专利名称：化学机械研磨用水系分散体及利用其的化学机械研磨方法
技术领域：
本发明涉及化学机械研磨用水系分散体及利用其的化学机械研磨方法。
背景技术：
以往的实际情况是能够在硅氧化膜、聚硅膜的化学机械研磨(以下也称为“CMP”)中达到实用的研磨速度的化学机械研磨用水系分散体很常见，但另一方面，能够在硅氮化膜的CMP中达到实用的研磨速度的化学机械研磨用水系分散体几乎不存在。由于这样的实际情况，因而利用将硅氮化膜形成阻挡层卜y ^ 一)、通过CMP除去在该硅氮化膜上形成的硅氧化膜的方法。然后，最终需要对作为阻挡层的硅氮化膜也进行除去。作为除去硅氮化膜的方法，以往采用利用热磷酸进行蚀刻处理的方法。但是，由于该方法以时间来控制蚀刻处理，因此，有时产生硅氮化膜的残膜、或对硅氮化膜的下层造成 损伤。于是，对于硅氮化膜也希望利用CMP来除去的方法。为了利用CMP来选择性地除去硅氮化膜，必需使相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度比(以下也称为“选择比”)充分地增大。如下所示地提出了几种具备这样的特性的化学机械研磨用水系分散体。例如，在日本特开平11-176773号公报中公开了利用含有磷酸或者磷酸衍生物和粒径为IOnm以下的二氧化硅的研磨液来对硅氮化膜选择性地进行研磨的方法。在日本特开2004-214667号公报中公开了利用含有磷酸、硝酸、氢氟酸、且将pH调节为I 5的研磨液来对硅氮化膜进行研磨的方法。在日本特开2006-120728号公报中公开了含有抑制蚀刻作用的酸性添加剂、可以选择性地研磨硅氮化膜的研磨液。
发明内容
但是，上述在日本特开平11-176773号公报和日本特开2004-214667号公报中记载的化学机械研磨用水系分散体中，虽然选择比是可以令人满意的水平，但储藏稳定性差，因此，难以在产业上利用。另一方面,上述在日本特开2006-120728号公报中记载的化学机械研磨用水系分散体中，为了在硅氮化膜的CMP时达到实用的研磨速度，因此需要5psi左右的高研磨压这点，在显示出高选择比的PH区域中研磨液的储藏稳定性差，因此存在储存期的问题、由凝聚的磨粒导致的划痕等问题。于是，本发明所涉及的几个方式是通过解决上述课题而提供不需要高研磨压、能够使相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度比充分地增大、并且储藏稳定性良好的化学机械研磨用水系分散体、以及利用其的化学机械研磨方法。本发明是为了解决上述课题的至少一部分而进行的，能够以以下方式或者适用例的形式来实现。[适用例I]本发明所涉及的化学机械研磨用水系分散体的一个方式，其特征在于，含有
(A)具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子，和(B)酸性化合物。[适用例2]在适用例I中，上述(B)酸性化合物可以是有机酸。[适用例3]在适用例I或者适用例2中，pH可以为I 6。[适用例4]在适用例3中，化学机械研磨用水系分散体中的上述(A) 二氧化硅粒子的电动电位可以为_20mV以下。 [适用例5]在适用例I 适用例4中的任一例中，在采用动态光散射法测定时，上述(A) 二氧化娃粒子的平均粒径可以为15nm lOOnm。[适用例6]在适用例I 适用例5中的任一例中记载的化学机械研磨用水系分散体可以用于研磨构成半导体装置的多块基板之中在化学机械研磨时带有正电荷的基板。[适用例7]在适用例6中，上述带有正电荷的基板可以为硅氮化膜。[适用例8]本发明所涉及的化学机械研磨方法的一个方式，其特征在于，利用在适用例I 适用例7中的任一例中记载的化学机械研磨用水系分散体，对构成半导体装置的多块基板之中在化学机械研磨时带有正电荷的基板进行研磨。已知在构成半导体装置的基板之中硅氮化物的表面在化学机械研磨时带有正电荷，硅氧化物的表面在化学机械研磨时带有负电荷。因此，利用本发明所涉及的化学机械研磨用水系分散体，由于(A)具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子的表面带有负电荷，因此，可以在化学机械研磨时对带有正电荷的基板(例如，硅氮化膜)选择性地进行研磨。进而，通过与(B)酸性化合物的协同效果，尤其可以使相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度比更加增大。另外，本发明所涉及的化学机械研磨用水系分散体在将硅氮化膜形成阻挡层、利用CMP硅氧化膜相对于硅氮化膜凹陷这样的半导体装置中，可以尤其在研磨除去硅氮化膜的用途中发挥效果。
图I是模式地表示适于本实施方式所涉及的化学机械研磨方法的使用的被处理体的截面图。图2是模式地表示第I研磨工序完成时的被处理体的截面图。图3是模式地表示第2研磨工序完成时的被处理体的截面图。图4是模式地表示化学机械研磨装置的立体图。图5是模式地表示在实验例中使用的被处理体的截面图。图6是模式地表示预备研磨完成时的被处理体的截面图。
图7是模式地表示正式研磨完成时的被处理体的截面图。
具体实施例方式下面，对本发明所涉及的优选的实施方式进行详细地说明。此外，本发明不限定于下述实施方式，也包括在不变更本发明主旨的范围中实施的各种变形例。I.化学机械研磨用水系分散体本发明的一个实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体其特征在于，含有(A)具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子(以下也简称为“(A) 二氧化硅粒子”)、和(B)酸性化合物。下面对本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体所含有的各成分进行详细地说明。I. I. (A) 二氧化硅粒子 本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体含有(A)具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子作为磨粒。即，在本实施方式中使用的二氧化硅粒子是在其表面介由共价键将选自磺基及其盐中的至少I种官能团固定在表面上的二氧化硅粒子，不包括具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的化合物物理地或者离子地吸附在其表面这样的二氧化硅粒子。另外，在本发明中，所谓“磺基的盐”是指用金属离子、铵离子等阳离子取代磺基(-SO3H)所含有的氢离子而得到的官能团。在本实施方式中使用的二氧化硅粒子可以如下地制造。首先，准备二氧化硅粒子。作为二氧化硅粒子，例如可以举出气相二氧化硅、胶态二氧化硅等，但从减少划痕等研磨缺陷的观点考虑，优选胶态二氧化硅。胶态二氧化硅可以使用通过例如在日本特开2003-109921号公报等中记载的公知的方法制造成的胶态二氧化硅。通过对这样的二氧化硅粒子的表面进行修饰，可以制造能在本实施方式中使用的(A)具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子。以下例示了对二氧化硅粒子的表面进行修饰的方法，但本发明不受到该具体例的任何限定。二氧化硅粒子表面的修饰可以应用在日本特开2010-269985号公报、J. Ind. Eng.Chem. ,Vol. 12, No. 6，(2006)911-917等中记载的公知的方法。例如可以通过在酸性介质中将上述二氧化硅粒子与含有巯基的硅烷偶联剂充分地搅拌，从而使含有巯基的硅烷偶联剂共价键合在上述二氧化硅粒子的表面来实现。作为含有巯基的硅烷偶联剂，例如可以举出3~疏基丙基甲基_■甲氧基娃烧、3-疏基丙基二甲氧基娃烧等。接着，通过进一步适量添加过氧化氢并充分放置，可以获得具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子。(A) 二氧化硅粒子的平均粒径可以采用动态光散射法测定本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体而获得。该情况下，(A) 二氧化硅粒子的平均粒径优选为15nm IOOnm,更优选为30nm 70nm。如果(A) 二氧化娃粒子的平均粒径为上述范围，则有时能够达到实用的研磨速度。进而硅氧化膜的研磨速度具有能够抑制的趋势。作为根据动态光散射法的粒径测定装置，可以举出Beckman Coulter公司制的纳米粒子分析仪“DelsaNanoS”、Malvern公司制的“Zetasizer nano zs”等。此外,采用动态光散射法测定的平均粒径表示多个一次粒子凝聚形成的二次粒子的平均粒径。化学机械研磨用水系分散体的pH为I 6时，(A) 二氧化硅粒子的电动电位在化学机械研磨用水系分散体中是负电位，优选其负电位为_20mV以下。如果负电位为_20mV以下，则通过粒子间的静电斥力而有效地防止粒子彼此的凝聚、并且有时可以选择性地研磨在化学机械研磨时带有正电荷的基板。此外，作为电动电位测定装置，可以举出大塚电子株式会社制的“ELSZ-1”、Malvern公司制的“Zetasizer nano zs”等。(A) 二氧化娃粒子的电动电位可以通过增减上述含有巯基的硅烷偶联剂的添加量来适当调整。相对于化学机械研磨用水系分散体的总质量，(A) 二氧化硅粒子的含量优选为I质量％ 10质量％,更优选为2质量％ 8质量％,特别优选为3质量％ 6质量％。I. 2. (B)酸性化合物本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体含有(B)酸性化合物。作为(B)酸性化合物，可以举出有机酸和无机酸。因此，本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以使用选自有机酸和无机酸中的至少I种。(B)酸性化合物由于与(A) 二氧化硅粒子的协同效果而发挥着尤其使硅氮化膜的研磨速度增大的作用效果。 作为有机酸，没有特别限制，例如可以举出丙二酸、马来酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、乳酸等及它们的盐。作为无机酸，没有特别限制，例如可以举出磷酸、硫酸、盐酸、硝酸等及它们的盐。上述例示的(B)酸性化合物可以单独使用I种，也可以将2种以上组合使用。作为(B)酸性化合物，在研磨硅氮化膜的用途中，优选有机酸，更优选酒石酸、苹果酸、柠檬酸，特别优选酒石酸。上述例示的酒石酸、苹果酸和柠檬酸在分子内具有2个以上羧基和I个以上羟基。由于该羟基能够与在硅氮化膜中存在的氮素原子形成氢键，因此，在硅氮化膜的表面上存在大量上述例示的有机酸。由此，通过上述例示的有机酸中的羧基发挥蚀刻作用，可以使硅氮化膜的研磨速度增大。如上所述，通过使用上述例示的酒石酸、苹果酸、柠檬酸作为(B)酸性化合物，可以使对于硅氮化膜的研磨速度更加增大。相对于化学机械研磨用水系分散体的总质量，(B)酸性化合物的含量优选为O. I质量％ 5质量％，更优选为O. 2质量％ I质量％，特别优选为O. 2质量％ O. 5质量％。I. 3.分散介质本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体含有分散介质。作为分散介质，可以举出水、水和醇的混合介质、含有水和与水具有相溶性的有机溶剂的混合介质等。这些之中，优选使用水、水和醇的混合介质，更优选使用水。I. 4.其它添加剂本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以进一步根据需要地添加表面活性剂、水溶性高分子、防蚀剂、PH调节剂等添加剂。下面，对各添加剂进行说明。1.4.1.表面活性剂本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以进一步根据需要地添加表面活性剂。表面活性剂具有对化学机械研磨用水系分散体赋予适度的粘性的效果。优选制备成化学机械研磨用水系分散体的粘度在25°C下为大于等于O. 5mPa · s且小于IOmPa · S。作为表面活性剂，没有特别限制，可以举出阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂等。作为阴离子性表面活性剂，例如可以举出脂肪酸皂、烷基醚羧酸盐等羧酸盐；烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、α-烯烃磺酸盐等磺酸盐；高级醇硫酸酯盐、烷基醚硫酸盐、聚氧乙稀烧基苯基酿硫酸盐等硫酸盐；烧基憐酸酷等憐酸酷盐；全氣烧基化合物等含氣系表面活性剂等。作为阳离子性表面活性剂，例如可以举出脂肪族胺盐、脂肪族铵盐等。作为非离子性表面活性剂，例如可以举出炔属甘醇、炔属甘醇环氧乙烷加成物、炔属醇等具有三键的非离子性表面活性剂；聚乙二醇型表面活性剂等。另外，也可以使用聚乙烯醇、环糊精、聚乙烯基甲基醚、羟乙基纤维素等。上述例示的表面活性剂之中，优选烷基苯磺酸盐，更优选十二烷基苯磺酸钾、十二烷基苯磺酸铵。这些表面活性剂可以单独使用I种，也可以将2种以上组合使用。相对于化学机械研磨用水系分散体的总质量，表面活性剂的含量优选为O. 001质 量％ 5质量％，更优选为O. 01质量％ O. 5质量％，特别优选为O. 05质量％ O. 2质量％。I. 4. 2.水溶性高分子本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以进一步根据需要地添加水溶性高分子。水溶性高分子具有吸附在硅氮化膜的表面上并使研磨摩擦减少的效果。通过该效果，可以减少硅氮化膜发生凹陷。作为水溶性高分子，可以举出聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、羟乙基纤维素等。水溶性高分子的含量可以调整成化学机械研磨用水系分散体的粘度低于IOmPa · S。1.4.3.防蚀剂本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以进一步根据需要而添加防蚀剂。作为防蚀剂，例如可以举出苯并三唑及其衍生物。在此，所谓苯并三唑衍生物是指将苯并三唑具有的I个或者2个以上氢原子用例如羧基、甲基、氨基、羟基等进行取代而得到的化合物。作为苯并三唑衍生物，可以举出4-羧基苯并三唑及其盐、7-羧基苯并三唑及其盐、苯并三唑丁酯、I-羟基甲基苯并三唑或者I-羟基苯并三唑等。相对于化学机械研磨用水系分散体的总质量，防蚀剂的添加量优选为I质量％以下，更优选为O. 001质量％ O. I质量％。I. 4. 4. pH 调节剂本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以进一步根据需要而添加pH调节剂。作为PH调节剂，例如可以举出氢氧化钾、乙二胺、TMAH (四甲基氢氧化铵)、氨等碱性化合物。本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体如上所述地含有(B)酸性化合物，因此，通常可以利用上述例示的碱性化合物来进行pH的调节。I. 5. pH本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体的pH没有特别限制，但优选为I 6，更优选为2 4。如果pH处于上述范围，则可以使硅氮化膜的研磨速度更加增大，另一方面，可以使硅氧化膜的研磨速度更加减小。其结果可以选择地研磨硅氮化膜。进而，如果pH为2 4，则化学机械研磨用水系分散体的储藏稳定性良好，因而更优选。I. 6.用途
本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以作为用于对主要构成半导体装置的多块基板之中在化学机械研磨时带有正电荷的基板进行研磨的研磨材使用。作为在化学机械研磨时带有正电荷的代表性基板，可以举出硅氮化膜、掺杂的聚硅等。本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体尤其适于这些之中研磨硅氮化膜的用途。此外，可以说对于本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体的相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度比，在相同的研磨条件下各自研磨硅氧化膜、硅氮化膜时，优选[硅氮化膜的研磨速度/硅氧化膜的研磨速度]的值为3以上，更优选为4以上。I. 7.化学机械研磨用水系分散体的制备方法本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体可以通过使上述各成分溶解或者分散在水等分散介质中来制备。使其溶解或者分散的方法没有特别限制，只要可以均匀地溶解或者分散，则任何方法均可以应用。另外，对于上述各成分的混合顺序、混合方法也没有特别限制。另外，本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体也可以制备成浓缩型的原液，并在使用时用水等分散介质进行稀释而使用。2.化学机械研磨方法本实施方式所涉及的化学机械研磨方法其特征在于，利用上述本发明所涉及的化学机械研磨用水系分散体对构成半导体装置的多块基板之中在化学机械研磨时带有正电荷的基板(例如，硅氮化膜)进行研磨。下面，利用附图对本实施方式所涉及的化学机械研磨方法的一个具体例进行详细地说明。2. I.被处理体图I是模式地表示适于本实施方式所涉及的化学机械研磨方法的使用的被处理体的截面图。被处理体100可以经过以下的工序(I) (4)来形成。(I)首先，准备硅基板10。在硅基板10上可以形成(没有图示出)晶体管等功能设备。(2)接着，采用CVD法或者热氧化法在硅基板10上形成第I氧化硅膜12。进一步采用CVD法在第I硅氧化膜12上形成硅氮化膜14。(3)接着，将硅氮化膜14图案化。将其作为掩膜，应用光刻法或者蚀刻法形成沟道20。(4)接着，采用高密度等离子体CVD法使第2硅氧化膜16堆积以填充沟道20，从而获得被处理体100。2. 2.化学机械研磨方法2. 2. I.第I研磨工序首先，为了除去堆积在图I所示的被处理体100的硅氮化膜14上的第2硅氧化膜16，利用硅氧化膜的选择比大的化学机械研磨用水系分散体进行第I研磨工序。图2是模式地表示第I研磨工序完成时的被处理体的截面图。在第I研磨工序中，硅氮化膜14形成阻挡层，可以在硅氮化膜14的表面停止研磨。此时，在填充有氧化硅的沟道20中产生凹陷。由此，如图2所示，剩下硅氮化膜14，但在硅氮化膜14上常常残留第2硅氧化膜16的研磨残渣。该研磨残渣有时对之后的硅氮化膜14的研磨造成影响。2. 2. 2.第2研磨工序
接着，为了除去图2所示的硅氮化膜14，利用上述本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体进行第2研磨工序。图3是模式地表示第2研磨工序完成时的被处理体的截面图。对于本实施方式所涉及的化学机械研磨用水系分散体，由于相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度充分地大，硅氧化膜的研磨速度不极端地低，所以可以不受到硅氧化膜的研磨残渣的影响，顺利地研磨除去硅氮化膜14。这样可以获得图3所示的在沟道20中嵌入氧化硅的半导体装置。本实施方式所涉及的化学机械研磨方法可以用于例如沟道分离(STI)等。2. 3.化学机械研磨装置在上述第I研磨工序和第2研磨工序中可以使用例如图4所示的化学机械研磨装置200。图4是模式地表示化学机械研磨装置200的立体图。各研磨工序通过如下方式进行一边由浆料供给喷嘴42供给浆料(化学机械研磨用水系分散体)44且使粘贴有研磨布46的转台48旋转,一边使保持半导体基板50的支座头(carrier head)52抵接。此外,在图4中也一并示出了水供给喷嘴54和修整器56。
支座头52的推压力可以在10 1，OOOhPa的范围内进行选择，优选为30 500hPa。另外，转台48和支座头52的转速可以在10 400rpm的范围内进行适当选择，优选为30 150rpm。由浆料供给喷嘴42供给的浆料(化学机械研磨用水系分散体)44的流量可以在10 1，OOOmL/分钟的范围内进行选择，优选为50 400mL/分钟。作为市售的研磨装置，例如可以举出株式会社荏原制作所制的型号“EP0-112”、“EP0-222” ；Lapmaster SFT 公司制的型号 “LGP-510”、“LGP_552” ;Applied Material 公司制的型号 “Mirra”、“Reflexion” 等。3.实施例下面，通过实施例来说明本发明，但本发明不限定于这些实施例。3. I.含有胶态二氧化硅的水分散体的制备在容量为2000cm3的烧瓶中加入25质量％浓度的氨水70g、离子交换水40g、乙醇175g和四乙氧基硅烷21g，边在180rpm下搅拌边升温到60°C。保持60°C搅拌I小时后冷却，从而获得胶态二氧化硅/醇分散体。接着，利用蒸发器，进行边在80°C下在该分散体中添加离子交换水边除去醇组分的操作，将此操作重复数次，从而除去分散体中的醇，制备出固体成分浓度为15%的水分散体。对于取出该水分散体的一部分用离子交换水稀释得到的试样，利用动态光散射式粒径测定装置(株式会社堀场制作所制，型号“LB550”)测定算术平均径作为平均粒径，结果为35nm。其它平均粒径(10nm、50nm、70nm、130nm)的胶态二氧化娃水分散体通过采用与上
述方法相同的方法适当调整四乙氧基硅烷的添加量和搅拌时间来制作。此外，在表中，将按上述方式得到的通常含有胶态二氧化硅的水分散体称为“二氧化硅类型B”。3.2.含有磺基修饰胶态二氧化硅的水分散体的制备在离子交换水50g中加入乙酸5g，边搅拌边进一步缓慢地滴加含有巯基的硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制，商品名“KBE803”)5g。30分钟后，添加在“3. I.含有胶态二氧化硅的水分散体的制备”中制备的水分散体lOOOg，进一步继续搅拌I小时。之后，力口入31%过氧化氢水200g，在室温下放置48小时，由此获得具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的胶态二氧化硅。对于取出该水分散体的一部分用离子交换水稀释得到的试样，利用动态光散射式粒径测定装置(株式会社堀场制作所制，型号“LB550”)测定算术平均径作为平均粒径，结果为35nm。对于其它平均粒径(10nm、50nm、70nm、130nm)的胶态二氧化娃水分散体，也可以与
上述方法同样地用磺基修饰胶态二氧化硅的表面。对于上述以外的磺基修饰胶态二氧化硅水分散体的平均粒径也与上述方法同样地进行测定，结果不能确认平均粒径的增减。此外，在表中，将按上述方式得到的含有磺基修饰胶态二氧化硅的水分散体称为
“二氧化硅类型A”。3.3.化学机械研磨用水系分散体的制备 将规定量的在“3. 2.含有磺基修饰胶态二氧化硅的水分散体的制备”中制备的水分散体加入到容量为IOOOcm3的聚乙烯制的瓶中，以达到表记载的含量的方式向其中分别添加表记载的酸性物质,并充分搅拌。之后,边搅拌边加入离子交换水,调节成规定的二氧化硅浓度后，进一步使用氨使其为表中记载的规定的pH。之后，用孔径为5 μ m的过滤器过滤，从而获得实施例I 10和比较例I 5的化学机械研磨用水系分散体。对于得到的化学机械研磨用水系分散体，利用电动电位测定装置(大塚电子株式会社制，型号“ELSZ-1”)测定磺基修饰胶态二氧化硅的电动电位。将其结果一并示于表I和表2。3.4.化学机械研磨试验利用在“3. 3.化学机械研磨用水系分散体的制备”中制备的化学机械研磨用水系分散体，将带有直径为8英寸的硅氮化膜或者硅氧化膜的硅基板作为被研磨体，在下述的研磨条件I下对各自的膜进行化学机械研磨。<研磨条件1>·研磨装置株式会社荏原制作所制，型号“EP0-112”·研磨垫片RodeI · Nitta 株式会社制，“IC1000/ K -Groove”·化学机械研磨用水系分散体供给速度200mL/分钟 平台转速90rpm 研磨头转速90rpm 研磨头推压力140hPa3.4. I.研磨速度的计算对各个作为被研磨体的带有直径为8英寸的硅氮化膜或者硅氧化膜的基板，利用NANOMETRICS JAPAN株式会社制的光干涉式膜厚计“NanoSpec 6100”预先测定研磨前的膜厚，在上述条件下进行I分钟研磨。同样地利用光干涉式膜厚计测定研磨后的被研磨体的膜厚，并求得研磨前与研磨后的膜厚差，即由化学机械研磨减少的膜厚。然后，由化学机械研磨减少的膜厚和研磨时间计算出研磨速度。将该结果一并示于表I 2。3. 4. 2.储藏稳定性的评价将500cc的在“3. 3.化学机械研磨用水系分散体的制备”项中制作的化学机械研磨用水系分散体加入500cc的塑料瓶(U瓶)中，在25°C的环境下储藏2周。对于储藏前后平均粒径的变化，利用动态光散射式粒径测定装置(株式会社堀场制作所制，型号“LB550”)测定算术平均径作为平均粒径。对于储藏前的粒径，在储藏后的平均粒径的增大小于5%时判断成储藏稳定性非常良好为“◎”，增大大于等于5%且小于10%时判断成良好为“〇”，增大大于等于10%时判断成差为“ X ”而记载于表中。3.4.3.评价结果在实施例I 10中，相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度被提高到3以上。比较例I是使用磺基修饰胶态二氧化硅但不含有酸性物质的例子。在这种情况下，研磨速度比不足，不能应用。比较例2 4是使用通常的胶态二氧化硅、变更了酸性物质种类的例子。在任一比较例中，均为相对于硅氧化膜的硅氮化膜的研磨速度比小，储藏稳定性差，因而不能应用。比较例5是使用了平均粒径小的通常的胶态二氧化硅的例子。虽然研磨速度比提高，但研磨速度过小，储藏稳定性差，因而不能应用。 [表 I]
权利要求
1.一种化学机械研磨用水系分散体，含有 (A)具有选自磺基及其盐中的至少I种官能团的二氧化硅粒子，和 (B)酸性化合物。
2.根据权利要求I所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(B)酸性化合物为有机酸。
3.根据权利要求I或2所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，pH为I 6。
4.根据权利要求3所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，化学机械研磨用水系分散体中的所述(A) 二氧化硅粒子的电动电位为_20mV以下。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，在采用动态光散射法测定时，所述(A) 二氧化娃粒子的平均粒径为15nm lOOnm。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的化学机械研磨用水系分散体，其用于研磨构成半导体装置的多块基板之中在化学机械研磨时带有正电荷的基板。
7.根据权利要求6所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述带有正电荷的基板为硅氮化膜。
8.一种化学机械研磨方法，其特征在于，利用权利要求I 7中任一项所述的化学机械研磨用水系分散体对构成半导体装置的多块基板之中在化学机械研磨时带有正电荷的基板进行研磨。
全文摘要
本发明所涉及的化学机械研磨用水系分散体，其特征在于，含有(A)具有选自磺基及其盐中的至少1种官能团的二氧化硅粒子、和(B)酸性化合物。
文档编号H01L21/304GK102741985SQ20118000785
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月17日 优先权日2010年2月1日
发明者吉尾浩平, 山中达也, 竹村彰浩, 金野智久 申请人:Jsr株式会社