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１～４，研磨用组合物中铁离子浓度为０．０２ｐｐｍ以下。研磨用组合物进一步优选含有磷酸或磷酸盐。

【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鴒栓(夕^7'X亍!x75^)的、具有鵠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l中，作为在研磨含有钨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。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l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1~4，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l专利技术的研磨用組合物，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， 对钨膜的研磨速度与对硅氧化膜的研磨速度之比为0.5-2。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，对在晶片上以0.2 jxm间隔设置 0.2 nm宽的钨栓的区域测定的腐蚀量(工口一3^量)为40 nm以下。本申请第5专利技术提供研磨含有钨的晶片的方法，该方法包括以下步 骤使用对钨膜的研磨速度与对硅氧化膜的研磨速度之比为10以上的 研磨用组合物对上述晶片进行预备研磨的步骤；使用上迷第1~4专利技术 中任一项的研磨用组合物对预备研磨后的晶片进行研磨的步骤。根据本专利技术，可以提供适合研磨含有鴒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。具体实施例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l 4，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鵠的晶片的用途中使用。更具体地说， 是在研磨要形成鵠栓的、带有鵠图案的晶片的用途，特别是对在使用研 磨用组合物进行预备研磨后的具有硅图案的晶片的鴒膜和硅氧化膜进 行研磨的用途中使用，其中，所述预备研磨的研磨用组合物相对于硅氧 化膜选择性地研磨钨膜。上述胶体二氧化硅至少在pH为1 ~4的区域内具有机械研磨鴒膜和 硅氧化膜的作用，发挥使研磨用组合物对鸽膜和硅氧化膜的研磨速度提 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，研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度无法提高至足以实际应用的 水平，并且无法使得用研磨用组合物研磨后的晶片所测定的腐蚀量降低 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甲酯溶解于含有 甲醇、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10 nm 以上，更优选15nm以上，进一步优选20mn以上。随着平均一次粒径 的增大，胶体二氧化硅机械研磨鸽膜和硅氧化膜的作用增强，因此研磨 用组合物对钨膜和硅氧化膜的研磨速度提高。从该点来讲，如果胶体二 氧化硅的平均一次粒径为10nm以上、进一步i兌为15nm以上、更进一步说为20nm以上，则可以使研磨用组合物对鵠膜和硅氧化膜的研磨速 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85nm以下，进一步优选70nm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 100nm以下、进一步说为85nm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合 适的水平。如果交体二氧化珪的平均一次粒径为70nm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 钨膜的研磨速度的降低。以上说明的平均一次粒径的值是根椐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20 g/L以上，更优选30 g/L以上，进一步优选40 g/L以上。随着胶体二氧化硅含量的增加，研 磨用组合物对鵠膜和硅氧化膜的研磨速度提高。从该点考虑，如果研磨 用组合物中胶体二氧化硅的含量为20 g/L以上、进一步说为30 g/L以 上、更进一步说为40g/L以上，则可以使研磨用组合物对钨膜和硅氧化膜的研磨速度提高至实际应用中特别优选的水平。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120g/L以下。胶体二氧化硅的含量过多则研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度比对钨膜的研磨速度高很多。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150g/L以下、更进一步说为120g/L以下，则可以抑制研磨用 组合物对硅氧化膜的研磨速度比对鴒膜的研磨速度高很多的问题。上述过氧化氢具有氧化鵠膜的作用，发挥使研磨用组合物对鵠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，为电子工业用高純度品。研磨用组合物中过氧化氢的含量优选为5 g/L以上，更优选IO g/L 以上，进一步优选15g/L以上。随着过氧化氢含量的增加，研磨用组合 物对鵠膜的研磨速度提高。从该点考虑，如果研磨用组合物中过氧化氢 的含量为5 g/L以上、进一步说为10 g/L以上、更进一步说为15 g/L以上，则可以使研磨用组合物对鴒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150g/L以下，更优选100 g/L以下，进一步优选70 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150g/L以下、进一步说为100g/L以下、更进一步说为70g/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 1-4,优选1.2~3，更优选1.5~2.5。作为pH调节剂使用的酸可以是选自硝酸、盐酸、硼酸、硫酸和磷 酸的无机酸，也可以是选自琥珀酸、柠檬酸、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鵠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１～４，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 2006-3186691.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1～4，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，其特征在于，该研磨用组合物中进一步含有磷酸或磷酸盐。3. 权利要求1或2的研磨用组合物，其特征在于，对钨膜的研磨速度与对硅氧化膜的研磨速度之...

【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]