TWI692510B - 用於拋光記憶體硬碟以展現減少之表面刮痕之組合物及方法 - Google Patents

用於拋光記憶體硬碟以展現減少之表面刮痕之組合物及方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種化學機械拋光組合物，該化學機械拋光組合物包含：(a)濕法二氧化矽，(b)(i)式(I)之醇與(ii)式(II)之醇的組合，(c)過氧化氫，(d)無機酸，及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5。本發明亦提供一種化學機械式拋光基板，尤其是鎳-磷基板之方法，其藉由使基板與拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸、相對於該基板移動該拋光墊及該拋光組合物，及研磨該基板之至少一部分以拋光該基板而實現。

Description

用於拋光記憶體硬碟以展現減少之表面刮痕之組合物及方法
本發明係關於一種化學機械拋光組合物及化學機械式拋光基板之方法。
對記憶體或剛性(rigid)磁碟中增加的儲存容量的需求及記憶體或剛性磁碟之小型化趨勢(由於微電腦設備中需要更小的硬碟機)繼續強調記憶體或剛性磁碟製造方法之重要性，包括平坦化或拋光此等磁碟以確保最大效能。雖然存在若干種化學機械拋光(CMP)組合物及方法以用於與半導體器件製造結合使用，但極少習知的CMP方法或市售的CMP組合物非常適合於對記憶體或剛性磁碟之平坦化或拋光。
兩步法可用於拋光記憶體或剛性磁碟。在使用無電塗佈方法用鎳-磷塗佈鋁之後，進行第一拋光步驟以使磁碟表面平坦化，之後進行第二拋光步驟以實現均一表面。在此第二拋光步驟中，刮痕及微觀缺陷通常由在拋光步驟中使用的拋光組合物中存在之研磨粒子，諸如膠體二氧化矽粒子的作用而產生。刮痕缺陷之大小及數目的減少將允許磁碟之面積密度增大，且因此可增加磁碟之記錄容量。
本發明提供一種化學機械拋光組合物，其包含：(a)濕法二氧化矽；(b)以下各者之組合：(i)式(I)之醇R1 -X-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，n係1至6之整數，且X不存在或為O；及(ii)式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基，R3 係氫或C1 -C6 烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數；(c)過氧化氫；(d)無機酸；以及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5。
本發明亦提供一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物，該化學機械拋光組合物包含：(a)濕法二氧化矽；(b)以下各者之組合：(i)式(I)之醇：R1 -X-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，n係1至6之整數，且X不存在或為O；及(ii)式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基，R3 係氫或C1 -C6 烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數；(c)過氧化氫；(d)無機酸；以及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
本發明進一步提供一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物，該化學機械拋光組合物包含：(a)濕法二氧化矽；(b)式(III)之醇：R1 -O-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，且n係1至6之整數；(c)過氧化氫；(d)無機酸；及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；以及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
本發明提供一種化學機械拋光組合物，其包含以下各者、基本上由以下各者組成或由以下各者組成：(a)濕法二氧化矽；(b)以下各者之組合：(i)式(I)之醇：R1 -X-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，n係1至6之整數，且X不存在或為O；及(ii)式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基，R3 係氫或C1 -C6 烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數；(c)過氧化氫；(d)無機酸；以及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5。
濕法二氧化矽可為任何合適的濕法二氧化矽。舉例而言，濕法二氧化矽可為縮聚二氧化矽。通常藉由縮合Si(OH)4 以形成膠體粒子來製備縮聚二氧化矽粒子，其中膠體被定義為具有在約1 nm與約1000 nm之間的平均粒度。此等研磨粒子可根據美國專利5,230,833製備，或可以各種市售產品中之任一種獲得，諸如Akzo-Nobel Bindzil 50/80、30/360、159/500、40/220及40/130產品以及Nalco 1050、1060、2327及2329產品，以及可購自杜邦(DuPont)、拜耳(Bayer)、應用研究中心(Applied Research)、日產化學(Nissan Chemical)、扶桑(Fuso)及科萊恩(Clariant)之其他相似產品。
在一些實施例中，濕法二氧化矽包含大體上球形粒子。在一些其他實施例中，濕法二氧化矽包含具有不規則形狀之粒子。
在某些實施例中，濕法二氧化矽可為鋁摻雜之濕法二氧化矽。鋁摻雜之濕法二氧化矽粒子具有三價鋁原子，取代粒子表面上之一部分四價矽原子。合適的鋁摻雜之濕法二氧化矽之實例為Akzo-Nobel Bindzil 257/360 FG二氧化矽。Bindzil 257/360 FG二氧化矽粒子亦具有不規則形狀。
濕法二氧化矽可具有任何合適的平均粒度(亦即，平均粒徑)。研磨粒子之粒度為涵蓋研磨粒子之最小球體的直徑。濕法二氧化矽之平均粒度可為約5 nm或更大，例如，約6 nm或更大、約7 nm或更大、約8 nm或更大、約9 nm或更大、約10 nm或更大、約11 nm或更大、約12 nm或更大、約13 nm或更大、約14 nm或更大，或約15 nm或更大。替代地或另外，濕法二氧化矽之平均粒度可為約40 nm或更小，例如，約38 nm或更小、約36 nm或更小、約34 nm或更小、約32 nm或更小、約30 nm或更小、約28 nm或更小、約26 nm或更小，或約25 nm或更小。因此，濕法二氧化矽可具有藉由任何兩個上文針對濕法二氧化矽之粒度所述之端點定界的平均粒度。舉例而言，濕法二氧化矽之平均粒度可為約5 nm至約40 nm、約6 nm至約40 nm、約7 nm至約40 nm、約8 nm至約40 nm、約9 nm至約40 nm、約10 nm至約40 nm、約10 nm至約38 nm、約10 nm至約36 nm、約10 nm至約34 nm、約10 nm至約32 nm、約10 nm至約30 nm、約10 nm至約28 nm、約10 nm至約26 nm、約10 nm至約25 nm、約5 nm至約25 nm、約5 nm至約20 nm、約5 nm至約15 nm，或約5 nm至約10 nm。
拋光組合物可包含任何合適量之濕法二氧化矽。通常，拋光組合物可包含約0.2 wt.%或更多，例如，約0.4 wt.%或更多、約0.6 wt.%或更多、約0.8 wt.%或更多，或約1 wt.%或更多之濕法二氧化矽。替代地或另外，拋光組合物可含有約10 wt.%或更少，例如，約9 wt.%或更少、約8 wt.%或更少、約7 wt.%或更少、約6 wt.%或更少，或約5 wt.%或更少之濕法二氧化矽。因此，拋光組合物可包含濕法二氧化矽，其量藉由任何兩個上文針對濕法二氧化矽所述之端點定界。舉例而言，拋光組合物可包含約0.2 wt.%至約10 wt.%之濕法二氧化矽，約0.4 wt.%至約9 wt.%、約0.6 wt.%至約8 wt.%、約0.8 wt.%至約7 wt.%、約1 wt.%至約6 wt.%，或約1 wt.%至約5 wt.%之濕法二氧化矽。
在一些實施例中，拋光組合物可包含兩種或多於兩種不同的濕法二氧化矽。兩種或多於兩種不同的濕法二氧化矽可具有相同或不同的平均粒度，其限制條件為該兩種或多於兩種不同的濕法二氧化矽中之每一種具有如本文所闡述之平均粒度。
濕法二氧化矽包含較佳地膠體穩定之研磨粒子。術語膠體係指研磨粒子於液體載劑中之懸浮液。膠體穩定性係指彼懸浮液隨時間之維持性。在本發明之上下文中，若當將研磨劑放入100 ml量筒中且使其維持未攪動2小時時，量筒底部50 ml中之粒子濃度([B]以g/ml計)與量筒頂部50 ml中之粒子濃度([T]以g/ml計)之間的差除以研磨劑組合物中之初始粒子濃度([C]以g/ml計)小於或等於0.5 (亦即，{[B] - [T]}/[C] ≤ 0.5)，則研磨劑被視為膠體穩定的。更佳地，[B]-[T]/[C]之值小於或等於0.3，且最佳地小於或等於0.1。
拋光組合物包含以下各者之組合：(i)式(I)之醇：R1 -X-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，n係1至6之整數，且X不存在或為O；及(ii)式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基，R3 係氫或C1 -C6 烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數。C1 -C6 烷基可為直鏈或支鏈的，且可為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、正庚基、異庚基、正己基、異己基及其類似者。式(I)之醇及式(II)之醇可為任何合適的此類醇。式(I)之醇之非限制性實例包括乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單異丁醚、乙二醇單第二丁醚、乙二醇單庚醚、乙二醇單己醚、苄醇、2-苯乙醇、2-苯氧基乙醇及2-(2-吡啶基)-乙醇。式(II)之醇之非限制性實例包括胺基乙基胺基乙醇、胺基丙基胺基乙醇、甲基胺基乙醇、乙基胺基乙醇、丙基胺基乙醇、丁基胺基乙醇、庚基胺基乙醇、己基胺基乙醇及2-(N-乙基-N-苯基胺基)乙醇。在一較佳實施例中，式(I)之醇係苯氧基乙醇(亦即，PhO(CH2 )2 OH)，且式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇(亦即，H2 N(CH2 )2 NH(CH2 )2 NH2 )。
拋光組合物包含任何合適量之式(I)之醇。通常，拋光組合物包含約500 ppm或更多，例如，約750 ppm或更多、約1000 ppm或更多、約1250 ppm或更多、約1500 ppm或更多、約1750 ppm或更多、約2000 ppm或更多、約2250 ppm或更多、約2500 ppm或更多、約2750 ppm或更多、約3000 ppm或更多、約3250 ppm或更多、約3500 ppm或更多、約3750 ppm或更多，或約4000 ppm或更多之式(I)之醇。替代地或另外，拋光組合物包含約10,000 ppm或更少，例如，約9750 ppm或更少、約9500 ppm或更少、約9250 ppm或更少、約9000 ppm或更少、約8750 ppm或更少、約8500 ppm或更少、約8250 ppm或更少、約8000 ppm或更少、約7750 ppm或更少、約7500 ppm或更少、約7250 ppm或更少，或約7000 ppm或更少。因此，拋光組合物可包含式(I)之醇，其量藉由任何兩個上文針對式(I)之醇所述之端點定界。舉例而言，拋光組合物可包含約500 ppm至約10,000 ppm之式(I)之醇，例如，約750 ppm至約10,000 ppm、約1000 ppm至約10,000 ppm、約1000 ppm至約9500 ppm、約1000 ppm至約9000 ppm、約1500 ppm至約9000 ppm、約2000 ppm至約9000 ppm、約2000 ppm至約8500 ppm、約2000 ppm至約8000 ppm、約2000 ppm至約7500 ppm、約2000 ppm至約7000 ppm、約2500 ppm至約7000 ppm、約3000 ppm至約7000 ppm、約3500 ppm至約7000 ppm、約4000 ppm至約7000 ppm、約4500 ppm至約7000 ppm、約5000 ppm至約7000 ppm、約5000 ppm至約7500 ppm、約5000 ppm至約8000 ppm、約5000 ppm至約8500 ppm，或約5000 ppm至約9000 ppm之式(I)之醇。
拋光組合物包含任何合適量之式(II)之醇。通常，拋光組合物包含約50 ppm或更多，例如，約75 ppm或更多、約100 ppm或更多、約125 ppm或更多、約150 ppm或更多、約175 ppm或更多、約200 ppm或更多、約225 ppm或更多、約250 ppm或更多、約275 ppm或更多，或約300 ppm或更多之式(II)之醇。替代地或另外，拋光組合物包含約1000 ppm或更少之式(II)之醇，例如，約975 ppm或更少、約950 ppm或更少、約925 ppm或更少、約900 ppm或更少、約875 ppm或更少、約850 ppm或更少、約825 ppm或更少、約800 ppm或更少、約775 ppm或更少、約750 ppm或更少、約725 ppm或更少，或約700 ppm或更少。因此，拋光組合物可包含式(II)之醇，其量藉由任何兩個上文針對式(II)之醇所述之端點定界。舉例而言，拋光組合物可包含約50 ppm至約1000 ppm之式(II)之醇，例如，約75 ppm至約1000ppm、約100 ppm至約1000ppm、約100 ppm至約950ppm、約100 ppm至約900ppm、約150 ppm至約900ppm、約200 ppm至約900ppm、約200 ppm至約850ppm、約200 ppm至約800ppm、約200 ppm至約750ppm、約200 ppm至約700ppm、約250 ppm至約700 ppm，或約300 ppm至約700 ppm之式(I)之醇。
在某些實施例中，拋光組合物包含式(III)之醇：R1 -O-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，且n係1至6之整數。C1 -C6 烷基可為直鏈或支鏈的，且可為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、正庚基、異庚基、正己基、異己基及其類似者。式(III)之醇可為任何合適的此類醇。式(III)之醇之非限制性實例包括乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單異丁醚、乙二醇單第二丁醚、乙二醇單庚醚、乙二醇單己醚及2-苯氧基乙醇。在一較佳實施例中，式(III)之醇係苯氧基乙醇(亦即，PhO(CH2 )2 OH)。
拋光組合物包含任何合適量之式(III)之醇。通常，拋光組合物包含約500 ppm或更多，例如，約750 ppm或更多、約1000 ppm或更多、約1250 ppm或更多、約1500 ppm或更多、約1750 ppm或更多、約2000 ppm或更多、約2250 ppm或更多、約2500 ppm或更多、約2750 ppm或更多、約3000 ppm或更多、約3250 ppm或更多、約3500 ppm或更多、約3750 ppm或更多，或約4000 ppm或更多之式(III)之醇。替代地或另外，拋光組合物包含約10,000 ppm或更少，例如，約9750 ppm或更少、約9500 ppm或更少、約9250 ppm或更少、約9000 ppm或更少、約8750 ppm或更少、約8500 ppm或更少、約8250 ppm或更少、約8000 ppm或更少、約7750 ppm或更少、約7500 ppm或更少、約7250 ppm或更少，或約7000 ppm或更少之式(III)之醇。因此，拋光組合物可包含式(III)之醇，其量藉由任何兩個上文針對式(III)之醇所述之端點定界。舉例而言，拋光組合物可包含約500 ppm至約10,000 ppm之式(III)之醇，例如，約750 ppm至約10,000 ppm、約1000 ppm至約10,000 ppm、約1000 ppm至約9500 ppm、約1000 ppm至約9000 ppm、約1500 ppm至約9000 ppm、約2000 ppm至約9000 ppm、約2000 ppm至約8500 ppm、約2000 ppm至約8000 ppm、約2000 ppm至約7500 ppm、約2000 ppm至約7000 ppm、約2500 ppm至約7000 ppm、約3000 ppm至約7000 ppm、約3500 ppm至約7000 ppm、約4000 ppm至約7000 ppm、約4500 ppm至約7000 ppm、約5000 ppm至約7000 ppm、約5000 ppm至約7500 ppm、約5000 ppm至約8000 ppm、約5000 ppm至約8500 ppm，或約5000 ppm至約9000 ppm之式(III)之醇。
拋光組合物可具有任何合適的pH。通常，拋光組合物之pH可為約1或更大，例如，約1.2或更大、約1.4或更大、約1.6或更大、約1.8或更大，或約2或更大。替代地或另外，拋光組合物之pH可為約5或更小，例如，約4.5或更小、約4或更小、約3.5或更小，或約3或更小。因此，拋光組合物可具有藉由任何兩個上文針對拋光組合物之pH所述之端點定界的pH。舉例而言，拋光組合物之pH可為約1至約5，例如，約1至約4.5、約1至約4、約1至約3.5、約1至約3、約1至約2.5，或約1至約2。
拋光組合物包含過氧化氫。過氧化氫可以任何合適的量存在於拋光組合物中。舉例而言，拋光組合物可包含約0.1 wt.%至約10 wt.%之過氧化氫，例如，約0.5 wt.%至約10 wt.%、約0.5 wt.%至約5 wt.%、約0.1 wt.%至約5 wt.%、約0.1 wt.%至約2.5 wt.%，或約0.1 wt.%至約1 wt.%之過氧化氫。
拋光組合物包含無機酸。合適的無機酸之非限制性實例包括硝酸、硫酸及磷酸。
拋光組合物包含水。水可為任何合適的水且可為例如去離子水或蒸餾水。在一些實施例中，拋光組合物可進一步包含與水組合之一或多種有機溶劑。舉例而言，拋光組合物可進一步包含羥基溶劑，諸如甲醇或乙醇、酮溶劑、醯胺溶劑、亞碸溶劑及其類似者。較佳地，拋光組合物包含純水。
拋光組合物可進一步包含鹼以調節拋光組合物之pH。合適鹼之非限制性實例包括氫氧化鈉、氫氧化鉀及氫氧化銨。
在某些實施例中，拋光組合物不含或基本上不含水溶性聚合物，特別是分子量為500或更大之水溶性聚合物。可自拋光組合物排除之分子量為500或更大的水溶性聚合物之實例包括：多醣，諸如褐藻酸、果膠酸、羧甲基纖維素、瓊脂、卡德蘭(curdlan)、普魯蘭(pullulan)；聚羧酸、其酯及鹽，諸如聚天冬胺酸、聚麩胺酸、聚離胺酸、聚蘋果酸、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸銨鹽、聚甲基丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸、聚順丁烯二酸、聚衣康酸、聚反丁烯二酸、聚(對苯乙烯羧酸)、聚丙烯酸、聚丙烯醯胺、胺基聚丙烯醯胺、聚丙烯酸銨鹽、聚丙烯酸鈉鹽、聚醯胺酸、聚醯胺酸銨鹽、聚醯胺酸鈉鹽及聚乙醛酸；乙烯基聚合物，諸如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮及聚丙烯醛及其類似者。
在某些實施例中，拋光組合物不含或基本上不含雜環芳族化合物。可自拋光組合物排除之分子量為500或更大的水溶性聚合物之實例包括吡嗪、三嗪、噁二唑、噻二唑、胺基吡唑、吡唑、胺基咪唑、甲基咪唑、乙基咪唑、咪唑、苯并咪唑、三唑、胺基三唑、巰基三唑、四唑、胺基四唑、1H-苯并三唑、1H-甲苯基三唑、胺基苯并三唑，及其烷基或胺基取代之衍生物。
拋光組合物可藉由任何合適的技術製備，其中許多技術為熟習此項技術者已知。拋光組合物可以分批或連續方法製備。一般而言，拋光組合物可藉由以任何順序組合其組分來製備。如本文中所使用之術語「組分」包括單獨的成分(例如，濕法二氧化矽、式(I)之醇、式(II)之醇、式(III)之醇、過氧化氫、無機酸等等)以及成分(例如，濕法二氧化矽、式(I)之醇、式(II)之醇、式(III)之醇、過氧化氫、無機酸等等)之任何組合。
舉例而言，濕法二氧化矽可分散於水中。然後可添加式(I)之醇及/或式(II)之醇或式(III)之醇以及無機酸，並藉由能夠將組分併入拋光組合物中之任何方法混合。可在製備拋光組合物期間的任何時間添加過氧化氫。拋光組合物可在使用之前製備，其中一或多種組分，諸如過氧化氫僅在使用之前(例如，在使用之前約1分鐘內，或在使用之前約1小時內，或在使用之前約7天內)添加至拋光組合物。亦可藉由在拋光操作期間將組分在基板表面處混合來製備拋光組合物。
拋光組合物可作為單封裝系統供應，其包含濕法二氧化矽、式(I)之醇及/或式(II)之醇或式(III)之醇、無機酸以及水。替代地，濕法二氧化矽可在第一容器中作為水中之分散體供應，且式(I)之醇及/或式(II)之醇或式(III)之醇以及無機酸可在第二容器中以無水形式供應或作為水溶液或水中之分散體供應。過氧化氫宜與拋光組合物之其他組分分開供應，且例如由最終使用者在使用前不久(例如，在使用之前1週或更短時間，在使用之前1天或更短時間，在使用之前1小時或更短時間，在使用之前10分鐘或更短時間，或在使用之前1分鐘或更短時間)與拋光組合物之其他組分組合。第一或第二容器中之組分可呈無水形式，而另一容器中之組分可呈水性分散液形式。此外，第一及第二容器中之組分適於具有不同pH值，或替代地具有實質上相似或甚至相等之pH值。其他兩容器，或三容器或多於三個容器，拋光組合物之組分之組合在一般熟習此項技術者之知識範圍內。
本發明之拋光組合物亦可提供為意欲在使用之前使用適量水稀釋之濃縮物。在此實施例中，拋光組合物濃縮物可包含濕法二氧化矽、式(I)之醇、式(II)之醇及/或無機酸或式(III)之醇以及水，在具有或不具有過氧化氫的情況下，該等組分之量使得在用適量水及若尚未以適量存在之過氧化氫稀釋濃縮物時，則拋光組合物中之每種組分將以在上文針對每種組分所述之合適範圍內的量存在於拋光組合物中。舉例而言，濕法二氧化矽、式(I)之醇及/或式(II)之醇或式(III)之醇以及無機酸各自可以約比上文針對每種組分所述之濃度大2倍(例如，約3倍、約4倍，或約5倍)之量的濃度存在，使得當用等體積的水(例如，分別為2等體積的水、3等體積的水或4等體積的水)以及適量的過氧化氫稀釋濃縮物時，每種組分將以在上文針對每種組分所闡述之範圍內的量存在於拋光組合物中。此外，如一般熟習此項技術者將理解，濃縮物可含有存在於最終拋光組合物中的適當分量之水以確保其他組分至少部分或全部溶解於濃縮物中。
本發明亦提供一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物，該化學機械拋光組合物包含：(a)濕法二氧化矽；(b)以下各者之組合：(i)式(I)之醇：R1 -X-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，n係1至6之整數，且X不存在或為O；及(ii)式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基，R3 係氫或C1 -C6 烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數；(c)過氧化氫；(d)無機酸；以及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
在其他實施例中，本發明提供一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含：(i)提供基板；(ii)提供拋光墊；(iii)提供化學機械拋光組合物，該化學機械拋光組合物包含：(a)濕法二氧化矽；(b)式(III)之醇：R1 -O-(CH2 )m -OH，其中R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基，m係1至6之整數，且n係1至6之整數；(c)過氧化氫；(d)無機酸；及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5；(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸；以及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
待使用本發明之方法經拋光之基板可為任何合適的基板，尤其是含有鎳-磷之基板。較佳的基板包含至少一個層，尤其是用於拋光之曝露層，該至少一個層包含鎳-磷、基本上由鎳-磷組成或由鎳-磷組成，使得鎳-磷之至少一部分被研磨(亦即，移除)以拋光基板。特別合適的基板包括但不限於記憶體或剛性磁碟，諸如用鎳-磷塗佈之鋁磁碟。
本發明之拋光方法特別適用於與化學機械拋光(CMP)設備結合。該設備通常包含：壓板，其在使用時處於運動中且具有由軌道、線性或圓周運動產生之速度；拋光墊，其與壓板接觸且在運動時隨壓板移動；及載體，其固持待藉由接觸且相對於拋光墊之表面移動而經拋光之基板。基板之拋光藉由以下步驟來進行：將基板置放成與拋光墊及本發明之拋光組合物接觸且接著使拋光墊相對於基板移動，以便研磨基板之至少一部分以拋光基板。
可用化學機械拋光組合物與任何合適的拋光墊(例如，拋光表面)來平坦化或拋光基板。合適的拋光墊包括例如編織及非編織拋光墊。此外，合適的拋光墊可包含具有不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、在壓縮後反彈之能力及壓縮模數之任何合適的聚合物。合適的聚合物包括例如聚氯乙烯、聚氟乙烯、耐綸、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚醯胺、聚胺酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成之產物及其混合物。
理想地，CMP設備進一步包含就地拋光終點偵測系統，其中許多為此項技術中已知的。用於藉由分析自工件之表面反射的光或其他輻射來檢測及監視拋光方法的技術為此項技術中已知的。此等方法係描述於例如美國專利5,196,353、美國專利5,433,651、美國專利5,609,511、美國專利5,643,046、美國專利5,658,183、美國專利5,730,642、美國專利5,838,447、美國專利5,872,633、美國專利5,893,796、美國專利5,949,927及美國專利5,964,643中。理想地，關於經拋光之工件的拋光方法之進展之檢測或監視使得能夠判定拋光終點，亦即，判定何時終止關於特定工件之拋光方法。
理想地，當用於拋光用鎳-磷塗佈之基板時，本發明之拋光組合物展現顯著減少之基板表面刮痕及增大之鎳-磷移除速率。與不含式(I)之醇及/或式(III)之醇的拋光組合物相比較，包含濕法二氧化矽及式(I)之醇及/或式(III)之醇的拋光組合物展現顯著減少之基板刮痕以及增大之鎳-磷移除速率。與不含式(II)之醇的拋光組合物相比較，包含濕法二氧化矽及式(II)之醇之拋光組合物展現顯著減少之基板刮痕及稍微減小之鎳-磷移除速率。與僅包含式(I)之醇及/或式(III)之醇或式(II)之醇中之一者的拋光組合物以及不含式(I)之醇及/或式(III)之醇或式(II)之醇中之任一者的拋光組合物相比較，包含濕法二氧化矽以及式(I)之醇及/或式(III)之醇及式(II)之醇之組合的拋光組合物展現顯著減少之基板刮痕。在某些實施例中，與不含式(I)、(II)或(III)之醇的拋光組合物相比較，包含濕法二氧化矽以及式(I)之醇及/或式(III)之醇及式(II)之醇之組合的拋光組合物展現增大之鎳-磷移除速率。
此外，鎳-磷移除速率可受對濕法二氧化矽之選擇影響。相對於不含醇之拋光組合物，包含濕法二氧化矽粒子(由於具有不規則粒子形狀及/或粒徑(諸如＞ 12 nm)，該等粒子機械強度相對較大))與式(I)或式(III)之醇分開組合或與式(I)之醇及式(II)之醇兩者組合的拋光組合物展現增大之鎳-磷移除速率。包含濕法二氧化矽粒子(其具有不規則粒子形狀及/或粒徑(諸如＞ 12 nm))與式(II)之醇組合的拋光組合物僅展現總刮痕數及其類似者之改良或稍低之鎳-磷移除速率。包含濕法二氧化矽粒子(由於具有大體上球形粒子形狀，其機械強度相對較小)與式(I)之醇及式(II)之醇兩者組合的拋光組合物展現總刮痕數及其類似者之改良或稍低之鎳-磷移除速率。
本發明之特徵在於以下實施例。 實施例
(1) 在實施例(1)中呈現一種化學機械拋光組合物，其包含： (a) 濕法二氧化矽， (b) 以下各者之組合 (i) 式(I)之醇：R1 -X-(CH2 )m -OH，其中 R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基， m係1至6之整數， n係1至6之整數，且 X不存在或為O，及 (ii) 式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中 R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基， R3 係氫或C1 -C6 烷基， o係1至6之整數，且 p係1至6之整數， (c) 過氧化氫， (d) 無機酸，以及 (e) 水， 其中該拋光組合物之pH為約1至約5。
(2) 在實施例(2)中呈現如實施例1之拋光組合物，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5 nm至約25 nm。
(3) 在實施例(3)中呈現如實施例1或2之拋光組合物，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5 nm至約10 nm。
(4) 在實施例(4)中呈現如實施例1至3中任一項之拋光組合物，其中該式(I)之醇係苯氧基乙醇、乙二醇單丁醚或苄醇。
(5) 在實施例(5)中呈現如實施例4之拋光組合物，其中該式(I)之醇係苯氧基乙醇。
(6) 在實施例(6)中呈現如實施例1至5中任一項之拋光組合物，其中該式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇。
(7) 在實施例(7)中呈現如實施例1至6中任一項之拋光組合物，其中該拋光組合物包含約1000 ppm至約10,000 ppm之該式(I)之醇及約100 ppm至約1000 ppm之該式(II)之醇。
(8) 在實施例(8)中呈現如實施例1至7中任一項之拋光組合物，其中該拋光組合物之pH為約1至約2。
(9) 在實施例(9)中呈現一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含： (i) 提供基板， (ii) 提供拋光墊， (iii) 提供化學機械拋光組合物，其包含： (a) 濕法二氧化矽， (b) 以下各者之組合 (i) 式(I)之醇：R1 -X-(CH2 )m -OH，其中 R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基， m係1至6之整數， n係1至6之整數，且 X不存在或為O，及 (ii) 式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中 R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基， R3 係氫或C1 -C6 烷基， o係1至6之整數，且 p係1至6之整數， (c) 過氧化氫， (d) 無機酸，以及 (e) 水 其中該拋光組合物之pH為約1至約5 (iv) 使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸，及 (v) 相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
(10) 在實施例(10)中呈現如實施例9之方法，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5 nm至約25 nm。
(11) 在實施例(11)中呈現如實施例9或10之方法，其中該式(I)之醇係苯氧基乙醇、乙二醇單丁醚或苄醇。
(12) 在實施例(12)中呈現如實施例9至11中任一項之方法，其中該式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇。
(13) 在實施例(13)中呈現如實施例9至12中任一項之方法，其中該拋光組合物包含約1000 ppm至約10,000 ppm之該式(I)之醇及約100 ppm至約1000 ppm之該式(II)之醇。
(14) 在實施例(14)中呈現如實施例9至13中任一項之方法，其中該基板係鎳-磷塗佈之鋁記憶體磁碟，且其中研磨該鎳-磷之至少一部分以拋光該基板。
(15) 在實施例(15)中呈現一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含： (i) 提供基板， (ii) 提供拋光墊， (iii) 提供化學機械拋光組合物，其包含： (a) 濕法二氧化矽， (b) 式(III)之醇：R1 -O-(CH2 )m -OH，其中 R1 係苯基、吡啶基、HO-(CH2 )n -或C1 -C6 烷基， m係1至6之整數，且 n係1至6之整數， (c) 過氧化氫， (d) 無機酸，及 (e) 水， 其中該拋光組合物之pH為約1至約5 (iv) 使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸，以及 (v) 相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
(16) 在實施例(16)中呈現如實施例15之方法，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5 nm至約25 nm。
(17) 在實施例(17)中呈現如實施例15或16之方法，其中該式(III)之醇係苯氧基乙醇、乙二醇單丁醚或苄醇。
(18) 在實施例(18)中呈現如實施例15至17中任一項之方法，其中該拋光組合物進一步包含式(II)之醇：R2 -NR3 -(CH2 )o -OH，其中R2 係苯基、吡啶基、H2 N-(CH2 )p -或C1 -C6 烷基，R3 係氫或C1 -C6 烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數。
(19) 在實施例(19)中呈現如實施例15至18中任一項之方法，其中該式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇。
(20) 在實施例(20)中呈現如實施例18或19之方法，其中該拋光組合物包含約1000 ppm至約10,000 ppm之該式(III)之醇及約100 ppm至約1000 ppm之該式(II)之醇。
(21) 在實施例(21)中呈現如實施例15至20中任一項之方法，其中該基板係鎳-磷塗佈之鋁記憶體磁碟，且其中研磨該鎳-磷之至少一部分以拋光該基板。 實例
以下實例進一步說明本發明，但當然不應解釋為以任何方式限制其範疇。
在以下實例中，使用Hamai 9B拋光機(日本東京濱井有限公司(Hamai Co.，Ltd，Tokyo Japan))用FK1N拋光墊(日本東京富士紡集團(Fujibo Group，Tokyo，Japan))拋光鎳-磷塗佈之鋁磁碟，其中拋光組合物之流動速率為300 mL/min，下壓力為110 g/cm2 ，上壓板速度為約1 rpm，且下壓板速度為約32 rpm。拋光後，拋光後之磁碟係用市售的清潔器Invenpro™ ISW001 (馬來西亞雪蘭莪州的Invenpro公司(Invenpro, Selangor Darul Ehsan, Malaysia))清潔並乾燥。執行對拋光後之磁碟的重量量測以判定移除速率。使用Candela™ 7100晶圓表面缺陷檢測系統(加州米爾皮塔斯市商科磊公司(KLA Tencor, Milpitas, CA)來判定總刮痕數。 實例1
此實例表明了當用於拋光包含鎳-磷塗佈之鋁磁碟的基板時，包含濕法二氧化矽及式(I)之醇的拋光組合物展現的鎳-磷移除速率及總刮痕數。
拋光組合物1A至1J各自含有5 wt.%之濕法二氧化矽，其平均粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀，及0.6 wt.%之過氧化氫水溶液，pH為1.6，其中用H3PO4調節pH。拋光組合物1A不含任何額外組分。拋光組合物1B至1D進一步分別含有0.05 wt.%、0.2 wt.%及1 wt.%之乙二醇丁醚。拋光組合物1E至1G進一步分別含有0.05 wt.%、0.2 wt.%及0.5 wt.%之苄醇。拋光組合物1H至1J進一步分別含有0.05 wt.%、0.2 wt.%及0.5 wt.%之2-苯氧基乙醇。乙二醇丁醚、苄醇及2-苯氧基乙醇係式(I)之醇。
拋光後，判定鎳-磷移除速率及總刮痕數。結果闡述於表1中。 表1：式(I)之醇對移除速率及總刮痕數之影響
Figure 107137666-A0304-0001
如自表1中闡述之結果顯而易見，拋光組合物1D、1G及1J (其分別含有1 wt.%、0.5 wt.%及0.5 wt.%之式(I)之醇)展現了鎳-磷移除速率分別約為不含式(I)之醇的拋光組合物1A展現之鎳-磷移除速率的109%、114%及125%。拋光組合物1D、1G及1J之使用導致總刮痕數分別約為由拋光組合物1A拋光產生之總刮痕數的40%、31%及19%。此等結果表明了在鎳-磷拋光組合物中使用式(I)之醇提供的改良式移除速率及減少之刮痕數的理想組合。 實例2
此實例表明了當用於拋光包含鎳-磷塗佈之鋁磁碟的基板時，僅包含濕法二氧化矽及式(I)之醇、僅包含式(II)之醇及式(I)之醇與式(II)之醇之組合的拋光組合物展現的鎳-磷移除速率及總刮痕數。
拋光組合物2A至2H各自含有5 wt.%之濕法二氧化矽及0.6 wt.%之過氧化氫水溶液，pH為1.6，其中用H3 PO4 調節pH。拋光組合物2A至2D含有濕法二氧化矽，其粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀。拋光組合物2E至2H含有平均粒度為7 nm之2.5 wt.%之濕法二氧化矽及平均粒度為5 nm之2.5 wt.%之濕法二氧化矽，其中兩種濕法二氧化矽皆具有大體上球形粒子形狀。拋光組合物2A及2E (對照)不含任何額外組分。拋光組合物2B及2F進一步含有0.03 wt.%之胺基乙基胺基乙醇(AEEA) (亦即，式(II)之醇)。拋光組合物2C及2G進一步含有0.03 wt.%之2-苯氧基乙醇(POE) (亦即，式(I)之醇)。拋光組合物2D及2H進一步含有0.03 wt.%之胺基乙基胺基乙醇及0.5 wt.%之2-苯氧基乙醇。
拋光後，判定鎳-磷移除速率及總刮痕數。結果闡述於表2中。 表2：式(I)之醇、式(II)之醇及其組合對移除速率及總刮痕數之影響
Figure 107137666-A0304-0002
如自表2中闡述之結果顯而易見，拋光組合物2B (其含有平均粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀之濕法二氧化矽及0.03 wt.%之AEEA)展現了鎳-磷移除速率約為不含AEEA的拋光組合物2A展現之移除速率的93%及65%。拋光組合物2F (其含有平均粒度為7 nm之大體上球形濕法二氧化矽與平均粒度為5 nm之大體上球形濕法二氧化矽及0.03 wt.%之AEEA的組合)展現了鎳-磷移除速率約為不含AEEA的拋光組合物2E展現之移除速率的65%。與拋光組合物2F相比較，拋光組合物2B展現之較高鎳-磷移除速率歸因於：拋光組合物2B中存在之不規則形狀的濕法二氧化矽與拋光組合物2F中存在之大體上球形濕法二氧化矽相比較更高的機械強度。拋光組合物2B及2F展現之刮痕數分別為拋光組合物2A及2E分別展現之總刮痕數的58%及82%。
組合物2C (其含有平均粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀之濕法二氧化矽及0.5 wt.%之POE)及拋光組合物2G (其含有平均粒度為7 nm之大體上球形濕法二氧化矽與平均粒度為5 nm之大體上球形濕法二氧化矽及0.5 wt.%之POE的組合)展現了鎳-磷移除速率分別約為不含POE的拋光組合物2A及2E展現之移除速率的149%及123%。拋光組合物2C及2G展現之總刮痕數分別為拋光組合物2A及2E分別展現之總刮痕數的39%及61%。
拋光組合物2D (其含有平均粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀之濕法二氧化矽、0.03 wt.%之AEEA及0.5 wt.%之POE)及拋光組合物2H (其含有平均粒度為7 nm之大體上球形濕法二氧化矽與平均粒度為5 nm之大體上球形濕法二氧化矽、0.03 wt.%之AEEA及0.5 wt.%之POE的組合)展現了鎳-磷移除速率分別約為不含POE或AEEA的拋光組合物2A及2E展現之移除速率的118%及76%。拋光組合物2D及2H展現之總刮痕數分別為拋光組合物2A及2E分別展現之總刮痕數的17%及24%。
因此，拋光組合物2D及2H (其含有式(I)之醇與式(II)之醇之組合)展現了所有拋光組合物之最低總刮痕數，同時保持有用的鎳-磷移除速率。
另外，拋光組合物2C及2D (其含有平均粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀之濕法二氧化矽，且進一步含有POE或POE與AEEA之組合)展現了鎳-磷移除速率分別約為不含POE或AEEA的對照拋光組合物展現之鎳-磷移除速率的148%及118%。拋光組合物2G及2H (其含有平均粒度為7 nm之大體上球形濕法二氧化矽與平均粒度為5 nm之大體上球形濕法二氧化矽的組合，且進一步含有POE或POE與AEEA之組合)展現了鎳-磷移除速率分別約為不含POE或AEEA的對照拋光組合物展現之鎳-磷移除速率的122%及77%。拋光組合物2C及2D與拋光組合物2G及2H之間的鎳-磷移除速率的差歸因於與拋光組合物2G及2H相比較，拋光組合物2C及2D中機械強度相對較大的濕法二氧化矽粒子。然而，拋光組合物2D及2H展現之總刮痕數係可比較的。 實例3
此實例表明了當用於拋光包含鎳-磷塗佈之鋁磁碟的基板時，包含具有各種平均粒度之濕法二氧化矽及式(I)之醇與式(II)之醇之組合的拋光組合物展現的鎳-磷移除速率及總刮痕數。
拋光組合物3A至3J各自含有5 wt.%之濕法二氧化矽及0.6 wt.%之過氧化氫水溶液，pH為1.6，其中用H3 PO4 調節pH。每對拋光組合物3A及3B、3C及3D、3E及3F、3G及3H以及3I及3J含有相同類型之濕法二氧化矽，如表3中所列。拋光組合物3A、3C、3E、3G及3I不含任何額外組分。拋光組合物3B、3D、3F、3H及3J各自進一步含有0.03 wt.%之胺基乙基胺基乙醇(AEEA) (亦即，式(II)之醇)與0.5 wt.%之2-苯氧基乙醇(POE) (亦即，式(I)之醇)之組合。
拋光後，判定鎳-磷移除速率及總刮痕數。結果闡述於表3中。 表3：式(I)之醇與式(II)之醇之組合對移除速率及總刮痕數的影響
Figure 107137666-A0304-0003
如自表3中闡述之結果顯而易見，所有本發明之拋光組合物3B、3D、3F、3H及3J展現之總刮痕數的範圍在比較性拋光組合物3A、3C、3E、3G及3I展現之總刮痕數的1.6%與38%之間。更具體言之，拋光組合物3J (其含有平均粒度為22 nm之大體上球形濕法二氧化矽，且進一步含有AEEA及POE)展現之總刮痕數約為不含AEEA及POE的比較性拋光組合物3I展現之總刮痕數的1.6%。
除了拋光組合物3B (其含有平均粒度為7 nm且具有不規則粒子形狀之濕法二氧化矽，且進一步含有AEEA及POE)之外，AEEA及POE之存在僅導致移除速率的輕微改變，其展現之鎳-磷移除速率約為不含AEEA及POE的比較性拋光組合物3A展現之鎳-磷移除速率的166%。此等結果表明：式(I)之醇與式(II)之醇之組合宜維持有用的Ni-P移除速率，或改良Ni-P移除速率，同時顯著減少由用包含濕法二氧化矽之拋光組合物拋光產生的總刮痕數。此等結果進一步表明：與包含大體上球形濕法二氧化矽之拋光組合物相比較，包含具有不規則粒子形狀之濕法二氧化矽與式(I)之醇及式(II)之醇組合的拋光組合物展現增大之鎳-磷移除速率。 實例4
此實例表明胺基乙基胺基乙醇(AEEA)及2-苯氧基乙醇(POE)濃度對包含濕法二氧化矽、過氧化氫及AEEA與POE之組合的拋光組合物展現之移除速率及總刮痕數的影響。
用拋光組合物4A至4I (其包含5.0 wt.%之大體上球形濕法二氧化矽(Nalco 1030C)、0.6 wt.%之過氧化氫及如表4中所列的各種濃度之AEEA及POE，在水中pH為1.6，其中用H3 PO4 調節pH)拋光包含鎳-磷塗佈之記憶體磁碟的基板。在三種AEEA濃度為0.03 wt.%、0.05 wt.%及0.07 wt.%時，POE濃度為0.3 wt.%、0.5 wt.%及0.7 wt.%。
拋光後，判定每一基板之移除速率及總刮痕數，且結果闡述於表4中。 表4：醇濃度對Ni-P移除速率及刮痕數之影響
Figure 107137666-A0304-0004
如自表4中闡述之結果顯而易見，在所有三種AEEA濃度下，鎳-磷移除速率隨著POE濃度之增大而增大，其中AEEA濃度對鎳-磷移除速率幾乎沒有影響(比較例如拋光組合物4A、4D及4G；4B、4E及4H；以及4C、4F及4I之Ni-P移除率)。
最低POE濃度為0.3 wt.%時之總刮痕數隨著AEEA濃度自0.03 wt.%增大至0.07 wt.%而降低 (比較例如拋光組合物4A、4D及4G展現之總刮痕數)。最高POE濃度下之總刮痕數不受AEEA濃度的顯著影響(比較例如拋光組合物4C、4F及4I展現之總刮痕數)。在給定的AEEA濃度下，總刮痕數隨著POE之濃度的增大而降低(比較例如拋光組合物4A至4C、4D至4F及4G至4I展現之總刮痕數)。
本文中所引用之所有參考文獻(包括公開案、專利申請案及專利)均以引用的方式併入本文中，該引用程度如同各參考文獻個別地且特定地指示以引用的方式併入且全文闡述於本文中。
除非本文中另外指示或明顯與上下文矛盾，否則在描述本發明的上下文中(尤其在以下申請專利範圍的上下文中)，應將術語「一(a/an)」及「該(等) (the)」以及「至少一個(at least one)」及類似指示物的使用理解為涵蓋單數個與複數個兩者。除非本文中另外指示或與上下文明顯矛盾，否則應將後接一或多個項目之清單(例如「A及B中之至少一者」)之術語「至少一個」的使用理解為意謂選自所列項目之一個項目(A或B)或所列項目中之兩者或多於兩者之任何組合(A及B)。除非另外指出，否則應將術語「包含」、「具有」、「包括」及「含有」理解為開放式術語(亦即，意謂「包括但不限於」)。除非本文另外指示，否則本文中數值範圍之列舉僅意欲充當個別提及屬於該範圍內之各獨立值之簡寫方法，且各獨立值併入本說明書中，如同在本文中個別敍述一般。除非本文另外指示或與上下文明顯矛盾，否則本文中描述之所有方法可以任何適合順序進行。除非另外主張，否則使用本文所提供之任何及所有實例或例示性語言(例如，「諸如」)僅意欲較好地闡明本發明而不對本發明之範疇造成限制。本說明書中之語言不應理解為暗指任何未主張之要素對於實踐本發明而言必不可少。
本發明之較佳實施例描述於本文中，包括本發明人已知用於實施本發明之最佳模式。在閱讀前文之描述後，彼等較佳實施例之變化對於一般熟習此項技術者可變得顯而易見。本發明人期望熟習此項技術者適當時採用該等變化，且本發明人意欲以不同於本文中特定描述之其他方式來實施本發明。因此，若適用法律允許，則本發明包括在隨附於本文之申請專利範圍中所敍述的標的物之所有修改及等效物。此外，除非本文中另外指示或另外上下文明顯矛盾，否則本發明涵蓋上述要素以其所有可能變化形式之任何組合。

Claims (18)

  1. 一種化學機械拋光組合物，其包含：(a)濕法二氧化矽，(b)以下各者之組合(i)式(I)之醇：R1-X-(CH2)m-OH，其中R1係苯基、吡啶基、HO-(CH2)n-或C1-C6烷基，m係1至6之整數，n係1至6之整數，且X不存在或為O，及(ii)式(II)之醇：R2-NR3-(CH2)o-OH，其中R2係苯基、吡啶基、H2N-(CH2)p-或C1-C6烷基，R3係氫或C1-C6烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數，(c)過氧化氫，(d)無機酸，以及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5；其中該拋光組合物包含約500ppm至約10,000ppm之該式(I)之醇及約50ppm至約1000ppm之該式(II)之醇；且其中該式(I)之醇係苯氧基乙醇、乙二醇單丁醚或苄醇。
  2. 如請求項1之拋光組合物，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5nm至約 25nm。
  3. 如請求項2之拋光組合物，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5nm至約10nm。
  4. 如請求項1之拋光組合物，其中該式(I)之醇係苯氧基乙醇。
  5. 如請求項1之拋光組合物，其中該式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇。
  6. 如請求項1之拋光組合物，其中該拋光組合物包含約1000ppm至約10,000ppm之該式(I)之醇及約100ppm至約1000ppm之該式(II)之醇。
  7. 如請求項1之拋光組合物，其中該拋光組合物之pH為約1至約2。
  8. 一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含：(i)提供基板，(ii)提供拋光墊，(iii)提供化學機械拋光組合物，其包含：(a)濕法二氧化矽，(b)以下各者之組合(i)式(I)之醇：R1-X-(CH2)m-OH，其中R1係苯基、吡啶基、HO-(CH2)n-或C1-C6烷基，m係1至6之整數， n係1至6之整數，且X不存在或為O，及(ii)式(II)之醇：R2-NR3-(CH2)o-OH，其中R2係苯基、吡啶基、H2N-(CH2)p-或C1-C6烷基，R3係氫或C1-C6烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數，(c)過氧化氫，(d)無機酸，以及(e)水其中該拋光組合物之pH為約1至約5；其中該拋光組合物包含約500ppm至約10,000ppm之該式(I)之醇及約50ppm至約1000ppm之該式(II)之醇；且其中該式(I)之醇係苯氧基乙醇、乙二醇單丁醚或苄醇，(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸，及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
  9. 如請求項8之方法，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5nm至約25nm。
  10. 如請求項8之方法，其中該式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇。
  11. 如請求項8之方法，其中該拋光組合物包含約1000ppm至約10,000 ppm之該式(I)之醇及約100ppm至約1000ppm之該式(II)之醇。
  12. 如請求項8之方法，其中該基板係鎳-磷塗佈之鋁記憶體磁碟，且其中研磨該鎳-磷之至少一部分以拋光該基板。
  13. 一種化學機械式拋光基板之方法，該方法包含：(i)提供基板，(ii)提供拋光墊，(iii)提供化學機械拋光組合物，其包含：(a)濕法二氧化矽，(b)式(III)之醇：R1-O-(CH2)m-OH，其中R1係苯基、吡啶基、HO-(CH2)n-或C1-C6烷基，m係1至6之整數，且n係1至6之整數，(c)過氧化氫，(d)無機酸，以及(e)水，其中該拋光組合物之pH為約1至約5；其中該拋光組合物包含約500ppm至約10,000ppm之該式(III)之醇；且其中該式(III)之醇係苯氧基乙醇、乙二醇單丁醚或苄醇，(iv)使該基板與該拋光墊及該化學機械拋光組合物接觸，以及(v)相對於該基板移動該拋光墊及該化學機械拋光組合物以研磨該基板之至少一部分，從而拋光該基板。
  14. 如請求項13之方法，其中該濕法二氧化矽之粒度為約5nm至約25nm。
  15. 如請求項13之方法，其中該拋光組合物進一步包含式(II)之醇：R2-NR3-(CH2)o-OH，其中R2係苯基、吡啶基、H2N-(CH2)p-或C1-C6烷基，R3係氫或C1-C6烷基，o係1至6之整數，且p係1至6之整數。
  16. 如請求項15之方法，其中該式(II)之醇係胺基乙基胺基乙醇。
  17. 如請求項15之方法，其中該拋光組合物包含約1000ppm至約10,000ppm之該式(III)之醇及約100ppm至約1000ppm之該式(II)之醇。
  18. 如請求項13之方法，其中該基板係鎳-磷塗佈之鋁記憶體磁碟，且其中研磨該鎳-磷之至少一部分以拋光該基板。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG11202006025YA (en) * 2017-12-27 2020-07-29 Kao Corp Method for producing aluminum platter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101432854A (zh) * 2006-04-24 2009-05-13 日立化成工业株式会社 Cmp用研磨液及研磨方法
TW201402735A (zh) * 2012-05-23 2014-01-16 Cabot Microelectronics Corp 用於鎳－磷塗覆之記憶碟之拋光組合物
TW201538702A (zh) * 2014-03-12 2015-10-16 Cabot Microelectronics Corp 用於鎢材料之ｃｍｐ的組合物及方法
TW201542793A (zh) * 2014-05-05 2015-11-16 Cabot Microelectronics Corp 供邊緣下降改善用之拋光組合物
TW201702348A (zh) * 2015-04-06 2017-01-16 卡博特微電子公司 用於拋光硬磁碟之化學機械拋光（ｃｍｐ）組合物及方法
TW201731991A (zh) * 2015-10-07 2017-09-16 Sanyo Chemical Ind Ltd 磁碟用研磨材及磁碟的製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6083419A (en) * 1997-07-28 2000-07-04 Cabot Corporation Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching
JP3869608B2 (ja) * 2000-01-25 2007-01-17 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 防食剤
JP4009986B2 (ja) * 2000-11-29 2007-11-21 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、およびそれを用いてメモリーハードディスクを研磨する研磨方法
US6805812B2 (en) * 2001-10-11 2004-10-19 Cabot Microelectronics Corporation Phosphono compound-containing polishing composition and method of using same
KR100952870B1 (ko) * 2001-10-26 2010-04-13 아사히 가라스 가부시키가이샤 연마제, 그 제조방법 및 연마방법
US6682575B2 (en) * 2002-03-05 2004-01-27 Cabot Microelectronics Corporation Methanol-containing silica-based CMP compositions
KR20060016498A (ko) * 2004-08-18 2006-02-22 삼성전자주식회사 슬러리 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 가공물의연마방법
KR20130027057A (ko) * 2006-07-05 2013-03-14 히타치가세이가부시끼가이샤 Ｃｍｐ용 연마액 및 연마방법
US8821750B2 (en) * 2007-02-27 2014-09-02 Hitachi Chemical Co., Ltd. Metal polishing slurry and polishing method
JP5285866B2 (ja) * 2007-03-26 2013-09-11 富士フイルム株式会社 研磨液
MY151756A (en) * 2007-10-29 2014-06-30 Kao Corp Polishing composition for hard disk substrate
US8247326B2 (en) * 2008-07-10 2012-08-21 Cabot Microelectronics Corporation Method of polishing nickel-phosphorous
US8883034B2 (en) * 2009-09-16 2014-11-11 Brian Reiss Composition and method for polishing bulk silicon
JP5657247B2 (ja) * 2009-12-25 2015-01-21 花王株式会社 研磨液組成物
JP5695367B2 (ja) * 2010-08-23 2015-04-01 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP5979871B2 (ja) * 2011-03-09 2016-08-31 花王株式会社 磁気ディスク基板の製造方法
KR102028217B1 (ko) * 2011-11-25 2019-10-02 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 연마용 조성물
US8518135B1 (en) * 2012-08-27 2013-08-27 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing hybrid abrasive for nickel-phosphorous coated memory disks
KR101573113B1 (ko) * 2013-08-30 2015-12-01 엘티씨에이엠 주식회사 화학기계적 연마용 슬러리 조성물
US9803109B2 (en) * 2015-02-03 2017-10-31 Cabot Microelectronics Corporation CMP composition for silicon nitride removal
KR101854499B1 (ko) * 2015-04-24 2018-05-04 삼성에스디아이 주식회사 구리 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마방법
KR101854510B1 (ko) * 2015-12-11 2018-05-03 삼성에스디아이 주식회사 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법
CN106928861A (zh) * 2015-12-31 2017-07-07 安集微电子科技(上海)有限公司 一种碱性的阻挡层化学机械抛光液
JP2017139386A (ja) * 2016-02-04 2017-08-10 東京応化工業株式会社 Ｃｍｐ用研磨液、及び研磨方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101432854A (zh) * 2006-04-24 2009-05-13 日立化成工业株式会社 Cmp用研磨液及研磨方法
TW201402735A (zh) * 2012-05-23 2014-01-16 Cabot Microelectronics Corp 用於鎳－磷塗覆之記憶碟之拋光組合物
TW201538702A (zh) * 2014-03-12 2015-10-16 Cabot Microelectronics Corp 用於鎢材料之ｃｍｐ的組合物及方法
TW201542793A (zh) * 2014-05-05 2015-11-16 Cabot Microelectronics Corp 供邊緣下降改善用之拋光組合物
TW201702348A (zh) * 2015-04-06 2017-01-16 卡博特微電子公司 用於拋光硬磁碟之化學機械拋光（ｃｍｐ）組合物及方法
TW201731991A (zh) * 2015-10-07 2017-09-16 Sanyo Chemical Ind Ltd 磁碟用研磨材及磁碟的製造方法

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