抛光用组合物及抛光方法技术

本发明专利技术的抛光用组合物含有平均粒径为２０～１００ｎｍ的二氧化硅磨粒、选自氨、铵盐、碱金属盐及碱金属氢氧化物的碱以及ＨＬＢ值在８以上（含８）的硅油。该抛光用组合物适用于对二氧化硅所构成的抛光对象物的抛光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在对作为半导体回路的绝缘膜的SiO2膜这样的由二氧化硅组成的抛光对象物进行抛光的用途中例如使用的抛光用组合物及利用该抛光用组合物的抛光方法。
技术介绍
对SiO2膜那样由二氧化硅组成的抛光对象物进行抛光中所使用的抛光用组合物，至少要求在用抛光用组合物对抛光对象物进行抛光时，抛光对象物的表面产生的刮痕等缺陷要少，抛光用组合物对抛光对象物的抛光速度要快。例如，日本专利公开特开2001-271058号公报公开了为满足上述要求而经过改良的含有气相二氧化硅(fumed silica)等的二氧化硅磨粒和聚丙烯酸树脂等增稠剂的抛光用组合物。然而，日本专利公开特开2001-271058号公报的抛光用组合物并不充分满足上述要求，依然留有改良的空间。另一方面，日本专利公开特开2004-247605号公报公开了含有像聚氧化乙烯甲基聚硅氧烷那样的有机硅表面活性剂的抛光用组合物。然而，日本专利公开特开2004-247605号公报中的抛光用组合物是在抛光含有有机绝缘膜的抛光对象物的用途中使用的，没有设想在抛光像SiO2膜那样的由二氧化硅组成的抛光对象物的用途中使用的情形。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种更适于在对由二氧化硅组成的抛光对象物进行抛光的用途中使用的抛光用组合物以及使用该抛光用组合物的抛光方法。为了达到本专利技术的目的，本专利技术提供一种抛光用组合物，该成分含有平均粒径为20～100nm的二氧化硅磨粒；选自氨、铵盐、碱金属盐及碱金属氢氧化物的碱；HLB值在8以上(含8)的硅油。本专利技术还提供一种抛光方法，该抛光方法具有用上述抛光用组合物对由二氧化硅组成的抛光对象物进行抛光的工序。具体实施例方式下面，对本专利技术的一个实施形态进行说明。本实施形态的抛光用组合物是通过将二氧化硅磨粒、碱、硅油和水混合而制成的。因此，本实施形态的抛光用组合物实质上由二氧化硅磨粒、碱、硅油及水组成。该抛光用组合物例如在对作为半导体回路的绝缘膜的SiO2膜进行抛光的用途中使用。抛光用组合物中的二氧化硅磨粒起着机械抛光SiO2膜的作用，有助于提高抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度。抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒理想的是气相二氧化硅或胶体二氧化硅，更理想的是气相二氧化硅。抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒是气相二氧化硅或胶体二氧化硅时，用抛光用组合物抛光SiO2膜时SiO2膜表面所产生的刮痕减少。此外，抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒是气相二氧化硅的话，不仅刮痕减少，且抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度也大幅提高。抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒的平均粒径为20～100nm。若抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒的平均粒径小于20nm，则不仅抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度无法提高，且用抛光用组合物抛光SiO2膜时在SiO2膜表面产生的刮痕也会增加。另一方面，平均粒径大于100nm的二氧化硅磨粒在抛光用组合物中的分散性较差，易沉淀。并且，若抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒的平均粒径大于100nm，则用抛光用组合物进行抛光所得到的SiO2膜的表面粗糙度可能增大。不过，若抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒的平均粒径小于25nm的话，即使在20nm以上(含20nm)，抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度也略显不足，SiO2膜表面产生的刮痕也略微增加。因此，为了提高抛光速度及减少刮痕，抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒的平均粒径理想的是在25nm以上(含25nm)。并且，平均粒径大于75nm的二氧化硅磨粒，即使在100nm以下(含100nm)，在抛光用组合物中的分散性也略显不足。因此，为了提高二氧化硅磨粒的分散性，抛光用组合物所含的二氧化硅磨粒的平均粒径理想的是在75nm以下(含75nm)。另外，二氧化硅磨粒的平均粒径是由通过BET法测定的二氧化硅磨粒的比表面积算出的。抛光用组合物中的二氧化硅含量小于1质量％，进一步地说小于5质量％时，抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度无法提高。因此，为了提高抛光速度，抛光用组合物中的二氧化硅的含量理想的是在1质量％以上(含1质量％)，更理想的是在5质量％以上(含5质量％)。另一方面，在抛光用组合物中的二氧化硅磨粒的含量大于40质量％，进一步地说大于20质量％时，可能出现抛光用组合物中的二氧化硅磨粒分散性降低而导致二氧化硅磨粒的凝聚和抛光用组合物的凝胶化。因此，为了提高二氧化硅磨粒的分散性，抛光用组合物中的二氧化硅磨粒的含量理想的是在40质量％以下(含40质量％)，更理想的是在20质量％以下(含20质量％)。抛光用组合物中的碱起着对SiO2膜进行化学抛光的作用，有助于提高抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度。抛光用组合物所含的碱是氨、铵盐、碱金属盐或碱金属氢氧化物。抛光用组合物所含的铵盐可以是碳酸铵，抛光用组合物所含的碱金属盐可以是碱金属的碳酸盐。抛光用组合物所含的碱金属氢氧化物可以是氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂。不过，若抛光用组合物所含的碱是氢氧化四甲铵那样的氨、铵盐、碱金属盐及碱金属氢氧化物之外的化合物，则抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度无法提高。因此，用抛光用组合物抛光SiO2膜时，SiO2膜表面产生的刮痕大幅增加。抛光用组合物中的碱含量少于0.01质量％，进一步地说少于0.1质量％时，抛光用组合物对SiO2膜的抛光速度无法提高。因此，为了提高抛光速度，抛光用组合物中的碱含量理想的是在0.01质量％以上(含0.01质量％)，更理想的是在0.1质量％以上(含0.1质量％)。另一方面，抛光用组合物中的碱含量大于10质量％的话，抛光用组合物中的二氧化硅磨粒可能发生溶解。因此，为了防止二氧化硅磨粒的溶解，抛光用组合物中的碱含量理想的是在10质量以下(含10质量％)。抛光用组合物中的硅油具有在抛光用组合物对SiO2膜进行抛光时减少SiO2膜表面刮痕的作用。我们推测其作用是由于在二氧化硅磨粒表面及SiO2膜表面形成了硅油的保护膜。更具体地说，我们认为，若在二氧化硅磨粒的表面形成一层硅油构成的保护膜的话，则可抑制二氧化硅磨粒的凝聚，从而可以抑制由凝聚的二氧化硅磨粒引起的刮痕的产生。并且，我们认为，若在SiO2膜表面形成一层硅油构成的保护膜的话，通过该保护层可抑制由抛光屑引起的刮痕的产生。抛光用组合物所含的硅油可以是未改性硅油，也可以是改性硅油。改性硅油有氨基改性硅油、羧基改性硅油、异官能团改性硅油等的反应性硅油；以及聚醚改性硅油、高级脂肪酸酯改性硅油、亲水性特殊改性硅油等的非反应性硅油。其中，从容易得到适当的HLB(亲水亲油平衡)值的角度来看，抛光用组合物所含的硅油理想的是聚醚改性硅油。作为抛光用组合物所含的硅油的聚醚改性硅油可以是在聚硅氧烷的侧链的一部分导入聚氧化亚烷基的侧链型，也可以是在聚硅氧烷的两端的末端导入聚氧化亚烷基的两末端型。或者，可以是在聚硅氧烷的任一端的末端导入聚氧化亚烷基的单末端型，也可以是在聚硅氧烷的侧链的一部分和两端的末端导入聚氧化亚烷基的侧链两末端型。抛光用组合物中的硅油含量比小于1ppm，进一步地说小于10ppm，更进一步地说小于100ppm时，用抛光用组合物抛光SiO2膜时，SiO2膜表面产生的刮痕无法减少。因此，为了减少刮痕，抛光用组合物中的硅油含量理想的是在1ppm以上(含1ppm)，更理想的是在10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在对由二氧化硅组成的抛光对象物进行抛光的用途中使用的抛光用组合物，其特征是，所述抛光用组合物含有：平均粒径为２０～１００ｎｍ的二氧化硅磨粒，选自氨、铵盐、碱金属盐及碱金属氢氧化物的碱，ＨＬＢ值大于等于８的硅油。

【技术特征摘要】
JP 2005-9-30 2005-2891691.一种在对由二氧化硅组成的抛光对象物进行抛光的用途中使用的抛光用组合物，其特征是，所述抛光用组合物含有平均粒径为20～100nm的二氧化硅磨粒，选自氨、铵盐、碱金属盐及碱金属氢氧化物的碱，...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤隆，木村佳央，
申请(专利权)人：福吉米株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]