DE102013016780B4 - Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Chemisch-Mechanisches Polierverfahren - Google Patents

Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und Chemisch-Mechanisches Polierverfahren Download PDF

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Abstract

Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung, die im Wesentlichen aus:Wasser,0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol (BTA), Mercaptobenzotriazol (MBT), Tolyltriazol (TTA), Imidazol und Kombinationen davon, ausgewählt ist,0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Weinsäure und Glukonsäure, ausgewählt ist,0 bis 1,0 Gew.-% eines Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid und Ammoniumfluorid, ausgewählt ist,0,01 bis 1 Gew.-% eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist,0,05 bis 1,0 Gew.-% eines Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten, Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten, C5-10-Alkansulfonat und Salzen davon ausgewählt ist,0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels,0 bis 5,0 Gew.-% eines Oxidationsmittels,0,005 bis 1,0 Gew.-% eines Polyvinylalkylethers,0 bis 0,01 Gew.-% eines Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, undeinem pH-Einstellmittel, wobei das pH-Einstellmittel aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid, ausgewählt ist,als ursprüngliche Komponenten besteht,wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für einen Polier-pH-Wert von 8 bis 12 gestaltet ist undwobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für die Produktion eine stabile Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet des chemisch-mechanischen Polierens. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung und ein chemisch-mechanisches Polierverfahren zum Polieren von Halbleiterwafern, bei dem die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit nach dem Polieren eines 110. polierten Wafers von einer Mehrzahl von zu polierenden Wafern für die Gebrauchsdauer eines gegebenen Polierkissens stabil bleibt.
  • Die Halbleiterindustrie verwendet immer mehr elektrische Kupfer-Verbindungsleitungen bei der Herstellung von integrierten Schaltungen. Ein typisches Verfahren zur Herstellung von integrierten Schaltungen nutzt Kupfer in einer Struktur des Damaszener-Typs. Während dieses Herstellungsverfahrens wird ein wesentlicher Überschuss von Kupfer typischerweise auf der Oberfläche eines Wafers abgeschieden. Im Allgemeinen wird ein mehrstufiges Kupferverfahren verwendet, das einen anfänglichen Entfernungs- und Planarisierungsschritt umfasst, bei dem eine chemisch-mechanische Planarisierung eingesetzt wird, um die Kupferdeckschicht zu entfernen (d.h. ein Kupfer-CMP-Verfahren des Schritts 1), worauf ein Barriereschicht-CMP-Verfahren durchgeführt wird (d.h. ein CMP-Verfahren des Schritts 2). Während des Kupfer-CMP-Verfahrens des Schritts 1 ist das einzige Material, das aktiv dem CMP-Verfahren ausgesetzt ist, Kupfer. Demgemäß nutzen Hersteller typischerweise eine Kupferaufschlämmung, die eine hohe Kupferentfernungsgeschwindigkeit für das Kupfer-CMP-Verfahren des Schritts 1 aufweist. Während des CMP-Verfahrens des Schritts 2 liegen jedoch andere Materialien zusätzlich zu Kupfer vor oder werden an der Substratoberfläche freigelegt, die aktiv dem CMP-Verfahren ausgesetzt ist. Demgemäß nutzen Hersteller Barriereaufschlämmungen für das CMP-Verfahren des Schritts 2.
  • Aufgrund von unterschiedlichen Gestaltungen von integrierten Schaltungschips und unterschiedlichen Herstellungsverfahren stellen unterschiedliche Hersteller unterschiedliche Anforderungen an die Entfernungsgeschwindigkeit für die Barriereaufschlämmungen, die im Schritt 2 verwendet werden. D.h., es gibt eine große Zahl von Materialien, die Hersteller bei der Herstellung von integrierten Schaltungen (d.h., Halbleiterwafern) nutzen. Typischerweise liegen jedoch während des CMP-Verfahrens des Schritts 2 drei Typen von Materialien vor, nämlich: leitende Schichtmaterialien (z.B. Kupfer), Haftungs-/Barriereschichtmaterialien (z.B. Tantal, Tantalnitrid, Tantal-Siliziumnitride, Titan, Titannitride, Titan-Siliziumnitride, Titan-Titannitride, Titan-Wolfram, Wolfram, Wolframnitride und Wolfram-Siliziumnitride) und Dielektrikummaterialien (z.B. TEOS und Low-k-Materialien, wie z.B. Kohlenstoff-dotierte Oxide). Demgemäß ist es aufgrund der Mehrzahl von Materialien, die während des Schritts 2 aktiv dem CMP-Verfahren ausgesetzt sind, wichtig, eine Barriereaufschlämmung mit einer in geeigneter Weise maßgeschneiderten Kombination von Entfernungsgeschwindigkeiten und Entfernungsgeschwindigkeitsselektivitäten zur Bereitstellung der gewünschten Polierergebnisse zu verwenden.
  • Eine Polierzusammensetzung zur Verwendung in einem CMP-Verfahren des Schritts 2 zur Entfernung von Barrierematerialien in der Gegenwart von Verbindungsleitungsmetallen und Dielektrika ist in dem US-Patent Nr. 7,300,602 für Liu et al. offenbart. Liu et al. offenbaren eine Polierlösung, die zum Entfernen von Barrierematerialien in der Gegenwart von Verbindungsleitungsmetallen und Dielektrika geeignet ist, und die 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxid, mindestens ein pH-Einstellmittel, das aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure und Phosphorsäure, ausgewählt ist, zum Einstellen des pH-Werts der Polierlösung auf weniger als 3, 0,25 bis 1,7 Gewichtsprozent Benzotriazol-Hemmstoff zur Verminderung der Entfernungsgeschwindigkeit der Verbindungsleitungsmetalle, 0 bis 10 Gewichtsprozent grenzflächenaktives Mittel, 0,01 bis 10 Gewichtsprozent kolloidales Siliziumdioxid mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 50 nm und als Rest Wasser und zufällige Verunreinigungen umfasst, und die Polierlösung weist eine Tantalnitrid-zu-Kupfer-Selektivität von mindestens 3 zu 1 und eine Tantalnitrid-zu-TEOS-Selektivität von mindestens 3 zu 1 auf, gemessen mit einem Polierkissendruck, der senkrecht zu einem Wafer gemessen wird, von weniger als 15 kPa.
  • DE102005058692 A1 beschreibt Polierzusammensetzungen zur Verminderung der Erosion in Halbleiterwafern.
  • DE102012004219 A1 betrifft eine stabile, konzentrierbare chemisch-mechanische Polierzusammensetzung, die frei von wasserlöslicher Cellulose ist.
  • DE 102007004881 A1 offenbart eine Mehrkomponenten-Barrierepolierlösung.
  • US 2008/0149884 A1 beschreibt eine Zusammensetzung und ein Verfahren zur chemisch-mechanischen Planarisierung (CMP) von Metallsubstraten auf Halbleiterwafern. US 2007/0184661 A1 betrifft eine Mehrkomponenten-Barrierepolierlösung.
  • Dennoch gibt es einen ständigen Bedarf für zusätzliche chemisch-mechanische Polierzusammensetzungen zur Verwendung in CMP-Verfahren des Schritts 2, die Barrierematerialien relativ zu Verbindungsleitungsmetallen und Dielektrikummaterialien, einschließlich Low-k-Dielektrikummaterialien, selektiv entfernen können.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bereit, die im Wesentlichen aus: Wasser, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol (BTA), Mercaptobenzotriazol (MBT), Tolyltriazol (TTA), Imidazol und Kombinationen davon, ausgewählt ist, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Weinsäure und Glukonsäure, ausgewählt ist, 0 bis 1,0 Gew.-% eines Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid und Ammoniumfluorid, ausgewählt ist, 0,01 bis 1 Gew.-% eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,05 bis 1,0 Gew.-% eines Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten, Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten, C5-10-Alkansulfonaten und Salzen davon ausgewählt ist, 0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0 bis 5,0 Gew.-% eines Oxidationsmittels, 0,005 bis 1,0 Gew.-% eines Polyvinylalkylethers, 0 bis 0,01 Gew.-% eines Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, und einem pH-Einstellmittel, wobei das pH-Einstellmittel aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid, ausgewählt ist, als ursprüngliche Komponenten besteht, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für einen Polier-pH-Wert von 8 bis 12 gestaltet ist und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für die Produktion eine stabile Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bereit, die Wasser, 0,02 bis 0,04 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff Benzotriazol ist, 0,1 bis 0,4 Gew.-% eines Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel Zitronensäure ist, 0,1 bis 0,3 Gew.-% eines Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid Ammoniumchlorid ist, 0,05 bis 0,1 Gew.-% eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,3 bis 0,8 Gew.-% eines Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum die folgende Formel hat: H3C-(CH2)7-SO3Na, 20 bis 30 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, wobei das kolloidale Siliziumdioxid eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm aufweist, 0,1 bis 0,5 Gew.-% eines Oxidationsmittels, wobei das Oxidationsmittel H2O2 ist, 0,008 bis 0,03 Gew.-% eines Polyvinylalkylethers und 0,001 bis 0,009 Gew.-% eines Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, als ursprüngliche Komponenten umfasst, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für einen Polier-pH-Wert von 8 bis 12 gestaltet ist und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für die Produktion eine stabile Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Mehrzahl von Substraten bereit, umfassend: Bereitstellen von mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstraten mit einer Oberfläche, die poliert werden soll, wobei die Oberfläche, die poliert werden soll, ein Low-k-Dielektrikummaterial umfasst, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen ein Polyurethan umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung im Wesentlichen aus: Wasser, 0,01 bis 0,5 Gew.-% des Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol (BTA), Mercaptobenzotriazol (MBT), Tolyltriazol (TTA), Imidazol und Kombinationen davon, ausgewählt ist, 0,01 bis 0,5 Gew.-% des Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Weinsäure und Glukonsäure, ausgewählt ist, 0 bis 1,0 Gew.-% des Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid und Ammoniumfluorid, ausgewählt ist, 0,01 bis 1 Gew.-% des Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,05 bis 1,0 Gew.-% des Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten, Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten, C5-10-Alkansulfonat und Salzen davon ausgewählt ist, 0,1 bis 40 Gew.-% des kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0 bis 5,0 Gew.-% des Oxidationsmittels, 0,005 bis 1,0 Gew.-% des Polyvinylalkylethers, 0 bis 0,01 Gew.-% des Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, und einem pH-Einstellmittel, wobei das pH-Einstellmittel aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid, ausgewählt ist, als ursprüngliche Komponenten besteht, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 8 bis 12 aufweist, anschließend Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate und Abgeben der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zum Erleichtern des Polierens der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung von mindestens 150 polierten Wafern, wobei mindestens ein Teil des Low-k-Dielektrikummaterials von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, wobei die Geschwindigkeit, mit der das Low-k-Dielektrikummaterial von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, eine Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für jeden der mindestens 150 polierten Wafer festlegt, wobei die Größe der Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten für die mindestens 150 polierten Wafer zu Beginn von einem ersten polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern zu jedem nachfolgenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern bis zu einem polierten Übergangspunkt-Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, für den die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit höher ist als die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für einen unmittelbar vorhergehenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, abnimmt, wobei der polierte Übergangspunkt-Wafer poliert wird, bevor ein 100. polierter Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern poliert wird, und wobei die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten der mindestens 150 polierten Wafer nach dem Polieren der Oberfläche, die poliert werden soll, eines 110. polierten Wafers von den mindestens 150 polierten Wafern stabil bleiben.
  • Die vorliegende Erfindung stellt gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Mehrzahl von Substraten bereit, umfassend: Bereitstellen von mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstraten mit einer Oberfläche, die poliert werden soll, wobei die Oberfläche, die poliert werden soll, ein Low-k-Dielektrikummaterial umfasst, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen ein Polyurethan umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung im Wesentlichen aus: Wasser, 0,02 bis 0,04 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff Benzotriazol ist, 0,1 bis 0,4 Gew.-% eines Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel Zitronensäure ist, 0,1 bis 0,3 Gew.-% eines Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid Ammoniumchlorid ist, 0,05 bis 0,1 Gew.-% eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,3 bis 0,8 Gew.-% eines Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum die folgende Formel hat: H3C-(CH2)7-SO3Na, 20 bis 30 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, wobei das kolloidale Siliziumdioxid eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm aufweist, 0,1 bis 0,5 Gew.-% eines Oxidationsmittels, wobei das Oxidationsmittel H2O2 ist, 0,008 bis 0,03 Gew.-% eines Polyvinylalkylethers und 0,001 bis 0,009 Gew.-% eines Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, und einem pH-Einstellmittel, wobei das pH-Einstellmittel aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid, ausgewählt ist, als ursprüngliche Komponenten besteht, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 8 bis 12 aufweist, anschließend Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate und Abgeben der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zum Erleichtern des Polierens der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung von mindestens 150 polierten Wafern, wobei mindestens ein Teil des Low-k-Dielektrikummaterials von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, wobei die Geschwindigkeit, mit der das Low-k-Dielektrikummaterial von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, eine Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für jeden der mindestens 150 polierten Wafer festlegt, wobei die Größe der Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten für die mindestens 150 polierten Wafer zu Beginn von einem ersten polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern zu jedem nachfolgenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern bis zu einem polierten Übergangspunkt-Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, für den die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit höher ist als die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für einen unmittelbar vorhergehenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, abnimmt, wobei der polierte Übergangspunkt-Wafer poliert wird, bevor ein 100. polierter Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern poliert wird, und wobei die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten der mindestens 150 polierten Wafer nach dem Polieren der Oberfläche, die poliert werden soll, eines 110. polierten Wafers von den mindestens 150 polierten Wafern stabil bleiben.
  • Typischerweise bevorzugen Waferhersteller die Verwendung von Barrierepolieraufschlämmungsformulierungen, die eine Low-k-Dielektrikum-Entfernungsgeschwindigkeit von weniger als 1000 Ä/min aufweisen (gemessen unter den in den Beispielen angegebenen Bedingungen). Barrierepolieraufschlämmungsformulierungen, die andere Entfernungsgeschwindigkeitsanforderungen für ein gegebenes CMP-Verfahren des 2. Schritts erfüllen, zeigen auch eine unerwünscht hohe Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit. Es wurde vorgeschlagen, dass ein Weg zum Erreichen der gewünschten Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit ohne Beeinflussung der Entfernungsgeschwindigkeit der anderen Schichten, die während des CMP-Verfahrens des 2. Schritts vorliegen (z.B. TEOS), darin besteht, einen Polyvinylalkylether in die Barrierepolieraufschlämmung einzubeziehen. Leider führt die einfache Zugabe eines Polyvinylalkylethers zu einer gegebenen Barrierepolieraufschlämmung zu einer Polierformulierung, die eine instabile Low-k-Material-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist. Insbesondere vermindert sich die Low-k-Material-Entfernungsgeschwindigkeit im Laufe des Polierens, so dass die Low-k-Material-Entfernungsgeschwindigkeit für jeden nachfolgend polierten Wafer niedriger ist als für den vorher polierten Wafer.
  • Wir haben überraschenderweise gefunden, dass der Polyvinylalkylether in unerwünschter Weise eine Wechselwirkung mit der Polieroberfläche von Polyurethanpolierkissen eingeht, die in typischen CMP-Verfahren des Schritts 2 verwendet werden. Wir haben gefunden, dass es diese Wechselwirkung zwischen dem Polyvinylalkylether und der Polieroberfläche des Polierkissens ist, die zu der unerwünschten Verminderung der Low-k-Material-Entfernungsgeschwindigkeit im Zeitverlauf beim Polieren einer Mehrzahl aufeinander folgender Wafer führt. Herkömmliche Polierkissenkonditionierungstechniken sind zur Wiederherstellung der Polieroberfläche des Polierkissens zu einem Zustand, der eine stabile Low-k-Material-Entfernungsgeschwindigkeit während der Gebrauchsdauer des Polierkissens (z.B. 1000 Wafer) erleichtert, nicht angemessen.
  • Es wurde ebenfalls überraschenderweise gefunden, dass das Einbeziehen eines Hydrotropikums, das aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten (z.B. Toluolsulfonat, Cumolsulfonat), Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten (z.B. Xylolsulfonat, Cymolsulfonat), C5-10-Alkansulfonat und Salzen davon ausgewählt ist, in eine Polyvinylalkylether-enthaltende Barriereaufschlämmung, die Alkali enthält, die Wechselwirkung zwischen der Polieroberfläche des Polierkissens und dem Polyvinylalkylether so verändert, dass die resultierende chemisch-mechanische Polierzusammensetzung bei der Produktion eine stabile Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist.
  • Der Begriff „stabile Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit bei der Produktion“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, bedeutet, dass die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit von aufeinander folgend polierten Halbleiterwafersubstraten, die unter Verwendung einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in einer Kombination mit einem chemisch-mechanischen Polierkissen poliert werden, um weniger als 12 % bezogen auf die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit eines 110. aufeinander folgend polierten Halbleiterwafersubstrats für alle aufeinander folgend polierten Halbleiterwafersubstrate variiert, die nach dem 110. aufeinander folgend polierten Halbleiterwafersubstrat für die restliche Gebrauchsdauer des chemisch-mechanischen Polierkissens poliert werden.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine ursprüngliche Komponente einen Azol-Hemmstoff zur Abstimmung der Entfernung von Nichteisenmetall (z.B. Kupfer)-Verbindungsleitungen durch statisches Ätzen oder einen anderen Entfernungsmechanismus. Das Einstellen der Konzentration des Hemmstoffs stellt die Verbindungsleitungsmetall-Entfernungsgeschwindigkeit durch Schützen des Metalls vor einem statischen Ätzen ein. Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung enthält 0,01 bis 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,02 bis 0,04 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol (BTA), Mercaptobenzotriazol (MBT), Tolyltriazol (TTA), Imidazol und Kombinationen davon, ausgewählt ist. Kombinationen von Azol-Hemmstoffen können die Kupfer-Entfernungsgeschwindigkeit erhöhen oder vermindern. Insbesondere ist der Hemmstoff BTA, wobei es sich um einen besonders wirksamen Hemmstoff für Kupfer- und Silber-Verbindungsleitungen handelt. Gegebenenfalls umfasst der Hemmstoff ein Gemisch von Azol-Hemmstoffen.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine ursprüngliche Komponente ein Komplexierungsmittel für das Nichteisenmetall. Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung enthält als eine ursprüngliche Komponente 0,01 bis 0,5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,4 Gew.-%, eines Komplexierungsmittels, das aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Weinsäure und Glukonsäure, ausgewählt ist. Vorzugsweise ist das Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure und Maleinsäure ausgewählt. Insbesondere ist das Komplexierungsmittel Zitronensäure.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise als eine ursprüngliche Komponente ein Ammoniumhalogenid. Vorzugsweise enthält die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung als eine ursprüngliche Komponente 0 bis 0,1 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,01 bis 0,05 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,03 Gew.-%) eines Ammoniumhalogenids, das aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid und Ammoniumfluorid, ausgewählt ist. Insbesondere ist das Ammoniumhalogenid Ammoniumchlorid.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine ursprüngliche Komponente ein Phosphor-enthaltendes Mittel. Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung enthält 0,01 bis 1,0 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 0,1 Gew.-%) eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine ursprüngliche Komponente ein Hydrotropikum, das aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten (z.B. Toluolsulfonat, Cumolsulfonat), Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten (z.B. Xylolsulfonat, Cymolsulfonat), C5-10-Alkansulfonat und Salzen davon, ausgewählt ist. Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung enthält als eine ursprüngliche Komponente 0,05 bis 1 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,3 bis 0,8 Gew.-%) eines Hydrotropikums. Vorzugsweise ist das Hydrotropikum aus der Gruppe, bestehend aus Natriumtoluolsulfonat, Natriumxylolsulfonat und Natrium-C5-10-Alkansulfonat ausgewählt. Insbesondere hat das Hydrotropikum die folgende Formel: H3C-(CH2)7-SO3Na.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine ursprüngliche Komponente 0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels. Mehr bevorzugt enthält die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung als eine ursprüngliche Komponente 5 bis 30 Gew.-% (insbesondere 20 bis 30 Gew.-%) eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels. Das kolloidale Siliziumdioxid-Schleifmittel, das bevorzugt verwendet wird, weist eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm (mehr bevorzugt 10 bis 100 nm, insbesondere 25 bis 60 nm) auf.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält gegebenenfalls als eine ursprüngliche Komponente ein Oxidationsmittel. Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung enthält vorzugsweise als eine ursprüngliche Komponente 0 bis 5 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 0,1 bis 1,0 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 0,5 Gew.-%) eines Oxidationsmittels. Vorzugsweise ist das Oxidationsmittel aus Wasserstoffperoxid (H2O2), Monopersulfaten, lodaten, Magnesiumperphthalat, Peressigsäure und anderen Persäuren, Persulfaten, Bromaten, Periodaten, Nitraten, Eisensalzen, Cersalzen, Mn(III)-, Mn(IV)- und Mn(VI)-Salzen, Silbersalzen, Kupfersalzen, Chromsalzen, Kobaltsalzen, Halogenen, Hypochloriten und einem Gemisch davon ausgewählt. Mehr bevorzugt ist das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid, Wenn die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung so formuliert ist, dass sie ein instabiles Oxidationsmittel enthält, wie z.B. Wasserstoffperoxid, ist es bevorzugt, das Oxidationsmittel am Ort der Verwendung in die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einzubringen.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält als eine ursprüngliche Komponente einen Polyvinylalkylether. Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung enthält als eine ursprüngliche Komponente 0,005 bis 1 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,005 bis 0,1 Gew.-%, insbesondere 0,008 bis 0,03 Gew.-%) eines Polyvinylalkylethers. Vorzugsweise ist der Polyvinylalkylether ein Polyvinyl-C1-4-alkylether. Mehr bevorzugt ist der Polyvinylalkylether aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylmethylether, Polyvinylethylether und Polyvinylpropylether, ausgewählt. Noch mehr bevorzugt ist der Polyvinylalkylether aus der Gruppe, bestehend aus Polyvinylmethylether und Polyvinylethylether ausgewählt. Insbesondere ist der Polyvinylalkylether Polyvinylmethylether.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält gegebenenfalls als eine ursprüngliche Komponente ein Biozid, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist. Bevorzugte Thiazolinderivat-Biozide umfassen Kordek™ MLX (9,5 bis 9,9 % Methyl-4-isothiazolin-3-on, 89,1 bis 89,5 % Wasser und ≤ 1,0 % entsprechendes Reaktionsprodukt) und Kathon™ ICP III, das die Wirkstoffe 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on und 5-Chlor-2-methyl-4-isothiazolin-3-on enthält, die jeweils von Rohm and Haas Company hergestellt werden (Kathon™ und Kordek™ sind Marken von Rohm and Haas Company). Vorzugsweise enthält die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung als eine ursprüngliche Komponente 0 bis 0,01 Gew.-% (mehr bevorzugt 0,0001 bis 0,01 Gew.-%, insbesondere 0,001 bis 0,009 Gew.-%) eines Biozids.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist am Ort des Gebrauchs einen pH-Wert von 8 bis 12 (mehr bevorzugt 9 bis 11, noch mehr bevorzugt 10 bis 11, insbesondere 10 bis 10,5) auf. Säuren, die zum Einstellen des pH-Werts der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Salpetersäure, Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure. Basen, die zum Einstellen des pH-Werts der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid.
  • Das Wasser, das in der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten ist, ist vorzugsweise mindestens eines von entionisiert und destilliert, um zufällige Verunreinigungen zu beschränken.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise < 0,01 ppm eines organischen kationischen Ammoniumsalzes, das mit Verbindungen gebildet wird, so dass es die Struktur
    Figure DE102013016780B4_0001
    umfasst, worin R1, R2, R3 und R4 Reste sind und worin R1 eine Kohlenstoffkette mit 2 bis 25 Kohlenstoffatomen aufweist. Es ist bekannt, dass solche organischen kationischen Ammoniumsalze die Entfernungsgeschwindigkeit von Kohlenstoff-dotierten Oxiden erhöhen. Die Zugabe von Verbindungen, wie z.B. von organischen kationischen Ammoniumsalzen zu der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, welche die Entfernungsgeschwindigkeit von Kohlenstoff-dotierten Oxiden erhöhen, ist zu vermeiden.
  • Die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise < 1 ppm Polyvinylpyrrolidon.
  • Das Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Mehrzahl von Substraten der vorliegenden Erfindung umfasst: Bereitstellen von mindestens 150 (vorzugsweise mindestens 200, mehr bevorzugt mindestens 500, insbesondere mindestens 1000) separaten Halbleiterwafersubstraten mit einer Oberfläche, die poliert werden soll, wobei die Oberfläche, die poliert werden soll, ein Low-k-Dielektrikummaterial (vorzugsweise ein Kohlenstoff-dotiertes Low-k-Dielektrikumoxidmaterial mit einer Dielektrizitätskonstante von ≤ 3,3, wie z.B. Black Diamond®, das von Applied Materials erhältlich ist, und Coral®, das von Novellus Systems erhältlich ist) umfasst, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen ein Polyurethan umfasst, Bereitstellen der erfindungsgemäßen chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung (wie oben im Einzelnen beschrieben), anschließend Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate und Abgeben der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zum Erleichtern des Polierens der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung von mindestens 150 polierten Wafern, wobei mindestens ein Teil des Low-k-Dielektrikummaterials von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, wobei die Geschwindigkeit, mit der das Low-k-Dielektrikummaterial von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, eine Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für jeden der mindestens 150 polierten Wafer festlegt, wobei die Größe der Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten für die mindestens 150 polierten Wafer zu Beginn von einem ersten polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern zu jedem nachfolgenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern bis zu einem polierten Übergangspunkt-Wafer von den mindestens 150 polierten Wafer, für den die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit höher ist als die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für einen unmittelbar vorhergehenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, abnimmt, wobei der polierte Übergangspunkt-Wafer poliert wird, bevor ein 100. polierter Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern poliert wird, und wobei die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten der mindestens 150 polierten Wafer nach dem Polieren der Oberfläche, die poliert werden soll, eines 110. polierten Wafers von den mindestens 150 polierten Wafern stabil bleiben.
  • Der Begriff „stabil“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen in Bezug auf die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit verwendet wird, bedeutet, dass die Entfernungsgeschwindigkeit des Low-k-Dielektrikummaterials für jedes Halbleiterwafersubstrat, das unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung nach einem 110. aufeinander folgend polierten Halbleiterwafersubstrat poliert wird (unter den in den Beispielen angegebenen Bedingungen), innerhalb von 12 % (mehr bevorzugt innerhalb von 10 %, insbesondere innerhalb von 7 %) der Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für das 110. aufeinander folgend polierte Halbleiterwafersubstrat für die restliche Gebrauchsdauer des bereitgestellten chemisch-mechanischen Polierkissens liegt (vorzugsweise mindestens 1000 aufeinander folgend polierte Halbleiterwafersubstrate).
  • Vorzugsweise weisen in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die bereitgestellten mindestens 150 (vorzugsweise mindestens 200, mehr bevorzugt mindestens 500, insbesondere mindestens 1000) separaten Halbleiterwafersubstrate eine Oberfläche, die poliert werden soll, auf, wobei die Oberfläche, die poliert werden soll, ein leitendes Material (vorzugsweise Kupfer), ein Haftungs-/Barrierematerial (vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tantal, Tantalnitrid, Tantal-Siliziumnitriden, Titan, Titannitriden, Titan-Siliziumnitriden, Titan-Titannitriden, Titan-Wolfram, Wolfram, Wolframnitriden und Wolfram-Siliziumnitriden, mehr bevorzugt einem Tantalnitrid) und ein Kohlenstoff-dotiertes Low-k-Dielektrikumoxidmaterial mit einer Dielektrizitätskonstante von ≤ 3,3 (wie z.B. Black Diamond®, das von Applied Materials erhältlich ist, und Coral®, das von Novellus Systems erhältlich ist) umfasst.
  • Das chemisch-mechanische Polierkissen, das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, umfasst vorzugsweise eine Polierschicht, die von einem aushärtbaren Material abgeleitet ist. Vorzugsweise umfasst das aushärtbare Material ein flüssiges Vorpolymer. Mehr bevorzugt umfasst das aushärtbare Material ein flüssiges Vorpolymer und eine Mehrzahl von Mikroelementen, wobei die Mehrzahl von Mikroelementen in dem flüssigen Vorpolymer einheitlich verteilt ist.
  • Das flüssige Vorpolymer polymerisiert (d.h., härtet aus) vorzugsweise unter Bildung eines Materials, das ein Poly(urethan) umfasst. Der Begriff „Polyurethan“, wie er hier und in den beigefügten Patentansprüchen verwendet wird, umfasst Produkte, die von der Reaktion von difunktionellen oder polyfunktionellen Isocyanaten (einschließlich Vorpolymeren mit Isocyanat-Endgruppen) mit Verbindungen, die Gruppen mit aktivem Wasserstoff enthalten, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyole, Diole, Amine, Wasser oder Kombinationen davon, abgeleitet sind. Beispiele für solche Reaktionsprodukte umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf, Polyurethane, Polyharnstoffe, Polyurethanharnstoffe, Polyetherurethane, Polyesterurethane, Polyetherharnstoffe, Polyesterharnstoffe, Polyisocyanurate, Copolymere davon und Gemische davon. Mehr bevorzugt polymerisiert das flüssige Vorpolymer unter Bildung eines Materials, das ein Polyurethan umfasst. Insbesondere polymerisiert (härtet aus) das flüssige Vorpolymer unter Bildung eines Polyurethans.
  • Vorzugsweise umfasst das flüssige Vorpolymer ein Polyisocyanat-enthaltendes Material. Mehr bevorzugt umfasst das flüssige Vorpolymer das Reaktionsprodukt eines Polyisocyanats (z.B. eines Diisocyanats) und eines Hydroxyl-enthaltenden Materials.
  • Vorzugsweise ist das Polyisocyanat aus Methylen-bis-4,4'-cyclohexylisocyanat, Cyclohexyldiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Propylen-1,2-diisocyanat, Tetramethylen-1,4-diisocyanat, 1,6-Hexamethylendiisocyanat, Dodecan-1,12-diisocyanat, Cyclobutan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,3-diisocyanat, Cyclohexan-1,4-diisocyanat, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan, Methylcyclohexylendiisocyanat, dem Triisocyanat von Hexamethylendiisocyanat, dem Triisocyanat von 2,4,4-Trimethyl-1,6-hexandiisocyanat, dem Uretdion von Hexamethylendiisocyanat, Ethylendiisocyanat, 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, 2,4,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat, Dicyclohexylmethandiisocyanat und Kombinationen davon ausgewählt. Insbesondere ist das Polyisocyanat aliphatisch und weist weniger als 14 Prozent nicht umgesetzte Isocyanatgruppen auf.
  • Vorzugsweise ist das mit der vorliegenden Erfindung verwendete Hydroxyl-enthaltende Material ein Polyol. Beispiele für Polyole umfassen Polyetherpolyole, Polybutadien mit endständigen Hydroxygruppen (einschließlich teilweise und vollständig hydrierte Derivate), Polyesterpolyole, Polycaprolactonpolyole, Polycarbonatpolyole und Gemische davon.
  • Bevorzugte Polyole umfassen Polyetherpolyole. Beispiele für Polyetherpolyole umfassen Polytetramethylenetherglykol („PTMEG“), Polyethylenpropylenglykol, Polyoxypropylenglykol und Gemische davon. Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigte oder ungesättigte Bindungen und substituierte oder unsubstituierte aromatische und cyclische Gruppen aufweisen. Vorzugsweise umfasst das Polyol der vorliegenden Erfindung PTMEG. Geeignete Polyesterpolyole umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Polyethylenadipatglykol, Polybutylenadipatglykol, Polyethylenpropylenadipatglykol, o-Phthalat-1,6-hexandiol, Poly(hexamethylenadipat)glykol und Gemische davon. Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigte oder ungesättigte Bindungen oder substituierte oder unsubstituierte aromatische und cyclische Gruppen aufweisen. Geeignete Polycaprolactonpolyole umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, 1,6-Hexandiol-initiiertes Polycaprolacton, Diethylenglykol-initiiertes Polycaprolacton, Trimethylolpropan-initiiertes Polycaprolacton, Neopentylglykol-initiiertes Polycaprolacton, 1,4-Butandiol-initiiertes Polycaprolacton, PTMEG-initiiertes Polycaprolacton und Gemische davon. Die Kohlenwasserstoffkette kann gesättigte oder ungesättigte Bindungen oder substituierte oder unsubstituierte aromatische und cyclische Gruppen aufweisen. Geeignete Polycarbonate umfassen unter anderem Polyphthalatcarbonat und Poly(hexamethylencarbonat)glykol.
  • Vorzugsweise ist die Mehrzahl von Mikroelementen aus eingeschlossenen Gasblasen, polymeren Materialien mit hohlem Kern (d.h. Mikrokügelchen), flüssigkeitsgefüllten polymeren Materialien mit hohlem Kern, wasserlöslichen Materialien (z.B. Cyclodextrin) und einem Material mit unlöslicher Phase (z.B. Mineralöl) ausgewählt. Vorzugsweise handelt es sich bei der Mehrzahl von Mikroelementen um Mikrokügelchen, wie z.B. Polyvinylalkohole, Pektin, Polyvinylpyrrolidon, Polyacrylnitril, Poly(vinylidendichlorid), Hydroxyethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Carboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Polyacrylsäuren, Polyacrylamide, Polyethylenglykole, Polyhydroxyetheracrylite, Stärken, Maleinsäurecopolymere, Polyethylenoxid, Polyurethane, Cyclodextrin und Kombinationen davon (z.B. Expancel™ von Akzo Nobel, Sundsvall, Schweden). Die Mikrokügelchen können chemisch modifiziert werden, um ihre Löslichkeitseigenschaften, Quelleigenschaften und andere Eigenschaften z.B. durch Verzweigen, Blockieren und Vernetzen zu verändern. Vorzugsweise weisen die Mikrokügelchen einen mittleren Durchmesser von weniger als 150 µm und mehr bevorzugt einen mittleren Durchmesser von weniger als 50 µm auf. Insbesondere weisen die Mikrokügelchen 48 einen mittleren Durchmesser auf, der weniger als 15 µm beträgt. Es sollte beachtet werden, dass der mittlere Durchmesser der Mikrokügelchen variiert werden kann und verschiedene Größen von Mikrokügelchen 48 oder Gemische verschiedener Mikrokügelchen 48 verwendet werden können. Ein am meisten bevorzugtes Material für die Mikrokügelchen ist ein Copolymer aus Acrylnitril und Vinylidendichlorid (z.B. Expancel®, das von Akzo Nobel erhältlich ist).
  • Das flüssige Vorpolymer umfasst ferner gegebenenfalls ein Härtungsmittel. Bevorzugte Härtungsmittel umfassen Diamine. Geeignete Polydiamine umfassen sowohl primäre als auch sekundäre Amine. Bevorzugte Polydiamine umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Diethyltoluoldiamin („DETDA“), 3,5-Dimethylthio-2,4-toluoldiamin und Isomere davon, 3,5-Diethyltoluol-2,4-diamin und Isomere davon (z.B. 3,5-Diethyltoluol-2,6-diamin), 4,4'-Bis-(sec-butylamino)-diphenylmethan, 1,4-Bis-(sec-butylamino)-benzol, 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin), 4,4'-Methylen-bis-(3-chlor-2,6-diethylanilin) („MCDEA“), Polytetramethylenoxid-di-p-aminobenzoat, N,N'-Dialkyldiaminodiphenylmethan, p,p'-Methylendianilin („MDA“), m-Phenylendiamin („MPDA“), Methylen-bis-2-chloranilin („MBOCA“), 4,4'-Methylen-bis-(2-chloranilin) („MOCA“), 4,4'-Methylen-bis-(2,6-diethylanilin) („MDEA“), 4,4' -Methylen-bis-(2,3-dichloranilin) („MDCA“), 4,4'-Diamino-3,3'-diethyl-5,5'-dimethyldiphenylmethan, 2,2',3,3'-Tetrachlordiaminodiphenylmethan, Trimethylenglykoldi-p-aminobenzoat und Gemische davon. Vorzugsweise ist das Diamin-Härtungsmittel aus 3,5-Dimethylthio-2,4-toluoldiamin und Isomeren davon ausgewählt.
  • Härtungsmittel können auch Diole, Triole, Tetraole und Härtungsmittel mit endständigen Hydroxygruppen umfassen. Geeignete Diole, Triole und Tetraolgruppen umfassen Ethylenglykol, Diethylenglykol, Polyethylenglykol, Propylenglykol, Polypropylenglykol, Polytetramethylenetherglykol mit niedrigem Molekulargewicht, 1,3-Bis(2-hydroxyethoxy)benzol, 1,3-Bis-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]benzol, 1,3-Bis-{2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy}benzol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, Resorcin-di-(beta-hydroxyethyl)ether, Hydrochinon-di-(beta-hydroxyethyl)ether und Gemische davon. Bevorzugte Härtungsmittel mit endständigen Hydroxygruppen umfassen 1,3-Bis(2-hydroxyethoxy)benzol, 1 ,3-Bis-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]benzol, 1,3-Bis-{2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]ethoxy}benzol, 1,4-Butandiol und Gemische davon. Die Härtungsmittel mit endständigen Hydroxygruppen und die Diamin-Härtungsmittel können eine oder mehrere gesättigte, ungesättigte, aromatische und cyclische Gruppe(n) aufweisen. Zusätzlich können die Härtungsmittel mit endständigen Hydroxygruppen und die Diamin-Härtungsmittel eine oder mehrere Halogengruppe(n) aufweisen.
  • Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in den folgenden Beispielen detailliert beschrieben.
  • Vergleichsbeispiele C1 bis C3 und Beispiel 1
  • Herstellung einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung
  • Die chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen, die in den Vergleichspolierbeispielen PC1 bis PC3 und dem Polierbeispiel P1 verwendet worden sind (nämlich die chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen C1 bis C3 bzw. 1) 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 End-pH-Wert mit Kaliumhydroxid hergestellt. Tabelle 1
    Bestandteil C1 C2 C3 1
    Benzotriazol 0,03 Gew.-% 0,03 Gew.-% 0,03 Gew.-% 0,03 Gew.-%
    Zitronensäure 0,304 Gew.-% 0,304 Gew.-% 0,304 Gew.-% 0,304 Gew.-%
    Ammoniumchlorid 0,02 Gew.-% 0,02 Gew.-% 0,02 Gew.-% 0,02 Gew.-%
    Kordek™ MLX* 0,005 Gew.-% 0,005 Gew.-% 0,005 Gew.-% 0,005 Gew.-%
    Phosphorsäure 0,08615 Gew.-% 0,08615 Gew.-% 0,08615 Gew.-% 0,08615 Gew.-%
    Kaliumhydroxid 0,3797 Gew.-% 0,3797 Gew.-% 0,3797 Gew.-% 0,3797 Gew.-%
    SchleifmittelT 25,0 Gew.-% 25,0 Gew.-% 25,0 Gew.-% 25,0 Gew.-%
    Polyvinylmethvlether - 0,01 Gew.-% 0,01 Gew.-% 0,01 Gew.-%
    Hydrotropikum¥ - - - 0,5 Gew.-%
    Grenzflächenaktives MittelOE - 0,8 Gew.-% - -
    pH-Wert 10,4 10,4 10,4 10,4
    • *Kordek™ MLX ist ein Gemisch von 9,5 bis 9,9 % Methyl-4-Isothiazolin-3-on, 89,1 bis 89,5 % Wasser und ≤ 1,0 % entsprechendem Reaktionsprodukt, das von Rohm and Haas Company erhältlich ist.
    • T Klebosol™ 1501-50 Aufschlämmung, die von AZ Electronic Materials hergestellt wird, erhältlich von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.
    • ¥ H3C-(CH2)7-SO3Na.
    • OE Cetyltrimethylammoniumbromid.
  • Vergleichsbeispiele PC1 bis PC3 und Beispiel P1
  • Chemisch-mechanische Polierexperimente
  • Entfernungsgeschwindigkeits-Poliertests mit unstrukturierten Coral®-Wafern wurden unter Verwendung der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen durchgeführt, die gemäß den Vergleichsbeispielen C1 bis C3 und Beispiel 1 hergestellt worden sind. Insbesondere wurde eine Mehrzahl von Dummy-Wafern bereitgestellt, wobei unstrukturierte Coral®-Wafer als 10., 25., 50., 75., 100., usw., Wafer untergemischt wurden. Diese Wafer wurden dann aufeinander folgend poliert und die Coral®-Entfernungsgeschwindigkeiten wurden für jede der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzungen C1 bis C3, wie sie in der Tabelle 1 angegeben sind, gemessen. Ein Applied Materials, Inc. Reflexion 300 mm Poliergerät, das mit einem ISRM-Detektorsystem ausgestattet war, wurde unter Verwendung eines VisionPad™ 3100-Polyurethanpolierkissens mit einer 1010 + A24-Rillenstruktur (von Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc. erhältlich) bei Andruckkraftbedingungen von 10,3 kPa (1,5 psi), einer Polierlösungsflussrate von 350 cm3/min, einer Plattendrehzahl von 93 U/min und einer Trägerdrehzahl von 87 U/min verwendet. Ein Diagrid® AD3BS-211250-3FN-Diamantkissenkonditionierer (von Kinik Company erhältlich) wurde zur Konditionierung des Polierkissens zwischen Wafern verwendet. Die Coral®-Entfernungsgeschwindigkeiten wurden unter Verwendung eines KLA Tencor ASET F5X-Messwerkzeugs bestimmt. Die Ergebnisse der Entfernungsgeschwindigkeitsexperimente für aufeinander folgend nummerierte Wafer sind in der Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
    Aufschlämmungs-zu sammensetzunn Coral®-Entfernungsgeschwindigkeit (A/min) für aufeinander folgende Wafer #
    10 25 50 75 100 110 125 150 175 200
    C1 3212 3166 3194 3197 3236 - - -- -- --
    C2 2631 2619 2409 2397 2429 - - -- -- --
    C3 1502 888 702 650 535 - - -- -- --
    1 1197 504 479 491 - 849 878 796 825 813

Claims (10)

  1. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung, die im Wesentlichen aus: Wasser, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol (BTA), Mercaptobenzotriazol (MBT), Tolyltriazol (TTA), Imidazol und Kombinationen davon, ausgewählt ist, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Weinsäure und Glukonsäure, ausgewählt ist, 0 bis 1,0 Gew.-% eines Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid und Ammoniumfluorid, ausgewählt ist, 0,01 bis 1 Gew.-% eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,05 bis 1,0 Gew.-% eines Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten, Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten, C5-10-Alkansulfonat und Salzen davon ausgewählt ist, 0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0 bis 5,0 Gew.-% eines Oxidationsmittels, 0,005 bis 1,0 Gew.-% eines Polyvinylalkylethers, 0 bis 0,01 Gew.-% eines Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, und einem pH-Einstellmittel, wobei das pH-Einstellmittel aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid, ausgewählt ist, als ursprüngliche Komponenten besteht, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für einen Polier-pH-Wert von 8 bis 12 gestaltet ist und wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung für die Produktion eine stabile Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit aufweist.
  2. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das kolloidale Siliziumdioxid-Schleifmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm aufweist, und wobei das Oxidationsmittel aus Wasserstoffperoxid (H2O2), Monopersulfaten, lodaten, Magnesiumperphthalat, Peressigsäure und anderen Persäuren, Persulfaten, Bromaten, Periodaten, Nitraten, Eisensalzen, Cersalzen, Mn(III)-, Mn(IV)- und Mn(VI)-Salzen, Silbersalzen, Kupfersalzen, Chromsalzen, Kobaltsalzen, Halogenen, Hypochloriten und einem Gemisch davon ausgewählt ist.
  3. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung 0,01 bis 1,0 Gew.-% des Ammoniumhalogenids und 0,0001 bis 0,01 Gew.-% des Biozids als eine ursprüngliche Komponente umfasst.
  4. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung Wasser, 0,02 bis 0,04 Gew.-% des Azol-Hemmstoffs, 0,1 bis 0,4 Gew.-% des Komplexierungsmittels, 0,1 bis 0,3 Gew.-% des Ammoniumhalogenids, 0,05 bis 0,1 Gew.-% des Phosphor-enthaltenden Mittels, 0,3 bis 0,8 Gew.-% des Hydrotropikums, 20 bis 30 Gew.-% des kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0,1 bis 0,5 Gew.-% des Oxidationsmittels, 0,008 bis 0,03 Gew.-% des Polyvinylalkylethers und 0,001 bis 0,009 Gew.-% des Biozids als ursprüngliche Komponenten umfasst.
  5. Chemisch-mechanische Polierzusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung Wasser, 0,02 bis 0,04 Gew.-% des Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff Benzotriazol ist, 0,1 bis 0,4 Gew.-% des Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel Zitronensäure ist, 0,1 bis 0,3 Gew.-% des Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid Ammoniumchlorid ist, 0,05 bis 0,1 Gew.-% des Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,3 bis 0,8 Gew.-% des Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum die folgende Formel hat: H3C-(CH2)7-SO3Na, 20 bis 30 Gew.-% des kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, wobei das kolloidale Siliziumdioxid eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm aufweist, 0,1 bis 0,5 Gew.-% des Oxidationsmittels, wobei das Oxidationsmittel H2O2 ist, 0,008 bis 0,03 Gew.-% des Polyvinylalkylethers und 0,001 bis 0,009 Gew.-% des Biozids als ursprüngliche Komponenten umfasst.
  6. Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren einer Mehrzahl von Substraten, umfassend: Bereitstellen von mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstraten mit einer Oberfläche, die poliert werden soll, wobei die Oberfläche, die poliert werden soll, ein Low-k-Dielektrikummaterial umfasst, Bereitstellen eines chemisch-mechanischen Polierkissens, wobei das chemisch-mechanische Polierkissen ein Polyurethan umfasst, Bereitstellen einer chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung im Wesentlichen aus: Wasser, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff aus der Gruppe, bestehend aus Benzotriazol (BTA), Mercaptobenzotriazol (MBT), Tolyltriazol (TTA), Imidazol und Kombinationen davon, ausgewählt ist, 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Zitronensäure, Milchsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Malonsäure, Oxalsäure, Weinsäure und Glukonsäure, ausgewählt ist, 0 bis 1,0 Gew.-% eines Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid aus der Gruppe, bestehend aus Ammoniumchlorid, Ammoniumbromid und Ammoniumfluorid, ausgewählt ist, 0,01 bis 1 Gew.-% eines Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,05 bis 1,0 Gew.-% eines Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum aus der Gruppe, bestehend aus Benzolsulfonat, C1-4-Alkylbenzolsulfonaten, Di-C1-4-alkylbenzolsulfonaten, C5-10-Alkansulfonat und Salzen davon ausgewählt ist, 0,1 bis 40 Gew.-% eines kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0 bis 5,0 Gew.-% eines Oxidationsmittels, 0,005 bis 1,0 Gew.-% eines Polyvinylalkylethers, 0 bis 0,01 Gew.-% eines Biozids, wobei das Biozid ein Thiazolinderivat ist, und einem pH-Einstellmittel, wobei das pH-Einstellmittel aus der Gruppe, bestehend aus Salpetersäure, Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure, Ammoniumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid, ausgewählt ist, als ursprüngliche Komponenten besteht, wobei die chemisch-mechanische Polierzusammensetzung einen pH-Wert von 8 bis 12 aufweist, anschließend Erzeugen eines dynamischen Kontakts an einer Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate und Abgeben der chemisch-mechanischen Polierzusammensetzung auf das chemisch-mechanische Polierkissen an oder in der Nähe der Grenzfläche zwischen dem chemisch-mechanischen Polierkissen und jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zum Erleichtern des Polierens der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung von mindestens 150 polierten Wafern, wobei mindestens ein Teil des Low-k-Dielektrikummaterials von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, wobei die Geschwindigkeit, mit der das Low-k-Dielektrikummaterial von der Oberfläche, die poliert werden soll, von jedem der mindestens 150 separaten Halbleiterwafersubstrate zur Bereitstellung der mindestens 150 polierten Wafer entfernt wird, eine Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für jeden der mindestens 150 polierten Wafer festlegt, wobei die Größe der Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten für die mindestens 150 polierten Wafer zu Beginn von einem ersten polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern zu jedem nachfolgenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern bis zu einem polierten Übergangspunkt-Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, für den die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit höher ist als die dazugehörige Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeit für einen unmittelbar vorhergehenden polierten Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern, abnimmt, wobei der polierte Übergangspunkt-Wafer poliert wird, bevor ein 100. polierter Wafer von den mindestens 150 polierten Wafern poliert wird, und I wobei die Low-k-Dielektrikummaterial-Entfernungsgeschwindigkeiten der mindestens 150 polierten Wafer nach dem Polieren der Oberfläche, die poliert werden soll, eines 110. polierten Wafers von den mindestens 150 polierten Wafern stabil bleiben.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das kolloidale Siliziumdioxid-Schleifmittel eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm aufweist, und wobei das Oxidationsmittel aus Wasserstoffperoxid (H2O2), Monopersulfaten, lodaten, Magnesiumperphthalat, Peressigsäure und anderen Persäuren, Persulfaten, Bromaten, Periodaten, Nitraten, Eisensalzen, Cersalzen, Mn(III)-, Mn(IV)- und Mn(VI)-Salzen, Silbersalzen, Kupfersalzen, Chromsalzen, Kobaltsalzen, Halogenen, Hypochloriten und einem Gemisch davon ausgewählt ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die bereitgestellte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung 0,01 bis 1,0 Gew.-% des Ammoniumhalogenids und 0,0001 bis 0,01 Gew.-% des Biozids als eine ursprüngliche Komponente umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die bereitgestellte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung Wasser, 0,02 bis 0,04 Gew.-% des Azol-Hemmstoffs, 0,1 bis 0,4 Gew.-% des Komplexierungsmittels, 0,1 bis 0,3 Gew.-% des Ammoniumhalogenids, 0,05 bis 0,1 Gew.-% des Phosphor-enthaltenden Mittels, 0,3 bis 0,8 Gew.-% des Hydrotropikums, 20 bis 30 Gew.-% des kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, 0,1 bis 0,5 Gew.-% des Oxidationsmittels, 0,008 bis 0,03 Gew.-% des Polyvinylalkylethers und 0,001 bis 0,009 Gew.-% des Biozids als ursprüngliche Komponenten umfasst.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die bereitgestellte chemisch-mechanische Polierzusammensetzung Wasser, 0,02 bis 0,04 Gew.-% des Azol-Hemmstoffs, wobei der Azol-Hemmstoff Benzotriazol ist, 0,1 bis 0,4 Gew.-% des Komplexierungsmittels, wobei das Komplexierungsmittel Zitronensäure ist, 0,1 bis 0,3 Gew.-% des Ammoniumhalogenids, wobei das Ammoniumhalogenid Ammoniumchlorid ist, 0,05 bis 0,1 Gew.-% des Phosphor-enthaltenden Mittels, wobei das Phosphor-enthaltende Mittel Phosphorsäure ist, 0,3 bis 0,8 Gew.-% des Hydrotropikums, wobei das Hydrotropikum die folgende Formel hat: H3C-(CH2)7-SO3Na, 20 bis 30 Gew.-% des kolloidalen Siliziumdioxid-Schleifmittels, wobei das kolloidale Siliziumdioxid eine durchschnittliche Teilchengröße von ≤ 100 nm aufweist, 0,1 bis 0,5 Gew.-% des Oxidationsmittels, wobei das Oxidationsmittel H2O2 ist, 0,008 bis 0,03 Gew.-% des Polyvinylalkylethers und 0,001 bis 0,009 Gew.-% des Biozids als ursprüngliche Komponenten umfasst.
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