[go: up one dir, main page]

TWI792315B - 化學機械研磨用組成物及研磨方法 - Google Patents

化學機械研磨用組成物及研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI792315B
TWI792315B TW110117943A TW110117943A TWI792315B TW I792315 B TWI792315 B TW I792315B TW 110117943 A TW110117943 A TW 110117943A TW 110117943 A TW110117943 A TW 110117943A TW I792315 B TWI792315 B TW I792315B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
chemical mechanical
mechanical polishing
composition
component
polishing
Prior art date
Application number
TW110117943A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202208588A (zh
Inventor
山田裕也
吉尾浩平
Original Assignee
日商Ｊｓｒ股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商Ｊｓｒ股份有限公司 filed Critical 日商Ｊｓｒ股份有限公司
Publication of TW202208588A publication Critical patent/TW202208588A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI792315B publication Critical patent/TWI792315B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H10P52/00—
    • H10P52/403—
    • H10P95/062—

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)

Abstract

本發明提供一種化學機械研磨用組成物及研磨方法，可於高速地研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板的同時，減少研磨後的被研磨面上的表面缺陷的產生。本發明的化學機械研磨用組成物含有（A）於表面具有多個突起的研磨粒、以及（B）液狀介質，且化學機械研磨用組成物中的所述（A）成分的仄他電位的絕對值為10 mV以上。

Description

化學機械研磨用組成物及研磨方法
本發明是有關於一種化學機械研磨用組成物及使用其的研磨方法。
化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，以下亦稱為「CMP」)法有效用於半導體製造步驟、特別是多層配線形成步驟中的層間絕緣膜的平坦化、金屬插塞(plug)形成、埋入配線(鑲嵌配線)形成中。於此種半導體製造步驟中，使用多晶矽或氮化矽等材料，不僅高速地研磨該些材料，而且謀求一種高平坦性與低缺陷取得平衡的研磨特性。
為了實現取得此種平衡的研磨特性，例如研究有用於研磨多晶矽膜或氮化矽膜的研磨用組成物(漿料)(例如，參照專利文獻1~專利文獻2)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-235652號公報
[專利文獻2]日本專利特表2011-531063號公報
藉由使用含有高硬度的研磨粒的研磨用組成物，可提升多晶矽膜、氮化矽膜的研磨速度。然而，於使用了含有高硬度的研磨粒的研磨用組成物的CMP中，存在於研磨後的被研磨面容易產生研磨損傷的課題。另外，於使用了含有高硬度的研磨粒的研磨用組成物的CMP中，存在於配線材料與絕緣膜共存的被研磨面上，容易產生配線材料部分被削成皿狀的被稱為凹陷(dishing)的表面缺陷的課題。如此，謀求一種可於高速地研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板的同時，減少研磨後的被研磨面上的表面缺陷的產生的化學機械研磨用組成物及研磨方法。
本發明的化學機械研磨用組成物的一態樣含有：(A)於表面具有多個突起的研磨粒、以及(B)液狀介質，其中所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他(zeta)電位的絕對值為10mV以上。
於所述化學機械研磨用組成物的一態樣中，所述(A)成分可具有下述通式(1)所表示的官能基。
-SO3 -M+‧‧‧‧‧(1)
(M+表示一價陽離子)
於所述化學機械研磨用組成物的任一態樣中，所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位可為-10mV以下。
於所述化學機械研磨用組成物的一態樣中，所述(A)成分可具有下述通式(2)所表示的官能基。
-COO-M+‧‧‧‧‧(2)
(M+表示一價陽離子)
於所述化學機械研磨用組成物的任一態樣中，所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位可為-10mV以下。
於所述化學機械研磨用組成物的一態樣中，所述(A)成分可具有下述通式(3)或下述通式(4)所表示的官能基。
-NR1R2‧‧‧‧‧(3)
-N+R1R2R3M-‧‧‧‧‧(4)
(所述式(3)及式(4)中，R1、R2及R3分別獨立地表示氫原子、或經取代或者未經取代的烴基；M-表示陰離子)
於所述化學機械研磨用組成物的任一態樣中，所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位可為+10mV以上。
於所述化學機械研磨用組成物的任一態樣中，pH可為1以上且6以下。
於所述化學機械研磨用組成物的任一態樣中，相對於所述化學機械研磨用組成物的總質量，所述(A)成分的含量可為0.005質量%以上且15質量%以下。
於所述化學機械研磨用組成物的任一態樣中，可更含有選自由水溶性高分子及磷酸酯所組成的群組中的至少一種。
本發明的研磨方法的一態樣包括：使用所述任一態樣的化學機械研磨用組成物對半導體基板進行研磨的步驟。
於所述研磨方法的一態樣中，所述半導體基板可包括含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的部位。
根據本發明的化學機械研磨用組成物，可高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板，且可減少研磨後的被研磨面上的表面缺陷的產生。另外，根據本發明的研磨方法，高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板，可獲 得表面缺陷少的被研磨面。
10:基體
12:矽氧化物膜
14:氮化矽膜
16:多晶矽膜
42:漿料供給噴嘴
44:化學機械研磨用組成物(漿料)
46:研磨布
48:轉盤
50:半導體基板
52:承載頭
54:供水噴嘴
56:修整器
100:被處理體
200:化學機械研磨裝置(研磨裝置)
圖1是示意性地表示適合使用本實施方式的研磨方法的被處理體的剖面圖。
圖2是示意性地表示第一研磨步驟結束時的被處理體的剖面圖。
圖3是示意性地表示第二研磨步驟結束時的被處理體的剖面圖。
圖4是示意性地表示化學機械研磨裝置的立體圖。
以下，對本發明的較佳實施方式進行詳細說明。再者，本發明並不限定於下述實施方式，亦包括於不變更本發明的主旨的範圍內實施的各種變形例。
於本說明書中，「配線材料」是指鋁、銅、鈷、鈦、釕、鎢等導電體金屬材料。「絕緣膜材料」是指二氧化矽、氮化矽、非晶矽等材料。「位障金屬材料」是指以提高氮化鉭、氮化鈦等的配線的可靠性為目的，與配線材料積層使用的材料。
於本說明書中，使用「A~B」記載的數值範圍被解釋為包含數值A作為下限值，並且包含數值B作為上限值。
1.化學機械研磨用組成物
本發明的一實施方式的化學機械研磨用組成物含有：(A)於表面具有多個突起的研磨粒(本說明書中亦稱為「(A)成分」)、以及(B)液狀介質(本說明書中亦稱為「(B)成分」)，化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位的絕對值為10mV以上。以下，對本實施方式的化學機械研磨用組成物中所含的各成分進行詳細說明。
1.1.(A)成分
本實施方式的化學機械研磨用組成物含有(A)於表面具有多個突起的研磨粒。(A)成分只要為於表面具有多個突起且化學機械研磨用組成物中的仄他電位的絕對值為10mV以上的研磨粒，則並無特別限制。
於表面具有多個突起的研磨粒例如可應用日本專利特開2007-153732號公報或日本專利特開2013-121631號公報中記載的方法來製造。藉由利用官能基修飾以所述方式獲得的研磨粒的表面的至少一部分，可製造於表面具有多個突起並且化學機械研磨用組成物中的仄他電位的絕對值於10mV以上的研磨粒。
化學機械研磨用組成物中的(A)成分的仄他電位的絕對值為10mV以上，較佳為15mV以上，更佳為20mV以上。化學機械研磨用組成物中的(A)成分的仄他電位的絕對值較佳為40mV以下。若化學機械研磨用組成物中的(A)成分的仄他電位的絕對值處於所述範圍，則藉由研磨粒彼此的靜電排斥力，化學 機械研磨用組成物中的研磨粒的分散性提升。其結果，可於減少被研磨面上的研磨損傷或凹陷的產生的同時，對被研磨面進行高速研磨。
(A)成分的平均粒徑較佳為10nm以上且300nm以下，更佳為20nm以上且200nm以下。若(A)成分的平均粒徑處於所述範圍，則有時可獲得充分的研磨速度，並且可獲得不會發生粒子沈降、分離而穩定性優異的化學機械研磨用組成物。再者，(A)成分的平均粒徑例如可藉由如下方式求出：使用流動式比表面積自動測定裝置(島津製作所股份有限公司製造，「微型測量流動吸附II2300(micrometricsFlowSorbII2300)」)，藉由布厄特(Brunauer-Emmett-Teller，BET)法來測定比表面積，根據其測定值而算出。
(A)成分於表面具有多個突起。此處所謂的突起是指與研磨粒的粒徑相比具有足夠小的高度及寬度的突起。(A)成分於表面所具有的突起的數量較佳為每粒研磨粒平均為三個以上，更佳為五個以上。(A)成分亦可謂為具有所謂的金平糖狀(confetti-like)之類的特殊形狀的研磨粒。由於(A)成分具有此種特殊的形狀，與使用球形研磨粒的情況相比，含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板的研磨速度提高。另外，由於(A)成分為此種特殊形狀，表面積變大，與後述的具有官能基的化合物的反應性提高。藉此，化學機械研磨用組成物中的(A)成分的仄他電位的絕對值變大，分散性提升。其結果，可於減少被 研磨面上的研磨損傷或凹陷的發生的同時，對被研磨面進行高速研磨。
(A)成分較佳為含有氧化矽作為主成分。(A)成分含有氧化矽作為主成分時，亦可更含有其他成分。作為其他成分，可列舉鋁化合物、矽化合物等。藉由(A)成分更含有鋁化合物或矽化合物，可減小(A)成分的表面硬度，因此存在可於高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板的同時，進一步減少被研磨面的研磨損傷或凹陷的產生的情況。
作為鋁化合物，例如可列舉：氫氧化鋁、氧化鋁(氧化鋁(alumina))、氯化鋁、氮化鋁、乙酸鋁、磷酸鋁、硫酸鋁、鋁酸鈉、鋁酸鉀等。另一方面，作為矽化合物，可列舉氮化矽、碳化矽、矽酸鹽、矽酮、矽樹脂等。
(A)成分較佳為其表面的至少一部分被官能基修飾的研磨粒。表面的至少一部分被官能基修飾的研磨粒，於pH為1以上且6以下的範圍內，與未藉由官能基進行表面修飾的研磨粒相比，仄他電位的絕對值變大，研磨粒彼此的靜電排斥力增大。其結果，由於化學機械研磨用組成物中的研磨粒的分散性提高，因此可於減少研磨損傷或凹陷的產生的同時進行高速研磨。
以下，對(A)成分的具體態樣進行詳細說明。
1.1.1.第一態樣
作為(A)成分的第一態樣，可列舉具有下述通式(1)所表示的官能基且於表面具有多個突起的研磨粒。
-SO3 -M+‧‧‧‧‧(1)
(M+表示一價陽離子)
所述式(1)中，作為M+所表示的一價陽離子，並不限定於該些，例如可列舉H+、Li+、Na+、K+、NH4 +。即、所述通式(1)所表示的官能基亦可改稱為「選自由磺基及其鹽所組成的群組中的至少一種官能基」。此處，所謂「磺基的鹽」，是指用Li+、Na+、K+、NH4 +等一價陽離子取代磺基(-SO3H)中所含的氫離子而得的官能基。第一態樣的(A)成分是於其表面經由共價鍵固定有所述通式(1)所表示的官能基的研磨粒，且不包含於其表面物理性或離子性吸附有具有所述通式(1)所表示的官能基的化合物的研磨粒。
第一態樣的(A)成分以如下方式進行製造。首先，應用日本專利特開2007-153732號公報或日本專利特開2013-121631號公報中記載的方法來製作於表面具有多個突起的氧化矽。繼而，藉由將於表面具有多個突起的氧化矽及含巰基的矽烷偶合劑於酸性介質中充分攪拌，可使含巰基的矽烷偶合劑共價鍵結於在表面具有多個突起的氧化矽的表面。此處，作為含巰基的矽烷偶合劑，例如可列舉3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等。接下來，進而適量添加過氧化氫並充分放置，藉此可獲得具有所述通式(1)所表示的官能基且於表面具有多個突 起的研磨粒。
第一態樣的(A)成分的仄他電位於化學機械研磨用組成物中為負電位，其負電位較佳為-10mV以下，更佳為-15mV以下，特佳為-20mV以下。若第一態樣的(A)成分的仄他電位處於所述範圍，則存在可藉由研磨粒間的靜電排斥力有效地防止粒子彼此的凝聚，並且於化學機械研磨時可選擇性地研磨帶正電荷的基板的情況。再者，作為仄他電位測定裝置，可列舉大塚電子股份有限公司製造的「ELSZ-2000ZS」、馬爾文(Malvern)公司製造的「傑塔思傑奈米(Zetasizer nano)zs」等。第一態樣的(A)成分的仄他電位可藉由適當增減所述含巰基的矽烷偶合劑等的添加量來調整。
於本實施方式的化學機械研磨用組成物含有第一態樣的(A)成分的情況下，於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，第一態樣的(A)成分的含量較佳為0.005質量%以上，更佳為0.1質量%以上，特佳為0.5質量%以上。於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，第一態樣的(A)成分的含量較佳為15質量%以下，更佳為8質量%以下，特佳為5質量%以下。若第一態樣的(A)成分的含量為所述範圍，則存在可高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板、並且化學機械研磨用組成物的保存穩定性變得良好的情況。
1.1.2.第二態樣
作為(A)成分的第二態樣，可列舉具有下述通式(2)所表 示的官能基且於表面具有多個突起的研磨粒。
-COO-M+‧‧‧‧‧(2)
(M+表示一價陽離子)
所述式(2)中，作為M+所表示的一價陽離子，並不限定於該些，例如可列舉H+、Li+、Na+、K+、NH4 +。即、所述通式(2)所表示的官能基亦可改稱為「選自由羧基及其鹽所組成的群組中的至少一種官能基」。此處，所謂「羧基的鹽」，是指用Li+、Na+、K+、NH4 +等一價陽離子取代羧基(-COOH)中所含的氫離子而得的官能基。第二態樣的(A)成分是於其表面經由共價鍵固定有所述通式(2)所表示的官能基的研磨粒，且不包含於其表面物理性或離子性吸附有具有所述通式(2)所表示的官能基的化合物的研磨粒。
第二態樣的(A)成分以如下方式進行製造。首先，應用日本專利特開2007-153732號公報或日本專利特開2013-121631號公報中記載的方法來製作於表面具有多個突起的氧化矽。繼而，藉由將於表面具有多個突起的氧化矽及含羧酸酐的矽烷偶合劑於鹼性介質中充分攪拌，可使含羧酸酐的矽烷偶合劑共價鍵結於在表面具有多個突起的研磨粒的表面，藉此可獲得具有所述通式(2)所表示的官能基且於表面具有多個突起的研磨粒。此處，作為含羧酸酐的矽烷偶合劑，例如可列舉3-(三乙氧基矽烷基)丙基 琥珀酸酐等。
第二態樣的(A)成分的仄他電位於化學機械研磨用組成物中為負電位，其負電位較佳為-10mV以下，更佳為-15mV以下，特佳為-20mV以下。若第二態樣的(A)成分的仄他電位處於所述範圍，則存在可藉由研磨粒間的靜電排斥力有效地防止粒子彼此的凝聚，並且於化學機械研磨時可選擇性地研磨帶正電荷的基板的情況。再者，仄他電位測定裝置可使用第一態樣中記載的裝置。第二態樣的(A)成分的仄他電位可藉由適當增減所述含羧酸酐的矽烷偶合劑等的添加量來調整。
於本實施方式的化學機械研磨用組成物含有第二態樣的(A)成分的情況下，於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，第二態樣的(A)成分的含量較佳為0.005質量%以上，更佳為0.1質量%以上，特佳為0.5質量%以上。於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，第二態樣的(A)成分的含量較佳為15質量%以下，更佳為8質量%以下，特佳為5質量%以下。若第二態樣的(A)成分的含量為所述範圍，則存在可高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板、並且化學機械研磨用組成物的保存穩定性變得良好的情況。
1.1.3.第三態樣
作為(A)成分的第三態樣，可列舉具有下述通式(3)或下述通式(4)所表示的官能基且於表面具有多個突起的研磨粒。
-NR1R2‧‧‧‧‧(3)
-N+R1R2R3M-‧‧‧‧‧(4)
(所述式(3)及所述式(4)中，R1、R2及R3分別獨立地表示氫原子、或經取代或者未經取代的烴基；M-表示陰離子)。
所述通式(3)所表示的官能基表示胺基，所述通式(4)所表示的官能基表示胺基的鹽。因此，亦可將所述通式(3)所表示的官能基及所述通式(4)所表示的官能基彙總而改稱為「選自由胺基及其鹽所組成的群組中的至少一種官能基」。第三態樣的(A)成分是於其表面經由共價鍵固定有所述通式(3)或所述通式(4)所表示的官能基的研磨粒，且不包含於其表面物理性或離子性吸附有具有所述通式(3)或所述通式(4)所表示的官能基的化合物的研磨粒。
所述式(4)中，作為M-所表示的陰離子，並不限定於該些，例如除了OH-、F-、Cl-、Br-、I-、CN-等陰離子以外，亦可列舉源於酸性化合物的陰離子。
所述式(3)及所述式(4)中，R1~R3分別獨立地表示氫原子、或經取代或者未經取代的烴基，但R1~R3中的兩個以上亦可鍵結形成環結構。
作為R1~R3所表示的烴基，可為脂肪族烴基、芳香族烴基、芳香脂肪族烴基或脂環式烴基的任一者。另外，脂肪族烴 基及芳香脂肪族烴基的脂肪族可為飽和亦可為不飽和，可為直鏈狀亦可為分支狀。作為該些烴基，例如可列舉直鏈狀、分支狀、環狀的烷基、烯基、芳烷基及芳基等。
作為烷基，通常較佳為碳數為1~6的低級烷基，更佳為碳數1~4的低級烷基。作為此種烷基，例如可列舉：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、第二戊基、第三戊基、新戊基、正己基、異己基、第二己基、第三己基、環戊基、環己基等。
作為烯基，通常較佳為碳數1~6的低級烯基，更佳為碳數1~4的低級烯基。作為此種烯基，例如可列舉乙烯基、正丙烯基、異丙烯基、正丁烯基、異丁烯基、第二丁烯基、第三丁烯基等。
作為芳烷基，通常較佳為碳數7~12者。作為此種芳烷基，例如可列舉苄基、苯乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基己基、甲基苄基、甲基苯乙基、乙基苄基等。
作為芳基，通常較佳為碳數6~14者。作為此種芳基，例如可列舉苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、2,3-二甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、3,5-二甲苯基、萘基、蒽基等。
所述芳基及芳烷基的芳香環亦可具有例如甲基、乙基等低級烷基或鹵素原子、硝基、胺基、羥基等作為取代基。
第三態樣的(A)成分以如下方式進行製造。首先，應 用日本專利特開2007-153732號公報或日本專利特開2013-121631號公報中記載的方法來製作於表面具有多個突起的氧化矽。繼而，藉由將於表面具有多個突起的氧化矽及含胺基的矽烷偶合劑於酸性介質中充分攪拌，而使含胺基的矽烷偶合劑共價鍵結於在表面具有多個突起的氧化矽的表面，藉此可獲得具有所述通式(3)或所述通式(4)所表示的官能基且於表面具有多個突起的研磨粒。此處，作為含胺基的矽烷偶合劑，例如可列舉3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷等。
第三態樣的(A)成分的仄他電位於化學機械研磨用組成物中為正電位，其正電位較佳為+10mV以上，更佳為+15mV以上，特佳為+20mV以上。若第三態樣的(A)成分的仄他電位處於所述範圍，則存在可藉由研磨粒間的靜電排斥力有效地防止粒子彼此的凝聚，並且於化學機械研磨時可選擇性地研磨帶負電荷的基板的情況。再者，仄他電位測定裝置可使用第一態樣中記載的裝置。第三態樣的(A)成分的仄他電位可藉由適當增減所述含胺基的矽烷偶合劑等的添加量來調整。
於本實施方式的化學機械研磨用組成物含有第三態樣的(A)成分的情況下，於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，第三態樣的(A)成分的含量較佳為0.005質量%以上，更佳為0.1質量%以上，特佳為0.5質量%以上。於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，第三態樣的(A)成分的含量較佳為15質量%以下，更佳為8質量%以下，特佳為5 質量%以下。若第三態樣的(A)成分的含量為所述範圍，則存在可高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板、並且化學機械研磨用組成物的保存穩定性變得良好的情況。
1.2.(B)液狀介質
本實施方式的化學機械研磨用組成物含有(B)液狀介質。作為(B)成分，可列舉水、水與醇的混合介質、包含水及與水具有相溶性的有機溶劑的混合介質等。該些中，較佳為使用水、水與醇的的混合介質，更佳為使用水。作為水，並無特別限制，但較佳為純水。水只要作為化學機械研磨用組成物的構成材料的剩餘部分來調配即可，對水的含量並無特別限制。
1.3.其他成分
本實施方式的化學機械研磨用組成物除了所述各成分以外，視需要亦可含有有機酸及其鹽、磷酸酯、水溶性高分子、含氮雜環化合物、界面活性劑、無機酸及其鹽、鹼性化合物等。
<有機酸及其鹽>
本實施方式的化學機械研磨用組成物可含有選自由有機酸及其鹽所組成的群組中的至少一種。有機酸及其鹽藉由與(A)成分的協同效應，發揮增大多晶矽膜及/或氮化矽膜的研磨速度的作用效果。
作為有機酸及其鹽，較佳為具有羧基的化合物、具有磺基的化合物。作為具有羧基的化合物，例如可列舉：硬脂酸、月桂酸、油酸、肉豆蔻酸、烯基琥珀酸、乳酸、酒石酸、富馬酸、 乙醇酸、鄰苯二甲酸、馬來酸、甲酸、乙酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸、丙二酸、戊二酸、琥珀酸、苯甲酸、喹啉酸、喹哪啶酸、醯胺硫酸、丙酸、三氟乙酸；甘胺酸、丙胺酸、天冬胺酸、麩胺酸、離胺酸、精胺酸、色胺酸、十二烷基胺基乙基胺基乙基甘胺酸、芳香族胺基酸、雜環型胺基酸等胺基酸；烷基亞胺基二羧酸等亞胺基酸；及該些的鹽。作為具有磺基的化合物，例如可列舉十二烷基苯磺酸、對甲苯磺酸等烷基苯磺酸；丁基萘磺酸等烷基萘磺酸；十四碳烯磺酸等α-烯烴磺酸等。該些化合物可單獨使用一種，亦可組合兩種以上使用。
於本實施方式的化學機械研磨用組成物含有有機酸(鹽)的情況下，於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，有機酸(鹽)的含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.01質量%以上。於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，有機酸(鹽)的含量較佳為5質量%以下，更佳為1質量%以下。
<磷酸酯>
本實施方式的化學機械研磨用組成物亦可含有磷酸酯。磷酸酯有時可藉由吸附於配線材料表面來提高減少凹陷發生的效果。
一般而言，磷酸酯是指具有磷酸(O=P(OH)3)所具有的三個氫的全部或一部分被有機基取代的結構的化合物的總稱，但於磷酸酯中，就減少凹陷的發生的效果特別高而言，可較佳地使用聚氧乙烯烷基醚磷酸酯。聚氧乙烯烷基醚磷酸酯為非離子型陰 離子系界面活性劑，可由下述通式(5)表示。
[R4-O-(CH2CH2O)n]m-H3-mPO4-m‧‧‧‧‧(5)
於所述式(5)中，R4表示碳數10以上的烴基，n為5以上且小於30，m為1或2。作為R4所表示的碳數10以上的烴基，較佳為碳數10以上的烷基，更佳為碳數10~30的烷基。作為碳數10~30的烷基的具體例，可列舉癸基、異癸基、月桂基、十三烷基、鯨蠟基、油烯基、硬脂基等。所述式(5)中，m=2的情況下，兩個R4可為同一基，亦可為多個基組合。此種聚氧乙烯烷基醚磷酸酯的分子量通常為400以上。
作為聚氧乙烯烷基醚磷酸酯的具體例，可列舉聚氧乙烯癸基醚的磷酸單酯、聚氧乙烯癸基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯異癸基醚的磷酸單酯、聚氧乙烯異癸基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯月桂基醚的磷酸單酯、聚氧乙烯月桂基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯十三烷基醚的磷酸單酯、聚氧乙烯十三烷基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯烯丙基苯基醚的磷酸單酯、聚氧乙烯烯丙基苯基醚的磷酸二酯等。該些可單獨使用一種或組合兩種以上使用。另外，該些聚氧乙烯烷基醚磷酸酯有單酯、二酯等，但於本發明中，單酯及二酯可分別單獨使用，亦可作為混合物使用。
於本實施方式的化學機械研磨用組成物含有磷酸酯的情況下，於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時， 磷酸酯的含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.002質量%以上。於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，磷酸酯的含量較佳為0.1質量%以下，更佳為0.01質量%以下。
<水溶性高分子>
本實施方式的化學機械研磨用組成物亦可含有水溶性高分子。水溶性高分子有時吸附於被研磨面的表面而降低研磨摩擦，從而可降低被研磨面的凹陷的發生。
作為水溶性高分子的具體例，可列舉多羧酸、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚醚、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯亞胺、聚烯丙基胺、羥乙基纖維素等。該些可單獨使用一種或組合兩種以上使用。
水溶性高分子的重量平均分子量(Mw)較佳為1萬以上且150萬以下，更佳為4萬以上且120萬以下。此處，「重量平均分子量」是指藉由凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography，GPC)測定的聚乙二醇換算的重量平均分子量。
於本實施方式的化學機械研磨用組成物含有水溶性高分子的情況下，於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，水溶性高分子的含量較佳為0.001質量%以上，更佳為0.002質量%以上。於將化學機械研磨用組成物的總質量設為100質量%時，水溶性高分子的含量較佳為0.1質量%以下，更佳為0.01質量%以下。
<含氮雜環化合物>
含氮雜環化合物是指至少具有一個氮原子且包含選自雜五員環及雜六員環中的至少一種雜環的有機化合物。作為所述雜環的具體例，可列舉吡咯結構、咪唑結構、三唑結構等雜五員環；吡啶結構、嘧啶結構、噠嗪結構、吡嗪結構等雜六員環。該些雜環亦可形成縮合環。具體而言，可列舉：吲哚結構、異吲哚結構、苯并咪唑結構、苯并三唑結構、喹啉結構、異喹啉結構、喹唑啉結構、噌啉(cinnoline)結構、酞嗪結構、喹噁啉結構、吖啶結構等。於具有此種結構的雜環化合物中，較佳為具有吡啶結構、喹啉結構、苯并咪唑結構、苯并三唑結構的雜環化合物。
作為含氮雜環化合物的具體例，可列舉氮丙啶、吡啶、嘧啶、吡咯啶、哌啶、吡嗪、三嗪、吡咯、咪唑、吲哚、喹啉、異喹啉、苯并異喹啉、嘌呤、喋啶(pteridine)、三唑、三唑烷、苯并三唑、羧基苯并三唑、及具有該些骨架的衍生物。該些中，較佳為選自苯并三唑及三唑中的至少一種。該些含氮雜環化合物可單獨使用一種，亦可組合兩種以上使用。
<界面活性劑>
作為界面活性劑，並無特別限制，可使用陰離子性界面活性劑、陽離子性界面活性劑、非離子性界面活性劑等。作為陰離子性界面活性劑，例如可列舉：烷基醚硫酸鹽、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸鹽等硫酸鹽；全氟烷基化合物等含氟系界面活性劑等。作為陽離子性界面活性劑，例如可列舉脂肪族胺鹽、脂肪族銨鹽等。作為非離子性界面活性劑，例如可列舉乙炔二醇、乙炔二醇環氧 乙烷加成物、乙炔醇等具有三鍵的非離子性界面活性劑；聚乙二醇型界面活性劑等。該些界面活性劑可單獨使用一種，亦可組合兩種以上使用。
<無機酸及其鹽>
作為無機酸，較佳為選自鹽酸、硝酸、硫酸及磷酸中的至少一種。再者，無機酸亦可與化學機械研磨用組成物中另行添加的鹼形成鹽。
<鹼性化合物>
作為鹼性化合物，可列舉有機鹼及無機鹼。作為有機鹼，較佳為胺，例如可列舉三乙胺、單乙醇胺、四甲基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、苄基胺、甲基胺、乙二胺、二甘醇胺、異丙胺等。作為無機鹼，例如可列舉氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉等。該些鹼性化合物中，較佳為氨、氫氧化鉀。該些鹼性化合物可單獨使用一種，亦可組合兩種以上使用。
1.4. pH
本實施方式的化學機械研磨用組成物的pH較佳為1以上且6以下，更佳為2以上且6以下，特佳為2.5以上且5.5以下。若pH為所述範圍，則化學機械研磨用組成物中的(A)成分的仄他電位的絕對值變大，藉此分散性提升，因此可於減少含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板的研磨損傷或凹陷的產生的同時進行高速研磨。
再者，本實施方式的化學機械研磨用組成物的pH視需 要可藉由適當增減有機酸及其鹽、無機酸及其鹽、鹼性化合物的含量來調整。
於本發明中，所謂pH，是指氫離子指數，其值可於25℃、1氣壓的條件下，使用市售的pH計(例如，堀場製作所股份有限公司製造，桌上型pH計)進行測定。
1.5.用途
本實施方式的化學機械研磨用組成物適合作為用於對具有構成半導體裝置的多種材料的半導體基板進行化學機械研磨的研磨材料。作為研磨對象的半導體基板除了鎢或鈷等導電體金屬以外，亦可具有矽氧化物膜、氮化矽膜、非晶矽、多晶矽等絕緣膜材料或鈦、氮化鈦、氮化鉭等位障金屬材料。
本實施方式的化學機械研磨用組成物的研磨對象較佳為包括含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的部位的半導體基板。作為此種半導體基板的具體例，例如可列舉於多晶矽膜的基底施加了如圖1所示的氮化矽膜的半導體基板。根據本實施方式的化學機械研磨用組成物，可高速研磨此種半導體基板，並且可減少研磨後的被研磨面上的表面缺陷的產生。
1.6.化學機械研磨用組成物的製備方法
本實施方式的化學機械研磨用組成物可藉由使所述各成分溶解或分散於水等液狀介質中來製備。溶解或分散的方法並無特別限制，只要可均勻地溶解或分散，則可應用任何方法。另外，對所述各成分的混合順序、混合方法亦無特別限制。
另外，本實施方式的化學機械研磨用組成物亦可作為濃縮類型的原液而製備，並於使用時利用水等液狀介質加以稀釋來使用。
2.研磨方法
本發明的一實施方式的研磨方法包括使用所述化學機械研磨用組成物對半導體基板進行研磨的步驟。所述化學機械研磨用組成物可對包括含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的部位的半導體基板進行高速研磨，並且可減少研磨後的被研磨面的表面缺陷的產生。因此，本實施方式的研磨方法特別適合於對於多晶矽膜的基底施加了氮化矽膜的半導體基板進行研磨的情況。以下，使用圖式對本實施方式的研磨方法的一具體例進行詳細說明。
2.1.被處理體
圖1是示意性地表示適合使用本實施方式的研磨方法的被處理體的剖面圖。被處理體100藉由經過下述步驟(1)~步驟(4)而形成。
(1)首先，如圖1所示，準備基體10。基體10例如可包含矽基板及形成於其上的矽氧化物膜。進而，可於基體10上形成電晶體(未示出)等功能元件。接下來，於基體10上，使用熱氧化法形成作為絕緣膜的矽氧化物膜12。
(2)繼而，於矽氧化物膜12上形成氮化矽膜14。氮化矽膜14例如可藉由化學氣相成長法(Chemical Vapour Deposition，CVD)來形成。
(3)繼而，利用旋塗機於氮化矽膜14上形成感光性抗蝕劑膜，利用光遮罩選擇性地曝光、顯影。繼而，照射電漿，蝕刻並無抗蝕劑的部分。其後，除去經保護的抗蝕劑。
(4)繼而，藉由化學蒸鍍法或電鍍法，堆積1,500Å~2,000Å的多晶矽膜16。藉由經過以上步驟(1)~步驟(4)而可製作被處理體100。
2.2.研磨方法
2.2.1.第一研磨步驟
圖2是示意性地表示第一研磨步驟結束時的被處理體100的剖面圖。如圖2所示，第一研磨步驟是使用可高速研磨多晶矽膜16的化學機械研磨用組成物對多晶矽膜16進行粗略研磨的步驟。於第一研磨步驟中，由於使用可高速研磨多晶矽膜的化學機械研磨用組成物，因此於多晶矽膜16的表面有時會產生如圖2所示的被稱為凹陷的表面缺陷。
圖3是示意性地表示第二研磨步驟結束時的被處理體100的剖面圖。如圖3所示，第二研磨步驟是使用所述(本發明的)化學機械研磨用組成物對氮化矽膜14及多晶矽膜16進行研磨以使其平坦化的步驟。所述(本發明的)化學機械研磨用組成物可平衡良好地控制多晶矽膜16的研磨速度，因此可減少多晶矽膜16的凹陷的產生，並且高速且平衡良好地研磨所露出的氮化矽膜14及多晶矽膜16，藉此進行平坦化。另外，所述(本發明的)化學機械研磨用組成物由於(A)成分的分散性良好，因此可減少被研 磨面上的研磨損傷的產生。
2.3.化學機械研磨裝置
於所述第一研磨步驟及第二研磨步驟中，例如可使用圖4所示的研磨裝置200。圖4是示意性地表示研磨裝置200的立體圖。所述第一研磨步驟及第二研磨步驟藉由如下方式進行：自漿料供給噴嘴42供給漿料(化學機械研磨用組成物)44，並且一面使貼附有研磨布46的轉盤(turntable)48旋轉，一面使保持半導體基板50的承載頭(carrier head)52抵接。再者，於圖4中，亦一併示出了供水噴嘴54及修整器(dresser)56。
承載頭52的研磨負荷可於0.7psi~70psi的範圍內選擇，較佳為1.5psi~35psi。另外，轉盤48及承載頭52的轉速可於10rpm~400rpm的範圍內適當選擇，較佳為30rpm~150rpm。自漿料供給噴嘴42供給的漿料(化學機械研磨用組成物)44的流量可於10mL/分鐘~1,000mL/分鐘的範圍內選擇，較佳為50mL/分鐘~400mL/分鐘。
作為市售的研磨裝置，例如可列舉：荏原製作所公司製造的型號「EPO-112」、「EPO-222」；萊瑪特(Lapmaster)SFT公司製造的型號「LGP-510」、「LGP-552」；應用材料(Applied Materials)公司製造的型號「米拉(Mirra)」、「來福來克森(Reflexion)」；G&P科技(G&P TECHNOLOGY)公司製造的型號「波利(POLI)-400L」；AMAT公司製造的型號「來福來克森(Reflexion)LK」等。
3.實施例
以下，藉由實施例來說明本發明，但本發明不受該些實施例任何限定。再者，本實施例中的「份」及「%」只要無特別說明，則為質量基準。
3.1.研磨粒的製備
<研磨粒A的製備>
按照日本專利特開2007-153732號公報中記載的實施例6，製作氧化矽濃度為12.0質量%、pH7.8、基於動態光散射的平均粒徑為20.1nm的、表面不具有多個突起的球狀膠體氧化矽(研磨粒A)
<研磨粒B的製備>
按照日本專利特開2007-153732號公報中記載的實施例7，製作氧化矽濃度為13.7質量%、pH7.7、基於動態光散射的平均粒徑為45.7nm的、表面具有多個突起的膠體氧化矽(研磨粒B)
<研磨粒C的製備>
使研磨粒B 300g分散於純水100g、甲醇2850g的混合溶劑中後，加入29%氨水50g。於所述分散液中加入3-巰基丙基三甲氧基矽烷15.0g，於沸點下回流6小時。其後，追加純水，一面保持分散液的容積，一面對甲醇及氨進行水置換。於分散液的pH為8.5以下且塔頂溫度達到100℃的時間點，結束純水的添加。放置分散液使溫度成為30℃以下後，添加35%過氧化氫水30g，一面將分散液保持於約70℃一面進一步反應6小時。反應結束後，放 置分散液，使溫度成為30℃以下，獲得含有研磨粒B表面被磺基修飾的研磨粒C的分散液。
<研磨粒D的製備>
使研磨粒B 300g分散於純水100g、甲醇2850g的混合溶劑中後，加入29%氨水50g。於所述分散液中加入3-(三乙氧基矽烷基)丙基琥珀酸酐40.0g，於沸點下回流6小時。其後，追加純水，一面保持分散液的容積，一面對甲醇及氨進行水置換。於分散液的pH為8.5以下且塔頂溫度達到100℃的時間點，結束純水的添加。放置分散液使溫度成為30℃以下，獲得含有研磨粒B表面被羧基修飾的研磨粒D的分散液。
<研磨粒E的製備>
使研磨粒B 1000g分散於純水100g、甲醇2850g的混合溶劑中後，加入3-胺基丙基三甲氧基矽烷5.0g，於沸點下回流4小時。其後，追加純水，一面保持分散液的容積，一面對甲醇進行水置換。於塔頂溫度達到100℃的時間點，結束純水的添加，放置分散液使溫度成為30℃以下，獲得含有氧化矽研磨粒B表面被胺基修飾的研磨粒E的分散液。
3.2.化學機械研磨用組成物的製備
將表1~表3中記載的研磨粒以成為規定濃度的方式添加至容量1L的聚乙烯製瓶子中，以成為表1~表3所示的組成的方式添加各成分，進而利用氫氧化鉀水溶液調整成表1~表3所示的pH，並以全部成分的合計量成為100質量%的方式添加作為(B) 液狀介質的純水進行調整，藉此製備各實施例及各比較例的化學機械研磨用組成物。對於以所述方式獲得的各化學機械研磨用組成物，使用仄他電位測定裝置(大塚電子股份有限公司製造，型號「ELSZ-2000ZS」)測定研磨粒的仄他電位並將其結果一併示於表1~表3中。
3.3.評價方法
3.3.1.研磨速度評價
使用上述獲得的化學機械研磨用組成物，將直徑12英吋的帶700nm多晶矽膜的晶圓及直徑12英吋的帶1000nm氮化矽膜的晶圓分別作為被處理體，於下述研磨條件下進行60秒的化學機械研磨試驗。
<研磨條件>
．研磨裝置：G&P科技(G&P TECHNOLOGY)公司製造，型號「波利(POLI)-400L」
．研磨墊：富士紡績公司製造，「多硬質聚胺基甲酸酯製墊；H800-typel(3-1S)775」
．化學機械研磨用組成物供給速度：100mL/分鐘
．壓盤轉速：100rpm
．頭轉速：90rpm
．頭按壓壓力：2psi
．研磨速度(Å/分鐘)=(研磨前的膜的厚度-研磨後的膜的厚度)/研磨時間
多晶矽膜及氮化矽膜的厚度是藉由使用非接觸式光學式膜厚測定裝置(日本耐諾(Nanometrics Japan)公司製造，型號「納諾斯派克(NanoSpec)6100」)測量折射率而算出。
研磨速度的評價基準如下所述。將多晶矽膜及氮化矽膜的研磨速度、以及該些的評價結果一併示於表1~表3中。
(評價基準)
．「A」...於多晶矽膜及氮化矽膜的任一者的研磨速度為300Å/分鐘以上的情況下，於實際的半導體研磨中可大幅度地縮短包括多晶矽膜或者氮化矽膜的配線的研磨時間，因此判斷為良好。
．「B」...於多晶矽膜及氮化矽膜的研磨速度均未滿300Å/分鐘的情況下，研磨速度小，因此難以供於實用，判斷為不良。
3.3.2.平坦性評價
作為被處理體，使用如下測試用基板，即將於10nm的矽氧化膜的上部成膜有70nm的氮化矽膜的12英吋的晶圓加工成具有深度70nm且寬度10μm的線與空間的圖案，積層150nm的多晶矽膜而成。對所述測試用基板於下述條件下進行研磨直至氮化矽膜露出。針對研磨處理後的被研磨面，使用觸針式輪廓測量系統(profiling system)(布魯克(BRUKER)公司製造，型號「德克塔(Dektak)XTL」)，對多晶矽配線寬度(線、L)/氮化矽膜配線寬度(空間、S)分別為10μm/10μm的圖案部分的多晶矽配線/氮化矽膜配線的凹陷量進行確認。
<研磨條件>
．研磨裝置：G&P科技(G&P TECHNOLOGY)公司製造，型號「波利(POLI)-400L」
．研磨墊：富士紡績公司製造，「多硬質聚胺基甲酸酯製墊；H800-typel(3-1S)775」
．化學機械研磨用組成物供給速度：100mL/分鐘
．壓盤轉速：100rpm
．頭轉速：90rpm
．頭按壓壓力：2psi
平坦性評價的評價基準如下所述。將凹陷量及其評價結果一併示於表1~表3中。
(評價基準)
．「A」...於凹陷量未滿5nm的情況下，判斷為平坦性非常良好。
．「B」...於凹陷量為5nm以上的情況下，判斷為平坦性不良。
3.4.評價結果
於表1~表3中示出各實施例及各比較例的化學機械研磨用組成物的組成以及各評價結果。
[表1]
Figure 110117943-A0305-02-0033-5
[表2]
Figure 110117943-A0305-02-0034-6
[表3]
Figure 110117943-A0305-02-0035-4
表1~表3中的各成分分別使用下述商品或試劑。
<研磨粒>
．研磨粒A：上述製備的球狀膠體氧化矽，平均粒徑20.1nm
．研磨粒B：上述製備的表面具有多個突起的膠體氧化矽，平均粒徑45.7nm
．研磨粒C：利用磺基修飾所述研磨粒B的表面的膠體氧化矽
．研磨粒D：利用羧基修飾所述研磨粒B的表面的膠體氧化矽
．研磨粒E：利用胺基修飾所述研磨粒B的表面的膠體氧化矽
<其他添加劑>
(有機酸)
．馬來酸：富士軟片和光純藥公司製造，商品名「馬來酸」
．檸檬酸：扶桑化學工業公司製造，商品名「精製檸檬酸(結晶)L」
．乙酸：富士軟片和光純藥公司製造，商品名「乙酸」
．丙二酸：東京化成工業公司製造，商品名「丙二酸(Malonic Acid)」
(無機酸)
．磷酸：富士軟片和光純藥公司製造，商品名「磷酸」
．硫酸：富士軟片和光純藥公司製造，商品名「硫酸」(10%水溶液)
(鹼性化合物)
．四丁基氫氧化銨：東京化成工業公司製造，商品名「四丁基 氫氧化銨(Tetrabutylammonium Hydroxide)(於水中為40%(40% in Water))」
(水溶性高分子)
．聚乙烯醇：日本泛母&頗瓦(JAPAN VAM&POVAL)公司製造，商品名「PXP-05」
．聚乙二醇：東邦化學工業公司製造，商品名「PEG-400」
．聚丙烯酸：東亞合成公司製造，商品名「朱麗馬(Julimar)AC-10L」
．聚苯乙烯磺酸鈉：奧瑞奇(Aldrich)公司製造，商品名「Poly(sodium 4-styrenesulfonate)solution」Mw=70,000
(磷酸酯)
．二聚氧乙烯烷基醚磷酸：日光化學公司製造，商品名「DDP-10」
．聚氧乙烯烯丙基苯基磷酸酯胺鹽：竹本油脂公司製造，商品名「新卡珍(New Kargen)FS-3AQ」(20%水溶液)
根據實施例1~實施例16可知，藉由使用於表面具有多個突起且化學機械研磨用組成物中的仄他電位的絕對值為10mV以上的研磨粒，可高速研磨多晶矽膜及/或氮化矽膜，減少被研磨面的表面缺陷(凹陷量)
比較例1~比較例6為使用表面具有多個突起但化學機械研磨用組成物中的仄他電位的絕對值小於10mV的研磨粒的例子。於所述情況下，無法平衡良好地達成高速研磨以及表面缺陷 的抑制。
比較例7為使用表面不具有多個突起的研磨粒的例子。於所述情況下，多晶矽膜及氮化矽膜均無法高速研磨。
根據以上結果可知，根據本申請案發明的化學機械研磨用組成物，可高速研磨含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的半導體基板，且可減少被研磨面的表面缺陷(凹陷量)的產生。
本發明並不限定於所述實施方式，能夠進行各種變形。例如，本發明包括與實施方式中所說明的結構實質上相同的結構(例如功能、方法及結果相同的結構、或者目的及效果相同的結構)。另外，本發明包括對實施方式中所說明的結構的非本質部分進行替換而成的結構。另外，本發明包括發揮與實施方式中所說明的結構相同的作用效果的結構或可達成相同目的的結構。另外，本發明包括對實施方式中所說明的結構附加公知技術所得的結構。
42:漿料供給噴嘴
44:化學機械研磨用組成物(漿料)
46:研磨布
48:轉盤
50:半導體基板
52:承載頭
54:供水噴嘴
56:修整器
200:化學機械研磨裝置(研磨裝置)

Claims (8)

  1. 一種化學機械研磨用組成物，含有：(A)於表面具有多個突起的研磨粒、以及(B)液狀介質，其中所述(A)成分具有下述通式(1)所表示的官能基，所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位的絕對值為10mV以上，-SO3 -M+‧‧‧‧‧(1)M+表示一價陽離子，所述化學機械研磨用組成物的pH為1以上且6以下。
  2. 如請求項1所述的化學機械研磨用組成物，其中所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位為-10mV以下。
  3. 一種化學機械研磨用組成物，含有：(A)於表面具有多個突起的研磨粒、以及(B)液狀介質，其中所述(A)成分具有下述通式(2)所表示的官能基，所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位的絕對值為10mV以上， -COO-M+‧‧‧‧‧(2)M+表示一價陽離子，所述化學機械研磨用組成物的pH為1以上且6以下。
  4. 如請求項3所述的化學機械研磨用組成物，其中所述化學機械研磨用組成物中的所述(A)成分的仄他電位為-10mV以下。
  5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的化學機械研磨用組成物，其中相對於所述化學機械研磨用組成物的總質量，所述(A)成分的含量為0.005質量%以上且15質量%以下。
  6. 如請求項1至請求項4中任一項所述的化學機械研磨用組成物，其更含有選自由水溶性高分子及磷酸酯所組成的群組中的至少一種。
  7. 一種研磨方法，包括使用如請求項1至請求項6中任一項所述的化學機械研磨用組成物對半導體基板進行研磨的步驟。
  8. 如請求項7所述的研磨方法，所述半導體基板包括含有多晶矽膜及氮化矽膜的至少一種的部位。
TW110117943A 2020-06-09 2021-05-18 化學機械研磨用組成物及研磨方法 TWI792315B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-099777 2020-06-09
JP2020099777 2020-06-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202208588A TW202208588A (zh) 2022-03-01
TWI792315B true TWI792315B (zh) 2023-02-11

Family

ID=78845991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110117943A TWI792315B (zh) 2020-06-09 2021-05-18 化學機械研磨用組成物及研磨方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230203344A1 (zh)
JP (1) JP7070803B1 (zh)
KR (1) KR20230021662A (zh)
TW (1) TWI792315B (zh)
WO (1) WO2021251108A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023189899A1 (ja) * 2022-04-01 2023-10-05 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
WO2025017884A1 (ja) * 2023-07-19 2025-01-23 扶桑化学工業株式会社 コロイダルシリカ及びその製造方法
JP2025058928A (ja) * 2023-09-27 2025-04-09 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11328666A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Mitsubishi Chemical Corp 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体用砥粒
JP2003055649A (ja) * 2001-08-22 2003-02-26 Ishizuka Kenkyusho:Kk 炭化物被覆ダイヤモンド粉末
JP2007153732A (ja) * 2005-11-10 2007-06-21 Tama Kagaku Kogyo Kk 中性コロイダルシリカの製造方法
JP2013121631A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Fujimi Inc 研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及び基板の製造方法
TW202132527A (zh) * 2019-12-12 2021-09-01 日商Ｊｓｒ股份有限公司 化學機械研磨用組成物及研磨方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4167441B2 (ja) * 2002-03-27 2008-10-15 泰弘 谷 研磨剤及びキャリア粒子
KR101091603B1 (ko) * 2003-08-27 2011-12-13 동우 화인켐 주식회사 금속의 ｃｍｐ 연마용 조성물
JP4907317B2 (ja) * 2006-11-30 2012-03-28 日揮触媒化成株式会社 金平糖状無機酸化物ゾル、その製造方法および前記ゾルを含む研磨剤
JP4614981B2 (ja) 2007-03-22 2011-01-19 Ｊｓｒ株式会社 化学機械研磨用水系分散体および半導体装置の化学機械研磨方法
US9358659B2 (en) * 2013-03-04 2016-06-07 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing glass
EP2826827B1 (en) * 2013-07-18 2019-06-12 Basf Se CMP composition comprising abrasive particles containing ceria
JPWO2015146468A1 (ja) * 2014-03-28 2017-04-13 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
WO2016067923A1 (ja) * 2014-10-27 2016-05-06 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法
US20190256742A1 (en) * 2016-07-15 2019-08-22 Fujimi Incorporated Polishing composition, method for producing polishing composition, and polishing method
JP7120780B2 (ja) * 2018-03-20 2022-08-17 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP6761554B1 (ja) * 2020-01-22 2020-09-23 日本酢ビ・ポバール株式会社 研磨用組成物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11328666A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Mitsubishi Chemical Corp 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録媒体用砥粒
JP2003055649A (ja) * 2001-08-22 2003-02-26 Ishizuka Kenkyusho:Kk 炭化物被覆ダイヤモンド粉末
JP2007153732A (ja) * 2005-11-10 2007-06-21 Tama Kagaku Kogyo Kk 中性コロイダルシリカの製造方法
JP2013121631A (ja) * 2011-12-09 2013-06-20 Fujimi Inc 研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及び基板の製造方法
TW202132527A (zh) * 2019-12-12 2021-09-01 日商Ｊｓｒ股份有限公司 化學機械研磨用組成物及研磨方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7070803B1 (ja) 2022-05-18
JPWO2021251108A1 (zh) 2021-12-16
US20230203344A1 (en) 2023-06-29
TW202208588A (zh) 2022-03-01
KR20230021662A (ko) 2023-02-14
WO2021251108A1 (ja) 2021-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102741985B (zh) 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
TWI792315B (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202007757A (zh) 化學機械研磨用水系分散體
TW202132527A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TWI814885B (zh) 化學機械研磨用水系分散體及其製造方法
WO2023007938A1 (ja) 化学機械研磨用組成物および研磨方法
TW202323463A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TWI859998B (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202336181A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TWI904367B (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202325806A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202436541A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202436536A (zh) 化學機械研磨用組成物的製造方法
JP7809951B2 (ja) 化学機械研磨用組成物および研磨方法
TW202525967A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202326838A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202310031A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202323464A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
TW202525971A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
JP2025158298A (ja) 化学機械研磨用組成物及び研磨方法
TW202313922A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
JP2025095972A (ja) 化学機械研磨用組成物及び研磨方法
TW202525969A (zh) 化學機械研磨用組成物及研磨方法
KR20250158754A (ko) 화학기계연마용 조성물 및 연마 방법
JP2025095970A (ja) 化学機械研磨用組成物及び研磨方法