是三唑环中与1-位氮原子、3-位碳原子和5-位碳原子键合的氢原子中的至少一个被烷基，羟基、羧基或者氨基所取代后所得的化合物，以及
所述抛光组合物不含氧化剂。
2.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，所述抛光组合物中的研磨剂的含量为0.1-3质量％，所述抛光组合物中的至少一种化合物的含量为0.1-3质量％。
3.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，所述至少一种化合物为咪唑、2-甲基咪唑、或3-铵-1，2，4-三唑。
4.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，进一步含有抛光促进剂。
5.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，进一步含有螯合剂。
6.如权利要求5所述的抛光组合物，其特征在于，所述螯合剂为四乙酸乙二胺、五乙酸二乙三胺、六乙酸三乙四胺、四亚甲基磷酸乙二胺、或五亚甲基磷酸二乙三胺。
7.如权利要求1所述的抛光组合物，其特征在于，进一步含有水溶性聚合物。
8.如权利要求1～7任一项所述的抛光组合物，其特征在于，所述抛光组合物用于抛光半导体基材的表面。
9.一种抛光半导体基材表面的方法，其特征在于，包括：
制备如权利要求1～7任一项所述的抛光组合物；以及
使用制备好的抛光组合物对半导体基材表面进行抛光。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述半导体基材为硅晶圆。
CN2005100995612A 2004-09-09 2005-09-07 抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法 Active CN1746254B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-262759 2004-09-09
JP2004262759A JP4814502B2 (ja) 2004-09-09 2004-09-09 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP2004262759 2004-09-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1746254A CN1746254A (zh) 2006-03-15
CN1746254B true CN1746254B (zh) 2011-09-21

Family

ID=35220792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2005100995612A Active CN1746254B (zh) 2004-09-09 2005-09-07 抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20060049143A1 (zh)
JP (1) JP4814502B2 (zh)
KR (1) KR101205241B1 (zh)
CN (1) CN1746254B (zh)
DE (1) DE102005042096B4 (zh)
GB (1) GB2419134B (zh)
TW (1) TWI400324B (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5026665B2 (ja) * 2004-10-15 2012-09-12 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
JP5204960B2 (ja) * 2006-08-24 2013-06-05 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び研磨方法
KR100839355B1 (ko) * 2006-11-28 2008-06-19 삼성전자주식회사 기판의 재생 방법
US8157876B2 (en) * 2007-07-31 2012-04-17 Cabot Microelectronics Corporation Slurry composition containing non-ionic polymer and method for use
CN101899265B (zh) * 2009-05-25 2013-12-25 长兴开发科技股份有限公司 用于移除锯痕的化学机械研磨组合物
US8367594B2 (en) * 2009-06-24 2013-02-05 Lam Research Corporation Damage free, high-efficiency, particle removal cleaner comprising polyvinyl alcohol particles
US8883034B2 (en) * 2009-09-16 2014-11-11 Brian Reiss Composition and method for polishing bulk silicon
US8697576B2 (en) * 2009-09-16 2014-04-15 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing polysilicon
US8232208B2 (en) * 2010-06-15 2012-07-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
CN102477261B (zh) * 2010-11-26 2015-06-17 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液
KR101907229B1 (ko) 2011-02-03 2018-10-11 니타 하스 인코포레이티드 연마용 조성물 및 그것을 이용한 연마 방법
CN102358824B (zh) * 2011-07-29 2013-08-21 清华大学 一种用于硬盘盘基片超精密表面制造的抛光组合物
JP2013084876A (ja) * 2011-09-30 2013-05-09 Fujimi Inc 研磨用組成物
EP2662885A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-13 Basf Se A process for the manufacture of semiconductor devices comprising the chemical mechanical polishing (cmp) of iii-v material in the presence of a cmp composition comprising a compound containing an n-heterocycle
KR102226441B1 (ko) * 2013-02-13 2021-03-12 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물, 연마용 조성물 제조 방법 및 연마물 제조 방법
CN104650739A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 安集微电子（上海）有限公司 一种用于抛光二氧化硅基材的化学机械抛光液
JP6482200B2 (ja) * 2014-07-18 2019-03-13 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US10106705B1 (en) 2017-03-29 2018-10-23 Fujifilm Planar Solutions, LLC Polishing compositions and methods of use thereof
JP7157651B2 (ja) * 2017-12-27 2022-10-20 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用組成物
US11111435B2 (en) * 2018-07-31 2021-09-07 Versum Materials Us, Llc Tungsten chemical mechanical planarization (CMP) with low dishing and low erosion topography
CN110561284B (zh) * 2019-09-09 2020-09-08 合肥工业大学 一种单晶蓝宝石加工用磨具及其制备工艺

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1223308A (zh) * 1997-10-20 1999-07-21 摩托罗拉公司 用于铜的化学机械抛光(cmp)浆液以及用于集成电路制造的方法
CN1369530A (zh) * 2001-01-31 2002-09-18 不二见株式会社 抛光组合物及使用它的抛光方法
CN1398944A (zh) * 2001-07-25 2003-02-26 长兴化学工业股份有限公司 化学机械研磨浆液组合物及其使用方法
CN1398939A (zh) * 2001-07-23 2003-02-26 不二见株式会社 抛光组合物及使用它的抛光方法
CN1497029A (zh) * 2002-08-02 2004-05-19 �����ɷ� 用于抛光铜基金属的浆
CN1524918A (zh) * 2003-02-25 2004-09-01 �����ɷ� 化学机械抛光浆液

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715842A (en) * 1970-07-02 1973-02-13 Tizon Chem Corp Silica polishing compositions having a reduced tendency to scratch silicon and germanium surfaces
US4169337A (en) * 1978-03-30 1979-10-02 Nalco Chemical Company Process for polishing semi-conductor materials
US4462188A (en) * 1982-06-21 1984-07-31 Nalco Chemical Company Silica sol compositions for polishing silicon wafers
US4588421A (en) * 1984-10-15 1986-05-13 Nalco Chemical Company Aqueous silica compositions for polishing silicon wafers
JPS63272460A (ja) 1987-04-28 1988-11-09 Mitsubishi Monsanto Chem Co ウエハ−用研磨剤組成物
US5352277A (en) * 1988-12-12 1994-10-04 E. I. Du Pont De Nemours & Company Final polishing composition
US5230833A (en) * 1989-06-09 1993-07-27 Nalco Chemical Company Low sodium, low metals silica polishing slurries
JP3290189B2 (ja) * 1991-04-11 2002-06-10 旭電化工業株式会社 シリコンウェハーの研磨方法
US5916819A (en) 1996-07-17 1999-06-29 Micron Technology, Inc. Planarization fluid composition chelating agents and planarization method using same
US6099604A (en) * 1997-08-21 2000-08-08 Micron Technology, Inc. Slurry with chelating agent for chemical-mechanical polishing of a semiconductor wafer and methods related thereto
JPH11349925A (ja) * 1998-06-05 1999-12-21 Fujimi Inc エッジポリッシング用組成物
JP3810588B2 (ja) * 1998-06-22 2006-08-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2000160139A (ja) * 1998-12-01 2000-06-13 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
WO2001012741A1 (en) * 1999-08-13 2001-02-22 Cabot Microelectronics Corporation Polishing system with stopping compound and method of its use
JP3551238B2 (ja) 1999-09-07 2004-08-04 三菱住友シリコン株式会社 シリコンウェーハの研磨液及びこれを用いた研磨方法
US6503418B2 (en) 1999-11-04 2003-01-07 Advanced Micro Devices, Inc. Ta barrier slurry containing an organic additive
US6454820B2 (en) * 2000-02-03 2002-09-24 Kao Corporation Polishing composition
US6733553B2 (en) * 2000-04-13 2004-05-11 Showa Denko Kabushiki Kaisha Abrasive composition for polishing semiconductor device and method for producing semiconductor device using the same
JP2002075927A (ja) 2000-08-24 2002-03-15 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP3768401B2 (ja) * 2000-11-24 2006-04-19 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
JP3768402B2 (ja) 2000-11-24 2006-04-19 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
JP3440419B2 (ja) * 2001-02-02 2003-08-25 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP2002229762A (ja) * 2001-02-06 2002-08-16 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成システム
JP2002249762A (ja) * 2001-02-27 2002-09-06 Sanyo Chem Ind Ltd 研磨材用添加剤
US7232514B2 (en) * 2001-03-14 2007-06-19 Applied Materials, Inc. Method and composition for polishing a substrate
JP4707864B2 (ja) * 2001-04-18 2011-06-22 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
US7279119B2 (en) * 2001-06-14 2007-10-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Silica and silica-based slurry
EP1881524B1 (en) * 2002-04-30 2010-06-02 Hitachi Chemical Co., Ltd. Polishing slurry and polishing method
JP2004031443A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Hitachi Chem Co Ltd 研磨液及び研磨方法
JP4083502B2 (ja) * 2002-08-19 2008-04-30 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法及びそれに用いられる研磨用組成物
JP4212861B2 (ja) * 2002-09-30 2009-01-21 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シリコンウエハの研磨方法、並びにリンス用組成物及びそれを用いたシリコンウエハのリンス方法
JP4593064B2 (ja) 2002-09-30 2010-12-08 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
US6733533B1 (en) * 2002-11-19 2004-05-11 Zimmer Technology, Inc. Artificial spinal disc
JP2004231748A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Fuji Photo Film Co Ltd 金属用研磨液及び研磨方法
US7071105B2 (en) 2003-02-03 2006-07-04 Cabot Microelectronics Corporation Method of polishing a silicon-containing dielectric
US6910951B2 (en) * 2003-02-24 2005-06-28 Dow Global Technologies, Inc. Materials and methods for chemical-mechanical planarization
US7736405B2 (en) * 2003-05-12 2010-06-15 Advanced Technology Materials, Inc. Chemical mechanical polishing compositions for copper and associated materials and method of using same
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
US20050136670A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Ameen Joseph G. Compositions and methods for controlled polishing of copper
JP2005268664A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2005268667A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2005268665A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP4644434B2 (ja) * 2004-03-24 2011-03-02 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US20050211950A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Cabot Microelectronics Corporation Chemical-mechanical polishing composition and method for using the same
US7253111B2 (en) * 2004-04-21 2007-08-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holding, Inc. Barrier polishing solution

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1223308A (zh) * 1997-10-20 1999-07-21 摩托罗拉公司 用于铜的化学机械抛光(cmp)浆液以及用于集成电路制造的方法
CN1369530A (zh) * 2001-01-31 2002-09-18 不二见株式会社 抛光组合物及使用它的抛光方法
CN1398939A (zh) * 2001-07-23 2003-02-26 不二见株式会社 抛光组合物及使用它的抛光方法
CN1398944A (zh) * 2001-07-25 2003-02-26 长兴化学工业股份有限公司 化学机械研磨浆液组合物及其使用方法
CN1497029A (zh) * 2002-08-02 2004-05-19 �����ɷ� 用于抛光铜基金属的浆
CN1524918A (zh) * 2003-02-25 2004-09-01 �����ɷ� 化学机械抛光浆液

Also Published As

Publication number Publication date
DE102005042096B4 (de) 2019-05-23
JP2006080302A (ja) 2006-03-23
GB2419134A (en) 2006-04-19
DE102005042096A1 (de) 2006-04-13
KR20060051110A (ko) 2006-05-19
TWI400324B (zh) 2013-07-01
TW200617151A (en) 2006-06-01
US20060049143A1 (en) 2006-03-09
JP4814502B2 (ja) 2011-11-16
GB2419134B (en) 2009-10-14
KR101205241B1 (ko) 2012-11-27
GB0517939D0 (en) 2005-10-12
CN1746254A (zh) 2006-03-15
US20090156008A1 (en) 2009-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1746254B (zh) 抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法
TWI593789B (zh) Polishing composition and polishing method
KR101259489B1 (ko) 금속연마액 및 그것을 이용하는 연마방법
CN1900206B (zh) 化学机械抛光液及其用途
US8080476B2 (en) Polishing composition and polishing process
EP1670047B1 (en) Polishing composition and polishing method
JP2011003665A (ja) 化学機械研磨用水系分散体およびそれを用いた化学機械研磨方法
CN101463227A (zh) 一种用于阻挡层抛光的化学机械抛光液
CN103160207A (zh) 一种金属化学机械抛光浆料及其应用
CN103898512B (zh) 一种用于铜互连的化学机械抛光液及工艺
GB2420122A (en) Abrasive polishing composition
CN106928859A (zh) 一种化学机械抛光液及其应用
CN101665664B (zh) 季铵盐型阳离子表面活性剂和一种化学机械抛光液的应用
CN103898510A (zh) 一种用于铜互连的化学机械抛光液及工艺
JP2008112990A (ja) 研磨剤及び基板の研磨方法
CN103866326A (zh) 一种金属化学机械抛光浆料及其应用
US11359114B2 (en) Polishing method using CMP polishing liquid
CN105803461A (zh) 一种用于铜互连的化学机械抛光液及工艺
KR20040097933A (ko) 화학 기계 연마제 키트 및 이를 사용한 화학 기계 연마방법
JP2003510828A (ja) 二酸化珪素ｃｍｐ工程で傷および欠陥を減少するかまたは取り除くための組成物および方法
CN103898511A (zh) 一种用于铜互连抛光的工艺方法
KR102492098B1 (ko) 연마제, 연마제용 저장액 및 연마 방법
JP5314839B2 (ja) 研磨用組成物及び研磨方法
WO2023032027A1 (ja) 研磨液、研磨方法、半導体部品の製造方法、及び、接合体の製造方法
WO2023032028A1 (ja) 研磨液、研磨方法、半導体部品の製造方法、及び、接合体の製造方法

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