[發明專利]一種表面改性的二氧化硅及含其的磨料組合物的制備方法

在審

• 申請號: 202110004088.4
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112680186A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王溯;馬麗;蔣闖;章玲然;秦長春;孫濤;寇浩東;張德賀
• 申請（專利權）人: 上海暉研材料科技有限公司
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 王衛彬;陳卓

本發明公開了一種表面改性的二氧化硅及含其的磨料組合物的制備方法。本發明提供了一種表面改性的二氧化硅的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：在溶劑中，將二氧化硅與硅烷偶聯劑反應，得到表面改性的二氧化硅；所述的硅烷偶聯劑為八氨苯基?POSS和/或八氯丙基?POSS。本發明制備方法制備得到的表面改性的二氧化硅能極大提高多晶硅相對于硅氮化物的研磨選擇性，提升對含Si材料的研磨速率，并且顯著提高對釕的研磨速率。

技術領域

本發明涉及一種表面改性的二氧化硅及含其的磨料組合物的制備方法。

背景技術

近年來，隨著LSI(大規模集成，Large Scale Integration)的高集成化、高性能化，正在開發新的微細加工技術。化學機械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)法也是其中之一，其是在LSI制造工序中、特別是多層布線形成工序中的層間絕緣膜的平坦化、金屬插塞(plug)形成、嵌入布線(鑲嵌布線)形成中頻繁利用的技術。該技術例如在專利文獻1(美國專利第4944836號說明書)中被公開。

近年來，CMP漸漸應用于半導體制造中的各工序，作為其一個實施方式，例如可以舉出在晶體管制作中的柵極形成工序中的應用。

制作晶體管時，有時對多晶硅(polysilicon)、硅氮化物(氮化硅)之類的含Si材料進行研磨，要求控制各含Si材料的研磨速率。例如，專利文獻2(日本特開2010-041037號公報)中公開了如下研磨用組合物：其含有膠態二氧化硅、以及具有磺酸基或膦酸基的有機酸，且pH為2.5～5。根據專利文獻2，例如，在對與氮化硅和多晶硅等不同的含Si材料進行研磨時，通過使用該研磨用組合物，能夠提高含氮化硅的層的研磨速率，并且，能夠選擇性地抑制含多晶硅、改性多晶硅、氧化硅、碳化硅、和氧化碳化硅等硅系化合物的層的研磨。

但是，利用上述專利文獻2中所記載的研磨用組合物，不能充分地控制含Si材料的研磨速率，因此，亟待對研磨用組合物做進一步的改良。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有的研磨用組合物不能充分地控制含Si材料的研磨速率，為此，本發明提供了一種表面改性的二氧化硅及含其的磨料組合物的制備方法，所述表面改性的二氧化硅對含Si材料有較佳地研磨速率。

本發明提供了一種表面改性的二氧化硅的制備方法，其包括下列步驟：在溶劑中，將二氧化硅與硅烷偶聯劑反應，得到表面改性的二氧化硅；所述的硅烷偶聯劑為八氨苯基-POSS(CAS：518359-82-5)和/或八氯丙基-POSS(CAS：161678-38-2)。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述溶劑可為本領域常規，優選為水和/或有機溶劑。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述有機溶劑可為本領域常規，優選為醇類溶劑、酮類溶劑、醚類溶劑、酰胺類溶劑和亞砜類溶劑中的一種或多種，更優選為醇類溶劑。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述醇類溶劑可為本領域常規，優選為甲醇、乙醇、正丙醇和異丙醇中的一種或多種，更優選為甲醇。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述酮類溶劑可為本領域常規，優選為丙酮和/或甲乙酮。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述醚類溶劑可為本領域常規，優選為乙醚、二噁烷和四氫呋喃中的一種或多種。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述酰胺類溶劑可為本領域常規，優選為N,N-二甲基甲酰胺。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述亞砜類溶劑可為本領域常規，優選為二甲基亞砜。

在所述的表面改性的二氧化硅的制備方法中，所述二氧化硅優選為膠態二氧化硅。