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使用二氧化鈰涂布的二氧化硅磨料的屏障化學(xué)機(jī)械平面化漿料的制作方法

文檔序號:12455928閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種拋光組合物,其包含:

0.01重量%至20重量%的磨料,所述磨料選自:

復(fù)合顆粒,其包含核心顆粒,所述核心顆粒具有由納米顆粒覆蓋的表面;

磨料顆粒,其選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化鈰、表面改性的無機(jī)氧化物顆粒及其組合;

及其組合;

0.0001重量%至5重量%的pH調(diào)節(jié)劑;

0.0005重量%至0.5重量%的腐蝕抑制劑;和

其余為水;

其中

所述核心顆粒選自二氧化硅、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋯、聚合物顆粒及其組合;和所述納米顆粒選自鋯、鈦、鐵、錳、鋅、鈰、釔、鈣、鎂、鑭、鍶納米顆粒及其組合;

所述拋光組合物的pH為約2至11。

2.權(quán)利要求1所述的拋光組合物,其還包含如下的至少一者:

(1)0.0010重量%至約1.0重量%的分散添加劑,其選自:有機(jī)酸或其鹽;聚合酸或其鹽;水溶性共聚物或其鹽;在同一共聚物分子中含有至少兩個選自羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)和膦酸基團(tuán)的酸基團(tuán)的共聚物或其鹽;聚乙烯酸或其鹽;聚環(huán)氧乙烷;聚環(huán)氧丙烷;及其組合;

(2)0.001重量%至5重量%的氧化劑,其選自過氧化氫、高碘酸、高碘酸鹽、高溴酸、高溴酸鹽、高氯酸、高氯酸鹽、過硼酸、過硼酸鹽、高錳酸鹽、溴酸鹽、氯酸鹽、鉻酸鹽、碘酸鹽、碘酸及其組合;

(3)0.001重量%至5重量%的螯合劑,其選自:有機(jī)酸或其鹽;聚合酸或其鹽;水溶性共聚物或其鹽;在同一共聚物分子中含有至少兩個選自羧酸基團(tuán)、磺酸基團(tuán)、磷酸和吡啶酸的酸基團(tuán)的共聚物或其鹽;聚乙烯酸或其鹽;無機(jī)硅酸鉀;硅酸銨;聚環(huán)氧乙烷;聚環(huán)氧丙烷;吡啶或其衍生物;聯(lián)吡啶或其衍生物;聯(lián)吡啶或其衍生物;及其組合;和

(4)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。

3.權(quán)利要求1或2所述的拋光組合物,其中

所述核心顆粒是二氧化硅顆粒;所述納米顆粒是二氧化鈰納米顆粒;和所述復(fù)合顆粒是具有由單晶二氧化鈰納米顆粒覆蓋的表面的非晶二氧化硅顆粒;

所述磨料顆粒是二氧化硅顆粒;

所述pH調(diào)節(jié)劑選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、有機(jī)季銨氫氧化物、硝酸、磺酸、磷酸、鹽酸及其組合;和

所述腐蝕抑制劑選自苯并三唑(BTA)、咪唑、三唑、吡唑、苯并咪唑、四唑、它們的相關(guān)衍生物及其組合。

4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的拋光組合物,其包含二氧化鈰涂布的二氧化硅復(fù)合顆粒;選自苯并三唑、咪唑、三唑及其組合的腐蝕抑制劑;氫氧化銨或氫氧化鉀。

5.權(quán)利要求4所述的拋光組合物,其還包含如下的至少一者:(1)選自聚合酸或其鹽及其組合的分散添加劑;其中所述聚合酸選自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚苯乙烯磺酸或其鹽及其組合;(2)硅酸鉀或硅酸銨;(3)選自炔屬二醇表面活性劑、醇乙氧基化物表面活性劑及其組合的表面活性劑;和(4)二氧化硅磨料顆粒。

6.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的拋光組合物,其包含二氧化鈰涂布的二氧化硅復(fù)合顆粒;選自苯并三唑、咪唑、三唑及其組合的腐蝕抑制劑;氫氧化銨或氫氧化鉀;并且還包含二氧化硅磨料顆粒;硅酸鉀或硅酸銨;和選自炔屬二醇表面活性劑、醇乙氧基化物表面活性劑及其組合的表面活性劑。

7.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的拋光組合物,其包含二氧化鈰涂布的二氧化硅復(fù)合顆粒;選自苯并三唑、咪唑、三唑及其組合的腐蝕抑制劑;氫氧化銨或氫氧化鉀;并且還包含二氧化硅磨料顆粒;過氧化氫;硅酸鉀或硅酸銨;和選自炔屬二醇表面活性劑、醇乙氧基化物表面活性劑及其組合的表面活性劑。

8.一種用于半導(dǎo)體器件的化學(xué)機(jī)械平面化的拋光方法,所述半導(dǎo)體器件包括具有選自金屬或合金形式的Co、Cu、Al及其組合的第一材料以及第二材料的至少一個表面,所述方法包括以下步驟:

a)將所述至少一個表面與拋光墊接觸;

b)將如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的拋光組合物遞送到所述至少一個表面;

c)用所述拋光組合物拋光所述至少一個表面。

9.權(quán)利要求8所述的拋光方法,其中

所述核心顆粒是二氧化硅顆粒;所述納米顆粒是二氧化鈰納米顆粒;和所述復(fù)合顆粒是具有由單晶二氧化鈰納米顆粒覆蓋的表面的非晶二氧化硅顆粒;

所述磨料顆粒是二氧化硅顆粒;

所述拋光墊是軟墊;

所述第一材料是Co;

所述第二材料選自Co、SiN、SiO2、W及其組合;

所述拋光組合物的pH為8.0-11;

所述拋光組合物的去除速率選擇性對于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0;且對于Co:SiN為1.0:1.0至6.0:1.0;和

其中所述拋光組合物具有針對W拋光的停止。

10.權(quán)利要求8所述的拋光方法,其中

所述核心顆粒是二氧化硅顆粒;所述納米顆粒是二氧化鈰納米顆粒;和所述復(fù)合顆粒是具有由單晶二氧化鈰納米顆粒覆蓋的表面的非晶二氧化硅顆粒;

所述磨料顆粒是二氧化硅顆粒;

所述拋光墊是軟墊;

所述至少一種其他材料選自Co、SiN、SiO2及其組合;

所述拋光組合物的pH為5.0-8.0;和

所述拋光組合物的去除速率選擇性對于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0;且對于Co:SiN為10:1至15:1.0。

11.權(quán)利要求8所述的拋光方法,其中

所述核心顆粒是二氧化硅顆粒;所述納米顆粒是二氧化鈰納米顆粒;和所述復(fù)合顆粒是具有由單晶二氧化鈰納米顆粒覆蓋的表面的非晶二氧化硅顆粒;

所述磨料顆粒是二氧化硅顆粒;

所述拋光墊是軟墊;

所述第一材料是Co;

所述第二材料選自Co、SiN、SiO2、a-Si、有機(jī)硅酸鹽玻璃(OSG)、氧碳化硅(SiOC)、W及其組合;

所述拋光組合物的pH為5.0-9.0;和

所述拋光組合物的去除速率選擇性對于SiO2:Co為1.0:4.0至4.0:1.0;且對于Co:SiN為10:1至15:1.0;和

其中所述拋光組合物具有針對a-Si、OSG、SiOC和W拋光的停止。

12.一種用于化學(xué)機(jī)械平面化的系統(tǒng),其包括:

半導(dǎo)體器件,所述半導(dǎo)體器件包括具有選自金屬或合金形式的Co、Cu、Al及其組合的第一材料以及第二材料的至少一個表面;

拋光墊;和

如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的拋光組合物,

其中所述至少一個表面與所述拋光墊和所述拋光組合物接觸。

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