研磨用组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供充分去除CMP后残留在研磨对象物表面的杂质的方法。本发明专利技术的研磨用组合物的特征在于，在使用含有磨粒或有机化合物(A)的研磨用组合物(A)进行了研磨后使用，所述研磨用组合物含有有机化合物(B)、pH调节剂以及0～1质量％的磨粒，所述有机化合物(B)含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子且分子量为100以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及研磨用组合物。更详细而言，本专利技术涉及用于去除CMP后残留在研磨对象物表面的杂质的技术。
技术介绍
近年来，随着半导体基板表面的多层布线化，在制造设备时利用对半导体基板进行物理研磨而使其平坦化的所谓化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)技术。CMP为使用含有二氧化硅、氧化铝、氧化铈等磨粒、防腐蚀剂、表面活性剂等的研磨用组合物(浆料)使半导体基板等研磨对象物(被研磨物)的表面平坦化的方法，研磨对象物(被研磨物)为硅、多晶硅、硅氧化膜、硅氮化物、由金属等形成的布线、插塞(plug)等。在CMP工序后的半导体基板表面残留有大量杂质(缺陷)。作为杂质，包括：源自CMP中使用的研磨用组合物的磨粒、金属、防腐蚀剂、表面活性剂等的有机物、通过对作为研磨对象物的含硅材料、金属布线、插塞(plug)等进行研磨而产生的含硅材料、金属、以及由各种垫等产生的垫屑等有机物等。若半导体基板表面被这些杂质污染，则有给半导体的电特性带来不良影响、使设备的可靠性降低的可能性。进而，在有机物所带来的污染明显的情况下，会有设备被破坏的担心。因此，需要在CMP工序后导入清洗工序，从半导体基板表面去除这些杂质。在清洗工序中，为了从半导体基板表面去除杂质而使用清洗剂，至今为止开发了各种清洗剂(参见专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2005/040324号(美国专利申请公开第2012/000485号说明书)
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，即使通过上述清洗工序也无法充分去除杂质，有杂质会残存在半导体基板等研磨对象物表面的问题。因此，本专利技术的目的在于，提供充分去除CMP后残留在研磨对象物表面的杂质的方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述问题而进行了深入研究。结果发现，通过在CMP后使用新型的研磨用组合物对研磨对象物进行研磨，随后的清洗工序中的清洗效果显著提高，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的研磨用组合物在使用含有磨粒或有机化合物(A)的研磨用组合物(A)进行了研磨后使用。而且，该研磨用组合物的特征在于，含有有机化合物(B)、pH调节剂以及0～1质量％的磨粒，所述有机化合物(B)含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子且分子量为100以上。专利技术的效果根据本专利技术，能够充分去除CMP后残留在研磨对象物表面的杂质。具体实施方式以下，说明本专利技术的实施方式，但本专利技术不仅限定于以下的方式。<研磨用组合物>本专利技术的一个实施方式的研磨用组合物的特征在于，在使用含有磨粒或有机化合物(A)的研磨用组合物(A)进行了研磨后使用，所述研磨用组合物含有有机化合物(B)、pH调节剂以及0～1质量％的磨粒，所述有机化合物(B)含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子且分子量为100以上。需要说明的是，在本说明书中，为了与研磨用组合物(A)区别开，也将本专利技术的研磨用组合物称为“研磨用组合物(B)”。另外，也将“使用了研磨用组合物(A)的研磨”、“使用了研磨用组合物(B)的研磨”分别称为“研磨(A)”、“研磨(B)”。如上所述，CMP(研磨(A))后的研磨对象物表面会被如下杂质污染：源自CMP中使用的研磨用组合物(研磨用组合物(A))的磨粒、金属、防腐蚀剂、表面活性剂等的有机物、由于对作为研磨对象物的含硅材料、金属布线、插塞等进行研磨而产生的含硅材料、金属、以及由各种垫等产生的垫屑等有机物等。通过将本方式的研磨用组合物(B)应用于附着有这样的杂质的研磨对象物的研磨，随后的清洗工序中的清洗效果显著提高，且能够从研磨对象物表面充分去除杂质。本方式的研磨用组合物(B)能够发挥这样的效果的详细机制尚不明确，本专利技术人等推测如下。但是，本专利技术不受上述机制限制。在研磨(A)中，研磨对象物表面附着有：源自研磨用组合物(A)的磨粒、有机化合物、因研磨对象物被研磨而产生的杂质、垫屑等，认为这些杂质的附着是因杂质表面和研磨对象物表面带电的电荷、疏水性相互作用而引起的。本方式的研磨用组合物(B)中所含的有机化合物(B)的特征在于，含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子，由于存在这些电负性高的原子而在分子内发生极化，一部分变成亲水性。另外，由于分子量为100以上，因此也变得具有疏水性部分。因此，通过使用研磨用组合物(B)进行研磨，使有机化合物(B)与杂质置换、或者因疏水性相互作用而包围杂质的周围并使其浮起，由此，变得容易从研磨对象物表面去除杂质。另外，如上所述有机化合物(B)的分子的一部分变成亲水性，因此研磨对象物表面的润湿性提高，并且随后通过用水等进行清洗，能够容易地去除有机化合物(B)本身。以下，对本方式的研磨用组合物(B)的各构成成分详细地进行说明。[有机化合物(B)]有机化合物(B)具有在之后的清洗工序中容易去除因CMP而残留在研磨对象物表面的杂质的功能。有机化合物(B)的特征在于，含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子。由于有机化合物(B)具有这样的电负性高的原子，因此在分子内发生极化，一部分可以具有亲水性。其结果变得容易去除杂质，并且能够提高研磨对象物表面的润湿性。其中，从变得更容易发生极化的观点出发，有机化合物(B)优选具有选自由氟原子、氧原子及氮原子组成的组中的至少1种原子。另外，对有机化合物(B)中所含的官能团(含有氧原子和/或氮原子的官能团)也没有特别限制，可列举出羟基、氨基等。其中，从提高润湿性的观点出发，有机化合物(B)优选具有羟基。进而在具有羟基的情况下，有机化合物(B)优选1分子中具有3个以上羟基。另外，从防止再附着的观点出发，有机化合物(B)优选具有1个以上氨基。进而在具有氨基的情况下，有机化合物(B)也可以具有环状胺结构。对于有机化合物(B)的具体例，作为具有羟基的有机化合物，可列举出：羟乙基纤维素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)、聚甘油、聚氧乙烯聚甘油醚等。作为具有氨基的有机化合物，可列举出：聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯脂肪酸酰胺醚等。作为具有环状胺结构的有机化合物，可列举出聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。作为具有氟原子的有机化合物，可列举出：氟化烷基取代二醇、部分氟化醇取代二醇等。作为具有氯原子的化合物，可列举出：氯化烷基取代二醇、部分氯化醇取代二醇等。上述有机化合物(B)可以为通过公知的方法合成的物质，也可以使用市售品。其中，从杂质的去除效果、获得的容易性等观点出发，优选羟乙基纤维素(HEC)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚氧乙烯(6)聚甘油醚、聚氧乙烯月桂酸酰胺醚、聚氧乙烯硬脂胺、部分氟化醇取代二醇等。需要说明的是，上述有机化合物(B)可以仅单独使用1种，也可以组合使用2种以上。有机化合物(B)的分子量(重均分子量)必须为100以上、优选为100～100000、更优选为300～80000、进一步优选为500～50000。分子量(重均分子量)小于100时，无法具有疏水性部分，无法发挥充分的杂质去除效果，因此分子量为100以上是必要条件。另一方面，分子量(重均分子量)为100000以下时，能够分散于水中。需要说明的是，在本说明书中，重均分子量采用通过GPC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨用组合物，其在使用含有磨粒或有机化合物(A)的研磨用组合物(A)进行了研磨后使用，所述研磨用组合物含有有机化合物(B)、pH调节剂以及0～1质量％的磨粒，所述有机化合物(B)含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子且分子量为100以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.28 JP 2014-0692791.一种研磨用组合物，其在使用含有磨粒或有机化合物(A)的研磨用组合物(A)进行了研磨后使用，所述研磨用组合物含有有机化合物(B)、pH调节剂以及0～1质量％的磨粒，所述有机化合物(B)含有选自由氟原子、氧原子、氮原子及氯原子组成的组中的至少1种原子且分子量为100以上。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：横田周吾，铃木章太，赤塚朝彦，大和泰之，坂部晃一，井泽由裕，吉崎幸信，斋藤千晶，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP