本发明专利技术提供一种化学机械研磨用水系分散体，其ｐＨ为４～５，用于同时对由选自多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜中的２种以上形成的被研磨面进行研磨，其含有：０．１～４质量％的（Ａ）具有１０ｎｍ～１００ｎｍ的平均粒径的胶态二氧化硅、以及０．１～３质量％的（Ｂ）选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵及硫酸氢铵中的至少一种，所述（Ａ）成分与所述（Ｂ）成分的质量比（Ａ）／（Ｂ）为１～３。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造半导体装置之时所用的化学机械研磨用水系分散 体及使用了该化学机械研磨用水系分散体的化学机械研磨方法。
技术介绍
通常来说，化学机械研磨(以下也称作"CMP"。)的被研磨面会露 出多晶硅膜(Polycrystalline Silicon膜)、单晶硅膜、氧化硅膜、氮化硅 膜、铝、鵠、铜等多种多样的材料。以往，使用以上述材料当中的一种作为靼子(target)的化学机械 研磨用水系分散体(以下也称作"浆料"。)，将该作为靶子的材料利用 CMP除去。但是，如果与其他材料的研磨速度比有很大不同，则作为 靶子的材料就会被过度研磨，从而有时会引起凹陷(dishing )、腐蚀等 缺陷。另外，必须按照每种作为靶子的材料来选择化学机械研磨用水系 分散体并利用CMP除去，无论怎样做都会有生产率降低的问题。近年来，伴随着半导体设备的结构多样化，要求将多晶硅膜、氧化 硅膜及氮化硅膜三种材料同时研磨。为了同时研磨这三种材料，必须提 供一种使各个膜的研磨速度基本上相同的化学机械研磨用水系分散体。迄今为止，例如在特开平11 - 176773号公才艮、特开2001 -7061号 公报、特开2001 - 35820号7>才艮、特开2002 - 190458号公报、特开2004 - 269577号公报等中，提出过使氮化硅膜与氧化硅膜的研磨速度比大致 为1的化学机械研磨用水系分散体。但是，尚不存在能够将多晶硅膜、 氧化硅膜及氮化硅膜同时并且以相同的研磨速度进行研磨的化学机械 研磨用水系分散体。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种对多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜具 有足够的研磨速度而使对各个膜的研磨速度基本上相同的化学机械研3磨用水系分散体及使用了它的半导体装置的化学机械研磨方法。本专利技术的化学机械研磨用水系分散体，pH为4 5,用于同时对由 选自多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜中的2种以上形成的被研磨面进行 研磨，其含有0.1~4质量°/。的(A):具有10nm~ 100nm的平均粒径 的胶态二氧化硅；以及0.1~3质量％的(B):选自磷酸二氢铵、磷酸 氢二铵及硫酸氢铵中的至少一种，所述(A)成分与所述(B)成分的 质量比(A) / (B)为1~3。本专利技术的化学机械研磨用水系分散体可以还含有选自硝酸、硫酸、 碳酸、乳酸、曱酸、苯甲酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、丙二酸、富马 酸、马来酸、琥珀酸、草酸、苯二甲酸、己二酸、癸二酸及它们的铵盐 中的至少一种。本专利技术的化学机械研磨用水系分散体中，多晶硅膜与氧化珪膜的研 磨速度比(多晶硅膜/氧化硅膜)及氮化硅膜与氧化硅膜的研磨速度比 (氮化硅膜/氧化硅膜)可以为0.9 ~ 1.1。本专利技术的半导体装置的化学机械研磨方法的特征在于，使用上述的 任意一种化学机械研磨用水系分散体，同时对由选自多晶硅膜、氮化硅 膜及氧化硅膜中的2种以上形成的被研磨面进行研磨。本专利技术的化学机械研磨用水系分散体对多晶硅膜、氮化硅膜及氧化 硅膜具有足够的研磨速度，可以使对各个膜的研磨速度基本上相同。这 样，就可以同时地对由选自多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜中的2种以 上形成的被研磨面进行研磨。另外，如果使用本专利技术的化学机械研磨用 水系分散体，则对具有多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜的设备进行化学 机械研磨时，则无需根据研磨对象在途中更换浆料，而可以连续地研磨 除去。另外，由于对任何的膜来说研磨速度都基本上相同，因此只要控 制研磨时间，就可以很容易地设定为所需的膜厚。附图说明图l是示意性地表示第一实验例中所用的评价用基板的剖面图。 图2是示意性地表示第一实验例中所用的评价用基板的剖面图。4图3是示意性地表示第一实验例中所用的评价用基板的剖面图。 图4是示意性地表示第二实验例中所用的评价用基板的剖面图。 图5是示意性地表示第二实验例中所用的评价用基板的剖面图。 图6是示意性地表示第二实验例中所用的评价用基板的剖面图。具体实施例方式下面，对本专利技术的实施方式进行说明。而且，本专利技术并不限定于下述的实施方式，也包含在不改变本专利技术 主旨的范围中实施的各种变形例。l.化学机械研磨用水系分散体本专利技术的化学机械研磨用水系分散体含有0.1~4质量％的(A): 具有10nm~100nm的平均粒径的胶态二氧化硅；以及0.1~3质量％的 (B):选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵及硫酸氢铵中的至少一种，所述(A) 成分与所述(B)成分的质量比(A) / (B)为1~3，并且pH为4~5， 是为了同时对由选自多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜中的2种以上形成 的被研磨面进行研磨而使用的。以下，对本实施方式的化学机械研磨用 水系分散体中所含的各成分进行详细叙述。1.1 ( A )胶态二氧化珪本实施方式的化学机械研磨用水系分散体作为磨粒含有胶态二氧化 硅。该胶态二氧化硅的平均粒径优选为10nm~ 100nm，更优选为 20nm 卯nm，特别优选为30nm ~ 80nm。如果胶态二氧化珪的平均粒 径处于10nm~ 100nm的范围内，则由于作为化学机械研磨用水系分散 体的保存稳定性优良，因此可以保持刚刚配制后的性能(研磨速度等)。 如果胶态二氧化硅的平均粒径小于10nm，则由于多晶硅膜、氮化硅膜 及氧化硅膜的研磨速度变得过小，因此无法实用。另一方面，如果胶态 二氧化硅的平均粒径超过100nm，则胶态二氧化硅就会机械地研磨氧化 硅膜，氧化硅膜的研磨速度变得过大，从而丧失平衡。胶态二氧化硅的平均粒径例如是利用动态光散射式LB550 (林式会社堀场制作所制)使用动态光散射法测定的。该平均粒径表示一次粒子 凝聚而形成的二次粒子直径。由于胶态二氧化硅在对被研磨面产生机械 研磨作用之时，通常会形成二次粒子，因此以二次粒子直径作为评价的 对象。胶态二氧化硅的添加量相对于使用时的化学机械研磨用水系分散体的质量来说，优选为0.1~4质量％，更优选为0.2~4质量％,特别 优选为0.3~3.9质量％。如果胶态二氧化硅的添加量小于0.1质量％， 则无法获得足够的研磨速度，因而无法实用。另一方面，如果胶态二氧 化硅的添加量超过4质量％ ，则胶态二氧化硅就会机械地研磨氧化硅膜， 使得氧化硅膜的研磨速度变得过大。另外，有时会产生划痕等研磨时的 缺陷。而且，本说明书中所说的"足够的研磨速度"具体来说是指研磨速 度为20nm/分钟以上。1.2 (B)酸铵盐本实施方式的化学机械研磨用水系分散体含有选自磷酸二氢铵、磷 酸氢二铵及硫酸氢铵中的至少一种铵盐。如果添加这些酸铵盐，就可以 增大对氮化硅膜的研磨速度。可以推测，磷酸二氢铵及磷酸氢二铵利用磷酸根离子对氮化硅膜的 化学研磨作用和铵根离子对氮化硅膜的化学研磨作用之间的协同效应， 可以增大对氮化硅膜的研磨速度。可以推测，硫酸氢铵利用硫酸根离子对氮化硅膜的化学研磨作用与 铵根离子对氮化硅膜的化学研磨作用之间的协同效应，可以增大对氮化 硅膜的研磨速度。这些酸铵盐可以单独使用一种，或者组合使用两种以上。这些酸铵盐的添加量相对于使用时的化学机械研磨用水系分散体 的质量来说，优选为0.1 ~ 3质量％ ，更优选为0.2 ~ 2.5质量％ ，特别优 选为0.3~1.3质量0/。。如果这些酸铵盐的添加量小于0.1质量％，则由 于研磨速度明显地降低，因此无法实用。另本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学机械研磨用水系分散体，ｐＨ为４～５，用于同时对由选自多晶硅膜、氮化硅膜及氧化硅膜中的２种以上形成的被研磨面进行研磨，其含有： ０．１～４质量％的（Ａ）：具有１０ｎｍ～１００ｎｍ的平均粒径的胶态二氧化硅、以及 ０．１～３质 量％的（Ｂ）：选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵及硫酸氢铵中的至少一种， 所述（Ａ）成分与所述（Ｂ）成分的质量比（Ａ）／（Ｂ）为１～３。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安藤民智明，金野智久，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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