[發(fā)明專利]拋光劑組合物

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 97126031.1
• 申請日: 1997-12-05
• 公開（公告）號: CN1185471A
• 公開（公告）日: 1998-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 三蒲司朗;河村篤紀(jì);玉井一誠
• 申請（專利權(quán)）人: 不二見株式會社
• 主分類號: C09G1/18
• 分類號: C09G1/18
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 劉立平

本發(fā)明涉及一種拋光劑組合物，所述的拋光劑組合物可用于對半導(dǎo)體、光掩模、各種用于存儲硬盤的基片、各種合成樹脂制的工業(yè)產(chǎn)品以及其部件進(jìn)行拋光；具體說來，本發(fā)明涉及一種適用于對半導(dǎo)體工業(yè)中的電路晶片表面進(jìn)行平整拋光的拋光劑組合物；更具體說來，本發(fā)明涉及一種效率很高，可以在拋光作為層間介電層的二氧化硅過程中形成質(zhì)量優(yōu)良的拋光表面拋光劑組合物，迄今為止是一種化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)(以下詳述)用于上述用途的；本發(fā)明具體涉及一種拋光劑組合物，它在循環(huán)使用時拋光二氧化硅薄膜的速率減少得較慢，所述的拋光劑組合物的拋光穩(wěn)定性很好。

近年來，包括計(jì)算機(jī)在內(nèi)的所謂高技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展令人注目。而對應(yīng)用于大規(guī)模積成電路等部件來說，在高密度及高速度方面，每年都有不斷的發(fā)展。因此，在半導(dǎo)體電路元件(晶片)的設(shè)計(jì)圖案上，都要求著線路的細(xì)化，這樣，用于元件制造過程中的焦深就日益變淺，而形成圖案表面的平整度要求也變得日益苛刻。

另外，為克服因減小線路細(xì)度而導(dǎo)至的接線電阻增加，人們將元件層疊起來，以減短線路的長度，但是，由于會對元件層疊形成障礙，所形成的圖案表面上面的陡高就成了問題。

因此，為進(jìn)行這種線路的細(xì)化并將元件層疊，須對元件表面進(jìn)行平整化研磨去除這些陡高。對平整化來說，人們對此使用了玻璃上旋轉(zhuǎn)、蝕刻阻擋襯里(resistetch?back)或其它的平整化方法。

然而，在使用通常的平整化方法時，很難獲得球狀平整化(完全平整化)，而這是制造先進(jìn)的元件所要求的，盡管部分的平整化是可能的。因此，有人研究了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法(以下簡稱為“CMP”)用于平整化，它是機(jī)械拋光即物理拋光與化學(xué)拋光的結(jié)合。

不僅對于CMP，在半導(dǎo)體晶片的各種類型拋光中，對拋光劑組合物中含有金屬污染物特別是鈉的夾雜物應(yīng)該加以注意。這是因?yàn)槿绻辉趻伖夤に囍蟮那逑催^程中完全除去這些金屬污染物，則半導(dǎo)體的電性能將會改變。因此，要求拋光劑組合物是高純的，因此必然要求其原料也是高純的。

由于上述的技術(shù)原因，氣相二氧化硅常被用作半導(dǎo)體晶片研磨用的磨粒料。在用作磨粒的二氧化硅中，氣相二氧化硅的特征在于，易于獲得高純的二氧化硅，而且其研磨二氧化硅薄膜的拋光速率大于其它二氧化硅，例如，大于膠態(tài)二氧化硅。因此，在通常的CMP方法中，一般是使用將氫氧化鉀、氨及其它物質(zhì)添加于由氣相二氧化硅及水構(gòu)成的基料制成的拋光劑組合物。

然而，問題是，CMP方法的成本很高。其原因是，CMP過程比較復(fù)雜；需要投資較大的設(shè)備；用于CMP方法中的消耗品，如拋光劑組合物等的價(jià)格昂貴，等等。同樣，就上述含有氣相二氧化硅的拋光劑組合物而言，氣相二氧化硅也相當(dāng)昂貴，由此，人們在各個方面在研究開發(fā)一種可降低成本的拋光劑組合物。

作為上述研究之一，有人提出將用于CMP的拋光劑組合物循環(huán)使用的方法。但是，所述拋光劑組合物循環(huán)使用時，其問題是：對例如二氧化硅薄膜的表面進(jìn)行拋光時，拋光劑組合物的拋光速率因重復(fù)使用而逐漸降低，導(dǎo)致其拋光過程不穩(wěn)定。

為解決這個問題，本發(fā)明者進(jìn)行了廣泛的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對含有氣相二氧化硅和水的拋光劑組合物添加一種堿性鉀化合物，可使其電導(dǎo)率達(dá)到100-5,500μs/cm；而添加一種含氮堿性化合物時，可使其電導(dǎo)率達(dá)到100-1,500μs/cm；而這類拋光劑組合物循環(huán)使用時，其對如二氧化硅薄膜表面的拋光速率的降低可被克服，結(jié)果其拋光過程可以穩(wěn)定。本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)：使含有膠態(tài)二氧化硅和水的拋光劑組合物的電導(dǎo)率達(dá)到30-5,00μs/cm；或者對所述拋光劑組合物再添加一種含氮化合物使其電導(dǎo)率達(dá)到30-1,500μs/cm；則循環(huán)使用所述拋光劑組合物，可以獲得如同上述一樣的效果。

上述含有氣相二氧化硅或膠態(tài)二氧化硅的通常拋光劑組合物還含有大量可能用于增加其拋光速率的化合物。因此其電導(dǎo)率大于本發(fā)明拋光劑組合物的電導(dǎo)率。而令人吃驚的是，本發(fā)明具有某一特定電導(dǎo)率的拋光劑組合物并不會顯著降低其拋光速率，即使是循環(huán)使用時，其拋光速率的降低也很小。

本發(fā)明意在提供一種拋光劑組合物，它的特征在于：它是高純的，其對二氧化硅薄膜的拋光速率很高；可以獲得質(zhì)量優(yōu)良的拋光表面；其它的基本拋光特性不受影響，而這些特性對用于CMP方法的拋光劑來說是所希望的。本發(fā)明特別意在提供一種循環(huán)使用的拋光劑組合物，即使在反復(fù)使用時，其對表面的拋光速率降低是很小的，使得所述拋光過程能夠穩(wěn)定。