DE102011113732B4 - Stabilisierte, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Verfahren zum Polieren eines Substrats - Google Patents

Stabilisierte, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Verfahren zum Polieren eines Substrats Download PDF

Info

Publication number
DE102011113732B4
DE102011113732B4 DE102011113732.0A DE102011113732A DE102011113732B4 DE 102011113732 B4 DE102011113732 B4 DE 102011113732B4 DE 102011113732 A DE102011113732 A DE 102011113732A DE 102011113732 B4 DE102011113732 B4 DE 102011113732B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mechanical polishing
chemical mechanical
polishing composition
weight
formula
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102011113732.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011113732A1 (de
Inventor
Zhendong Liu
Yi Guo
Kancharla-Arun Kumar Reddy
Guangyun Zhang
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.)
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Original Assignee
Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings 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 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc filed Critical Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings Inc
Publication of DE102011113732A1 publication Critical patent/DE102011113732A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011113732B4 publication Critical patent/DE102011113732B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/04—Aqueous dispersions
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • 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 potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table 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
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Landscapes

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

Abstract

Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung, die als ursprüngliche KomponentenWasser,ein Schleifmittel,eine diquaternäre Substanz gemäß der Formel (I)worin jedes X N ist, worin R1eine C2-C6-Alkylgruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6und R7jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen,ein Derivat von Guanidin gemäß der Formel (II)worin R8aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist, worin R9, R10, R11und R12jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind, und gegebenenfalls ein quaternäres Ammoniumsalz umfasst.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet des chemisch-mechanischen Polierens. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine stabilisierte, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Halbleitermaterialien, und insbesondere ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Dielektrikumschichten von Halbleiterstrukturen beispielsweise in Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD)- und Grabenisolations (STI)-Verfahren.
  • Moderne integrierte Schaltungen werden durch ein kompliziertes Verfahren hergestellt, bei dem elektronische Schaltkreise, die aus Halbleitervorrichtungen zusammengesetzt sind, auf einer kleinen Halbleiterstruktur integriert ausgebildet werden. Die herkömmlichen Halbleitervorrichtungen, die auf der Halbleiterstruktur ausgebildet werden, umfassen Kondensatoren, Widerstände, Transistoren, Leiter, Dioden und dergleichen. Bei einer hochentwickelten Herstellung von integrierten Schaltungen werden große Mengen dieser Halbleitervorrichtungen auf einer einzelnen Halbleiterstruktur gebildet.
  • Zusätzlich können integrierte Schaltungen als benachbarte Einzelschaltkreise bzw. Einzelfelder auf einem gemeinsamen Siliziumsubstrat der Halbleiterstruktur angeordnet werden. Typischerweise befinden sich zwischen den Einzelschaltkreisen Ritzbereiche auf einem Oberflächenniveau, wo die Einzelschaltkreise getrennt werden, um diskrete integrierte Schaltungen zu bilden. Innerhalb der Einzelschaltkreise ist die Oberfläche der Halbleiterstruktur durch erhöhte Bereiche gekennzeichnet, die durch die Bildung der Halbleitervorrichtungen verursacht werden. Diese erhöhten Bereiche bilden Felder und sind durch niedrigere Bereiche mit einer geringeren Höhe auf dem Siliziumsubstrat der Halbleiterstruktur getrennt.
  • Die aktiven Vorrichtungen müssen durch Dielektrika isoliert werden, um ein Übersprechen und eine gegenseitige Signalstörung zwischen den aktiven Vorrichtungen zu verhindern. Herkömmlich gibt es zwei Hauptisolationstechniken. Eine ist ein Zwischenschicht-Dielektrikum (ILD). Die andere wird als Grabenisolation (STI) bezeichnet.
  • Die ILD-Struktur wird vorwiegend zum Trennen von Metallleitungen oder -stopfen in der integrierten Schaltung verwendet. Die dielektrischen Isolationsmaterialien (z.B. Siliziumdioxid und Siliziumnitrid) werden typischerweise zwischen den Lücken und auf den Metallleitungen oder -stopfen wachsen gelassen oder abgeschieden, was eine unebene Oberfläche erzeugt, die durch vertikal erhöhte, vorstehende Merkmale mit einer größeren Höhe, die sich nach oben oberhalb der Felder erstrecken, und durch offene Senken bzw. Gräben mit einer geringeren Höhe gekennzeichnet ist. Anschließend wird ein CMP-Verfahren verwendet, um die Höhe der vertikal vorstehenden Merkmale bis hinab auf eine Zielhöhe zu vermindern, die sich typischerweise um einen im Vorhinein festgelegten Abstand oberhalb des Niveaus der Oberseiten der Felder befindet, wobei idealerweise eine planarisierte Oberfläche gebildet wird.
  • Die STI ist ein verbreitet verwendetes Halbleiterherstellungsverfahren zur Bildung von Isolationsstrukturen, um die verschiedenen aktiven Komponenten, die in integrierten Schaltungen gebildet sind, elektrisch zu isolieren. Bei der STI-Technik ist der erste Schritt die Bildung einer Mehrzahl von Gräben an im Vorhinein festgelegten Positionen in dem Substrat üblicherweise durch anisotropes Ätzen. Als nächstes wird Siliziumdioxid in jedem dieser Gräben abgeschieden. Das Siliziumdioxid wird dann mittels CMP bis hinab zu dem Siliziumnitrid (Stoppschicht) poliert, um die STI-Struktur zu bilden. Um ein effizientes Polieren zu erreichen, stellt die Polieraufschlämmung typischerweise eine hohe Selektivität bezüglich der Entfernungsgeschwindigkeit von Siliziumdioxid bezogen auf Siliziumnitrid bereit („Selektivität“).
  • Eine herkömmliche CMP-Aufschlämmung für ILD- und STI-Verfahren umfasst eine hohe Konzentration von Schleifmitteln, um deren Wirksamkeit zu erhöhen. Leider sind die Schleifmittel teuer und eine verstärkte Verwendung der Schleifmittel wird unwirtschaftlich. Ferner neigen hochkonzentrierte Schleifmittelaufschlämmungen zu Stabilitätsproblemen mit einer Teilchenagglomeration und einem Absetzen von Teilchen im Zeitverlauf, was zu einer inakzeptablen Leistungsschwankung beim Polieren führt.
  • Eine Polierzusammensetzung mit einem verminderten Schleifmittelgehalt zum Entfernen von Siliziumoxid ist in dem US-Patent US 7,018,560 B2 für Liu et al. beschrieben. Liu et al. offenbaren eine wässrige Polierzusammensetzung, die einen Korrosionshemmstoff zur Begrenzung der Entfernung eines Zwischenverbindungsmetalls, einen sauren pH-Wert, Schleifmittelteilchen und ein organische Reste enthaltendes Ammoniumsalz umfasst, das mit
    Figure DE102011113732B4_0003
    gebildet ist, worin R1, R2, R3 und R4 Reste sind, R1 eine unsubstituierte Aryl-, Alkyl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe ist, die eine Kohlenstoffkettenlänge von 2 bis 15 Kohlenstoffatomen aufweist, und das organische Reste enthaltende Ammoniumsalz eine Konzentration aufweist, welche die Siliziumdioxidentfernung beschleunigt und die Entfernung von mindestens einer Beschichtung, die aus der Gruppe, bestehend aus SiC, SiCN, Si3N4 und SiCO, ausgewählt ist, mit mindestens einem Polierdruck von weniger als 21,7 kPa vermindert. Die Patentanmeldung US 2008/0246957 A1 beschreibt eine Polierflüssigkeit, die zum Polieren eines Halbleitersubstrats mit einer Mangan und/oder eine Manganlegierung enthaltenden Sperrschicht verwendet wird, und ein Polierverfahren, bei dem die Polierflüssigkeit verwendet wird. Die Patentanmeldung US 2008/0203354 A1 beschreibt eine Polierflüssigkeit zum Polieren einer Sperrschicht einer integrierten Halbleiterschaltung, wobei die Polierflüssigkeit ein diquaternäres Ammoniumkation, ein korrosionshemmendes Mittel, und ein kolloidales Siliciumdioxid umfasst, wobei der pH-Wert der Polierflüssigkeit im Bereich von 2,5 bis 5,0 liegt. Die Patentanmeldung DE 10 2010 018 423 A1 beschreibt ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Halbleiter-Materialien und insbesondere ein Verfahren für chemisch-mechanische Polier-Vorgänge zum Entfernen von Siliziumoxid.
  • Dennoch gibt es nach wie vor einen Bedarf für eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Dielektrikumschichten mit einer verbesserten Entfernungsgeschwindigkeit und einer verminderten Schleifmittelkonzentration. Es besteht insbesondere ein Bedarf für eine Zusammensetzung und ein Verfahren zum Polieren von Dielektrikumschichten in ILD- und STI-Verfahren, die eine verbesserte Dielektrikumschicht-Entfernungsgeschwindigkeit mit einer verminderten Schleifmittelkonzentration aufweisen sowie eine verbesserte Lagerstabilität und Konzentrierbarkeit bereitstellen, um die Transportkosten einfacher senken zu können.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bereit, die als ursprüngliche bzw. anfängliche Komponenten Wasser, ein Schleifmittel, eine diquaternäre Substanz gemäß der Formel (I)
    Figure DE102011113732B4_0004
    worin jedes X N ist, worin R1 eine C2-C6-Alkylgruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen, ein Derivat von Guanidin gemäß der Formel (II)
    Figure DE102011113732B4_0005
    worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist, worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind, und gegebenenfalls ein quaternäres Ammoniumsalz umfasst.
  • In einer bevorzugten chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung sind in der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I) R1 eine -(CH2)4-Gruppe und R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe.
  • In einer bevorzugten chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung sind in der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I) R1 eine -(CH2)4-Gruppe und R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe und in dem Derivat von Guanidin gemäß der Formel (II) R8 Wasserstoff und R9, R10, R11 und R12 jeweils eine -CH3-Gruppe.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine bevorzugte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bereit, die als ursprüngliche Komponenten Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% eines Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine C2-C6-Alkylgruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen, 0,001 bis 1 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist, worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind, und 0 bis 1 Gew.-% eines quaternären Ammoniumsalzes umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine bevorzugte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bereit, die als ursprüngliche Komponenten Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% eines Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine -(CH2)4-Gruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen, 0,001 bis 1 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 Wasserstoff ist, worin R9, R10, R11 und R12 jeweils eine -CH3-Gruppe sind, und 0,005 bis 1 Gew.-% eines quaternären Ammoniumsalzes umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine bevorzugte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bereit, die als ursprüngliche Komponenten Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% eines Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine -(CH2)4-Gruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen, 0,001 bis 1 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 Wasserstoff ist, worin R9, R10, R11 und R12 jeweils eine -CH3-Gruppe sind, und 0,005 bis 0,05 Gew.-% Tetraethylammoniumhydroxid umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats bereit, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer erfindungsgemäßen chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa, und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats umfasst das Substrat bevorzugt Siliziumdioxid und ferner mindestens eines von SiC, SiCN, Si3N4, SiCO und Polysilizium.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein bevorzugtes Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats bereit, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer erfindungsgemäßen chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung in konzentrierter Form, Verdünnen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung mit Wasser, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa, und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein bevorzugtes Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats bereit, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, die als ursprüngliche Komponenten nach dem Verdünnen Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), 0,001 bis 1 Gew.-% des Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und 0 bis 1 Gew.-% des optionalen quaternären Ammoniumsalzes umfasst, und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa, und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein bevorzugtes Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats bereit, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, die als ursprüngliche Komponenten nach dem Verdünnen Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), 0,001 bis 1 Gew.-% des Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und 0 bis 1 Gew.-% des optionalen quaternären Ammoniumsalzes umfasst, und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa, und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von mindestens 1500 Å/min bei einer Plattendrehzahl von 93 U/min, einer Trägerdrehzahl von 87 U/min, einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min und einer Nennandruckkraft von 20,7 kPa auf einem 200 mm-Poliergerät aufweist, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen eine Polyurethan-Polierschicht, die polymere Mikroteilchen mit hohlem Kern enthält, und ein Polyurethan-imprägniertes Vliesunterkissen umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein bevorzugtes Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats bereit, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, die als ursprüngliche Komponenten nach dem Verdünnen Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% eines Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine -(CH2)4-Gruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen, 0,001 bis 1 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 Wasserstoff ist, worin R9, R10, R11 und R12 jeweils eine - CH3-Gruppe sind, und 0,005 bis 0,05 Gew.-% Tetraethylammoniumhydroxid umfasst, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa, und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von mindestens 1500 Å/min bei einer Plattendrehzahl von 93 U/min, einer Trägerdrehzahl von 87 U/min, einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min und einer Nennandruckkraft von 20,7 kPa auf einem 200 mm-Poliergerät aufweist, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen eine Polyurethan-Polierschicht, die polymere Mikroteilchen mit hohlem Kern enthält, und ein Polyurethan-imprägniertes Vliesunterkissen umfasst.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist konzentrierbar. Der Begriff „konzentrierbar“, der hier und in den beigefügten Patentansprüchen bezogen auf die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bedeutet, dass die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung mit weniger Wasser hergestellt, gelagert und transportiert werden kann, als es in die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung zum Verwendungszeitpunkt einbezogen ist.
  • Der Begriff „Verwendungszeitpunkt“, der hier und in den beigefügten Patentansprüchen bezogen auf die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung verwendet wird, bezieht sich auf die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung zu dem Zeitpunkt, wenn sie zum Polieren eines Substrats verwendet wird.
  • Der Ausdruck „minimaler Effekt“, der hier und in den beigefügten Patentansprüchen bezogen auf die Veränderung der Entfernungsgeschwindigkeit von Siliziumoxid (für die in Å/min gemessene Entfernungsgeschwindigkeit) verwendet wird, die aus dem Zusatz eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und eines optionalen quaternären Ammoniumsalzes (falls ein solches vorliegt) zu der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung resultiert, bedeutet, dass sich die Entfernungsgeschwindigkeit von Siliziumoxid um ≤ 10 % verändert. D.h., der folgende Ausdruck ist erfüllt, wenn der Zusatz eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und eines optionalen quaternären Ammoniumsalzes (falls ein solches vorliegt) zu der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung einen minimalen Effekt auf die Siliziumoxid-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist: ( Absolutwert von ( A 0 − A ) / A 0 ) ⋅ 100 ≤ 10 %
    Figure DE102011113732B4_0006
    wobei A die Siliziumoxid-Entfernungsgeschwindigkeit in Å/min für eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist, die als eine ursprüngliche Komponente ein Derivat von Guanidin gemäß der Formel (II) und ein optionales quaternäres Ammoniumsalz (falls ein solches vorliegt) enthält, und zwar gemessen unter den in den Beispielen angegebenen Polierbedingungen, und wobei A0 die Siliziumoxid-Entfernungsgeschwindigkeit in Å/min ist, die unter identischen Bedingungen erhalten worden ist, mit der Ausnahme, dass das Derivat gemäß der Formel (II) und das optionale quaternäre Ammoniumsalz (falls ein solches vorliegt) nicht in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung vorliegen.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist konzentrierbar und bleibt in der konzentrierten Form stabil. Beispielsweise kann die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als Dreifachkonzentrat bereitgestellt werden (vgl. z.B. die Tabelle 3 in den Beispielen). Aus Klarheitsgründen wird die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hier bezüglich ihrer Zusammensetzung zum Verwendungszeitpunkt detailliert beschrieben. Dennoch wird ein Fachmann erkennen, wie sich die Formulierung der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bei der Konzentrierung zur Bereitstellung einer konzentrierten chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung ändern würde.
  • Die Auswahl der spezifischen Formulierung der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, die in dem chemisch-mechanischen Polierverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist der Schlüssel zur Bereitstellung von gewünschten Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeiten, die sowohl mit einer Konzentrierbarkeit als auch mit Stabilität einhergehen.
  • Ein Substrat, das zur Verwendung in dem chemisch-mechanischen Polierverfahren der vorliegenden Erfindung zum chemisch-mechanischen Polieren geeignet ist, umfasst ein Halbleitersubstrat, auf dem Siliziumdioxid abgeschieden ist. Gegebenenfalls weist das Substrat Siliziumdioxid auf, das auf mindestens einem von SiC, SiCN, Si3N4, SiCO und Polysilizium (insbesondere Si3N4) abgeschieden ist.
  • Schleifmittel, die zur Verwendung in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen z.B. anorganische Oxide, anorganische Hydroxide, anorganische Hydroxidoxide, Metallboride, Metallcarbide, Metallnitride, Polymerteilchen und Gemische, die mindestens eines der vorstehend genannten Materialien umfassen. Geeignete anorganische Oxide umfassen z.B. Siliziumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkoniumoxid (ZrO2), Ceroxid (CeO2), Manganoxid (MnO2), Titanoxid (TiO2) oder Kombinationen, die mindestens eines der vorstehend genannten Oxide umfassen. Modifizierte Formen dieser anorganischen Oxide, wie z.B. mit einem organischen Polymer beschichtete anorganische Oxidteilchen und anorganisch beschichtete Teilchen, können gegebenenfalls ebenso verwendet werden. Geeignete Metallcarbide, -boride und -nitride umfassen z.B. Siliziumcarbid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbonitrid (SiCN), Borcarbid, Wolframcarbid, Zirkoniumcarbid, Aluminiumborid, Tantalcarbid, Titancarbid oder Kombinationen, die mindestens eines der vorstehend genannten Metallcarbide, -boride und -nitride umfassen. Vorzugsweise ist das Schleifmittel ein kolloidales Siliziumdioxid-Schleifmittel.
  • Das Schleifmittel in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von 5 bis 150 nm, mehr bevorzugt von 20 bis 100 nm, noch mehr bevorzugt von 20 bis 60 nm, insbesondere von 20 bis 50 nm auf.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält zum Verwendungszeitpunkt vorzugsweise 0,1 bis 40 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-% Schleifmittel.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise ein kolloidales Siliziumdioxid-Schleifmittel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 bis 60 nm. Noch mehr bevorzugt umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt 1 bis 10 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 bis 60 nm. Insbesondere umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt 1 bis 10 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 bis 50 nm.
  • Das in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltene Wasser ist vorzugsweise mindestens eines von entionisiert und destilliert, um zufällige Verunreinigungen zu beschränken.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst als eine ursprüngliche Komponente eine diquaternäre Substanz gemäß der Formel (I)
    Figure DE102011113732B4_0007
    worin jedes X N ist, worin R1 eine C2-C6-Alkylgruppe ist (vorzugsweise eine -(CH2)6-Gruppe oder eine -(CH2)4-Gruppe, mehr bevorzugt eine -(CH2)4-Gruppe), worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Butylgruppe, mehr bevorzugt einer Butylgruppe), und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen (vorzugsweise aus Halogenanionen und Hydroxidanionen, mehr bevorzugt aus Hydroxidanionen ausgewählt). Vorzugsweise umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt als eine ursprüngliche Komponente 0,001 bis 1 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,01 bis 1 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 0,01 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,05 Gew.-%) einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I). Insbesondere umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt als eine ursprüngliche Komponente 0,01 bis 0,05 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin X N ist, R1 eine -(CH2)4-Gruppe ist und worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe sind. Das Einbeziehen der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I) erhöht die Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst als eine ursprüngliche Komponente ein Derivat von Guanidin gemäß der Formel (II)
    Figure DE102011113732B4_0008
    worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4- Alkylgruppe ausgewählt ist (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus Wasserstoff), worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus einer Methylgruppe). Vorzugsweise umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt als eine ursprüngliche Komponente 0,001 bis 1 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,001 bis 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 0,001 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 0,05 Gew.-%) eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II). Insbesondere umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt als eine ursprüngliche Komponente 0,005 bis 0,05 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 Wasserstoff ist und worin R9, R10, R11 und R12 jeweils eine -CH3-Gruppe sind.
  • Gegebenenfalls umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt als eine ursprüngliche Komponente 0 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,005 bis 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,02 Gew.-%) eines quarternären Ammoniumsalzes, wie z.B. quaternäre Ammoniumsalze von Halogen, Hydroxid, Nitrat, Sulfat, Phosphat. Vorzugsweise ist das quaternäre Ammoniumsalz aus Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetrapropylammoniumhydroxid, Tetraisopropylammoniumhydroxid, Tetracyclopropylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid, Tetraisobutylammoniumhydroxid, Tetra-tert-butylammoniumhydroxid, Tetra-sec-butylammoniumhydroxid, Tetracyclobutylammoniumhydroxid, Tetrapentylammoniumhydroxid, Tetracyclopentylammoniumhydroxid, Tetrahexylammoniumhydroxid, Tetracyclohexylammoniumhydroxid und Gemischen davon ausgewählt (insbesondere aus Tetraethylammoniumhydroxid (TEAH), Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) und Tetrabutylammoniumhydroxid (TBAH)).
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst gegebenenfalls ferner zusätzliche Additive, die aus Dispergiermitteln, grenzflächenaktiven Mitteln, Puffern und Bioziden ausgewählt sind.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist gegebenenfalls frei von einem Korrosionshemmstoff. Der Ausdruck „frei von einem Korrosionshemmstoff“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, bedeutet, dass die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung kein Benzotriazol, 1,2,3-Benzotriazol, 5,6-Dimethyl-1,2,3-benzotriazol, 1-(1,2-Dicarboxyethyl)benzotriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxylethyl)aminomethyl]benzotriazol oder 1-(Hydroxylmethyl)benzotriazol enthält.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist frei von Oxidationsmitteln. Der Ausdruck „frei von Oxidationsmitteln“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, bedeutet, dass die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung keine Oxidationsmittel, wie z.B. Wasserstoffperoxid, Persulfatsalze (z.B. Ammoniummonopersulfat und Kaliumdipersulfat) und Periodatsalze (z.B. Kaliumperiodat), enthält.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung stellt eine Wirksamkeit über einen pH-Wert von 2 bis 6 bereit. Vorzugsweise stellt die verwendete chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Wirksamkeit über einen pH-Wert von 2 bis 5 bereit. Insbesondere stellt die verwendete chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Wirksamkeit über einen pH-Wert von 2 bis 4 bereit. Säuren, die zur Einstellung des pH-Werts der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung geeignet sind, umfassen z.B. Phosphorsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure. Basen, die zur Einstellung des pH-Werts der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung geeignet sind, umfassen z.B. Ammoniumhydroxid und Kaliumhydroxid.
  • Vorzugsweise weist die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von ≥ 1500 Å/min, mehr bevorzugt von ≥ 1800 Å/min, insbesondere von ≥ 2000 Å/min auf.
  • Vorzugsweise umfasst die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zum Verwendungszeitpunkt als ursprüngliche Komponenten Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% (vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%) eines Schleifmittels mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 bis 150 nm (vorzugsweise 20 bis 100 nm, mehr bevorzugt 20 bis 60 nm, insbesondere 20 bis 50 nm), 0,001 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,01 bis 1 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,05 Gew.-%) einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine C2-C6-Alkylgruppe ist (vorzugsweise eine -(CH2)6-Gruppe oder eine -(CH2)4-Gruppe, mehr bevorzugt eine -(CH2)4-Gruppe), worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Butylgruppe, mehr bevorzugt einer Butylgruppe), und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen (vorzugsweise ist das Anion oder sind die Anionen in der Formel (I) aus Halogenanionen und Hydroxidanionen, mehr bevorzugt aus Hydroxidanionen ausgewählt), 0,001 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,001 bis 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,001 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 0,05 Gew.-%) eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus Wasserstoff), worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus einer Methylgruppe), und 0 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,005 bis 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,02 Gew.-%) einer quaternären Alkylammoniumverbindung, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von ≥ 1500 Å/min, vorzugsweise von 1800 Å/min, insbesondere von ≥ 2000 Å/min aufweist.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine Lagerstabilität auf. Der Begriff „Lagerstabilität“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, bedeutet, dass die Viskosität der jeweiligen chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung nach einer Lagerung bei 55 °C für eine Woche um weniger als 5 % zunimmt, wobei die Viskosität mit einem Brookfield DV-I+-Viskosimeter bei 20 °C mit einer auf 100 U/min eingestellten Brookfield #S00-Spindel gemessen wird. Mehr bevorzugt weist die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine verlängerte Lagerstabilität auf. Der Begriff „verlängerte Lagerstabilität“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, bedeutet, dass die Viskosität der jeweiligen chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung nach einer Lagerung bei 55 °C für vier Wochen um weniger als 15 % zunimmt, wobei die Viskosität mit einem Brookfield DV-I+-Viskosimeter bei 20 °C mit einer auf 100 U/min eingestellten Brookfield #S00-Spindel gemessen wird.
  • Ein bevorzugtes chemisch-mechanisches Polierverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst (gegebenenfalls Siliziumdioxid und mindestens eines von SiC, SiCN, Si3N4, SiCO und Polysilizium, vorzugsweise Siliziumdioxid, das auf Siliziumnitrid abgeschieden ist), Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung als ursprüngliche Komponenten Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% (vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%) eines Schleifmittels mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 bis 150 nm (vorzugsweise 20 bis 60 nm, insbesondere 20 bis 50 nm), 0,001 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,01 bis 1 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,05 Gew.-%) einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine C2-C6-Alkylgruppe ist (vorzugsweise eine -(CH2)6-Gruppe oder eine -(CH2)4-Gruppe, noch mehr bevorzugt eine -(CH2)4-Gruppe), worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Butylgruppe, mehr bevorzugt einer Butylgruppe), und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen (vorzugsweise ist das Anion oder sind die Anionen in der Formel (I) aus Halogenanionen und Hydroxidanionen, mehr bevorzugt aus Hydroxidanionen ausgewählt), 0,001 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,001 bis 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,001 bis 0,2 Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 0,05 Gew.-%) eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus Wasserstoff), worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus einer Methylgruppe), und 0 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,005 bis 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,02 Gew.-%) eines quaternären Ammoniumsalzes umfasst, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa (0,1 bis 5 psi), vorzugsweise 0,69 bis 20,7 kPa (0,1 bis 3 psi), und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 5, insbesondere 2 bis 4 aufweist, wobei das Siliziumdioxid und das Siliziumnitrid der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung ausgesetzt werden und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von > 1500 Å/min, vorzugsweise von 1800 Å/min, mehr bevorzugt von ≥ 2000 Å/min aufweist. Vorzugsweise ist das in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung verwendete Schleifmittel kolloidales Siliziumdioxid und die verwendete chemisch-mechanische Polierzusammensetzung weist eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von mindestens 1500 Å/min, mehr bevorzugt von mindestens 1800 Å/min, insbesondere von mindestens 2000 Å/min bei einer Plattendrehzahl von 93 U/min, einer Trägerdrehzahl von 87 U/min, einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min und einer Nennandruckkraft von 20,7 kPa (3 psi) auf einem 200 mm-Poliergerät (z.B. einem Mirra®-Poliergerät von Applied Materials) auf, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen eine Polyurethan-Polierschicht, die polymere Mikroteilchen mit hohlem Kern enthält, und ein Polyurethan-imprägniertes Vliesunterkissen umfasst (z.B. ein IC1010-Polierkissen, das von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc. erhältlich ist).
  • Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierverfahren der vorliegenden Erfindung: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, die als ursprüngliche Komponenten Wasser, 1 bis 10 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid-Schleifmittel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 bis 60 nm, 0,01 bis 0,05 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 aus einer C2-C6-Alkylgruppe ausgewählt ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 einzeln unabhängig aus einer C1-C6-Alkylgruppe, bevorzugt aus einer C2-C6-Alkylgruppe, ausgewählt sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen (vorzugsweise ist das Anion oder sind die Anionen in der Formel (I) aus Halogenanionen und Hydroxidanionen, mehr bevorzugt aus Hydroxidanionen ausgewählt), 0,005 bis 0,05 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus Wasserstoff), worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind (vorzugsweise aus Wasserstoff und einer Methylgruppe, mehr bevorzugt aus einer Methylgruppe), und 0 bis 1 Gew.-% (vorzugsweise 0,005 bis 1 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,005 bis 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,02 Gew.-%) eines quaternären Ammoniumsalzes umfasst, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa (0,1 bis 5 psi), vorzugsweise 0,69 bis 20,7 kPa (0,1 bis 3 psi), und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 5, insbesondere 2 bis 4 aufweist, wobei das Siliziumdioxid der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung ausgesetzt wird und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Lagerstabilität (vorzugsweise eine verlängerte Lagerstabilität) aufweist. Vorzugsweise ist das Schleifmittel, das in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung verwendet wird, die in dem chemisch-mechanischen Polierverfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kolloidales Siliziumdioxid und die verwendete chemisch-mechanische Polierzusammensetzung weist eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von mindestens 1500 Ä/min, mehr bevorzugt von mindestens 1800 Å/min, insbesondere von 2000 Å/min bei einer Plattendrehzahl von 93 U/min, einer Trägerdrehzahl von 87 U/min, einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min und einer Nennandruckkraft von 20,7 kPa (3 psi) auf einem 200 mm-Poliergerät (z.B. einem Mirra®-Poliergerät von Applied Materials) auf, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen eine Polyurethan-Polierschicht, die polymere Mikroteilchen mit hohlem Kern enthält, und ein Polyurethanimprägniertes Vliesunterkissen umfasst (z.B. ein IC1010-Polierkissen, das von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc. erhältlich ist).
  • Vorzugsweise umfasst das chemisch-mechanische Polierverfahren der vorliegenden Erfindung: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung als ursprüngliche Komponenten Wasser, 1 bis 10 Gew.-% kolloidales Siliziumdioxid-Schleifmittel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 20 bis 60 nm, 0,01 bis 0,05 Gew.-% einer diquaternären Substanz gemäß der Formel (I), worin jedes X N ist, worin R1 eine -(CH2)4-Gruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe sind, und wobei das Anion oder die Anionen in der Formel (I) zwei Hydroxidanionen sind, 0,005 bis 0,05 Gew.-% eines Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II), wobei das Derivat von Guanidin Tetramethylguanidin ist, und 0,005 bis 0,05 Gew.-% (insbesondere 0,01 bis 0,02 Gew.-%) eines quaternären Ammoniumsalzes umfasst, das aus Tetraethylammoniumhydroxid und Tetrabutylammoniumhydroxid ausgewählt ist, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 20,7 kPa (0,1 bis 3 psi), und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 4 aufweist, wobei das Siliziumdioxid und Siliziumnitrid der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung ausgesetzt werden und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Lagerstabilität (vorzugsweise eine verlängerte Lagerstabilität) aufweist. Vorzugsweise ist das Schleifmittel, das in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung verwendet wird, die in dem chemisch-mechanischen Polierverfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kolloidales Siliziumdioxid und die verwendete chemisch-mechanische Polierzusammensetzung weist eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von mindestens 1500 Å/min, mehr bevorzugt von mindestens 1800 Ä/min, insbesondere von mindestens 2000 Å/min bei einer Plattendrehzahl von 93 U/min, einer Trägerdrehzahl von 87 U/min, einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min und einer Nennandruckkraft von 20,7 kPa (3 psi) auf einem 200 mm-Poliergerät (z.B. einem Mirra®-Poliergerät von Applied Materials) auf, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen eine Polyurethan-Polierschicht, die polymere Mikroteilchen mit hohlem Kern enthält, und ein Polyurethan-imprägniertes Vliesunterkissen umfasst (z.B. ein IC1010-Polierkissen, das von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc. erhältlich ist).
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in den folgenden Beispielen detailliert beschrieben.
  • Vergleichsbeispiel C1 und Beispiele A1-A2 Herstellung von chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen
  • Die chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen, die in dem Vergleichspolierbeispiel PC1 und den Polierbeispielen PA1-PA2 verwendet worden sind (nämlich die chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen C1 bzw. A1-A2), wurden durch Vereinigen der Komponenten in den in der Tabelle 1 angegebenen Mengen, wobei der Rest entionisiertes Wasser ist, und Einstellen des pH-Werts der Zusammensetzungen auf den in der Tabelle 1 angegebenen pH-Endwert mit Salpetersäure hergestellt. Tabelle 1
    Bsp. # Schleifmittel I* (Gew.-%) Schleifmittel II£ (Gew.-%) HBBAH€ (Gew.-%) TMGh (Gew.-%) TEAHλ (Gew.-%) pH-Wert
    C1 5 1 0,04 - - - - 3,0
    A1 5 1 0,04 0,01 - - 3,0
    A2 5 1 0,04 0,01 0,015 3,0
    * Schleifmittel I - - Klebosol™ II 1598-B25-Aufschlämmung, von AZ Electronic Materials hergestellt, von The Dow Chemical Company erhältlich.
    £ Schleifmittel II - - Klebosol™ II 30H50i-Aufschlämmung, von AZ Electronic Materials hergestellt, von The Dow Chemical Company erhältlich.
    ε HBBAH: N,N,N,N',N',N'-Hexabutyl-1,4-butandiammoniumdihydroxid von Sachem, Inc.:
    Figure DE102011113732B4_0009
     h TMG: Tetramethylguanidin:
    Figure DE102011113732B4_0010
     λ TEAH: Tetraethylammoniumhydroxid.
  • Vergleichsbeispiel PC1 und Beispiele PA1-PA2 Chemisch-mechanische Polierexperimente
  • Poliertests im Hinblick auf die Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit wurden mit den gemäß Vergleichsbeispiel C1 und den Beispielen A1-A2 hergestellten chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen durchgeführt. Insbesondere wurde die Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit für jede der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen C1 und A1-A2, die in der Tabelle 1 angegeben sind, bestimmt. Diese Experimente im Hinblick auf die Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit wurden mit unstrukturierten 8 Zoll-Wafern mit einem Siliziumdioxidfilm auf einem Siliziumsubstrat mit einem Mirra®-Poliergerät von Applied Materials und einem IC1010™-Polyurethan-Polierkissen (von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc. erhältlich) mit einer Andruckkraft von 20,7 kPa (3 psi), einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min, einer Tischdrehzahl von 93 U/min und einer Trägerdrehzahl von 87 U/min durchgeführt. Die Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeiten wurden durch Messen der Filmdicke vor und nach dem Polieren mit einem FX200-Messgerät von KLA-Tencor bestimmt. Die Ergebnisse der Experimente im Hinblick auf die Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit sind in der Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
    Polierbeispiel # Polierzusammensetzung SiO2-Entfernungsgeschwindigkeit (Å/min)
    PC1 C1 2563
    PA1 A1 2521
    PA2 A2 2451
  • Beschleunigter Stabilitätstest
  • Die gemäß dem Vergleichsbeispiel C1 und den Beispielen A1-A2 hergestellten chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen werden als Formulierungen zum Verwendungszeitpunkt betrachtet. In der Praxis ist es wirtschaftlicher, die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung in einer konzentrierten Form herzustellen, was es dem Kunden erlaubt, diese zum Verwendungszeitpunkt zu verdünnen, wodurch Transportkosten eingespart werden. Die Tabelle 3 gibt dreifach konzentrierte (3X) Formulierungen 3C1, 3A1-3A2 an, die den im Vergleichsbeispiel C1 und den Beispielen A1-A2 angegebenen Formulierungen zum Verwendungszeitpunkt entsprechen, die mit Salpetersäure auf den angegebenen pH-Wert titriert worden sind. Die 3X-konzentrierten Formulierungen wurden dann einem Experiment mit beschleunigter Alterung unterzogen, um deren Stabilität zu messen. Insbesondere wurden die konzentrierten Zusammensetzungen 3C1, 3A1 und 3A2 für einen Zeitraum von vier (4) Wochen in einem auf 55 °C eingestellten Ofen angeordnet. Die Viskositäten der Zusammensetzungen 3C1, 3A1 und 3A2 wurden zunächst am Beginn der Experimente und wöchentlich während des vierwöchigen Zeitraums gemessen. Die Viskositätsmessungen wurden mit einem Brookfield DV-I+-Viskosimeter bei 20 °C mit einer auf 100 U/min eingestellten Brookfield #S00-Spindel gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 angegeben. Die Daten zeigen, dass die konzentrierten Formulierungen der vorliegenden Erfindung eine signifikant erhöhte Stabilität aufweisen. Tabelle 3 (der Rest der dreifach konzentrierten Formulierungen war entionisiertes Wasser)
    Bsp. # Schleifmittel I* (Gew.-%) Schleifmittel II£ (Gew.-%) HBBAH€ (Gew.-%) TMGh (Gew.-%) TEAHλ (Gew.-%) pH-Wert
    3C1 15 3 0,12 - - 2,49
    3A1 15 3 0,12 0,03 - 2,49
    3A2 15 3 0,12 0,03 0,045 2,49
    Tabelle 4
    3X-Formulierung # Viskosität (cP)
    zu Beginn Woche 1 Woche 2 Woche 3 Woche 4
    3C1 1,52 - 3,83 geliert geliert
    3A1 1,53 - - 1,60 1,61 1,78
    3A2 1,52 - - 1,51 1,51 1,51

Claims (10)

  1. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung, die als ursprüngliche Komponenten Wasser, ein Schleifmittel, eine diquaternäre Substanz gemäß der Formel (I)
    Figure DE102011113732B4_0011
    worin jedes X N ist, worin R1 eine C2-C6-Alkylgruppe ist, worin R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C6-Alkylgruppe ausgewählt sind, und wobei das Anion in der Formel (I) aus Halogenanionen, Hydroxidanionen, Nitratanionen, Sulfatanionen und Phosphatanionen ausgewählt ist, welche(s) die 2+ -Ladung auf dem Kation in der Formel (I) ausgleicht oder ausgleichen, ein Derivat von Guanidin gemäß der Formel (II)
    Figure DE102011113732B4_0012
    worin R8 aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt ist, worin R9, R10, R11 und R12 jeweils unabhängig aus Wasserstoff und einer C1-C4-Alkylgruppe ausgewählt sind, und gegebenenfalls ein quaternäres Ammoniumsalz umfasst.
  2. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung als ursprüngliche Komponenten Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% des Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I) 0,001 bis 1 Gew.-% des Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und 0 bis 1 Gew.-% eines quarternären Ammoniumsalzes umfasst.
  3. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei jedes X N ist, R1 eine -(CH2)4-Gruppe ist und wobei R2, R3, R4, R5, R6 und R7 jeweils eine -(CH2)3CH3-Gruppe sind.
  4. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei R8 Wasserstoff ist und wobei R9, R10, R11 und R12 jeweils eine -CH3-Gruppe sind.
  5. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 4, die Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% des Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I) 0,001 bis 1 Gew.-% des Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und 0,005 bis 1 Gew.-% eines quarternären Ammoniumsalzes umfasst.
  6. Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, wobei das Substrat Siliziumdioxid umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung gemäß Anspruch 1, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat mit einer Andruckkraft von 0,69 bis 34,5 kPa, und Aufbringen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und dem Substrat, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die bereitgestellte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung in einer konzentrierten Form vorliegt und wobei das Verfahren ferner umfasst: Verdünnen der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung mit Wasser.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung als ursprüngliche Komponenten nach der Verdünnung umfasst: Wasser, 0,1 bis 40 Gew.-% des Schleifmittels, 0,001 bis 1 Gew.-% der diquaternären Substanz gemäß der Formel (I) 0,001 bis 1 Gew.-% des Derivats von Guanidin gemäß der Formel (II) und 0 bis 1 Gew.-% eines quarternären Ammoniumsalzes, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 2 bis 6 aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das Schleifmittel kolloidales Siliziumdioxid ist und bei dem die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung eine Siliziumdioxid-Entfernungsgeschwindigkeit von mindestens 1500 Å/min bei einer Plattendrehzahl von 93 U/min, einer Trägerdrehzahl von 87 U/min, einer Flussrate der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung von 200 ml/min und einer Nennandruckkraft von 20,7 kPa auf einem 200 mm-Poliergerät aufweist, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen eine Polyurethan-Polierschicht, die polymere Mikroteilchen mit hohlem Kern enthält, und ein Polyurethan-imprägniertes Vliesunterkissen umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das Substrat ferner mindestens eines von SiC, SiCN, Si3N4, SiCO und Polysilizium umfasst.
DE102011113732.0A 2010-09-20 2011-09-16 Stabilisierte, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Verfahren zum Polieren eines Substrats Expired - Fee Related DE102011113732B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/885,748 US8568610B2 (en) 2010-09-20 2010-09-20 Stabilized, concentratable chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US12/885,748 2010-09-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102011113732A1 DE102011113732A1 (de) 2012-07-12
DE102011113732B4 true DE102011113732B4 (de) 2022-05-25

Family

ID=45789376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011113732.0A Expired - Fee Related DE102011113732B4 (de) 2010-09-20 2011-09-16 Stabilisierte, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Verfahren zum Polieren eines Substrats

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8568610B2 (de)
JP (1) JP6019523B2 (de)
KR (1) KR101718813B1 (de)
CN (1) CN102559062A (de)
DE (1) DE102011113732B4 (de)
FR (1) FR2964973B1 (de)
TW (1) TWI506105B (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US8865013B2 (en) * 2011-08-15 2014-10-21 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing tungsten
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
US9293339B1 (en) * 2015-09-24 2016-03-22 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method of polishing semiconductor substrate
US9631122B1 (en) * 2015-10-28 2017-04-25 Cabot Microelectronics Corporation Tungsten-processing slurry with cationic surfactant
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
JP2020203980A (ja) * 2019-06-17 2020-12-24 日本キャボット・マイクロエレクトロニクス株式会社 化学機械研磨組成物、リンス組成物、化学機械研磨方法及びリンス方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7018560B2 (en) 2003-08-05 2006-03-28 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Composition for polishing semiconductor layers
US20080203354A1 (en) 2007-02-26 2008-08-28 Fujifilm Corporation Polishing liquid
US20080246957A1 (en) 2007-04-05 2008-10-09 Department Of The Navy Hybrid fiber optic transceiver optical subassembly
DE102010018423A1 (de) 2009-04-29 2010-11-04 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings, Inc., Newark Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100378180B1 (ko) 2000-05-22 2003-03-29 삼성전자주식회사 화학기계적 연마 공정용 슬러리 및 이를 이용한 반도체소자의 제조방법
JP2004342751A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Toshiba Corp Ｃｍｐ用スラリー、研磨方法、および半導体装置の製造方法
US7300480B2 (en) * 2003-09-25 2007-11-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. High-rate barrier polishing composition
US20050205835A1 (en) * 2004-03-19 2005-09-22 Tamboli Dnyanesh C Alkaline post-chemical mechanical planarization cleaning compositions
US7790618B2 (en) * 2004-12-22 2010-09-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Selective slurry for chemical mechanical polishing
US20070077865A1 (en) 2005-10-04 2007-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Method for controlling polysilicon removal
EP1936673A4 (de) * 2005-10-12 2011-01-05 Hitachi Chemical Co Ltd Polierlösung für cmp und polierverfahren
US7842192B2 (en) 2006-02-08 2010-11-30 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Multi-component barrier polishing solution
JPWO2007123235A1 (ja) * 2006-04-24 2009-09-10 日立化成工業株式会社 Ｃｍｐ用研磨液及び研磨方法
US20080220610A1 (en) 2006-06-29 2008-09-11 Cabot Microelectronics Corporation Silicon oxide polishing method utilizing colloidal silica
CN101168647A (zh) * 2006-10-27 2008-04-30 安集微电子（上海）有限公司 一种用于抛光多晶硅的化学机械抛光液
JP5285866B2 (ja) * 2007-03-26 2013-09-11 富士フイルム株式会社 研磨液
CN101280158A (zh) * 2007-04-06 2008-10-08 安集微电子（上海）有限公司 多晶硅化学机械抛光液
JP5371207B2 (ja) * 2007-06-08 2013-12-18 富士フイルム株式会社 研磨液及び研磨方法
JP5441345B2 (ja) * 2008-03-27 2014-03-12 富士フイルム株式会社 研磨液、及び研磨方法
US20090291873A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 Air Products And Chemicals, Inc. Method and Composition for Post-CMP Cleaning of Copper Interconnects Comprising Noble Metal Barrier Layers
CN101665662A (zh) * 2008-09-05 2010-03-10 安集微电子科技(上海)有限公司 一种化学机械抛光液

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7018560B2 (en) 2003-08-05 2006-03-28 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Composition for polishing semiconductor layers
US20080203354A1 (en) 2007-02-26 2008-08-28 Fujifilm Corporation Polishing liquid
US20080246957A1 (en) 2007-04-05 2008-10-09 Department Of The Navy Hybrid fiber optic transceiver optical subassembly
DE102010018423A1 (de) 2009-04-29 2010-11-04 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings, Inc., Newark Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats

Also Published As

Publication number Publication date
FR2964973A1 (fr) 2012-03-23
JP6019523B2 (ja) 2016-11-02
TW201224089A (en) 2012-06-16
US20120070989A1 (en) 2012-03-22
DE102011113732A1 (de) 2012-07-12
CN102559062A (zh) 2012-07-11
KR20140014332A (ko) 2014-02-06
JP2012109534A (ja) 2012-06-07
FR2964973B1 (fr) 2017-09-01
TWI506105B (zh) 2015-11-01
US8568610B2 (en) 2013-10-29
KR101718813B1 (ko) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011113732B4 (de) Stabilisierte, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Verfahren zum Polieren eines Substrats
DE102010051045B4 (de) Zusammensetzung zum chemisch-mechanischen Polieren und damit zusammenhängende Verfahren
DE60215084T2 (de) Schleifmittelzusammensetzung und Polierverfahren unter Verwendung derselben
DE102010018423B4 (de) Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats
DE112009000403B4 (de) Schlamm zum chemisch-mechanischen Polieren (CMP-Schlamm), die Verwendung desselben und ein Polierverfahren, das den Schritt des Polierens einer Targetschicht eines Halbleitersubstrats mit dem CMP-Schlamm einschließt
DE60009546T2 (de) Verwendung von cäsiumhydroxyd für dielektrische aufschlämmung
DE602005003235T2 (de) Verfahren zum Polieren eines Wolfram enthaltenden Substrats
DE60311569T2 (de) Tantalbarriere-Entfernungslösung
DE60130213T2 (de) Silanhaltige Polierzusammensetzung für Chemisch-Mechanisches Polieren
DE102005058271A1 (de) Selektive Aufschlämmung zum chemisch-mechanischen Polieren
DE60124404T2 (de) Cmp-polierzusammensetzung für metall
DE102006041805B4 (de) Polymere Polieraufschlämmung zur Barriereentfernung
DE102005042096B4 (de) Polierzusammensetzung und Polierverfahren unter Verwendung derselben
DE102012015825A1 (de) Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Wolfram
DE102005016554A1 (de) Polierlösung für Barrieren
DE102018006078A1 (de) Chemisch-mechanisches polierverfahren für wolfram
DE102011113804A1 (de) Aufschlämmungszusammensetzung mit einstellbarer Dielektrikum-Polierselektivität und Verfahren zum Polieren eines Substrats
DE102011013981A1 (de) Verfahren zum Polieren eines Substrats, das Polysilizium, Siliziumoxid und Siliziumnitrid umfasst
DE102011104161B4 (de) Zusammensetzung und Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren
DE102012004219A1 (de) Stabile, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung, die frei von wasserlöslicher Cellulose ist
DE102011104989A1 (de) Polymeric Barrier Removal Polishing Slurry
DE102012015824A1 (de) Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren von Kupfer
DE102014013924A1 (de) Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung mit geringer Defekterzeugung
DE102012021051B4 (de) Verfahren zum Polieren eines Substrats
DE102012021050A1 (de) Polierverfahren unter Verwendung einer abstimmbaren Polierformulierung

Legal Events

Date Code Title Description
R123 Application deemed withdrawn due to non-payment of filing fee
R409 Internal rectification of the legal status completed
R409 Internal rectification of the legal status completed
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee