[發明專利]復合顆粒、其精制方法及用途

有效

• 申請號: 201710209582.8
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107267118B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 周鴻君;J·E·Q·休斯;K·P·穆雷拉;R·M·瑪查多;M·L·奧尼爾;D·C·坦姆伯利
• 申請（專利權）人: 弗薩姆材料美國有限責任公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;C09G1/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華;徐志明

1.一種化學機械平面化(CMP)拋光組合物，其包含：

0.01重量％至20重量％的復合顆粒；和

水；

其中所述CMP組合物的pH范圍為2至12；和

其中所述化學機械平面化(CMP)拋光組合物還包含分子量為15000至18000的聚丙烯酸銨，并且任選地包含以下的一種或多種：

0.0001重量％至5重量％的pH調節劑，其選自氫氧化鈉、氫氧化銫、氫氧化鉀、氫氧化銨、有機季銨氫氧化物及其組合；

0.000001重量％至0.5重量％的化學添加劑，其選自具有選自以下的官能團的化合物：有機羧酸、氨基酸、酰氨基羧酸、N-酰基氨基酸、及其鹽；有機磺酸及其鹽；有機膦酸及其鹽；聚合羧酸及其鹽；聚合磺酸及其鹽；聚合膦酸及其鹽；芳基胺、氨基醇、脂族胺、雜環胺、異羥肟酸、取代酚、磺酰胺、硫醇、具有羥基的多元醇及其組合；

0.0001重量％至10重量％的表面活性劑，其選自a)非離子表面潤濕劑；b)陰離子表面潤濕劑；c)陽離子表面潤濕劑；d)兩性表面潤濕劑；及其組合；

0.001重量％至5重量％的水溶性聚合物，其選自陰離子聚合物、陽離子聚合物、非離子聚合物及其組合；

0.01重量％至3.0重量％的螯合劑；

腐蝕抑制劑；

氧化劑；和

生物生長抑制劑

其中所述復合顆粒包含單一的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒和聚集的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒，其中少于1重量％的所述復合顆粒是包含≥5個單一的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒的聚集的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒，其中99重量％的所述復合顆粒具有小于250nm的粒度，以及其中所述復合顆粒具有小于150nm的平均粒度，并且所述平均粒度是顆粒直徑的加權平均。

2.權利要求1所述的化學機械平面化(CMP)拋光組合物，其中所述復合顆粒具有選自以下的特征：

(a)少于1wt％的所述復合顆粒是包含≥4個單一的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒的聚集的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒；

(b)99重量％的所述復合顆粒具有小于200nm的粒度；

(c)所述復合顆粒具有小于125nm或110nm的平均粒度；及

(d)其組合。

3.權利要求1所述的化學機械平面化(CMP)拋光組合物，其中所述復合顆粒具有選自以下的特征：

(a)少于1重量％的所述復合顆粒是包含≥2個單一的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒的聚集的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒；

(b)99重量％的所述復合顆粒具有小于200nm的粒度；

(c)所述復合顆粒具有小于110nm的平均粒度；及

(d)其組合。

4.權利要求1所述的化學機械平面化(CMP)拋光組合物，其中所述二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒是具有被單晶二氧化鈰納米顆粒覆蓋的表面的無定形二氧化硅顆粒。

5.權利要求1所述的化學機械平面化(CMP)拋光組合物，其中所述CMP拋光組合物具有3.5至10的pH。

6.權利要求1-5中任一項所述的化學機械平面化(CMP)拋光組合物，其中所述CMP拋光組合物包含二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒、和分子量為15000至18000的聚丙烯酸銨；其中所述CMP拋光組合物的pH為4至7；并且其中少于1重量％的所述復合顆粒是包含≥4個單一的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒的聚集的二氧化鈰涂覆二氧化硅顆粒。

7.一種用于包括至少一個具有至少一個氧化物層的表面的半導體襯底的化學機械平面化(CMP)的拋光方法，所述方法包括以下步驟：

a)使所述至少一個氧化物層與拋光墊接觸；

b)將根據權利要求1至6任一項所述的CMP拋光組合物遞送到所述至少一個表面，和

c)用所述CMP拋光組合物拋光所述至少一個氧化物層。