[发明专利]复合颗粒、其精制方法及用途

权利要求书

1.一种化学机械平面化(CMP)抛光组合物，其包含：

0.01重量％至20重量％的复合颗粒；和

水；

其中所述CMP组合物的pH范围为2至12；和

其中所述化学机械平面化(CMP)抛光组合物还包含分子量为15000至18000的聚丙烯酸铵，并且任选地包含以下的一种或多种：

0.0001重量％至5重量％的pH调节剂，其选自氢氧化钠、氢氧化铯、氢氧化钾、氢氧化铵、有机季铵氢氧化物及其组合；

0.000001重量％至0.5重量％的化学添加剂，其选自具有选自以下的官能团的化合物：有机羧酸、氨基酸、酰氨基羧酸、N-酰基氨基酸、及其盐；有机磺酸及其盐；有机膦酸及其盐；聚合羧酸及其盐；聚合磺酸及其盐；聚合膦酸及其盐；芳基胺、氨基醇、脂族胺、杂环胺、异羟肟酸、取代酚、磺酰胺、硫醇、具有羟基的多元醇及其组合；

0.0001重量％至10重量％的表面活性剂，其选自a)非离子表面润湿剂；b)阴离子表面润湿剂；c)阳离子表面润湿剂；d)两性表面润湿剂；及其组合；

0.001重量％至5重量％的水溶性聚合物，其选自阴离子聚合物、阳离子聚合物、非离子聚合物及其组合；

0.01重量％至3.0重量％的螯合剂；

腐蚀抑制剂；

氧化剂；和

生物生长抑制剂

其中所述复合颗粒包含单一的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒和聚集的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒，其中少于1重量％的所述复合颗粒是包含≥5个单一的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒的聚集的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒，其中99重量％的所述复合颗粒具有小于250nm的粒度，以及其中所述复合颗粒具有小于150nm的平均粒度，并且所述平均粒度是颗粒直径的加权平均。

2.权利要求1所述的化学机械平面化(CMP)抛光组合物，其中所述复合颗粒具有选自以下的特征：

(a)少于1wt％的所述复合颗粒是包含≥4个单一的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒的聚集的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒；

(b)99重量％的所述复合颗粒具有小于200nm的粒度；

(c)所述复合颗粒具有小于125nm或110nm的平均粒度；及

(d)其组合。

3.权利要求1所述的化学机械平面化(CMP)抛光组合物，其中所述复合颗粒具有选自以下的特征：

(a)少于1重量％的所述复合颗粒是包含≥2个单一的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒的聚集的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒；

(b)99重量％的所述复合颗粒具有小于200nm的粒度；

(c)所述复合颗粒具有小于110nm的平均粒度；及

(d)其组合。

4.权利要求1所述的化学机械平面化(CMP)抛光组合物，其中所述二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒是具有被单晶二氧化铈纳米颗粒覆盖的表面的无定形二氧化硅颗粒。

5.权利要求1所述的化学机械平面化(CMP)抛光组合物，其中所述CMP抛光组合物具有3.5至10的pH。

6.权利要求1-5中任一项所述的化学机械平面化(CMP)抛光组合物，其中所述CMP抛光组合物包含二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒、和分子量为15000至18000的聚丙烯酸铵；其中所述CMP抛光组合物的pH为4至7；并且其中少于1重量％的所述复合颗粒是包含≥4个单一的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒的聚集的二氧化铈涂覆二氧化硅颗粒。

7.一种用于包括至少一个具有至少一个氧化物层的表面的半导体衬底的化学机械平面化(CMP)的抛光方法，所述方法包括以下步骤：

a)使所述至少一个氧化物层与抛光垫接触；

b)将根据权利要求1至6任一项所述的CMP抛光组合物递送到所述至少一个表面，和

c)用所述CMP抛光组合物抛光所述至少一个氧化物层。