專利名稱：拋光用組合物及其拋光方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如用于形成半導體器件的配線所用的拋光用組合物以及使用其拋光用組合物的拋光方法。
高集成與高速的ULSI需依照細微的設計規(guī)則制造。為了抑制由于半導體器件的配線的細微化而導致的配線電阻的增大，近年來使用含銅金屬作為配線材料。
背景技術：
含銅金屬因其性質(zhì)而難以進行利用各向異性蝕刻工藝的加工，所以含銅金屬制的配線通常使用化學機械拋光(CMP)工序形成如下。首先，在具有配線槽的絕緣膜的上設置含鉭化合物制的屏蔽膜。然后，在屏蔽膜上設置含銅金屬制的導體膜，以便至少填埋配線槽。之后，通過化學機械拋光，除去位于配線槽外的導體膜的部分以及屏蔽膜的部分。這樣，位于配線槽中的導體膜的部分殘留在絕緣膜之上，該部分作為配線發(fā)揮功能。
用于除去位于配線槽外的導體膜的部分及屏蔽膜部分的化學機械拋光，通常，分為第1拋光工序與第二拋光工序來實施。首先，在第1拋光工序中，位于配線槽外的導體膜的一部分被化學機械拋光去除，以便露出屏蔽膜的上面。接著，在第二拋光工序中，位于配線槽外的導體膜的殘余部分及與位于配線槽外的屏蔽膜的部分由化學機械拋光去除，露出絕緣膜的上面。
日本專利特開2000-160139號公報公開了含有拋光材料、氧化劑、還原劑以及水的第一個已有技術的拋光用組合物。氧化劑以及還原劑具有促進屏蔽膜的拋光的作用。日本專利特開2001-89747號公報公開了含有具有抑制導體膜的腐蝕作用的均三唑衍生物的第二個已有技術的拋光用組合物。日本專利特開2001-247853號公報公開了具有由一次粒徑在20nm或以下的二氧化硅組成的拋光材料的第3個已有技術的拋光用組合物。一次粒徑在20nm或以下的二氧化硅具有很高的拋光導體膜以及屏蔽膜的能力。
在第2拋光工序的化學機械拋光中使用第1到第3的已有技術的拋光用組合物的場合，由于導體膜被過渡拋光，發(fā)生在導體膜的上面的水平面降低的所謂“碟狀凹陷”的現(xiàn)象。另外，如屏蔽膜以及與該屏蔽膜鄰接的絕緣膜被過度拋光，也會發(fā)生在屏蔽膜以及絕緣膜上面的水平面降低的所謂牙狀凹陷(フアング)的現(xiàn)象。碟狀凹陷以及牙狀凹陷一旦發(fā)生，則由于在拋光后的器件表面上產(chǎn)生階差，拋光后的器件表面的平坦性就大大降低，其結(jié)果，難以形成多層配線。另外，碟狀凹陷還是減小配線的斷面積，使配線阻抗增大的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以更適合用于形成半導體的配線用的拋光中的拋光用組合物以及使用該拋光用組合物的拋光方法。
為了達到上述的目的，本發(fā)明提供一種拋光用組合物。該拋光用組合物用于形成半導體器件的配線用的拋光，具有表面階差抑制劑、二氧化硅、酸、氧化劑及水。
本發(fā)明還提供一種拋光方法，該拋光方法具有配制上述的拋光用組合物的工序；與使用配制的拋光用組合物對拋光對象物進行拋光，以形成半導體器件的配線的工序。


圖1～3是用于說明本實施形態(tài)的拋光方法的斷面圖。
圖4(a)是表示第1拋光工序結(jié)束時的碟狀凹陷的斷面圖。
圖4(b)是表示第2拋光工序結(jié)束時的碟狀凹陷的斷面圖。
圖5(a)是表示第2拋光工序結(jié)束時的牙狀凹陷的斷面圖，以及圖5(b)是表示第2拋光工序結(jié)束時的牙狀凹陷的局部放大圖。
具體實施例方式
以下，說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
首先，對形成半導體器件的配線17(參照圖1)的方法進行說明。在形成半導體器件的配線17的場合，首先如圖2所示，在具有配線槽12的絕緣膜13的上面形成屏蔽膜14及導體膜15。
絕緣膜13可以是SiO2膜、SiOF膜或SiOC膜。絕緣膜13被使用如SiH4、SiH2C12或四乙氧基硅烷(TEOS)的化學蒸鍍法(CVD)形成。配線槽12利用公知的光蝕刻技術以及圖形蝕刻技術形成，以便具有規(guī)定的設計圖形。
屏蔽膜14在導體膜15的形成之前，設置在絕緣膜13的上面，以覆蓋絕緣膜13的表面。例如，屏蔽膜14通過濺鍍法形成。屏蔽膜14的厚度最好與配線槽相比小很多。例如，屏蔽膜14由氮化鉭等的含鉭化合物或鉭形成。
導體膜15設置在屏蔽膜14的上面，以至少填埋配線槽12。導體膜15通過如物理蒸鍍法(PVD)形成。導體膜15例如，由含銅金屬形成。含銅金屬可以是銅，也可以是銅-鋁合金或銅-鈦合金。在具有配線槽12的絕緣膜13的上面形成的導體膜15的上面，通常具有與配線槽12所對應的初始凹部16。
然后，位于配線槽12之外的導體膜15的部分以及屏蔽膜14的部分，被化學機械拋光除掉。此化學機械拋光，分為第1拋光工序與第2拋光工序進行。首先，在第1拋光工序中，位于配線槽12之外的導體膜15的部分的一部分被化學機械拋光去除，以便如圖3所示露出屏蔽膜14的上面。在接下來的第2拋光工序中，位于配線槽12之外的導體膜15部分的殘余部分以及位于配線槽12之外的屏蔽膜14的部分被化學機械拋光去除，以便如圖1所示露出絕緣膜13的上面。這樣，位于配線槽12中的導體膜15的部分留在絕緣膜13的上面，其部分作為半導體器件的配線17發(fā)揮功能。屏蔽膜14起著防止導體膜15(配線17)的銅向絕緣膜13擴散的作用。
在各拋光工序中的碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生程度，以在各拋光工序之后測定的碟狀凹陷深度以及牙狀凹陷深度作為其各指標表示。
如圖4(a)表示，第1拋光工序結(jié)束時的碟狀凹陷深度是，殘留在絕緣膜13上的導體膜15的上面水平面與位于配線槽12外的屏蔽膜14的部分的上面水平面之間的差d1。如圖4(b)表示，第2拋光工序結(jié)束時的碟狀凹陷深度是，殘留在絕緣膜13之上的導體膜15的上面的水平面與絕緣膜13的上面的水平面之間的差d2。如圖5(a)以及圖5(b)表示，各拋光工序結(jié)束時的牙狀凹陷深度是殘留在絕緣膜13的上面的導體膜15的邊緣部分的水平面與臨近其邊緣部分的屏蔽膜14的部分的上面水平面之間的差f。
本實施形態(tài)的拋光用組合物，可用在例如第2拋光工序的化學機械拋光。該拋光用組合物含有表面階差抑制劑、二氧化硅、酸、氧化劑及水。
拋光用組合物中含有的表面階差抑制劑，具有抑制在用拋光用組合物對拋光對象物進行拋光時的碟狀凹陷及牙狀凹陷的發(fā)生的作用?？梢酝茰y表面階差抑制劑藉由被選擇性地吸附于屏蔽膜14以及導體膜15的表面，在屏蔽膜14以及導體膜15的表面上形成覆膜。而且，可以推測利用該覆膜改善位于覆膜近旁的拋光用組合物的流動性，拋光用組合物的局部的停留以及滯留被抑制，籍此，可抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生。
由于表面階差抑制劑對屏蔽膜14以及導體膜15的吸附性大，易在這些膜的表面上形成覆膜，所以理想的是，至少在貯備多糖類以及細胞外多糖類中選擇一種。作為貯備多糖類的舉例，例如，可以舉出淀粉、支鏈淀粉、糖原。作為細胞外多糖類的例子，例如，可以舉出茁霉多糖(プルラン)、エルシナン(elsinan)。尤其，由于抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生的作用特別強，所以優(yōu)選茁霉多糖。茁霉多糖是將一種黑酵母在淀粉中培養(yǎng)得到的水溶性多糖類。由于茁霉多糖對水的溶解性提高，因此茁霉多糖的分子量優(yōu)選30萬或以下。為了增強抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生的茁霉多糖的作用，茁霉多糖的分子量優(yōu)選10萬或以上。
由于提高抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生的拋光用組合物的能力，拋光用組合物中的表面階差抑制劑的含量以0.001質(zhì)量％以上或為宜，0.01質(zhì)量％或以上為更好，最好是0.1質(zhì)量％或以上。另外，由于很好地維持拋光屏蔽膜14的拋光用組合物的能力，所以表面階差抑制劑的含量以30質(zhì)量％或以下為宜，20質(zhì)量％或以下為更好，10質(zhì)量％或以下為最好。
拋光用組合物中含有的二氧化硅，具有對拋光對象物進行機械拋光的拋光材料的作用。拋光用組合物中含有的二氧化硅可以是膠體二氧化硅、氣相二氧化硅硅或沉淀硅(precipitated silica)。尤其，因可使分散安定性提高，拋光用組合物的拋光能力隨時間經(jīng)過的降低被抑制，膠體二氧化硅或氣相二氧化硅為較好，膠體二氧化硅為更好。拋光用組合物中含有的二氧化硅的種類數(shù)，可以是1個或2個以上。
為提高拋光屏蔽膜14的拋光用組合物的能力，根據(jù)激光衍射、散射法得到的二氧化硅的平均粒徑DN4以0.01μm或以上為較好，0.03μm或以上為更好。為提高拋光用組合物的抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生的能力，氧化硅的平均粒徑DN4優(yōu)選0.5μm以下，0.3μm以下為更好。
二氧化硅較好的是第1二氧化硅和其平均粒徑比第1二氧化硅小的第2二氧化硅的混合物。為提高拋光用組合物對絕緣膜13的拋光能力，第1二氧化硅的平均粒徑DN4較好的是0.05μm或以上，0.06μm或以上為更好。為了提高拋光用組合物抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生的的能力，第1二氧化硅的平均粒徑DN4較好的是在0.3μm或以下，0.2μm或以下更好。為提高拋光用組合物中對拋光屏蔽膜14的拋光能力，第2二氧化硅的平均粒徑DN4較好的是在0.01μm或以上，0.02μm或以上更好；且，較好的是在0.05μm以下，0.04μm以下更好。
為了提高拋光絕緣膜13以及屏蔽膜14的拋光用組合物的能力，拋光用組合物中的二氧化硅的含量以0.01質(zhì)量％或以上為宜，0.1質(zhì)量％或以上更好。另外，為了提高拋光用組合物對碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生的控制作用，二氧化硅的含量以20質(zhì)量％或以下為宜，10質(zhì)量％或以下更好。
在拋光用組合物中的二氧化硅為第1二氧化硅與第2二氧化硅的混合物的場合，拋光用組合物中的第1二氧化硅的含量可以高于第2二氧化硅的含量，也可以是第2二氧化硅的含量高于第1二氧化硅的含量。在第1二氧化硅的含量比第2二氧化硅的含量高的場合，拋光用組合物對絕緣膜13進行拋光的能力比對屏蔽膜14進行拋光的能力更強。在第2二氧化硅的含量比第1二氧化硅的含量更高的場合，拋光用組合物對屏蔽膜14進行拋光的能力比對絕緣膜13進行拋光的能力更強。
拋光用組合物中含有的酸，起著提高拋光用組合物的拋光屏蔽膜14的拋光能力的作用。所述酸即可以是無機酸，也可以是有機酸。其中為特別提高拋光用組合物拋光屏蔽膜14的拋光的能力，較好的是選自硝酸、鹽酸、硫酸、乳酸、醋酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、酪酸及丙二酸中的至少一種，選自硝酸、草酸以及乳酸中的至少一種為更好，硝酸為最好。在拋光用組合物中含有的酸為硝酸的場合，拋光用組合物的保存安定性提高，拋光用組合物的拋光能力隨時間經(jīng)過降低得到抑制。
為了提高拋光用組合物的拋光屏蔽膜14的拋光能力，拋光用組合物中酸的含量以0.01質(zhì)量％或以上為宜，0.05質(zhì)量％或以上更好。在拋光用組合物中所含有的酸為硝酸以外的酸的場合，為了抑制拋光用組合物的PH的過度的降低，又，為使拋光用組合物的操作性得到很好地維持，，拋光用組合物中的酸含量以30質(zhì)量％或以下為宜，12質(zhì)量％或以下為更好。在拋光用組合物中所含有的酸為硝酸的場合，又為了抑制拋光用組合物的PH的過渡降低，使拋光用組合物的操作性得到很好的維持，拋光用組合物中的酸的含量以5質(zhì)量％或以下為宜，3質(zhì)量％或以下為更好。
拋光用組合物中含有的氧化劑起作提高拋光用組合物對導體膜15進行拋光的作用。通過對拋光用組合物中的氧化劑含量的調(diào)節(jié)，拋光用組合物拋光導體膜15的能力發(fā)生變化，碟狀凹陷深度以及牙狀凹陷深度也發(fā)生增減。所以，藉由對氧化劑的含量的調(diào)節(jié)，能抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生。拋光用組合物中的氧化劑，可以是過氧化氫、過硫酸鹽、過草酸鹽、過鹽酸鹽、硝酸鹽或氧化性金屬鹽，其中，考慮購得容易、金屬雜質(zhì)少等因素，優(yōu)選過氧化氫。拋光用組合物中的氧化劑的種類可以是1個或2個以上。
為提高拋光用組合物的拋光導體膜15的能力，拋光用組合物中氧化劑的含量，以0.01質(zhì)量％或以上為宜，0.03質(zhì)量％或以上更好。還由于拋光用組合物的PH的過渡降低被抑制，氧化劑的含量以20質(zhì)量％或為較好，5質(zhì)量％或以下為更好。
拋光用組合物中含有的水起作溶解或分散拋光用組合物中除水以外的成分的作用。水最好盡量不含有不純物，以不阻礙其他成分。具體地說，優(yōu)選以離子交換除去不純物之后，通過過濾器除去異物的純水或超純水或蒸餾水。
拋光用組合物，通過在水中添加表面階差抑制劑、二氧化硅、酸、氧化劑混合進行配制。
本實施形態(tài)的拋光用組合物可在用水稀釋之后供于使用。此時，為了抑制二氧化硅在稀釋前的拋光用組合物中凝集，較好的是，在稀釋前的拋光用組合物中添加表面活性劑等的分散安定劑。
為了很好地維持拋光用組合物的使用性，拋光用組合物的PH以1.5或以上為好，2或以上或更好。還為了提高對拋光屏蔽膜14的拋光能力，拋光用組合物的PH以4或以下為好，3或以下更好。拋光用組合物的PH也可通過增減拋光用組合物中的酸含量進行調(diào)節(jié)。
拋光用組合物還可以進一步含有防腐蝕劑。防腐蝕劑起作保護導體膜15的表面被酸腐蝕的作用。防腐蝕劑還具有通過對導體膜15被過度拋光的抑制，抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷發(fā)生的作用。拋光用組合物中的防腐蝕劑可以含有選自從苯并三唑、苯并咪唑、咪唑以及甲苯偶酰均三唑及其各自衍生物的至少一種。尤其為了特別增強保護導體膜15的表面的作用，優(yōu)選苯并三唑或其衍生物。作為苯并三唑的衍生物，可以舉出如，1-(1，2-二羧基乙基)苯并三唑、1-[N，N-二(羥二基)氨基甲基]苯并三唑、1-(2，3-二羥甲基丙基)苯并三唑、1-(羥甲基)苯并三唑。
為了提高拋光用組合物的抑制碟狀凹陷以及牙狀凹陷發(fā)生的能力，拋光用組合物中防腐蝕劑的含量優(yōu)選0.001質(zhì)量％或以上，尤其優(yōu)選0.01質(zhì)量％或以上。為了很好地維持拋光用組合物對導體膜15進行拋光的能力，防腐蝕劑的含量優(yōu)選0.5質(zhì)量％以下，0.3質(zhì)量％以上更好。
按需要，拋光用組合物還可以進一步含有螯合劑、增粘劑、乳化劑、防銹劑、防腐劑、抗霉劑、消沫劑等。
本實施形態(tài)具有下述優(yōu)點。
本實施形態(tài)的拋光用組合物含有具有抑制碟狀凹陷及牙狀凹陷的發(fā)生的作用的表面階差抑制劑、具有提高拋光用組合物的拋光能力的酸、及氧化劑。因此，根據(jù)本實施形態(tài)的拋光用組合物，可以同時實現(xiàn)拋光用組合物的拋光能力的提高和對碟狀凹陷及牙狀凹陷的發(fā)生的抑制。所以，本發(fā)明的拋光用組合物可用于形成半導體器件配線的拋光。
以下，說明本發(fā)明的實施例及對比例。
將表1所示的各成分混合于水中，配制實施例1～15及對比例1～11的拋光用組合物。測定實施例1～15及對比例1～11的拋光用組合物PH，其結(jié)果示于表1。
表1


在表1的“表面階差抑制劑或其替代化合物”欄中“A1”表示分子量為20萬的支鏈淀粉，“B1”表示分子量為10萬的完全堿化型聚乙烯醇，“B2”表示分子量為1萬的完全堿化型聚乙烯醇，“B3”表示分子量為1000的聚丙烯酸，“B4”表示分子量為283的月桂基硫酸氨，“B5”表示分子量為2000萬的聚乙二醇。
在表1的“二氧化硅”欄中，“膠體二氧化硅*1”表示平均粒徑DN4為0.07μm的膠體二氧化硅，“膠體二氧化硅*1”表示平均粒徑DN4為0.03μm的膠體二氧化硅。
膠體二氧化硅的平均粒徑DN4依據(jù)使用Beckman Coulter Inc.制造的“N4 Plus SubmicronParticle Sizer”的激光衍射、散射法進行測定。
在表1的“酸”欄中，“NA”表示硝酸，“LA”表示乳酸，“PA”表示磷酸。
在表1的“氧化劑”欄中，“H2O2”表示過氧化氫。
在表1的“防腐蝕劑”欄中，“BTA”表示苯并三唑。
首先，用銅拋光漿拋光了SEMATECH會社制造的銅圖形晶片(854掩模圖形)。銅圖形晶片，在具有配線槽的絕緣膜之上將屏蔽膜及銅膜(厚度1000nm)依次設置而成，在其上面具有申800nm的初始凹部。
使用銅拋光漿的拋光，結(jié)束在屏蔽膜的上面露出的時間點上。此工序，相當于第1拋光工序的化學機械拋光工序。之后，使用實施例1～15以及對比例1～11所述的各拋光用組合物，將銅圖形晶片按照下述的拋光條件進一步進行拋光。此過程相當于第2拋光工序的化學機械拋光工序。
<拋光條件>
拋光機アプライドマテリアルズ公司制造的單面CMP用拋光機“Mirra”，拋光墊ロ一デル公司制造的聚氨酯制的疊層拋光墊“IC-1000/Suba 400”，拋光壓力2psi(＝約13.8kPa)，平臺拋光轉(zhuǎn)速每分80轉(zhuǎn)，
拋光組合物供給速度200mL/分，磨頭(ヘツド)轉(zhuǎn)速每分80轉(zhuǎn)，拋光時間1分鐘。
有關使用銅拋光漿的拋光之后的銅圖形晶片與使用實施例1～15以及對比例1～11所述的各拋光用組合物進一步拋光之后的銅圖形晶片，使用接觸式表面測定裝置的ケ一エルエテンコ一ル公司制造的プロフアイラ“HRP340”，在形成由100μm寬的配線槽的區(qū)域中，測定了碟狀凹陷深度以及牙狀凹陷深度。從用銅拋光漿的拋光之后測定的碟狀凹陷深度減去使用各拋光用組合物拋光之后測定的碟狀凹陷深度，根據(jù)得出的碟狀凹陷深度之差，將各拋光用組合物用優(yōu)(1)、良(2)、稍差(3)、差(4)的四階段進行評價。具體來說，差值為0nm或以上的場合評價為優(yōu)，差值在-10nm或以上、不到0nm的場合評價為良，-20nm或以上、不到-10nm的場合評價為稍差(3)、不到-20nm的場合評價為差。將此結(jié)果在表2的“碟狀凹陷”欄中表示。另外，從用銅拋光用漿拋光之后測定的牙狀凹陷深度減去使用各拋光用組合物拋光之后測定的牙狀凹陷深度，根據(jù)得出的牙狀凹陷深度之差，將各拋光用組合物用優(yōu)(1)、良(2)、稍差(3)、差(4)的四階段進行評價。具體來說，差值為0nm或以上的場合評價為優(yōu)，差值在-10nm或以上、不到0nm的場合評價為良，在-20nm或以上、不到-10nm的場合評價為稍差(3)、在不到-20nm的場合評價為差。將此結(jié)果在表2的“牙狀凹陷”欄中表示。還有，用銅拋光漿拋光之后的銅圖形晶片的碟狀凹陷深度為30nm，牙狀凹陷深度為0nm。
有關使用實施例1～15以及對比例1～11所述的各拋光用組合物進一步拋光之后的銅圖形晶片，使用數(shù)字儀器公司制造的掃描型探測顯微鏡“NanoscopeIII”，測定了殘留在絕緣膜之上的銅膜，即銅配線部分的表面粗度Ra。根據(jù)測定的表面粗度Ra的大小，將各拋光用組合物用優(yōu)(1)、良(2)、稍差(3)、差(4)的四階段進行評價。具體來說，表面粗度Ra的大小為不到1.0nm的場合評價為優(yōu)，1.0nm或以上、不到1.5nm的場合評價為良，1.5nm或以上、不到2.0nm的場合評價為稍差(3)、2.0nm或以上的場合評價為差。將此結(jié)果在表2的“表面粗度”欄中表示。
使用實施例1～15以及對比例1～11所述的各拋光用組合物，按照上述拋光條件將銅(Cu)蓋封晶片、鉭(Ta)蓋封晶片、氮化鉭(TaN)蓋封晶片、二氧化硅(SiO2)蓋封晶片以及黑金剛石(R)蓋封晶片進行測定。銅蓋封晶片是通過電解電鍍法，在8英寸硅晶片之上形成銅膜而制成。鉭蓋封晶片是通過濺鍍法，在8英寸硅晶片之上形成鉭膜而制成。氮化鉭蓋封晶片是通過濺鍍法，在8英寸硅晶片之上形成氮化鉭膜而制成。二氧化硅(SiO2)蓋封晶片是通過使用TEOS的CVD法，在8英寸硅晶片之上形成二氧化硅而制。黑金剛石(R)蓋封晶片為aprdematelah會公司制，在8英寸硅晶片之上形成Low-k(低電容率材料)制的膜而制成。
此時，測定拋光前后的各晶片的厚度，依據(jù)下述計算公式得出拋光效率(stock removalrate).將其結(jié)果在表2的“拋光效率”欄中表示。銅蓋封晶片、鉭蓋封晶片、氮化鉭蓋封晶片的厚度，用國際電氣系統(tǒng)服務株式會社制造的膜阻抗機“VR-120”進行測定。二氧化硅蓋封晶片以及黑金剛石(Black Diamond)(R)蓋封晶片的厚度，用大日本熒光屏株式會社制造的光學式膜厚測定器“VM-2030”進行測定。
<計算式>
拋光效率[nm/分]＝(拋光前的晶片的厚度[nm]-拋光后的晶片的厚度[nm])÷拋光時間[分]將實施例1～15以及對比例1～11所述的各拋光用組合物約30mL，加入到100mL的透明試劑瓶中振蕩約1分鐘。之后，靜置于透明試劑瓶中，觀察各拋光用組合物的發(fā)泡狀態(tài)。根據(jù)觀察到的發(fā)泡狀態(tài)，將各拋光用組合物用優(yōu)(1)、良(2)、稍差(3)、差(4)的四階段進行評價。具體地說，靜置后不久也沒觀察到泡的場合為優(yōu)，靜置后不久雖然正在發(fā)泡，但靜置后1分鐘內(nèi)消泡的場合為良，靜置后超過1分鐘、但10分鐘內(nèi)消泡的場合為稍差，靜置后經(jīng)過10分鐘還能觀察到泡的場合為差。將此評價結(jié)果在表2的“發(fā)泡性”欄中表示。
表2


如圖2所示，在實施例1～15的各拋光用組合物，關于碟狀凹陷以及牙狀凹陷的評價為優(yōu)或良，可知碟狀凹陷以及牙狀凹陷的發(fā)生被抑制。另外可知，在實施例1～15的各拋光用組合物，對任何的晶片的拋光效率也是在20nm/分或以上，拋光能力很高。加之，在實施例1～15的各拋光用組合物，有關表面粗度以及發(fā)泡性的評價為優(yōu)或良。以上的結(jié)果啟示了，實施例1～15的各拋光用組合物在形成半導體器件的配線用的拋光上是有用的。
另一方面，對比例1～11的各拋光用組合物，有關碟狀凹陷以及牙狀凹陷的任何一個的評價為差或稍差，或是對于任何一個的晶片的拋光效率低到不足20nm/分。所以可知，對比例1～11的各拋光用組合物，并不能在抑制碟狀凹陷及牙狀凹陷的發(fā)生的同時，發(fā)揮高拋光能力。
權(quán)利要求
1.一種用于形成半導體的配線用拋光的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物具有表面階差抑制劑、二氧化硅、酸、氧化劑及水。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述表面階差抑制劑是選自貯備多糖類以及細胞多糖類中的至少一種。
3.如權(quán)利要求2所述的拋光用組合物，其特征在于，所述表面階差抑制劑是茁霉多糖。
4.如權(quán)利要求3所述的拋光用組合物，其特征在于，所述茁霉多糖的分子量是10萬～30萬。
5.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物中的表面階差抑制劑的含量是0.001～30質(zhì)量％。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述二氧化硅是膠體二氧化硅。
7.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，通過激光衍射、散射法得出的所述二氧化硅的平均粒徑是0.01μm或以上、不到0.5μm。
8.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述二氧化硅具有平均粒徑相互不同的第1二氧化硅與第2二氧化硅。
9.如權(quán)利要求8所述的拋光用組合物，其特征在于，通過激光衍射、散射法得出的所述第1二氧化硅的平均粒徑是0.05μm或以上、0.3μm或以下，通過激光衍射、散射法得出的所述第2二氧化硅的平均粒徑是0.01μm或以上、不到0.5μm。
10.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物中的二氧化硅的含量是0.01～20質(zhì)量％。
11.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述酸是選自硝酸、鹽酸、硫酸、乳酸、醋酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、酪酸及丙二酸中的至少一種。
12.如權(quán)利要求11所述的拋光用組合物，其特征在于，所述酸是硝酸。
13.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物中的酸的含量是0.01～30質(zhì)量％。
14.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述氧化劑是過氧化氫。
15.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物中的氧化劑的含量是0.01～20質(zhì)量％。
16.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物還含有防腐蝕劑。
17.如權(quán)利要求16所述的拋光用組合物，其特征在于，所述防腐蝕劑是苯并三唑或其衍生物。
18.如權(quán)利要求1所述的拋光用組合物，其特征在于，所述拋光用組合物的pH是1.5～4。
19.一種對拋光對象物進行的拋光方法，其特征在于，所述方法包括配制權(quán)利要求1～18的任何一項記載的拋光用組合物的工序；和使用配制的拋光用組合物對拋光對象物進行拋光，以形成半導體器件的配線的工序。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述拋光對象物，在具有配線槽的絕緣膜的上面依次設置屏蔽膜及導體膜而成，屏蔽膜及導體膜分別具有位于配線槽之外的部分以及位于配線槽中的部分，對拋光對象物進行拋光的工序包括將位于配線槽之外的導體膜的部分的一部分通過拋光去除，以便露出屏蔽膜上面的工序；和將位于配線槽之外的導體膜部分的殘余部分以及位于配線槽之外的屏蔽膜的部分通過拋光去除，以便露出絕緣膜上面的工序，所述拋光用組合物用于將位于配線槽之外的導體膜部分的殘余部分以及位于配線槽之外的屏蔽膜的部分通過拋光去除的工序。
全文摘要
本發(fā)明的拋光用組合物具有表面階差抑制劑、二氧化硅、酸、氧化劑以及水。表面階差抑制劑，例如至少是從貯備多糖類以及細胞多糖類選擇的一種。二氧化硅例如是膠體二氧化硅、氣相二氧化硅或沉淀二氧化硅。酸例如是至少從硝酸、鹽酸、硫酸、乳酸、醋酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、酪酸以及丙二酸中選擇的一種。氧化劑例如是過氧化氫、過硫酸鹽、過草酸鹽、過鹽酸鹽、硝酸鹽或氧化性金屬鹽。此拋光用組合物能夠適用于形成半導體器件的配線用拋光上。
文檔編號H01L21/304GK1837319SQ20051006240
公開日2006年9月27日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月22日
發(fā)明者吳俊輝, 河村篤紀, 松田剛, 平野達彥, 酒井謙兒, 堀和伸 申請人:福吉米株式會社