研磨用组合物和研磨方法技术

本发明专利技术提供相对于多晶硅膜可选择性地研磨硅氧化膜的研磨用组合物，以及使用该研磨用组合物的研磨方法。本发明专利技术的研磨用组合物含有选自二氧化硅和铈土的磨粒；选自氨、铵盐、碱金属和碱金属氢氧化物的碱；以及选自聚氧乙烯改性硅油、聚（氧乙烯氧丙烯）改性硅油、环氧基／聚醚改性硅油、和氨基／聚醚改性硅油的有机改性硅油。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及主要在研磨硅氧化膜用途、特别是在研磨设置于多晶硅 膜上的硅氧化膜的用途中使用的研磨用组合物，以及使用该研磨用组合 物的研磨方法。
技术介绍
在半导体元件分离技术之一的STI (浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation))技术中，通过CMP (化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing))使设置于硅基板上的硅氧化膜实现平坦化。当然希望该STI 用的CMP浆料对硅氧化膜的研磨速度高，除此以外，也希望例如可防 止设置于元件区域的多晶硅膜被CMP除去、对多晶硅膜的研磨速度低。 即，希望相对于多晶硅膜可选择性地研磨硅氧化膜。本专利技术相关的现有技术文献可列举以下的专利文献1、 2。国际公开第00/39S43号公报日本特表2001-501369号公报
技术实现思路
本专利技术针对上述情况而设，其目的在于提供相对于多晶硅膜可以选 择性地研磨硅氧化膜的研磨用组合物，以及使用该研磨用组合物的研磨 方法。为实现上述目的，本申请第l专利技术提供一种研磨用组合物，该研磨用组合物含有选自二氧化硅和铈土的磨粒；选自氨、铵盐、碱金属盐和 碱金属氢氧化物的碱；选自聚氧乙烯改性硅油、聚(氧乙烯氧丙烯)改性 硅油、环氧基/聚醚改性硅油和氨基/聚醚改性硅油的有机改性硅油。第2专利技术提供上述第l专利技术所述的研磨用组合物，其中，上述磨粒 为二氧化硅。第3专利技术提供使用上述第1或第2专利技术所述的研磨用组合物对设置 于多晶硅膜上的硅氧化膜进行研磨的研磨方法。第4专利技术提供使用上述第2专利技术的研磨用组合物对设置于多晶硅膜上的硅氮化膜进行研磨的研磨方法。本专利技术可提供相对于多晶硅膜可选择性地研磨硅氧化膜的研磨用 组合物，以及使用该研磨用组合物的研磨方法。具体实施例方式以下说明本专利技术的一个实施方案。本实施方案的研磨用组合物通过将磨粒、碱和有机改性硅油与水混 合制备。因此，研磨用组合物含有磨粒、碱和有机改性硅油以及水。该 研磨用组合物在研磨硅氧化膜的用途、特别是研磨设置于多晶硅膜上的 硅氧化膜的用途中使用。上述磨粒具有机械研磨硅氧化膜的作用，可发挥使研磨用组合物对 硅氧化膜的研磨速度提高的作用。研磨用组合物中所含的磨粒选自二氧化硅和铈土 ，优选二氧化硅， 更优选热解法二氧化硅或胶体二氧化硅，进一步优选热解法二氧化硅。 研磨用组合物中所含的磨粒为二氧化硅时，可以使碱性区域的磨粒的分 散性提高。另外，使用热解法二氧化硅或胶体二氧化硅时，可以进一步 降低研磨用组合物研磨后研磨面上的缺陷，使用热解法二氧化硅时，特 别可以进一步提高研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度。关于研磨用组合物中的磨粒含量，当磨粒为二氧化硅时优选为4质 量％以上，磨粒为铈土时优选为0.1质量％以上。随着磨粒含量的增多， 研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度提高。从该角度考虑，研磨用组合 物中二氧化硅的含量为4质量％以上或者研磨用组合物中铈土的含量为 0.1质量％以上，则可以使研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度提高至实 际应用中特别合适的水平。关于研磨用组合物中的磨粒含量，磨粒为二氧化硅时优选为25质 量％以下，磨粒为铈土时优选为10质量％以下。随着磨粒含量的减少， 磨粒的分散性提高，难以在研磨用组合物中产生沉淀。从该点考虑，研 磨用组合物中二氧化硅的含量如果为25质量％以下、或者研磨用组合物 中铈土的含量为10质量％以下，则可以使研磨用组合物中磨粒的分散性 提高至实际应用中特别合适的水平。当磨粒为二氧化硅和铈土中的任意一种时，研磨用组合物中所含磨 粒的平均粒径优选为20nm以上，更优选25nm以上。随着磨粒平均粒径的增大，磨粒机械研磨硅氧化膜的作用增强，因此，研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度提高。从该点考虑，磨粒的平均粒径如果为20 nm 以上、进一步说为nm以上，则可以使研磨用组合物对硅氧化膜的研 磨速度提高至实际应用中特别合适的水平。关于研磨用组合物中所含的磨粒的平均粒径，磨粒为二氧化硅时优 选为100nm以下，更优选75nm以下；磨粒为4申土时优选为200 nm以 下，更优选100 nm以下。随着磨粒平均粒径的减小，磨粒的分散性提 高，难以在研磨用组合物中产生沉淀。从该点考虑，如果二氧化硅的平 均粒径在100 nm以下、更进一步说为75 nm以下，则可以^f吏研磨用组合物中的磨粒的分散性提高至实际应用中特别合适的水平。铈土的平均 粒径为200nm以下、进一步i兑为100nm以下时也同样，可以使研磨用 组合物中的磨粒的分散性提高至实际应用中特别合适的水平。上述平均 粒径的值根据在BET法中测定的磨粒的比表面积和磨粒的颗粒密度计算。上述碱具有化学研磨硅氧化膜的作用，发挥使研磨用组合物对硅氧 化膜的研磨速度提高的作用。研磨用组合物中所含的碱选自氨、铵盐、碱金属盐和碱金属氢氧化 物，优选碱金属氢氧化物。研磨用组合物中所含的碱为碱金属氢氧化物 时，研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度大幅提高。铵盐例如可以是碳 酸铵，碱金属盐例如可以是碳酸钾、碳酸钠或碳酸锂，碱金属氢氧化物 例如可以是氩氧化钾、氬氧化钠或氢氧化锂。研磨用组合物中所含的碱 如果是四甲基氢氧化铵(TMAH)等氨、铵盐、碱金属盐和碱金属氢氧化 物以外的化合物，则研磨用組合物对硅氧化膜的研磨速度没有太大提 高。研磨用组合物中碱的含量优选为o.oi质量％以上，更优选o.i质量 %以上。随着碱含量的增多，研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度提高。从该点考虑，如果研磨用组合物中碱的含量为0.01质量％以上、进一步 说为0.1质量％以上，则可以使研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度提高至实际应用中特别合适的水平。研磨用组合物中碱的含量还优选为10质量％以下，更优选2质量％ 以下。随着碱含量的减少，研磨用组合物中磨粒的稳定性提高。从该点 考虑，如果研磨用组合物中碱的含量为10质量％以下、进一步说为2质量°/。以下，则可以使研磨用组合物中磨粒的稳定性提高至实际应用中 特别合适的水平。上述有机改性硅油发挥抑制研磨用组合物对多晶硅膜进行研磨的 作用。这主要是由于有机改性硅油在多晶硅膜的表面形成保护膜，该保 护膜抑制了研磨用组合物中的碱对多晶硅膜的腐蚀。研磨用组合物中所含的有机改性硅油选自聚氧乙烯改性硅油、聚(氧 乙烯氧丙烯)改性硅油、环氧基/聚醚改性硅油、以及氨基/聚醚改性硅 油。即，有机改性硅油是聚硅氧烷的甲基的一部分、更具体地说是聚硅 氧烷的两个末端或一个末端的甲基、或者支链的一部分甲基、或者支链 的一部分和两个末端或一个末端的甲基被聚氧乙烯基、或者聚(氧乙烯氧 丙基)基、或者环氧基和聚醚基、或者氨基和聚醚基置换。研磨用组合物中的有机改性硅油的含量优选为0.005质量％以上， 更优选0.01质量％以上。随着有机改性硅油含量的增多，研磨用组合物 对多晶硅膜的研磨受到更强的抑制。从该点考虑，如果研磨用组合物中有机改性硅油的含量为0.005质量％以上、进一步说为0.01质量％以上， 则可以使研磨用组合物对多晶硅膜的研磨速度降低至实际应用中特别 合适的水平。研磨用组合物中有机改性硅油的含量还优选为10质量°/。以下，更优 选5质量％以下，进一步优选3质量％以下。随着有机改性硅油含量的 减少，研磨用组合物对硅氧化膜的研磨速度提高。从该本文档来自技高网...

【技术保护点】
研磨用组合物，其特征在于：该研磨用组合物含有选自二氧化硅和铈土的磨粒；选自氨、铵盐、碱金属盐和碱金属氢氧化物的碱；选自聚氧乙烯改性硅油、聚（氧乙烯氧丙烯）改性硅油、环氧基／聚醚改性硅油、和氨基／聚醚改性硅油的有机改性硅油。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-24 2006-3173801.研磨用组合物，其特征在于该研磨用组合物含有选自二氧化硅和铈土的磨粒；选自氨、铵盐、碱金属盐和碱金属氢氧化物的碱；选自聚氧乙烯改性硅油、聚(氧乙烯氧丙烯)改性硅油、环氧基/聚醚改性硅油、和氨基/...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水干和，中岛武彦，伊藤隆，平光亚衣，
申请(专利权)人：福吉米股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]