[发明专利]研磨用组合物及使用其的研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如半导体器件制造工艺中使用的研磨用组合物及使用该组合物的研磨方法。

背景技术

在半导体器件制造工艺中，存在高速地研磨缺少化学反应性的氮化硅这样的要求。为了研磨氮化硅一直以来所使用的大多数研磨用组合物含有磨粒和酸。例如，专利文献1中公开有，含有磷酸或磷酸衍生物的研磨用组合物；专利文献2中公开有，含有胶体二氧化硅和具有磺酸基或膦酸基的有机酸的、pH为2.5～5的研磨用组合物。然而，这些以往的研磨用组合物并不能充分满足用户对氮化硅的研磨速度的要求。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-124932号公报

专利文献2：日本特开2010-41037号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于提供能够更高速地研磨氮化硅的研磨用组合物及使用该组合物的研磨方法。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的一个方案是提供一种研磨用组合物，其为在研磨氮化硅的用途中使用的研磨用组合物，其含有固定化有有机酸的胶体二氧化硅，研磨用组合物的pH为6以下。

另外，本发明的另一方案是提供一种研磨方法，其使用前述的研磨用组合物，研磨氮化硅。

发明的效果

根据本发明，可提供能够高速地研磨氮化硅的研磨用组合物及使用该组合物的研磨方法。

具体实施方式

以下，说明本发明的一个实施方式。

本实施方式的研磨用组合物是将固定化有有机酸的胶体二氧化硅与水进行混合而制备的。因而，研磨用组合物含有固定化有有机酸的胶体二氧化硅。该研磨用组合物主要用于研磨氮化硅的用途，更具体而言，主要用于对在半导体布线基板这样的研磨对象物中含有氮化硅的表面进行研磨的用途。

在研磨用组合物中所含的胶体二氧化硅的表面上的有机酸的固定化是通过使有机酸的官能团与胶体二氧化硅的表面化学键合而进行的。仅使胶体二氧化硅与有机酸共存不能达到向胶体二氧化硅固定化有机酸的效果。如果使作为一种有机酸的磺酸固定化到胶体二氧化硅，例如可利用“Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”,Chem.Commun.246-247(2003)所记载的方法来进行。具体而言，使3-巯丙基三甲氧基硅烷等具有巯基的硅烷偶联剂与胶体二氧化硅偶联后用过氧化氢将巯基进行氧化，由此可得到磺酸在表面被固定化了的胶体二氧化硅。或者，如果使羧酸固定化到胶体二氧化硅，例如可利用“Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group on the Surface of Silica Gel”,Chemistry Letters,3,228-229(2000)所记载的方法来进行。具体而言，使含有光反应性2-硝基苄酯的硅烷偶联剂与胶体二氧化硅偶联后进行光照射，由此可得到羧酸在表面被固定化了的胶体二氧化硅。

研磨用组合物中的胶体二氧化硅的平均一次粒径优选为5nm以上，更优选为7nm以上，进一步优选为10nm以上。随着胶体二氧化硅的平均一次粒径增大，有利于提高研磨用组合物对氮化硅的研磨速度。

另外，研磨用组合物中的胶体二氧化硅的平均一次粒径优选为100nm以下，更优选为90nm以下，进一步优选为80nm以下。随着胶体二氧化硅的平均一次粒径变小，有利于抑制使用研磨用组合物研磨后研磨对象物的表面产生划痕。需要说明的是，胶体二氧化硅的平均一次粒径的值基于例如BET法测定的胶体二氧化硅的比表面积而计算。

研磨用组合物中的胶体二氧化硅的平均二次粒径优选为10nm以上，更优选为20nm以上，进一步优选为30nm以上。随着胶体二氧化硅的平均二次粒径增大，有利于提高研磨用组合物对氮化硅的研磨速度。