TWI646181B - 用於硏磨矽晶圓之化學機械硏磨組成物及其相關方法 - Google Patents
用於硏磨矽晶圓之化學機械硏磨組成物及其相關方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI646181B TWI646181B TW103133169A TW103133169A TWI646181B TW I646181 B TWI646181 B TW I646181B TW 103133169 A TW103133169 A TW 103133169A TW 103133169 A TW103133169 A TW 103133169A TW I646181 B TWI646181 B TW I646181B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- chemical mechanical
- hydroxide
- mechanical polishing
- piper
- polishing composition
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 144
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 133
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 title 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 151
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 91
- 241000009298 Trigla lyra Species 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 150000003856 quaternary ammonium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 34
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 30
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 17
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 16
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- -1 hydrogen Tetramethylammonium oxide Chemical class 0.000 claims description 12
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 10
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 10
- OQZAQBGJENJMHT-UHFFFAOYSA-N 1,3-dibromo-5-methoxybenzene Chemical compound COC1=CC(Br)=CC(Br)=C1 OQZAQBGJENJMHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- CPOUUWYFNYIYLQ-UHFFFAOYSA-M tetra(propan-2-yl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC(C)[N+](C(C)C)(C(C)C)C(C)C CPOUUWYFNYIYLQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- DVUVKWLUHXXIHK-UHFFFAOYSA-N tetraazanium;tetrahydroxide Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-] DVUVKWLUHXXIHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DOYCTBKOGNQSAL-UHFFFAOYSA-M tetracyclopropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].C1CC1[N+](C1CC1)(C1CC1)C1CC1 DOYCTBKOGNQSAL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 claims description 6
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- RROIKUJKYDVRRG-UHFFFAOYSA-M tetrakis(2-methylpropyl)azanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC(C)C[N+](CC(C)C)(CC(C)C)CC(C)C RROIKUJKYDVRRG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M tetrapropylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CCC[N+](CCC)(CCC)CCC LPSKDVINWQNWFE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- STIAPHVBRDNOAJ-UHFFFAOYSA-N carbamimidoylazanium;carbonate Chemical compound NC(N)=N.NC(N)=N.OC(O)=O STIAPHVBRDNOAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CEDDGDWODCGBFQ-UHFFFAOYSA-N carbamimidoylazanium;hydron;phosphate Chemical compound NC(N)=N.OP(O)(O)=O CEDDGDWODCGBFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QMEZUZOCLYUADC-UHFFFAOYSA-N hydrate;dihydrochloride Chemical compound O.Cl.Cl QMEZUZOCLYUADC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 12
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 10
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 10
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 3
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical compound C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001853 inorganic hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910026551 ZrC Inorganic materials 0.000 description 1
- JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] Chemical compound [B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[B].[Al] JXOOCQBAIRXOGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N [C].[Zr] Chemical compound [C].[Zr] OTCHGXYCWNXDOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical compound B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960000789 guanidine hydrochloride Drugs 0.000 description 1
- PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N guanidinium chloride Chemical compound [Cl-].NC(N)=[NH2+] PJJJBBJSCAKJQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N methylidynetantalum Chemical compound [Ta]#C NFFIWVVINABMKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 229910003468 tantalcarbide Inorganic materials 0.000 description 1
- BXWPWVMXHSWPGZ-UHFFFAOYSA-N tetracyclohexylazanium Chemical compound C1CCCCC1[N+](C1CCCCC1)(C1CCCCC1)C1CCCCC1 BXWPWVMXHSWPGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02024—Mirror polishing
-
- 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
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本發明提供用於研磨矽晶圓之化學機械研磨組成物，包含：水；視需要地，研磨劑；根據式(I)之陽離子；根據式(II)之哌或哌
Description
本發明通常有關化學機械研磨之領域。特別地，本發明有關用於化學機械研磨矽晶圓之化學機械研磨組成物和方法。
在可利用於裝置製造之前，用於半導體產業之矽晶圓通常需要非常高程度的表面完美度。矽晶圓表面係藉由以研磨漿料化學機械研磨晶圓表面而製造。研磨漿料傳統上係由包含某濃度之次微米研磨劑粒子之組成物所組成。矽晶圓係於研磨漿料中泡洗或淋洗，組合上使研磨墊壓抵該矽晶圓之表面且旋轉，致使該研磨漿料中之研磨劑粒子於負載下壓抵該矽晶圓之表面。研磨墊之側向運動造成研磨漿料中之研磨劑粒子橫跨矽晶圓表面移動，造成磨耗或從該矽晶圓之表面體積移除材料。理想上，這製程造成突起表面特徵之選擇性移除，使得當該製程完成時，產生精細至細節的最小水平之完美平坦表面。
產業中傳統上實踐之矽研磨製程係由兩個或更多個步驟所組成。於第一研磨步驟(亦即，粗(coarse)研磨步驟)中，移除晶圓切割和成形操作後殘留之粗缺陷。第一研磨步驟之後，晶圓表面呈現平坦和鏡面，但仍含有眾多微小缺陷。這些微小缺陷係藉由從表面移除小量材料之後續最終研磨步驟而移除，但作用以研磨移除表面缺陷。本發明有關特別有用於第一研磨步驟至最終研磨步驟之溶液。
研磨之後矽晶圓表面上所殘留之任何表面不完美之數目和可允許尺寸持續減少。一些最關鍵的矽晶圓之材料規格為：表面金屬含量、前表面微粗糙度以及每單元面積之總粒子。
一種用於最終研磨矽晶圓之研磨組成物係揭露於Loncki等人之美國專利第5,860,848號。Loncki等人揭露一種研磨組成物，包括：水、於該組成物中之0.02至0.5重量百分率之次微米氧化矽粒子、濃度為100至1,000ppm之鹽、濃度為足以使組成物pH達到8至11之胺化合物、以及濃度為20至500ppm之多電解質分散劑，其中該組成物具有低於約1ppm之總鈉和鉀含量，以及各低於約0.1ppm之鐵、鎳以及銅含量，所有ppm皆為該組成物重量之百萬分率。
然而，對於用於最終研磨矽晶圓之新穎化學機械研磨組成物仍有需求。特別地，對於展現300nm/
分鐘之矽移除率之用於從粗(stock)矽晶圓研磨(亦即，第一步驟)至矽晶圓之最終研磨之新穎化學機械研磨組成物有需求。
本發明提供一種用於研磨矽晶圓之化學機械研磨組成物，包括：水；視需要地，研磨劑；根據式(I)之陽離子：
其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基所組成之群組；以及根據式(II)之哌或哌衍生物：
其中R5係選自由氫、C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基所組成之群組；以及選自由氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四異丙銨、氫氧化四環丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四異丁銨、氫氧化四第三丁銨、氫氧化四第二丁銨、氫氧化四環丁銨、氫氧化四戊銨、氫氧化四環戊銨、氫氧化四己銨、氫氧化四環己銨、及其混合物所組成之群組之四級銨化合物；其中該化學機械研磨組成物展現9至12之pH；以及其中該化學
機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率。
本發明提供一種用於研磨矽晶圓之化學機械研磨組成物，包括：水；研磨劑；根據式(I)之陽離子：
其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基所組成之群組；以及根據式(II)之哌或哌衍生物：
其中R5係選自由氫、C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基所組成之群組；以及選自由氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四異丙銨、氫氧化四環丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四異丁銨、氫氧化四第三丁銨、氫氧化四第二丁銨、氫氧化四環丁銨、氫氧化四戊銨、氫氧化四環戊銨、氫氧化四己銨、氫氧化四環己銨、及其混合物所組成之群組之四級銨化合物；其中該化學機械研磨組成物展現10至12之pH；其中該化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率；以及其中該化學機械研磨組成物含有<1ppm之聚合物。
本發明提供一種用於研磨矽晶圓之化學機
械研磨組成物，包括：水；膠態氧化矽研磨劑；根據式(I)之陽離子：
其中R1、R2、R3、R4各為氫；以及根據式(II)之哌或哌衍生物：
其中R5為氫；以及氫氧化四甲銨；其中該化學機械研磨組成物展現9至12之pH；以及其中該化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率。
本發明提供一種用於研磨矽晶圓之化學機械研磨組成物，包括：水；膠態氧化矽研磨劑；根據式(I)之陽離子：
其中R1、R2、R3、R4各為氫；以及根據式(II)之哌或哌衍生物：
其中R5為氫；以及氫氧化四甲銨；其中該化學機械研磨組成物展現9至12之pH；其中化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率；以及其中該化學機械研磨組成物含有<1ppm之聚合物。
本發明提供一種製造本發明之化學機械研磨組成物之方法，包括：提供水；視需要地，提供研磨劑；提供根據式(I)之陽離子之來源：
其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基所組成之群組；以及提供根據式(II)之哌或哌衍生物之來源：
其中R5係選自由氫、C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基所組成之群組；提供選自由氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四異丙銨、氫氧化四環丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四異丁銨、氫氧化
四第三丁銨、氫氧化四第二丁銨、氫氧化四環丁銨、氫氧化四戊銨、氫氧化四環戊銨、氫氧化四己銨、氫氧化四環己銨、及其混合物所組成之群組之四級銨化合物；以及組合水、視需要地提供之研磨劑、根據式(I)之陽離子之來源以及根據式(II)之哌或哌衍生物之來源以形成組合物；在該組合物中添加四級銨化合物以形成化學機械研磨組成物；其中該化學機械研磨組成物展現9至12之pH。
本發明提供一種研磨矽晶圓之方法，包括：提供矽晶圓；提供根據本發明之化學機械研磨組成物；提供化學機械研磨墊；提供研磨機器；於研磨機器中安裝矽晶圓和化學機械研磨墊；在0.5kPa之下壓力下，於化學機械研磨墊和矽晶圓之間之介面創造動態接觸；以及將化學機械研磨組成物分注至化學機械研磨墊上之化學機械研磨墊和矽晶圓之間之介面處或接近該介面處；其中該化學機械研磨組成物具有9至12之pH。
本發明提供一種研磨矽晶圓之方法，包括：提供矽晶圓；提供根據本發明之化學機械研磨組成物；提供化學機械研磨墊；提供研磨機器；於研磨機器中安裝矽晶圓和化學機械研磨墊；以下壓力，在化學機械研磨墊和矽晶圓之間之介面創造動態接觸；以及將化學機械研磨組成物分注至化學機械研磨墊上之化學機械研磨墊和矽晶圓之間之介面處或靠近該介面處；其中該化學機械研磨組成物具有10至12之pH；其中在具有500mm平台之研磨機器上用每分鐘115次旋轉之平台速度、每分鐘100次旋
轉之載體速度、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率以及29.4kPa之公稱下壓力，該化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率，其中所使用之化學機械研磨墊包括經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊。
本發明之化學機械研磨組成物有用於研磨矽晶圓。本發明之化學機械研磨組成物較佳含有研磨劑和矽移除率增強協同組合，該組合為(i)根據式(I)之陽離子；以及(ii)根據式(II)之哌或哌衍生物；其中該化學機械研磨組成物之pH係藉由添加四級銨化合物而調整至9至12之pH。
本文和所附之申請專利範圍中所使用之術語“穩定的矽移除率”表示在本文實施例中敘述之研磨條件下，化學機械研磨組成物在一系列至少八個連續的200mm矽晶圓(無擦刷墊)，每晶圓至少15分鐘時期間展現10%之矽移除率變化。亦即，當化學機械研磨組成物展現穩定的矽移除率時，將滿足以下表達式：(RRH-RRL)/RRL * 10010其中RRH為化學機械研磨組成物在一系列至少八個連續的200mm矽晶圓所展現之最高矽移除率，以及其中RRL為化學機械研磨組成物在一系列至少八個連續的200mm矽晶圓所展現之最低矽移除率。
本發明之化學機械研磨組成物中所包含之水較佳為去離子水和蒸餾水之至少一者，以限制偶發的雜質。
較佳地，本發明之化學機械研磨組成物中所使用之研磨劑係選自由無機氧化物、無機氫氧化物、無機氫氧化物氧化物、金屬硼化物、金屬碳化物、金屬氮化物以及包括至少一種前述者之混合物所組成之群組。適合的無機氧化物包含，例如，氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈰(CeO2)、氧化錳(MnO2)、氧化鈦(TiO2)或包括至少一種前述氧化物之組合物。若期望，亦可利用這些無機氧化物之改質形式，諸如，經無機物塗佈之粒子。適合的金屬碳化物、硼化物以及氮化物包含，例如，碳化矽、氮化矽、碳氮化矽(SiCN)、碳化硼、碳化鎢、碳化鋯、硼化鋁、碳化鉭、碳化鈦或包括至少一種前述金屬碳化物、硼化物以及氮化物之組合物。較佳地，研磨劑為膠態氧化矽研磨劑。較佳地，膠態氧化矽研磨劑含有燻矽(fumed silica)、沉澱氧化矽以及聚集氧化矽之至少一者。
較佳地，本發明之化學機械研磨組成物中所使用之研磨劑具有100nm(更佳為1至100nm)之平均粒子尺寸。更佳地，本發明之化學機械研磨組成物中所使用之研磨劑具有100nm(較佳為1至100nm；更佳為10至80nm；又更佳為20至80nm；最佳為20至30nm)之平均粒子尺寸之膠態氧化矽研磨劑。
較佳地，本發明之化學機械研磨組成物含
有0.00001至0.5重量%(更佳為0.005至0.1重量%；又更佳為0.0075至0.075重量%；最佳為0.009至0.011重量%)之研磨劑。更佳地，本發明之化學機械研磨組成物較佳含有0.00001至0.5重量%(更佳為0.005至0.1重量%；又更佳為0.0075至0.075重量%；最佳為0.009至0.011重量%)之膠態氧化矽研磨劑。最佳地，本發明之化學機械研磨組成物較佳含有0.00001至0.5重量%(更佳為0.005至0.1重量%；又更佳為0.0075至0.075重量%；最佳為0.009至0.011重量%)之膠態氧化矽研磨劑，其中該膠態氧化矽研磨劑展現100nm(較佳為1至100nm；更佳為20至80nm；最佳為20至30nm)之平均粒子尺寸。
較佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.0005至10莫耳/公升(更佳為0.005至1莫耳/公升；又更佳為0.01至0.5莫耳/公升；最佳為0.02至0.03莫耳/公升)之根據式(I)之陽離子：
其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基(較佳為氫、C1-10烷基、C6芳基以及C7烷基芳基；更佳為氫、甲基以及苯基)所組成之群組。最佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.0005至10莫耳/公升(更佳為0.005至1莫耳/公升；又更
佳為0.01至0.5莫耳/公升；最佳為0.02至0.03莫耳/公升)之根據式(I)之陽離子，其中根據式(I)之陽離子係根據式(Ia)：
較佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.0005至10莫耳/公升(更佳為0.001至1莫耳/公升；又更佳為0.01至0.5莫耳/公升；最佳為0.01至0.04莫耳/公升)之根據式(II)之哌或哌衍生物：
其中R5係選自由氫、C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基(較佳為氫、C1-10烷基、C6芳基以及C7烷基芳基；更佳為氫、甲基以及苯基)所組成之群組。最佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.0005至10莫耳/公升(更佳為0.001至1莫耳/公升；又更佳為0.01至0.5莫耳/公升；最佳為0.01至0.04莫耳/公升)之哌。
本發明之化學機械研磨組成物於9至12之pH提供功效。較佳地，本發明之化學機械研磨組成物展現10至12之pH(更佳為10.5至11.5之pH；最佳為10.8至11之pH)。為了達成期望的pH，本發明之化學機械研磨組成物包含作為起始組分之四級銨化合物；其中該四級銨化
合物係以足以提供化學機械研磨組成物9至12之pH(較佳為10至12之pH；更佳為10.5至11.5之pH；最佳為10.8至11之pH)之濃度提供。較佳地，該四級銨化合物係選自由氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四異丙銨、氫氧化四環丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四異丁銨、氫氧化四第三丁銨、氫氧化四第二丁銨、氫氧化四環丁銨、氫氧化四戊銨、氫氧化四環戊銨、氫氧化四己銨、氫氧化四環己銨及其混合物所組成之群組。最佳地，該四級銨化合物為氫氧化四甲銨(TMAH)。較佳地，該化學機械研磨組成物包括以下者作為起始組分：0.0001至1重量%(較佳為0.005至1重量%，更佳為0.005至0.75重量%；最佳為0.005至0.05重量%)之四級銨化合物。
本發明之化學機械研磨組成物較佳進一步包括選自由碳酸根離子；磷酸根離子以及鹵離子所組成群組之離子。更佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.00025至5莫耳/公升(更佳為0.0025至0.5莫耳/公升)之選自由碳酸根離子；磷酸根離子以及鹵離子所組成群組之離子。又更佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.00025至5莫耳/公升(更佳為0.0025至0.5莫耳/公升；又更佳為0.005至0.25莫耳/公升；最佳為0.01至0.015莫耳/公升)之選自由碳酸根離子和磷酸根離子所組成群組之離子。最佳地，本發明之化學機械研磨組成物含有0.00025至5莫耳/公升(更佳為0.0025至0.5莫耳/公升；又更佳為0.005至0.25莫耳/公升；最佳為0.01至0.015莫耳/公升)
之碳酸根離子。
本發明之化學機械研磨組成物較佳進一步包括鹵離子(較佳為氯離子)。更佳地，化學機械研磨組成物包括0.0005至10莫耳/公升(更佳為0.005至1莫耳/公升；又更佳為0.01至0.5莫耳/公升；最佳為0.02至0.03莫耳/公升)之鹵離子(較佳為氯離子)。
本發明之化學機械研磨組成物較佳含有<1ppm(更佳為<0.1ppm；又更佳為<0.0000001ppm)之聚合物。最佳地，本發明之化學機械研磨組成物不含聚合物(例如，水溶性聚合物，諸如，以纖維素為主之聚合物；以及多電解質，諸如，羥乙基纖維素、聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚乙烯基吡咯啶酮、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯、聚丙烯酸)。本文和所附之申請專利範圍中所使用之術語“不含聚合物”表示化學機械研磨組成物中無可偵測之聚合物。
製造本發明之化學機械研磨組成物之方法較佳包括：提供水(較佳為去離子水和蒸餾水之至少一者之水；更佳為既經去離子又經蒸餾之水)；提供研磨劑(較佳為膠態氧化矽研磨劑；更佳為具有100nm(較佳為1至100nm；更佳為20至80nm；最佳為20至30nm)之平均粒子尺寸之膠態氧化矽研磨劑)；提供根據式(I)之陽離子之來源：
其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基(較佳為氫、C1-10烷基、C6芳基以及C7烷基芳基；更佳為氫、甲基以及苯基；最佳為氫(亦即，其中離子為))所組成之群組；以及提供根據式(II)之哌或哌衍生物之來源：
其中R5為選自由氫、C1-10烷基、C1-10芳基、C1-10芳基烷基以及C1-10烷基芳基(較佳為氫、C1-10烷基、C6芳基以及C7烷基芳基；更佳為氫、甲基以及苯基；最佳為氫)所組成之群組；提供四級銨化合物；組合水、根據式(I)之陽離子之來源以及根據式(II)之哌或哌衍生物之來源以形成組合物；以及在組合物中添加四級銨化合物以形成化學機械研磨組成物；其中該化學機械研磨組成物展現9至12之pH(較佳為有10至12之pH；更佳為10.5至11.5之pH；最佳為10.8至11之pH)。較佳地，於製造本發明之化學機械研磨組成物之方法中，根據式(I)之陽離子之來源係選自
由碳酸胍(亦即，(H2NC(=NH)NH2)2．H2CO3)；磷酸胍(亦即，(H2NC(=NH)NH2)2．H3PO4)；以及胍鹽酸鹽(亦即，H2NC(=NH)NH2．HCl)所組成之群組。較佳地，於製造本發明之化學機械研磨組成物之方法中，根據式(I)之陽離子之來源係選自由碳酸胍(亦即，(H2NC(=NH)NH2)2．H2CO3)；以及磷酸胍(亦即，(H2NC(=NH)NH2)2．H3PO4)所組成之群組。較佳地，於製造本發明之化學機械研磨組成物之方法中，根據式(II)之哌或哌衍生物之來源係哌二鹽酸鹽水合物。
研磨本發明之矽晶圓之方法較佳包括：提供矽晶圓；根據本發明之提供化學機械研磨組成物；提供化學機械研磨墊；提供研磨機器；於研磨機器中安裝矽晶圓和化學機械研磨墊；以0.5kPa(較佳為0.5至100kPa；更佳為0.7至50kPa；又更佳為6至35kPa；最佳為20至30kPa)之下壓力，於化學機械研磨墊和矽晶圓之間之介面創造動態接觸；以及將化學機械研磨組成物分注至化學機械研磨墊上之化學機械研磨墊和矽晶圓之間之介面處及靠近該介面處；其中該化學機械研磨組成物具有9至12之pH(較佳為10至12；更佳為10.5至11.5；最佳為10.8至11)；其中在具有500mm平台之研磨機器上用每分鐘115次旋轉之平台速度、每分鐘100次旋轉之載體速度、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率以及29.4kPa之公稱下壓力，該化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率，其中所使用之化學機械研磨墊包括經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊。較佳地，在具有500mm平台之研磨
機器上用每分鐘115次旋轉之平台速度、每分鐘100次旋轉之載體速度、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率以及29.4kPa之公稱下壓力，使用於本發明之方法中之化學機械研磨組成物展現至少675nm/分鐘(更佳為至少700nm/分鐘；最佳為至少700nm/分鐘)之從200mm矽晶圓之矽移除率，其中所使用之化學機械研磨墊包括經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊。更佳地，當在具有500mm平台之研磨機器上用每分鐘115次旋轉之平台速度、每分鐘100次旋轉之載體速度、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率以及29.4kPa之公稱下壓力研磨至少八個連續的矽晶圓(無墊擦刷)，為期每晶圓至少15分鐘時，使用於本發明之方法中之化學機械研磨組成物展現至少675nm/分鐘(最佳為至少700nm/分鐘)之穩定的從200mm矽晶圓之矽移除率，其中所使用之化學機械研磨墊包括經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊。最佳地，在具有500mm平台之研磨機器上用每分鐘115次旋轉之平台速度、每分鐘100次旋轉之載體速度、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率以及29.4kPa之公稱下壓力研磨至少七個連續的矽晶圓(無墊擦刷)，為期每晶圓至少30分鐘時，使用於本發明之方法中之化學機械研磨組成物展現至少675nm/分鐘(最佳為至少700nm/分鐘)之穩定的從200mm矽晶圓之矽移除率，其中所使用化學機械研磨墊包括經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊。
現將於以下實施例中詳述本發明之一些具
體實施例。
使用於研磨比較例PC1至PC19和實施例P1中之化學機械研磨組成物(亦即，分別為化學機械研磨組成物C1至C19和1)係藉由組合有表1中所列之含量之組分，並且以表1中所註明之pH調節劑將組成物之pH調節至最終pH而製備。
使用根據比較例C1至C9製備之化學機械研磨組成物進行矽移除率研磨試驗。具體而言，表1中指明之各化學機械研磨組成物C1至C9之矽移除率。使用Strasbaugh Model 6EC研磨器和Suba1200TM經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊(商業可獲得自Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)和27.58kPa(4psi)之下壓力、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率、63rpm之桌旋轉速度以及57rpm之載體旋轉速度，於八英吋Si(100)晶圓(其係在0.5重量%之氫氟酸溶液中預蝕刻90秒)進行這些矽移除率實驗。從研磨後各別Si(100)晶圓之重量流失之測量測定矽移除率。表2提供矽移除率實驗之結果。
使用根據比較例C10至C18製備之化學機械研磨組成物進行矽移除率研磨試驗。具體而言，表1中指明之各化學機械研磨組成物C10至C18之矽移除率。使用Strasbaugh Model 6EC研磨器和Suba1200TM經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊(商業可獲得自Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.)和27.58kPa(4psi)之下壓力、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率、63rpm之桌旋轉速度以及57rpm之載體旋轉速度，於八英吋Si(100)晶圓(其表面上具有原生氧化層)進行這些矽移除率實驗。從研磨後各別Si(100)晶圓之重量流失之測量測定矽移除率。表3提供矽移除率實驗之結果。
使用根據比較例C19和實施例1製備之化學機械研磨組成物進行矽移除率研磨試驗。具體而言，表1中指明之各化學機械研磨組成物C19和1之矽移除率。使用20"平台研磨器(Strasbaugh)和Suba840TM經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊(商業可獲得自Nitta Haas Inc.)和29.4kPa之下壓力、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率、115rpm之桌旋轉速度以及100rpm之載體旋轉速度，於多個連續的八英吋Si(100)晶圓(其表面上具有原生氧化層)進行這些矽移除率實驗。研磨後之各別Si(100)晶圓之重量流失之測量測定矽移除率。表4提供矽移除率實驗之結果。
使用根據實施例1製備化學機械研磨組成物進行矽移除率研磨試驗。具體而言，表1中指明之化學機械研磨組成物1之矽移除率。使用20"平台研磨器(Strasbaugh)和Suba840TM經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊(商業可獲得自Nitta Haas Inc.)和29.4kPa之下壓力、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率、115rpm之桌旋轉速度以及100rpm之載體旋轉速度，於多個連續的八英吋Si(100)晶圓(其表面上具有原生氧化層)進行這些矽移除率實驗。從研磨後之各別Si(100)晶圓之重量流失之測量測定矽移除率。表5提供矽移除率實驗之結果。
Claims (10)
- 一種用於研磨矽晶圓之化學機械研磨組成物，包括：水；研磨劑；根據式(I)之陽離子：其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C6芳基、C6芳基烷基以及C7烷基芳基所組成之群組；以及根據式(II)之哌
或哌
衍生物：
其中R5係選自由氫、C1-10烷基、C6芳基、C6芳基烷基以及C7烷基芳基所組成之群組；以及四級銨化合物，其係選自由氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四異丙銨、氫氧化四環丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四異丁銨、氫氧化四第三丁銨、氫氧化四第二丁銨、氫氧化四環丁銨、氫氧化四戊銨、氫氧化四環戊銨、氫氧化四己銨、氫氧化四環己銨、及其混合物所組成之群組；其中，該化學機械研磨組成物展現9至12之pH；以及其中該化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率。
- 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨組成物，其中，該化學機械研磨組成物含有<1ppm之聚合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨組成物，進一步包括碳酸根離子和磷酸根離子之至少一者。
- 如申請專利範圍第3項所述之化學機械研磨組成物，進一步包括：鹵離子。
- 一種製造如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨組成物之方法，包括：提供水；提供研磨劑；提供根據式(I)之陽離子之來源：其中R1、R2、R3、R4係獨立選自由氫和C1-10烷基、C6芳基、C6芳基烷基以及C7烷基芳基所組成之群組；以及提供根據式(II)之哌
或哌
衍生物之來源：
其中R5係選自由氫、C1-10烷基、C6芳基、C6芳基烷基以及C7烷基芳基所組成之群組；提供四級銨化合物，其係選自由氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、氫氧化四丙銨、氫氧化四異丙銨、氫氧化四環丙銨、氫氧化四丁銨、氫氧化四異丁銨、氫氧化四第三丁銨、氫氧化四第二丁銨、氫氧化四環丁銨、氫氧化四戊銨、氫氧化四環戊銨、氫氧化四己銨、氫氧化四環己銨及其混合物所組成之群組；組合該水、該視需要地提供之研磨劑、該根據式(I)之陽離子之來源、該根據式(II)之哌
或哌
衍生物之來源以形成組合物；以及在該組合物中添加該四級銨化合物以形成該化學機械研磨組成物；其中，該化學機械研磨組成物展現9至12之pH；以及其中該化學機械研磨組成物展現至少300nm/分鐘之矽移除率。
- 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，該根據式(I)之陽離子之來源係選自由碳酸胍和磷酸胍所組成之群組。
- 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，其中該根據式(II)之哌或哌
衍生物之來源係哌
二鹽酸鹽水合物。
- 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，其中該根據式(II)之哌或哌
衍生物之來源係哌
二鹽酸鹽水合物。
- 一種研磨矽晶圓之方法，包括：提供矽晶圓；提供如申請專利範圍第1項所述之化學機械研磨組成物；提供化學機械研磨墊；提供研磨機器；於該研磨機器中安裝該矽晶圓和該化學機械研磨墊；以0.5kPa下壓力，在該化學機械研磨墊和該矽晶圓之間之介面創造動態接觸；以及將該化學機械研磨組成物分注至該化學機械研磨墊上之該化學機械研磨墊和該矽晶圓之間該介面處或接近該介面處。
- 如申請專利範圍第9項所述之方法，其中，在具有500mm平台之研磨機器上用每分鐘115次旋轉之平台速度、每分鐘100次旋轉之載體速度、200ml/分鐘之化學機械研磨組成物流動率以及29.4kPa之公稱下壓力，該化學機械研磨組成物展現至少675nm/分鐘之穩定的矽移除率，其中所使用之化學機械研磨墊包括經聚胺酯浸漬之非織物聚酯毛氈墊。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/039,390 US9150759B2 (en) | 2013-09-27 | 2013-09-27 | Chemical mechanical polishing composition for polishing silicon wafers and related methods |
| US14/039,390 | 2013-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201527504A TW201527504A (zh) | 2015-07-16 |
| TWI646181B true TWI646181B (zh) | 2019-01-01 |
Family
ID=52673218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103133169A TWI646181B (zh) | 2013-09-27 | 2014-09-25 | 用於硏磨矽晶圓之化學機械硏磨組成物及其相關方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9150759B2 (zh) |
| JP (1) | JP6461535B2 (zh) |
| KR (1) | KR102359487B1 (zh) |
| CN (1) | CN104513625B (zh) |
| DE (1) | DE102014014255A1 (zh) |
| FR (1) | FR3011243B1 (zh) |
| SG (1) | SG10201406038QA (zh) |
| TW (1) | TWI646181B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10106705B1 (en) | 2017-03-29 | 2018-10-23 | Fujifilm Planar Solutions, LLC | Polishing compositions and methods of use thereof |
| JP7157651B2 (ja) * | 2017-12-27 | 2022-10-20 | ニッタ・デュポン株式会社 | 研磨用組成物 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101637884A (zh) * | 2008-07-30 | 2010-02-03 | 长兴开发科技股份有限公司 | 硅贯通电极晶圆的研磨方法与其所使用的研磨组成物 |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5194613A (en) * | 1990-09-20 | 1993-03-16 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Catalytic processes for the preparation of bridged nitrogen-containing compounds |
| US5860848A (en) | 1995-06-01 | 1999-01-19 | Rodel, Inc. | Polishing silicon wafers with improved polishing slurries |
| TWI302950B (en) * | 2002-01-28 | 2008-11-11 | Mitsubishi Chem Corp | Cleaning solution and method of cleanimg board of semiconductor device |
| US7700532B2 (en) * | 2002-11-08 | 2010-04-20 | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | Cleaning composition and method of cleaning therewith |
| JP2005268667A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
| US7700533B2 (en) * | 2005-06-23 | 2010-04-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Composition for removal of residue comprising cationic salts and methods using same |
| US20090311947A1 (en) * | 2006-07-05 | 2009-12-17 | Dupont Aurproducts Nanomaterials Limited Company | Polishing Composition for Silicon Wafer and Polishing Method of Silicon Wafer |
| JP5357396B2 (ja) * | 2007-01-31 | 2013-12-04 | ニッタ・ハース株式会社 | 研磨組成物用添加剤および研磨組成物の使用方法 |
| JP2009263484A (ja) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Nippon Chem Ind Co Ltd | 半導体ウエハ研磨用コロイダルシリカおよびその製造方法 |
| US8017524B2 (en) * | 2008-05-23 | 2011-09-13 | Cabot Microelectronics Corporation | Stable, high rate silicon slurry |
| JP5309692B2 (ja) | 2008-05-28 | 2013-10-09 | 株式会社Ｓｕｍｃｏ | シリコンウェーハの研磨方法 |
| JP5314329B2 (ja) * | 2008-06-12 | 2013-10-16 | 富士フイルム株式会社 | 研磨液 |
| JP2011142284A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-07-21 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨液、基板の研磨方法及び電子部品 |
| CN102101980B (zh) * | 2009-12-18 | 2015-12-02 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种化学机械抛光液 |
| WO2011093223A1 (ja) | 2010-01-29 | 2011-08-04 | 株式会社 フジミインコーポレーテッド | 半導体ウェーハの再生方法及び研磨用組成物 |
| CN102399494B (zh) * | 2010-09-10 | 2014-12-31 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种化学机械抛光液 |
| US20140030897A1 (en) | 2011-02-03 | 2014-01-30 | Sumco Corporation | Polishing composition and polishing method using the same |
| WO2012141145A1 (ja) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | 株式会社 フジミインコーポレーテッド | 基板のエッジ研磨用組成物及びそれを用いた基板のエッジ研磨方法 |
| CN102816530B (zh) * | 2011-06-08 | 2016-01-27 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种化学机械抛光液 |
| US8795548B1 (en) * | 2013-04-11 | 2014-08-05 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Silicon wafer polishing composition and related methods |
-
2013
- 2013-09-27 US US14/039,390 patent/US9150759B2/en active Active
-
2014
- 2014-09-24 SG SG10201406038QA patent/SG10201406038QA/en unknown
- 2014-09-25 TW TW103133169A patent/TWI646181B/zh active
- 2014-09-26 CN CN201410504732.4A patent/CN104513625B/zh active Active
- 2014-09-26 FR FR1459110A patent/FR3011243B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 2014-09-26 JP JP2014197192A patent/JP6461535B2/ja active Active
- 2014-09-26 DE DE102014014255.8A patent/DE102014014255A1/de not_active Withdrawn
- 2014-09-26 KR KR1020140129323A patent/KR102359487B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101637884A (zh) * | 2008-07-30 | 2010-02-03 | 长兴开发科技股份有限公司 | 硅贯通电极晶圆的研磨方法与其所使用的研磨组成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104513625A (zh) | 2015-04-15 |
| TW201527504A (zh) | 2015-07-16 |
| US20150093900A1 (en) | 2015-04-02 |
| KR102359487B1 (ko) | 2022-02-07 |
| CN104513625B (zh) | 2018-10-26 |
| JP6461535B2 (ja) | 2019-01-30 |
| US9150759B2 (en) | 2015-10-06 |
| KR20150035453A (ko) | 2015-04-06 |
| DE102014014255A1 (de) | 2015-04-02 |
| FR3011243B1 (fr) | 2018-03-23 |
| JP2015070274A (ja) | 2015-04-13 |
| SG10201406038QA (en) | 2015-04-29 |
| FR3011243A1 (fr) | 2015-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI812611B (zh) | 包含帶電磨料之研磨組成物 | |
| TWI490291B (zh) | 化學機械拋光漿液組合物及使用該漿液組合物製造半導體裝置之方法 | |
| US8741009B2 (en) | Polishing composition containing polyether amine | |
| TWI432540B (zh) | 用於拋光多晶矽的組合物及方法 | |
| JP6879798B2 (ja) | 研磨用組成物および研磨方法 | |
| JP2013042132A5 (zh) | ||
| CN102559062A (zh) | 稳定的、可浓缩的化学机械抛光组合物和抛光基材的方法 | |
| TWI646181B (zh) | 用於硏磨矽晶圓之化學機械硏磨組成物及其相關方法 | |
| JP2017057263A (ja) | 研磨用組成物 | |
| TWI677544B (zh) | 拋光半導體基板的方法 | |
| TWI627244B (zh) | 安定可濃縮之矽晶圓硏磨組成物及相關方法 | |
| US20230099954A1 (en) | Method of enhancing the removal rate of polysilicon | |
| TWI629348B (zh) | 矽晶圓硏磨組成物及相關方法 | |
| JP2000239653A (ja) | 研磨用組成物 | |
| US9534148B1 (en) | Method of polishing semiconductor substrate | |
| KR102533083B1 (ko) | 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 | |
| TW201930542A (zh) | 研磨用漿料 | |
| TW202245044A (zh) | 具有增強的缺陷抑制的拋光組成物和拋光襯底之方法 |