研磨用组合物和研磨方法技术

本发明专利技术提供更适合研磨含有钨的晶片的用途的研磨用组合物，以及使用该研磨用组合物的研磨方法。本发明专利技术的研磨用组合物含有胶体二氧化硅和过氧化氢。研磨用组合物的ｐＨ为５～８．５，研磨用组合物中铁离子浓度为０．０２ｐｐｍ以下。研磨用组合物优选进一步含有磷酸或磷酸盐。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及主要在研磨含有钨的晶片的用途、更具体地说是在研磨要形成钨栓(夕 >々、X亍>，5々)的、具有钨图案的晶片的用途中使用的研磨用组合物，以及使用该研磨用组合物的研磨方法。
技术介绍
在专利文献1中，作为在研磨含有鴒的晶片用途中使用的研磨用 组合物，公开了含有过氧化氢等氧化剂、硝酸铁等铁催化剂、以及二 氧化硅等磨粒的研磨用组合物。但是，使用该专利文献1的研磨用组 合物进行研磨时，无法避免研磨用组合物中铁离子导致的晶片的铁污 染问题。另外，专利文献1的研磨用组合物中，无法相对于硅氧化膜 选择性地研磨鴒膜。[专利文献1]日本特开平10-265766号公报
技术实现思路
本专利技术针对上述情况而设，其目的在于提供更适合研磨含有钨的 晶片的用途的研磨用组合物，以及使用该研磨用组合物的研磨方法。 为实现上述目的，本申请第1专利技术提供一种研磨用组合物，该研磨用组合物含有胶体二氧化硅和过氧化氢，pH为5~8.5，研磨用组 合物中铁离子浓度为0.02 ppm以下。本申请第2专利技术提供上述第1专利技术的研磨用组合物，该研磨用组 合物中进一步含有磷酸或磷酸盐。本申请第3专利技术提供上述第1或第2专利技术的研磨用组合物，其中， 对鴒膜的研磨速度与对硅氧化膜的研磨速度之比为3以上。本申请第4专利技术提供上述第1~3专利技术中任一项的研磨用组合物， 其中，使用研磨用组合物进行研磨后，可以使晶片中硅氧化膜的损耗 (口X)偏差为0.2 nm以下。本申请第5专利技术提供使用上述第1~4专利技术中任一项的研磨用组 合物对含有鴒的晶片进行研磨的研磨方法。本专利技术可提供更适合研磨含有鹤的晶片的用途的研磨用组合物， 以及使用该研磨用组合物的研磨方法具体实施方式以下说明本专利技术的一个实施方案。本实施方案的研磨用组合物如下制备将胶体二氧化硅和过氧化 氢优选与pH调节剂一起与水混合，使pH为5~8.5，且使研磨用组 合物中铁离子浓度为0.02 ppm以下。因此，研磨用组合物含有胶体二 氧化硅、过氧化氢和水，优选进一步含有pH调节剂。该研磨用组合物在研磨含有鎢的晶片的用途中使用。更具体地 说，是在研磨要形成钨栓的、具有钨图案的晶片的用途，特别是在相 对于硅氧化膜选择性地研磨鴒膜的用途中使用。上述胶体二氧化硅在pH为5~8.5的区域内具有相对于硅氧化膜 选择性地机械研磨鴒膜的作用，发挥使研磨用组合物对鴒膜的研磨速 度提高的作用。使用热解法二氧化硅或a-氧化铝等其它磨粒代替胶体 二氧化硅时，无法使得用研磨用组合物研磨后的晶片所测定的腐蚀量 (工口一-3>量)降低至足以实际应用的水平。作为研磨用组合物中含有的胶体二氧化硅，比起通过硅酸钠法合 成的胶体二氧化硅，优选为通过溶胶凝胶法合成的胶体二氧化硅。通 过溶胶凝胶法合成的胶体二氧化硅与通过硅酸钠法合成的胶体二氧化 硅相比，纯度高、特别是铁离子或钠离子等杂质金属离子的含量少， 这一点有利。通过溶胶凝胶法合成胶体二氧化硅可通过将硅酸曱酯溶 解于含有曱醇、氨和水的溶剂中使其水解进行。通过硅酸钠法进行的 胶体二氧化硅的合成可通过使用硅酸钠作为起始原料，经由离子交换 进行。研磨用组合物中含有的胶体二氧化硅的平均一次粒径优选为8 nm 以上，更优选10 nm以上，进一步优选12 nm以上。随着平均一次粒 径的增大，胶体二氧化硅机械研磨鵠膜的作用增强，因此研磨用组合 物对鴒膜的研磨速度提高。从该点来讲，如果胶体二氧化硅的平均一 次粒径为8 nm以上、进一步说为10 nm以上、更进一步说为12 nm 以上，则可以使研磨用组合物对钨膜的研磨速度提高至实际应用中特 别合适的水平。研磨用组合物中含有的胶体二氧化硅的平均 一 次粒径还优选为100 nm以下，更优选85 nm以下，进一步优选70 nm以下。随着平均 一次粒径的减小，胶体二氧化硅的分散性提高，研磨用组合物中难以 产生胶体二氧化硅的沉淀。从该点考虑，如果胶体二氧化硅的平均一 次粒径为100 nm以下、进一步说为85 nm以下，更进一步说为70 nm 以下，则可以使研磨用组合物中胶体二氧化硅的分散性提高至实际应 用中特别适合的水平。如果胶体二氧化硅的平均一次粒径为70 nm以 下，则可以抑制由于胶体二氧化硅平均一次粒径过大而可能引起的研 磨用组合物对鴒膜的研磨速度的降低。以上说明的平均 一次粒径的值 是根据BET法测定的胶体二氧化硅的比表面积计算得出。研磨用组合物中胶体二氧化硅的含量优选为10 g/L以上，更优选 15g/L以上，进一步优选20g/L以上。随着胶体二氧化硅含量的增加， 研磨用组合物对鴒膜的研磨速度提高。从该点考虑，如果研磨用组合 物中胶体二氧化硅的含量为10 g/L以上、进一步说为Ug/L以上、更 进一步说为20 g/L以上，则可以使研磨用组合物对钨膜的研磨速度提 高至实际应用中特别合适的水平。研磨用组合物中胶体二氧化硅的含量还优选为200 g/L以下，更 优选150g/L以下，进一步优选100 g/L以下。随着月交体二氧化石圭含量 的减少，与研磨用组合物对钨膜的研磨速度相比，研磨用组合物对硅 氧化膜的研磨速度大幅降低，因此相对于硅氧化膜，对钨膜的研磨选 择性提高。从该点考虑，如果研磨用组合物中胶体二氧化硅的含量为 200 g/L以下、进一步说为150 g/L以下、更进一步说为100 g/L以下， 则相对于硅氧化膜，可以使研磨用组合物对钨膜的研磨选择性提高至 实际应用中特别合适的水平。上述过氧化氢具有氧化钨膜的作用，发挥使研磨用组合物对钨膜 的研磨速度提高的作用。研磨用组合物中含有的过氧化氢优选为EL级，即，为电子工业 用高纯度品。研磨用组合物中过氧化氢的含量优选为10 g/L以上，更优选30 g/L 以上，进一步优选50 g/L以上。随着过氧化氢含量的增加，研磨用组 合物对钨膜的研磨速度提高。从该点考虑，如果研磨用组合物中过氧 化氢的含量为10g/L以上、进一步说为30g/L以上、更进一步说为50g/L以上，则可以使研磨用组合物对鵠膜的研磨速度提高至实际应用 中特别合适的水平。研磨用组合物中过氧化氬的含量还优选为200 g/L以下，更优选 150 g/L以下，进一步优选100 g/L以下。随着过氧化氢含量的减少， 研磨用组合物的材料成本可以降低。从该点考虑，如果研磨用组合物 中过氧化氢的含量为200 g/L以下、进一步说为150 g/L以下、更进一 步说为100g/L以下，则在成本与效果的平衡方面有利。上述pH调节剂可根据需要适当添加，以使研磨用组合物的pH 为5~8.5，优选6~8，更优选6,5~7.5。作为pH调节剂使用的酸可以是选自硝酸、盐酸、硼酸、碌u酸和 磷酸的无机酸，也可以是选自琥珀酸、4宁檬酸、苹果酸、甘油酸、扁 桃酸、抗坏血酸、谷氨酸、乙醛酸、乙醇酸、乳酸、葡糖酸、酒石酸、 马来酸和衣康酸的有机酸。其中，硝酸在提高研磨用组合物稳定性方 面优选，磷酸在提高研磨用组合物对钨膜的研磨速度方面优选，柠檬 酸在使研磨用组合物中的过氧化氢稳定方面优选。作为pH调节剂使用的碱优选为氨、除季铵盐之外的铵盐、或碱 金属氢氧化物，更优选氢氧化钠以外的碱金属氢氧化物或氨，最优选 氨。使用氨、除季铵盐以外的铵盐、或碱金属氢氧化物时，与使用其 它碱、特别是使用季铵盐的本文档来自技高网...

【技术保护点】
研磨用组合物，其特征在于，该研磨用组合物含有胶体二氧化硅和过氧化氢，ｐＨ为５～８．５，研磨用组合物中的铁离子浓度为０．０２ｐｐｍ以下。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-27 2006-3186701.研磨用组合物，其特征在于，该研磨用组合物含有胶体二氧化硅和过氧化氢，pH为5～8.5，研磨用组合物中的铁离子浓度为0.02ppm以下。2. 权利要求1的研磨用组合物，该研磨用组合物中进一步含有 磷酸或磷酸盐。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：河村笃纪，佐藤英行，服部雅幸，
申请(专利权)人：福吉米股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]