[发明专利]研磨用组合物

说明书

技术领域

本发明涉及适合研磨具有疏水性含硅部分和亲水性含硅部分的研磨对象物的研磨用组合物。本发明还涉及使用研磨用组合物的研磨方法和基板的制造方法。

背景技术

当进行化学-机械研磨以在半导体装置上形成金属(如铜)配线时，研磨后发生的称为齿(或接缝)的缺陷在过去已成为问题。为了防止发生该缺陷，已经开发了研磨用组合物如专利文献1至5中公开的那些。

半导体装置的插头(接触插头)和垫片(接触垫片)由多晶硅(多结晶硅(polycrystalline silicon))通过化学-机械研磨形成。当形成该插头或垫片时，通常需要同时研磨不仅由多晶硅(polysilicon)制成的部分，而且还研磨由氧化硅或氮化硅制成的设置在插头或垫片周围的部分。在这种情况下，如同形成金属配线时的情况，除了发生齿(fangs)之外，称为边缘过度腐蚀(以下称作EOE)的缺陷可在研磨后发生。认为由虽然多晶硅部分是疏水性的，但是氧化硅部分或氮化硅部分是亲水性的的事实引起齿和EOE的发生。此处使用的齿是指在多晶硅部分和氧化硅部分或氮化硅部分之间的边界出现局部腐蚀的现象，特别地，在多晶硅部分比较宽的两边可以看到。此处使用的EOE是指比较窄的多晶硅部分以小空间排列于其间的区域的两边出现的局部腐蚀的现象。除了齿和EOE之外，由通过多晶硅部分的过度研磨和除去而使得多晶硅部分的上表面变低而导致出现凹坑(即，皿状凹陷)的问题。甚至当使用专利文献1至5中公开的研磨用组合物时，难以在由多晶硅制成形成插头或垫片期间防止发生缺陷如齿、EOE，和凹坑(dishing)。

现有技术文献

专利文献1：国际公开WO2009/005143

专利文献2：日本特开专利公开2010-41029

专利文献3：日本特开专利公开2009-256184

专利文献4：日本特开专利公开2006-86462

专利文献5：国际公开WO2008/004579

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的是提供可有利地用于研磨具有疏水性含硅部分和亲水性含硅部分的研磨对象物的研磨用组合物，和提供使用所述研磨用组合物的研磨方法和基板的制造方法。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的并依照本发明的第一方面，提供一种包含具有亲水性基团的水溶性聚合物、和磨料粒的研磨用组合物。使用研磨用组合物研磨具有疏水性含硅部分和亲水性含硅部分的研磨对象物后的疏水性含硅部分的水接触角，低于用除其中不包含水溶性聚合物外具有与上述研磨用组合物相同组成的另一组合物研磨相同研磨对象物后的疏水性含硅部分的水接触角，并具有水接触角为优选57°以下。

在根据第一方面的研磨用组合物中，优选水溶性聚合物具有基于每分子为三个以上的亲水性基团。

在根据第一方面的研磨用组合物中，优选水溶性聚合物为多糖类或醇化合物，且特别是聚醚。

本发明的第二方面提供包含具有硅烷醇基团的磨料粒、和水溶性聚合物的研磨用组合物。当将研磨用组合物在25℃温度下的环境中静置一天时，水溶性聚合物以基于1μm²磨料粒的表面积为5,000个以上的分子在磨料粒上吸附。

在根据第二方面的研磨用组合物中，优选水溶性聚合物为具有聚氧化烯链的非离子性化合物。

在根据第二方面的研磨用组合物中，优选所述具有聚氧化烯链的非离子性化合物为聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯亚烷基二聚甘油醚(polyoxyethylene alkylene diglyceryl ether)、聚氧乙烯烷基醚、或聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯。

在根据第一和第二方面的研磨用组合物中，优选磨料粒由其上固定有机酸的二氧化硅形成。

在根据第一和第二方面的研磨用组合物中，所述研磨用组合物用于研磨具有疏水性含硅部分和亲水性含硅部分的研磨对象物。所述疏水性含硅部分由例如多晶硅制成。

本发明的第三方面提供使用根据第一或第二方面的研磨用组合物研磨具有疏水性含硅部分和亲水性含硅部分的研磨对象物的方法。

本发明的第四方面提供通过使用根据第一或第二方面的研磨用组合物研磨具有疏水性含硅部分和亲水性含硅部分的研磨对象物的基板的制造方法。

发明的效果