TWI453273B - 研漿組成物及其用途 - Google Patents

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研漿組成物及其用途
本發明是有關於一種組成物及其用途，且特別是有關於一種研漿組成物及其用途。
在超大型積體電路(VLSI)製程中，化學機械研磨製程(chemical mechanical polishing，CMP)可提供晶圓表面全面性之平坦化(global planarization)，尤其當半導體製程進入次微米(sub-micron)領域後，化學機械研磨法更是一項不可或缺的製程技術。
在藍寶石基材(sapphire substrate)的研磨製程中，其研磨溫度會大於50℃，而造成研磨溫度過高。然而，當研磨溫度過高時，會使得研磨墊與機台平台表面之間的黏著力下降，而產生研磨墊脫膠或自機台脫落的情況，進而造成研磨失敗。
本發明提供一種研漿組成物，其可大幅地降低研磨溫度。
本發明提供一種研漿組成物的用途，其可有效地對藍寶石基材進行研磨。
本發明提出一種研漿組成物，其組成總量為100重量%，且包括研磨粒及溶劑。研磨粒的含量為30重量%至60重量%，且研磨粒的真球因數(sphericity factor)為0.9至1.0。溶劑的含量為40重量%至70重量%。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，研磨粒的平均粒徑範圍例如是80奈米至150奈米。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，研磨粒的粒徑多分佈指數(polydisperse index，PDI)例如是1.0至1.6。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，研磨粒例如是選自由氧化矽溶膠(silica sol)、氧化鋁溶膠(alumina sol)及氧化鈰溶膠(ceria sol)所組成的族群中的至少一者。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，溶劑例如是水。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，更包括酸鹼調整劑，其含量例如是0.001重量%至10重量%。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，酸鹼調整劑例如是選自由氫氧化鉀(potassium hydroxide)、氫氧化鈉(sodium hydroxide)、四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium hydroxide)、四丁基氫氧化銨(tetrabutylammonium hydroxide)及氫氧化銨(ammonium hydroxide)所組成的族群中的至少一者。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，研漿組成物的酸鹼值例如是8至12。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，更包括界面活性劑，其含量例如是0.001重量%至10重量%。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，界面活性劑例如是選自由十二烷基硫酸鹼金屬鹽(alkali dodecyl sulfate)、十二烷基硫酸銨(ammonium dodecyl sulfate)、烷基硫酸銨(ammonium alkyl sulfate)、十四烷基硫酸鹼金屬鹽(alkali tetradecyl sulfate)及月桂醯麩胺酸鹼金屬鹽(alkali lauroyl glutamate)所組成的族群中的至少一者。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，更包括消泡劑(antifoaming agent)，其含量例如是0.001重量%至10重量%。
依照本發明的一實施例所述，在上述之研漿組成物中，消泡劑例如是選自由聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)、聚醚-聚矽氧烷(polyether-polysiloxane)及高碳醇(alpha-highcarbonalcohol)所組成的族群中的至少一者。
本發明提出一種如上所述之研漿組成物的用途，其用於研磨藍寶石基材。
基於上述，在本發明所提出的研漿組成物中，由於研磨粒的真球因數為0.9至1.0，因此可大幅地降低研磨溫度，而能避免在研磨過程中造成研磨墊脫膠或脫落的現象，以提升研磨製程的穩定度及可靠度。
此外，藉由本發明所提出的研漿組成物可進行有效率地研磨，而使經研磨後的表面具有較佳的輪廓(topography)且具有較佳的生產量。
另外，本發明所提出的研漿組成物的用途是使用上述研漿組成物對藍寶石基材進行研磨，因此可具有較佳的研磨效率及研磨品質。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
首先，說明本發明之研漿組成物，其適用於化學機械研磨製程，而其用途例如是用於研磨藍寶石基材。
本發明提出一種研漿組成物，其組成總量為100重量%，且包括研磨粒及溶劑。研漿組成物的酸鹼值例如是8至12。使用此研漿組成物的研磨溫度例如是在50℃以下。
研磨粒的含量為30重量%至60重量%，且研磨粒的真球因數為0.9至1.0。其中，研磨粒的真球因數的定義為：「研磨粒的真球因數=L短軸 /L長軸 」，其中L短軸 為研磨粒的最短軸長度，而L長軸 為研磨粒的最長軸長度。研磨粒例如是選自由氧化矽溶膠、氧化鋁溶膠及氧化鈰溶膠所組成的族群中的至少一者。研磨粒的平均粒徑範圍例如是80奈米至150奈米。研磨粒的粒徑多分佈指數例如是1.0至1.6。粒徑多分佈指數(PDI)的定義為：「PDI=Dw/Dn」，其中Dw為重量平均粒徑(weight averaged diameter)，而Dn為數量平均粒徑(number averaged diameter)。
溶劑的含量為40重量%至70重量%。溶劑例如是水。水例如是去離子水。
此外，研漿組成物更可選擇性地包括酸鹼調整劑、界面活性劑及消泡劑中的至少一者。
酸鹼調整劑的含量例如是0.001重量%至10重量%，其可用以對研磨組成物的酸鹼值進行調整。酸鹼調整劑例如是選自由氫氧化鉀、氫氧化鈉、四甲基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨及氫氧化銨所組成的族群中的至少一者。
界面活性劑的含量例如是0.001重量%至10重量%。界面活性劑例如是選自由十二烷基硫酸鹼金屬鹽、十二烷基硫酸銨、烷基硫酸銨、十四烷基硫酸鹼金屬鹽及月桂醯麩胺酸鹼金屬鹽所組成的族群中的至少一者。
消泡劑的含量例如是0.001重量%至10重量%，其可防止在研磨製程中產生過多的泡沫。消泡劑例如是選自由聚二甲基矽氧烷、聚醚-聚矽氧烷及高碳醇所組成的族群中的至少一者。
基於上述，在上述實施例的研漿組成物中，由於研磨粒的真球因數為0.9至1.0，因此可大幅地降低研磨溫度(例如，將研磨溫度控制在50℃以下)，而能避免在研磨過程中造成研磨墊脫膠或脫落的現象，以提升研磨製程的穩定度及可靠度。
此外，藉由上述實施例的研漿組成物可對研磨標的進行有效率地研磨，因此經研磨後的表面具有較佳的輪廓且能提昇生產量。
另外，由於上述實施例的研漿組成物可將研磨溫度控制在適當範圍內，所以當上述實施例的研磨組成物的用途用於對藍寶石基材進行研磨時，可具有較佳的研磨效率及研磨品質。
以下，進行實際的實驗測試。其中，下述實驗例1至實驗例2所使用的化學機械研磨機台及實驗設定如下。
化學機械研磨機台型號：SpeedFam 36SPM
待研磨基材：2吋的藍寶石基材
研磨墊：RODEL SUBA 800(產品名)
下壓力(down force)：2.4 kg/cm2
平台速度(platen speed)：50 rpm
研磨時間：2小時
實驗例1
實驗例1是用以測試研漿組成物中的研磨粒的真球因數對於研磨溫度與移除率的影響。在實驗例1中，是以平均粒徑為90奈米至130奈米、且粒徑多分佈指數為1.0至1.4的膠質氧化矽(colloidal silica)作為研磨粒，而製備樣本1至樣本4的研漿組成物，其研磨粒的真球因數範圍、組成成分、比例及酸鹼值如下表1所示，研磨組成物的剩餘部份為水。
圖1所繪示為樣本2的掃描式電子顯微鏡的照片圖。圖2所繪示為樣本4的掃描式電子顯微鏡的照片圖。
請參照圖1，由於樣本2的研磨粒的真球因數範圍(L短軸1 /L長軸1 )為0.7-1.0，因此樣本2中含有大量形狀為橢圓形的研磨粒。請參照圖2，由於樣本4的研磨粒的真球因數範圍(L短軸2 /L長軸2 )為0.9-1.0，因此樣本2中大部份研磨粒的形狀幾近於圓形。
實驗例1的實驗結果如下表2所示。
由上表2的實驗結果可知，在研漿組成物中，當研磨粒的真球因數越高時，研磨溫度越低。樣本4的研磨粒的真球因數範圍為0.9-1.0，其形狀幾近於圓形，使得樣本4的研磨溫度在樣本1至樣本4中為最低，且具有良好的移除率。
此外，雖然樣本1至樣本3具有稍高的移除率，但其尖峰溫度均大於54℃。因此，在樣本1至樣本3的研磨溫度(大於54℃)下，會使得研磨墊的特性(如，玻璃轉換溫度)改變，甚至使得研磨墊與機台平台表面之間的黏著力下降，而產生研磨墊脫膠或自機台脫落的情況，進而造成研磨失敗的情況。基於上述可知，樣本1至樣本3並不適用於此研磨製程。
實驗例2
實驗例2是用以測試研漿組成物中的添加劑對於研磨溫度與移除率的影響。在實驗例2中，是以平均粒徑為90奈米至130奈米、且粒徑多分佈指數為1.0至1.4的膠質氧化矽作為研磨粒，而製備樣本5至樣本8的研漿組成物，其研磨粒的真球因數範圍、組成成分、比例及酸鹼值如下表3所示。
實驗例2的實驗結果如下表4所示。
由上表4的實驗結果可知，將樣本6-8的實驗結果與樣本5進行比較，無論是添加介面活性劑(如，十二烷基硫酸鈉及/或月桂醯麩胺酸鈉)或是添加消泡劑(如，聚二甲基矽氧烷)均可更近一步地將研磨溫度控制在低於50℃。此外，樣本5-8均具有良好的移除率。
綜上所述，上述實施例至少具有下列優點：
1.上述實施例的研漿組成物可大幅地降低研磨溫度，進而提升研磨製程的穩定度及可靠度。
2.藉由上述實施例的研漿組成物可使得經研磨後的表面具有較佳的輪廓且能提昇生產量
3.當使用上述實施例的研漿組成物對藍寶石基材進行研磨時，可具有較佳的研磨效率及研磨品質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
L短軸1 、L短軸2 ．．．研磨粒的最短軸長度
L長軸1 、L長軸2 ．．．研磨粒的最長軸長度
圖1所繪示為樣本2的掃描式電子顯微鏡的照片圖。
圖2所繪示為樣本4的掃描式電子顯微鏡的照片圖。
L短軸2 ．．．研磨粒的最短軸長度
L長軸2 ．．．研磨粒的最長軸長度

Claims (13)

  1. 一種研漿組成物，其組成總量為100重量%，且包括：研磨粒，其含量為30重量%至60重量%，且所述研磨粒的真球因數(sphericity factor)為0.9至1.0；以及溶劑，其含量為40重量%至70重量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，其中所述研磨粒的平均粒徑範圍為80奈米至150奈米。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，其中所述研磨粒的粒徑多分佈指數(polydisperse index，PDI)為1.0至1.6。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，其中所述研磨粒為選自由氧化矽溶膠(silica sol)、氧化鋁溶膠(alumina sol)及氧化鈰溶膠(ceria sol)所組成的族群中的至少一者。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，其中所述溶劑包括水。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，更包括酸鹼調整劑，其含量為0.001重量%至10重量%。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之研漿組成物，其中所述酸鹼調整劑為選自由氫氧化鉀(potassium hydroxide)、氫氧化鈉(sodium hydroxide)、四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium hydroxide)、四丁基氫氧化銨(tetrabutylammonium hydroxide)及氫氧化銨(ammonium hydroxide)所組成的族群中的至少一者。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，其中所述研漿組成物的酸鹼值為8至12。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，更包括界面活性劑，其含量為0.001重量%至10重量%。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之研漿組成物，其中所述界面活性劑為選自由十二烷基硫酸鹼金屬鹽(alkali dodecyl sulfate)、十二烷基硫酸銨(ammonium dodecyl sulfate)、烷基硫酸銨(ammonium alkyl sulfate)、十四烷基硫酸鹼金屬鹽(alkali tetradecyl sulfate)及月桂醯麩胺酸鹼金屬鹽(alkali lauroyl glutamate)所組成的族群中的至少一者。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之研漿組成物，更包括消泡劑(antifoaming agent)，其含量為0.001重量%至10重量%。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之研漿組成物，其中所述消泡劑為選自由聚二甲基矽氧烷(polydimethylsiloxane)、聚醚-聚矽氧烷(polyether-polysiloxane)及高碳醇(alpha-highcarbonalcohol)所組成的族群中的至少一者。
  13. 一種如申請專利範圍第1項至第12項中任一項所述之研漿組成物的用途，其用於研磨藍寶石基材。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105038606B (zh) * 2015-06-16 2017-06-09 盐城工学院 适合氧化镓衬底基片抛光的专用抛光液及其制备方法
CN104962199B (zh) * 2015-06-16 2017-08-25 郑州磨料磨具磨削研究所有限公司 一种具有自清洗作用的抛光剂及抛光液

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100248479A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 International Business Machines Corporation Cmp method
CN102007577A (zh) * 2008-04-16 2011-04-06 日立化成工业株式会社 Cmp用研磨液以及研磨方法
CN102093819A (zh) * 2011-01-06 2011-06-15 清华大学 一种用于硅晶片精抛光的抛光组合物
US20110240594A1 (en) * 2008-12-22 2011-10-06 Takeshi Hamaguchi Polishing liquid composition for magnetic-disk substrate

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100478412C (zh) * 2007-02-06 2009-04-15 中国科学院上海微***与信息技术研究所 一种蓝宝石衬底化学机械抛光浆液
MY151756A (en) * 2007-10-29 2014-06-30 Kao Corp Polishing composition for hard disk substrate
FR2927272B1 (fr) * 2008-02-07 2010-05-21 Saint Gobain Ct Recherches Poudre de grains abrasifs.
JP5518871B2 (ja) * 2008-09-16 2014-06-11 ダイヤモンド イノベイションズ インコーポレーテッド 特有の形態を有する砥粒
WO2010074002A1 (ja) * 2008-12-22 2010-07-01 花王株式会社 磁気ディスク基板用研磨液組成物
JP5630992B2 (ja) * 2008-12-22 2014-11-26 花王株式会社 磁気ディスク基板用研磨液組成物
CN101781525A (zh) * 2009-01-20 2010-07-21 昆山市百益电子科技材料有限公司 晶圆粗抛光液
CN102010669B (zh) * 2010-07-21 2013-02-27 天津晶岭微电子材料有限公司 蓝宝石衬底材料cmp抛光液的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102007577A (zh) * 2008-04-16 2011-04-06 日立化成工业株式会社 Cmp用研磨液以及研磨方法
US20110240594A1 (en) * 2008-12-22 2011-10-06 Takeshi Hamaguchi Polishing liquid composition for magnetic-disk substrate
US20100248479A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 International Business Machines Corporation Cmp method
CN102093819A (zh) * 2011-01-06 2011-06-15 清华大学 一种用于硅晶片精抛光的抛光组合物

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