背景技術(shù)：
作為賦能技術(shù)(enablingtechnology)，已將高k金屬柵極模塊引入新式(modern)邏輯器件(45nm技術(shù)節(jié)點(diǎn)及以上(beyond))以供效能改善。替換金屬柵極(后柵極)的方法已成為先進(jìn)器件制造中用于高k金屬柵極模塊的主流技術(shù)，尤其針對20nm及以上(beyond)。對于替換金屬柵極模塊，若干關(guān)鍵cmp制程(包括選擇性的氧化物/氮化物拋光、多晶硅開口拋光(polyopenpolishing；pop)及自對準(zhǔn)接觸(selfalignedcontact；sac))必須經(jīng)過最佳化以滿足嚴(yán)格的平面度及缺陷要求。雖然所述器件存在多種制造方法，但常常使用硅氮化物作為罩蓋(capping)層及作為蝕刻停止層。關(guān)于pop及sac步驟，選擇性地移除硅氮化物罩蓋層且很好地停止于多晶硅柵極或氧化物層以供精確控制柵極高度、且將柵極周圍的氧化物損耗或侵蝕降至最低是極具挑戰(zhàn)性的。同時(shí)，關(guān)于pop步驟的侵蝕可在金屬層沉積及后續(xù)金屬拋光以形成柵極之后產(chǎn)生諸如鋁的金屬殘留物。
在替換金屬柵極(rmg)制程中典型地存在兩個(gè)cmp拋光步驟：(i)移除大量氧化物，使表面形貌平坦化，且選擇性地停止于氮化物應(yīng)力及罩蓋層處，及(ii)經(jīng)氮化物對氧化物的可調(diào)選擇比(選擇性，selectivity)進(jìn)行較高速率的拋光。典型地，用于第一步的基于硅石(氧化硅，silica)或基于鈰土(二氧化鈰，ceria)的漿料應(yīng)具有較高的氧化物對氮化物的選擇比。在實(shí)踐中，會存在氮化物損耗的不均勻性及圍繞氧化物的凹陷。將該表面形貌減至最小對于pop拋光至關(guān)重要，否則其可能導(dǎo)致差的柵極高度控制且導(dǎo)致后續(xù)金屬化步驟中的缺陷度。一般而言，pop拋光需要靈活的氮化物對氧化物的選擇比來滿足rmg制程中的嚴(yán)格要求。sac中的挑戰(zhàn)同樣需要較高的氮化物對氧化物的選擇比，其提供優(yōu)異的平坦化效率及表面形貌。
因此，在本領(lǐng)域中仍需要可提供硅氮化物、硅氧化物及多晶硅的合乎需要的可調(diào)選擇比(選擇性，selectivity)且具有適合移除速率的拋光組合物及方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含：(a)膠態(tài)硅石(氧化硅，silica)顆粒，其經(jīng)選自mg、ca、al、b、be以及它們的組合的金屬離子進(jìn)行表面改性，且其中膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度為每平方納米顆粒表面積約1.5個(gè)羥基至約8個(gè)羥基，(b)陰離子型表面活性劑，(c)緩沖劑及(d)水，其中拋光組合物的ph為約2至約7，且其中拋光組合物不含或基本上不含氧化金屬的氧化劑。
本發(fā)明還提供一種化學(xué)機(jī)械拋光基板的方法，其包括：(i)使基板與拋光墊及化學(xué)機(jī)械拋光組合物接觸，該化學(xué)機(jī)械拋光組合物包含：(a)膠態(tài)硅石顆粒，其經(jīng)選自mg、ca、al、b、be以及它們的組合的金屬離子進(jìn)行表面改性，且其中膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度為每平方納米顆粒表面積約1.5個(gè)羥基至約8個(gè)羥基，(b)陰離子型表面活性劑，(c)緩沖劑及(d)水，其中拋光組合物的ph為約2至約7，且其中拋光組合物不含或基本上不含氧化金屬的氧化劑，(ii)使拋光墊及化學(xué)機(jī)械拋光組合物相對于基板移動，及(iii)研磨基板的至少一部分以拋光基板。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械拋光組合物，其包含以下物質(zhì)、基本上由以下物質(zhì)組成、或者由以下物質(zhì)組成：(a)膠態(tài)硅石顆粒，其經(jīng)選自mg、ca、al、b、be以及它們的組合的金屬離子進(jìn)行表面改性，且其中膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度為每平方納米顆粒表面積約1.5個(gè)羥基至約8個(gè)羥基，(b)陰離子型表面活性劑，(c)緩沖劑及(d)水，其中拋光組合物的ph為約2至約7，且其中拋光組合物不含或基本上不含氧化金屬的氧化劑。
拋光組合物包含由經(jīng)選自mg、ca、al、b、be以及它們的組合的金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒所組成的研磨劑。在優(yōu)選實(shí)施方式中，金屬離子為鋁離子(即，al(iii))。膠態(tài)硅石顆?？蔀槿魏芜m合的膠態(tài)硅石顆粒且典型地為“濕法”膠態(tài)硅石顆粒。如本文所用，“濕法”硅石是指通過沉淀、縮合-聚合或類似制程所制備的硅石(例如與熱解或火成的硅石相對)。在不存在金屬離子的情況下制備膠態(tài)硅石顆粒，使得在經(jīng)選自mg、ca、al、b和/或be的金屬離子進(jìn)行表面改性之前，膠態(tài)硅石顆粒不含或基本上不含金屬離子。優(yōu)選地，通過si(oh)4的縮合-聚合來制備膠態(tài)硅石顆粒。例如，可通過諸如原硅酸四乙酯(teos)的高純度烷氧基硅烷的水解獲得前體si(oh)4。這樣的膠態(tài)硅石可以各種市售產(chǎn)品形式獲得，諸如fusopl-1、pl-1h、pl-1sl、pl-2、pl-2l、pl-3、pl-3h、pl-3l、pl-5、pl-6l、pl-7、pl-7h、pl-10h、pl-sh3及pl-20產(chǎn)品，及nalco1050、2327及2329產(chǎn)品，以及可購自dupont、bayer、appliedresearch、nissanchemical及clariant的其它類似產(chǎn)品。
膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度可為每平方納米顆粒表面積約1.5個(gè)羥基或更高，例如，約1.6個(gè)羥基/nm2或更高、約1.7個(gè)羥基/nm2或更高、約1.8個(gè)羥基/nm2或更高、約1.9個(gè)羥基/nm2或更高、約2.0個(gè)羥基/nm2或更高、約2.2個(gè)羥基/nm2或更高、約2.4個(gè)羥基/nm2或更高、約2.6個(gè)羥基/nm2或更高、約2.8個(gè)羥基/nm2或更高、約3個(gè)羥基/nm2或更高、約4個(gè)羥基/nm2或更高、或約5個(gè)羥基/nm2或更高。可選擇地，或者此外，膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度可為每平方納米顆粒表面積約8個(gè)羥基或更低，例如，約7.5個(gè)羥基/nm2或更低、約7個(gè)羥基/nm2或更低、約6.5個(gè)羥基/nm2或更低、約6個(gè)羥基/nm2或更低、約5.5個(gè)羥基/nm2或更低、或約5個(gè)羥基/nm2或更低。因此，膠態(tài)硅石顆?？删哂幸郧笆龆它c(diǎn)中的任意兩者為界的表面羥基密度。例如，膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度可為每平方納米顆粒表面積約1.5個(gè)羥基至約8個(gè)羥基，例如，約1.6個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約1.7個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約1.8個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約1.9個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約2.0個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約2.2個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約2.4個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約2.6個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約2.8個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約3個(gè)羥基/nm2至約8個(gè)羥基/nm2、約3個(gè)羥基/nm2至約7.5個(gè)羥基/nm2、約3個(gè)羥基/nm2至約7個(gè)羥基/nm2、約3個(gè)羥基/nm2至約6.5個(gè)羥基/nm2、約3個(gè)羥基/nm2至約6個(gè)羥基/nm2、或約4個(gè)羥基/nm2至約6個(gè)羥基/nm2。
可使用任何適合的方法測定膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基密度。在實(shí)施方式中，膠態(tài)硅石顆粒的水性分散體可調(diào)整至ph4.0以制備滴定樣本。可用具有已知濃度的氫氧化鈉水溶液將滴定樣本滴定至ph9.0以測定存在于該滴定樣本中的羥基數(shù)?？墒褂萌魏芜m合的方法(例如，通過bet法)測定膠態(tài)硅石顆粒的表面積?？捎纱舜_定每平方納米的羥基數(shù)。
可使用任何適合的方法對膠態(tài)硅石顆粒進(jìn)行表面改性。在實(shí)施方式中，將膠態(tài)硅石顆粒分散于諸如水的載劑中，且隨后用適合的金屬離子源進(jìn)行表面處理。在實(shí)施方式中，金屬離子源為水溶性金屬鹽。例如，可用金屬鹽的水溶液處理膠態(tài)硅石顆粒的水性分散體，使得膠態(tài)硅石顆粒的表面變成與金屬離子締合。認(rèn)為，金屬離子與膠態(tài)硅石顆粒表面的締合涉及與膠態(tài)硅石顆粒的表面上所存在的硅烷醇基團(tuán)的鍵合。金屬離子與膠態(tài)硅石顆粒的表面締合，而不在顆粒內(nèi)部。
膠態(tài)硅石顆粒每平方納米顆粒表面積包含約0.1個(gè)或更多，例如約0.11個(gè)或更多、約0.12個(gè)或更多、約0.13個(gè)或更多、約0.14個(gè)或更多、或約0.15個(gè)或更多的金屬離子?？蛇x擇地，或者此外，膠態(tài)硅石顆粒每平方納米顆粒表面積包含約0.2個(gè)或更少，例如約0.19個(gè)或更少、約0.18個(gè)或更少、約0.17個(gè)或更少、或者約0.16個(gè)或更少的金屬離子。因此，膠態(tài)硅石顆粒每平方納米顆粒表面積可包含以前述端點(diǎn)中的任意兩者為界的金屬離子量。例如，膠態(tài)硅石顆粒每平方納米顆粒表面積可包含約0.1至約0.2、約0.1至約0.19、約0.1至約0.18、約0.1至約0.17、約0.1至約0.16、約0.11至約0.2、約0.12至約0.2、約0.13至約0.2、約0.14至約0.2、或約0.15至約0.2個(gè)金屬離子。
可使用任何適合的方法測定每平方納米顆粒表面積的金屬離子數(shù)。在實(shí)施方式中，可例如使用bet法測定表面積?？捎镁哂幸阎饘匐x子濃度的水溶液處理膠態(tài)硅石顆粒的分散體。在適合的處理期間之后，可測定溶液中的剩余金屬離子的濃度。起始金屬離子濃度與處理后的濃度的差值表示與膠態(tài)硅石顆粒的表面締合的金屬離子的量，由此得以計(jì)算出每平方納米顆粒表面積的金屬離子數(shù)。
膠態(tài)硅石顆?？删哂腥魏芜m合的平均粒度。膠態(tài)硅石顆粒的平均粒度可為約20nm或更大、約25納米或更大、約30nm或更大、約35nm或更大、約40nm或更大、約45nm或更大、或約50nm或更大?？蛇x擇地，或者此外，膠態(tài)硅石顆粒的平均粒度可為約100nm或更小，例如約90nm或更小、約80nm或更小、約70nm或更小、或約60nm或更小。因此，膠態(tài)硅石顆?？删哂幸郧笆龆它c(diǎn)中的任意兩者為界的平均粒度。例如，膠態(tài)硅石顆粒的平均粒度可為約20nm至約100nm、約20nm至約90nm、約20nm至約80nm、約20nm至約70nm、約20nm至約60nm、約30nm至約100nm、約30nm至約90nm、約30nm至約80nm、約30nm至約70nm、或約30nm至約60nm。膠態(tài)硅石可具有任何適合的形態(tài)。膠態(tài)硅石可具有球狀形態(tài)、橢圓狀形態(tài)或非球形的“繭”狀形態(tài)。顆粒的尺寸為包圍該顆粒的最小球體的直徑。可使用任何適合的技術(shù)(例如，使用激光衍射技術(shù))量測膠態(tài)硅石顆粒的粒度。適合的粒度量測儀器可購自例如malverninstruments(malvern,uk)。
膠態(tài)硅石顆粒優(yōu)選在本發(fā)明拋光組合物中是膠體穩(wěn)定的。術(shù)語膠體是指顆粒在液體載劑(例如水)中的懸浮液。膠體穩(wěn)定性是指該懸浮液隨時(shí)間的保持性。在本發(fā)明的上下文中，如果當(dāng)將研磨劑置于100毫升量筒中并使其無攪動地靜置2小時(shí)的時(shí)間時(shí)，量筒底部50毫升中的顆粒濃度([b]，以g/ml表示)與量筒頂部50毫升中的顆粒濃度([t]，以g/ml表示)之間的差值除以研磨劑組合物中的顆粒的初始濃度([c]，以g/ml表示)小于或等于0.5(即，{[b]–[t]}/[c]≤0.5)，則認(rèn)為研磨劑是膠體穩(wěn)定的。更優(yōu)選地，[b]-[t]/[c]的值小于或等于0.3，且最優(yōu)選小于或等于0.1。
拋光組合物可包含任何適合量的膠態(tài)硅石顆粒。拋光組合物可包含約5重量％或更低，例如約4重量％或更低、約3重量％或更低、約2重量％或更低、約1重量％或更低、約0.9重量％或更低、約0.8重量％或更低、約0.7重量％或更低、約0.6重量％或更低、或者約0.5重量％或更低的膠態(tài)硅石顆粒?？蛇x擇地，或者此外，拋光組合物可包含約0.1重量％或更高，例如約0.2重量％或更高、約0.3重量％或更高、約0.4重量％或更高、約0.5重量％或更高、或約1重量％或更高的膠態(tài)硅石顆粒。因此，拋光組合物可按以前述端點(diǎn)中的任意兩者為界的量包含膠態(tài)硅石顆粒。例如，拋光組合物可包含約0.1重量％至約5重量％的膠態(tài)硅石顆粒，約0.1重量％至約4重量％、約0.1重量％至約3重量％、約0.1重量％至約2重量％、約0.1重量％至約1重量％、約0.2重量％至約2重量％、或約0.2重量％至約1重量％的膠態(tài)硅石顆粒。
拋光組合物包含陰離子型表面活性劑。陰離子型表面活性劑可為包含選自羧酸、磺酸、磷酸以及它們的組合的官能團(tuán)的單體的聚合物或共聚物。在實(shí)施方式中，陰離子型表面活性劑為包含丙烯酸單體的聚合物或共聚物。在優(yōu)選實(shí)施方式中，陰離子型表面活性劑為聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物。
拋光組合物包含任何適合量的陰離子型表面活性劑。拋光組合物可包含約1ppm或更高，例如5ppm或更高、約10ppm或更高、約25ppm或更高、或約50ppm或更高的陰離子型表面活性劑?？蛇x擇地，或者此外，拋光組合物可包含約1000ppm或更低，例如約900ppm或更低、約800ppm或更低、約700ppm更低、約600ppm或更低、約500ppm或更低、約400ppm或更低、約300ppm或更低、或者約200ppm或更低的陰離子型表面活性劑。因此，拋光組合物可按以前述端點(diǎn)中的任意兩者為界的量包含陰離子型表面活性劑。例如，拋光組合物可包含約1ppm至約1000ppm、約5ppm至約500ppm、約5ppm至約400ppm、約5ppm至約300ppm、約5ppm至約200ppm、或約10ppm至約200ppm的陰離子型表面活性劑及其類似者。
當(dāng)陰離子型表面活性劑為聚合物或共聚物時(shí)，該陰離子型表面活性劑可具有任何適合的分子量。典型地，陰離子型表面活性劑的分子量可為約100,000道爾頓或更低，例如約90,000道爾頓或更低、約80,000道爾頓或更低、約70,000道爾頓或更低、約60,000道爾頓或更低、或者約50,000道爾頓或更低。
在其它實(shí)施方式中，陰離子型表面活性劑可為包含磺酸基的聚合物或共聚物。包含磺酸基的聚合物或共聚物的非限制性實(shí)例包括聚苯乙烯磺酸及we001。
在其它實(shí)施方式中，陰離子型表面活性劑可為包含磺酸基的單體型表面活性劑。所述表面活性劑可為具有以下結(jié)構(gòu)的烷基二苯醚磺酸鹽表面活性劑：
其中，r為c1-c30、優(yōu)選c6-c30、更優(yōu)選c6-c22的直鏈或支鏈的飽和或不飽和的烷基，其中該烷基任選地含有一個(gè)或多個(gè)選自o及n的雜原子，且其中x+為h或陽離子，例如，堿金屬陽離子或堿土金屬陽離子(例如，鈉、鉀、鋰、鈣、鎂及其類似者)。適合的烷基二苯醚磺酸鹽表面活性劑的實(shí)例包括可以商品名稱dowfaxtm2a1、dowfaxtm3b2、dowfaxtm8390、dowfaxtmc6l、dowfaxtmc10l及dowfaxtm30599購自dowchemicalcompany(midland,mi)的表面活性劑。
在其它實(shí)施方式中，陰離子型表面活性劑可為直鏈或支鏈的烷基苯磺酸鹽，諸如，十二烷基苯磺酸鹽。
應(yīng)理解，陰離子型表面活性劑可呈游離酸、其鹽(例如，鈉鹽、鉀鹽或銨鹽)的形式，或者，當(dāng)陰離子型表面活性劑具有超過一個(gè)的酸性基團(tuán)時(shí)，呈其偏鹽的形式。
在一些實(shí)施方式中，拋光組合物可進(jìn)一步包含非離子型表面活性劑。非離子型表面活性劑可為任何適合的非離子型表面活性劑。適合的非離子型表面活性劑的非限制性實(shí)例包括brijtm及聚環(huán)氧乙烷表面活性劑、pluronictml-64、聚乙烯基甲基醚、聚乙二醇、聚氧化乙烯23十二烷基醚、聚丙酸、聚丙烯酸及聚醚二醇雙(醚)。
化學(xué)機(jī)械拋光組合物可包含一種或多種緩沖劑(即，能夠調(diào)整拋光組合物的ph的化合物)。可使用能夠調(diào)整拋光組合物的ph的任何適合的緩沖劑來調(diào)整拋光組合物的ph。緩沖劑可為任何適合的緩沖劑且可為有機(jī)緩沖劑或無機(jī)緩沖劑。在實(shí)施方式中，緩沖劑可為有機(jī)羧酸，例如，乙酸。緩沖劑合乎需要地為水溶性的且與拋光組合物的其它組分相容。典型地，化學(xué)機(jī)械拋光組合物在使用點(diǎn)處的ph為約2至約7。優(yōu)選地，化學(xué)機(jī)械拋光組合物在使用點(diǎn)處的ph為約3至約4。
典型地，緩沖劑能夠緩沖拋光組合物的酸性ph。因此，合乎期望的是，拋光組合物的ph低于7.0，例如，6.5+/-0.5、6.0+/-0.5、5.5+/-0.5、5.0+/-0.5、4.5+/-0.5、4.0+/-0.5、3.5+/-0.5、3.0+/-0.5、2.5+/-0.5或2.0+/-0.5。緩沖劑典型地具有至少一個(gè)在25℃下量測時(shí)具有約3至約7的pka值的可離子化的基團(tuán)。
拋光組合物不含或基本上不含氧化金屬的氧化劑。如本文所用的，短語“不含氧化劑”意味著拋光組合物包括不超過痕量污染物量的氧化材料，所述量不足以影響組合物在cmp期間可獲得的任何金屬移除速率。在具體的實(shí)施方式中，拋光組合物不含或基本上不含過氧化氫、硝酸鐵、碘酸鉀、過氧乙酸及高錳酸鉀。
化學(xué)機(jī)械拋光組合物任選地進(jìn)一步包含一種或多種添加劑。示例性的添加劑包括調(diào)理劑(conditioner)、絡(luò)合劑、螯合劑、殺生物劑、防垢劑、分散劑等。
殺生物劑當(dāng)存在時(shí)可為任何適宜的殺生物劑且可以任何適宜的量存在于拋光組合物中。適宜的殺生物劑為異噻唑啉酮?dú)⑸飫Ｔ搾伖饨M合物中所用的殺生物劑的量典型地為約1ppm至約50ppm，優(yōu)選約10ppm至約20ppm。
應(yīng)理解，拋光組合物的作為酸、堿、或鹽(例如陰離子型表面活性劑、緩沖劑等)的任意組分當(dāng)溶解于該拋光組合物的水中時(shí)，可作為陽離子及陰離子以解離的形式存在。本文所列舉的拋光組合物中所存在的這樣的化合物的量應(yīng)理解為是指在該拋光組合物的制備中所用的未解離的化合物的重量。
該拋光組合物可通過任何適宜的技術(shù)來生產(chǎn)，其中的許多是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。該拋光組合物可以分批或連續(xù)工藝制備。一般而言，拋光組合物通過將該拋光組合物的組分組合來制備。本文所用的術(shù)語“組分”包括單獨(dú)的成分(例如，經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒、陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑)以及成分(例如，經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒、陰離子型表面活性劑、緩沖劑等)的任意組合。
例如，拋光組合物可通過以下制備：(i)提供液體載劑的全部或部分，(ii)使用用于制備這樣的分散體的任何適宜的方式來分散經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒、陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑，(iii)在合適時(shí)調(diào)節(jié)分散體的ph值，以及(iv)任選地添加適宜量的任何其它任選的組分和/或添加劑至混合物中。
可選擇地，拋光組合物可通過以下制備：(i)在經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒的漿料中提供一種或多種組分(例如，液體載劑、陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑)，(ii)在添加劑溶液中提供一種或多種組分(例如，液體載劑、陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑)，(iii)將經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒的漿料及添加劑溶液組合以形成混合物，(iv)任選地添加適宜量的任何其它任選的添加劑至混合物中，及(v)在合適時(shí)調(diào)節(jié)混合物的ph值。
可以單包裝體系的形式供應(yīng)拋光組合物，其包含經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒、陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑及水?？蛇x擇地，以雙包裝體系的形式供應(yīng)本發(fā)明拋光組合物，其包含經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒的漿料及添加劑溶液，其中，經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒的漿料基本上由經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒及水組成、或者由經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒及水組成，且其中，添加劑溶液基本上由陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑組成，或者，由陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑組成。
可采用各種方法來利用這樣的雙包裝拋光體系。例如，該經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒的漿料及添加劑溶液可通過在供應(yīng)管道的出口處接合并連接的不同管道遞送至拋光臺。該經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒的漿料及添加劑溶液可在拋光之前不久或在即將拋光之前混合，或可同時(shí)供應(yīng)至該拋光臺上。此外，當(dāng)混合這兩個(gè)包裝時(shí)，可在需要時(shí)添加去離子水以調(diào)節(jié)該拋光組合物以及所得基板的拋光特性。
類似地，可與本發(fā)明結(jié)合使用三包裝體系、四包裝體系或更多包裝體系，其中多個(gè)容器各自含有本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物的不同組分、一種或多種任選的組分、和/或一種或多種呈不同濃度的相同組分。
為了在使用點(diǎn)處或其附近混合兩個(gè)或更多個(gè)儲存裝置中所含的組分以產(chǎn)生拋光組合物，所述儲存裝置典型地提供有一條或多條從各儲存裝置引導(dǎo)至拋光組合物的使用點(diǎn)(例如，平臺、拋光墊、或基板表面)的流動路線(flowline)。如本文中所使用的，術(shù)語“使用點(diǎn)”是指拋光組合物在其處被施加至基板表面(例如，拋光墊或基板表面本身)的點(diǎn)。術(shù)語“流動路線”意指從單獨(dú)的儲存容器到儲存于其中的組分的使用點(diǎn)的流動路徑。流動路線可各自直接通向使用點(diǎn)，或者，可將流動路線中的兩條或更多條在任何點(diǎn)處組合成通向使用點(diǎn)的單一流動路線。此外，任意流動路線(例如，單獨(dú)的流動路線或組合的流動路線)可首先通向一個(gè)或多個(gè)其它裝置(例如，泵送裝置、量測裝置、混合裝置等)，然后到達(dá)組分的使用點(diǎn)。
該拋光組合物的組分可獨(dú)立遞送至使用點(diǎn)(例如，將組分遞送至基板表面，所述組分在拋光過程期間在所述基板表面上混合)，或者，所述組分的一種或多種可在遞送至使用點(diǎn)之前(例如，在遞送至使用點(diǎn)之前不久或即將遞送至使用點(diǎn)之前)組合。若組分在以混合形式添加至該平臺之前約5分鐘或更短(例如，在以混合形式添加至該平臺之前約4分鐘或更短、約3分鐘或更短、約2分鐘或更短、約1分鐘或更短、約45秒或更短、約30秒或更短、約10秒或更短)或在使用點(diǎn)處遞送所述組分的同時(shí)進(jìn)行組合(例如，所述組分在分配器處組合)，則所述組分是“在即將遞送至使用點(diǎn)之前”組合。若組分在距使用點(diǎn)5米內(nèi)(例如，在距使用點(diǎn)1米內(nèi)、或甚至在距使用點(diǎn)10厘米內(nèi)(例如，在距使用點(diǎn)1厘米內(nèi)))組合，則所述組分也是“在即將遞送至使用點(diǎn)之前”組合。
當(dāng)該拋光組合物的組分中的兩種或更多種在到達(dá)使用點(diǎn)之前組合時(shí)，所述組分可在流動路線中組合并遞送至該使用點(diǎn)而無需使用混合裝置。替代地，一條或多條流動路線可通向混合裝置以促進(jìn)所述組分中的兩種或更多種的組合。可使用任何適宜的混合裝置。舉例而言，該混合裝置可為供所述組分中的兩種或更多種流動通過其的噴嘴或噴射器(例如，高壓噴嘴或噴射器)。替代地，該混合裝置可為容器型混合裝置，其包含：一個(gè)或多個(gè)入口，通過該一個(gè)或多個(gè)入口將該拋光漿料的兩種或更多種組分引入至該混合器；以及至少一個(gè)出口，使經(jīng)混合的組分通過該至少一個(gè)出口離開混合器以便直接或經(jīng)由設(shè)備的其它構(gòu)件(例如，經(jīng)由一條或多條流動路線)遞送至使用點(diǎn)。此外，該混合裝置可包含超過一個(gè)腔室，各腔室具有至少一個(gè)入口及至少一個(gè)出口，其中，兩種或更多種組分在各腔室中組合。若使用容器型混合裝置，則該混合裝置優(yōu)選包含混合機(jī)構(gòu)以進(jìn)一步促進(jìn)組分的組合?；旌蠙C(jī)構(gòu)是本領(lǐng)域中普遍知曉的且包括攪拌器、共混器、攪動器、葉片式折流板(paddledbaffle)、氣體分布器系統(tǒng)(gasspargersystem)、振動器等。
拋光組合物還可作為濃縮物提供，該濃縮物意欲在使用前用適當(dāng)量的水進(jìn)行稀釋。在這樣的實(shí)施方式中，該拋光組合物濃縮物包含一定量的拋光組合物組分，使得當(dāng)用適當(dāng)量的水稀釋該濃縮物時(shí)，該拋光組合物的各組分將以在上文針對各組分所列舉的適當(dāng)范圍內(nèi)的量存在于該拋光組合物中。例如，經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒、陰離子型表面活性劑、緩沖劑、和/或任何任選的添加劑可各自以上文針對各組分所列舉的濃度的約2倍(例如，約3倍、約4倍、或約5倍)的量存在于該濃縮物中，以便當(dāng)該濃縮物用等體積的水(例如，分別地，2等體積的水、3等體積的水、或4等體積的水)稀釋時(shí)，各組分將以在以上針對各組分所列舉的范圍內(nèi)的量存在于該拋光組合物中。此外，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，該濃縮物可含有適當(dāng)分?jǐn)?shù)的存在于最終拋光組合物中的水，以確保經(jīng)金屬離子表面改性的膠態(tài)硅石顆粒、陰離子型表面活性劑、緩沖劑和/或任何任選的添加劑至少部分或全部地溶于該濃縮物中。
本發(fā)明還提供化學(xué)機(jī)械拋光基板的方法，其包括：(i)使基板與拋光墊及本文所述的化學(xué)機(jī)械拋光組合物接觸，(ii)使該拋光墊相對于該基板移動，同時(shí)其間具有化學(xué)機(jī)械拋光組合物，及(iii)研磨該基板的至少一部分以拋光該基板。
該化學(xué)機(jī)械拋光組合物可用于拋光任何適宜的基板且尤其可用于拋光包含至少一個(gè)由硅氮化物構(gòu)成的層(典型地，表面層)的基板。適宜的基板包括半導(dǎo)體工業(yè)中所用的晶片。晶片典型地包含例如金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬復(fù)合物、金屬合金、低介電材料、或其組合，或者，由例如金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬復(fù)合物、金屬合金、低介電材料、或其組合組成。本發(fā)明的方法尤其可用于拋光包含硅氮化物、硅氧化物、和/或多晶硅(例如上述材料中的任意一種、兩種、或尤其是全部三種)的基板。
在一些實(shí)施方式中，基板包含多晶硅與硅氮化物和/或硅氧化物的組合。多晶硅可為任合適宜的多晶硅，其中的許多是本領(lǐng)域中已知的。多晶硅可具有任何適宜的相，且可為非晶的、結(jié)晶的、或其組合。硅氧化物類似地可為任何適宜的硅氧化物，其中的許多是本領(lǐng)域中已知的。硅氧化物的適宜類型包括但不限于硼磷硅玻璃(bpsg)、peteos、熱氧化物(thermaloxide)、未經(jīng)摻雜的硅酸鹽玻璃、以及hdp氧化物。其它適宜的金屬氧化物包括經(jīng)部分穩(wěn)定化的氧化鋯(鋯氧土，zirconia)(psz)。
本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光包含硅氮化物的基板時(shí)，合乎需要地展現(xiàn)高移除速率。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式拋光包含硅氮化物的硅晶片時(shí)，拋光組合物所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率合乎需要地為約
本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光包含硅氧化物的基板時(shí)，合乎需要地展現(xiàn)低移除速率。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式拋光包含硅氧化物的硅晶片時(shí)，拋光組合物所展現(xiàn)的硅氧化物移除速率合乎需要地為約
本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的方法拋光包含多晶硅的基板時(shí)，合乎需要地展現(xiàn)低移除速率。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式拋光包含多晶硅的硅晶片時(shí)，拋光組合物所展現(xiàn)的多晶硅移除速率合乎需要地為約
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光組合物可被調(diào)整以在對具體的薄層材料具有選擇的合乎需要的拋光范圍處提供有效的拋光，而同時(shí)使表面不平整性、缺陷、腐蝕、侵蝕和停止層的移除最小(少)化。在一定程度上，可通過改變拋光組合物的組分的相對濃度來控制選擇比。當(dāng)合乎需要時(shí)，可使用本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物以約5:1或更高(例如，約10:1或更高、約15:1或更高、約20:1或更高、或約25:1或甚至更高)的硅氮化物對硅氧化物的拋光選擇比來拋光基板。此外，可使用本發(fā)明化學(xué)機(jī)械拋光組合物以約2:1或更高(例如，約4:1或更高、約6:1或更高、或者約8:1或更高)的硅氮化物對多晶硅的拋光選擇比來拋光基板。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械拋光組合物和方法特別適合于與化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備結(jié)合使用。典型地，該設(shè)備包含：平臺，其在使用時(shí)處于運(yùn)動中并且具有由軌道、線性或圓周運(yùn)動產(chǎn)生的速度；拋光墊，其與該平臺接觸且在運(yùn)動時(shí)隨該平臺移動；以及載體，其固持待通過使該基板與該拋光墊的表面接觸并且使該基板相對于該拋光墊的表面移動而拋光的基板。該基板的拋光通過如下發(fā)生：將該基板放置成與該拋光墊和本發(fā)明的拋光組合物接觸，且隨后使該拋光墊相對于該基板移動，以便研磨該基板的至少一部分以拋光該基板。
可使用任何合適的拋光墊(例如，拋光表面)以所述化學(xué)機(jī)械拋光組合物對基板進(jìn)行拋光。合適的拋光墊包括，例如，編織及非編織的拋光墊。此外，合適的拋光墊可包含具有不同密度、硬度、厚度、可壓縮性、壓縮回彈能力和壓縮模量的任何合適的聚合物。合適的聚合物包括，例如，聚氯乙烯、聚氟乙烯、尼龍、碳氟化合物、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯酸酯、聚醚、聚乙烯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯、其共形成產(chǎn)物、及其混合物。軟質(zhì)聚氨酯拋光墊與本發(fā)明拋光方法結(jié)合是特別有用的。典型的墊包括(但不限于)surfintm000、surfintmssw1、spm3100(eminesstechnologies)、politextm(dowchemicalcompany)及polypastm27(fujibo)。尤其優(yōu)選的拋光墊為可購自cabotmicroelectronics的epictmd100墊。
合乎需要地，化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備進(jìn)一步包含原位拋光終點(diǎn)檢測系統(tǒng)，其中的許多是本領(lǐng)域中已知的。通過分析從正被拋光的基板表面反射的光或其它輻射來檢查和監(jiān)控拋光制程的技術(shù)是本領(lǐng)域中已知的。這樣的方法描述于例如美國專利5,196,353、美國專利5,433,651、美國專利5,609,511、美國專利5,643,046、美國專利5,658,183、美國專利5,730,642、美國專利5,838,447、美國專利5,872,633、美國專利5,893,796、美國專利5,949,927和美國專利5,964,643中。合乎需要地，對于正被拋光的基板的拋光制程的進(jìn)度的檢查或監(jiān)控使得能夠確定拋光終點(diǎn)，即，確定何時(shí)終止對于特定基板的拋光制程。
以下實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但當(dāng)然不應(yīng)解釋為以任何方式限制其范圍。
實(shí)施例1
該實(shí)施例說明用鋁對膠態(tài)硅石顆粒進(jìn)行表面改性對硅氮化物及硅氧化物移除速率的影響。
用三種不同拋光組合物(即拋光組合物1a-1c)拋光包含硅氮化物及硅氧化物的毯覆層的獨(dú)立基板。所有拋光組合物均包含1重量％具有約80nm的平均粒度的膠態(tài)硅石顆粒于水中，ph3.5。拋光組合物1a(對照)包含未經(jīng)處理的膠態(tài)硅石顆粒。拋光組合物1b及1c(本發(fā)明)包含具有約80nm的平均粒度的膠態(tài)硅石顆粒，其經(jīng)鋁濃度分別為400ppm及800ppm的硝酸鋁于水中的溶液進(jìn)行表面處理。拋光后，測定硅氮化物及硅氧化物的移除速率。結(jié)果及硅氮化物/硅氧化物選擇比闡明于表1中。
表1
如自表1中闡明的結(jié)果明晰的，含有經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物1b及1c所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率分別為對照拋光組合物所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率的約1.76及1.79倍。含有經(jīng)鋁離子處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物1b及1c所展現(xiàn)的硅氧化物移除速率分別為對照拋光組合物1a所展現(xiàn)的硅氧化物移除速率的約0.10及0.03倍。
實(shí)施例2
該實(shí)施例比較用包含經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物所觀測到的硅氮化物移除速率及硅氧化物移除速率與用包含鋁離子均勻分布于整個(gè)顆粒中的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物所觀測到的硅氮化物移除速率及硅氧化物移除速率。
用兩種不同拋光組合物(即拋光組合物2a及2b)拋光包含硅氮化物及硅氧化物的毯覆層的獨(dú)立基板。拋光組合物2a(對比)包含1重量％具有約45nm的平均粒度且鋁離子均勻分布于整個(gè)顆粒中的膠態(tài)硅石顆粒。拋光組合物2b(本發(fā)明)包含1重量％經(jīng)鋁離子表面處理且具有約50nm的平均粒度的膠態(tài)硅石顆粒。拋光后，測定硅氮化物及硅氧化物的移除速率。結(jié)果及硅氮化物/硅氧化物選擇比闡明于表2中。
表2
如自表2中闡明的結(jié)果明晰的，含有經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物2b所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率為拋光組合物2a所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率的約1.3倍，該拋光組合物2a含有鋁離子均勻分布于整個(gè)顆粒中的膠態(tài)硅石顆粒。此外，拋光組合物2b所展現(xiàn)的sin/sio選擇比為拋光組合物2a所展現(xiàn)的sin/sio選擇比的約1.22倍。
實(shí)施例3
該實(shí)施例說明用包含經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物所觀測到的，拋光在圖案化硅氧化物基板上包含硅氮化物層的圖案化基板時(shí)，對活性(active)氧化物損耗的影響。
用兩種不同拋光組合物(即拋光組合物3a及3b)拋光在圖案化硅氧化物基板上包含硅氮化物層的圖案化基板。拋光組合物3a(對比)包含1重量％具有約45nm的平均粒度且鋁離子均勻分布于整個(gè)顆粒中的膠態(tài)硅石顆粒。拋光組合物3b(本發(fā)明)包含1重量％經(jīng)鋁離子表面處理且具有約50nm的平均粒度的膠態(tài)硅石顆粒。基板包含以下圖案：(a)100μm特征寬度及50％圖案密度，(b)200μm特征寬度及50％圖案密度，(c)400μm特征寬度及50％圖案密度，(d)900μm特征寬度及50％圖案密度，(e)1800μm特征寬度及50％圖案密度，(f)2μm特征寬度及50％圖案密度，(g)20μm特征寬度及50％圖案密度，(h)50μm特征寬度及50％圖案密度，(i)50μm特征寬度及90％圖案密度，(j)50μm特征寬度及10％圖案密度，及(k)0.36μm特征寬度及38％圖案密度。將所有基板拋光至終點(diǎn)且隨后進(jìn)行10秒過度拋光。
拋光后，量測剩余活性(active)氧化物(溝槽外的氧化物)的厚度，且結(jié)果闡明于表3中。
表3
如自表3中闡明的結(jié)果明晰的，在剩余活性氧化物方面，拋光組合物3b展現(xiàn)出不大于約2.6％的減少。除了在2μm特征寬度及50％圖案密度下以及在0.36μm特征寬度及38％圖案密度下之外，拋光組合物3a展現(xiàn)出剩余活性氧化物的顯著較大的減少。
實(shí)施例4
該實(shí)施例說明用包含陰離子型表面活性劑及經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物所觀測到的對硅氮化物及硅氧化物移除速率的影響。
用28種不同拋光組合物(即拋光組合物4aa-4bb)拋光包含硅氮化物及硅氧化物的毯覆層的獨(dú)立基板。拋光組合物中的每一者含有膠態(tài)硅石顆粒，所述顆粒經(jīng)如表4中所列的量的鋁離子表面處理且具有如表4中所列的粒度。拋光組合物4ab-4ad、4af-4aj、4al-4ap、4aq-4av及4ax-4bb進(jìn)一步含有如表4中所列的量的聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物。拋光后，測定硅氮化物及硅氧化物的移除速率。結(jié)果及硅氮化物/硅氧化物選擇比闡明于表4中。
表4
如自表4中闡明的結(jié)果明晰的，在25nm及50nm粒度下及在經(jīng)表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的全部濃度下，硅氮化物移除速率隨聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物濃度升高而降低。硅氧化物移除速率并未特別地受到聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物濃度升高的影響。
實(shí)施例5
該實(shí)施例說明用包含陰離子型表面活性劑及經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物所觀測到的對硅氮化物及硅氧化物移除速率的影響。
用9種不同拋光組合物(即拋光組合物5a-5i)拋光包含硅氮化物及硅氧化物的毯覆層的獨(dú)立基板。拋光組合物中的每一者含有1重量％經(jīng)鋁離子表面處理的具有約25nm的平均粒度的膠態(tài)硅石顆粒。拋光組合物5a(對照)不含陰離子型表面活性劑。拋光組合物5b進(jìn)一步含有10ppm聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物。拋光組合物5c進(jìn)一步含有25ppmdowfaxtmc10l烷基二苯醚磺酸鹽表面活性劑。拋光組合物5d進(jìn)一步含有25ppmdowfaxtmc6l烷基二苯醚磺酸鹽表面活性劑。拋光組合物5e進(jìn)一步含有25ppm聚苯乙烯磺酸鹽表面活性劑。拋光組合物5f進(jìn)一步含有25ppm十二烷基苯磺酸鹽。拋光組合物5g-5i分別進(jìn)一步含有100ppm、150ppm及200ppmwe001，we001為含羧基及磺酸基這兩者的陰離子型表面活性劑。拋光后，測定硅氮化物及硅氧化物的移除速率。結(jié)果及硅氮化物/硅氧化物選擇比闡明于表5中。
表5
如自表5中闡明的結(jié)果明晰的，在本發(fā)明的拋光組合物中，陰離子型表面活性劑的存在提供可調(diào)的硅氮化物/硅氧化物選擇比及可調(diào)的硅氮化物移除速率。如與對照拋光組合物5a相比，含有聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)的拋光組合物5b展現(xiàn)出相同的sin/sio選擇比，但sin移除速率減少約14％。如與對照拋光組合物5a相比，含有dowfaxtmc6l烷基二苯醚磺酸鹽表面活性劑的拋光組合物5d展現(xiàn)出sin/sio選擇比略微增加，但sin移除速率減少約29％。如與對照拋光組合物5a相比，含有dowfaxtmc10l烷基二苯醚磺酸鹽表面活性劑的拋光組合物5c展現(xiàn)出較低的sin/sio選擇比且sin移除速率減少約40％。如與對照拋光組合物5a相比，分別含有十二烷基苯磺酸鹽、100ppmwe001及150ppmwe001的拋光組合物5f-5h展現(xiàn)出經(jīng)改善的sin/sio選擇比。如與對照拋光組合物5a相比，含有200ppmwe001的拋光組合物5i展現(xiàn)出sin/sio選擇比升高約38％但sin移除速率減少約19％。
實(shí)施例6
該實(shí)施例說明用包含陰離子型表面活性劑及經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒的拋光組合物所觀測到的對硅氮化物、硅氧化物及多晶硅移除速率的影響。
用4種不同拋光組合物(即拋光組合物6a-6d)拋光包含硅氮化物、硅氧化物及多晶硅的毯覆層的獨(dú)立基板。拋光組合物中的每一者含有1重量％經(jīng)鋁離子表面處理的具有約25nm的平均粒度的膠態(tài)硅石顆粒。拋光組合物5a(對照)不含陰離子型表面活性劑。拋光組合物5b(本發(fā)明)進(jìn)一步含有10ppm聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物。拋光組合物5c(對比)進(jìn)一步含有100ppm沒食子酸丙酯(propylgallate)。拋光組合物5d(本發(fā)明)進(jìn)一步含有100ppmwe001。拋光后，測定硅氮化物、硅氧化物及多晶硅的移除速率。結(jié)果及硅氮化物/多晶硅選擇比闡明于表6中。
表6
如自表6中闡明的結(jié)果明晰的，含有陰離子型表面活性劑的拋光組合物5b及5d所展現(xiàn)的硅氮化物對多晶硅的選擇比分別為3及8，而對照拋光組合物5a所展現(xiàn)的硅氮化物對多晶硅的選擇比為1。拋光組合物5b及5d所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率分別為對照拋光組合物所展現(xiàn)的硅氮化物移除速率的約86％及95％，且所展現(xiàn)的多晶硅移除速率分別為對照拋光組合物所展現(xiàn)的多晶硅移除速率的約31％及11％。
實(shí)施例7
該實(shí)施例顯示如與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)拋光組合物相比，當(dāng)用于拋光圖案化基板時(shí)，本發(fā)明拋光組合物可達(dá)成的硅氮化物厚度隨時(shí)間而減少。
用兩種不同拋光組合物(即拋光組合物7a及7b)拋光在圖案化硅氧化物基板上包含硅氮化物層的圖案化基板。拋光組合物7a(對比)包含約22重量％熱解硅石于水中，ph約10。拋光組合物7b(本發(fā)明)包含1重量％經(jīng)鋁離子表面處理的膠態(tài)硅石顆粒及50ppm聚(丙烯酸-共-順丁烯二酸)共聚物，ph3.5?；灏韵聢D案：(a)50％圖案密度及20μm特征寬度，(b)50％圖案密度及2μm特征寬度，(c)90％圖案密度及50μm特征寬度，及(d)10％圖案密度及50μm特征寬度。拋光30秒、60秒及90秒之后，量測硅氮化物厚度，且結(jié)果闡明于表7-10中。
表7.50％圖案密度及20μm特征寬度
表8.50％圖案密度及2μm特征寬度
表9.90％圖案密度及50μm特征寬度
表10.10％圖案密度及50μm特征寬度
如自表7-10中闡明的結(jié)果明晰的，由于硅氮化物層的移除速率，本發(fā)明拋光組合物7b展現(xiàn)出明顯快于對比拋光組合物7a的時(shí)間。
實(shí)施例8
該實(shí)施例提供一種用于測定膠態(tài)硅石顆粒的表面羥基(硅烷醇基)密度的方法。
[1]稱出15g硅石顆粒且將其置放于已量測質(zhì)量的容器(x[g])中，且隨后分散于適量(100ml或更少)的水中。在硅石顆粒呈硅石顆粒分散于諸如水的介質(zhì)中的分散液形式的情況下，對分散液進(jìn)行稱重且將其倒入容器中以使得硅石顆粒的量為15g。
[2]隨后，通過添加0.1mol/l鹽酸將ph調(diào)整至3.0至3.5，且在此階段量測質(zhì)量(y[g])以檢測液體的總質(zhì)量(y-x[g])。
[3]稱出[2]中所檢測的質(zhì)量的1/10的量((y-x)/10[g])的液體且將其倒入另一容器中。在此階段，液體中所含硅石顆粒的量(a[g])為1.5g。
[4]將30g氯化鈉添加至液體中，且添加超純水直至總量達(dá)至150g。添加0.1mol/l氫氧化鈉溶液以將ph調(diào)整至4.0，從而制備出滴定樣本。
[5]將0.1mol/l氫氧化鈉逐滴添加至滴定樣本中直至ph達(dá)至9.0，且檢測ph自4.0變?yōu)?.0所需的氫氧化鈉的量(b[mol])。
[6]通過以下表達(dá)式(1)計(jì)算硅石顆粒的硅烷醇基密度：
ρ＝b·na/a·sbet(1)
(在表達(dá)式(1)中，na[數(shù)目/摩爾]表示阿伏伽德羅數(shù)(avogadronumber)，且sbet[m2/g]表示硅石顆粒的bet比表面積)。
將本文中引用的所有參考文獻(xiàn)(包括出版物、專利申請和專利)特此通過參考引入，其參考程度如同每一篇參考文獻(xiàn)被單獨(dú)地和具體地說明以通過參考引入且在本文中被全部地闡述一樣。
在描述本發(fā)明的范圍中(尤其是在下列權(quán)利要求的范圍中)使用術(shù)語“一個(gè)(種)(a,an)”和“所述(該，the)”和“至少一個(gè)(種)”以及類似指示物將被解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，除非在本文中另外說明或與上下文明顯矛盾。術(shù)語“至少一個(gè)(種)”+一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目的列表(例如，“a和b中的至少一個(gè)(種)”)的使用應(yīng)解釋為意指選自所列示的項(xiàng)目的一個(gè)項(xiàng)目(a或b)或者所列示的項(xiàng)目中的兩個(gè)或更多個(gè)的任意組合(a和b)，除非在本文中另外說明或與上下文明顯矛盾。術(shù)語“包含”、“具有”、“包括”和“含有”將被解釋為開放式術(shù)語(即，意味著“包括，但不限于”)，除非另外說明。本文中數(shù)值范圍的列舉僅僅意圖用作單獨(dú)提及落在該范圍內(nèi)的每個(gè)獨(dú)立值的簡寫方法，除非在本文中另外說明，且在說明書中引入每個(gè)獨(dú)立的值，就如同其在本文中被單獨(dú)地列舉一樣。本文中描述的所有方法可以任何合適的順序進(jìn)行，除非在本文中另外說明或與上下文明顯矛盾。本文中提供的任何和所有實(shí)施方式、或示例性語言(如，“例如”)的使用僅用來更好地說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明的范圍加以限制，除非另外說明。本說明書中沒有語言應(yīng)被解釋為將任何非要求保護(hù)的要素指明為對于本發(fā)明的實(shí)踐所必需的。
本文中描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，包括本發(fā)明人已知的用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。在閱讀上述描述后，那些優(yōu)選實(shí)施方式的變型對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可變得明晰。本發(fā)明人希望熟練技術(shù)人員在適當(dāng)時(shí)采用這樣的變型，且本發(fā)明人意圖讓本發(fā)明用不同于本文中具體描述的方式進(jìn)行實(shí)踐。因此，本發(fā)明包括如由適用的法律所允許的附于此的權(quán)利要求書中所敘述的主題的所有變型和等同物。此外，上述要素的以其所有可能的變型的任何組合被本發(fā)明所涵蓋，除非在本文中另外說明或相反與上下文明顯矛盾。