專利名稱：拋光劑及基片的拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于半導(dǎo)體元件制造領(lǐng)域使用的拋光劑，以及使用這種拋光劑拋光基片的基片的拋光方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在的ULSI半導(dǎo)體元件制造工序中，正在研究開發(fā)高密度和微細化的加工技術(shù)。其中之一的CMP(化學(xué)機械聯(lián)合)技術(shù)，在半導(dǎo)體元件制造工藝中，正在成為在進行層間絕緣膜平坦化、凹部·溝道(シヤロ-·トレンチ)元件分離形成、插頭和埋入式金屬配線形成時所必須的技術(shù)。
在半導(dǎo)體元件制造工序中，過去廣泛采用氧化硅系(SiO2)、氧化鈰系(CeO2)粒子作為化學(xué)機械拋光劑中的磨料，使等離子-CVD、低壓-CVD等方法形成的氧化硅絕緣膜等無機絕緣膜層平坦化。作為氧化硅粒子的代表，可以舉出煅制二氧化硅。煅制二氧化硅是將四氯化硅用熱分解等方法使晶粒生長的物質(zhì)分散在介質(zhì)中，然后調(diào)整pH制造的。用煅制二氧化硅拋光劑拋光絕緣膜時，缺點是拋光速度低。
氧化鈰系粒子的代表例可以舉出氧化鈰。氧化鈰拋光劑的最大特長是具有氧化硅系拋光劑所不能得到的高拋光速度。氧化鈰等金屬價數(shù)高的鈰系化合物，正如作為強氧化劑已知的那樣，具有化學(xué)活性。因此，將會產(chǎn)生氧化劑的化學(xué)作用和粒子的機械除去作用的相互作用。由于有這種相互作用而被人們發(fā)現(xiàn)其高拋光速度。
氧化鈰粒子的硬度，比氧化硅粒子和氧化鋁粒子的低，因而很難損傷拋光表面，可以用于精加工鏡面拋光。氧化鈰拋光劑可以用于例如玻璃表面拋光。
運用這些特點，氧化鈰拋光劑已經(jīng)作為半導(dǎo)體絕緣膜用CMP拋光劑被廣泛采用。此項技術(shù)例如公開在日本特開平9-270402號公報中。近年來，隨著半導(dǎo)體元件多層化和高精細化的進展，對半導(dǎo)體元件的成品率和通過能力正在提出進一步要求。對于隨之而來的使用拋光劑的CMP工藝，也正在希望在沒有拋光損傷的情況下進行更高速拋光。
然而，直接用玻璃表面拋光用氧化鈰拋光劑拋光半導(dǎo)體絕緣膜表面時，初級粒子的粒徑大，因此一旦以足夠快的拋光速度進行拋光，就會使絕緣膜表面出現(xiàn)能被目視觀察到的損傷。若減小初級粒子的粒徑，雖然很難產(chǎn)生拋光損傷，但是拋光速度就會降低。在氧化鈰的場合下，由于利用其化學(xué)作用和離子的機械除去作用進行加工，所以一旦存在粒子的機械除去作用就會導(dǎo)致拋光損傷。
因此，在使用氧化鈰拋光劑的CMP工藝中，作為進一步減少拋光損傷的方法，可以舉出降低磨料濃度或密度、選擇初級粒子粒徑，以獲得具有所需拋光速度和拋光損傷等表面狀態(tài)的拋光劑改進方法，以及減小拋光壓力或固定盤旋轉(zhuǎn)數(shù)的工藝改進方法。但是，上述哪種場合都依然有拋光速度低的問題，難于同時滿足進一步提高拋光速度和減小拋光損傷的要求。今后，隨著半導(dǎo)體元件的多層化和高精細化的進展，為了提高半導(dǎo)體元件的合格率，拋光劑必須不產(chǎn)生拋光損傷而且能以高速拋光。
最近，不僅拋光速度，而且為了容易使漏字元件分離，需要一種比氧化硅絕緣膜的拋光速度和氮化硅絕緣膜的拋光速度都快的拋光劑。而且另一個問題是在拋光過程中或保管過程中，拋光劑的pH產(chǎn)生經(jīng)時變化，pH變化會導(dǎo)致拋光速度降低。
此外，有時被分散在拋光劑中的磨料粒子或沉降或凝聚，使分散性不穩(wěn)定。評價這樣的拋光劑分散性時，由于被分散的粒子粒徑小不能用目視察覺沉降程度，所以難于對分散穩(wěn)定性作數(shù)值評定。
本發(fā)明提供一種拋光劑和使用該拋光劑拋光基片的拋光方法，該拋光劑中的粒子能與氧化硅絕緣膜等被拋光表面形成化學(xué)反應(yīng)層，能夠在同時提高拋光速度和降低拋光損傷的條件下對該層進行拋光。
另外，本發(fā)明還提供一種拋光劑和使用該拋光劑拋光基片的拋光方法，上述拋光劑其特征在于通過抑制PH的經(jīng)時變化能以高速且再現(xiàn)性良好地拋光，而且比氧化硅膜和氮化硅膜的拋光速度快，粒子被進一步充分分散使得沉降和凝聚減少，容易利用各種光學(xué)手段檢測和控制分散性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人等鑒于上述問題，為了不因拋光劑中的粒子而產(chǎn)生損傷，著眼于活用粒子的化學(xué)作用并極力減小機械作用進行拋光，而且進行了深入研究，從而完成了本發(fā)明。
本發(fā)明中第一發(fā)明涉及一種拋光劑，是含有粒子和將所說粒子至少部分分散的介質(zhì)的拋光劑，上述粒子是由氧化鈰、鹵化鈰和硫化鈰中選擇的，密度為3～6克/立方厘米而且次級粒子平均粒徑為1～300納米的鈰化合物；和四價金屬氫氧化物的至少一方。
分別特別優(yōu)選的是，粒子的比表面積大于50平方米/克；初級粒子平均粒徑小于50納米。
其中，當(dāng)粒子是四價金屬氫氧化物的場合下，分別優(yōu)選的是，次級粒子平均粒徑小于300納米；粒子密度為3～6克/立方厘米而且次級粒子平均粒徑為1～300納米；粒子是稀土類金屬氫氧化物和氫氧化鋯的至少一方；稀土類金屬氫氧化物是氫氧化鈰；粒子是四價金屬鹽與堿液混合得到的四價金屬氫氧化物。
而且，分別優(yōu)選的是，拋光劑的pH值處于3以上9以下；拋光劑的介質(zhì)是水；拋光劑中含有pH穩(wěn)定劑；含有分散劑；含有被拋光面處理劑。
這里，上述pH穩(wěn)定劑優(yōu)選的是，由一個以上構(gòu)成成分組成，至少一個構(gòu)成成分的pKa值處于與拋光劑相差1.0單位以內(nèi)。
上述分散劑優(yōu)選的是，從水溶性陰離子型分散劑、水溶性陽離子型分散劑、水溶性非離子型分散劑和水溶性兩性分散劑中選擇。
上述被拋光面處理劑優(yōu)選的是，分子結(jié)構(gòu)中含有至少一個具有不對稱電子的原子的化合物，或者分子結(jié)構(gòu)中含有氮原子和氧原子至少一方的化合物。
此外，拋光劑造成的對氧化硅絕緣膜的拋光速度與對氮化硅絕緣膜的拋光速度之比優(yōu)選大于5。
而且當(dāng)拋光劑中含有0.2重量％上述粒子的場合下，分別優(yōu)選的是，波長500納米光線的透過率在10％以上；拋光劑放置24小時后與制備后波長500～700納米光線透過率的差級小于20％。
此外，分別優(yōu)選的是，拋光劑電導(dǎo)率小于30Ms/cm，粒子具有正ζ電位。
本發(fā)明中的第二發(fā)明涉及基片的拋光方法，其特征在于，用第一發(fā)明中記載的任何拋光劑拋光基片。
特別分別優(yōu)選的是，用肖氏D硬度50以上的拋光墊拋光基片；基片是半導(dǎo)體元件制造工藝中的基片；對基片上形成的氧化硅膜拋光。
而且優(yōu)選的是，一邊向拋光定盤上的拋光墊供給拋光劑，一邊至少使形成了氧化硅絕緣膜的基片的被拋光面與拋光墊作相對運動而進行拋光，特別優(yōu)選的是，用含有四價金屬氫氧化物粒子的拋光劑拋光氧化硅絕緣膜，使拋光速度處于200～2000納米/分鐘范圍內(nèi)。
按照上述的本發(fā)明拋光劑和基片的拋光方法，可以在氧化硅絕緣膜等的被拋光面不被損傷的條件下高速拋光。而且使氧化硅絕緣膜的拋光速度比氮化硅絕緣膜的拋光速度足夠大，能夠選擇性地對氧化硅絕緣膜拋光，使凹部和溝道元件間分離等過程管理更容易。此外還能夠得到分散性良好的拋光劑并對拋光劑的分散穩(wěn)定性進行數(shù)值評價，可以利用各種光學(xué)方法對拋光終點、拋光劑中粒子濃度和粒子直徑等進行檢測和控制。


圖1是表示使用CMP裝置的本發(fā)明實施方式一個實例的示意圖。
圖2是表示可以使用本發(fā)明的半導(dǎo)體基片拋光工序的一個實例的斷面示意圖，(a)是在硅基片上形成溝道的階段，(b)是在(a)的溝道中埋入氧化硅膜的階段，(c)是拋光(b)的氧化硅膜使元件分離的階段。
具體實施例方式
本發(fā)明拋光劑所含的粒子，使用(1)選自氧化鈰、鹵化鈰和硫化鈰，密度大于3克/立方厘米小于6克/立方厘米而且次級粒子平均粒徑大于1納米小于300納米的鈰化合物粒子；(2)四價金屬氫氧化物粒子；上述(1)的粒子和(2)的粒子，既可以使用任何一方，或者也可以并用二者。
本發(fā)明中的(1)鈰化合物，是從氧化鈰、鹵化鈰和硫化鈰中選擇的一種以上化合物，但是從能夠獲得實用拋光速度的觀點來看，優(yōu)選氧化鈰。
而且由于是用于半導(dǎo)體拋光，所以鈰化合物中的堿金屬和鹵素含量優(yōu)選10ppm以下。
作為本發(fā)明中(2)四價金屬氫氧化物的制備方法，可以采用四價金屬鹽與堿液混合的方法。這種方法例如在《稀土類的科學(xué)》(足立吟也編，化學(xué)同人)第304～305頁說明。作為四價金屬鹽，例如優(yōu)選M(SO4)2、M(NH4)(NO3)6、M(NH4)(SO4)4(其中M表示稀土類元素)、Zr(SO4)2·4H2O。更優(yōu)選化學(xué)活性特別高的Ce的鹽。堿液可以使用氨水、氫氧化鉀、氫氧化鈉，優(yōu)選使用氨水。用上述方法合成的粒子狀四價金屬氫氧化物，可以用洗滌除去金屬雜質(zhì)。金屬氫氧化物的洗滌，可以用離心分離等反復(fù)進行數(shù)次固液分離的方法等。
作為四價金屬氫氧化物，優(yōu)選使用稀土類金屬氫氧化物和氫氧化鋯的至少一方。而稀土類金屬氫氧化物優(yōu)選氫氧化鈰。
采用將上述洗滌得到的四價金屬氫氧化物粒子和鈰粒子，至少部分，優(yōu)選全部，分散在液態(tài)介質(zhì)中的方法制成漿液。
這種將金屬氫氧化物粒子和鈰粒子分散在液態(tài)介質(zhì)中的方法，除了通常用攪拌機分散處理之外，還可以采用均質(zhì)機、超聲波分散機和球磨機等的方法。
本發(fā)明的拋光劑雖然可以直接使用粒子與將其至少一部分分散的介質(zhì)組成的上述漿液，但是也可以使用其中添加有分散劑、被拋光面處理劑、pH穩(wěn)定劑、抑制劑等的拋光劑。這些物質(zhì)既可以加入介質(zhì)中，也可以在分散后加入。
拋光劑中粒子的初級粒子的比表面積平均值(以下叫作粒子的比表面積)，優(yōu)選50平方米/克以上和500平方米/克以下，更優(yōu)選80～500平方米/克，特別優(yōu)選100～350平方米/克，最好是150～250平方米/克的。比表面積可以用氮氣吸附的BET法(例如カンタクロ-ム社制造的名稱為“自動吸附”和“自動記錄-1”)測定。其中測定樣品要在150℃進行前處理。
而且在拋光劑中分散的上述粒子次級粒子粒徑的平均值(以下叫作次級粒子平均粒徑)優(yōu)選處于300納米以下，更優(yōu)選2～200納米，特別優(yōu)選10～200納米，最好是50～150納米。在(1)鈰化合物粒子的場合下，次級粒子的平均粒徑必須處于1～300納米范圍內(nèi)。小于1納米時，拋光速度有降低的傾向。
由于拋光劑中的粒子必然影響與被拋光膜的化學(xué)作用，所以比表面積一旦小于50平方米/克，與被拋光面的接觸面積就會減小，使拋光速度降低。而且上述次級粒子的平均粒徑一旦大于300納米，同樣會使與被拋光膜之間的接觸面積減小，使拋光速度降低。
在本發(fā)明中，初級粒子是指例如用透射電子顯微鏡(TEM)等在粉末狀態(tài)下觀察時，相當(dāng)于能看到粒子邊界所包圍微晶的最小單位粒子。另外，次級粒子是指由這種初級粒子凝聚形成的塊。本發(fā)明中次級粒子的粒徑用光子相關(guān)法測定。例如用マルバ-ン制造的名稱為“ゼ-タサイザ-3000HS”和コ-ルタ-社制造的名稱為“コ-ルタ-N4SD”測定。
粒子中初級粒子的平均粒徑，優(yōu)選處于50納米以下，更優(yōu)選0.1～50納米，特別優(yōu)選1～30納米，最好是3～10納米。
本發(fā)明中用透射電子顯微鏡(TEM)拍攝照片，用兩條平行線夾住初級粒子(微晶)時，以其間隔最小部分的數(shù)值作短徑，以其間隔最大部分的數(shù)值作長徑，將該短徑和長徑的平均值定作微晶尺寸。而且測定了100個微晶的尺寸，以其算術(shù)平均值作為初級粒子的平均粒徑。初級粒子的平均粒徑一旦大于50納米，微小傷痕產(chǎn)生的概率就會增高，若小于0.1納米，則拋光速度有降低的傾向。
粒子的密度優(yōu)選處于3克/立方厘米以上和6克/立方厘米以下，更優(yōu)選4克/立方厘米以上和5克/立方厘米以下。(1)鈰化合物的粒子處于3克/立方厘米以上和6克/立方厘米以下特別必要。
密度小于3克/立方厘米時粒子對被拋光膜的作用低，拋光速度有降低的趨勢。密度大于6克/立方厘米的場合下，很難抑制拋光傷痕的發(fā)生。粒子密度用氣體置換法(例如カンタクロ-ム社制造的名稱為“ウルトラピクノメ-タ1000”)測定。
拋光劑的pH優(yōu)選處于3以上和9以下，更優(yōu)選5以上和8以下，特別優(yōu)選5.5以上和7以下。pH小于3時化學(xué)作用力減小，拋光速度降低。而pH大于9時，次級粒子直徑增大，拋光速度降低。
作粒子分散劑用的介質(zhì)，除水以外可以從以下物組中選擇?？梢耘e出甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丙烯-1-醇、烯丙醇、亞乙基氨基醇、1-丁醇、2-丁醇、(S)-(+)-2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、叔丁醇、全氟叔丁醇、叔戊醇、1，2-乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、2-丁烯-1、4-二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、丙三醇、2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇、1，2，6-己三醇等醇類，二噁烷、三噁烷、四氫呋喃、二乙二醇二乙基醚、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2，2-(二甲氧基)乙醇、2-異丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、糠醇、四氫糠醇、乙二醇、二乙二醇、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、三乙二醇、三乙二醇單甲基醚、四乙二醇、二丙二醇、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、三丙二醇單甲基醚、聚乙二醇、雙丙酮醇、2-甲氧基乙基乙酸酯、2-乙氧基乙基乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙烯酯等醚類，丙酮、甲基乙基酮、乙酰丙酮、環(huán)己酮等酮類等。其中更優(yōu)選水、甲醇、乙醇、2-丙醇、四氫呋喃、乙二醇、丙酮和甲基乙基酮，從能夠得到高拋光速度的觀點來看，特別優(yōu)選水。
而且介質(zhì)優(yōu)選相對于100重量份粒子，為1,000～1,000,000重量份，更優(yōu)選為10,000～100,000重量份。
本發(fā)明拋光劑中所含的pH穩(wěn)定劑，例如可以從羧酸及其鹽的混合物、磷酸及其鹽的混合物、硼酸及其鹽的混合物、胺及其鹽的混合物等之中適當(dāng)選擇使用，而pH緩沖劑可以從過去使用的物質(zhì)中適當(dāng)選擇使用。
優(yōu)選使用的pH穩(wěn)定劑，是由一個以上構(gòu)成成分組成的，其構(gòu)成成分中至少一個的pKa值與拋光劑的pH相差1.0單位以內(nèi)。例如，將拋光劑pH調(diào)整到5.0～6.0的場合下，可以適當(dāng)使用例如磷酸、乙酸、丙酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、抗壞血酸、馬來酸、富馬酸、苯二甲酸、枸櫞酸、乙二胺、吡啶、2-氨基吡啶、3-氨基吡啶、黃(嘌呤核)苷、甲苯胺、吡啶甲酸、組胺酸、哌嗪、N-甲基哌嗪、2-雙(2-羥乙基)氨基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇、尿酸等及各自與其鹽的混合物。
上述的pKa值一旦偏離拋光劑pH達1.0單位以上，長時間保存下pH容易上升，拋光速度將會降低。此Pka值更優(yōu)選不超過0.5個pH單位，特別優(yōu)選0.2單位以內(nèi)。
本發(fā)明的拋光劑優(yōu)選含有分散劑。分散劑作用在拋光劑中的粒子上，只要是能既減少沉降，又保持分散性的化合物即可。利用使拋光劑含有分散劑的方法，既能控制拋光速度和被拋光面的平坦性，又能抑制產(chǎn)生拋光傷痕。
作為分散劑，應(yīng)當(dāng)從水溶性陰離子型分散劑、水溶性非離子型分散劑、水溶性陽離子型分散劑、水溶性兩性型分散劑中選擇，也可以使用至少包含一種這些分散劑的兩種以上的分散劑。
作為水溶性陰離子型分散劑，例如可以舉出十二烷基硫酸三乙醇胺、十二烷基硫酸銨、聚氧乙烯烷基醚硫酸三乙醇胺等。而且也可以使用后述的陰離子系水溶性高分子化合物。
作為水溶性非離子型分散劑，例如可以舉出聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯高級醇醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯衍生物、聚氧乙烯山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單棕櫚酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇單油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三油酸酯、四油酸聚氧乙烯山梨糖醇酯、聚乙二醇單月桂酸酯、聚乙二醇單硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇單油酸酯、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯固化蓖麻油、烷基鏈烷醇酰胺等。其中優(yōu)選聚氧乙烯辛基胺等聚氧乙烯烷基胺。
水溶性陽離子型分散劑，例如可以舉出椰子胺乙酸酯、硬脂酰胺乙酸酯等。
水溶性兩性分散劑例如可以舉出十二烷基甜菜堿、十八烷基甜菜堿、十二烷基二甲胺氧化物、2-烷基-N-羧甲基-N-羥乙基咪唑鎓甜菜堿等。
分散劑可以選擇添加一種或兩種以上。這些分散劑的添加量，考慮到分散性和防止沉降以及與拋光傷痕之間的關(guān)系，相對于100重量份粒子優(yōu)選使用0.01～1,000重量份，更優(yōu)選使用0.1～100重量份，特別優(yōu)選使用1～100重量份。
分散劑的分子量優(yōu)選100～5,000,000，更優(yōu)選1,000～500,000，特別優(yōu)選10,000～100,000。分散劑的分子量小于100的場合下，拋光氧化硅膜或氮化硅膜時不能獲得足夠的拋光速度，反之分散劑的分子量超過5,000,000的場合下，粘度往往增高，拋光劑的保存穩(wěn)定性降低。
本發(fā)明的拋光劑優(yōu)選含有被拋光面處理劑。這里上述被拋光面處理劑，可以是具有能與存在于被拋光面表面上的羥基形成氫鍵的原子或或結(jié)構(gòu)的化合物。被拋光面處理劑，優(yōu)選至少含有一個分子結(jié)構(gòu)中有不對稱電子的原子的化合物，或者分子結(jié)構(gòu)中含有氮原子和氧原子至少一方的化合物。這樣，例如能夠提高氧化硅絕緣膜拋光速度與氮化硅絕緣膜拋光速度之比，因而適于凹部和溝道元件間分離。
具體可以舉出聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮-碘絡(luò)合物、聚乙烯基(5-甲基-2-吡咯烷酮)、聚乙烯基(2-哌嗪酮)、聚乙烯基(3，3，5-三甲基-2-吡咯烷酮)、聚(N-乙烯基氨基甲酰)、聚(N-烷基-2-乙烯基氨基甲酰)、聚(N-烷基-3-乙烯基氨基甲酰)、聚(N-烷基-4-乙烯基氨基甲酰)、聚(N-乙烯基-3，6-二溴氨基甲酰)、聚乙烯基苯基酮、聚乙烯基乙酰丙酮、聚(4-乙烯基吡啶)、聚(4-β-羥乙基吡啶)、聚(2-乙烯基吡啶)、聚(2-β-乙烯基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶)、聚(4-羥乙基吡啶)、聚(4-乙烯基吡啶鎓鹽)、聚(α-甲基苯乙烯-co-4-乙烯基吡啶鎓鹽)、聚(1-(3-磺?；?-2-乙烯基吡啶鎓甜菜堿co-對苯乙烯磺酸鉀)、聚(N-乙烯基咪唑)、聚(N-乙烯基咪唑)、聚(N-乙烯基咪唑)、聚(N-乙烯基咪唑)、聚(N-乙烯基咪唑)、聚(N-乙烯基咪唑)、聚(4-乙烯基咪唑)、聚(5-乙烯基咪唑)、聚(1-乙烯基-4-甲基噁唑啉二酮)、聚乙烯基乙酰胺、聚乙烯基甲基乙酰胺、聚乙烯基乙基乙酰胺、聚乙烯基苯基乙酰胺、聚乙烯基甲基丙酰胺、聚乙烯基乙基丙酰胺、聚乙烯基甲基異丁酰胺、聚乙烯基甲基苯甲酰胺、聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酸衍生物、聚(甲基)丙烯酸銨鹽、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚丙烯醛、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚(醋酸乙烯酯-co-甲基丙烯酸甲酯)、聚(醋酸乙烯酯-co-丙烯酸乙烯酯)、聚(醋酸乙烯酯-co-吡咯烷)、聚(醋酸乙烯酯-co-乙腈)、聚(醋酸乙烯酯-co-N，N-二烯丙基腈)、聚(醋酸乙烯酯-co-N，N-二烯丙胺)、聚(醋酸乙烯酯-co-N，N-乙烯)等高分子化合物。
而且作為被拋光面處理劑是陰離子型的，也可以使用包含其中有游離的COOM基、苯酚性-OH基、-SO3M基、-O·SO3H基、-PO4M2基和-PO3M2基中一個以上基團的水溶性有機化合物(式中M是H、NH4或堿金屬原子)的化合物(以下叫作陰離子型添加劑)。
這樣的陰離子型添加劑實例可以列舉如下。甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、環(huán)己酸、苯基乙酸、苯甲酸、鄰甲苯酸、間甲苯酸、對甲苯酸、鄰甲氧基苯甲酸、間甲氧基苯甲酸、對甲氧基苯甲酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、戊烯酸、己烯酸、庚烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一碳烯酸、十二碳烯酸、十三碳烯酸、十四碳烯酸、十五碳烯酸、十六碳烯酸、十七碳烯酸、異丁酸、異戊酸、肉桂酸、喹哪啶酸、煙酸、1-萘甲酸、2-萘甲酸、皮考啉酸、乙烯基乙酸、苯基乙酸、苯氧基乙酸、2-呋喃甲酸、巰基乙酸、乙酰丙酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1，9-壬二酸、1，10-癸二酸、1，11-十一碳烷二酸、1，12-十二碳烷二酸、1，13-十三碳烷二酸、1，14-十四碳烷二酸、1，15-十五碳烷二酸、1，16-十六碳烷二酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸、中康酸、喹啉酸、奎尼酸、萘二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、羥基乙酸、乳酸、3-羥基丙酸、2-羥基丁酸、3-羥基丁酸、4-羥基丁酸、3-羥基戊酸、5-羥基戊酸、奎尼酸、犬尿烯酸、水楊酸、酒石酸、烏頭酸、抗壞血酸、乙酰水楊酸、乙酰蘋果酸、丁炔二酸、乙酰氧基琥珀酸、乙酰乙酸、3-氧代戊二酸、阿托酸、阿卓乳酸、蒽醌甲酸、蒽甲酸、異己酸、異樟腦三酸、異丁烯酸、2-乙基-2-羥基丁酸、乙基丙二酸、乙氧基乙酸、草酸一酰乙酸、氧代二乙酸、2-氧代丁酸、樟腦三酸、枸櫞酸、乙醛酸、縮水甘油酸、甘油酸、葡萄糖酸二酸、葡萄糖酸、克酮酸、環(huán)丁烷甲酸、環(huán)己烷二酸、二苯基乙酸、二-鄰芐?；剖帷⒍谆晁?、二甲氧基鄰苯二甲酸、羥基丙二酸、丹寧酸、噻吩甲酸、惕各酸、脫草酸、四羥基琥珀酸、四甲基琥珀酸、2-氧代丁內(nèi)酯、脫氫乙酸、蕓香酸、托品酸、香草酸、仲康酸、羥基間苯二甲酸、羥基肉桂酸、羥基萘甲酸、鄰羥基苯基乙酸、間羥基苯基乙酸、對羥基苯基乙酸、3-羥基-3-苯基丙炔酸、三甲基乙酸、吡啶二甲酸、吡啶三甲酸、丙酮酸、α-苯基肉桂酸、苯基縮水甘油酸、苯基琥珀酸、苯基乙酸、苯基乳酸、丙炔酸、山梨酸、2，4-己二烯酸、2-芐叉丙酸、3-芐叉丙酸、芐叉丙二酸、苯甲酸、苯三酸、1，2-苯二乙酸、芐酰氧基乙酸、芐酰氧基丙酸、芐酰基甲酸、芐?；宜?、鄰芐酰基乳酸、3-芐?；帷]食子酸、中草酸、5-甲基間苯二甲酸、2-甲基丁烯酸、α-甲基肉桂酸、甲基琥珀酸、甲基丙二酸、2-甲基丁酸、鄰甲氧基肉桂酸、對甲氧基肉桂酸、巰基琥珀酸、巰基乙酸、鄰乳?；樗?、蘋果酸、白酮酸、閃白酸、玫棕酸、玫紅酸、α-氧代戊二酸、L-アルコルビン酸、艾杜糖醛酸、半乳糖醛酸、乳糖醛酸、焦谷氨酸、乙二胺四乙酸、氰基三乙酸、天冬氨酸、谷氨酸等羧酸。
還有苯酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酚、鄰氯代苯酚、間氯代苯酚、對氯代苯酚、鄰氨基苯酚、間氨基苯酚、對氨基苯酚、鄰硝基苯酚、間硝基苯酚、對硝基苯酚、2，4-二硝基苯酚、2，4，6-三硝基苯酚、鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚等苯酚類。
再有甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸、戊磺酸、己磺酸、庚磺酸、辛磺酸、壬磺酸、癸磺酸、十一烷磺酸、十二烷磺酸、十三烷磺酸、十四烷磺酸、十五烷磺酸、十六烷磺酸、十七烷磺酸、十八烷磺酸、苯磺酸、萘磺酸、甲苯磺酸、羥基乙磺酸、羥基苯酚磺酸、蒽磺酸等磺酸。
也可以是上述羧酸、磺酸主鏈上的質(zhì)子，有一個或兩個以上被F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2等原子或原子團取代的衍生物。
此外還可以優(yōu)選使用N-乙?；?N-甲基氨基乙酸、N-乙?；?N-甲基-β-丙氨酸、N-乙酰基谷氨酸等N-乙?；?氨基酸，聚氧乙烯烷基醚甲酸、乙?；?、烷基苯磺酸、直鏈烷基苯磺酸、烷基萘磺酸、萘磺酸甲醛縮聚物、蜜胺磺酸甲醛縮聚物、二烷基磺基琥珀酸酯、磺基琥珀酸烷基酯、聚氧乙烯烷基磺基琥珀酸、烷基磺基乙酸、α-烯烴磺酸、N-乙烯基甲基牛磺酸、二甲基-5-磺基間苯二酚酯、磺化油、高級醇硫酸酯、高級仲醇硫酸酯、聚氧乙烯烷基醚硫酸、仲醇乙氧基硫酸酯、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸、甘油硫酸一酯、脂肪酸鏈烷醇酰胺硫酸酯、聚氧乙烯烷基醚磷酸、聚氧乙烯烷基苯基醚磷酸、烷基磷酸等。
而且還可以是聚馬來酸、聚天冬氨酸、縮甲基纖維素、海藻酸等水溶性高分子或其衍生物。
這些陰離子型添加劑既可以直接使用，也可以以鈉、鉀等堿金屬鹽和銨鹽形式使用。
在以上說明的被拋光面處理劑中，優(yōu)選從聚乙烯醇及其衍生物、聚乙烯醇系共聚物及其衍生物中選擇。特別優(yōu)選使用聚乙烯醇和聚乙烯醇衍生物。而且還可以優(yōu)選使用在構(gòu)成成分中含有乙烯醇(A)，以及醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛、乙烯基胺、乙烯基異丁基醚和乙烯基吡咯烷酮中任何成分(B)的聚乙烯醇類共聚物。更優(yōu)選聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮。
可以選擇添加一種或兩種以上被拋光面處理劑。對于這些被拋光面處理劑的添加量雖無特別限制，但是考慮到拋光劑中粒子的分散性與防止其沉降之間的關(guān)系，相對于100重量份粒子優(yōu)選添加0.01～1,000重量份，更優(yōu)選1～300重量份，特別優(yōu)選10～100重量份。
當(dāng)被拋光面處理劑是高分子化合物時，其分子量按照平均分子量計優(yōu)選100～5,000,000，更優(yōu)選1,000～500,000，特別優(yōu)選10,000～100,000。被拋光面處理劑的分子量小于100的場合下，拋光氧化硅膜或氮化硅膜時不能獲得足夠的拋光速度，而被拋光面處理劑的分子量超過5,000,000時粘度增高，往往使拋光劑的保存穩(wěn)定性降低。
本發(fā)明的拋光劑，在波長500～700納米下的透過率及該透過率經(jīng)時變化的差級優(yōu)選滿足以下兩個條件中至少一個條件。
第一個條件當(dāng)拋光劑中含有0.2重量％上述粒子的場合下，拋光劑在波長500納米下的透過率大于10％。其中優(yōu)選大于20％，更優(yōu)選大于30％。
第二個條件拋光劑在波長500～700納米下的透過率，在拋光劑制備后立即測得的數(shù)值與24小時靜置后數(shù)值的差級小于20％。其中優(yōu)選小于10，更優(yōu)選小于5％。上述24小時靜置后數(shù)值的差級一旦超過20％，分散穩(wěn)定性就有降低之虞。例如，某拋光劑在波長500納米下的透過率，制備后為22.3％，經(jīng)過24小時靜置后為24.7的場合下，差級為2.4％。
利用波長500～700納米的光線測定拋光劑的透過率，例如可以采用日立制作所制造的U-3410型分光光度計測定。其中當(dāng)拋光劑中所含粒子多于0.2重量％的場合下，上述透過率若大于10％，則在0.2重量％的場合下也會處于10％以上。為了獲得滿足上述透過率的拋光劑，例如可以舉出向拋光劑中加入分散劑，優(yōu)選采用超聲波對拋光劑分散處理兩次以上，用1微米左右的薄膜過濾器過濾等。
透過率低于10％的拋光劑和透過率大于上述差級的拋光劑，因粒子容易沉降而使處理復(fù)雜化。而且拋光損傷發(fā)生的概率也增高。此外，如果透過率低，則利用光學(xué)檢測和控制(拋光終點的檢測和控制、拋光劑中粒子濃度的檢測等)會惡化。
雖然對拋光劑中的粒子濃度沒有特別限制，但是為了使拋光劑容易處理起見，優(yōu)選0.01～5重量％。
拋光劑的電導(dǎo)率優(yōu)選處于30mS/cm以下。一般而言很難使電導(dǎo)率為零，更優(yōu)選0.01～10mS/cm，特別優(yōu)選0.01～3mS/cm。電導(dǎo)率可以用例如東亞電子株式會社制造的CM-20型測定裝置測定。電導(dǎo)超過30mS/cm時容易凝聚，而且沉降粒子的比例增大。
為了獲得電導(dǎo)率30mS/cm以下的拋光劑，例如可以舉出在混合四價金屬鹽和堿液以制造金屬氫氧化物粒子的混合工序中，應(yīng)當(dāng)不要使混合液中四價金屬鹽濃度和混合液的pH過高等。
分散在拋光劑中粒子的ζ電位優(yōu)選為正。對于ζ電位雖無特別限制，但是若處于80mV以下對通常拋光而言是足夠的。而且更優(yōu)選處于10mV以上，特別優(yōu)選20mV以上。ζ電位例如可以用激光多普勒法(例如マルバ-ン社制造的ゼ-タサイザ-3000HS型裝置)測定。ζ電位處于0mV以下拋光速度低。據(jù)認為這是因為拋光劑中粒子的化學(xué)作用減小造成的。此外ζ電位的絕對值大時，由于粒子難于凝聚沉降而分散性好。為使ζ電位為正值，例如可以舉出將拋光劑的pH調(diào)整到粒子的等電位點以下的方法達到。
本發(fā)明的拋光方法，其特征在于用上述本發(fā)明的拋光劑拋光基片。作為基片優(yōu)選采用半導(dǎo)體元件制造工序中的基片。而且優(yōu)選的是，對基片上形成的氧化硅膜進行拋光。
基片可以使用形成電路元件和配線圖案階段的半導(dǎo)體基片、形成電路元件的半導(dǎo)體基片等在半導(dǎo)體基片上形成氧化硅膜、或氧化硅膜和氮化硅膜的基片。
利用一邊向在這種基片上形成的氧化硅膜或氮化硅膜層供給上述拋光劑一邊拋光的方法，能夠消除氧化硅膜層表面的凹凸不平，使得基片整個表面變成平滑無傷的表面。以下就形成有氧化硅膜的半導(dǎo)體基片說明本發(fā)明基片的拋光方法，但是絲毫不受此方法的限定。
拋光裝置可以使用其中具有保持半導(dǎo)體基片的支架，和貼有拋光墊(拋光布)并安裝有轉(zhuǎn)數(shù)可調(diào)的馬達等的拋光固定盤的一般拋光裝置。
附圖1是表示使用CMP裝置的本發(fā)明實施方式的一個實例的示意圖。附圖1裝置的結(jié)構(gòu)如下由拋光劑供給機構(gòu)15，向貼附在拋光固定盤18上的的拋光墊17上，供給包含粒子和介質(zhì)的本發(fā)明的拋光劑16。另一方面，將形成了氧化硅絕緣膜14的半導(dǎo)體基片13，貼附在晶片支架11上，用護圈12固定。使作為被拋光面的氧化硅絕緣膜14與拋光墊17接觸，使被拋光面與拋光墊作相對運動，具體講是使晶片支架11和拋光定盤18旋轉(zhuǎn)，進行CMP拋光。
作為拋光定盤18上的拋光墊17，一般可以使用無紡布、發(fā)泡聚氨酯、多孔氟樹脂等，但是并無特別限制。而且優(yōu)選對拋光墊實施能積存拋光劑16式之類的溝道加工。雖然對拋光條件沒有限制，但是拋光定盤的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選采用100轉(zhuǎn)/分鐘以下的低轉(zhuǎn)速，使得半導(dǎo)體基片13不會飛出。作為被拋光面的并有氧化硅絕緣膜14的半導(dǎo)體基片13對拋光墊17施加的壓力(加工負荷)，優(yōu)選處于10～100kPa(102～1020克力/厘米)范圍內(nèi)。為了使拋光速度滿足被拋光面內(nèi)均一性和圖案平坦性的要求，更優(yōu)選處于20～50kPa(204～510克力/厘米)范圍內(nèi)。拋光期間，利用泵等拋光劑供給機構(gòu)15，向拋光墊17連續(xù)供給本發(fā)明的拋光劑16。對于這種供給機構(gòu)和供給量并無特別限制，但是優(yōu)選使拋光墊表面經(jīng)常被拋光劑所覆蓋。
拋光基片所用拋光墊的硬度，優(yōu)選肖氏D硬度處于50以上，更優(yōu)選肖氏D為硬度55～99，特別優(yōu)選肖氏D硬度為60～95。拋光墊硬度小于50時，拋光墊的機械硬度減小，拋光速度降低。其中肖氏D硬度從定義上講不能取100以上的數(shù)值，而且一旦過硬往往使被拋光面產(chǎn)生損傷。拋光墊的肖氏D硬度可以用肖氏D硬度計(例如高分子計器(株)制造，アスカ-ゴムD型硬度計)測定。
肖氏D硬度50以上的拋光墊，可以采用發(fā)泡體以及，布、無紡布等非發(fā)泡體中的任何一種；作為拋光墊材料可以使用聚氨酯、丙烯酸、聚酯、丙烯酸-酯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚4-甲基戊烯、纖維素、纖維素酯、尼龍及蜜胺等聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰亞胺酰胺、聚硅氧烷共聚物、環(huán)氧乙烷化合物、酚醛樹脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂等樹脂。
而且優(yōu)選使拋光墊表面形成由微小突起造成的凹凸不平。此外，也可以加工成具有各種溝。
當(dāng)拋光墊表面形成凹凸不平的場合下，凸起上部的面積優(yōu)選小于0.25mm2，更優(yōu)選處于100μm2以上和0.25mm2以下。大于0.25mm2時，導(dǎo)致拋光速度降低，而小于100μm2時難于制作微小凹凸。
凹凸微小突起的高度應(yīng)當(dāng)波動小。高度波動(1σ/平均高度)優(yōu)選小于10％。高度波動(1σ/平均高度)一旦超過10％，就會使微小突起在拋光時與基片上的被拋光膜脫離接觸，缺乏拋光特性的穩(wěn)定性。
凹凸微小突起的平均高度，優(yōu)選1微米以上和200微米以下。大于200微米時，拋光液過流使拋光速度降低。另一方面，一旦小于1微米，拋光面就會被吸附在微小突起上面妨礙順利拋光。微小突起的形狀可以舉出棱錐形、圓錐形、棱柱形、圓柱形、半球形等，沒有特別限制。而且微小突起的平均間距，優(yōu)選30微米以上和1000微米以下。小于30微米時，突起與突起間隙過窄，拋光屑等將會堵塞孔隙。而且大于1000微米的場合下，與拋光面接觸的微小突起少，拋光速度低。
具有微小突起的拋光墊的制作方法，可以舉出凹凸輥法、金屬成形法和轉(zhuǎn)印法等，其中優(yōu)選以光固化性樹脂作原料，利用具有微小凹凸的模具轉(zhuǎn)印的方法。對于光固化性樹脂層所用的光固化性樹脂組合物沒有特別限制。
將拋光墊制成帶狀的場合下，優(yōu)選制成布匹(卷筒)狀。這種形狀的拋光墊，例如可以舉出在雙向拉伸的聚對苯二甲酸乙二醇酯支持體層上，借助于光固化作用用模具轉(zhuǎn)印微小突起，在表面上形成有光固化性樹脂層的拋光墊。
而且利用肖氏D硬度50以上的拋光墊拋光的拋光方法，不僅可以用于氧化硅膜等的拋光，而且還能用于在半導(dǎo)體基片上形成的銅、鋁等金屬膜的拋光。
本發(fā)明拋光方法中，優(yōu)選采用一邊向拋光定盤的拋光墊上供給拋光劑，一邊使至少形成氧化硅絕緣膜，例如形成氧化硅膜或氧化硅膜和氮化硅膜等的半導(dǎo)體基片的被拋光面與拋光墊之間作相對運動的方式進行拋光。相對運動，除了使拋光定旋轉(zhuǎn)外，也可以使支架旋轉(zhuǎn)或搖動的方式拋光。而且可以舉出使拋光定盤作行星式旋轉(zhuǎn)的方法，以及使帶狀拋光墊沿著長度方向的一個方向作直線運動的拋光方法。其中支架也可以處于固定、旋轉(zhuǎn)和搖動的任何狀態(tài)下。這些拋光方法，只要是拋光墊與基片作相對運動，就可以適當(dāng)選擇使用。
優(yōu)選利用這種拋光方法對氧化硅絕緣膜進行拋光，使拋光速度處于200納米/分鐘以上和2000納米/分鐘以下。特別優(yōu)選用含有四價金屬氫氧化物粒子的拋光劑進行拋光。
由于拋光墊的表面狀態(tài)通常相同，所以在用CMP拋光基片前優(yōu)選附加拋光墊狀態(tài)調(diào)節(jié)工序。例如應(yīng)當(dāng)使用帶金剛石粒子的修整工具至少用含水液體進行拋光。接著實施本發(fā)明的拋光工序，而且優(yōu)選附加由1)刷洗除去附著在拋光后基片上的粒子等異物2)用水置換拋光劑等用的超聲(メガソニツク)洗滌3)從基片表面除去水的旋轉(zhuǎn)干燥組成的基片洗滌工序。
附圖2的(a)～(c)表示能用本發(fā)明的半導(dǎo)體基片拋光工序的一個實例的斷面示意圖。圖2的(a)是硅基片上形成溝道的階段，(b)是在(a)的溝道中嵌埋氧化硅膜的階段，(c)是拋光(b)的氧化硅膜使元件分離的階段。
正如在圖2(a)的硅基片1的溝道中嵌埋了氧化硅膜3的圖2(b)所示，當(dāng)形成氧化硅膜3和氮化硅膜2的基片1上的凹部·溝道分離時，由于拋光一邊消除氧化硅膜3層的凹凸，一邊能拋光直到下層的氮化硅膜2層，所以僅僅殘留嵌埋在元件分離部中的氧化硅膜3(參見圖2(c))。此時如果氧化硅與變成擋塊的氮化硅的拋光速度之比大，則拋光過程裕度增大。
這樣，用本發(fā)明的拋光劑拋光氧化硅絕緣膜和氮化硅絕緣膜的場合下，氧化硅膜拋光速度與氮化硅膜拋光速度之比優(yōu)選大于5。上述拋光速度比更優(yōu)選15以上和300以下，特別優(yōu)選30以上和100以下。
例如當(dāng)拋光劑中含有上述那種被拋光面處理劑的場合下，在中性pH區(qū)域內(nèi)由于氧化硅膜帶負電，氮化硅膜電位為0，所以被拋光面處理劑選擇性吸附在氮化硅膜上，能夠更有效地發(fā)揮擋塊膜的功能，因而能夠得到上述的優(yōu)選拋光速度比，使拋光過容易管理。
而且一旦拋光劑含有分散劑，就會吸附在拋光劑的粒子上，在立體穩(wěn)定化作用下能夠提高分散穩(wěn)定性。
再有，為了使用拋光劑完成凹部·溝道分離，還要求拋光時損傷發(fā)生少。而且也能用于嵌埋金屬配線的平坦化工序之中。
通過這樣拋光，能夠使在硅基片上形成凹部·溝道分離后，形成氧化硅絕緣膜層及其上的鋁配線，進而用上述拋光方法，使在其上形成的氧化硅絕緣膜平坦化。在被平坦化的氧化硅絕緣膜層上形成第二層鋁配線，在該配線間及配線上再形成氧化硅絕緣膜后，利用上述拋光方法消除絕緣膜表面的凹凸不平，就能制成半導(dǎo)體基片整面全面平滑面。通過將此工序重復(fù)預(yù)定次數(shù)，能夠制造具有所需層數(shù)的半導(dǎo)體元件。
作為能采用本發(fā)明的制造無機絕緣膜的方法，可以舉出低壓CVD法、等離子CVD法等。用低壓CVD法形成氧化硅絕緣膜時，以單甲硅烷SiH4作Si源，用氧氣O2作氧源。利用在低于400℃左右溫度下的低溫進行這種SiH4-O2反應(yīng)就能得到。為了用高溫軟溶法實現(xiàn)表面平坦化，摻雜磷P時，優(yōu)選采用SiH4-O2-PH3系反應(yīng)氣體。等離子CVD法具有能夠在低溫下進行在通常熱平衡下必須高溫進行的化學(xué)反應(yīng)。等離子發(fā)生法可以舉出電容耦合型和電感耦合型兩種。作為反應(yīng)氣體可以舉出，使用SiH4作Si源、用N2O作氧源的SiH4-N2O系氣體，以及將四乙氧基甲硅烷(TEOS)用于Si源的TEOS-O2系氣體(TEOS-等離子CVD法)?；瑴囟葍?yōu)選250～400℃，反應(yīng)壓力優(yōu)選67～400Pa范圍內(nèi)。這樣可以在氧化硅絕緣膜中摻雜磷、硼等元素。同樣能用低壓CVD法形成氮化硅膜，即以二氯甲硅烷(SiH2Cl2)作Si源，以氨(NH3)作氮源，通過在900℃高溫下進行這種SiH2Cl2-NH3系氧化反應(yīng)實現(xiàn)。等離子CVD法可以舉出，用SiH4作Si源、以氨(NH3)作氮源的SiH4-NH3系氣體?；瑴囟葍?yōu)選300～400℃。
本發(fā)明的拋光劑和拋光方法，不僅能用于在半導(dǎo)體基片上形成有氧化硅膜和氮化硅膜的拋光，而且還能用于在具有預(yù)定配線的配線板上形成的氧化硅膜、玻璃、氮化硅膜等無機絕緣膜拋光，以及光掩膜、透鏡、棱鏡等光學(xué)玻璃、ITO等無機導(dǎo)電膜、由玻璃和結(jié)晶材料構(gòu)成的光集成回路、光開關(guān)元件、光導(dǎo)元件、光纖端面、閃爍器等光學(xué)用單晶、固體激光器單晶、藍色激光器用LED藍寶石基片、SIC、GaP、GaAS等半導(dǎo)體單晶、磁盤用玻璃基片、磁頭等的拋光。此外，本發(fā)明的拋光劑和拋光方法也適用于金屬膜。
實施例以下用實施例進一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不受這些實施例的絲毫限制。
實施例1(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)并攪拌，得到含有160克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)進行固液分離，除去液體后加入新鮮純水。再于上述條件下進行離心分離，重復(fù)此操作四次后洗滌。用BET法測定得到粒子的比表面積，為200平方米/克。將160克粒子與15840克純水混合，實施超聲波分散處理，再用1微米的膜過濾器過濾，得到固態(tài)成為1重量％的拋光劑。利用光子相關(guān)法測定此拋光劑的粒徑，次級粒子的平均粒徑為170納米。而拋光劑的pH為5.4。
(絕緣膜層的拋光)將利用TEOS-等離子CVD法形成了氧化硅絕緣膜的直徑200毫米硅晶片，裝在拋光裝置中貼附有基片用吸附墊的支架上。使絕緣膜面朝下裝在貼附有多孔聚氨酯樹脂制的直徑600毫米拋光裝置定盤的支架上，進而將加工負荷設(shè)定為30Kpa(306克力/平方厘米)。一邊以200cc/分鐘速度向定盤上滴下上述拋光劑(固態(tài)成分1重量％)，一邊以50rpm的速度使定盤和晶片旋轉(zhuǎn)2分鐘，對絕緣膜進行拋光。拋光后的晶片用純水充分洗滌后，進行干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果通過這種拋光，氧化硅絕緣膜為800納米(拋光速度400納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例2
(拋光劑的制備)將43克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合24克氨水(25％水溶液)并攪拌，得到了含有16克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)進行固液分離，除去液體后加入新鮮純水。進而作超聲波處理制成分散液。得到粒子的密度為4.7克/立方厘米，比表面積為180平方米/克。將分散液中粒子濃度調(diào)節(jié)成1.0重量％，將pH調(diào)節(jié)到6.0后得到拋光劑。測定用此拋光劑原液，用光子相關(guān)法測定次級粒子平均粒徑，為100納米。
(絕緣膜層的拋光)用上述得到的拋光劑，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、干燥和洗滌，拋光前后膜厚變化的測定結(jié)果為，經(jīng)這種拋光氧化硅絕緣膜被拋光了1430納米(拋光速度715納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例3(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在5000克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)攪拌，得到了含有160克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。此后與實施例2同樣處理制作分散液。得到的粒子的密度為4.2克/立方厘米，比表面積為240平方米/克。將分散液中粒子濃度調(diào)節(jié)成1.0重量％，將pH調(diào)節(jié)到7.3后得到拋光劑。用光子相關(guān)法對此拋光劑原液的次級粒子平均粒徑進行測定，為230納米。
(絕緣膜層的拋光)用上述方法制備的拋光劑，與實施例2同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、干燥和洗滌，結(jié)果氧化硅絕緣膜被拋光了802納米(拋光速度401納米/分鐘)。而且在氧化硅絕緣膜表面上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例4(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)攪拌，得到了含大約160克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。與實施例2同樣對其處理，制作分散液。得到的粒子的密度為4.5克/立方厘米，比表面積為200平方米/克。將分散液中粒子濃度調(diào)節(jié)成1.0重量％，將pH調(diào)節(jié)到4.9后得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定次級粒子平均粒徑，為170納米。
(絕緣膜層的拋光)使用上述方法制備的拋光劑，與實施例2同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。氧化硅絕緣膜被拋光560納米(拋光速度280納米/分鐘)。而且在氧化硅絕緣膜表面上沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例5(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)并攪拌，得到了含有160克氫氧化鈰的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體加入新鮮純水。重復(fù)此操作四次后洗滌。對洗滌后得到的懸浮液中氫氧化鈰粒子的平均微晶尺寸進行測定，為9.5納米。用BET法測定比表面積，為200平方米/克。
將160克氫氧化鈰粒子與15840克純水混合，實施超聲波分散處理，再用1微米的膜過濾器過濾，得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定此拋光劑的次級粒子的平均粒徑，為170納米。而分拋光劑pH為5.4。
(絕緣膜層的拋光)使用上述拋光劑(固態(tài)成分1重量％)，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅絕緣膜減少800納米(拋光速度400納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例6(拋光劑的制備)將50克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在10千克純水中，進而在此溶液中混合氨水(25％水溶液)并攪拌，使此溶液pH約等于6，得到含有氫氧化鈰的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體并加入新鮮純水。重復(fù)此操作三次后進行洗滌。對洗滌后得到懸浮液中氫氧化鈰粒子的初級粒子平均直徑(平均微晶尺寸)進行測定，為3.5納米。用BET法測定比表面積，為220平方米/克。
用水將氫氧化鈰粒子濃度調(diào)整到0.2％，加入氨水(25％水溶液)將pH調(diào)整到6后，實施超聲波分散處理，再用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定此拋光劑的次級粒子的平均粒徑，為100納米。
(絕緣膜層的拋光)使用上述拋光劑，除了使定盤和晶片分別以75rpm旋轉(zhuǎn)2分鐘以外，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅膜減少了1040納米(拋光速度520納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例7(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)并攪拌，得到含有160克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)進行固液分離，除去液體并加入新鮮純水。再以上述條件進行離心分離，進而重復(fù)此操作四次后進行洗滌。得到的粒子的比表面積用BET法測定，為200平方米/克。將16克此粒子、1克N-甲基哌嗪和1440克純水混合后，加入市售硝酸將pH調(diào)整到5.4。然后實施超聲波分散處理，再用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定拋光劑次級粒子的平均粒徑，為170納米。而在常溫下儲藏4個月后，拋光劑的pH為5.3。
(絕緣膜層的拋光)使用上述拋光劑(固態(tài)成分1重量％)，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅絕緣膜厚度變化了800納米(拋光速度400納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察拋光后的絕緣膜表面，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例8
將實施例7得到的16克粒子與1440克純水混合后，加入市售氨水將pH調(diào)整到5.4。然后實施超聲波分散處理，再用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。與實施例7同樣測定粒子的比表面積，為200平方米/克，次級粒子的平均粒徑為200納米。將此拋光劑在常溫下儲藏4個月后，拋光劑的pH降低到4.5。與實施例7同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光后，氧化硅絕緣膜的厚度變化為600納米(拋光速度300納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察拋光后的絕緣膜表面，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例9(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)并攪拌，得到了含有160克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體加入新鮮純水。再于上述條件下進行離心分離。近一步重復(fù)此操作三次后洗滌。對洗滌后得到的氫氧化鈰懸浮液中粒子的表面積用BET法測定，為200平方米/克。
將16克氫氧化鈰懸浮液中的粒子、1.5克聚氧乙烯辛基胺(數(shù)均分子量為10,000)和1440克純水混合，實施超聲波分散處理。然后加入3克蘋果酸，用市售氨水將pH調(diào)整到5.4。再用超聲波進行分散處理。進而用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定得到的拋光劑中次級粒子的平均粒徑，為115納米。
(絕緣膜層的拋光)使用上面得到的拋光劑(固態(tài)成分1重量％)，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果顯示這種拋光使氧化硅膜厚度減少了760納米(拋光速度380納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察氧化硅絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例10(拋光劑的制備)將430克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在7300克純水中，進而在此溶液中混合240克氨水(25％水溶液)并攪拌，得到了含有160克氫氧化鈰(黃白色)的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體并加入新鮮純水。再于上述條件下進行離心分離。再重復(fù)三次此操作后進行洗滌。洗滌后得到的氫氧化鈰懸浮液中粒子的比表面積用BET法測定，為200平方米/克。
將16克氫氧化鈰懸浮液中的粒子、6克聚乙烯醇(數(shù)均分子量為60,000，皂化度96％)和1440克純水混合，實施超聲波分散處理。然后用市售氨水將pH調(diào)整到5.4。再用超聲波進行分散處理后，用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定得到的拋光劑次級粒子的平均粒徑，為170納米。
(絕緣膜層的拋光)使用上面制備的拋光劑(固態(tài)成分1重量％)，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅膜厚度減少了800納米(拋光速度400納米/分鐘)。
另外，準(zhǔn)備利用低壓CVD法形成氮化硅絕緣膜的直徑200毫米的硅片，同樣拋光后，氮化硅絕緣膜厚度減少了20納米(拋光速度10納米/分鐘)。由此得出氧化硅絕緣膜與氮化硅絕緣膜拋光速度比為40。而且用光學(xué)顯微鏡觀察氧化硅絕緣膜和氮化硅絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例11除了用聚乙烯基吡咯烷酮(數(shù)均分子量為20,000)代替聚乙烯醇，而且還加入了1.5克聚氧乙烯辛胺(數(shù)均分子量為10,000)之外，與實施例10同樣制備拋光劑。這種拋光劑中粒子的比表面積為220平方米/克，次級粒子的平均粒徑為125納米。使用這種拋光劑與實施例10同樣，對在硅晶片表面用TEOS-CVD法形成的氧化硅膜以及用低壓CVD法形成的氮化硅絕緣膜進行拋光。通過2分鐘拋光，氧化硅絕緣膜被拋光了760納米(拋光速度380納米/分鐘)，而氮化硅絕緣膜被拋光了22納米(拋光速度11納米/分鐘)。
而且在氧化硅絕緣膜和氮化硅絕緣膜表面上，沒有觀察到明顯的拋光傷痕。
實施例12(拋光劑的制備)將200克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在18千克純水中，進而在此溶液中混合氨水(25％水溶液)并攪拌，得到了含有氫氧化鈰的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體并加入新鮮純水。再重復(fù)此操作兩次。用BET法測定洗滌后得到的懸浮液中氫氧化鈰粒子的比表面積，為190平方米/克。用水將氫氧化鈰粒子濃度調(diào)整到1.3％，實施超聲波分散處理。然后用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定這種拋光劑次級粒子的平均粒徑，為105納米。
這種拋光劑的光線透過率，在波長500納米、600納米和700納米下分別為22.3％、49.5％和68.5％。此外，靜置24小時后的光線透過率，在波長500納米、600納米和700納米下分別為24.7％、53.9％和73.7％(差級分別為2.4％、4.4％和5.2％)。
(絕緣膜層的拋光)除了使用上面的拋光劑，并使定盤和晶片分別以75rpm旋轉(zhuǎn)2分鐘之外，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅膜厚度減少了840納米(拋光速度420納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例13(拋光劑的制備)將1千克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在18千克純水中，進而在此溶液中混合氨水(25％水溶液)并攪拌，得到了含有氫氧化鈰的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體并加入新鮮純水。再重復(fù)此操作三次。
用BET法測定洗滌后得到的懸浮液中氫氧化鈰粒子的比表面積，為180平方米/克。氫氧化鈰粒子濃度用水調(diào)整到0.2％，實施超聲波分散處理。然后用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定這種拋光劑次級粒子的平均粒徑，為210納米。
這種拋光劑的光線透過率，在波長500納米、600納米和700納米下分別為14.4％、32.7％和48.1％。此外，靜置24小時后的光線透過率，在波長500納米、600納米和700納米下分別為24.1％、47.9％和65.2％(差級分別為9.7％、15.2％和17.1％)。
(絕緣膜層的拋光)除了使用上面的拋光劑之外，與實施例12同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅膜厚度減少了800納米(拋光速度400納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例14(拋光劑的制備)將100克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在18千克純水中，進而在此溶液中混合氨水(25％水溶液)并攪拌，將pH調(diào)整到5.5，得到了含有氫氧化鈰的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體并加入新鮮純水。再重復(fù)兩次此操作，然后進行洗滌。用BET法測定洗滌后得到的懸浮液中氫氧化鈰粒子的比表面積，為180平方米/克。
用水將氫氧化鈰粒子濃度調(diào)整到0.2％，加入氨水(25％水溶液)將pH調(diào)整到5.5，實施超聲波分散處理。然后用1微米的膜過濾器過濾得到拋光劑。用光子相關(guān)法測定這種拋光劑次級粒子的平均粒徑，為130納米。使用東亞電子社制造的CM-20型測定裝置，測定這種拋光劑的電導(dǎo)率為0.5mS/cm，按照激光多普勒法用マルバ-ン株式會社制造的ゼ-タサイザ-3000HS，測定的氫氧化鈰粒子的ζ電位為35mV。而且沒有發(fā)現(xiàn)凝聚和沉降。
(絕緣膜層的拋光)除了用上面的拋光劑，并使定盤和晶片分別以75rpm旋轉(zhuǎn)2分鐘之外，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅膜厚度減少了880納米(拋光速度440納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
實施例15
(拋光劑的制備)將55克Ce(NH4)2(NO3)6溶解在10千克純水中，進而在此溶液中加入氨水(25％水溶液)，將pH調(diào)整到5.5，得到了含有氫氧化鈰21克的懸浮液。得到的氫氧化鈰懸浮液經(jīng)離心分離(4000rpm，5分鐘)固液分離后，除去液體并加入新鮮純水。再重復(fù)此操作三次后進行洗滌。用BET法測定洗滌后得到懸浮液中氫氧化鈰粒子的比表面積，為200平方米/克。
在這種氫氧化鈰懸浮液(氫氧化鈰濃度約0.2重量％)中加入氨水(25％水溶液)，將pH調(diào)整到5.5，實施超聲波分散處理。然后用1微米的膜過濾器過濾得到了拋光劑。用光子相關(guān)法測定這種拋光劑次級粒子的平均粒徑，為100納米。
(絕緣膜層的拋光)除了使用上面的拋光劑和肖氏D硬度69的非發(fā)泡聚氨酯拋光墊，并使定盤和晶片分別以75rpm旋轉(zhuǎn)2分鐘之外，與實施例1同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。用光干涉型膜厚測定裝置測定拋光前后膜厚的變化，結(jié)果這種拋光使氧化硅膜厚度減少了850納米(拋光速度425納米/分鐘)。而且用光學(xué)顯微鏡觀察絕緣膜表面時，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的拋光傷痕。
對照例1(拋光劑的制備)在800℃下煅燒2千克碳酸鈰水合物后得到氧化鈰。將氧化鈰與純水混合，用珠磨機粉碎和分散。然后用1微米膜過濾器過濾后得到了分散液。粒子密度為7.0克/立方厘米，比表面積為280平方米/克。將分散液的粒子濃度調(diào)整到1.0重量％，pH調(diào)整到8.3后得到拋光劑。使用這種拋光劑原液，利用光子相關(guān)法測定的次級粒子的平均粒徑為200納米。
(絕緣膜層的拋光)使用上述方法制備的拋光劑，與實施例2同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。氧化硅絕緣膜被拋光了382納米(拋光速度191納米/分鐘)，觀察到拋光產(chǎn)生的少數(shù)損傷。
對照例2(拋光劑的制備)
在350℃下煅燒2千克碳酸鈰水合物后得到氧化鈰。將氧化鈰與純水混合，用珠磨機粉碎和分散。然后用1微米膜過濾器過濾后得到拋光劑。粒子密度為7.0克/立方厘米，比表面積為200平方米/克。將分散液的粒子濃度調(diào)整到1.0重量％，pH調(diào)整到7，9后得到拋光劑。利用光子相關(guān)法測定的次級粒子的平均粒徑為320納米。
(絕緣膜層的拋光)使用上述方法制備的拋光劑，與實施例2同樣對氧化硅絕緣膜進行拋光、洗滌和干燥。氧化硅絕緣膜被拋光了106納米(拋光速度53納米/分鐘)，沒有觀察到拋光造成的損傷。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的拋光劑及基片的拋光方法，可以適用于CMP的基片表面的平坦化工序中，特別是層間絕緣膜的平坦化工序中，以及凹部和溝道元件分離形成工序中。
權(quán)利要求
1.拋光劑，是含有粒子及將所說粒子至少部分分散的介質(zhì)的拋光劑，上述粒子是由氧化鈰、鹵化鈰和硫化鈰中選擇的，密度為3～6克/立方厘米而且次級粒子平均粒徑為1～300納米的鈰化合物；和四價金屬氫氧化物的至少一方。
2.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述粒子的比表面積大于50平方米/克。
3.按照權(quán)利要求1或2記載的拋光劑，其特征在于，上述初級粒子的平均粒徑小于50納米。
4.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述粒子是四價金屬氫氧化物，次級粒子的平均粒徑小于300納米。
5.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述粒子是四價金屬氫氧化物，粒子密度為3～6克/立方厘米，次級粒子的平均粒徑為1～300納米。
6.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述粒子是稀土類金屬氫氧化物和氫氧化鋯的至少一方。
7.按照權(quán)利要求6記載的拋光劑，其特征在于，上述稀土類金屬氫氧化物是氫氧化鈰。
8.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述粒子是四價金屬鹽與堿液混合得到的四價金屬氫氧化物。
9.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述pH值處于3以上9以下。
10.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述介質(zhì)是水。
11.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，含有pH穩(wěn)定劑。
12.按照權(quán)利要求11記載的拋光劑，其特征在于，上述pH穩(wěn)定劑由一個以上構(gòu)成成分組成，至少一個構(gòu)成成分的pKa值與拋光劑相差1.0單位以內(nèi)。
13.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，含有分散劑。
14.按照權(quán)利要求13記載的拋光劑，其特征在于，上述分散劑從水溶性陰離子型分散劑、水溶性陽離子型分散劑、水溶性非離子型分散劑和水溶性兩性分散劑中選擇。
15.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，含有被拋光面處理劑。
16.按照權(quán)利要求15記載的拋光劑，其特征在于，上述被拋光面處理劑是分子結(jié)構(gòu)中含有至少一個具有不對稱電子的原子的化合物，或者分子結(jié)構(gòu)中含有氮原子和氧原子至少一方的化合物。
17.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，氧化硅絕緣膜拋光速度與氮化硅絕緣膜拋光速度之比大于5。
18.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，當(dāng)含有0.2重量％上述粒子的場合下，波長500納米光線的透過率在10％以上。
19.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，波長500～700納米范圍內(nèi)光線的透過率，經(jīng)過24小時放置與制備后的差級小于20％。
20.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，電導(dǎo)率小于30mS/cm。
21.按照權(quán)利要求1記載的拋光劑，其特征在于，上述粒子具有正ζ電位。
22.基片的拋光方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1～21中任何一項記載的拋光劑拋光基片。
23.按照權(quán)利要求22記載的基片的拋光方法，其特征在于，用肖氏D硬度50以上的拋光墊拋光基片。
24.按照權(quán)利要求22記載的基片的拋光方法，其特征在于，上述基片是半導(dǎo)體元件制造工藝中的基片。
25.按照權(quán)利要求22記載的基片的拋光方法，其特征在于，對基片上形成的氧化硅膜拋光。
26.按照權(quán)利要求22記載的基片的拋光方法，其特征在于，一邊向拋光定盤上的拋光墊供給拋光劑，一邊至少使形成了氧化硅絕緣膜的基片的被拋光面與拋光墊作相對運動而進行拋光。
27.按照權(quán)利要求26記載的基片的拋光方法，其特征在于，用含有四價金屬氫氧化物粒子的拋光劑拋光氧化硅絕緣膜，使拋光速度處于200納米/分鐘以上和2000納米/分鐘以下。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造工序等中適于基片表面平坦化用CMP技術(shù)的拋光劑和拋光方法。拋光劑是含有粒子和將上述粒子至少部分分散的介質(zhì)的拋光劑，上述粒子是下列之一(1)從氧化鈰、鹵化鈰和硫化鈰中選擇的，密度為3～6克/立方厘米而且次級粒子平均粒徑為1～300納米的鈰化合物，(2)四價金屬氧化物。使用這種拋光劑拋光的拋光方法，活用拋光劑中粒子的化學(xué)作用并且盡量減小機械作用，藉此能夠兼容粒子引起的拋光損傷減少和拋光速度提高。
文檔編號B24B37/00GK1746255SQ200510108259
公開日2006年3月15日 申請日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月20日
發(fā)明者町井洋一, 小山直之, 西山雅也, 吉田誠人 申請人:日立化成工業(yè)株式會社