專利名稱：拋光組合物和用于形成配線結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于，如，形成半導(dǎo)體器件中配線結(jié)構(gòu)的拋光組合物，以及用此拋光組合物形成配線結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
用于形成半導(dǎo)體器件中配線結(jié)構(gòu)的拋光組合物要求具備很高的拋光導(dǎo)體金屬(如鎢)的能力，并同時具備很低的拋光絕緣體(如二氧化硅)的能力。這是為了防止半導(dǎo)體器件表面磨蝕的發(fā)生。
為了形成配線結(jié)構(gòu)，通常將由導(dǎo)電金屬組成的導(dǎo)體層13形成于表面具電纜溝12的絕緣層11上(見圖1)。隨后，對導(dǎo)體層13進(jìn)行拋光，使得絕緣層11除了其電纜溝12部分的其它表面都暴露出來(見圖3)。磨蝕指的是一種如圖4所示的現(xiàn)象在電纜溝分布密集的區(qū)域中，相鄰電纜溝12間的絕緣層11被過度拋光，因此，與其它區(qū)域的絕緣層11的表面相比，此區(qū)域的絕緣層11的表面在厚度方向上凹陷進(jìn)去。絕緣層11的表面凹陷程度在這里用磨蝕量e來表示(見圖4)。磨蝕會增加半導(dǎo)體器件的配線電阻，并降低其平滑度。
日本公開專利號No.10-265766的專利披露了第一類傳統(tǒng)的含過氧化氫和硝酸鐵的拋光組合物。在過氧化氫和硝酸鐵的協(xié)同作用下，這類傳統(tǒng)的拋光組合物具備很高的拋光鎢的能力。但是，用這類傳統(tǒng)的拋光組合物時，源于硝酸鐵的鐵離子可能會殘留在半導(dǎo)體器件中。殘留的鐵離子會引起半導(dǎo)體器件表面缺陷的發(fā)生，并降低半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電性能。
另一方面，日本國家階段公開專利No.2000-501771披露了第二類傳統(tǒng)的含過硫酸銨和過碘酸鉀的拋光組合物。在過硫酸銨和過碘酸鉀的協(xié)同作用下，這類傳統(tǒng)的拋光組合物具備很高的拋光鎢的能力。但是，它同樣具備很高的拋光二氧化硅的能力。因此，第二類傳統(tǒng)的拋光組合物不能防止磨蝕。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種能滿意地拋光半導(dǎo)體器件的拋光組合物。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一個方面中，提供如下的拋光組合物。該拋光組合物包含二氧化硅，至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分，至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分，鹽酸以及水，并且基本上不含鐵。
本發(fā)明的另一方面中，提供如下的拋光組合物。該拋光組合物包含煅制二氧化硅，其含量在每公升拋光組合物中大于20g且小于或等于200g；至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分，其含量在每公升拋光組合物中大于5g且小于或等于25g；以下通式(1)所示的四烷基季銨鹽；至少一種選自乙二醇和丙二醇中的組分；以及水。拋光組合物的pH值大于或等于1.8且小于4.0。在通式(1)中，R1代表含1～4個碳原子的烴基，X代表羥基或鹵素原子。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將參照附圖，并結(jié)合對本發(fā)明的原理舉例描述和解釋來體現(xiàn)。


圖1和圖2為局部橫截面圖，分別表明了使用了本發(fā)明第一實施方式和第二實施方式提供的拋光組合物來形成配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
圖3為局部橫截面圖，表明了配線使用本發(fā)明第一實施方式和第二實施方式提供的拋光組合物來形成的配線結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件。
圖4為橫截面圖，顯示了半導(dǎo)體器件發(fā)生磨蝕的部分的放大圖。
具體實施例方式
下面描述本發(fā)明的第一實施方式。
按照第一實施方式，拋光組合物包括二氧化硅作為組分A，至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分B，至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分C，鹽酸作為組分D，水作為組分E。
首先，描述作為組分A的二氧化硅。
二氧化硅的具體例子有硅膠、煅制二氧化硅、沉淀二氧化硅。優(yōu)選的二氧化硅為煅制二氧化硅。煅制二氧化硅通常由四氯化硅在氧氫焰中氣相水解制得。由這種方法制得的煅制二氧化硅具備由數(shù)個至數(shù)十個三維聚積的顆粒組成的鏈狀結(jié)構(gòu)。而且，煅制二氧化硅的特點(diǎn)在于其金屬雜質(zhì)含量低。
由BET比表面積和粒子密度計算出來的二氧化硅的平均粒徑優(yōu)選10nm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選20nm或以上。而且，平均粒徑優(yōu)選50nm或以下，進(jìn)一步優(yōu)選40nm或以下。在下文中，由BET比表面積和粒子密度計算出來的平均粒徑被稱為平均粒徑D1。BET比表面積用，如，由Micromeritics有限公司制造的Flow Sorb II2300測試。
由光散射法測定的二氧化硅的平均粒徑優(yōu)選80nm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選100nm或以上。而且，平均粒徑優(yōu)選250nm或以下，進(jìn)一步優(yōu)選200nm或以下。在下文中，由光散射法測定的平均粒徑被稱為平均粒徑D2。平均粒徑D2用，如，由Beckman Coulter，Inc公司制造的N4 Plus亞微型粒度分級器(Submicron Particle Sizer)測定。
按照第一實施方式，拋光組合物中二氧化硅的含量優(yōu)選20g/l或更高，進(jìn)一步優(yōu)選50g/l或更高，并且，含量優(yōu)選200g/l或更低，進(jìn)一步優(yōu)選150g/l或更低。
現(xiàn)在描述作為組分B的過碘酸及其鹽。
具體的過碘酸的實例有原過碘酸(H5IO6)、偏過碘酸(HIO4)、二中過碘酸(H4I2O9)、中過碘酸(H3IO5)以及二原過碘酸(H6I2O11)。優(yōu)選的過碘酸為原過碘酸。這是因為原過碘酸在組合物中比較穩(wěn)定且容易得到。具體的過碘酸鹽的實例包括各種上述酸的鹽。優(yōu)選的過碘酸鹽為過碘酸銨、過碘酸鉀和過碘酸鈉。
按照第一實施方式，拋光組合物中組分B的含量優(yōu)選5g/l或更高，進(jìn)一步優(yōu)選10g/l。并且，含量優(yōu)選50g/l或更低，進(jìn)一步優(yōu)選30g/l或更低。
現(xiàn)在描述作為組分C的氫氧化四烷基銨和氯化四烷基銨。
氫氧化四烷基銨和氯化四烷基銨的烷基沒有特殊的限制，但優(yōu)選甲基或乙基。
按照第一個實施方式，拋光組合物中組分C的含量優(yōu)選能使拋光組合物的pH值保持在2～3，優(yōu)選能使其保持在2.1～2.8。
現(xiàn)在描述作為組分D的鹽酸。
按照第一實施方式，拋光組合物中鹽酸的質(zhì)量分率優(yōu)選在10ppm或更高，進(jìn)一步優(yōu)選30ppm或更高，并且，質(zhì)量分率優(yōu)選1000ppm或更低，進(jìn)一步優(yōu)選200ppm或更低。鹽酸的質(zhì)量分率，即濃度由離子色譜測定氯的濃度后轉(zhuǎn)化而得。按照第一個實施方式，在組分A為煅制二氧化硅的情況下，拋光組合物中除了組分D之外的其它組分都可含有鹽酸雜質(zhì)。在此情況下，如果所含的作為雜質(zhì)的鹽酸的量已經(jīng)達(dá)到所需量，則第一個實施方式的拋光組合物中不必再加入新的鹽酸。
最后，描述作為組分E的水。
按照第一實施方式，水的作用是作為除了含在拋光組合物中的水之外的組分的分散介質(zhì)以及溶劑。水則優(yōu)選盡可能不含雜質(zhì)，優(yōu)選的水有純水、超純水以及蒸餾水。
按照第一實施方式，上述組分A～E混合制得拋光組合物。按第一實施方式的拋光組合物的pH值優(yōu)選2或更高，進(jìn)一步優(yōu)選2.1或更高，并且，pH值優(yōu)選3或更低，進(jìn)一步優(yōu)選2.8或更低。
按照第一實施方式，拋光組合物中優(yōu)選盡可能不含雜質(zhì)。具體地說，元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率均優(yōu)選100ppb或更低，進(jìn)一步優(yōu)選50ppb或更低。銅、鐵、鎳、鉻、錳特別容易擴(kuò)散入半導(dǎo)體器件的絕緣層11(見圖1～3)，從而降低半導(dǎo)體器件的成品率。因此，銅、鐵、鎳、鉻、錳的質(zhì)量分率優(yōu)選在上述范圍以內(nèi)。
元素所屬的族的序號的表達(dá)基于國際理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)無機(jī)化學(xué)命名法修正案(1989)。元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率，即濃度，可用如電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)、電感耦合射頻等離子體光譜法(ICP-AES)、原子吸收分光計或者全反射X射線傅立葉分析儀(TXRF)來測定。
基于圖1～3，現(xiàn)在描述一種使用第一實施方式的拋光組合物來形成半導(dǎo)體器件的配線結(jié)構(gòu)的方法。該方法包括第一步驟，將導(dǎo)體層13形成于表面具有電纜溝12的絕緣層11上(見圖1)；第二步驟，拋光導(dǎo)體層13，以除去電纜溝外部的大部分導(dǎo)體層13(見圖2)；第三步驟，通過拋光導(dǎo)體層13，將絕緣層11除電纜溝部分的表面暴露出來，形成在電纜溝12內(nèi)由導(dǎo)體層13組成的配線部14(見圖3)。
如圖1所示，在第一步驟中，基于電路設(shè)計的具有預(yù)定形式，也就是凹槽，的電纜溝12首先形成于半導(dǎo)體基材上(圖中未顯示)的絕緣層11的表面上。電纜溝12的成型可按已熟知的平版印刷工藝和蝕刻工藝來進(jìn)行。絕緣層11的具體實例包括二氧化硅薄膜如TEOS膜、BSG膜、PSG膜、BPSG膜、SiOF膜以及SiOC膜，要求絕緣層11的表面在形成電纜溝12之前盡可能的平滑。
在電纜溝12形成于絕緣層11上之后，導(dǎo)體層13也形成于絕緣層11之上，使得電纜溝12至少完全充滿。導(dǎo)體層13由金屬導(dǎo)體組成。導(dǎo)電金屬的具體實例有單一金屬，如鎢、釕、鉑、金、鉿、鈷、鎳以及含以上單一金屬為基材的合金。由于要求配線電阻小，構(gòu)成導(dǎo)體層13的導(dǎo)電金屬優(yōu)選鎢、釕、鉑或金，進(jìn)一步優(yōu)選鎢或釕，最優(yōu)選鎢。導(dǎo)體層13可按，如PVD(物理氣相沉積)法來形成。
如圖2所示，在第二步驟中，形成于絕緣層11上的導(dǎo)體層13被第一實施方式的拋光組合物拋光，以除去電纜溝12外圍的大部分導(dǎo)體層13。術(shù)語“除去電纜溝12外圍的大部分導(dǎo)體層13”意指導(dǎo)體層13被移去，直至電纜溝12外圍的導(dǎo)體層13的厚度減少為200nm或更低，優(yōu)選100nm或更低。
如圖3所示，在第三步驟中，導(dǎo)體層13被后面將要描述的最終拋光組合物進(jìn)行最終拋光，因而絕緣層11除電纜溝12外其它部分的表面就暴露出來。通過最終拋光，配線部位14就形成于電纜溝12中，其表面非常平滑。
用于最終拋光步驟的最終拋光組合物優(yōu)選下面描述的第一種至第三種最終拋光組合物中的任意一種。第一種最終拋光組合物是這樣一種拋光組合物當(dāng)導(dǎo)體層13的拋光速率為1時，絕緣層11的拋光速率范圍為0.67～1.5，優(yōu)選0.75～1.2。第二種最終拋光組合物是這樣一種拋光組合物它含二氧化硅作為組分a，過碘酸作為組分b，至少一種選自氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、過碘酸銨、過碘酸鉀、過碘酸鈉中的化合物作為組分c，水作為組分d，基本上不含鐵。第三種最終拋光組合物是這樣一種拋光組合物當(dāng)導(dǎo)體層13的拋光速率為1時，絕緣層11的拋光速率范圍為0.67～1.5，優(yōu)選0.75～1.2，并且該拋光組合物含有上述組分a～d，且基本上不含鐵。
現(xiàn)在詳細(xì)描述前面所說的第二種和第三種最終拋光組合物中所含的組分a～d。
首先描述作為組分a的二氧化硅。
第二種和第三種最終拋光組合物中所含的二氧化硅的類型沒有特別的限制。優(yōu)選的二氧化硅為溶膠-凝膠法合成的硅膠。用溶膠一凝膠法合成硅膠通常用這樣的方法硅酸甲酯滴加到由甲醇、氨和水組成的混合溶劑中，硅酸甲酯水解制得硅膠。這種方法合成的硅膠的特征在于其雜質(zhì)含量特別低。
二氧化硅的平均粒徑D1優(yōu)選40nm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選60nm或以上，而且，平均粒徑D1優(yōu)選120nm或以下，進(jìn)一步優(yōu)選100nm或以下。平均粒徑D2優(yōu)選80nm或以上，進(jìn)一步優(yōu)選150nm或以上，而且，平均粒徑D2優(yōu)選300nm或以下，進(jìn)一步優(yōu)選250nm或以下。
在第二種和第三種最終拋光組合物中，二氧化硅的含量優(yōu)選10g/l或更高，進(jìn)一步優(yōu)選30g/或更高，并且，含量優(yōu)選200g/l或更低，進(jìn)一步優(yōu)選150g/l或更低。
現(xiàn)在描述作為組分b的過碘酸。在第二種和第三種最終拋光組合物中，過碘酸的含量優(yōu)選2g/l或更高，進(jìn)一步優(yōu)選3.5g/l或更高，并且，含量優(yōu)選9g/l或更低，進(jìn)一步優(yōu)選6g/l或更低。
現(xiàn)在描述作為組分c的氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、過碘酸銨、過碘酸鉀和過碘酸鈉。在第二種和第三種最終拋光組合物中，組分c的含量優(yōu)選能使拋光組合物的pH值保持在4.5～7，進(jìn)一步優(yōu)選保持在5～6，最優(yōu)選保持在5.3～5.8。
最后，描述作為組分d的水。在第二種和第三種最終拋光組合物中，水的作用是作為除水之外其它組分的分散介質(zhì)以及溶劑。水則優(yōu)選盡可能不含雜質(zhì)，優(yōu)選的水有純水、超純水以及蒸餾水。
以上組分a～d中還可以任意添加其它的組分，以制備第二種和第三種最終拋光組合物。
最終拋光組合物的pH值優(yōu)選4.5或以上，進(jìn)一步優(yōu)選5或以上，最優(yōu)選5.3或以上。而且，pH值優(yōu)選7或以下，進(jìn)一步優(yōu)選6或以下，最優(yōu)選5.8或以下。
最終拋光組合物優(yōu)選盡可能不含雜質(zhì)，具體的說，元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率均優(yōu)選100ppb或更低，進(jìn)一步優(yōu)選50ppb或更低。銅、鐵、鎳、鉻、錳特別容易擴(kuò)散入半導(dǎo)體器件的絕緣層11，從而降低半導(dǎo)體器件的成品率。因此，銅、鐵、鎳、鉻、錳的質(zhì)量分率優(yōu)選在上述范圍以內(nèi)。
第一實施方式具備如下的優(yōu)點(diǎn)。
按照第一實施方式，拋光組合物包括二氧化硅、至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分、至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分、鹽酸以及水，且基本上不含鐵。因此，在使用按第一實施方式的拋光組合物進(jìn)行拋光時，不會有鐵離子殘留在半導(dǎo)體器件中。因此，就不存在由于鐵污染而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件表面產(chǎn)生缺陷或者是半導(dǎo)體器件電性能降低的可能性。
由于在二氧化硅的機(jī)械拋光作用和至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分以及鹽酸的化學(xué)拋光作用的協(xié)同效應(yīng)下，按照第一實施方式的拋光組合物具有很高的拋光導(dǎo)體層13(尤其是由鎢制成的導(dǎo)體層13)的能力。換言之，按照第一實施方式的拋光組合物具有以高速拋光導(dǎo)體層13(尤其是由鎢制成的導(dǎo)體層13)的能力。按照第一實施方式的拋光組合物有很高的拋光鎢的能力的原因是因為至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分能通過氧化作用將鎢氧化成三氧化鎢，三氧化鎢很脆，在二氧化硅的機(jī)械拋光作用下，它很容易被除去。
按照第一實施方式，拋光組合物中所含的氫氧化四烷基銨或氯化四烷基銨可降低按照第一實施方式的拋光組合物對絕緣層11的拋光能力。因而，在半導(dǎo)體器件配線結(jié)構(gòu)的形成過程中，防止了絕緣層11被拋光。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅為煅制二氧化硅，則拋光組合物具備很高的拋光導(dǎo)體層13能力以及很低的拋光絕緣層11的能力。換言之，提供的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增加了而對絕緣層的拋光速率降低了。據(jù)推斷這應(yīng)歸功于煅制二氧化硅的結(jié)構(gòu)，在煅制二氧化硅中，其鏈狀結(jié)構(gòu)由數(shù)個至數(shù)十個三維聚積的顆粒組成。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅的平均粒徑D1為10nm或更大，所制備的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率就增大了；如果平均粒徑D1為20nm或更大，則對導(dǎo)體層的拋光速率就進(jìn)一步增大了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅的平均粒徑D1為50nm或更小，所制備的拋光組合物對絕緣層的拋光速率就降低了；如果平均粒徑D1為40nm或更小，則對絕緣層的拋光速率就進(jìn)一步降低了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅的平均粒徑D2為80nm或更大，所制備的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率就增大了；如果平均粒徑D2為100nm或更大，則對導(dǎo)體層的拋光速率就進(jìn)一步增大了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅的平均粒徑D2為250nm或更小，所制備的拋光組合物對絕緣層的拋光速率就降低了；如果平均粒徑D2為200nm或更小，則對絕緣層的拋光速率就進(jìn)一步降低了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅的含量為20g/l或更高，所制備的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率就增大了；如果含量為50g/l或更高，則對導(dǎo)體層的拋光速率就進(jìn)一步增大了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的二氧化硅的含量為200g/l或更低，所制備的拋光組合物對絕緣層的拋光速率就降低了；如果含量為150g/l或更低，則對絕緣層的拋光速率就進(jìn)一步降低了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的組分B(至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分)的含量為5g/l或更高，所制備的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率就增大了；如果含量為10g/l或更高，則對導(dǎo)體層的拋光速率就進(jìn)一步增大了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的組分B的含量為50g/l或更低，所制備的拋光組合物對絕緣層的拋光速率就降低了；如果含量為30g/l或更低，則對絕緣層的拋光速率就進(jìn)一步降低了。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的鹽酸的質(zhì)量分率為10ppm或更高，所制備的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大且對絕緣層的拋光速率降低；如果質(zhì)量分率為30ppm或更高，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大，且對絕緣層的拋光速率進(jìn)一步降低。
如果按照第一實施方式的拋光組合物所含的鹽酸的質(zhì)量分率為1000ppm或更低，第一實施方式的拋光組合物的膠凝即可被防止；如果質(zhì)量分率為200ppm或更低，膠凝就可被徹底防止。第一實施方式的拋光組合物發(fā)生膠凝會引起被拋光表面產(chǎn)生拋光疤痕。
如果按照第一實施方式的拋光組合物的pH值為2或以上，所制備的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大且對絕緣層的拋光速率降低。而且第一實施方式的拋光組合物的操作性能可被改善。如果pH值為2.1或以上，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大，且對絕緣層的拋光速率進(jìn)一步降低。
如果按照第一實施方式的拋光組合物的pH值為3或以下，第一實施方式的拋光組合物的膠凝即可被防止；如果pH值為2.8或以下，則膠凝就可被徹底防止。
如果按照第一實施方式的拋光組合物中，所含的元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率均為100ppb或更低，則由這些元素引起的半導(dǎo)體器件的污染可被防止；如果其質(zhì)量分率為50ppb或更低，則污染被相當(dāng)程度的防止。由鋁之類元素引起的半導(dǎo)體器件的污染可引起表面缺陷的產(chǎn)生以及導(dǎo)電性能的降低。
最終拋光工序中，如果所用的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率為1而對絕緣層的拋光速率為0.67～1.5，則導(dǎo)體層和絕緣層幾乎以相同的速率被拋光，因此可得到平滑的最終表面；如果所用的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率為1而對絕緣層的拋光速率為0.75～1.2，則最終表面的平滑度進(jìn)一步提高。
最終拋光工序中，如果所用的拋光組合物含上述組分a～d，并基本上不含鐵，則半導(dǎo)體由鐵引起的污染可被防止。
最終拋光工序中，如果所用的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率為1而對絕緣層的拋光速率為0.67～1.5，并且最終拋光組合物中含有上述組分a～d，且基本上不含鐵，則可得到平滑的最終表面并且同時防止了鐵的污染。
如果最終拋光組合物中所含的二氧化硅的平均粒徑D1為40nm或更大，則制得的最終拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大且對絕緣層的拋光速率也增大；如果平均粒徑D1為60nm或更大，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大且對絕緣層的拋光速率也進(jìn)一步增大。
如果最終拋光組合物中所含的二氧化硅的平均粒徑D1為120nm或更小，則拋光組合物具有合適的粘度，且二氧化硅的分散性被改善；如果平均粒徑D1為100nm或更低，則二氧化硅的分散性能被進(jìn)一步改善。二氧化硅分散性差會引起被拋光表面產(chǎn)生拋光疤痕。
如果最終拋光組合物中所含的二氧化硅的平均粒徑D2為80nm或更大，則制得的最終拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大且對絕緣層的拋光速率也增大；如果平均粒徑D2為150nm或更大，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大且對絕緣層的拋光速率也進(jìn)一步增大。
如果最終拋光組合物中所含的二氧化硅的平均粒徑D2為300nm或更小，則拋光組合物具有合適的粘度，且二氧化硅的分散性被改善；如果平均粒徑D2為250nm或更低，則二氧化硅的分散性能被進(jìn)一步改善。
如果最終拋光組合物中所含的二氧化硅的含量為l0g/l或更高，則制得的最終拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大且對絕緣層的拋光速率也增大；如果含量為30g/l或更高，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大且對絕緣層的拋光速率也進(jìn)一步增大。
如果最終拋光組合物中所含的二氧化硅的含量為200g/l或更低，則拋光組合物具有合適的粘度，且二氧化硅的分散性被改善；如果含量為150g/l或更低，則二氧化硅的分散性能被進(jìn)一步改善。
如果最終拋光組合物中所含的過碘酸的含量為2g/l或更高，則制得的最終拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大且對絕緣層的拋光速率也增大；如果含量為3.5g/l或更高，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大且對絕緣層的拋光速率也進(jìn)一步增大。
如果最終拋光組合物中所含的過碘酸的含量為9g/l或更低，則最終拋光組合物具有合適的氧化能力；如果含量為6g/l或更低，則其具有更為合適的氧化能力。
如果最終拋光組合物的pH值為4.5或以上，則制得的最終拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率增大；如果pH為5或以上，則對導(dǎo)體層的拋光速率進(jìn)一步增大；如果pH為5.3或以上，則對導(dǎo)體層的拋光速率再進(jìn)一步增大。
如果最終拋光組合物的pH值為7或以下，則制得的最終拋光組合物對絕緣層的拋光速率增大；如果pH值為6或以下，則對絕緣層的拋光速率進(jìn)一步增大；如果pH為5.8或以下，則對絕緣層的拋光速率再進(jìn)一步增大。
如果最終拋光組合物中，所含的元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率均為100ppb或更低，則半導(dǎo)體器件由這些元素引起的污染可被防止；如果其質(zhì)量分率為50ppb或更低，則污染被相當(dāng)程度的防止。
下面描述本發(fā)明的第二實施方式。
按照第二實施方式，拋光組合物的組成如下煅制二氧化硅作為組分A′，至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分B′，用下述通式(1)所示的四烷基季銨鹽作為組分C′，至少一種選自乙二醇和丙二醇中的化合物作為組分D′，以及水作為組分E′，硝酸銨作為組分F′，以及至少一種選自苯并三唑及其衍生物中的化合物作為組分G′ 在通式(1)中，R1代表含1～4個碳原子的烴基，X代表羥基或鹵素原子。
作為組分A′的煅制二氧化硅的平均粒徑D1優(yōu)選10～50nm，進(jìn)一步優(yōu)選20～40nm，煅制二氧化硅的平均粒徑D2優(yōu)選80～250nm，進(jìn)一步優(yōu)選在100～200nm。如果平均粒徑D1小于10nm或者平均粒徑D2小于80nm，則對導(dǎo)體層的拋光速率不足；如果平均粒徑D1大于50nm或者平均粒徑D2大于250nm，則絕緣層的拋光速率過高，增加了磨蝕量。
非常重要的是，按照第二實施方式，拋光組合物中煅制二氧化硅的含量大于20g/l且小于等于200g/l，并優(yōu)選50～100g/l之間。如果含量小于等于20g/l，則對導(dǎo)體層的拋光速率不足，從而增加了拋光時間。拋光時間的增加會引起磨蝕量的增加。如果含量大于200g/l，則拋光組合物的粘度過分增大，引起操作困難，且其存儲穩(wěn)定性也被降低。
作為組分B′的過碘酸優(yōu)選原過碘酸，作為組分B′的過碘酸鹽優(yōu)選過碘酸銨、過碘酸鉀和過碘酸鈉。
非常重要的是，按照第二實施方式，拋光組合物中組分B′的含量大于5g/l且小于等于25g/l，并優(yōu)選7.5～17.5g/l。如果含量小于等于5g/l，則對導(dǎo)體層的拋光速率不足，從而增加了拋光時間。如果含量大于25g/l，則拋光組合物對絕緣層的拋光速率增大，引起磨蝕量的增大。
按照第二實施方式，組分C′降低了拋光組合物對絕緣層的拋光速率，用下述通式(1)所示的四烷基季銨鹽中，具有1～4個碳原子的烴基R1的具體實例有飽和烴基、不飽和烴基、直鏈烴基以及支鏈烴基。優(yōu)選的烴基R1為碳原子數(shù)小于3的直鏈飽和烴基，尤其是甲基和乙基。
按照第二實施方式，拋光組合物中組分C′的含量優(yōu)選能使拋光組合物的pH值保持在1.8或以上至4.0以下之間，進(jìn)一步優(yōu)選在2.0～3.0之間。
乙二醇和丙二醇可防止導(dǎo)體層13上有過分的化學(xué)作用，并保護(hù)電纜溝12中的導(dǎo)體層13不被拋光，如果電纜溝12中的導(dǎo)體層13被拋光，則拋光壓力就集中于相鄰電纜溝12間的絕緣層11的表面上，從而引起磨蝕量的增加。另一方面，聚乙二醇和聚丙二醇具有特別強(qiáng)的防止導(dǎo)體層13上有化學(xué)作用的效果，因此，含聚乙二醇和聚丙二醇以取代乙二醇和丙二醇的拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率不足。
按照第二實施方式，拋光組合物中組分D′的含量優(yōu)選0.03～2.0g/l，進(jìn)一步優(yōu)選0.08～1.0g/l。如果含量低于0.03g/l，防止導(dǎo)體層13上有過分的化學(xué)作用的效果就不足，引起磨蝕量的增加。而且，拋光表面上可能還會發(fā)生表面缺陷；如果含量大于2.0g/l，則儲存穩(wěn)定性被降低，引起沉淀和分離的發(fā)生。
按照第二實施方式，拋光組合物中作為組分E′的水的作用是充當(dāng)除水之外其它組分的分散劑和溶劑。水則優(yōu)選盡可能不含雜質(zhì)，優(yōu)選的水有純水、超純水以及蒸餾水。
按照第二實施方式，拋光組合物中作為組分F′的硝酸銨能促進(jìn)組分B′的化學(xué)拋光作用，從而改進(jìn)拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率。按照第二實施方式，拋光組合物中硝酸銨的含量優(yōu)選5～30g/l，進(jìn)一步優(yōu)選10～25g/l。如果含量低于5g/l，則對導(dǎo)體的拋光速率的改進(jìn)不足；如果含量高于30g/l，則對導(dǎo)體的拋光速率過高，表面缺陷可能在被拋光表面產(chǎn)生。
作為組分G′的苯并三唑及其衍生物能保護(hù)導(dǎo)體層13的表面，以防止導(dǎo)體層13被腐蝕。苯并三唑比苯并三唑衍生物更為有效的保護(hù)導(dǎo)體層13的表面。苯并三唑及其衍生物均可用下面的通式(2)來表示 通式(2)中，R2代表烷基，如含羧基的烷基、含羥基和叔胺基的烷基以及含羥基的烷基，或者代表一個氫原子，R3～R6分別代表氫原子或烷基。第四、第五、第六或第七位置上的碳原子也可以被氮原子所取代，第一位置上的氮原子也可以被碳原子所取代。
按照第二實施方式，拋光組合物中組分G′的含量優(yōu)選0.05～3.5g/l，進(jìn)一步優(yōu)選0.15～1.5g/l。如果含量小于0.05g/l，則保護(hù)導(dǎo)體層13表面的作用不足；如果含量大于3.5g/l，則導(dǎo)體層13的表面被過分保護(hù)，從而對導(dǎo)體層的拋光速率成為不足，而且，組分G′的溶解穩(wěn)定性也被降低，引起沉淀和分離的發(fā)生。
按照第二實施方式，上述組分A′～G′混合制得拋光組合物。按第二實施方式的拋光組合物的pH值應(yīng)當(dāng)在1.8或以上至4.0以下，優(yōu)選2.0～3.0。如果pH值低于1.8，則對絕緣層的拋光速率過高而引起磨蝕量的增加，并且操作性能也降低；如果pH值為4.0或更高，則對絕緣層的拋光速率過高而引起磨蝕量的增加，并且拋光組合物的分散穩(wěn)定性降低，引起分離和膠凝的發(fā)生。
按照第二實施方式，拋光組合物優(yōu)選盡可能不含雜質(zhì)，具體的說，元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率均優(yōu)選100ppb或更低，進(jìn)一步優(yōu)選50ppb或更低。銅、鐵、鎳、鉻、錳特別容易擴(kuò)散入半導(dǎo)體器件的絕緣層11，從而降低半導(dǎo)體器件的成品率。因此，銅、鐵、鎳、鉻、錳的質(zhì)量分率優(yōu)選在上述范圍以內(nèi)。
組分A′煅制二氧化硅中作為雜質(zhì)的氯的含量優(yōu)選能使第二實施方式的拋光組合物中氯的質(zhì)量分率保持在1000ppm或以下，進(jìn)一步優(yōu)選保持在200ppm以下。如果質(zhì)量分率大于1000ppm，第二實施方式的拋光組合物的穩(wěn)定性降低，引起膠凝的發(fā)生。
按照第二實施方式，拋光組合物對導(dǎo)體層的拋光速率優(yōu)選在200～500nm/min，進(jìn)一步優(yōu)選在300～400nm/min。如果拋光速率低于200nm/min，則拋光時間增加。如果拋光速率高于500nm/min，則很難將拋光速率維持在穩(wěn)定狀態(tài)。
按照第二實施方式的拋光組合物被用于半導(dǎo)體器件中形成配線結(jié)構(gòu)。使用按照第二實施方式的拋光組合物來形成配線結(jié)構(gòu)的方法與使用按照第一實施方式的拋光組合物來形成配線結(jié)構(gòu)的方法相同。
由于在二氧化硅的機(jī)械拋光作用和至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分的化學(xué)拋光作用的協(xié)同效應(yīng)下，按照第二實施方式的拋光組合物具有很高的拋光導(dǎo)體層13(尤其是由鎢制成的導(dǎo)體層13)的能力。另一方面，由于如通式(1)所示的四烷基季銨鹽作用和設(shè)定在1.8或以上至4.0以下的pH值作用的協(xié)同效應(yīng)，按照第二實施方式的拋光組合物的拋光絕緣層的能力降低。因此，使用第二實施方式的拋光組合物對半導(dǎo)體器件進(jìn)行拋光，可以防止磨蝕以減少磨蝕量。
第一和第二實施方式可作如下修改。
按照第一和第二實施方式的拋光組合物可能含各種在傳統(tǒng)拋光組合物中通常用到的添加劑，例如，消泡劑。
按照第二實施方式的拋光組合物不必同時含有組分F′和組分G′。
按照第一實施方式，形成配線結(jié)構(gòu)的方法中，最終拋光組合物被用于第三步驟中。但按照第一實施方式的拋光組合物也可用以取代最終拋光組合物，也就是，僅有按照第一實施方式的拋光組合物才可用于拋光導(dǎo)體層13，使絕緣層11除了電纜溝12以外其它面積暴露出來。
按照第二實施方式，形成配線結(jié)構(gòu)的方法中，最終拋光組合物被用于第三步驟中。但按照第二實施方式的拋光組合物也可用以取代最終拋光組合物，也就是，僅有按照第二實施方式的拋光組合物才可用于拋光導(dǎo)體層13使絕緣層11除了電纜溝12以外其它面積暴露出來。
按照第一和第二實施方式，形成配線結(jié)構(gòu)的方法中，導(dǎo)體層13直接形成于絕緣層11上。相反，由鈦或硝酸鈦組成的底涂層可形成于絕緣層11上，隨后再在底涂層上形成導(dǎo)體層13。也就是，由底涂層和導(dǎo)體層13組成的金屬層可形成于表面具有電纜溝12的絕緣層11上。在這種情況下，第三步驟中，金屬層被拋光使絕緣層11除了電纜溝12以外其它面積暴露出來。由此形成配線部14。底涂層可防止導(dǎo)體層13及配線部14從絕緣層11上剝離。
按照第一和第二實施方式的拋光組合物和最終拋光組合物在使用時，可通過由兩種或兩種以上試劑組成的多試劑體系混合的方式來提供。例如，第一實施方式的拋光組合物可通過由第一試劑和第二試劑組成的雙試劑體系的方式來提供，第一試劑包含組分A、組分D和組分E，第二試劑包含組分B、組分C和組分E。例如，第二實施方式的拋光組合物可通過由第一試劑和第二試劑組成的雙試劑體系的方式來提供，第一試劑包含組分A′和組分E′，第二試劑包含組分B′、組分C′、組分D′和組分E′。例如，最終拋光組合物可通過由第一試劑和第二試劑組成的雙試劑體系的方式來提供，第一試劑包含組分a和組分d，第二試劑包含組分b、組分c和組分d。這可改善儲存穩(wěn)定性。而且，根據(jù)拋光過程中拋光機(jī)和環(huán)境的具體狀態(tài)來調(diào)整試劑的混合比率，可以將拋光速率調(diào)整到合適的狀態(tài)。
按照第一和第二實施方式的拋光組合物可制成經(jīng)濃縮的貯存液。在這種情況下，按照第一和第二實施方式的拋光組合物在用于拋光時要加水稀釋。這改善了儲存和運(yùn)輸過程中的操作性能。
實施例現(xiàn)在，將結(jié)合實施例和比較例對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。
(實施例1～26和比較例1～5)在實施例1～24中，煅制二氧化硅、過碘酸、鹽酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。實施例25中，煅制二氧化硅、過碘酸、過碘酸鉀、鹽酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。實施例26中，硅膠、過碘酸、鹽酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。比較例1中，煅制二氧化硅、鹽酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。比較例2中，煅制二氧化硅、過碘酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。比較例3中，煅制二氧化硅、過碘酸、鹽酸和水混合以制得拋光組合物。比較例4中，煅制二氧化硅、過碘酸、鹽酸、氫氧化鉀和水混合以制得拋光組合物。比較例5中，煅制二氧化硅、硝酸鐵、鹽酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。
實施例1～26和比較例1～5制備的拋光組合物中，煅制二氧化硅和過碘酸的含量以及氯的質(zhì)量分率，以及各拋光組合物的pH值列于下面的表1。各實施例和除比較例3、4外的比較例制備的拋光組合物中，氫氧化四甲基銨的含量，以及比較例4制備的拋光組合物中的氫氧化鉀的含量均為使各拋光組合物pH值為表1所示的PH值。實施例1～26和比較例1～5制備的拋光組合物中，所含煅制二氧化硅的平均粒徑D1和平均粒徑D2分別位30nm和100nm。
(實施例27～39)在實施例27～39中，煅制二氧化硅、過碘酸、鹽酸、氫氧化四甲基銨和水混合以制得拋光組合物。實施例27～39制備的拋光組合物中，所含煅制二氧化硅的平均粒徑D1和平均粒徑D2列于表2。實施例27～39制備的拋光組合物中，煅制二氧化硅的含量為100g/l，過碘酸的含量為20g/l，氯的質(zhì)量分率為100ppm，氫氧化四甲基銨的含量為使拋光組合物pH值保持在2.3的含量。
使用實施例1～39和比較例1～5制備的拋光組合物，在下述拋光條件(1)下，對毯覆式鎢晶片和毯覆式SiO2晶片拋光1分鐘。此時，各拋光組合物對鎢的拋光速率和對SiO2的拋光速率基于下述方程式而定。而且，用各拋光組合物拋光的晶片表面的鐵離子的濃度用全反射X射線傅立葉分析儀(TRE-610F，由Technos有限公司制造)來測定。結(jié)果列于表1和表2。
拋光速率[nm/min]＝[未拋光的晶片厚度(mm)-拋光后的晶片厚度(nm)]÷拋光時間(min)毯覆式鎢晶片在拋光前后的厚度用片電阻測試儀(VR-120，由International ElectricSystem Service有限公司制造)來測定。毯覆式SiO2晶片在拋光前后的厚度用光學(xué)薄膜厚度測試儀(由Dainippon screen Manufacture有限公司制造)來測定。
拋光條件(1)拋光機(jī)單面化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)(Mirra，由應(yīng)用材料有限公司制造)；拋光墊聚氨脂制成的層壓拋光墊(IC-1000/suba 400。由Rodel有限公司制造)；拋光壓力4psi(＝28kpa)；平臺轉(zhuǎn)速80rpm；拋光組合物進(jìn)料速度150ml/min；承載體轉(zhuǎn)速80rpm。
表1

注1實施例25的拋光組合物進(jìn)一步含有10g/1的過碘酸鉀。
注2實施例26的拋光組合物進(jìn)一步含有100g/l的硅膠。
注3比較例5的拋光組合物進(jìn)一步含有20g/l的硝酸鐵。
表2

如表1和表2所示，與不含過碘酸的比較例1所制備的拋光組合物相比，由實施例1～39所制備的拋光組合物對鎢的拋光速率增加了。與用含硝酸鐵的比較例5所制備的拋光組合物相比，用實施例1～39所制備的拋光組合物拋光后，拋光晶片表面鐵離子的濃度要低。不含鹽酸的比較例2的拋光組合物和不含氫氧化四甲基銨的比較例3、4的拋光組合物對鎢的拋光速率降低而對SiO2的拋光速率增大。
(實施例40～58)在實施例40～58中，使用實施例4所制備的拋光組合物，在上述拋光條件(1)下，對樣品晶片拋光1分鐘。然后使用最終拋光組合物，在下述拋光條件(2)下，進(jìn)行最終拋光。在樣品晶片被最終拋光后，在密度為50％，孔徑為1μm的樣品區(qū)域，也就是配線部分布相對致密的樣品晶片區(qū)域，測定凹陷量和磨蝕量。結(jié)果列于下面的表3中。各實施例的最終拋光組合物由硅膠、過碘酸、氨和水混合制備而得。最終拋光組合物中硅膠和過碘酸的含量以及最終拋光組合物的pH列于下面的表3。并且，各實施例的最終拋光組合物對鎢的拋光速率和對SiO2的拋光速率，以及拋光速率比(SiO2的拋光速率/鎢的拋光速率)也都列于以下表3。
拋光條件(2)拋光機(jī)單面化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)(Mirra，由應(yīng)用材料有限公司制造)；拋光墊聚氨脂制成的層壓拋光墊(IC-1000/suba 400。由Rodel有限公司制造)；拋光壓力4psi(＝28kpa)；拋光時間60秒；平臺轉(zhuǎn)速60rpm；拋光組合物進(jìn)料速度200ml/min；承載體轉(zhuǎn)速60rpm。
表3

如表3所示，在實施例40～58的各個實施例中，凹陷量和磨蝕量的總和等于或小于20nm，這意味著得到了平滑的最終拋光面。
(實施例101～117和比較例101～110)在實施例101～105、107～117，比較例101、102、104、106～108中，煅制二氧化硅、原過碘酸、氫氧化四甲基銨、乙二醇、水、硝酸銨以及苯并三唑混合以制備拋光組合物。實施例106中，煅制二氧化硅、原過碘酸、氫氧化四甲基銨、乙二醇、水以及苯并三唑混合以制備拋光組合物。比較例103中，煅制二氧化硅、氫氧化四甲基銨、乙二醇、水、硝酸銨以及苯并三唑混合以制備拋光組合物。比較例105中，煅制二氧化硅、原過碘酸、氫氧化四甲基銨、水以及硝酸銨混合以制備拋光組合物。比較例106中，煅制二氧化硅、原過碘酸、乙二醇、水、硝酸銨以及苯并三唑混合以制備拋光組合物。比較例109中，原過碘酸、氫氧化四甲基銨、乙二醇、水、硝酸銨以及苯并三唑混合以制備拋光組合物。比較例110中，煅制氧化鋁、原過碘酸、氫氧化四甲基銨、乙二醇、水、硝酸銨以及苯并三唑混合以制備拋光組合物。
實施例101～117和比較例101～110所制備的拋光組合物中，煅制二氧化硅、原過碘酸、乙二醇、硝酸銨以及苯并三唑的含量，以及拋光組合物的pH值均列于下面的表4中。除比較例106外，各實施例所制得的拋光組合物中氫氧化四甲基銨含量是為使得拋光組合物的pH值具有如表4所示的PH值，煅制二氧化硅和煅制氧化鋁的平均粒徑D1和D2分別為30nm和100nm。
使用實施例101～117和比較例101～110制備的拋光組合物，在上述拋光條件(1)下，對毯覆式鎢晶片拋光1分鐘。此時，各拋光組合物對鎢的拋光速率基于上述方程式而定。結(jié)果列于表4。
使用實施例101～117和比較例101～110制備的拋光組合物，在上述拋光條件下，對樣品晶片進(jìn)行拋光。樣品晶片拋光至用終點(diǎn)監(jiān)測器檢測出終點(diǎn)為止，也就是說，覆蓋在樣品晶片表面的厚度為500nm的鎢膜被完全拋光。在樣品晶片被拋光后，在配線部分布相對集中的樣品晶片區(qū)域，用探針式靠模銑床(probe profiler)(HRP 340由KLA-Tencor有限公司制造)測定磨蝕量。結(jié)果列于下面的表4。
表4

注1比較例110的拋光組合物進(jìn)一步含有100g/l的煅制氧化鋁。如表4所示，實施例101～117的拋光組合物增加了對鎢的拋光速率并降低了磨蝕量。相反，含有較小量煅制二氧化硅(含量為20g/l或更低)的比較例101和102的拋光組合物的磨蝕量增加了。原過碘酸含量為5g/l或更低的比較例103和104的拋光組合物減少了對鎢的拋光速率和磨蝕量增加了。不含乙二醇的比較例105的拋光組合物的磨蝕量增加了。pH小于1.8或大于等于4.0的比較例106、107的拋光組合物的磨蝕量增加了。pH為6.0的比較例108的拋光組合物不能用于拋光毯覆式晶片和樣品晶片，因為它們已經(jīng)膠凝了。不含煅制二氧化硅的比較例109的拋光組合物對鎢的拋光速率降低了。用煅制氧化鋁代替煅制二氧化硅的比較例110的拋光組合物的磨蝕量增加了。
權(quán)利要求
1.一種拋光組合物，其包括二氧化硅；至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分；至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分；鹽酸；以及水，所述拋光組合物基本上不含鐵。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中鹽酸的質(zhì)量分率為10～1000ppm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中含的二氧化硅為煅制二氧化硅。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物的pH值為2～3。
5.一種拋光組合物，其包括煅制二氧化硅，在每公升拋光組合物中其含量大于20g小于等于200g；至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分，在每公升拋光組合物中其含量大于5g小于等于25g；以下面的通式(1)表示的四烷基季銨鹽 其中，R1代表含1～4個碳原子的烴基，X代表羥基或鹵素原子；至少一種選自乙二醇和丙二醇中的組分；以及水；其特征在于，所述拋光組合物的pH值大于或等于1.8且小于4.0。
6.如權(quán)利要求5所述的拋光組合物，進(jìn)一步含有硝酸銨。
7.如權(quán)利要求5或6所述的拋光組合物，進(jìn)一步含有至少一種選自苯并三唑及其衍生物中的組分。
8.如權(quán)利要求1～7中任何一項所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物中，元素周期表中第二族至第十二族的元素、鋁、鎵、銦、鉈、錫、鉛、鉍的質(zhì)量分率均為100ppb或更低。
9.如權(quán)利要求1～8中任何一項所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物用于形成半導(dǎo)體器件的配線結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的拋光組合物，其特征在于，所述拋光組合物用于拋光由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層，而所述導(dǎo)體層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上。
11.如權(quán)利要求10所述的拋光組合物，其特征在于，所述導(dǎo)體金屬為鎢。
12.一種形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其包括第一步驟，將含有由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層的金屬層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上；以及第二步驟，通過使用拋光組合物對所述的金屬層拋光，使絕緣層除電纜溝外其它部分面積暴露出來，從而使所述導(dǎo)體層在所述電纜溝中形成配線部，其特征在于，所述拋光組合物含有二氧化硅、至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分、至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分、鹽酸以及水，并且基本上不含鐵。
13.一種形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其包括第一步驟，將含有由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層的金屬層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上；第二步驟，使用拋光組合物拋光所述金屬層，以除去所述電纜溝外圍的大部分導(dǎo)體層，其特征在于所述拋光組合物含有二氧化硅、至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分、至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分、鹽酸以及水，并基本上不含鐵；以及第三步驟，通過使用另一種拋光組合物對所述金屬層拋光，使絕緣層除電纜溝外其它部分面積暴露出來，從而所述導(dǎo)體層在所述電纜溝中形成配線部，其特征在于，所述另一種拋光組合物在對所述導(dǎo)體層的拋光速率為1時，對所述絕緣層的拋光速率在0.67～1.5之間。
14.一種形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其包括第一步驟，將含有由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層的金屬層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上；第二步驟，使用拋光組合物拋光所述金屬層，以除去所述電纜溝外圍的大部分導(dǎo)體層，其特征在于所述拋光組合物含有二氧化硅、至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分、至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分、鹽酸以及水，并基本上不含鐵；以及第三步驟，通過使用另一種拋光組合物對所述金屬層拋光，使絕緣層除電纜溝外其它部分面積暴露出來，從而所述導(dǎo)體層在所述電纜溝中形成配線部，其特征在于，所述另一種拋光組合物含有二氧化硅，過碘酸，至少一種選自氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、過碘酸銨、過碘酸鉀和過碘酸鈉中的組分，以及水，并基本上不含鐵。
15.一種形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其包括第一步驟，將含有由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層的金屬層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上；以及第二步驟，通過使用拋光組合物對所述金屬層拋光，使絕緣層除電纜溝外其它部分面積暴露出來，從而使所述導(dǎo)體層在所述電纜溝中形成配線部，其特征在于，所述拋光組合物含有煅制二氧化硅，其含量為每公升拋光組合物中大于20g小于等于200g；至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分，其含量為每公升拋光組合物中大于5g小于等于25g；以下面的通式(1)表示的四烷基季銨鹽 其中，R1代表含1～4個碳原子的烴基，X代表羥基或鹵素原子；至少一種選自乙二醇和丙二醇中的組分；以及水，并且所述拋光組合物的pH值大于或等于1.8且小于4.0。
16.一種形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其包括第一步驟，將含有由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層的金屬層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上；第二步驟，使用拋光組合物，對所述金屬層進(jìn)行拋光，以除去所述電纜溝外圍的大部分導(dǎo)體層，其特征在于，所述拋光組合物含有煅制二氧化硅，其含量為每公升拋光組合物中大于20g小于等于200g；至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分，其含量為每公升拋光組合物中大于5g小于等于25g；以下面的通式(1)表示的四烷基季銨鹽 其中，R1代表含1～4個碳原子的烴基，X代表羥基或鹵素原子；至少一種選自乙二醇和丙二醇中的組分；以及水，并且拋光組合物的pH值大于或等于1.8且小于4.0；以及第三步驟，通過使用另一種拋光組合物對所述金屬層拋光，使絕緣層除電纜溝外其它部分面積暴露出來，從而所述導(dǎo)體層在所述電纜溝中形成配線部，其特征在于，所述另一種拋光組合物在對導(dǎo)體層的拋光速率為1時，對絕緣層的拋光速率在0.67～1.5之間。
17.一種形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其包括第一步驟，將含有由導(dǎo)體金屬組成的導(dǎo)體層的金屬層形成于表面具有電纜溝的絕緣層上；第二步驟，使用拋光組合物，對所述金屬層進(jìn)行拋光，以除去所述電纜溝外圍的大部分導(dǎo)體層，其特征在于，所述拋光組合物含有煅制二氧化硅，其含量為每公升拋光組合物中大于20g小于等于200g；至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分，其含量為每公升拋光組合物中大于5g小于等于25g；以下面的通式(1)表示的四烷基季銨鹽 其中，R1代表含1～4個碳原子的烴基，X代表羥基或鹵素原子；至少一種選自乙二醇和丙二醇中的組分；以及水，并且拋光組合物的pH值大于等于1.8小于4.0；以及第三步驟，通過使用另一種拋光組合物對所述金屬層拋光，使絕緣層除電纜溝外其它部分面積暴露出來，所述導(dǎo)體層在所述電纜溝中形成配線部，其特征在于，所述另一種拋光組合物含有二氧化硅、過碘酸、至少一種選自氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、過碘酸銨、過碘酸鉀和過碘酸鈉中的組分，以及水，并基本上不含鐵。
18.如權(quán)利要求12～17中任何一項所述的形成配線結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，所述導(dǎo)體金屬為鎢。
全文摘要
一種可令人滿意地拋光半導(dǎo)體的拋光組合物。本發(fā)明的第一拋光組合物含有二氧化硅、至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分、至少一種選自氫氧化四烷基銨、氯化四烷基銨中的組分、鹽酸以及水，并基本上不含鐵。本發(fā)明的第二拋光組合物含有含量預(yù)定的煅制二氧化硅、含量預(yù)定的至少一種選自過碘酸及其鹽中的組分、以下面的通式(1)表示的四烷基季銨鹽、至少一選自從乙二醇和丙二醇中的組分、以及水，第二拋光組合物的pH值大于或等于1.8且小于4.0。
文檔編號H01L21/02GK1639847SQ0380508
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月4日
發(fā)明者大野晃司, 崛川智代, 酒井謙兒, 玉井一誠, 伊奈克芳 申請人:福吉米株式會社