发明名称 化学机械抛光组合物及使用该组合物之方法;CHEMICAL-MECHANICAL POLISHING COMPOSITION AND METHOD FOR USING THE SAME
摘要 本发明提供一种化学机械抛光组合物,其包含:(a)二氧化矽颗粒,(b)基于抛光组合物之总重量,每公斤约5×10-3至约10毫莫耳之至少一选自由钙、锶、钡及其混合物组成之群的硷土金属,(c)约0.1至约15重量百分比之氧化剂,及(d)包含水之液体载剂。本发明亦提供一种抛光组合物,其视需要而包含氧化剂,其包含每公斤约5×10-3至约10毫莫耳之至少一选自由钙、锶及其混合物组成之群的硷土金属。本发明进一步提供使用上述抛光组合物来抛光基板之方法。
申请公布号 TWI329125 申请公布日期 2010.08.21
申请号 TW094107233 申请日期 2005.03.09
申请人 卡博特微电子公司 CABOT MICROELECTRONICS CORPORATION 美国 发明人 大卫J 舒洛罗;凯文J 摩根伯格
分类号 主分类号
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种化学机械抛光组合物,其包含:(a)烟雾状二氧化矽颗粒,(b)基于该抛光组合物之总重量,2.5×10 -2 至2.5 mmoles/kg之钙、1×10 -2 至1.5 mmoles/kg之锶或7×10 -3 至0.75mmoles/kg之钡,(c)1至15重量百分比之一氧化剂,及(d)一包含水之液体载剂,其中该抛光组合物具有7至13之pH值,且其中该抛光组合物为胶状稳定的。 ;2.如请求项1之抛光组合物,其中该抛光组合物具有8至11之pH值。 ;3.如请求项2之抛光组合物,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;4.如请求项3之抛光组合物,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;5.如请求项4之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;6.如请求项4之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;7.如请求项4之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;8.如请求项4之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;9.如请求项8之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含一选自由1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯幷三唑、苯幷咪唑、苯幷噻唑及其混合物组成之群的腐蚀抑制剂。 ;10.如请求项9之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含一错合剂或螯合剂。 ;11.如请求项1之抛光组合物,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒以基于该抛光组合物之该总重量的0.1至20重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;12.如请求项11之抛光组合物,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;13.如请求项1之抛光组合物,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;14.如请求项1之抛光组合物,其中该氧化剂以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;15.如请求项13之抛光组合物,其中该氧化剂以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;16.如请求项1之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含酸,且该酸为选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;17.如请求项1之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含酸,且该酸为选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;18.如请求项1之抛光组合物,其包含:(a)烟雾状二氧化矽颗粒,(b)2.5×10 -2 至2.5 mmoles/kg之钙或1×10 -2 至1.5 mmoles/kg之锶,(c)1至15重量百分比之一氧化剂,及(d)一包含水之液体载剂,其中该抛光组合物具有7至13之pH值,且其中该抛光组合物为胶状稳定的。 ;19.如请求项18之抛光组合物,其中该抛光组合物具有8至11之pH值。 ;20.如请求项19之抛光组合物,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;21.如请求项20之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;22.如请求项19之抛光组合物,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;23.如请求项22之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;24.如请求项23之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;25.如请求项22之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;26.如请求项22之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;27.如请求项26之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含一选自由1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯幷三唑、苯幷咪唑、苯幷噻唑及其混合物组成之群的腐蚀抑制剂。 ;28.如请求项27之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含一错合剂或螯合剂。 ;29.如请求项18之抛光组合物,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的0.1至20重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;30.如请求项29之抛光组合物,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;31.如请求项18之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;32.如请求项18之抛光组合物,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;33.如请求项32之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;34.如请求项33之抛光组合物,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;35.如请求项18之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含酸,该酸为一选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;36.如请求项18之抛光组合物,其中该抛光组合物进一步包含酸,该酸为一选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;37.一种抛光一基板之方法,其包含以下步骤:(a)提供一基板,(b)提供一化学机械抛光组合物,其包含:(i)烟雾状二氧化矽颗粒,(ii)基于该抛光组合物之该总重量,2.5×10 -2 至2.5 mmoles/kg之钙、1×10 -2 至1.5 mmoles/kg之锶或7×10 -3 至0.75mmoles/kg之钡,(iii)一1至15重量百分比之氧化剂,及(iv)一包含水之液体载剂,其中该抛光组合物具有7至13之pH值,且其中该抛光组合物为胶状稳定的,(c)将该化学机械抛光组合物应用于至少一部分该基板上,及(d)利用该抛光组合物磨蚀至少一部分该基板以抛光该基板。 ;38.如请求项37之方法,其中该基板包含钽或氮化钽,且利用该抛光组合物磨蚀至少一部分该钽或氮化钽以抛光该基板。 ;39.如请求项38之方法,其中该抛光组合物具有8至11之pH值。 ;40.如请求项39之方法,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;41.如请求项40之方法,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;42.如请求项41之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;43.如请求项42之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;44.如请求项41之方法,其中该抛光组合物进一步包含选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;45.如请求项41之方法,其中该抛光组合物进一步包含选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;46.如请求项45之方法,其中该抛光组合物进一步包含一选自由1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯幷三唑、苯幷咪唑、苯幷噻唑及其混合物组成之群的腐蚀抑制剂。 ;47.如请求项46之方法,其中该抛光组合物进一步包含一错合剂或螯合剂。 ;48.如请求项37之方法,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的0.1至20重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;49.如请求项48之方法,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;50.如请求项37之方法,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;51.如请求项37之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;52.如请求项51之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;53.如请求项37之方法,其中该抛光组合物进一步包含酸,且该酸为选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;54.如请求项37之方法,其中该抛光组合物进一步包含酸,且该酸为选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;55.如请求项37之方法,其包含以下该等步骤:(a)提供一基板,(b)提供一化学机械抛光组合物,其包含:(i)烟雾状二氧化矽颗粒,(ii)基于该抛光组合物之该总重量,2.5×10 -2 至2.5 mmoles/kg之钙或1×10 -2 至1.5 mmoles/kg之锶,(iii)一1至15重量百分比之氧化剂,及(iv)一包含水之液体载剂,其中该抛光组合物具有7至13之pH值,且其中该抛光组合物为胶状稳定的,(c)将该化学机械抛光组合物应用于至少一部分该基板上,及(d)利用该抛光组合物磨蚀至少一部分该基板以抛光该基板。 ;56.如请求项55之方法,其中该基板包含钽或氮化钽,且利用该抛光组合物来磨蚀至少一部分该钽或氮化钽以抛光该基板。 ;57.如请求项56之方法,其中该抛光组合物具有8至11之pH值。 ;58.如请求项57之方法,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;59.如请求项55之方法,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;60.如请求项59之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;61.如请求项60之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;62.如请求项59之方法,其中该抛光组合物进一步包含选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;63.如请求项59之方法,其中该抛光组合物进一步包含选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。 ;64.如请求项63之方法,其中该抛光组合物进一步包含一选自由1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、苯幷三唑、苯幷咪唑、苯幷噻唑及其混合物组成之群的腐蚀抑制剂。 ;65.如请求项64之方法,其中该抛光组合物进一步包含一错合剂或螯合剂。 ;66.如请求项55之方法,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的0.1至20重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;67.如请求项66之方法,其中该等烟雾状二氧化矽颗粒系以基于该抛光组合物之该总重量的1至10重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;68.如请求项55之方法,其中该氧化剂为无机或有机过化合物。 ;69.如请求项55之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至8重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;70.如请求项69之方法,其中该氧化剂系以基于该抛光组合物之该总重量的1至5重量百分比之量存在于该抛光组合物中。 ;71.如请求项55之方法,其中该抛光组合物进一步包含酸,且该酸为选自由硝酸、磷酸、硫酸、其盐及其组合组成之群的无机酸。 ;72.如请求项55之方法,其中该抛光组合物进一步包含酸,且该酸为选自由草酸、苹果酸、丙二酸、酒石酸、乙酸、乳酸、丙酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、柠檬酸、丁二酸、其盐及其组合组成之群的有机酸。
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