研磨用组合物的制作方法

文档序号:18702119发布日期:2019-09-17 23:04阅读:145来源:国知局

本发明涉及研磨用组合物。



背景技术:

伴随着lsi(largescaleintegration)的高集成化、高性能化,开发了新的微细加工技术。化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing;cmp)法也是其中之一,其为lsi制造工序、特别是多层布线形成工序中的层间绝缘膜的平坦化、金属塞形成、埋入布线(镶嵌布线)形成中频繁利用的技术。

近年来,随着设计规则的缩小化,设备制造所要求的技术逐年变严格,lsi半导体设备中,高度差性能的提高成为重要的课题。其中,抑制侵蚀对高度差性能的提高是必不可少的(例如日本特开2004-123921号公报)。



技术实现要素:

由此,本发明要解决的课题在于,提供一种有利于提高高度差性能(特别是侵蚀)的、新型的研磨用组合物。

用于解决本发明的上述课题的一方式为一种研磨用组合物,其为用于对研磨对象物进行研磨的研磨用组合物,其包含磨粒和分散介质,前述磨粒的平均一次粒径为40nm以下,前述磨粒中的粒径0.2~1600μm的粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下。

具体实施方式

以下,对本发明进行说明。需要说明的是,本发明不仅限定于以下的实施方式。另外,只要没有特别说明,操作和物性等的测定在室温(20~25℃)/相对湿度40~50%rh的条件下测定。

(研磨用组合物)

本发明的一方式为一种研磨用组合物,其为用于对研磨对象物进行研磨的研磨用组合物,其包含磨粒和分散介质,前述磨粒的平均一次粒径为40nm以下,前述磨粒中的粒径0.2~1600μm的粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下。通过上述构成,从而可以提供一种有利于提高高度差性能(特别是侵蚀)的新型的研磨用组合物。

(磨粒)

本发明的研磨用组合物包含磨粒,前述磨粒的平均一次粒径为40nm以下,前述磨粒中的粒径0.2~1600μm的粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下。根据本发明,可以提供有利于提高高度差性能(特别是侵蚀)的新型的研磨用组合物。侵蚀可以用以下的方法测定。对8英寸sin/p-teos图案晶圆进行研磨,对于图案的凸部,切去sin层直至p-teos层露出的时刻,在晶圆上形成由p-teos和sin形成的图案面。接着,对于所得图案面,针对线和空间为0.25μm/0.25μm的部分,将无布线的部分的p-teos部分作为基准高度,使用afm(原子力显微镜)(afmwa1300日立建机finetech株式会社制)测定与布线上的p-teos部分的高度差的高度之差x作为侵蚀。

作为磨粒的种类,例如可以举出二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化铈、氧化钛等金属氧化物。为了有效地发挥本发明的期望的效果,优选二氧化硅。作为适合的例子的二氧化硅的种类没有特别限定,例如可以举出胶体二氧化硅、气相二氧化硅、溶胶凝胶法二氧化硅等。其中,优选胶体二氧化硅。

本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为40nm以下。前述磨粒的平均一次粒径如果超过40nm,则无法得到本发明的期望的效果。本发明的实施方式中,前述磨粒的平均一次粒径优选30nm以下,更优选20nm以下,进一步优选15nm以下,可以为13nm以下,可以为12nm以下,可以为11nm以下,可以为10nm以下,可以为9nm以下,可以为8nm以下。特别是通过为15nm以下、13nm以下或者11nm以下,从而侵蚀的抑制效果变明显。

本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为1nm以上。本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为2nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为3nm以上。本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为4nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为5nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均一次粒径为6nm以上,前述磨粒的平均一次粒径为7nm以上,前述磨粒的平均一次粒径为8nm以上,前述磨粒的平均一次粒径为9nm以上,前述磨粒的平均一次粒径为10nm以上。前述磨粒通过具有这样的平均一次粒径,从而对氮化硅膜进行研磨时,可以提高该氮化硅膜的研磨速度。需要说明的是,本发明中,磨粒的平均一次粒径的测定方法依据实施例的记载的方法。

本发明的研磨用组合物中,前述磨粒中粒径0.2~1600μm的颗粒(以下,也简称为“粗大颗粒”)在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下。在前述研磨用组合物每1cm3中超过20000个时,无法得到本发明的期望的效果。本发明的实施方式中,粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中优选为10000个以下、更优选8000个以下、进一步优选6000个以下、更进一步优选4000个以下、更进一步优选3500个以下、更进一步优选3230个以下、更进一步优选3000个以下、更进一步优选2800个以下、更进一步优选2500个以下、更进一步优选2400个以下、更进一步优选2300个以下、更进一步优选2200个以下。特别是通过为3230个以下、3000个以下、2800个以下、2500个以下或者2300个以下,从而侵蚀的抑制效果变明显。需要说明的是,作为下限,也没有特别限制,现实中为0个以上、100个以上、或者200个以上左右。另外,本发明的实施方式中,鉴于提高氮化硅膜的研磨速度,也优选存在一定程度的粗大颗粒,例如也优选存在500个左右以上、1000个左右以上、1500个左右以上、2000个左右以上。需要说明的是,本发明中,粗大颗粒的粒径的测定方法依据实施例的记载的方法。另外,本发明的实施方式中,粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中存在1000个~3230个。通过上述实施方式,侵蚀的抑制效果变明显。本发明的实施方式中,粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中存在1500个~3000个。本发明的实施方式中,粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中存在2000个~2300个。通过上述实施方式,侵蚀的抑制效果变明显。

本发明的实施方式中,前述磨粒的平均二次粒径优选70nm以下、更优选55nm以下、进一步优选40nm以下、更进一步优选30nm以下、更进一步优选20nm以下、更进一步优选15nm以下。特别是通过为40nm以下、30nm以下、20nm以下或者15nm以下,从而侵蚀的抑制效果变明显。本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均二次粒径为10nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均二次粒径为13nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均二次粒径为32nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均二次粒径为45nm以上。另外,本发明的研磨用组合物中,前述磨粒的平均二次粒径为50nm以上。需要说明的是,本发明中,磨粒的平均二次粒径的测定方法依据实施例的记载的方法。

本发明的实施方式中,研磨用组合物中的磨粒中的、通过激光衍射散射法求出的粒度分布中,从微粒侧起累积颗粒质量达到总颗粒质量的90%时的颗粒的直径d90与达到全部颗粒的总颗粒质量的10%时的颗粒的直径d10之比(本说明书中、也简称为“d90/d10”)的下限优选1.3以上、更优选1.4以上、进一步优选1.5以上、更进一步优选1.6以上、更进一步优选1.7以上、更进一步优选1.8以上、更进一步优选1.9以上、更进一步优选2.0以上。特别是通过为1.8以上,从而侵蚀的抑制效果变明显。本发明的实施方式中,d90/d10的上限优选5.0以下、更优选4.0以下、进一步优选3.0以下、更进一步优选2.9以下、更进一步优选2.8以下、更进一步优选2.7以下、更进一步优选2.6以下、更进一步优选2.5以下、更进一步优选2.4以下、更进一步优选2.3以下、更进一步优选2.2以下。特别是通过为2.3以下或者2.2以下,从而侵蚀的抑制效果变明显。

本发明的实施方式中,前述磨粒在酸性区域中具有负的zeta电位。根据上述实施方式,可以提高对在酸性区域中具有正的zeta电位的研磨对象物的研磨速度。

本发明的实施方式中,磨粒的表面可以经修饰。这样的磨粒例如可以通过将铝、钛或锆等金属或者它们的氧化物与磨粒进行混合而掺杂于磨粒的表面、或将有机酸固定化于磨粒的表面从而得到。其中,优选的是,在表面固定化有机酸而成的磨粒。其中优选的是,将有机酸以化学的方式键合于表面的二氧化硅。如果为这样的形态,则在酸性区域中具有负的zeta电位。本发明的实施方式中,前述有机酸没有特别限制,可以举出磺酸、羧酸、磷酸等,优选磺酸。需要说明的是,表面固定有有机酸的二氧化硅是在二氧化硅的表面通过(根据情况借助连接体结构)共价键固定源自上述有机酸的酸性基团(例如磺基、羧基、磷酸基等)而成的。此处,连接体结构是指,夹设于二氧化硅的表面与有机酸之间的任意结构。由此,表面固定有有机酸的二氧化硅可以直接通过共价键将源自有机酸的酸性基团固定在二氧化硅的表面,也可以借助连接体结构通过共价键进行固定。将这些有机酸导入至二氧化硅表面的方法没有特别限制,有如下方法:以巯基、烷基等的状态导入至二氧化硅表面,之后,氧化为磺酸、羧酸的方法;以及,以上述有机酸基上键合有保护基的状态导入至二氧化硅表面,之后,使保护基离去的方法。

作为表面固定有有机酸的二氧化硅的具体的合成方法,只要使作为有机酸的一种的磺酸固定于二氧化硅的表面即可,例如可以利用“sulfonicacid-functionalizedsilicathroughquantitativeoxidationofthiolgroups”,chem.commun.246-247(2003)中记载的方法而进行。具体而言,使3-巯基丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的硅烷偶联剂与二氧化硅偶联后,用过氧化氢将巯基氧化,从而可以得到表面固定化有磺酸的二氧化硅。本发明的实施例的表面修饰了磺酸的胶体二氧化硅也同样地制造。

只要使羧酸固定于二氧化硅的表面即可,例如可以利用“novelsilanecouplingagentscontainingaphotolabile2-nitrobenzylesterforintroductionofacarboxygrouponthesurfaceofsilicagel”,chemistryletters,3,228-229(2000)中记载的方法而进行。具体而言,使包含光反应性2-硝基苄基酯的硅烷偶联剂与二氧化硅偶联后进行光照射,从而可以得到表面固定化有羧酸的二氧化硅。

本发明的实施方式中,磨粒的缔合度(平均二次粒径/平均一次粒径)优选1.6以上、更优选1.8以上。另外,本发明的实施方式中,磨粒的缔合度(平均二次粒径/平均一次粒径)优选4.5以下、更优选3.0以下、进一步优选2.7以下、更进一步优选2.6以下,可以为2.5以下,可以为2.4以下,可以为2.3以下,可以为2.2以下。此时,磨粒的平均一次粒径特别优选6nm以上。通过上述实施方式,可以有效地发挥本发明的效果。

本发明的实施方式中,研磨用组合物中的磨粒的含量的下限优选0.01质量%以上、更优选0.1质量%以上、进一步优选0.5质量%以上、更进一步优选1.0质量%以上、更进一步优选1.5质量%以上、更进一步优选1.8质量%以上。通过具有这样的下限,对氮化硅膜进行研磨的情况下,可以提高该氮化硅膜的研磨速度。

本发明的实施方式中,研磨用组合物中的磨粒的含量的上限优选30质量%以下、更优选10质量%以下、进一步优选5质量%以下、更进一步优选4质量%以下、更进一步优选3质量%以下、更进一步优选2.5质量%以下、更进一步优选2.2质量%以下。通过具有这样的上限,从而对氮化硅膜进行研磨的情况下,可以发挥氮化硅膜的适当的研磨速度。本发明的实施方式中,前述磨粒的含量为0.5~2.5质量%。根据上述实施方式,研磨用组合物中,包含适当的数量的磨粒,可以效率良好地发挥本发明的期望的效果。

(分散介质)

本发明的研磨用组合物为了分散构成研磨用组合物的各成分而使用分散介质。作为分散介质,考虑了有机溶剂、水,其中优选包含水。

从研磨对象物的污染、妨碍其他成分的作用的观点出发,优选尽量不含杂质的水。具体而言,优选用离子交换树脂去除杂质离子后通过过滤器将异物去除而得到的纯水、超纯水、或蒸馏水。

(ph调节剂)

本发明的实施方式中,特别是为了调节至酸性或碱性的区域,研磨用组合物中可以含有ph调节剂。

本发明中酸性区域是指ph低于7,优选ph6以下、更优选ph0.5~5、更优选ph1~4、进一步优选ph1.5~3.5。另外,本发明中中性区域是指ph7。另外,本发明中碱性区域是指ph超过7,优选ph9~13、更优选ph10~12。需要说明的是,本发明中的ph的值是指在实施例中记载的条件下测定的值。

本发明的实施方式中,研磨用组合物优选调节为酸性。通过上述实施方式,从而对氮化硅膜进行研磨的情况下,可以提高该氮化硅膜的研磨速度。

作为用于调节至酸性的区域的ph调节剂的具体例,可以为无机化合物和有机化合物,均可,例如可以举出:硫酸、硝酸、硼酸、碳酸、次磷酸、亚磷酸和磷酸等无机酸;柠檬酸、甲酸、乙酸、丙酸、苯甲酸、水杨酸、甘油酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸、邻苯二甲酸、苹果酸、酒石酸、和乳酸等羧酸、以及甲磺酸、乙磺酸和羟乙基磺酸等有机硫酸等有机酸等。另外,上述酸中二元以上的酸(例如硫酸、碳酸、磷酸、草酸等)的情况下,只要能释放1个以上的质子(h+),就可以为盐的状态。具体而言,例如优选碳酸氢铵、磷酸氢铵(抗衡阳离子的种类基本上任意,优选弱碱的阳离子(铵、三乙醇胺等))。

作为用于调节至碱性的区域的ph调节剂的具体例,可以为无机化合物和有机化合物,均可,可以举出碱金属的氢氧化物或其盐、季铵、氢氧化季铵或其盐、氨、胺等。

作为碱金属的具体例,可以举出钾、钠等。作为盐的具体例,可以举出碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、乙酸盐等。

作为季铵的具体例,可以举出四甲基铵、四乙基铵、四丁基铵等。

作为氢氧化季铵或其盐,可以举出氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四丁基铵等作为具体例。

(其他成分)

本发明中,研磨用组合物在不妨碍本发明的效果的范围内可以根据需要进而含有氧化剂、螯合剂、水溶性高分子、表面活性剂、防腐剂、或防霉剂等研磨用组合物中能使用的公知的添加剂。其中,根据本发明的实施方式,研磨用组合物实质上不含氧化剂。根据上述实施方式,对氮化硅膜进行研磨的情况下,可以提高该氮化硅膜的研磨速度。需要说明的是,“实质上不含”除研磨用组合物中完全不含的概念之外,还包括在研磨用组合物中包含0.1质量%以下的情况。

(研磨对象物)

本发明的实施方式中,研磨对象物优选包含选自氧化硅膜、氮化硅膜、多晶硅膜、氮化钛膜和单晶硅中的至少1种膜。上述实施方式中,可以效率良好地发挥本发明的期望的效果。本发明的实施方式中,氧化硅膜优选源自teos(原硅酸四乙酯)。

本发明的实施方式中,优选将本发明的研磨用组合物用于包含氮化硅膜;以及,氧化硅膜和多晶硅膜中的至少一者的研磨对象物。由此,本发明的优选的实施方式中,前述研磨对象物包含:氮化硅膜;以及,氧化硅膜和多晶硅膜中的至少一者。上述实施方式中,具有可以加快氮化硅膜相对于氧化硅膜和多晶硅膜中的至少一者的研磨速度的技术效果。本发明的研磨用组合物中,作为磨粒,使用使平均一次粒径为特定的粒径以下者,使用研磨用组合物中的粗大颗粒为特定的数量以下者。通过磨粒的平均一次粒径特别是为15nm以下、11nm以下、10nm以下、9nm以下或者8nm以下,从而可以明显加快氮化硅膜相对于氧化硅膜和多晶硅膜中的至少一者的研磨速度。另外,特别是研磨用组合物中,粗大颗粒为3230个以下、3000个以下、2800个以下、2500个以下、2400个以下、2300个以下或者2200个以下(根据情况为1500个以上或者2000个以上),从而可以明显加快氮化硅膜相对于氧化硅膜和多晶硅膜中的至少一者的研磨速度,也实现侵蚀抑制。上述实施方式中,发现了如下令人惊奇的效果:在研磨用组合物中,即使不添加另外的添加剂,通过调整磨粒的平均一次粒径、粗大颗粒的数量,也实现选择比的控制和侵蚀抑制。

本发明的实施方式中,研磨用组合物中,可以添加另外的添加剂。作为该添加剂,水溶性添加剂是适合的。作为水溶性添加剂,阳离子性高分子、阴离子性高分子、非离子性高分子、阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、糖醇等是适合的。它们可以使用1种,也可以将2种以上组合而使用。它们可以成为盐的形态。

作为这些添加剂的具体例,例如选自由阴离子改性聚乙烯醇、月桂基硫酸或其盐(例如钠盐)、poe烯丙基苯基醚磷酸酯或其盐(例如胺盐)、山梨糖醇、月桂基二甲基胺n-氧化物、萘磺酸甲醛缩合物、聚(甲基)丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、糊精、聚乙烯醇(pva)、poe山梨糖醇酐单油酸酯和聚甘油组成的组中的至少1种是适合的。

本发明的实施方式中,使用高分子(也包括糖醇的高分子)作为水溶性添加剂时的重均分子量的下限优选依次为1000以上、1100以上、1200以上、1300以上、1350以上、1400以上、1450以上。另外,上限优选依次为1000万以下、500万以下、200万以下、100万以下、50万以下、10万以下、1万以下、5000以下、2500以下、2000以下、1800以下、1600以下。重均分子量的测定方法依据实施例记载的方法。本发明的实施方式中,使用的是,不是表面活性剂、且不是高分子的糖醇作为水溶性添加剂时的分子量通常低于1000。

(研磨用组合物的制造方法)

本发明的一方式的研磨用组合物的制造方法具备如下工序:将磨粒和分散介质进行混合,前述磨粒的平均一次粒径为40nm以下,前述磨粒中粒径0.2~1600μm的粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下。更具体而言,例如具备如下工序:将前述磨粒、和根据需要的其他成分在前述分散介质中进行搅拌混合。将各成分混合时的温度没有特别限制,优选10~40℃,为了提高溶解速度,也可以进行加热。另外,混合时间也没有特别限制。

本发明的实施方式中,对于使磨粒的平均一次粒径为40nm以下、使前述磨粒中粒径0.2~1600μm的粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下的方法也没有特别限制,例如可以通过如下方法达成:用过滤精度为0.2μm、滤材和芯为聚丙烯制的深度型过滤器进行过滤。作为前述过滤器,例如rokitechnoco.,ltd.制的254l-slf-002ef等是适合的。根据本发明的一实施方式,制作本发明的一方式的研磨用组合物时,也可以包括如下确认工序:确认粗大颗粒是否成为规定的数值(或者规定的数值范围)。

(研磨方法)

本发明中,还提供一种研磨方法,所述研磨方法使用前述研磨用组合物,或通过前述制造方法得到研磨用组合物,使用该研磨用组合物,对研磨对象物进行研磨。

作为研磨装置,可以使用如下一般的研磨装置:安装有用于保持具有研磨对象物的基板等的支架和能变更转速的马达等,且具有能粘附研磨垫(研磨布)的研磨平板。

作为前述研磨垫,可以没有特别限制地使用一般的无纺布、聚氨酯和多孔氟树脂等。优选对研磨垫实施槽加工以使留住研磨用组合物。

对研磨条件也没有特别限制,例如,研磨平板的转速优选10~500rpm,载体转速优选10~500rpm,对具有研磨对象物的基板施加的压力(研磨压力)优选0.1~10psi。向研磨垫供给研磨用组合物的方法也没有特别限制,例如采用用泵等连续地进行供给的方法。对其供给量没有限制,优选研磨垫的表面经常被本发明的研磨用组合物所覆盖的量。

(半导体基板的制造方法)

本发明中还提供一种半导体基板的制造方法,其具备上述研磨方法。本发明的半导体基板的制造方法具备上述研磨方法,因此,可以制作高度差性能提高、即实现了高的平坦性的半导体基板。

对本发明的实施方式详细进行说明,但其为说明性的且为示例性的,没有限定,显而易见的是,本发明的保护范围应由所附的权利要求书来解释。

1.一种研磨用组合物,其为用于对研磨对象物进行研磨的研磨用组合物,其包含磨粒和分散介质,前述磨粒的平均一次粒径为40nm以下,前述磨粒中的粒径0.2~1600μm的粗大颗粒在前述研磨用组合物每1cm3中为20000个以下。

2.根据1.中记载的研磨用组合物,其中,前述磨粒的平均一次粒径为15nm以下。

3.根据1.中记载的研磨用组合物,其中,前述磨粒的平均一次粒径为11nm以下。

4.根据1.~3.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述磨粒的d90/d10为2.2以下。

5.根据1.~4.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述磨粒的含量为0.5~2.5质量%。

6.根据1.~5.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述磨粒在酸性区域中具有负的zeta电位。

7.根据1.~6.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述磨粒为表面固定化有机酸而成的磨粒。

8.根据1.~7.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述磨粒的缔合度为2.3以下。

9.根据1.~8.中的任一项所述的研磨用组合物,其ph为1~4。

10.根据1.~9.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,实质上不含氧化剂。

11.根据1.~10.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述研磨对象物包含选自氧化硅膜、氮化硅膜、多晶硅膜、氮化钛膜和单晶硅中的至少1种的膜。

12.根据1.~11.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,前述研磨对象物包含:氮化硅膜;以及,氧化硅膜和多晶硅膜中的至少一者。

13.根据1.~12.中的任一项所述的研磨用组合物,其中,进一步包含:选自由阳离子性高分子、阴离子性高分子、非离子性高分子、阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂和糖醇组成的组中的至少1种添加剂。

14.一种研磨方法,其具备:使用1.~13.中的任一项所述的研磨用组合物,对研磨对象物进行研磨。

15.一种半导体基板的制造方法,其具备14.中记载的研磨方法。

实施例

利用以下的实施例和比较例,对本发明进一步详细进行说明。但是,本发明的保护范围应当不仅限定于以下的实施例。另外,下述实施例中,只要没有特别说明,操作就在室温(25℃)/相对湿度40~50%rh的条件下进行。

<研磨用组合物的制造>

(实施例1~18、比较例1~4)

将为表1、表2中记载的平均一次粒径、平均二次粒径、d90/d10、粗大颗粒数的磨粒;作为ph调节剂的马来酸;以及,(根据实施例、比较例)添加剂以磨粒浓度成为2质量%、且ph成为2的方式,在分散介质(纯水)中进行混合,从而制备(混合温度:约25℃、混合时间:约10分钟)。添加剂的含量在研磨用组合物1kg中为0.05g(其中,使用山梨糖醇作为添加剂的情况下,为2g)。另外,①、②表示放入2种添加剂。需要说明的是,重均分子量如下:作为通过凝胶渗透色谱法(gpc)测定而得到的聚甲基丙烯酸甲酯换算值,从而得到重均分子量(mw)。

需要说明的是,实施例1、2、6~18、比较例3、4中使用的磨粒为表面修饰了磺酸的胶体二氧化硅,实施例3~5、比较例1、2中使用的磨粒为未经表面修饰的胶体二氧化硅。

需要说明的是,磨粒的平均一次粒径是由使用micromeritex公司制的“flowsorbii2300”测定的基于bet法的磨粒的比表面积、和磨粒的密度算出的。另外,磨粒的平均二次粒径通过使用microtrac公司制的“upa-ut151”测定的动态光散射法而算出。

另外,研磨用组合物(液温:25℃)的ph通过ph计(株式会社堀场制作所制型号:laqua)而确认。

另外,粗大颗粒(粒径0.2μm以上且1600μm以下)的数量如以下测定。

[测定机·测定条件]

(测定机)

液中粒子测定器(ks-41b:rion株式会社制)

(条件)

·datacorrectiontime(数据校正时间):60秒

·sampledilutiontarget(样品稀释目标):2000count(计数)/ml

·sampleflowrate(样品流速):10ml/分钟。

<研磨性能评价>

作为研磨对象物,准备:

·200mm晶圆(teos(氧化硅膜))、

·200mm晶圆(sin(氮化硅膜)),

使用上述中得到的研磨用组合物,在以下的研磨条件下对各晶圆进行研磨,测定研磨速率。而且算出选择比。此处,teos是指原硅酸四乙酯,氧化硅膜表示源自原硅酸四乙酯的氧化硅膜。

(研磨条件)

研磨机:200mm晶圆用cmp单面研磨机(mirra:amat公司制)

研磨垫:硬质发泡聚氨酯制垫(ic1010:r&h公司制)

压力:3psi(约20.7kpa)

滚筒(平板)转速:90rpm

头(载体)转速:87rpm

研磨用组合物的流量:130ml/分钟

研磨时间:1分钟。

(研磨速率)

研磨速率(removalrate;r.r.)通过以下的式子而计算。

膜厚通过光干渉式膜厚测定装置(kla-tencor(kla)株式会社制型号:aset)而求出,其差除以研磨时间从而进行评价。将结果示于表1、表2。

(选择比)

算出sin(氮化硅膜)的研磨速率(/分钟)除以teos(氧化硅膜)的研磨速率(/分钟)而得到的值,作为选择比。将结果示于表1、表2。

(侵蚀)

在上述研磨条件下,对具有由氮化硅形成的部分、和由高密度等离子体cvd氧化硅形成的部分的直径200mm的氮化硅/hdp图案晶片(与以下的sin/p-teos图案晶圆相同)进行研磨。对于研磨后的图案晶片,在宽0.25μm的氮化硅部分以0.25μm间隔形成的区域中,用原子力显微镜,测定侵蚀将结果示于表1。

更详细而言,如以下所述。

对于侵蚀,对具有以下构成的8英寸sin/hdp图案晶圆进行研磨,对于图案的凸部,切去sin层直至hdp层露出的时刻,在晶圆上形成由hdp和sin形成的图案面。对于该研磨条件,如上述。

〔8英寸sin/p-teos图案晶圆〕

规格

第1层:sin厚度(有图案、图案与第1层对应、高度差)

第2层:hdp厚度(有图案、高度差)

第3层:bare-si。

需要说明的是,上述中第1层相当于研磨面侧。

接着,对于所得图案面,针对线和空间为0.25μm/0.25μm的部分,将无布线的部分的hdp部分作为基准高度,将与布线上的hdp部分的高度差的高度之差x作为侵蚀,使用afm(原子力显微镜)(afmwa1300日立建机finetech株式会社制)进行测定。

(划痕)

在测定划痕前,进行清洗处理工序。具体而言,如以下所述。

使用0.05%左右的氨水,通过边用作为清洗刷的聚乙烯醇(pva)制海绵施加压力,边在下述条件下涂抹各经研磨的研磨对象物的清洗方法,将各经研磨的研磨对象物进行清洗。

清洗装置一体型研磨装置:appliedmaterials,inc.制mirramesa

清洗刷转速:100rpm

经研磨的研磨对象物转速:50rpm

后清洗处理用组合物的种类:水(去离子水)

后清洗处理用组合物供给量:1000ml/分钟

清洗时间:60秒。

[划痕数的评价]

对于进行了上述清洗处理后的经研磨的研磨对象物,通过使用株式会社日立制作所制reviewsemrs6000的sem观察测定划痕的数量。首先,利用sem观察,取样去除了距离经研磨的研磨对象物的单面的外周端部宽5mm的部分(将外周端部设为0mm时,从宽0mm至宽5mm的部分)的剩余的部分中存在的缺陷100个。接着,从取样了的100个缺陷中,利用sem观察,以目视判定粒子残渣,确认其个数,从而算出缺陷中的粒子残渣的比率(%)。然后,将上述缺陷数的评价中用klatencor公司制sp-2测定的0.13μm以上的缺陷数(个)、与通过前述sem观察结果算出的缺陷中的划痕的比率(%)之积作为划痕数(个)而算出。

[表1]

[表2]

本申请基于2018年3月7日申请的日本专利申请号第2018-041108号,将其公开的内容其整体作为参照引入至本说明书中。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1