例如4。
[0096] 本發明所用CMP組合物可以進一步任選含有一種或多種緩沖物質(D3)。緩沖物質 (D3)不同于組分(A)、⑶、(C)以及組分⑶的成分(Dl)和D2)。緩沖物質(D3)通常為加 入本發明所用CMP組合物中以將其pH值調節至所需值的化合物。優選的緩沖物質是無機 酸、羧酸、胺堿、堿金屬氫氧化物、氫氧化銨,包括四烷基氫氧化銨。例如,緩沖物質(D3)為 硝酸、硫酸、氨、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0097] 若存在的話,緩沖物質(D3)可以以可變量含于本發明所用CMP組合物中。若存在 的話,(D3)的量優選不大于10重量% (重量%在每種情況下表示"重量百分比"),更優選 不大于2重量%,最優選不大于0. 5重量%,特別是不大于0. 1重量%,例如不大于0. 05重 量%,在每種情況下基于相應組合物的總重量。若存在的話,(D3)的量優選為至少0.0005 重量%,更優選至少〇. 005重量%,最優選至少0. 025重量%,特別是至少0. 1重量%,例如 至少〇. 4重量%,在每種情況下基于本發明所用CMP組合物的總重量。
[0098] 必要的話,本發明所用CMP組合物還可以含有一種或多種其他添加劑,包括但不 限于穩定劑、表面活性劑、減摩劑等。所述其他添加劑不同于組分(A)、(B)、(C)以及組分 (D)的成分(Dl)、(D2)和(D3)。所述其他添加劑例如為常用于CMP組合物中且因此為本領 域熟練技術人員已知的那些。該添加例如可以穩定該分散體或改善拋光性能或不同層之間 的選擇性。
[0099] 若存在的話,所述其他添加劑可以以可變量含于本發明所用CMP組合物中。優選 所述其他添加劑的總量不大于10重量% (重量%在每種情況下表示"重量% 更優選 不大于2重量%,最優選不大于0. 5重量%,特別是不大于0. 1重量%,例如不大于0. 01 重量%,在每種情況下基于相應CMP組合物的總重量。優選所述其他添加劑的總量為至少 0. 0001重量%,更優選至少0. 001重量%,最優選至少0. 008重量%,特別是至少0. 05重 量%,例如至少0. 3重量%,在每種情況下基于本發明所用相應CMP組合物的總重量。
[0100] 優選該化學機械拋光(CMP)組合物不包含任何不同于如上所定義的在2-6的pH 下具有-15mV或-15mV以下的負ζ電位的表面改性二氧化娃顆粒的磨料。
[0101] 特別優選如下化學機械拋光(CMP)組合物的用途,其中
[0102] -組分(A)的在2-6的pH下具有-15mV或-15mV以下的負ζ電位的表面改性二 氧化硅顆粒為用鋁酸根陰離子改性或用磺酸改性的二氧化硅顆粒,以及
[0103] -組分(B)包含一種或多種選自如下的成分:
[0104] -選自1,2, 4-三唑和3-氨基-1,2, 4-三唑的取代和未取代三唑類
[0105] -苯并咪唑
[0106] -選自乙醇酸、檸檬酸、丙二酸、草酸、琥珀酸、次氮基三乙酸(ΝΤΑ-Η3)及其相應鹽 的螯合劑,和
[0107] -丙烯酸的均聚物。
[0108] 特別優選如下化學機械拋光(CMP)組合物的用途,其中
[0109] - (A)在2-6的pH下具有_15mV或_15mV以下的負ζ電位的表面改性二氧化娃顆 粒的總量基于化學機械拋光(CMP)組合物的總重量為0. 1-30重量% ;和/或
[0110] -不具有與三唑環稠合的芳族環的三唑類的總量基于化學機械拋光(CMP)組合物 的總重量為0. 01-3. 0重量% ;和/或
[0111] -苯并咪唑的總量基于化學機械拋光(CMP)組合物的總重量為0. 01-3. 0重量%, 和/或
[0112] -選自具有兩個或更多個羧基的氨基酸、脂族羧酸及其相應鹽的螯合劑的總量基 于化學機械拋光(CMP)組合物的總重量為0. 01-3. 0重量%,和/或
[0113] -丙烯酸及其相應鹽的均聚物和共聚物的總量基于化學機械拋光(CMP)組合物的 總重量為0.01-3. 0重量%。
[0114] 應理解的是本發明所用如上所定義的優選CMP組合物具有如上所述為2-6的pH。
[0115] 制備CMP組合物的方法為眾所周知的。這些方法可應用于制備本發明的CMP組合 物。此可通過將上述組分(A)及(B)及(若適當)任選組分(D)的其他成分分散或溶解于 水中,且任選地經由添加如上文或下文所定義的緩沖物質(D4)調節pH值來進行。為此,可 使用慣用及標準混合方法及混合裝置,如攪拌容器、高剪切葉輪、超音波混合器、均質機噴 嘴或逆流混合器。
[0116] 本發明的CMP組合物優選通過分散粒子(A)、分散和/或溶解(B) Ν,Ν,Ν',Ν' -四 (2-羥基丙基)乙二胺或甲磺酸及任選地分散和/或溶解其他成分(D)于水(C)中來制備。
[0117] 拋光方法為眾所周知的且可在慣用于制造具有集成電路的晶片的CMP的條件下 使用方法及設備來進行。不存在對可進行拋光方法的設備的限制。
[0118] 如本領域中已知,用于CMP方法的典型設備由用拋光墊覆蓋的旋轉壓板組成。也 已使用軌道拋光器。將晶片安裝于載體或夾盤上。將待加工的晶片側面向拋光墊(單側拋 光方法)。扣環將晶片固定在水平位置。
[0119] 在載體下方,較大直徑壓板也一般水平安置且存在與待拋光晶片的表面平行的表 面。壓板上的拋光墊在平面化方法期間接觸晶片表面。
[0120] 為產生材料損失,將晶片按壓于拋光墊上。通常使載體及壓板圍繞其垂直于載體 及壓板延伸的相應軸旋轉。旋轉載體軸可相對于旋轉壓板保持位置固定或可相對于壓板水 平振蕩。載體的旋轉方向典型地(但不一定)與壓板的旋轉方向相同。載體及壓板的旋轉 速度一般(但不一定)設定為不同的值。在本發明的CMP方法期間,本發明的CMP組合物 通常以連續流形式或逐滴方式施用于拋光墊上。通常,壓板的溫度設定在10至70°C的溫 度。
[0121] 晶片上的負載可由例如用常常稱為背膜的軟墊覆蓋的鋼制平板來施加。若使用更 高級的設備,負載有空氣或氮氣壓力的可撓性膜將晶片按壓于墊上。當使用硬拋光墊時,該 膜載體對于低下壓力方法優選,因為晶片上的向下壓力分布與具有硬壓板設計的載體的向 下壓力分布相比更均勻。本發明也可使用具有控制晶片上的壓力分布的選項的載體。其通 常經設計有許多不同腔室,腔室可在一定程度上彼此獨立地負載。
[0122] 關于其他詳情,參考WO 2004/063301 A1,具體而言第16頁第[0036]段至第18頁 第[0040]段連同圖2。
[0123] 經由本發明的CMP方法可獲得具有極好功能的具有包含介電層的集成電路的晶 片,尤其當待拋光基材或層含有一種或多種III-V族材料時。
[0124] 本發明的CMP組合物可作為備用漿液用于CMP方法,其具有較長存放期且展示經 長時間的穩定粒徑分布。因此,其易于操作及儲存。其展示極好的拋光效能,特別在高材料 移除速率(MRR)及高表面質量以及毒氣ASH3& PH3生成最少方面。由于組分的量縮減至最 小,故本發明的CMP組合物及本發明的CMP方法可以有成本效益的方式使用或施用。
[0125] 實施例和對比例
[0126] CMP試驗的通用程序
[0127] 對于在臺失拋光器上的評價,選擇下列參數:
[0128] 程序設置:Phoenix 4000拋光器;臺/托架200/150rpm ;向下壓力 2. 5psi(17238Pa);淤漿流速 18mL/min ;墊 IC 1000 ;時間 lmin。
[0129] 在將新型CMP組合物用于CMP之前,通過幾次清掃來調節該墊。為了測定去除率, 拋光至少3個晶片并將由這些試驗得到的數據平均。
[0130] 在本地供應站攪拌該CMP組合物。
[0131] 待拋光物體:未結構化GaAs晶片和未結構化InP晶片
[0132] 對于由該CMP組合物拋光的2英寸(=5. 08cm)圓盤的GaAs材料去除率(下文 稱為"GaAs-MRR")使用Sartorius LA310S天平通過涂敷晶片或毯覆圓盤在CMP之前和之 后的重量差來測定。可以將重量差轉化為膜厚度差,因為拋光材料的密度(對于GaAs為 5. 32g/cm3)和表面積是已知的。膜厚度差除以拋光時間得到材料去除率值。InP材料去除 率(下文稱為"InP-MRR")以相同方式測定。
[0133] GaAs層和InP層的表面質量用原子力顯微鏡(AFM) (Dimension FastScan, Bruker)由拋光基材上的均方根粗糙度(RMS)測量,該顯微鏡使用Tapping Mode?(=間歇 接觸模式)作為掃描模式且掃描面積為5 μ mX 5 μ m。
[0134] 淤漿制備的標準程序:
[0135] 組分(A)、⑶和(Dl)各自以表1-6中所示量分散或溶于去離子水中。通過向該 淤漿中加入10% KOH水溶液或HNO3水溶液(0. 1-10% )調節pH。pH值用pH電極(Schott, 藍線,pH 0-14/-5··· 100°C /3mol/L 氯化鈉)測量。
[0136] ζ電位的測量
[0137] 為了測量二氧化硅顆粒(A)的電泳迀移率和ζ電位,使用Malvern公司的標準 Zetasizer Nano裝置。樣品在測量迀移率之前用lOmmol/1 KCl溶液稀釋500倍。測量在 23 °C下進行。
[0138] 實施例1-14和對比例1-15
[0139] 在對比例1-8和12以及本發明實施例1-14中,顆粒㈧為鋁酸根改性的陰離子 膠態二氧化硅,典型粒度為15nm,典型表面積為200m2/g且ζ電位在pH 4下為-40mV,例 如:Levasil? 200A(來自 Akzo Nobel)〇
[0140] 在對比例9中,顆粒㈧為酸性膠態二氧化娃,典型粒度為85nm,典型表面積為 351112/^且(電位在?!1 = 4下為-811^,例如恥13丨11¥125八。
[0141] 在對比例10和13-15中,顆粒(A)為鉀穩定化膠態二氧化硅顆粒,典型粒度為 8511111,典型表面積為351112/^且(電位在?!1 = 4下為-1〇11^,例如如13丨1"1251(。
[0142] 在對比例11中,二氧化硅顆粒(A)為蠶繭形膠態二氧化硅顆粒,平均初級粒度 (dl)為35nm且平均次級粒度(d2)為70nm以及ζ電位在pH = 4下為+2mV,例如Fuso PL3(來自 FUSO Chemical Co Ltd)。
[0143] 在本發明實施例1和2中,添加劑(B)為1,2, 4-三唑。
[0144] 在本發明實施例3-5中,添加劑⑶為3-氨基-1,2, 4-三唑。
[0145] 在本發明實施例6和7中,添加劑(B)為苯并咪唑。
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