5psi(17238化）；浆液流动速率18血/min;垫IC1000 ;时间1分钟。 阳102] 在新型CMP组合物用于CMP之前，垫通过数次清扫来调节。为测定移除速率，抛光 至少3个晶圆且算出由运些实验获得的资料的平均值。
[0103] 在本地供应站中揽拌CMP组合物。 阳104] 待抛光物件：非结构化GaAs晶圆及非结构化InP晶圆。 阳1化]由CMP组合物抛光的2英寸（=5. 08cm)圆盘的GaAs材料移除速率（在下文称 为"GaAs-MRR")使用SartoriusLA310S天平由CMP前后经涂布的晶圆或毯覆圆盘的重量 差来测定。重量差可转化为膜厚度差，因为抛光材料的密度（对于GaAs, 5. 32g/cm3)及表 面积为已知的。膜厚度差除W抛光时间提供材料移除速率的值。W同样方式测定InP材料 移除速率（在下文称为"InP-MRR")。 阳106] 浆液制备的标准程序： 阳107]将组分（A)、度）及值1)-各W如表1及2中所指定的量-分散或溶解于去离子水 中。抑值通过添加10%KOH水溶液或HN03(0. 1% -10% )水溶液至浆液来调节。抑值使 用抑电极（Schott,蓝线，pH0-14/-5. . . 100°C/3mol/L氯化钢）来量测。
[0108] C电位的量测
[0109] 为量测二氧化娃粒子（A)的电泳迁移率及C电位，使用Malvern公司的标准 ZetasizerNano装置。样品在量测迁移率之前用lOmmol/1KCl溶液稀释500倍。在23°C 下进行量测。
[0110] 实施例1至4和对比例1至8 阳111] 在对比例1至3及本发明的实施例1至4中，粒子（A)为侣酸根改性的阴离子型胶 态二氧化娃，具有15nm的典型粒径、200m2/g的典型表面积及在pH4下-40mV的C电位， 例如Levasil200A(来自AkzoNobel)。 阳11引在对比例4至8中，粒子（A)为钟稳定的胶态二氧化娃粒子，具有85nm的典型粒 径、35mVg的典型表面积及在抑=4下-IOmV的C电化例如化xSil?125K。
[0113] 在本发明的实施例1及对比例5中，添加剂度）为液体聚乙締亚胺，其加权平均摩 尔质量（MJ为 800g/mol，例如LupasolFG度ASF沈）。
[0114] 在本发明的实施例2及对比例6中，添加剂度）为液体聚乙締亚胺，其加权平均摩 尔质量（MJ为 2000g/mol。例如LupasolG35 度ASF沈）。
[0115] 在本发明的实施例3及对比例7中，添加剂度）为液体聚乙締亚胺，其加权平均摩 尔质量（MJ为 5000g/mol，例如LupasolGlOO度ASF沈）。
[0116] 在本发明的实施例4及对比例8中，添加剂度）为液体聚乙締亚胺，其加权平均摩 尔质量（MJ为 25000g/mol，例如LupasolWF度ASF沈）。
[0117] 制备如表1及2中所列出的含有组分（A)、度）及值1)的水性分散液，且测定表1 及2中汇集的抛光效能数据。 阳1化]表1
[0120]表1中的数据展示分子量在800g/mol至25000g/mol范围内变化的聚乙締亚胺 对于在GaAs及InP基材上的材料移除速率（MRR)具有抑制效应。然而，InPMRR的抑制与 GaAs相比更加显著。此选择性抑制导致比率MRR(GaAs)/MRR(InP)的变化。与不含有聚乙 締亚胺且具有几乎相同的GaAs及InP的材料移除速率的对比例1的CMP组合物相比，在W 上提及的聚乙締亚胺存在下实现比率MRR(GaAs)/MRRdn巧增加至7至24范围内的值。此 效应为在范围介于2至6的抑值下具有-15mV或-15mVW下的负C电位的表面改性二氧 化娃粒子（A)与聚乙締亚胺做的组合所独有的，因为由类似对比例2及3中所用那些添加 剂的其他常见添加剂置换聚乙締亚胺对于比率MRR(GaAs)/MRRdn巧不具有该显著效应。 阳12U 除使用化xSil?125K(钟稳定的胶态二氧化娃）代替Levasil200A作为粒子（A) 夕F，对比例4至8(表2)对应于对比例1及本发明的实施例1至4。虽然在不存在聚乙締亚 胺（对比例4)的情况下，比率MRR(GaAs)/MRIUIn巧比对应对比例1中略大，但添加平均分 子量]\^在800邑/111〇1至25000邑/111〇1范围内的聚乙締亚胺对于比率11^佑曰43)/]\?1?(1吐）的 效应明显低于对应的本发明的实施例1至4中。 阳m] 表2阳123]
【主权项】
1. 化学机械抛光（CMP)组合物，其包含以下组分： (A) 在范围介于2至6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二 氧化娃粒子 (B) -种或多种聚乙烯亚胺 (C) 水 (D) 任选一种或多种其他成分， 其中组合物的pH值在2至6的范围内。2. 如权利要求1的化学机械抛光（CMP)组合物，其中组分⑷的在范围介于2至6的 pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二氧化硅粒子为经金属酸根离子 进行阴离子改性或经磺酸改性的二氧化硅粒子。3. 如权利要求1或2的化学机械抛光（CMP)组合物，其中组分（A)的在范围介于2至 6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二氧化硅粒子为经选自铝酸 根、锡酸根、锌酸根和铅酸根的金属酸根离子进行阴离子改性的二氧化硅粒子。4. 如权利要求1、2或3中任一项的化学机械抛光（CMP)组合物，其中组分（A)的在范 围介于2至6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二氧化娃粒子为 经铝酸根进行阴离子改性的二氧化硅粒子。5. 如前述权利要求中任一项的化学机械抛光（CMP)组合物，其中所述一种、至少一种 或全部聚乙稀亚胺具有在500g/mol至40,OOOg/mol范围内的平均分子量。6. 如前述权利要求中任一项的化学机械抛光（CMP)组合物，其中 -(A)在范围介于2至6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二 氧化硅粒子的总量以组合物的总重量计，在0. 1至30重量％的范围内， 和/或 -(B)聚乙烯亚胺的总量以组合物的总重量计，在0.01至3重量％的范围内。7. 如前述权利要求中任一项的化学机械抛光（CMP)组合物，其中 -组分（A)的在范围介于2至6的pH值下具有-15mV或15mV以下的负G电位的表面 改性二氧化硅粒子为经铝酸根进行阴离子改性或经磺酸改性的二氧化硅粒子， 和/或 -所述一种、至少一种或全部聚乙稀亚胺具有在500g/mol至40000g/mol范围内的平均 分子量。8. 如前述权利要求中任一项的化学机械抛光（CMP)组合物，其包含一种或多种其他成 分作为组分（D)， 其中组分（D)的所述其他成分中的一种或至少一种或全部选自氧化剂、不同于在范围 介于2至6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二氧化娃粒子的磨 料、稳定剂、表面活性剂、减摩剂和缓冲物质。9. 聚乙烯亚胺的用途，其作为化学机械抛光（CMP)组合物的添加剂，优选作为包含在 范围介于2至6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负G电位的表面改性二氧化娃粒子 的化学机械抛光（CMP)组合物的添加剂。10. 如权利要求9的用途，其中聚乙烯亚胺（B)具有在500g/mol至40000g/mol范围内 的平均分子量且优选为支化球形聚合物。11. 用于制造半导体装置的方法，其包括在如权利要求1-8中任一项的化学机械抛光 (CMP)组合物存在下化学机械抛光基材或层。12. 如权利要求11的方法，其中基材或层含有一种或多种III-V族材料。13. 如权利要求11或12的方法，其中III-V族材料中的一种或至少一种或全部III-V族材料选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlAs、AIN、InP、InAs、InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、 GaAIN、GalnN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AllnP、GaAlSb、GalnSb、GaAlAsSb和GalnAsSb。14. 如权利要求1-8中任一项的化学机械抛光（CMP)组合物的用途，其用于抛光含有 一种或多种III-V族材料的基材或层，其中III-V族材料中的一种或至少一种或全部III-V 族材料优选选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlAs、A1N、InP、InAs、InSb、InGaAs、InAlAs、AlGaAs、 GaAIN、GalnN、InGaAlAs、InGaAsP、InGaP、AllnP、GaAlSb、GalnSb、GaAlAsSb和GalnAsSb。
【专利摘要】本发明描述一种化学机械抛光(CMP)组合物，其包含以下组分：(A)在范围介于2至6的pH值下具有-15mV或-15mV以下的负ζ电位的表面改性二氧化硅粒子，(B)一种或多种聚乙烯亚胺，(C)水，(D)任选一种或多种其他成分，其中组合物的pH值在2至6的范围内。
【IPC分类】C09G1/00, C09G1/02, C09K3/14, C09G1/04
【公开号】CN105229097
【申请号】CN201480026507
【发明人】兰永清, P·普日贝尔斯基, Z·包, J·普罗尔斯
【申请人】巴斯夫欧洲公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年5月5日
【公告号】EP2997105A2, US20160068712, WO2014184703A2, WO2014184703A3