Способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала si1-x gex в присутствии хмп (химико-механической полировальной) композиции, включающей специальное органическое соединение

Изобретение относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и к ее применению для полирования подложек для полупроводниковой промышленности. Способ изготовления полупроводниковых устройств включает химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, в присутствии композиции для химико-механического полирования (ХМП), включающей: (A) неорганические частицы, органические частицы или их смесь или их композит, (B) по меньшей мере один тип окислительного реагента, (C) по меньшей мере один тип органического соединения, выбранного из группы, состоящей из альфа-аминокислоты или ее соли, органического соединения, включающего от двух до пяти карбоксигрупп (-СООН), или его соли, моно-, ди-, триалканоламина или его соли, простого аминоэфира, включающего дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент, или его соли, органического соединения, включающего от двух до четырех гидроксигрупп (-ОН), или его соли, гетероциклического соединения, включающего 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, или его соли, N,N,N′,N′-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина, 4-(2-гидроксиэтил)морфолина, пентаметилдиэтилентриамина, соли или аддукта триэтаноламина (2,2′,2″-нитрилотрис(этанола)) и 4-[(2-этилгексил)амино]-4-оксоизокротоновой кислоты и 2,2′-диморфолинодиэтилового эфира, и (D) водную среду, в котором значение рН ХМП композиции находится в диапазоне от 2,5 до 5,5. Предложенная композиция для ХМП обеспечивает улучшенные характеристики полировки. 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 35 пр.

 

Изобретение в основном относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) к ее применению для полирования подложек для полупроводниковой промышленности. Способ, соответствующий настоящему изобретению, представляет собой химико-механическое полирование элементарного германия и/или Si1-xGex в присутствии специальной ХМП (химико-механической полировальной) композиции.

В полупроводниковой промышленности химико-механическое полирование (используется аббревиатура ХМП) является хорошо известной технологией, используемой для изготовления современных фотонных, микроэлектромеханических и микроэлектронных материалов и устройств, таких как полупроводниковые пластины.

При изготовлении материалов и устройств, применяющихся в полупроводниковой промышленности, ХМП используют для планаризации поверхностей металлов и/или оксидов. Для обеспечения плоскостности полируемых поверхностей в ХМП используется взаимодействие химического и механического воздействия. Химическое воздействие оказывает химическая композиции, также называющаяся ХМП композицией или ХМП дисперсией. Механическое воздействие обычно оказывает полировальная подушка, которую обычно прижимают к полируемой поверхности и монтируют на подвижной плите. Перемещение плиты обычно является линейным, вращательным или орбитальным.

На типичной стадии способа ХМП вращающийся держатель полупроводниковых пластин приводит полируемую пластину в соприкосновение с полировальной подушкой. ХМП композицию обычно наносят между полируемой пластиной и полировальной подушкой.

В данной области техники способы химико-механического полирования слоев, содержащих германий, известны и описаны, например, в следующей ссылке.

В US 2010/0130012 А1 раскрыт способ полирования полупроводниковой пластины со слоем Si1-xGex с релаксированным напряжением, включающий первую стадию механической обработки слоя Si1-xGex полупроводниковой пластины в полирующей машине с использованием полировальной подушки, содержащей прочно закрепленные абразивные материалы, обладающие частицами размером, равным 0,55 мкм или менее, и вторую стадию хемомеханической обработки ранее механически обработанного с помощью полировальной подушки слоя Si1-xGex полупроводниковой пластины и с подачей суспензии полирующего средства, содержащей абразивные материалы. Раствор полирующего средства может содержать такие соединения, как карбонат натрия (Na2CO3), карбонат калия (К2СО3), гидроксид натрия (NaOH), гидроксид калия (KOH), гидроксид аммония (NH4OH), гидроксид тетраметиламмония (ГТМА) или любые необходимые их смеси.

В US 2008/0265375 А1 раскрыт способ одностороннего полирования полупроводниковых пластин, которые содержат релаксированный слой Si1-xGex, включающий: полирование множества полупроводниковых пластин в множестве циклов полировки, цикл полировки включает по меньшей мере одну стадию полировки, и по меньшей мере одну из множества полупроводниковых пластин получают с отполированным слоем Si1-xGex в конце каждого цикла полировки; и перемещение этой по меньшей мере одной полупроводниковой пластины во время этой по меньшей мере одной стадии полировки над вращающейся полирующей плитой, на которой находится ткань для полировки, при воздействии полирующего давления, и подачу полирующего средства между тканью для полировки и этой по меньшей мере одной полупроводниковой пластиной, подается полирующее средство, которое содержит щелочной компонент и компонент, который растворяет германий. Компонент, который растворяет германий, может включать пероксид водорода, озон, гипохлорит натрия или их смесь. Щелочной компонент может включать карбонат калия (К2СО3), гидроксид калия (KOH), гидроксид натрия (NaOH), гидроксид аммония (NH4OH), гидроксид тетраметиламмония (N(СН3)4OH) или их смесь.

FR 2876610 А1 раскрыт способ полировки поверхности германия, включающий стадию полировки с помощью по меньшей мере одного полирующего средства и раствор для слабого травления германия. Раствор для травления может представлять собой раствор, выбранный из группы, включающей раствор пероксида водорода, воду, раствор H2SO4, раствор HCl, раствор HF, раствор NaOCl, раствор NaOH, раствор NH4OH, раствор KOH, раствор Са(ClO)2 или смесь двух или большего количества этих растворов.

В US 2006/0218867 А1 раскрыта композиция для полирования, предназначенная для применения для полирования германия или монокристалла кремния-германия, полирующая композиция включает гипохлорит натрия, коллоидный диоксид кремния и воду, где эффективная концентрация хлора в полирующей композиции равна от 0,5 до 2,5%, содержание коллоидного диоксида кремния в полирующей композиции равно от 1 до 13 мас.%.

В US 2011/0045654 А1 раскрыт способ полирования структуры (12), включающей по меньшей мере один поверхностный слой германия (121), характеризующийся тем, что он включает первую стадию химико-механического полирования поверхности (121а) слоя германия (121), проводимую с помощью первого полирующего раствора, обладающего кислой реакцией, и вторую стадию химико-механического полирования поверхности слоя германия (121), проводимую с помощью второго полирующего раствора, обладающего щелочной реакцией.

В современном уровне техники способы химико-механического полирования содержащих германий сплавов, таких как сплавы германий-сурьма-теллур (ГСТ), известны и описаны, например, в следующей ссылке.

В US 2009/0057834 А1 раскрыт способ химико-механической планаризации поверхности, на которой находится по меньшей мере один топологический элемент, включающей халькогенидный материал, указанный способ включает стадии: А) приведение подложки, обладающей поверхностью, на которой находится по меньшей мере один топологический элемент, включающей халькогенидный материал, в соприкосновение с полировальной подушкой; В) внесение полирующей композиции, содержащей: a) абразив и b) окислительный реагент; и С) полировка подложки полирующей композицией. Халькогенидный материал представляет собой, например, сплав германия, сурьмы и теллура.

В US 2009/0057661 А1 раскрыт способ химико-механической планаризации поверхности, на которой находится по меньшей мере один топологический элемент, включающей халькогенидный материал, указанный способ включает стадии: А) приведение подложки, обладающей поверхностью, на которой находится по меньшей мере один топологический элемент, включающей халькогенидный материал, в соприкосновение с полировальной подушкой; В) внесение полирующей композиции, включающей: а) абразив с модифицированной поверхностью, обладающей положительным дзета-потенциалом; и b) окислительный реагент; и С) полировка подложки полирующей композицией. Халькогенидный материал представляет собой, например, сплав германия, сурьмы и теллура.

В US 2009/0001339 А1 раскрыта суспензионная композиция для химико-механического полирования (ХМП) запоминающего устройства с изменением фазового состояния, включающая деионизированную воду и азотсодержащее соединение. Запоминающее устройство с изменением фазового состояния предпочтительно включает по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей InSe, Sb2Te3, GeTe, Ge2Sb2Te5, InSbTe, GaSeTe, SnSb2Te4, InSbGe, AglnSbTe, (GeSn)SbTe, GeSb(SeTe) или Te81Ge15Sb2S2. Азотсодержащим соединением может быть одно соединение, выбранное из группы, включающей алифатические амины, ароматические амины, соли аммония, аммониевые основания, или их комбинация.

В US 2007/0178700 А1 раскрыта композиция для химико-механического полирования (ХМП) подложки, содержащей сплав с изменяющимся фазовым состоянием, композиция включает: (а) измельченный абразивный материал в количестве, не превышающем примерно 3 мас.%; (b) по меньшей мере один хелатный агент, способный образовывать хелат со сплавом с изменяющимся фазовым состоянием, его компонентом или веществом, образовавшимся из сплава с изменяющимся фазовым состоянием во время химико-механического полирования; и (с) его водный носитель. Сплавом с изменяющимся фазовым состоянием является, например, сплав германий-сурьма-теллур (ГСТ). Хелатный агент может включать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, включающей дикарбоновую кислоту, многоосновную карбоновую кислоту, аминокарбоновую кислоту, фосфат, полифосфат, аминофосфонат и фосфонокарбоновую кислоту, полимерный хелатный агент и его соль.

Одним из объектов настоящего изобретения является ХМП композиция и ХМП способ, подходящий для химико-механического полирования элементарного германия и обеспечивающий улучшенные характеристики полировки, в особенности высокую скорость удаления материала (MRR) германия и/или материала Si1-xGex (в котором 0,1≤x<1), или высокую селективность по отношению к германию по сравнению с селективностью по отношению к диоксиду кремния (селективность Ge:SiO2), или низкую статическую скорость травления (SER) германия, или комбинацию высокой MRR для германия и высокой селективности Ge:SiO2, и/или низкую SER для германия. Кроме того, одним из объектов настоящего изобретения является ХМП композиция и ХМП способ, подходящий для химико-механического полирования элементарного германия, который был внесен в канавки или выращен в канавках между STI (изолирующим с помощью мелких канавок) диоксидом кремния. Другим объектом настоящего изобретения является ХМП композиция и ХМП способ, подходящий для химико-механического полирования элементарного германия, который обладает формой слоя и/или нароста и обладает содержанием германия, составляющим более 98 мас.% в пересчете на соответствующий слой и/или нарост. Кроме того, необходим ХМП способ, который легок в применении, требует как можно меньше стадий.

В соответствии с этим, разработан способ изготовления полупроводниковых устройств, который включает химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, в присутствии композиции для химико-механического полирования (ХМП) (ниже обозначаемой, как (Q) или ХМП композиция (Q)), включающей

(A) неорганические частицы, органические частицы или их смесь или композит,

(B) по меньшей мере один тип окислительного реагента,

(C) по меньшей мере один тип органического соединения, которое включает по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где

{k} равно 1, 2 или 3,

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (-OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбокси группу (-СООН), карбоксилатную группу (-COOR2), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры), фосфонатную группу (P(=O(OR7)(OR8)), фосфатную группу (-О-P(=O)(OR9)(OR10)), остаток фосфоновой кислоты (-Р(=O)(ОН)2), остаток фосфорной кислоты (-O-Р(=O)(ОН)2) или их протонированные или депротонированные формы,

R1, R2, R7, R9 независимо друг от друга означают алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R3, R4, R5, R8, R10 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R6 означает алкилен или арилалкилен,

R11, R12, R13 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил и R11, R12, R13 не содержат какой-либо фрагмент (Z),

R14 означает алкил, арил, алкиларил или арилалкил и R14 не содержит какой-либо фрагмент (Z),

и

(D) водную среду.

Кроме того, обнаружено применение ХМП композиции (Q) для химико-механического полирования подложки, включающей слой элементарного германия и/или Si1-xGex и/или нарост.

Предпочтительные варианты осуществления разъяснены в формуле изобретения и в описании. Следует понимать, что комбинации предпочтительных вариантов осуществления входят в объем настоящего изобретения.

Полупроводниковое устройство можно изготовить способом, соответствующим настоящему изобретению, указанный способ включает химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex (в котором 0,1≤x<1) в присутствии ХМП композиции (Q), предпочтительно, указанный способ включает химико-механическое полирование элементарного германия и/или Si1-xGex в присутствии ХМП композиции (Q). Обычно этот элементарный германий и/или Si1-xGex может представлять собой элементарный германий и/или Si1-xGex любого типа, формы или вида. Этот элементарный германий и/или Si1-xGex предпочтительно обладает формой слоя и/или нароста. Если этот элементарный германий и/или Si1-xGex обладает формой слоя и/или нароста, то содержание германия и/или Si1-xGex предпочтительно составляет более 90%, более предпочтительно более 95%, наиболее предпочтительно более 98%, еще более предпочтительно более 99%, например более 99,9 мас.% от соответствующего слоя и/или нароста. Обычно этот элементарный германий и/или Si1-xGex можно изготовить или получить разными путями. Этот элементарный германий и/или Si1-xGex предпочтительно был внесен в канавки или выращен в канавках между другими подложками, более предпочтительно был внесен в канавки или выращен в канавках между диоксидом кремния, кремнием или другим изолирующим и полупроводниковым материалом, использующимся в полупроводниковой промышленности, наиболее предпочтительно был внесен в канавки или выращен в канавках между STI (изолирующим с помощью мелких канавок) диоксидом кремния, еще более предпочтительно выращен в канавках между STI диоксидом кремния в методике селективного эпитаксиального выращивания. Если этот элементарный германий и/или Si1-xGex был внесен в канавки или выращен в канавках между STI диоксидом кремния, то глубина указанных канавок предпочтительно равна от 20 до 500 нм, более предпочтительно от 150 до 400 нм и наиболее предпочтительно от 250 до 350 нм, еще более предпочтительно от 280 до 320 нм. В другом варианте осуществления, если этот элементарный германий и/или Si1-xGex был внесен в канавки или выращен в канавках между STI диоксидом кремния, кремнием или другим изолирующим и полупроводниковым материалом, использующимся в полупроводниковой промышленности, то глубина указанных канавок предпочтительно равна от 5 до 100 нм, более предпочтительно от 8 до 50 нм и наиболее предпочтительно от 10 до 35 нм, еще более предпочтительно от 15 до 25 нм.

Элементарный германий представляет собой германий в форме химического элемента и не включает соли германия или сплавы германия с содержанием германия, равным менее 90% в пересчете на массу соответствующего сплава.

Указанный материал Si1-xGex (в котором 0,1≤x<1) может представлять собой материал Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, любого типа, формы или размера. Обычно х может обладать любым значением в диапазоне от 0,1≤х<1. Предпочтительно, если х находится в диапазоне 0,1≤x<0,8, более предпочтительно, если х находится в диапазоне 0,1≤x<0,5, наиболее предпочтительно, если х находится в диапазоне 0,1≤x<0,3, например х равно 0,2. Указанный материал Si1-xGex предпочтительно представляет собой слой Si1-xGex, более предпочтительно слой Si1-xGex с релаксированной деформацией. Этот слой Si1-xGex с релаксированной деформацией может быть таким, как описано в параграфе [0006] в US 2008/0265375 А1.

Если способ, соответствующий настоящему изобретению, включает химико-механическое полирование подложки, включающей элементарный германий и/или Si1-xGex и диоксид кремния, то селективность скорости удаления материала по отношению к германию и/или Si1-xGex по сравнению с селективностью по отношению к диоксиду кремния предпочтительно превышает 10:1, более предпочтительно превышает 20:1, наиболее предпочтительно превышает 30:1, еще более предпочтительно превышает 50:1, еще более предпочтительно превышает 75:1, например превышает 100:1. Эту селективность можно отрегулировать, например, с помощью типа и концентрации органического соединения (С) в ХМП композиции (Q) и путем установления других параметров, таких как значение рН.

ХМП композицию (Q) используют для химико-механического полирования подложки, включающей элементарный германий и/или материал Si1-xGex (в котором 0,1≤x<1), предпочтительно для химико-механического полирования подложки, включающей слой элементарного германия и/или Si1-xGex и/или нарост. Содержание германия и/или Si1-xGex в указанном слое элементарного германия и/или Si1-xGex и/или нароста предпочтительно составляет более 90%, более предпочтительно более 95%, наиболее предпочтительно более 98%, еще более предпочтительно более 99%, например более 99,9 мас.% от соответствующего слоя и/или нароста. Слой элементарного германия и/или Si1-xGex и/или нароста можно получить разными путями, предпочтительно путем внесения в канавки или выращивания в канавках между другими подложками, более предпочтительно путем внесения в канавки или выращивания в канавках между диоксидом кремния, кремнием или другим изолирующим и полупроводниковым материалом, использующимся в полупроводниковой промышленности, наиболее предпочтительно путем внесения в канавки или выращивания в канавках между STI (изолирующим с помощью мелких канавок) диоксидом кремния, еще более предпочтительно путем выращивания в канавках между STI диоксидом кремния в методике селективного эпитаксиального выращивания.

Если ХМП композицию (Q) используют для полировки подложки, содержащей элементарный германий и диоксид кремния, то селективность скорости удаления материала по отношению к германию и/или Si1-xGex по сравнению с селективностью по отношению диоксиду кремния предпочтительно превышает 10:1, более предпочтительно превышает 20:1, наиболее предпочтительно превышает 30:1, еще более предпочтительно превышает 50:1, еще более предпочтительно превышает 75:1, например превышает 100:1.

ХМП композиция (Q) включает компоненты (А), (В), (С) и (D), описанные ниже.

ХМП композиция (Q) включает неорганические частицы, органические частицы или их смесь или композит (А). (А) может представлять собой

- один тип неорганических частиц,

- смесь или композит различных типов неорганических частиц,

- один тип органических частиц,

- смесь или композит различных типов органических частиц или

- смесь или композит одного или большего количества типов неорганических частиц и одного или большего количества типов органических частиц.

Композит является объединенной частицей, включающей два или большее количество типов частиц таким образом, что они механически, химически или другим образом связаны друг с другом. Примером композита является частица типа ядро-оболочка, содержащая частицу одного типа в наружной сфере (оболочке) и частицу другого типа во внутренней сфере (ядре).

Обычно частицы (А) могут содержаться в ХМП композиции (Q) в разных количествах. Предпочтительно, если содержание (А) равно не более 10 масс.% (масс.% означает "массовое содержание в процентах"), более предпочтительно не более 5 масс.%, наиболее предпочтительно не более 2,5 масс.%, например не более 1,8 масс.% в пересчете на полную массу композиции (Q). Предпочтительно, если содержание (А) равно не менее 0,002 масс.%, более предпочтительно не менее 0,01 масс.%, наиболее предпочтительно не менее 0,08 масс.%, например не менее 0,4 масс.% в пересчете на полную массу композиции (Q).

Обычно частицы (А) могут обладать разными распределениями по размерам. Распределение по размерам частиц (А) может быть мономодальным или мультимодальным. В случае мультимодальных распределений частиц по размерам бимодальное часто является предпочтительным. Для обеспечения легко воспроизводимого профиля характеристики и легко воспроизводимых условий проведения ХМП в способе, соответствующем настоящему изобретению, для (А) предпочтительно мономодальное распределение частиц по размерам. Наиболее предпочтительно, если (А) обладает мономодальным распределением частиц по размерам.

Средний размер частиц (А) может меняться в широком диапазоне. Средний размер частиц представляет собой значение d50 распределения по размерам частиц (А) в водной среде (D), и его можно определить по методикам динамического светорассеяния, таким образом, значения d50 рассчитывают при допущении о том, что частицы являются в основном сферическими. Ширина среднего распределения частиц по размерам является расстоянием (выраженным в единицах, использующихся для оси x) между двумя точками пересечения, в которых кривая распределения частиц по размерам пересекает 50% высоты относительного количества частиц, а высота максимального количества частиц принята за 100%.

Предпочтительно, если по данным измерения по методикам динамического светорассеяния с использованием таких приборов, как High Performance Particle Sizer (HPPS), выпускающийся фирмой Malvern Instruments, Ltd., или Horiba LB550, средний размер частиц (А) находится в диапазоне от 5 до 500 нм, более предпочтительно в диапазоне от 5 до 250 нм, наиболее предпочтительно в диапазоне от 20 до 150 нм и еще более предпочтительно в диапазоне от 35 до 130 нм.

Частицы (А) могут обладать разной формой. При этом частицы (А) могут обладать формой одного или в основном одного типа. Однако частицы (А) могут обладать разными формами. Например, могут содержаться частицы (А) двух форм разного типа. Например, (А) могут обладать формой кубов, кубов со скошенной кромкой, октаэдров, икосаэдров, шаровидной или сферической с выступами или углублениями или без них. Предпочтительно, если они являются сферическими без выступов или углублений или с небольшим количеством их.

На химическую природу частиц (А) не налагают особых ограничений. (А) могут обладать одинаковой химической природой или представлять собой смесь или композит частиц разной химической природы. Как правило, предпочтительны частицы (А) одинаковой химической природы. Обычно (А) может представлять собой

- неорганические частицы, такие как металл, оксид или карбид металла, включая металлоид, оксид или карбид металлоида, или

- органические частицы, такие как полимерные частицы,

- смесь или композит неорганических и органических частиц.

Частицами (А) предпочтительно являются неорганические частицы. Из них предпочтительными являются оксиды и карбиды металлов или металлоидов. Более предпочтительно, если частицы (А) представляют собой оксид алюминия, оксид церия, оксид меди, оксид железа, оксид никеля, оксид марганца, диоксид кремния, нитрид кремния, карбид кремния, оксид олова, оксид титана, карбид титана, оксид вольфрама, оксид иттрия, оксид циркония или их смеси или композиты. Наиболее предпочтительно, если частицы (А) представляют собой оксид алюминия, оксид церия, диоксид кремния, оксид титана, оксид циркония или их смеси или композиты. В частности, (А) являются частицами диоксида кремния. Например, (А) являются частицами коллоидного диоксида кремния. Обычно частицы коллоидного диоксида кремния получают по методике мокрого осаждения.

В другом варианте осуществления, в котором (А) являются органических частицами или смесью или композитом неорганических и органических частиц, в качестве органических частиц предпочтительны полимерные частицы. Полимерные частицы могут состоять из гомо- или сополимеров. Последние могут быть, например, блок-сополимерами или статистическими сополимерами. Гомо- или сополимеры могут обладать различными структурами, например линейной, разветвленной, гребнеобразной, дендримерной, перепутанной или сшитой. Полимерные частицы можно получить по анионному, катионному, регулируемому радикальному, свободнорадикальному механизму и по методике суспензионной или эмульсионной полимеризации. Предпочтительно, если полимерными частицами являются по меньшей мере одна из следующих: полистиролы, сложные полиэфиры, алкидные смолы, полиуретаны, полилактоны, поликарбонаты, полиакрилаты, полиметакрилаты, простые полиэфиры, поли(N-алкилакриламиды), поли(метилвиниловые эфиры) или сополимеры, включающие по меньшей мере одно из следующих мономерных звеньев: винилароматические соединения, акрилаты, метакрилаты, малеиновый ангидрид, акриламиды, метакриламиды, акриловую кислоту, метакриловую кислоту или их смеси или композиты. Из них предпочтительными являются полимерные частицы со сшитой структурой.

ХМП композиция (Q) содержит по меньшей мере один тип окислительного агента (В), предпочтительно от одного до двух типов окислительного реагента (В), более предпочтительно один тип окислительного реагента (В). Обычно окислительным агентом является соединение, которое может окислить полируемую подложку или один из ее слоев. Предпочтительно, если (В) является окислителем пероксидного типа. Более предпочтительно, если (В) представляет собой пероксид, персульфат, перхлорат, пербромат, перйодат, перманганат или его производное. Наиболее предпочтительно, если (В) представляет собой пероксид или персульфат. Особенно предпочтительно, если (В) представляет собой пероксид. Например, (В) представляет собой пероксид водорода.

Окислительный агент (В) может содержаться в ХМП композиции (Q) в переменных количествах. Предпочтительно, если содержание (В) равно не более 20 мас.%, более предпочтительно не более 10 мас.%, наиболее предпочтительно не более 5 мас.%, особенно предпочтительно не более 3,5 мас.%, например не более 2,7 мас.% в пересчете на полную массу композиции (Q). Предпочтительно, если содержание (В) равно не менее 0,01 мас.%, более предпочтительно не менее 0,08 мас.%, наиболее предпочтительно не менее 0,4 мас.%, особенно предпочтительно не менее 0,75 мас.%, например не менее 1 мас.% в пересчете на полную массу композиции (Q). Если пероксид водорода используют в качестве окислительного реагента (В), то содержание (В) равно, например, 2,5 мас.% в пересчете на полную массу композиции (Q).

ХМП композиция (Q) содержит по меньшей мере один тип органического соединения (С), которое включает по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+. Предпочтительно, если ХМП композиция (Q) содержит от одного до двух типов такого органического соединения (С), более предпочтительно один тип такого органического соединения (С).

Исключенные соли (S) являются солями, анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где

R11, R12, R13 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил и R11, R12, R13 не содержат какой-либо фрагмент (Z),

R14 означает алкил, арил, алкиларил или арилалкил и R14 не содержит какой-либо фрагмент (Z).

Примерами исключенных солей (S) являются гидроксид тетраметиламмония и карбонат тетраметиламмония.

Термин "органический" в "органическом соединении" и "органическом катионе" означает соединение, молекулы которого содержат по меньшей мере один атом углерода, за исключением неорганических углеродсодержащих соединений, которыми являются:

- аллотропные формы углерода, такие как алмаз, графит и фуллерен,

- углеродсодержащие сплавы или карбиды,

- соединения, атом или атомы углерода которого все включены в нейтральные молекулы, лиганды или анионы, содержащие только

(i1) по меньшей мере один атом углерода и по меньшей мере один атом по меньшей мере одного элемента группы 15, 16 и/или 17,

(i2) гидрокарбонат, угольную кислоту, гидротиокарбонат или тиоугольную кислоту, или

(i3) HCN, H2NCN, HOCN, HSCN или их изомеры.

Примерами неорганических углеродсодержащих соединений (i1) являются СО, Ni(CO)4, CO2, Na2CO3, К2СО3, (NH4)2СО3, COS, CS2, (CN)2, BrCN, NaCN, KCN, Na(OCN), K(SCN), CCl4, COF2 и т.п. Примерами неорганических углеродсодержащих соединений (i2) являются NaHCO3, КНСО3, (NH4)НСО3 и т.п.

Любое соединение, включая любой катион или анион, который в соответствии с приведенным выше определением не является "органическим", является "неорганическим".

{k}, минимальное количество фрагментов (Z), содержащихся в соединении (С), равно 1, предпочтительно 2, более предпочтительно 3.

Фрагмент (Z), содержащийся в органическом соединении (С), означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (-OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), карбоксилатную группу (-COOR2), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры), фосфонатную группу (-P(=O)(OR7)(OR8)), фосфатную группу (-O-P(=O)(OR9)(OR10)), остаток фосфоновой кислоты (-Р(=O)(ОН)2), остаток фосфорной кислоты (-O-Р(=O)(ОН)2) или их протонированные или депротонированные формы, где

R1, R2, R7, R9 независимо друг от друга означают алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R3, R4, R5, R8, R10 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R6 означает алкилен или арилалкилен.

Предпочтительно, если фрагмент (Z), содержащийся в органическом соединении (С), означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы, где

R1, R2, R7, R9 независимо друг от друга означают алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R3, R4, R5, R8, R10 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R6 означает алкилен или арилалкилен.

Если фрагмент (Z) представляет собой гетероциклическую алкоксигруппу или гетероциклическую иминогруппу, то выражение "в качестве части гетероциклической структуры" означает, что соответствующий фрагмент (Z) расположен в гетероциклической структуре соединения (С) таким образом, что соответствующий заместитель R1, R5, R6 связан, прямо или косвенно через другие фрагменты, опять с тем же фрагментом (Z). Если фрагмент (Z) представляет собой гетероциклическую иминогруппу и если гетероциклическая структура обладает ароматическим характером, то может оказаться невозможным различить =N-R5 и -N=R6 вследствие ароматического характера. Если фрагмент (Z) представляет собой гетероциклическую аминогруппу, то выражение "в качестве части гетероциклической структуры" означает, что соответствующий фрагмент (Z) расположен в гетероциклической структуре соединения (С) таким образом, что по меньшей мере один из соответствующих заместителей R3 или R4 связан, прямо или косвенно через другие фрагменты, опять с тем же фрагментом (Z).

Гетероциклическое соединение или структура означает соединение или структуру, которая в качестве атомов - элементов кольца содержит атомы по меньшей мере двух разных элементов.

Если заместители R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 или R10 содержат в себе один или большее количество фрагментов (Z), которые в этом случае обозначаются как (Z′), то лишь часть соответствующего заместителя, исключая (Z′), рассматривается как R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 или R10.

R1 обычно может означать любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R1 предпочтительно означает замещенную или незамещенную алкильную, более предпочтительно незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R1 означает C1-C12-алкильную, предпочтительно C1-C6-алкильную группу.

R2 обычно может означать любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R2 предпочтительно означает замещенную или незамещенную алкильную, более предпочтительно незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R2 означает С112-алкильную, предпочтительно C1-C6-алкильную группу.

R3 обычно может означать Н или любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R3 предпочтительно означает Н или замещенную или незамещенную алкильную группу, более предпочтительно Н или незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R3 означает Н или С112-алкильную группу, предпочтительно Н или C1-C6-алкильную группу, например Н.

R4 обычно может означать Н или любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R4 предпочтительно означает Н или замещенную или незамещенную алкильную группу, более предпочтительно Н или незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R4 означает Н или С112-алкильную группу, предпочтительно Н или C1-C6-алкильную группу, например Н.

R5 обычно может означать Н или любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R5 предпочтительно означает Н или замещенную или незамещенную алкильную группу, более предпочтительно Н или незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R5 означает Н или С112-алкильную группу, предпочтительно Н или C1-C6-алкильную группу, например Н.

R6 обычно может означать любую замещенную или незамещенную алкиленовую или арилалкиленовую группу. R6 предпочтительно означает замещенную или незамещенную алкиленовую, более предпочтительно незамещенную алкиленовую группу. Наиболее предпочтительно, если R6 означает С112-алкиленовую, предпочтительно С16-алкиленовую группу.

R7 обычно может означать любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R7 предпочтительно означает замещенную или незамещенную алкильную, более предпочтительно незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R7 означает С112-алкильную, предпочтительно C1-C6-алкильную группу.

R8 обычно может означать Н или любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R8 предпочтительно означает Н или замещенную или незамещенную алкильную группу, более предпочтительно Н или незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R8 означает Н или С112-алкильную группу, предпочтительно Н или C1-C6-алкильную группу, например Н.

R9 обычно может означать любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R9 предпочтительно означает замещенную или незамещенную алкильную, более предпочтительно незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R9 означает С112-алкильную, предпочтительно C1-C6-алкильную группу.

R10 обычно может означать Н или любую замещенную или незамещенную алкильную, арильную, алкиларильную или арилалкильную группу. R10 предпочтительно означает Н или замещенную или незамещенную алкильную группу, более предпочтительно Н или незамещенную алкильную группу. Наиболее предпочтительно, если R10 означает Н или С112-алкильную группу, предпочтительно Н или С16-алкильную группу, например Н.

Обычно органическое соединение (С) может содержаться в переменных количествах. Предпочтительно, если содержание (С) равно не более 5 масс.%, более предпочтительно не более 2 масс.%, наиболее предпочтительно не более 0,5 масс.%, еще более предпочтительно не более 0,25 масс.%, например не более 1 мас.% в пересчете на полную массу композиции (Q). Предпочтительно, если содержание (С) равно не менее 0,0001 масс.%, более предпочтительно не менее 0,001 масс.%, наиболее предпочтительно не менее 0,005 масс.%, еще более предпочтительно не менее 0,01 масс.%, например не менее 0,05 масс.% в пересчете на полную массу композиции (Q).

Обычно органическое соединение (С) может обладать разными среднемассовыми молекулярными массами. Среднемассовая молекулярная масса (С) предпочтительно равна не менее 50, более предпочтительно не менее 100, наиболее предпочтительно не менее 150, еще более предпочтительно не менее 200, например не менее 250. Среднемассовая молекулярная масса (В) предпочтительно равна не более 25000, более предпочтительно не более 5000, наиболее предпочтительно не более 1000, еще более предпочтительно не более 700, например не более 400. В случае соединений, обладающих высокой среднемассовой молекулярной массой, среднемассовую молекулярную массу можно определить по стандартным методикам гельпроникающей хроматографии (ГПХ), известным специалисту в данной области техники. В случае соединений, обладающих низкой среднемассовой молекулярной массой, среднемассовую молекулярную массу можно определить по методикам масс-спектрометрии (МС), известным специалисту в данной области техники.

Обычно растворимость органического соединения (С) в водной среде может меняться в широких пределах. Растворимость (С) в воде при рН 7 и при 25°С при атмосферном давлении предпочтительно равна не менее 1 г/л, более предпочтительно не менее 5 г/л, наиболее предпочтительно не менее 20 г/л, еще более предпочтительно не менее 50 г/л, например не менее 150 г/л. Указанную растворимость можно определить путем выпаривания растворителя и определения массы, оставшейся в насыщенном растворе.

В одном варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где {k} равно 2 и где

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где {k} равно 3 и где

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где {k} равно 3 и где

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы, и

где по меньшей мере один фрагмент (Z) означает аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы, и

где по меньшей мере один фрагмент (Z) означает гидрокси группу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где {k} равно 3 и где

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы,

и

где по меньшей мере два фрагмента (Z) выбраны из группы, включающей аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы,

и

где по меньшей мере один фрагмент (Z) означает гидрокси группу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее по меньшей мере {k} фрагментов (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, где {k} равно 3 и где

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы,

и

где по меньшей мере один фрагмент (Z) означает аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы,

и

где по меньшей мере два фрагмента (Z) выбраны из группы, включающей гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой аминокарбоновую кислоту или ее соль, более предпочтительно альфа-аминокислоту или ее соль, наиболее предпочтительно протеиногенную альфа-аминокислоту или ее соль, более предпочтительно серин, аргинин, лизин, гистидин или его соль, например гистидин или его соль.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее не менее двух карбоксигрупп (-СООН), или его соль, более предпочтительно органическое соединение, включающее от двух до пяти карбоксигрупп (-СООН), или его соль, наиболее предпочтительно органическое соединение, включающее от двух до трех карбоксигрупп (-СООН), или его соль, более предпочтительно малоновую кислоту, лимонную кислоту, винную кислоту или ее соль, например винную кислоту или ее соль.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой аминоспирт, простой аминоэфир или его соль. В этом случае простой аминоэфир, включающий по меньшей мере один гидроксильный фрагмент, рассматривается как тип простого аминоэфира. Если (С) представляет собой аминоспирт или его соль, то более предпочтительно, если (С) представляет собой моно-, ди-, триалканоламин или его соль, наиболее предпочтительно моноалканоламин или его соль, еще более предпочтительно С28-моноалканоламин или его соль, например моноэтаноламин или его соль. Если (С) представляет простой аминоэфир или его соль, то более предпочтительно, если (С) представляет собой простой аминоэфир, включающий дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент или его соль, наиболее предпочтительно бис(аминоалкиловый) эфир, аминоалкилгидроксиалкиловый эфир, аминоалкилалкоксиалкиловый эфир или его соль, еще более предпочтительно бис(аминоалкиловый) эфир, например бис(N,N-диметиламиноэтиловый) эфир.

Если органическое соединение (С) представляет собой аминоспирт, простой аминоэфир или его соль, органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой:

- диметиламиноэтоксиэтанол,

- бис(N,N-диметиламиноэтиловый) эфир,

- 2-метоксиэтиламин,

- 2-диметиламино-2-метил-1-пропанол,

- 3-амино-1-пропанол,

- N,N-ди(2-гидроксиэтил)анилин,

- 1-(2-гидроксиэтил)пиперазин,

- моноэтаноламин,

- диэтаноламин,

- триэтаноламин,

или его соль или соль или аддукт триэтаноламина (=2,2′,2′′-нитрилотрис(этанол)) и 4-[(2-этилгексил)амино]-4-оксоизокротоновой кислоты.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой органическое соединение, включающее не менее двух гидроксигрупп (-ОН), или его соль, более предпочтительно органическое соединение, включающее от двух до четырех гидроксигрупп (-ОН), или его соль, наиболее предпочтительно диол или его соль, еще более предпочтительно этиленгликоль, 2-бутин-1,4-диол или его соль, например 2-бутин-1,4-диол.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой азотсодержащее гетероциклическое соединение или его соль, более предпочтительно гетероциклическое соединение, включающее 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, или его соль, наиболее предпочтительно имидазол, бензимидазол, винилимидазол, пиридин, 1,2,4-триазол, бензотриазол, пиперазин, или его производное, или его соль, еще более предпочтительно имидазол, винилимидазол, пиридин, пиперазин, или его производное, или его соль, например имидазол, или его производное, или его соль.

В другом варианте осуществления органическое соединение (С) предпочтительно представляет собой

где n равно нулю (0), если Х означает кислород, и единице (1), если Х означает азот, и

Z1, Z2 и Z3 независимо друг от друга означают водород, C1-C8-алкил, первичный, вторичный или третичный С28-гидроксиалкил, вторичный или третичный С38-аминоалкил, где атом азота аминогруппы может образовать карбоциклическое или гетерокарбоциклическое ненасыщенное или насыщенное 5- или 6-членное кольцо, где гетероатомом является кислород или азот и гетероатомы не являются соседними, необязательно замещенное по одному или большему количеству атомов углерода С28-гидроксиалкилом, С38-алкоксиалкил, С38-карбоксиалкил, С28-аминогруппу, необязательно замещенную первичным, вторичным или третичным С24-гидроксиалкилом, необязательно замещенным одной или большим количеством аминогрупп, С38-карбоксиалкил, водород, первичный, вторичный или третичный С28-гидроксиалкил, С28-аминогруппу, необязательно замещенную первичным, вторичным или третичным С24-гидроксиалкилом,

Z1 и Z2 образуют карбоциклическое или гетерокарбоциклическое ненасыщенное или насыщенное 5- или 6-членное кольцо, где гетероатомом является кислород или азот, их количество равно 1 или 2 и гетероатомы не являются соседними, необязательно замещенное по одному или большему количеству атомов углерода С28-гидроксиалкилом, С38-алкоксиалкил, С38-карбоксиалкил, C28-аминоалкил, необязательно замещенный С14-алкилом, С28-аминогруппу, необязательно замещенную первичным, вторичным или третичным С24-гидроксиалкилом, необязательно замещенным одной или большим количеством аминогрупп, и

Z3 означает водород, С18-алкил, С28-алкенил, С28-алкинил или его соль,

при условии, что Z1, Z2 и Z3 не являются одинаковыми, и водород, C1-C8-алкил или их комбинации.

Предпочтительными соединениями (С) являются триизопропаноламин, моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин, 3-амино-1-пропанол, N,N,N′,N′-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамин, гидроксиэтилпиперазин, 4-(2-гидроксиэтил)морфолин, 2-диметиламино-2-метил-1-пропанол, бис-(2-диметиламиноэтиловый) эфир, пентаметилдиэтилентриамин, 2,2′-диморфолинодиэтиловый эфир, 1,3,5-трис[3-(диметиламино)пропил]гексагидро-1,3,5-триазин, диметиламиноэтоксиэтанол, имидазол, N-(3-аминопропил)имидазол, 1-винилимидазол, 2-амино-3(1Н-имидазол-4-ил)пропановая кислота (гистидин).

В способе, соответствующем настоящему изобретению, ХМП композиция (Q) содержит водную среду (D). (D) может быть средой одного типа или смесью разных типов водных сред.

Обычно водной средой (D) может быть любая среда, которая содержит воду. Предпочтительно, если водной средой (D) является смесь воды и органического растворителя, смешивающегося с водой (например, спирта, предпочтительно С13-спирта, или производного алкиленгликоля). Более предпочтительно, если водной средой (D) является вода. Наиболее предпочтительно, если водной средой (D) является деионизованная вода.

Если содержания компонентов, не представляющих собой (D), всего составляют у мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, то содержание (D) составляет (100-у) мас.% в пересчете на массу ХМП композиции.

ХМП композиция (Q) может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один биоцид (Е), например один биоцид. Обычно биоцид представляет собой соединение, которое отпугивает, делает безвредным или обеспечивает борьбу с любым вредным организмом с помощью химических или биологических средств. Предпочтительно, если (Е) представляет собой четвертичное аммониевое соединение, соединение на основе изотиазолинона, N-замещенный диазенийдиоксид или соль N′-гидроксидиазенийоксида. Более предпочтительно, если (Е) представляет собой N-замещенный диазенийдиоксид или соль N′-гидроксидиазенийоксида.

Биоцид (Е), если он содержится, может содержаться в переменных количествах. Если он содержится, то содержание (Е) предпочтительно равно не более 0,5 мас.%, более предпочтительно не более 0,1 мас.%, наиболее предпочтительно не более 0,05 мас.%, еще более предпочтительно не более 0,02 мас.%, например не более 0,008 мас.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции. Если он содержится, то содержание (Е) предпочтительно равно не менее 0,0001 мас.%, более предпочтительно не менее 0,0005 мас.%, наиболее предпочтительно не менее 0,001 мас.%, еще более предпочтительно не менее 0,003 мас.%, например не менее 0,006 мас.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции.

ХМП композиция (Q) может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один ингибитор коррозии (F), например два ингибитора коррозии. Можно использовать все соединения, образующие защитный молекулярный слой на поверхности Ge и/или оксида германия. Предпочтительными ингибиторами коррозии являются тиолы, пленкообразующие полимеры, полиолы, диазолы, триазолы, тетразолы и их производные, например бензотриазол или толилтриазол.

Ингибитор коррозии (F), если он содержится, может содержаться в переменных количествах. Если он содержится, то содержание (F) предпочтительно равно не более 10 мас.%, более предпочтительно не более 2 мас.%, наиболее предпочтительно не более 0,5 мас.%, еще более предпочтительно не более 0,1 мас.%, например не более 0,05 мас.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции. Если он содержится, то содержание (F) предпочтительно равно не менее 0,0005 мас.%, более предпочтительно не менее 0,005 мас.%, наиболее предпочтительно не менее 0,025 мас.%, еще более предпочтительно не менее 0,1 мас.%, например не менее 0,4 мас.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции.

Характеристики ХМП композиции (Q), такие как стабильность и характеристики полировки, могут зависеть от значения рН соответствующей композиции. Предпочтительно, если значение рН композиции (Q) находится в диапазоне от 1,5 до 6,5, более предпочтительно от 2,5 до 5,5, наиболее предпочтительно от 3 до 5, еще более предпочтительно от 3,5 до 4,5, например от 3,8 до 4,2.

ХМП композиция (Q) может дополнительно необязательно содержать по меньшей мере один агент, регулирующий рН (G). Обычно агент, регулирующий рН (G), является соединением, которое добавляют к ХМП композиции (Q) для установления ее значения рН равным необходимому значению. Предпочтительно, если ХМП композиция (Q) содержит по меньшей мере один агент, регулирующий рН (G). Предпочтительными агентами, регулирующими рН, являются неорганические кислоты, карбоновые кислоты, амины-основания, гидроксиды щелочных металлов, гидроксиды аммония, включая гидроксиды тетраалкиламмония. Например, агентом, регулирующим рН (G), является азотная кислота, серная кислота, аммиак, гидроксид натрия или гидроксид калия.

Агент, регулирующий рН (G), если он содержится, может содержаться в переменных количествах. Если он содержится, то содержание (G) предпочтительно равно не более 10 мас.%, более предпочтительно не более 2 мас.%, наиболее предпочтительно не более 0,5 мас.%, еще более предпочтительно не более 0,1 мас.%, например не более 0,05 мас.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции. Если он содержится, то содержание (G) предпочтительно равно не менее 0,0005 мас.%, более предпочтительно не менее 0,005 мас.%, наиболее предпочтительно не менее 0,025 мас.%, еще более предпочтительно не менее 0,1 мас.%, например не менее 0,4 мас.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции.

ХМП композиция (Q) при необходимости также может содержать различные другие добавки, включая, но не ограничиваясь только ими, стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, агенты, уменьшающие трение, и т.п. Указанные другие добавки, например, представляют собой обычно использующиеся в ХМП композициях и, таким образом, известны специалисту в данной области техники. Такая добавка может, например, стабилизировать дисперсию или улучшить характеристики полировки или селективность по отношению к разным слоям.

Указанная другая добавка, если она содержится, может содержаться в переменных количествах. Предпочтительно, если полное содержание указанных других добавок равно не более 10 масс.%, более предпочтительно не более 2 масс.%, наиболее предпочтительно не более 0,5 масс.%, еще более предпочтительно не более 0,1 масс.%, например не более 0,01 масс.% в пересчете на полную массу соответствующей ХМП композиции. Предпочтительно, если полное содержание указанных других добавок равно не менее 0,0001 масс.%, более предпочтительно не менее 0,001 масс.%, наиболее предпочтительно не менее 0,008 масс.%, еще более предпочтительно не менее 0,05 масс.%, например не менее 0,3 масс.% в пересчете на полную массу соответствующей композиции.

В одном предпочтительном варианте осуществления способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, осуществляли в присутствии ХМП композиции, обладающей значением рН, равным от 2,5 до 5,5, и включающей

(A) частицы диоксида кремния в количестве, составляющем от 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(B) пероксид водорода в количестве, составляющем от 0,4 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(C) по меньшей мере один тип органического соединения, которое содержит по меньшей мере два фрагмента (Z), но исключены соли (S), анионы которых являются неорганическими и единственным органическим катионом которых является [NR11R12R13R14]+, в количестве, составляющем от 0,001 до 2 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, где

(Z) означает гидроксигруппу (-ОН), алкоксигруппу (OR1), гетероциклическую алкоксигруппу (-OR1 в качестве части гетероциклической структуры), карбоксигруппу (-СООН), аминогруппу (-NR3R4), гетероциклическую аминогруппу (-NR3R4 в качестве части гетероциклической структуры), иминогруппу (=N-R5 или -N=R6), гетероциклическую иминогруппу (=N-R5 или -N=R6 в качестве части гетероциклической структуры) или их протонированные или депротонированные формы,

R1 означает алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R3, R4, R5 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил,

R6 означает алкилен или арилалкилен,

R11, R12, R13 независимо друг от друга означают Н, алкил, арил, алкиларил или арилалкил и R11, R12, R13 не содержат какой-либо фрагмент (Z),

R14 означает алкил, арил, алкиларил или арилалкил и R14 не содержит какой-либо фрагмент (Z)

и

(D) водную среду.

В другом предпочтительном варианте осуществления способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия, осуществляли в присутствии ХМП композиции, обладающей значением рН, равным от 3 до 5 и включающей

(A) частицы диоксида кремния в количестве, составляющем от 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(B) пероксид водорода в количестве, составляющем от 0,2 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(C) аминокарбоновую кислоту или ее соль в количестве, составляющем от 0,001 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, и

(D) водную среду.

В другом предпочтительном варианте осуществления способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия, осуществляли в присутствии ХМП композиции, обладающей значением рН, равным от 3 до 5, и включающей

(A) частицы диоксида кремния в количестве, составляющем от 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(B) пероксид водорода в количестве, составляющем от 0,2 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(C) органическое соединение, включающее не менее двух карбоксигрупп (-СООН), или его соль в количестве, составляющем от 0,001 до 2 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, и

(D) водную среду.

В другом предпочтительном варианте осуществления способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия, осуществляли в присутствии ХМП композиции, обладающей значением рН, равным от 3 до 5, и включающей

(A) частицы диоксида кремния в количестве, составляющем от 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(B) пероксид водорода в количестве, составляющем от 0,2 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(C) аминоспирт, простой аминоэфир или его соль в количестве, составляющем от 0,001 до 2 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, и

(D) водную среду.

В другом предпочтительном варианте осуществления способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия, осуществляли в присутствии ХМП композиции, обладающей значением рН, равным от 3 до 5, и включающей

(A) частицы диоксида кремния в количестве, составляющем от 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(B) пероксид водорода в количестве, составляющем от 0,2 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(C) органическое соединение, включающее не менее двух гидроксигрупп (-ОН), или его соль в количестве, составляющем от 0,001 до 2 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, и

(D) водную среду.

В другом предпочтительном варианте осуществления способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия, осуществляли в присутствии ХМП композиции, обладающей значением рН, равным от 3 до 5, и включающей

(А) частицы диоксида кремния в количестве, составляющем от 0,01 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(B) пероксид водорода в количестве, составляющем от 0,2 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции,

(C) азотсодержащее гетероциклическое соединение, включающее не менее двух гидроксигрупп (-ОН), или его соль в количестве, составляющем от 0,001 до 2 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, и

(D) водную среду.

Способы получения ХМП композиций обычно являются известными. Эти способы можно использовать для получения ХМП композиции (Q). Их можно осуществить путем диспергирования или растворения описанных выше компонентов (А), (В) и (С) в водной среде (D), предпочтительно воде, и необязательно с регулированием значения рН путем добавления кислоты, основания, буфера или агента, регулирующего рН. Для этой цели можно использовать обычные и стандартные методики перемешивания и перемешивающие аппараты, такие как сосуды для перемешивания, мешалки с большим сдвиговым усилием, ультразвуковые смесители, гомогенизирующие сопла или противоточные смесители.

ХМП композицию (Q) предпочтительно получают путем диспергирования частиц (А), диспергирования и/или растворения окислительного реагента (В), органического соединения (С) и необязательно других добавок в водной среде (D).

Способ полировки обычно является известным и его можно осуществить по методикам и с помощью оборудования при условиях, обычно использующихся для ХМП при изготовлении полупроводниковых пластин с интегральными схемами. На оборудование, с помощью которого можно осуществить способ полировки, не налагают ограничений.

Как известно в данной области техники, типичное оборудование для ХМП способа состоит из вращающейся плиты, которая покрыта полировальной подушкой. Также использовали орбитальные полировочные машины. Полупроводниковая пластина монтируется на опоре или зажимном устройстве. Обрабатываемая сторона полупроводниковой пластины обращена к полировальной подушке (односторонний способ полировки). Стопорное кольцо закрепляет полупроводниковую пластину в горизонтальном положении.

Под опорой обычно горизонтально расположена плита большего диаметра, и она образует поверхность, параллельную поверхности полируемой пластины. Полировальная подушка, находящаяся на плите, во время проведения планаризации соприкасается с поверхностью полупроводниковой пластины.

Для удаления материала полупроводниковую пластину прижимают к полировальной подушке. И опору, и плиту обычно вращают с помощью их валов, расположенных перпендикулярно опоре и плите. Вращающийся вал опоры может оставаться в фиксированном положении относительно вращающейся плиты или может колебаться в горизонтальном направлении относительно плиты. Направление вращения опоры обычно не обязательно такое же, как у плиты. Скорости вращения опоры и плиты обычно, но не обязательно, устанавливают разными. В ХМП способе, соответствующем настоящему изобретению, ХМП композицию (Q) обычно наносят на полировальную подушку в виде непрерывного потока или по каплям. Обычно температуру плиты устанавливают равной от 10 до 70°С.

Нагрузку к полупроводниковой пластине можно прилагать с помощью плоской плиты, изготовленной из стали, например, покрытой мягким слоем, который часто называют защитной пленкой. Если используют более современное оборудование, то полупроводниковую пластину прижимают к слою с помощью гибкой мембраны, к которой прилагают давление с помощью воздуха или азота. Такая мембранная опора предпочтительна для способов с небольшой силой, прилагаемой сверху, когда используют твердую полировальную подушку, поскольку при направлении вниз низкое давление распределяется по полупроводниковой пластине равномернее, чем от опоры с твердой плитой. В способе, соответствующем настоящему изобретению, также можно использовать опоры, обеспечивающие регулирование распределения давления на полупроводниковую пластину. Они обычно устроены с включением различных камер, которые могут создавать нагрузку до некоторой степени независимо друг от друга.

Дополнительные подробности приведены в WO 2004/063301 А1, в частности в диапазоне от стр.16, параграф [0036], до стр.18, параграф [0040], совместно с фиг. 2.

С помощью ХМП способа, соответствующего настоящему изобретению, можно получить полупроводниковые пластины с интегральными схемами, включающими диэлектрический слой, который обладает превосходными функциональными характеристиками.

ХМП композицию (Q) можно использовать в ХМП способе в виде готовой к применению суспензии, она обладает длительным сроком службы и стабильным распределением частиц по размерам. Таким образом, ее легко использовать и хранить. Она обладает превосходными характеристиками полировки, в особенности комбинацией высокой MRR для германия и/или Si1-xGex и высокой селективности Ge и/или Si1-xGex:SiO2 и/или комбинацией высокой MRR для германия и/или Si1-xGex и низкой SER для германия и/или Si1-xGex. Поскольку количества ее компонентов поддерживаются минимальными, ХМП композицию (Q) и ХМП способ, соответствующий настоящему изобретению, можно использовать или наносить экономичным образом.

Примеры и сравнительные примеры

Значение рН измеряют с помощью электрода для измерения рН (Schott, blue line, рН 0-14/-5…100°С/3 моль/л хлорида натрия).

Ge-cSER (статическая скорость холодного травления слоя германия) определяют путем погружения образца германия размером 1×1 дюйм в соответствующую композицию на 5 мин при 25°С и измерения потери массы до или после погружения.

Ge-hSER (статическая скорость горячего травления слоя германия) определяют путем погружения образца германия размером 1×1 дюйм в соответствующую композицию на 5 мин при 60°С и измерения потери массы до или после погружения.

Si1-xGex -cSER (статическая скорость холодного травления слоя Si1-xGex) определяют путем погружения образца германия размером 1×1 дюйм в соответствующую композицию на 5 мин при 25°С и измерения потери массы до или после погружения.

Si1-xGex -hSER (статическая скорость горячего травления слоя Si1-xGex) определяют путем погружения образца германия размером 1×1 дюйм в соответствующую композицию на 5 мин при 60°С и измерения потери массы до или после погружения.

Неорганические частицы (А), использующиеся в примерах

Частицами диоксида кремния, использующимися в качестве частиц (А), являются частицы типа NexSil™ (Nyacol), которые представляют собой стабилизированный калием коллоидный диоксид кремния, обладающий частицами с типичным размером, равным от 5 до 250 нм, и типичной площадью поверхности, равной от 20 до 500 м2/г. (А1) представляют собой NexSil™ 125K, которые представляют собой стабилизированный калием коллоидный диоксид кремния, обладающий частицами с типичным размером, равным 85 нм, и типичной площадью поверхности, равной 35 м2/г. Однако также можно использовать другие частицы диоксида кремния, такие как FUSO PL3 и PL3D.

Особенно подходящие для композиции наночастицы диоксида кремния стабильны в диапазоне значений рН, составляющем 3-5. Точнее, они включают наночастицы диоксида кремния, обладающие отрицательным дзета-потенциалом в диапазоне от рН 3-5. Особенно подходящими являются частицы, обладающие электрофоретической подвижностью, превышающей 0,3 (мкм/с)/(В/см), точнее, все частицы, обладающие подвижностью, превышающей 0,5 (мкм/с)/(В/см), предпочтительно превышающей 2,5 (мкм/с)/(В/см), например равной 3 (мкм/с)/(В/см) при рН 4.

Общая методика проведения экспериментов ХМП

Для измерения электрофоретической подвижности использовали стандартное устройство Zetasizer Nano, выпускающееся фирмой Malvern. Перед измерением подвижности образцы разбавляли в 500 раз раствором KCl концентрации 10 ммоль/л. Измерения проводили при 23°С.

Для исследования с помощью настольной полировочной машины выбраны следующие параметры:

Powerpro 5000 Bühler. DF=40 H, скорость стола 150 об/мин, скорость плиты 150 об/мин, скорость потока суспензии 200 мл/мин, кондиционирование в течение 20 с, длительность полировки 1 мин, подушка IC1000, алмазный кондиционер (3М).

Перед использованием для ХМП нового типа ХМП композиции подушку кондиционируют с помощью нескольких перемещений. Для определения скоростей удаления материала полируют по меньшей мере 3 полупроводниковые пластины и данные, полученные в этих экспериментах, усредняют.

ХМП композицию перемешивают в местной питающей станции.

Скорости удаления германия и/или Si1-xGex (Ge и/или Si1-xGex -MRR) для 2-дюймовых дисков, полируемых ХМП композицией, определяют по разности масс полупроводниковых пластин с покрытием или необработанных дисков до и после ХМП с помощью весов Sartorius LA310 S. Разность масс можно преобразовать в разность толщин пленки, поскольку известны плотность (5,323 г/см3 для германия) и плотность (3,827 г/см3 для Si0,5Ge0,5) и площадь поверхности полируемого материала. Отношение разности толщин к длительности полировки дает значения скорости удаления материала.

Скорости удаления диоксида кремния (оксид MRR) для 2-дюймовых дисков, полируемых ХМП композицией, определяют по разности масс полупроводниковых пластин с покрытием или необработанных дисков до и после ХМП с помощью весов Sartorius LA310 S. Разность масс можно преобразовать в разность толщин пленки, поскольку известны плотность (2,648 г/см3 для диоксида кремния) и площадь поверхности полируемого материала. Отношение разности толщин к длительности полировки дает значения скорости удаления материала.

Полируемый объект: неструктурированная пластина из германия и/или Si1-xGex

Стандартная методика приготовления суспензии

Компоненты (А), (В) и (С), все в количествах, указанных в таблице 1, диспергировали или растворяли в деионизованной воде. Значение рН устанавливают путем добавления к суспензии водного раствора аммиака (0,1%-10%), 10% раствора KOH или NHO3 (0,1%-10%). Значение рН измеряют с помощью комбинированного электрода для определения рН (Schott, blue line, 22 рН).

Пример 1-25 (композиции, применяющиеся в способе, соответствующем настоящему изобретению) и сравнительный пример V1

Готовили водную дисперсию, содержащую компоненты, указанные в таблице 1, и получали ХМП композиции примеров 1-25 и сравнительного примера V1.

Данные по составу и характеристикам полировки и ХМП композиции примеров 1-25 и сравнительного примера V1 приведены в таблице 1

Таблица 1: ХМП композиции примеров 1-25 и сравнительного примера V1, их значения рН, значения Ge и/или Si1-xGex -cSER, Ge и/или Si1-xGex -hSER, a также их значения Ge и/или Si1-xGex -MRR и оксид-MRR в способе химико-механического полирования 2-дюймовых неструктурированных пластин из германия с использованием этих композиций, где водной средой (D) ХМП композиций является деионизованная вода. Содержания компонентов (А), (В), (С) приведены в мас.% в пересчете на массу соответствующей ХМП композиции. Если содержания компонентов, не представляющих собой (D), всего составляют у мас.% в пересчете на массу ХМП композиции, то содержание (D) составляет (100-у) мас.% в пересчете на массу ХМП композиции.

Таблица 1
Сравнительный пример V1 Пример 1 Пример 2 Пример 3
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Аргинин 0,5 мас.% Лизин 0,5 мас.% Гистидин 1 мас.%
рН 4 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 859 1620 1816 2345
Ge-cSER [Å/мин] 135 72 82 143
Ge-hSER [Å/мин] 515 386 400 443
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 1,7 4,2 4,5 5,3
Оксид-MRR [Å/мин] 177 480 320 590
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 4,9 3,4 5,7 4,0
(Таблица 1:продолжение)
Пример 4 Пример 5 Пример 6 Пример 7
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Малоновая кислота 0,5 мас.% Уксусная кислота 0,5 мас.% Лимонная кислота 0,5 мас.% Винная кислота 0,5 мас.%
РН 4 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 2396 1483 1734 2515
Ge-cSER [Å/мин] 112 122 75 43
Ge-hSER [Å/мин] 483 459 398 232
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 5,0 3,2 4,4 10,8
Оксид-MRR [Å/мин] 550 482 605 500
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 4,4 3,1 2,9 5,0
(Таблица 1: продолжение)
Пример 8 Пример 9 Пример 10 Пример 11
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Диметиламиноэтоксиэтанол 0,1 мас.% Бис(2-диметиламиноэтиловый) эфир 0,1 мас.% 1-(2-Гидроксиэти л)пиперазин 0,1 мас.% N,N-Ди(2-гидроксиэтил)анилин 0,1 мас.%
РН 4 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 2468 2991 3283 1498
Ge-cSER [Å/мин] 122 96 96 122
Ge-hSER [Å/мин] 341 336 530 583
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 7,2 8,9 6,2 2,6
Оксид-MRR [Å/мин] 499 600 550 600
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 4,9 5,0 6,0 2,5
(Таблица 1: продолжение)
Пример 12 Пример 13 Пример 14 Пример 15
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Моноэтаноламин 0,1 мас.% Диэтаноламин 0,1 мас.% Триэтанолам ин 0,1 мас.% 3-Амино-1-пропанол 0,1 мас.%
рН 4 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 1328 1058 1119 1502
Ge-cSER [Å/мин] 99 154 105 95
Ge-hSER [Å/мин] 396 440 429 463
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 3,4 2,4 2,6 3,2
Оксид-MRR [Å/мин] 130 400 400 400
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 10,2 2,6 2,8 3,8
(Таблица 1: продолжение)
Пример 16 Пример 17 Пример 18
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) 2-метоксиэтиламин 0,1 мас.% 2-диметиламино-2-метил-1-пропанол 0,1 мас.% соль или аддукт триэтаноламина (=2,2′,2′′-нитрилотрис(этанол)) и 4-[(2-этилгексил)амино]-4-оксоизокротоновой кислоты 0,5 мас.%
pH 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 2350 2820 1400
Ge-cSER [Å/мин] - - -
Ge-hSER [Å/мин] 430 410 340
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 5,5 6,9 4,1
Оксид-MRR [Å/мин] 500 750 550
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 4,7 3,8 2,5
(Таблица 1: продолжение)
Пример 19 Пример 20 Пример 21 Пример 22
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Korantin® SMK (кислый алкилфосфат) 0,5 мас.% Бензимидазол 0,07 мас.% Бензотриазол 0,025 мас.% Толилтриазол 0,1 мас.%
pH 4 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 1040 1999 1224 1052
Ge-cSER [Å/мин] - - - -
Ge-hSER [Å/мин] 420 471 559 590
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 2,5 4,2 2,2 1,8
Оксид-MRR [Å/мин] 190 362 112 147
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 5,5 5,5 10,9 7,2
(Таблица 1:продолжение)
Пример 23 Пример 24 Пример 25
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Винилимидазол 0,1 мас.% Имидазол 0,5 мас.% N,N,N′,N′-Тетракис-(2-гидроксипропил)-этилендиамин 0,5 мас.%
pH 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 3235 3321 1622
Ge-cSER [Å/мин] - - -
Ge-hSER [Å/мин] 396 288 299
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 8,2 11,5 5,4
Оксид-MRR [Å/мин] 1059 545 487
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR 3,1 6,1 3,33
(Таблица 1: продолжение)
Пример 26 Пример 27 Пример 28 Пример 29
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) Имидазол 0,5 мас.% 1-(2-Гидроксиэт ил)пиперазин 0,1 мас.% Бис(2-диметилам иноэтиловый) эфир 0,1 мас.%
pH 4 4 4 4
Si0,5Ge0,5 -MRR [Å/мин] 745 3005 2955 2902
Si0,5Ge0,5 -cSER [Å/мин] - -
Si0,5Ge0,5 -hSER [Å/мин] 325 250 502 305
Отношение Si0,5Ge0,5 -MRR к Si0,5Ge0,5 -hSER 2,3 12,0 5,9 9,5
Оксид-MRR [Å/мин]
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR
(Таблица 1:продолжение)
Пример 30 Пример 31 Пример 32
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) N-(3-Аминопропил)имидазол 0,1 мас.% Триизопропа ноламин 0,1 мас.% 4-(2-Гидроксиэтил)морфолин 0,1 мас.%
pH 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 3108 1410 1484
Ge-cSER [Å/мин] - - -
Ge-hSER [Å/мин] 324 326 309
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 9,6 4,3 4,8
Оксид-MRR [Å/мин]
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR
(Таблица 1:продолжение)
Пример 33 Пример 34 Пример 35
Частицы (А) (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.% (А1) 1,5 мас.%
Окислительный реагент (В) H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.% H2O2 2,5 мас.%
Органическое соединение (С) 1,3,5-Трис[3-(диметиламино)пропил]гексагидро-1,3,5-триазин 0,1 мас.% Пентаметилд иэтилентриамин 0,1 мас.% 4-Диметиламинопиридин 0,1 мас.%
pH 4 4 4
Ge-MRR [Å/мин] 3321 2178 2190
Ge-cSER [Å/мин] - - -
Ge-hSER [Å/мин] 647 271 234
Отношение Ge-MRR к Ge-hSER 5,0 8,0 9,4
Оксид-MRR [Å/мин]
Отношение Ge-MRR к оксид-MRR

ХМП способы, соответствующие настоящему изобретению, в которых используются ХМП композиций этих примеров, обеспечивают улучшенные характеристики полировки.

1. Способ изготовления полупроводниковых устройств, включающий химико-механическое полирование элементарного германия и/или материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, в присутствии композиции для химико-механического полирования (ХМП), содержащей:
(A) неорганические частицы, органические частицы или их смесь или композит из указанных неорганических и/или органических частиц,
(B) по меньшей мере один тип окислительного реагента,
(C) по меньшей мере один тип органического соединения, выбранного из группы, состоящей из альфа-аминокислоты или ее соли, органического соединения, включающего от двух до пяти карбоксигрупп (-СООН), или его соли, моно-, ди-, триалканоламина или его соли, простого аминоэфира, включающего дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент, или его соли, органического соединения, включающего от двух до четырех гидроксигрупп (-ОН), или его соли, гетероциклического соединения, включающего 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, или его соли, N,N,N′,N′-тетракис(2-гидроксипропил)этилендиамина, 4-(2-гидроксиэтил)морфолина, пентаметилдиэтилентриамина, соли или аддукта триэтаноламина (2,2′,2″-нитрилотрис(этанол)) и 4-[(2-этилгексил)амино]-4-оксоизокротоновой кислоты и 2,2′-диморфолинодиэтилового эфира,
и
(D) водную среду,
в котором значение рН ХМП композиции находится в диапазоне от 2,5 до 5,5.

2. Способ по п.1, в котором указанную альфа-аминокислоту выбирают из серина, аргинина, лизина, гистидина и их соли.

3. Способ по п.1, в котором указанное органическое соединение, включающее от двух до пяти карбоксигрупп (-СООН), выбирают из малоновой кислоты, лимонной кислоты, винной кислоты и их соли.

4. Способ по п.1, в котором указанный моно-, ди-, триалканоламин выбирают из 2-диметиламино-2-метил-1-пропанола, 3-амино-1-пропанола, N,N-ди(2-гидроксиэтил)анилина, 1-(2-гидроксиэтил)пиперазина, моноэтаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, триизопропаноламина и их соли.

5. Способ по п.1, в котором указанный простой аминоэфир, включающий дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент, выбирают из диметиламиноэтоксиэтанола, бис(N,N-диметиламиноэтилового)эфира, 2-метоксиэтиламина и их соли.

6. Способ по п.1, в котором указанное органическое соединение, включающее от двух до четырех гидроксигрупп (-ОН), выбирают из этиленгликоля, 2-бутин-1,4-диола и их соли.

7. Способ по п.1, в котором указанное гетероциклическое соединение, включающее 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, выбирают из имидазола, бензимидазола, винилимидазола, пиридина, 1,2,4-триазола, бензотриазола, пиперазина, 1,3,5-трис[3-(диметиламино)пропил]гексагидро-1,3,5-триазина, их производных и их соли.

8. Способ по п.1, в котором элементарный германий подвергают химико-механическому полированию.

9. Способ по п.1, в котором Si1-xGex подвергают химико-механическому полированию.

10. Способ по п.1, в котором элементарный германий внесен в канавки или выращен в канавках между STI (изолирующим с помощью мелких канавок) диоксидом кремния.

11. Способ по п.1, в котором элементарный германий имеет форму слоя и/или нароста и имеет содержание германия и/или Si1-xGex, составляющее более 98 мас.% в пересчете на соответствующий слой и/или нарост.

12. Способ по п.1, в котором содержание соединения (С) находится в интервале от 0,001 до 5 мас.% в пересчете на массу ХМП композиции.



 

Похожие патенты:

Изобретение главным образом относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и ее применению в полирующих субстратах полупроводниковой промышленности.
Изобретение относится к полирующей композиции, применяющейся для полировки объекта, который необходимо отполировать, состоящего из твердого и хрупкого материала, обладающего твердостью по Викерсу, равной 1500 Hv или более.

Изобретение относится к новым водным полирующим композициям, которые особенно подходят для полирования полупроводниковых подложек, содержащих пленки на основе оксидкремниевого диэлектрика и поликремния, необязательно содержащих пленки на основе нитрида кремния.
Изобретение относится к полупроводниковой технике и может быть использовано для финишного химико-механического полирования (ХМП) полупроводниковых структур арсенида индия InAs.

Изобретение относится к композиции для химико-механической полировки, применяемой при изготовлении интегральных схем и микроэлектромеханических устройств. Композиция содержит (А) по меньшей мере один тип неорганических частиц, которые диспергированы в жидкой среде (В), (Б) по меньшей мере один тип полимерных частиц, которые диспергированы в жидкой среде (В), (В) жидкую среду, где дзета-потенциал неорганических частиц (А) в жидкой среде (В) и дзета-потенциал полимерных частиц в жидкой среде (В) являются положительными.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано для шлифования и полирования плоских поверхностей, в том числе полупроводниковых пластин.

Изобретение относится к области обработки полупроводниковых материалов и может быть использовано в технологии изготовления приборов, в том числе матричных большого формата на основе арсенида галлия.

Изобретение относится к области обработки поверхности твердых тел, преимущественно для подготовки поверхности пластин, и может быть использовано в микроэлектронике, например, при обработке подложек сверхтвердых материалов для проведения процесса эпитаксии.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при производстве изделий микро- и оптоэлектроники для односторонней обработки, преимущественно шлифованием и полированием, пластин стекла, керамики, сапфира, кварца, кремния, арсенида и других материалов.

Изобретение относится к двум вариантам способа отделения поверхностного слоя полупроводникового кристалла. .

Изобретение в основном относится к чистящим средствам для твердых поверхностей и, в частности, к способу контроля характера распыла распыляемой композиции жидкого абразивного чистящего средства, которая распыляется из ручного куркового распылителя.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении склеенного абразивного изделия, состоящего из оформленных абразивных частиц и связующего вещества.

Изобретение главным образом относится к композиции для химико-механического полирования (ХМП) и ее применению в полирующих субстратах полупроводниковой промышленности.

Изобретение относится к чистовой обработке поверхностей и может быть использовано в оптической промышленности, машиностроении и металлообработке для эффективного тонкого полирования различных поверхностей.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении абразивного изделия для высокоскоростного шлифования. Оно содержит абразивное тело, содержащее связующий материал в количестве, составляющем не более чем примерно 15 об.% от общего объема тела, абразивный дисперсный материал, включающий абразивные агломераты и неагломерированные абразивные частицы, а также поры, составляющие по меньшей мере примерно 42 об.% от общего объема абразивного тела.

Изобретение относится к новым водным полирующим композициям, которые особенно подходят для полирования полупроводниковых подложек, содержащих пленки на основе оксидкремниевого диэлектрика и поликремния, необязательно содержащих пленки на основе нитрида кремния.

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при обработке металлических заготовок. Осуществляют контакт постоянно вращающегося связанного абразивного круга диаметром как минимум 150 мм с металлической заготовкой, средняя температура которой не превышает 500°С.

Настоящее изобретение относится к содержащим оксид титана частицам оксида алюминия на основе корунда, выплавленного в электродуговой печи из кальцинированного глинозема, а также к способу их получения.

Изобретение относится к композиции для химико-механической полировки, применяемой при изготовлении интегральных схем и микроэлектромеханических устройств. Композиция содержит (А) по меньшей мере один тип неорганических частиц, которые диспергированы в жидкой среде (В), (Б) по меньшей мере один тип полимерных частиц, которые диспергированы в жидкой среде (В), (В) жидкую среду, где дзета-потенциал неорганических частиц (А) в жидкой среде (В) и дзета-потенциал полимерных частиц в жидкой среде (В) являются положительными.
Изобретение направлено на водную полирующую композицию, которая особенно подходит для полирования материалов подложек для электрических, механических и оптических устройств.

Изобретение в основном относится к чистящим средствам для твердых поверхностей и, в частности, к способу контроля характера распыла распыляемой композиции жидкого абразивного чистящего средства, которая распыляется из ручного куркового распылителя.

Изобретение относится к композиции для химико-механического полирования и к ее применению для полирования подложек для полупроводниковой промышленности. Способ изготовления полупроводниковых устройств включает химико-механическое полирование элементарного германия иили материала Si1-xGex, в котором 0,1≤x<1, в присутствии композиции для химико-механического полирования, включающей: неорганические частицы, органические частицы или их смесь или их композит, по меньшей мере один тип окислительного реагента, по меньшей мере один тип органического соединения, выбранного из группы, состоящей из альфа-аминокислоты или ее соли, органического соединения, включающего от двух до пяти карбоксигрупп, или его соли, моно-, ди-, триалканоламина или его соли, простого аминоэфира, включающего дополнительную аминогруппу, гидроксигруппу, алкоксигруппу, карбоксильный фрагмент, или его соли, органического соединения, включающего от двух до четырех гидроксигрупп, или его соли, гетероциклического соединения, включающего 5- или 6-членное кольцо, содержащее от 1 до 3 атомов азота в качестве атомов-элементов кольца, или его соли, N,N,N′,N′-тетракисэтилендиамина, 4-морфолина, пентаметилдиэтилентриамина, соли или аддукта триэтаноламина ) и 4-[амино]-4-оксоизокротоновой кислоты и 2,2′-диморфолинодиэтилового эфира, и водную среду, в котором значение рН ХМП композиции находится в диапазоне от 2,5 до 5,5. Предложенная композиция для ХМП обеспечивает улучшенные характеристики полировки. 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 35 пр.

Наверх