TW201927993A - 用於多晶矽拋光之低凹陷二氧化矽顆粒之水性組合物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種水性化學機械平面化(chemical mechanical planarization;CMP)拋光組合物,其包括以下各者之混合物:(a)一種或多種烷氧基化二胺,其數均分子量(Mn)為1,000至20,000或較佳地1000至15000並且具有各自含有5至100個烷氧基重複單元之四個(聚)烷氧基醚基;(b)以所述組合物之總重計,0.01 wt.%至2 wt.%或較佳地0.1 wt.%至1.5 wt.%呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之一種或多種水性分散體,如藉由動態光散射(dynamic light scattering;DLS)所測定,所述一種或多種粒水性分散體之二次粒徑為20 nm至60 nm;以及(c)氨或胺鹼,其中所述組合物之pH值在9至11之範圍內。所述組合物基本上不含金屬,如在拋光時可能損壞基板之鹼或鹼土金屬。
Description
本發明係關於用於以高移除速率對多晶矽進行拋光之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其包括以下各者之混合物:一種或多種烷氧基化二胺,諸如選自胺或銨烷氧基化物之乙氧基化二胺、丙氧基化二胺;以及至少一種膠體二氧化矽分散體,其含有伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒,組合物之pH值在9至11之範圍內。
在製造積體電路和其他電子裝置時,多層導電、半導電和介電材料沈積在半導體晶圓之表面上或自半導體晶圓之表面移除。導電、半導電和介電材料薄層可藉由多種沈積技術沈積,諸如亦稱為濺射之物理氣相沈積(PVD)、化學氣相沈積(CVD)或電漿增強之化學氣相沈積(PECVD)。當材料層順序地沈積及移除時,晶圓之最上表面變為非平面且在其他層可沈積在其上之前必須進行拋光以產生平坦表面。更具體而言,需要將晶圓平面化,且平面化必須在底層停止層停止而不造成任何不期望之形貌,諸如凹陷(dishing)。可使用化學機械平面化或化學機械拋光(CMP)來使半導體晶圓平面化。在習知CMP中,晶圓安裝在載體組件上且被定位成與CMP設備中之拋光墊相接觸。載體組件向晶圓提供可控制之壓力,從而迫使晶圓抵靠拋光墊。藉由外部驅動力使墊相對於晶圓移動(例如,旋轉)。與此同時,在晶圓與拋光墊之間設置拋光組合物(「漿料」)或其他拋光溶液。因此,藉由墊表面與漿料之化學和機械作用將晶圓表面拋光及平面化。
最近,電子裝置設計要求在CMP時相比於二氧化矽或氮化矽停止層而言為多晶矽提供更多選擇度之拋光組合物,亦即,相比於二氧化矽和/或氮化矽之移除速率而言更高之多晶矽移除速率。舉例而言,此類裝置包含高級的低於65 nm(sub-65 nm)之集成多級單元和3D-NAND閃存裝置,其中多晶矽層沈積在用作浮柵之晶圓之表面的有源區上。浮柵係儲存及恢復電荷之額外控制層。習知漿料並不在氧化物或氮化物停止膜上提供有效停止;進一步地,相同之漿料造成溝槽區域或凹陷中之多晶矽有顯著損失。可接受之多晶矽:氧化物或氮化物移除速率選擇度對於防止損壞下層多晶矽有源區域且提供用於確保所有圖案密度均清除多晶矽之過度拋光裕度而言為必需的。
Matsushita等人之美國專利公開案第2010/0294983A1號揭示一種用於在不發泡之情況下對基板進行拋光之化學機械拋光組合物,且所述化學機械拋光組合物包括水基液體載體、諸如膠體二氧化矽之磨料、水溶性聚合物以及具有兩個氮以及含有氧乙烯基或氧丙烯基之至少一個嵌段聚醚結構之亞烷基二胺。組合物在磨料濃度為2 wt.%或更小時並未展現出適於對沈積在下層溝槽之上之多晶矽膜進行拋光的可接受之多晶矽:氧化物或氮化物選擇度。
本發明人致力於解決以下問題:提供實現可接受之多晶矽:氧化物或氮化物選擇度以用於閃存或3D-NAND應用之水性二氧化矽漿料以及用於使用所述漿料之方法。
1.根據本發明,一種水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其包括以下各者之混合物:(a)一種或多種烷氧基化二胺,其數均分子量(Mn)為1,000至20,000、或較佳地1000至15000、或更佳地1,500至12,000且具有各自含有5個至100個或較佳地10個至40個烷氧基重複單元之四個(聚)烷氧基醚基;(b)以所述組合物之總重計,0.01 wt.%至2 wt.%、或較佳地0.1 wt.%至1.5 wt.%呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之一種或多種水性分散體,如藉由動態光散射(DLS)所測定,所述一種或多種水性分散體之二次粒徑為10 nm至80 nm或較佳地20 nm至60 nm;以及(c)氨或胺鹼,其中所述組合物之pH值在9至11、或較佳地10至11、或更佳地10至10.45之範圍內。
2.如上文項目1所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括四個(聚)C1
至C4
烷氧基醚基。
3.如上文項目1或2中任一項目所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括四烷氧基化C2
至C12
二胺或較佳地四烷氧基化C2
至C6
二胺。
4.如上文項目1、2或3中任一項目所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括乙氧基化二胺、丙氧基化二胺或乙氧基化且丙氧基化之二胺。
5.如項目3所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括乙二胺四(乙氧基化物-嵌段-丙氧基化物)四醇。
5.如上文項目1、2、3或4中任一項目所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中以所述組合物之總重計,呈固體之所述(a)一種或多種烷氧基化二胺之量在1 ppm至200 ppm、或較佳地3 ppm至50 ppm、或更佳地3.5 ppm至40 ppm之範圍內。
6.如上文項目1、2、3、4或5中任一項目所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(b)一種或多種膠體二氧化矽顆粒水性分散體包括至少50 wt.%呈固體、或較佳地80 wt.%或更多呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒。
7.如以上項目6所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中除了所述伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之外,所述(b)一種或多種膠體二氧化矽顆粒水性分散體包括球狀膠體二氧化矽顆粒。
8.如以上項目1、2、3、4、5、6或7中任一項目所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(c)氨或胺鹼選自氨、氫氧化烷基銨、C1
至C10
烷基胺、烷氧基烷基胺、氫氧化烷氧基烷基銨、C6
至C10
芳基胺或氫氧化C6
至C10
芳基銨,較佳地氨。
9.如以上項目1、2、3、4、5、6、7或8中任一項目所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述組合物基本上不含金屬,諸如鹼或鹼土金屬。
10.根據本發明之不同態樣,一種製備如上文項目1至9中任一項目所述之水性CMP拋光組合物之方法,其包括:將(b)伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之一種或多種水性分散體或較佳地其混合物與高達50 wt.%呈固體或較佳地高達20 wt.%呈固體之膠體二氧化矽顆粒諸如球狀顆粒組合;包含所述(a)一種或多種烷氧基化二胺;以及然後,利用(c)氨或胺鹼將所得水性組合物之pH值調整為9至11或較佳地10至11以製備所述水性CMP拋光組合物。
11.如上文項目10所述之製備水性CMP拋光組合物之方法,其進一步包括:將所述水性CMP拋光組合物稀釋至以所述組合物之總重計,呈固體形式,二氧化矽總含量為0.1 wt.%至2 wt.%、或較佳地0.1 wt.%至1.5 wt.%。
除非另外指出,否則溫度和壓力條件為環境溫度和標準壓力。所列舉之所有範圍均具有包含性和組合性。
除非另外指出,否則含有括號之任何術語均可替代地指代無括號存在時之整個術語和無括號之術語以及各個替代方案之組合。因此,術語「(聚)烷氧基」指代烷氧基,諸如乙氧基、聚烷氧基醚或其混合物。
所有範圍均具有包含性和組合性。例如,術語「範圍為50 cPs至3000 cPs或100 cPs或更大」可包含50 cPs至100 cPs、50 cPs至3000 cPs以及100 cPs至3000 cPs中之每一者。
如本文所使用,術語「ASTM」指代賓夕法尼亞州西康舍霍肯國際ASTM(ASTM International, West Conshohocken, PA)之出版物。
如本文所使用,術語「膠體穩定的」意謂,給定組合物未膠化或沈澱且在給定時間和給定溫度之後進行可視檢驗時仍為澄清的。
如本文所使用,術語「硬鹼」指代金屬氫氧化物,包含鹼(鹼土)金屬氫氧化物,諸如NaOH、KOH或Ca(OH)2
。
如本文所使用,「ISO」指代瑞士日內瓦國際標準化組織(the International Organization for Standardization, Geneva, CH)之出版物。
如本文所使用,術語「未實質性移除」意謂,對於氮化矽而言,表述為材料之移除厚度之材料移除量為200Å或更少、或較佳地150Å或更少,且對於溝槽特徵中之氧化矽或電介質而言,表述為材料之移除厚度之材料移除量為250Å或更少、或較佳地215Å或更少。
如本文所使用,術語「粒徑(CPS)」意謂如藉由CPS儀器公司(CPS Instruments)(荷蘭)之盤式離心系統測定之組合物之重量平均粒徑。將顆粒按大小使用離心力在溶劑中分離且使用光散射量化。
如本文所使用,術語「二次粒徑」意謂如藉由水性二氧化矽分散體之動態光散射(DLS)測定之二次粒徑,在所述水性二氧化矽分散體中,二次顆粒並非附聚物或組合顆粒,但代表各個伸長、彎曲或結節狀顆粒。
如本文所使用,術語「二氧化矽顆粒固體」或「二氧化矽固體」意謂對於給定組合物而言帶正電二氧化矽顆粒之總量加上帶負電二氧化矽顆粒之總量加上任何其他二氧化矽顆粒之總量,包含處理彼等顆粒中之任何顆粒之任何事物。
如本文所使用,術語「固體」意謂無論其物理狀態如何,在使用條件下均不揮發之除了水或氨之外的任何材料。因此,在使用條件下不揮發之液體矽烷或添加劑被視為「固體」。
如本文所使用,術語「基本上不含金屬」意謂,總組合物含有少於30 ppm或較佳地少於10 ppm之任何給定金屬。
如本文所使用,術語「使用條件」意謂使用給定組合物之溫度和壓力,包含溫度和壓力在使用期間之增加。
如本文所使用,術語「重量分數二氧化矽」意謂以組合物總重/100%計之二氧化矽總wt.%。因此,30 wt.%二氧化矽相當於0.3之重量分數。
如本文所使用,「wt.%」代表重量百分比。
本發明人已經發現,含有在二胺上具有四個烷氧基鏈之烷氧基化二胺之水性伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒的鹼性漿料同時提供氧化矽和氮化矽(SiN)之低移除速率(RR),同時允許多晶矽和抑制之凹陷的高移除速率。另外,根據本發明之水性漿料組合物以15 wt.%之固體含量在幾天內對可視沈澱或沈降穩定。相比之下,用於抑制多晶矽移除速率之先前已知之添加劑一直為陰離子界面活性劑,所述陰離子界面活性劑不與包括陽離子磨料之漿料或低pH漿料相容,其中任何材料均低於其等電點且因此帶正電或負電。為了同時抑制氮化矽和二氧化矽移除速率,諸如聚丙二醇或胺基矽烷和聚丙烯酸之已知添加劑在膠體穩定性和凝膠性方面彼此不相容,或已知添加劑在組合時在拋光效能方面彼此矛盾。根據本發明,烷氧基化二胺在未顯著降低多晶矽移除速率之情況下減少凹陷。
根據本發明,適合之膠體二氧化矽組合物可包括藉由習知溶膠凝膠聚合或藉由水玻璃之懸浮聚合製成之二氧化矽分散體。此類二氧化矽分散體可採取任何形式,諸如球狀二氧化矽顆粒或伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒。
較佳地,本發明之二氧化矽組合物包括球狀膠體二氧化矽顆粒之分散體和伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之分散體的混合物。
較佳地,球狀膠體二氧化矽顆粒之分散體和伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之分散體中的至少一種或兩種在二氧化矽顆粒內含有陽離子氮原子。更佳地,本發明之膠體二氧化矽顆粒組合物可為含有陽離子氮原子基團之伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒分散體與球狀膠體二氧化矽顆粒分散體之混合物。
伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之適合的分散體係藉由水解縮合由諸如四乙氧基矽烷(TEOS)或四甲氧基矽烷(TMOS)之習知前驅體以已知方式形成之矽烷醇,經由懸浮聚合製成。用於製備伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之方法為已知的且可見於例如Higuchi等人之美國專利號8,529,787。水解縮合包括使前驅體在鹼性催化劑存在之情況下在水性懸浮液中反應,所述鹼性催化劑諸如氫氧化烷基銨、烷基胺、諸如乙氧基丙胺(EOPA)之烷氧基烷基胺、或KOH,較佳地四甲基氫氧化銨;水解縮合過程可將一個或多個陽離子氮原子在內部合併至伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒中。較佳地,伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒在pH為4或更低時為陽離子的。
可用於根據本發明之膠體二氧化矽分散體之混合物的球狀水性膠體二氧化矽分散體亦可藉由在鹼性催化劑存在之情況下水解縮合諸如四乙氧基矽烷(TEOS)或四甲氧基矽烷(TMOS)之習知前驅體來形成,所述鹼性催化劑諸如氫氧化烷基銨、烷基胺、諸如乙氧基丙胺(EOPA)之烷氧基烷基胺、或KOH,較佳地四甲基氫氧化銨;水解縮合過程可將一個或多個陽離子氮原子或其他陽離子物種合併至二氧化矽顆粒中。相比於伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒,球狀膠體二氧化矽以不那麼複雜之方法形成,其中pH緩慢升高以形成二氧化矽顆粒。
較佳地,二氧化矽顆粒之分散體,亦即伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之分散體中之至少一個陽離子氮原子來自鹼性催化劑,諸如氫氧化烷基銨、烷基胺、烷氧基烷基胺、氫氧化烷氧基烷基銨、芳基胺或氫氧化芳基銨。此類膠體二氧化矽顆粒組合物具有內部陽離子氮原子。
彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之適合的分散體可自日本大阪扶桑化學工業株式會社(Fuso Chemical Co., Ltd., Osaka, JP)(扶桑(Fuso))按以下商品名稱獲得:HL-2、HL-3、HL-4、PL-2、PL-3、PL-3C或BS-2和BS-3漿料。來自扶桑之HL和BS系列顆粒含有在pH為4時賦予陽離子電荷之一個或多個氮原子。氫氧化烷基銨、烷基胺、烷氧基烷基胺或氫氧化烷氧基烷基銨基團中含有此類氮原子。
不含內部氮之適合的彎曲或結節狀二氧化矽顆粒分散體包含例如KlebosolTM
1630漿料(陶氏化學公司,米德蘭,密歇根州(Dow Chemical Co., Midland, MI))。本發明之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物中之二氧化矽顆粒分散體的z平均粒徑(CPS)可在10 nm至250 nm或較佳地12 nm至150 nm之範圍內。
根據本發明之組合物,伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒係在無金屬反應物之情況下形成且提供了期望之基本上不含金屬之組合物以防止形成帶電顆粒之金屬穿透任何基板。
根據本發明,適合之添加劑可包含例如非離子乙氧基化/丙氧基化界面活性劑和聚合物。
根據本發明之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物可用於以高移除速率、甚至利用少於2 wt.%之磨料來對含有基板之多晶矽進行拋光。
根據本發明之CMP拋光包括習知CMP拋光法。CMP拋光包括:提供具有台板或工作台(table)之CMP拋光設備;提供待拋光基板,諸如沈積在諸如二氧化矽或氮化矽之電介質之停止層上或較佳地其上沈積有氮化矽層和氧化矽層之多晶矽基板;提供具有拋光表面之CMP拋光墊,諸如聚氨酯泡沫墊;將CMP拋光墊安裝到台板或工作台上;在CMP拋光墊之拋光表面與基板之間的界面處提供本發明之水性CMP拋光組合物;以及使CMP拋光墊表面與基板之間產生動態接觸,直至多晶矽層被暴露但未實質性移除,較佳地從而使得仍處於任何低窪區域或溝槽中之多晶矽與任何氧化矽和/或任何氮化矽之邊緣大致上齊平。
根據本發明之方法,所述方法包括CMP拋光,在所述CMP拋光中,可藉由旋轉基板、旋轉具有拋光層之CMP拋光墊或旋轉兩者使CMP拋光墊表面與基板之間產生動態接觸。
根據本發明之方法,所述方法包括:利用CMP拋光墊進行CMP拋光且分別或同時利用調節墊來調節CMP拋光墊之拋光表面,使得其具有表面微觀構造。
根據本發明,基板包括多晶矽以及二氧化矽或原矽酸四乙酯(TEOS)且較佳地亦包括諸如SiN或Si3
N4
之氮化矽或其混合物,且拋光導致多晶矽:氧化物或氮化物移除速率比為至少40:1,例如50:1至200:1或較佳地50:1至100:1。多晶矽:氧化物移除速率比和多晶矽:氮化物移除速率比可調諧,諸如藉由包含所述(a)一種或多種烷氧基化二胺以及氨或胺鹼中之多種來增加。
令人期望的係,在用本發明之CMP拋光組合物進行3D-NAND或閃存處理時實施本發明之CMP拋光,較佳地從而使得多晶矽被充分平面化且二氧化矽或氮化矽或兩者未實質性移除,而不使溝槽或任何其他低窪區域內之多晶矽過度腐蝕或凹陷。
實例:以下實例展示了本發明之各個特徵。
在以下實例中,除非另外指出,否則溫度和壓力條件為環境溫度和標準壓力。
以下材料用於以下實例中:
漿料A:伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之膠體分散體(PL-3顆粒(使用DLS法,二次粒徑或非附聚粒徑為約60 nm至80 nm),具有陽離子氮、由以20 wt.%固體組合物獲得之烷氧基烷基胺催化劑製成,日本大阪扶桑化學工業株式會社);
漿料B:伸長、彎曲或結節狀二氧化矽顆粒之膠體分散體(PL-2顆粒(使用DLS法,二次粒徑為約40 nm至60 nm),具有陽離子氮、由以20 wt.%固體組合物獲得之烷氧基烷基胺催化劑製成,日本大阪扶桑化學工業株式會社);
烷氧基化二胺1:TetronicTM
90R4乙二胺四(乙氧基化物-嵌段-丙氧基化物)四醇,其中乙氧基化物鏈平均具有19個乙氧基單元且丙氧基化物鏈平均具有16個丙氧基單元(巴斯夫股份公司,路德維希港,德國(BASF, Ludwigshafen, DE));
以下縮寫用於以下實例中:
RR:移除速率;PD:圖案密度(非溝槽區域之表面區域之%)。
下表A中列出了實例中使用之各種二氧化矽顆粒。使用所指示滴定劑將下表A中之二氧化矽漿料組合物調整至所指示pH值。 表A:二氧化矽漿料組合物
* -表示對比實例。
以下試驗方法用於以下實例:
POU時pH值:使用時pH值(POU(point of use)時pH值)係在將所指示組合物用水稀釋至所示固體含量之後在移除速率測試期間量測之pH值。
移除速率和階高(Step Height):對200 mm無圖案(多晶矽和TEOS)和帶圖案晶圓進行之拋光實驗:以對應之93 rpm和87 rpm之工作台和載體迴轉速率以及207 hPa(3 psi)之向下力且利用200 ml/min給定流速下之所示磨料漿料、使用EPO222TM
拋光機(荏原,東京日本(Ebara, Tokyo, Japan))對基板(PolySi MIT864,多晶矽/二氧化矽/矽結構)進行拋光。VP5000TM
聚氨酯CMP拋光墊之直徑為74 cm(29.1''),且厚度為2 mm(80 mil),其具有10sl-P凹槽圖案(類似於1010凹槽圖案)及SP2310子墊(比重為約0.965,邵氏D級硬度為約65,羅門哈斯電子材料CMP控股公司,紐瓦克,特拉華州(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Holdings, Newark, DE))。分別以17/20 rpm之工作台和敷料固持器迴轉速率以持續20秒之150 N向下力非原位使用EP1AG-150730-NC菱形墊調節器(中砂公司,臺灣(Kinik Company, Taiwan))來調節拋光墊。使用持續20分鐘之6.35 kg(14.0 lb)向下力利用墊調節器將CMP拋光墊插入,且然後在拋光之前使用持續10分鐘之4.1 kg(9 lb)向下力進行進一步調節。在拋光期間並未原位調節CMP拋光墊。帶圖案晶圓由具有25個方形片段之晶粒組成,其中一些方形片段之圖案密度按10%之倍數在0%至100%之範圍內;且其他方形片段之長標尺節距在1微米至1000微米(1 mm)之範圍內。圖案基板上之多晶矽厚度為6000 Å且階高為約1800 Å至2000 Å。使用KLA-Tencor F5X計量工具(科磊公司,苗必達,加利福尼亞州(KLA Tencor, Milpitas, CA))來量測拋光之前和之後無圖案晶圓和帶圖案晶圓之膜厚度。使用等式(RR = 拋光期間移除之厚度(Å) × 60/拋光時間(秒))來計算無圖案晶圓上之移除速率。選擇度為多晶矽之RR與TEOS膜之RR的RR比值。使用等式(SH = 非溝槽區域中之(氧化物+多晶矽)厚度 - 溝槽區域之(氧化物+多晶矽)厚度)來計算階高(SH)。結果在上表A以及下表B、C和D中給出。 表B:使用各種漿料組合物時針對30% PD特徵之階高(SH)變化
* -表示對比實例。
如上表B以及下表C和D所示,本發明實例1-2之組合物在拋光結束時示出了最低階高,從而證明了較高之多晶矽移除速率和減少之多晶矽凹陷。對比實例1-1展現出凹陷,其中階高最初在表面平面化時減小且然後在下層停止層被暴露且多晶矽移除在基板之溝槽中繼續時增大。在實例1-5中,使用非較佳鹼導致對凹陷之控制減少。下表C和D中之結果更具有圖案密集性,由此更難以避免凹陷且非較佳鹼導致了減少之凹陷控制。 表C:使用各種漿料組合物時針對50% PD特徵之階高(SH)變化
* -表示對比實例。
即便在3.75 ppm時亦含有烷氧基化二胺和氨之本發明調配物給出了提高之凹陷控制。
表D:使用各種漿料組合物時針對70% PD特徵之階高(SH)變化
* -表示對比實例。
利用下表E所指示之漿料,如上進行另外之拋光。執行階高分析且在下表F中示出。 表E:具有增加之烷氧基化二胺濃度及無圖案晶圓拋光效能之漿料組合物
如下表F所示,烷氧基化二胺濃度增加至15 ppm減小了最終階高。如上表E所示,增加烷氧基化二胺濃度減小了多晶矽:氧化物選擇度。 表F:使用各種漿料組合物時針對50% PD特徵之階高變化
如下表G所示,增加拋光組合物之固體濃度減小了其多晶矽相比於氧化物移除速率選擇度。較佳地,此類選擇度為>50。因此,本發明之組合物在使用時具有低固體含量,此可在使用時藉由稀釋實現。 表G:固體%對RR和選擇度之影響
如下表H所示,減小本發明之組合物中之氨濃度使pH值減小且可減小多晶矽RR但增大其選擇度。 表H. 氨濃度對RR和選擇度之影響
如下表I所示,具有較小粒徑之漿料B可減小多晶矽RR但增大其選擇度。 表I. 粒徑對RR和選擇度之影響
Claims (10)
- 一種水性化學機械平面化(chemical mechanical planarization;CMP)拋光組合物,其包括以下各者之混合物:(a)一種或多種烷氧基化二胺,其數均分子量(Mn)為1,000至20,000且具有各自含有5個至100個烷氧基重複單元之四個(聚)烷氧基醚基;(b)以所述組合物之總重計,0.01 wt.%至2 wt.%呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之一種或多種水性分散體;以及(c)氨或胺鹼,其中所述組合物之pH值在9至11之範圍內。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括四個(聚)C1 至C4 烷氧基醚基。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括四烷氧基化C2 至C12 二胺。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括乙氧基化二胺、丙氧基化二胺或乙氧基化且丙氧基化之二胺。
- 如申請專利範圍第4項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(a)一種或多種烷氧基化二胺包括乙二胺四(乙氧基化物-嵌段-丙氧基化物)四醇。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中以所述組合物之總重計,呈固體之所述(a)一種或多種烷氧基化二胺之量在1 ppm至200 ppm範圍內。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其包括(b)以所述組合物之總重計,0.01 wt.%至2 wt.%呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之一種或多種水性分散體,如藉由動態光散射(dynamic light scattering;DLS)所測定,所述一種或多種水性分散體之二次粒徑為20 nm至60 nm。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其包括(b)以所述組合物之總重計,0.1 wt.%至1.5 wt.%呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒之一種或多種水性分散體。
- 如申請專利範圍第8項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(b)一種或多種膠體二氧化矽顆粒水性分散體包括至少50 wt.%呈固體之伸長、彎曲或結節狀膠體二氧化矽顆粒。
- 如申請專利範圍第1項所述之水性化學機械平面化(CMP)拋光組合物,其中所述(c)氨或胺鹼選自氨、氫氧化烷基銨、C1至C10烷基胺、烷氧基烷基胺、氫氧化烷氧基烷基銨、C6至C10芳基胺或氫氧化C6至C10芳基銨。
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