发明名称 CMP用之含矽烷抛光组合物
摘要 一种抛光组合物,包含至少一种可溶性矽烷化合物及至少一种磨蚀剂,可用以抛光基材表面特征。
申请公布号 TWI279426 申请公布日期 2007.04.21
申请号 TW090115138 申请日期 2001.06.21
申请人 卡博特微电子公司 发明人 史帝文 K. 格鲁毕文;王书敏
分类号 C09G1/02(2006.01) 主分类号 C09G1/02(2006.01)
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 1.一种抛光浆液,其包含至少一种溶液形式之矽烷 及至少一种磨蚀剂,其中该矽烷系具有以下通式: Y-Si-(X1X2R) 其二聚物、三聚物及寡聚物,其中X1、X2及Y系个别 选自羟基、可水解之安定性及不可水解之取代基, 且其中R系为不可水解之取代基。 2.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中Y系为羟 基(-OH)或可水解之取代基,X1及X2个别选自羟基、可 水解之取代基、及不可水解之取代基,且R系为不 可水解之取代基,其中该不可水解之取代基系个别 选自包括烷基、环烷基、芳族物、经官能化烷基 、经官能化芳族物、经官能化环烷基、烯、二矽 烷及三矽烷之群,其碳原子中之一或多个经一或多 个选自氧、氮、硫、磷、卤素及其组合物的原子 所取代。 3.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中X1及X2各 选自包括羟基或可水解之取代基之群。 4.如申请专利范围第3项之抛光浆液,其中R系选自 包括烷基及经官能化烷基之群。 5.如申请专利范围第3项之抛光浆液,其中该矽烷化 合物系选自包括缩水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷 、异氰醯基丙基三烷氧基矽烷、基丙基三烷氧 基矽烷、氢硫基丙基三烷氧基矽烷、氰基乙基三 烷氧基矽烷、4,5-二氢-1-(3-三烷氧基甲矽烷基丙基 )咪唑、3-(三烷氧基甲矽烷基)甲基酯丙酸、三烷 氧基[3-(环氧乙烷基烷氧基)丙基]-矽烷、2-甲基、3 -(三烷氧基甲矽烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧 基甲矽烷基)丙基]-及其混合物之群。 6.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中选自X1及X 2之一取代基系为不可水解之取代基。 7.如申请专利范围第6项之抛光浆液,其中选自R之 至少一取代基及选自X1及X2之不可水解之取代基个 别选自包括烷基、经官能化之烷基、及其混合物 之化合物群。 8.如申请专利范围第7项之抛光浆液,其中该矽烷系 选自包括氯丙基甲基二烷氧基矽烷、1,2-乙烷二基 双[烷氧基二甲基]矽烷、二烷氧基甲基苯基矽烷 、及其混合物之群。 9.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中X1及X2各 为不可水解之取代基。 10.如申请专利范围第9项之抛光浆液,其中R、X1及X2 个别选自包括烷基及经官能化烷基之化合物群。 11.如申请专利范围第10项之抛光浆液,其中该烷基 及经官能化烷基系具有由2至25个碳原子。 12.如申请专利范围第11项之抛光浆液,其中该不可 水解之取代基中至少一个基团系为经官能化之烷 基,选自包括烷基、烷基醯胺、烷基羧酸、烷基 卤、醇、烷基、及其混合物之群。 13.如申请专利范围第12项之抛光浆液,其中该不可 水解之取代基中至少一个基团系为经官能化之丙 基烷基。 14.如申请专利范围第9项之抛光浆液,其中该矽烷 系选自包括氰基丙基二甲基烷氧基矽烷、N,N'-(烷 氧基甲基伸甲矽烷基)双[N-甲基-苯甲醯胺]、氯甲 基二甲基烷氧基矽烷、及其混合物之群。 15.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中该矽烷 化合物系选自包括缩水甘油氧基丙基三烷氧基矽 烷、异氰醯基丙基三烷氧基矽烷、基丙基三烷 氧基矽烷、氢硫基丙基三烷氧基矽烷、氰基乙基 三烷氧基矽烷、4,5-二氢-1-(3-三烷氧基甲矽烷基丙 基)咪唑、3-(三烷氧基甲矽烷基)甲基酯丙酸、三 烷氧基[3-(环氧乙烷基烷氧基)丙基]-矽烷、2-甲基 、3-(三烷氧基甲矽烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷 氧基甲矽烷基)丙基]-、氯丙基甲基二烷氧基矽 烷、1,2-乙烷二基双[烷氧基二甲基]矽烷、二烷氧 基甲基苯基矽烷、氰基丙基二甲基烷氧基矽烷、N ,N'-(烷氧基甲基伸甲矽烷基)双[N-甲基-苯甲醯胺] 、氯甲基二甲基烷氧基矽烷、及其混合物之群。 16.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中该溶液 系包括至少一种溶剂,选自包括水、醇、及其组合 物之群。 17.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中该溶液 系为水。 18.如申请专利范围第17项之抛光浆液,其具有由2至 11之pH。 19.如申请专利范围第17项之抛光浆液,其具有由5至 9之pH。 20.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中该溶液 系包括由0.02至5.0重量百分比之矽烷。 21.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中所选择 之矽烷系键结于欲抛光之基材特征上。 22.如申请专利范围第1项之抛光浆液,其中该磨蚀 剂系为金属氧化物磨蚀剂。 23.如申请专利范围第22项之抛光浆液,其中该磨蚀 剂系选自包括二氧化矽、氧化铝、氧化锗、二氧 化锆、三氧化二铈、及其混合物之群。 24.如申请专利范围第23项之抛光浆液,其中该磨蚀 剂系选自包括二氧化矽、氧化铝及其组合物之群 。 25.一种含水之化学机械抛光浆液,包含至少一种磨 蚀剂及至少一种溶液形式之可溶性矽烷化合物,其 中该可溶性矽烷化合物于溶液中之含量系由0.02至 5.0重量百分比,其中该矽烷化合物系具有以下通式 : Y-Si-(X1X2R) 其二聚物、三聚物及寡聚物,其中选自R、X1、X2,及 Y之一取代基系选自羟基或可水解之部分,其中选 自R、X1、X2及Y之三取代基系为不可水解之部分,其 中该不可水解之取代基中之至少一取代基系选自 包括具有2至25个碳原子之烷基或经官能化烷基部 分之群。 26.一种抛光基材之方法,其系包括以下步骤: (a)施加一抛光组合物于一抛光垫,其中该抛光组合 物系包括一溶液,包含至少一种溶液形式之矽烷, 该矽烷具有以下通式: Y-Si-(X1X2R) 其二聚物、三聚物及寡聚物,其中X1、X2及Y系个别 选自羟基、可水解之安定性及不可水解之取代基, 且其中R系为不可水解之取代基; (b)在与一抛光垫接触之下使该基材移动,使得该基 材表面特征与抛光垫接触;及 (c)使该抛光垫相对于该基材表面移动。 27.如申请专利范围第26项之方法,其中该抛光垫系 为含有磨蚀剂之抛光垫。 28.如申请专利范围第27项之方法,其中该含有磨蚀 剂之抛光垫系包括至少一种金属氧化物磨蚀剂。 29.如申请专利范围第28项之方法,其中该金属氧化 物磨蚀剂系选自包括二氧化矽、氧化铝、氧化锗 、二氧化锆、三氧化二铈、二氧化钛及其混合物 之群。 30.如申请专利范围第28项之方法,其中该金属氧化 物磨蚀剂系为氧化铝、三氧化二铈或其组合物之 群。 31.如申请专利范围第26项之方法,其中该抛光组合 物系包括至少一种金属氧化物磨蚀剂。 32.如申请专利范围第31项之方法,其中该金属氧化 物磨蚀剂系选自包括二氧化矽、氧化铝、氧化锗 、二氧化锆、三氧化二铈、二氧化钛及其混合物 之群。 33.如申请专利范围第31项之方法,其中该金属氧化 物磨蚀剂系为二氧化矽。 34.如申请专利范围第26项之方法,其中Y系为羟基(- OH)或可水解之取代基,X1及X2个别选自羟基、可水 解之取代基、及不可水解之取代基,且R系为不可 水解之取代基,其中该不可水解之取代基系个别选 自包括烷基、环烷基、芳族物、经官能化烷基、 经官能化芳族物、经官能化环烷基、烯、二矽烷 及三矽烷之群,其碳原子中之一或多个经一或多个 选自氧、氮、硫、磷、卤素及其组合物的原子所 取代。 35.如申请专利范围第34项之方法,其中X1及X2各选自 包括羟基或可水解之取代基之群。 36.如申请专利范围第35项之方法,其中R系选自包括 烷基及经官能化烷基之群。 37.如申请专利范围第35项之方法,其中该矽烷化合 物系选自包括缩水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷、 异氰醯基丙基三烷氧基矽烷、基丙基三烷氧基 矽烷、氢硫基丙基三烷氧基矽烷、氰基乙基三烷 氧基矽烷、4,5-二氢-1-(3-三烷氧基甲矽烷基丙基) 咪唑、3-(三烷氧基甲矽烷基)甲基酯丙酸、三烷氧 基[3-(环氧乙烷基烷氧基)丙基]-矽烷、2-甲基、3-( 三烷氧基甲矽烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基 甲矽烷基)丙基]-及其混合物之群。 38.如申请专利范围第26项之方法,其中选自X1及X2之 一取代基系为不可水解之取代基。 39.如申请专利范围第38项之方法,其中选自R之至少 一取代基及选自X1及X2之不可水解之取代基个别选 自包括烷基、经官能化之烷基、及其混合物之化 合物群。 40.如申请专利范围第39项之方法,其中该矽烷系选 自包括氯丙基甲基二烷氧基矽烷、1,2-乙烷二基双 [烷氧基二甲基]矽烷、二烷氧基甲基苯基矽烷、 及其混合物之群。 41.如申请专利范围第26项之方法,其中X1及X2各为不 可水解之取代基。 42.如申请专利范围第41项之方法,其中R、X1及X2个 别选自包括烷基及经官能化烷基之化合物群。 43.如申请专利范围第42项之方法,其中该烷基及经 官能化烷基系具有由2至25个碳原子。 44.如申请专利范围第43项之方法,其中至少一个不 可水解之取代基系为经官能化之烷基,选自包括烷 基、烷基醯胺、烷基羧酸、烷基卤、醇、烷基 、及其混合物之群。 45.如申请专利范围第44项之方法,其中至少一个不 可水解之取代基系为经官能化之丙基烷基。 46.如申请专利范围第41项之方法,其中该矽烷系选 自包括氰基丙基二甲基烷氧基矽烷、N,N'-(烷氧基 甲基伸甲矽烷基)双[N-甲基-苯甲醯胺]、氯甲基二 甲基烷氧基矽烷、及其混合物之群。 47.如申请专利范围第26项之方法,其中该矽烷化合 物系选自包括缩水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷、 异氰醯基丙基三烷氧基矽烷、基丙基三烷氧基 矽烷、氢硫基丙基三烷氧基矽烷、氰基乙基三烷 氧基矽烷、4,5-二氢-1-(3-三烷氧基甲矽烷基丙基) 咪唑、3-(三烷氧基甲矽烷基)甲基酯丙酸、三烷氧 基[3-(环氧乙烷基烷氧基)丙基]-矽烷、2-甲基、3-( 三烷氧基甲矽烷基)丙基酯2-丙烯酸、[3-(三烷氧基 甲矽烷基)丙基]-、氯丙基甲基二烷氧基矽烷、1 ,2-乙烷二基双[烷氧基二甲基]矽烷、二烷氧基甲 基苯基矽烷、氰基丙基二甲基烷氧基矽烷、N,N'-( 烷氧基甲基伸甲矽烷基)双[N-甲基-苯甲醯胺]、氯 甲基二甲基烷氧基矽烷、及其混合物之群。 48.如申请专利范围第26项之方法,其中该溶液系包 括至少一种溶剂,选自包括水、醇、及其组合物之 群。 49.如申请专利范围第26项之方法,其中该溶液系为 水。 50.如申请专利范围第26项之方法,其中该抛光组合 物系包括由0.02至5.0重量百分比之矽烷。
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