專利名稱：研漿組成物及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組成物及其用途，尤其涉及一種研漿組成物及其用途。
背景技術(shù)：
在超大型集成電路(VLSI)制程中，化學(xué)機(jī)械研磨制程(chemical mechanicalpolishing,CMP)可提供晶圓表面全面性的平坦化(global planarization),尤其當(dāng)半導(dǎo)體制程進(jìn)入次微米(sub-micixm)領(lǐng)域后，化學(xué)機(jī)械研磨法還是一項(xiàng)不可或缺的制程技術(shù)。在藍(lán)寶石基材(sapphire substrate)的研磨制程中，其研磨溫度會(huì)大于50°C,而造成研磨溫度過高。然而，當(dāng)研磨溫度過高時(shí)，會(huì)使得研磨墊與機(jī)臺(tái)平臺(tái)表面之間的粘著力下降，而產(chǎn)生研磨墊脫膠或自機(jī)臺(tái)脫落的情況，進(jìn)而造成研磨失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種研漿組成物，其可大幅地降低研磨溫度。本發(fā)明提供一種研漿組成物的用途，其可有效地對(duì)藍(lán)寶石基材進(jìn)行研磨。本發(fā)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(shù)(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(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，研磨粒的平均粒徑范圍例如是80納米至150納米。 依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，研磨粒的粒徑多分布指數(shù)(polydisperse index, PDI)例如是 1.0 至 1.6。依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，研磨粒例如是選自由氧化娃溶膠(silica sol)、氧化招溶膠(alumina sol)及氧化鋪溶膠(ceria sol)所組成的族群中的至少一者。依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，溶劑例如是水。 依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，還包括酸堿調(diào)整劑，其含量例如是0.001重量％至10重量％。依照本發(fā)明的 一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，酸堿調(diào)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(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，研漿組成物的酸堿值例如是8至12。依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，還包括界面活性劑，其含量例如是0.001重量％至10重量％。依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，界面活性劑例如是選自由十二燒基硫酸堿金屬鹽(alkali dodecyl sulfate)、十二燒基硫酸銨(ammonium dodecylsulfate)、燒基硫酸銨(ammonium alkyl sulfate)、十四燒基硫酸堿金屬鹽(alkalitetradecyl sulfate)及月桂酰麩胺酸堿金屬鹽(alkali lauroyl glutamate)所組成的族群中的至少一者。依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，還包括消泡劑(antifoaming agent),其含量例如是0.001重量％至10重量％。依照本發(fā)明的一實(shí)施例所述，在上述的研漿組成物中，消泡劑例如是選自由聚二甲基娃氧燒(polydimethylsi1xane)、聚醚-聚娃氧燒(polyether-polysi1xane)及高碳醇(alpha-highcarbonalcohol)所組成的族群中的至少一者。本發(fā)明提出一種如上所述的研漿組成物的用途，其用于研磨藍(lán)寶石基材?；谏鲜觯诒景l(fā)明所提出的研漿組成物中，由于研磨粒的真球因數(shù)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(xiàn)象，以提升研磨制程的穩(wěn)定度及可靠度。此外，藉由本發(fā)明所提出的研漿組成物可進(jìn)行有效率地研磨，而使經(jīng)研磨后的表面具有較佳的輪廓(topography)且具有較佳的生產(chǎn)量。另外，本發(fā)明所提出的研漿組成物的用途是使用上述研漿組成物對(duì)藍(lán)寶石基材進(jìn)行研磨，因此可具有較佳的研磨效率及研磨品質(zhì)。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。



圖1所顯示為樣本2的掃描式電子顯微鏡的照片圖。圖2所顯示為樣本4的掃描式電子顯微鏡的照片圖。附圖標(biāo)記:L短軸丨、L短軸2:研磨粒的最短軸長度L長軸丨、L長軸2:研磨粒的最長軸長度
具體實(shí)施例方式首先，說明本發(fā)明的研漿組成物，其適用于化學(xué)機(jī)械研磨制程，而其用途例如是用于研磨藍(lán)寶石基材。本發(fā)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。研漿組成物的酸堿值例如是8至12。使用此研漿組成物的研磨溫度例如是在50°C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(shù)為0.9至1.0。其中，研磨粒的真球因數(shù)的定義為:“研磨粒的真球因數(shù)=LM/L.”，其為研磨粒的最短軸長度，而Lwfi為研磨粒的最長軸長度。研磨粒例如是選自由氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠及氧化鈰溶膠所組成的族群中的至少一者。研磨粒的平均粒徑范圍例如是80納米至150納米。研磨粒的粒徑多分布指數(shù)例如是1.0至1.6。粒徑多分布指數(shù)(PDI)的定義為:“roi=Dw/Dn”,其中Dw為重量平均粒徑(weight averaged diameter),而Dn為數(shù)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，研漿組成物還可選擇性地包括酸堿調(diào)整劑、界面活性劑及消泡劑中的至少
一者O酸堿調(diào)整劑的含量例如是0.001重量％至10重量％，其可用以對(duì)研磨組成物的酸堿值進(jìn)行調(diào)整。酸堿調(diào)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_■燒基硫酸喊金屬鹽、十_■燒基硫酸按、燒基硫酸按、十四燒基硫酸喊金屬鹽及月桂酸鉄胺酸堿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％，其可防止在研磨制程中產(chǎn)生過多的泡沫。消泡劑例如是選自由聚二甲基硅氧烷、聚醚-聚硅氧烷及高碳醇所組成的族群中的至少一者?；谏鲜觯谏鲜鰧?shí)施例的研漿組成物中，由于研磨粒的真球因數(shù)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°C以下)，而能避免在研磨過程中造成研磨墊脫膠或脫落的現(xiàn)象，以提升研磨制程的穩(wěn)定度及可靠度。此外，藉由上述實(shí)施例的研漿組成物可對(duì)研磨標(biāo)的進(jìn)行有效率地研磨，因此經(jīng)研磨后的表面具有較佳的輪廓且能提升生產(chǎn)量。另外，由于上述實(shí)施例的研漿組成物可將研磨溫度控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，所以當(dāng)上述實(shí)施例的研磨組成物的用途用于對(duì)藍(lán)寶石基材進(jìn)行研磨時(shí)，可具有較佳的研磨效率及研磨品質(zhì)。以下，進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)測試。其中，下述實(shí)驗(yàn)例I至實(shí)驗(yàn)例2所使用的化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái)及實(shí)驗(yàn)設(shè)定如下。化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái)型號(hào):SpeedFam 36SPM待研磨基材:2時(shí)的藍(lán)寶石基材研磨墊:R0DELSUBA 8OO (產(chǎn)品名)下壓力(downforce):2.4kg/cm2平臺(tái)速度(platenspeed):50rpm研磨時(shí)間:2小時(shí)實(shí)驗(yàn)例I實(shí)驗(yàn)例I是用以測試研漿組成物中的研磨粒的真球因數(shù)對(duì)于研磨溫度與移除率的影響。在實(shí)驗(yàn)例I中，是以平均粒徑為90納米至130納米、且粒徑多分布指數(shù)為1.0至
1.4的膠質(zhì)氧化娃(colloidal silica)作為研磨粒,而制備樣本I至樣本4的研衆(zhòng)組成物，其研磨粒的真球因數(shù)范圍、組成成分、比例及酸堿值如下表I所示，研磨組成物的剩余部分為水。

表I
權(quán)利要求
1.一種研漿組成物，其組成總量為100重量％，其特征在于包括: 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(shù)為0.9至1.0 ;以及 溶劑，其含量為40重量％至70重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于所述研磨粒的平均粒徑范圍為80納米至150納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于所述研磨粒的粒徑多分布指數(shù)為1.0 至 1.6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于所述研磨粒為選自由氧化硅溶膠、氧化鋁溶膠及氧化鈰溶膠所組成的族群中的至少一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于所述溶劑包括水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于還包括酸堿調(diào)整劑，其含量為0.001重量％至10重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的研漿組成物，其特征在于所述酸堿調(diào)整劑為選自由氫氧化鉀、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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于所述研漿組成物的酸堿值為8至 12。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于還包括界面活性劑，其含量為0.001重量％至10重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的研漿組成物，其特征在于所述界面活性劑為選自由十二烷基硫酸堿金屬鹽(、十二烷基硫酸銨、烷基硫酸銨、十四烷基硫酸堿金屬鹽及月桂酰麩胺酸堿金屬鹽所組成的族群中的至少一者。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研漿組成物，其特征在于還包括消泡劑，其含量為0.001重量％至10重量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的研漿組成物，其特征在于所述消泡劑為選自由聚二甲基硅氧烷、聚醚-聚硅氧烷及高碳醇所組成的族群中的至少一者。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一權(quán)利要求所述的研漿組成物的用途，其特征在于用于研磨藍(lán)寶石基材。
全文摘要
一種研漿組成物及其用途，研漿組成物的組成總量為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(shù)為0.9至1.0。溶劑的含量為40重量％至70重量％。所述研漿組成物可大幅地降低研磨溫度。
文檔編號(hào)C09G1/02GK103087637SQ201110437629
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者郭哲宇, 蔡文財(cái), 張松源, 陸明輝 申請(qǐng)人:盟智科技股份有限公司