專利名稱：化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)、配制該分散質(zhì)的工具、化學(xué)機(jī)械研磨方法及半導(dǎo)體裝置的制 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)、化學(xué)機(jī)械研磨方法以及半導(dǎo)體裝置的制造方法。尤其涉及金屬膜的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)以及配制該水性分散質(zhì)的工具、金屬膜的化學(xué)機(jī)械研磨方法、使用波紋配線的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
裝載高性能LSI的銅波紋配線是用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)而形成的。CMP主要進(jìn)行磨掉銅的第一研磨和磨掉不要的金屬和絕緣膜的第二研磨。第一研磨是以800nm/min研磨銅，實(shí)際上不磨掉鉭和鈦等的金屬阻擋層，并要求抑制銅凹陷在20nm以下。用low-k材料作絕緣膜時(shí)，研磨摩擦大會(huì)產(chǎn)生脫膜和破壞膜本身。因此，現(xiàn)有的研磨摩擦大的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)(CMP漿液)難以使用。
而且第二研磨和第一研磨一樣也需要在摩擦小時(shí)研磨，提高與被處理面和研磨墊的親水性，減少銅表面的刮痕、銅腐蝕及絕緣膜上的刮痕。同時(shí)也希望改善銅凹陷和絕緣膜的腐蝕?，F(xiàn)有的硅類(lèi)表面活性劑因與磨粒即二氧化硅發(fā)生強(qiáng)烈作用而產(chǎn)生粗大粒子，難以達(dá)成抑制刮痕和穩(wěn)定研磨速度。
現(xiàn)有可滿足上面第一和第二研磨要求的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的漿液(例如參照特開(kāi)2003-282494號(hào)公報(bào)，特開(kāi)2002-270549號(hào)公報(bào)及特表2002-517593號(hào)公報(bào)。)。然而，當(dāng)形成銅波紋配線時(shí)，不能得到可抑制銅凹陷、銅腐蝕、絕緣膜刮痕的同時(shí)并具有高穩(wěn)定性的漿液。因此，目前的現(xiàn)狀是不能充分滿足下一代LSI所要求的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明以提供，不會(huì)引起金屬膜和絕緣膜的破損，能夠以低摩擦、均勻地穩(wěn)定地研磨金屬膜，且具有優(yōu)良的銅膜研磨選擇性的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，以及配制該水性分散質(zhì)的工具為目的。另外，本發(fā)明以提供不會(huì)引起金屬膜和絕緣膜的破損，能夠以低摩擦、均勻穩(wěn)定地研磨金屬膜，并且能選擇性的化學(xué)機(jī)械研磨銅膜的方法為目的。本發(fā)明的另一目的是提供具備波形配線、具有高可靠性的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的特征是具有，含水、重量平均分子量超過(guò)20萬(wàn)的聚乙烯吡咯烷酮、氧化劑、含有生成水不溶性金屬化合物的第一金屬化合物生成劑以及生成水溶性金屬化合物的第二金屬化合物生成劑的保護(hù)膜生成劑和磨粒。
上述的水不溶性金屬化合物優(yōu)選是水不溶性配位化合物，上述的水溶性金屬化合物優(yōu)選是水溶性配位化合物。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法的特征包括，使含有金屬膜的半導(dǎo)體基板與貼在轉(zhuǎn)臺(tái)上的研磨墊接觸的工序，以及在上述的研磨墊上一邊滴上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，一邊研磨上述金屬膜表面的工序。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征包括
在半導(dǎo)體基板上形成絕緣膜的工序、在上述絕緣膜上形成凹部的工序、在上述凹部?jī)?nèi)部及上述絕緣膜上層疊金屬生成金屬膜的工序、至少除去一部分在上述絕緣膜上層疊的上述金屬膜的工序，并且通過(guò)使用上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨而去除金屬。
本發(fā)明的配制第一化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具是由液體(I)及液體(II)組成，是混合上面的液體而配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，其特征是、上述的液體(I)是含水、聚乙烯吡咯烷酮、保護(hù)膜生成劑和磨粒的水性分散質(zhì)，上述的液體(II)含有水和上述氧化劑。
本發(fā)明的配制第二化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具由液體(III)及液體(IV)組成，是混合上面的液體而配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，其特征是、上述的液體(III)是含有水和磨粒的水性分散質(zhì)，上述的液體(IV)含有水和保護(hù)膜生成劑。上述液體(III)和/或液體(IV)中含有上述的聚乙烯吡咯烷酮、上述液體(III)和/或液體(IV)中含有上述氧化劑。
另外，本發(fā)明的配制第三化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，由液體(V)、液體(VI)和液體(VII)組成，是混合上面的液體而配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，其特征是、上述的液體(V)是含有水和上述磨粒的水性分散質(zhì)，上述的液體(VI)含有水和上述的保護(hù)膜生成劑，上述的液體(VII)含有水和上述氧化劑，從上述的液體(V)、(VI)和(VII)中選出的至少一種液體含有上述的聚乙烯吡咯烷酮。


圖1為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，化學(xué)機(jī)械研磨前的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
圖2為第一化學(xué)機(jī)械研磨后的圖1的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
圖3為表示CMP狀態(tài)的示意圖。
圖4為第二化學(xué)機(jī)械研磨后的圖1的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
圖5為本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，化學(xué)機(jī)械研磨前的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
圖6為化學(xué)機(jī)械研磨后的圖5的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。
符號(hào)的說(shuō)明10半導(dǎo)體基板11絕緣膜12金屬阻擋層13塞13a塞材料的膜14第一低介電常數(shù)絕緣膜15第二低介電常數(shù)絕緣膜
16金屬阻擋層17銅膜18金屬膜19金屬膜A配線槽B孔20轉(zhuǎn)臺(tái)21研磨墊22半導(dǎo)體基板23第一道密封環(huán)24供水噴管25供漿噴管26修正器具體實(shí)施方式
〔化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)〕本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)含有水、大分子量的聚乙烯吡咯烷酮、氧化劑、保護(hù)膜生成劑和磨粒。下面詳細(xì)說(shuō)明各個(gè)成分。
<聚乙烯吡咯烷酮>
用于本發(fā)明的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由水性GPC(凝膠滲入色譜法)測(cè)定的，聚乙二醇換算的重量平均分子量(Mw)超過(guò)20萬(wàn)，優(yōu)選在20萬(wàn)以上150萬(wàn)以下，再優(yōu)選為30萬(wàn)～150萬(wàn)，更優(yōu)選為50萬(wàn)～120萬(wàn)，特優(yōu)選為65萬(wàn)～110萬(wàn)。重量平均分子量在上述范圍內(nèi)時(shí)，能減少研磨摩擦，抑制金屬膜凹陷和腐蝕，而且能穩(wěn)定地研磨金屬膜。重量平均分子量比上述下限小時(shí)會(huì)降低銅膜的研磨選擇性。重量平均分子量過(guò)大時(shí)不能得到實(shí)用的金屬膜研磨速度。而且，在漿液供給裝置內(nèi)會(huì)引起磨粒的凝集，凝集的磨粒有可能增加銅上的刮痕。
此外，上述的PVP是由Fikentscher法算出的K值，優(yōu)選大于57，再優(yōu)選為57～106，更優(yōu)選為65～106，特優(yōu)選為76～100，最優(yōu)選為82～97。K值在上述范圍內(nèi)時(shí)，能減少研磨摩擦，抑制金屬膜凹陷和腐蝕，而且能穩(wěn)定地研磨金屬膜。K值比上述下限小時(shí)會(huì)降低銅膜的研磨選擇性。K值過(guò)大時(shí)不能得到實(shí)用的金屬膜研磨速度。而且，在漿液供給裝置內(nèi)會(huì)引起磨粒的凝集，而凝集的磨粒有可能增加銅上的刮痕。還有，PVP的分子量越大K值就有越大的趨勢(shì)。
另外，上述K值可用下面的方法算出。K值不到20時(shí)測(cè)定5％(g/100ml)溶液的粘度，K值大于等于20時(shí)測(cè)定1％(g/100ml)溶液的粘度。試樣濃度用干燥物質(zhì)換算。K值大于等于20時(shí)，精確測(cè)取1.0g的試樣，放入100ml的量瓶，在常溫下加入蒸餾水，振蕩的同時(shí)使其完全溶解，再加蒸餾水正確調(diào)整到100ml。把試樣溶液放入恒溫箱(25±0.2℃)，放置30分鐘后用烏氏粘度計(jì)測(cè)定。測(cè)定溶液在兩條線之間流動(dòng)的時(shí)間。數(shù)次測(cè)定后求平均值。為了規(guī)定相對(duì)粘度，用同樣的方法測(cè)定蒸餾水。根據(jù)Hagenbach-Couette的修正值來(lái)修正得到的兩個(gè)流動(dòng)時(shí)間。
在上面的式中，Z是C濃度溶液的相對(duì)粘度(ηrel)，C是濃度(％g/100ml)，相對(duì)粘度ηrel由下式得出。
ηrel＝(溶液的流動(dòng)時(shí)間)÷(水的流動(dòng)時(shí)間)(PVP的聚合方法)用于本發(fā)明的PVP例如可用下面的聚合方法制造。在乙烯基吡咯烷酮(以下稱作VP)水溶液里，加入作為氧化還原性聚合引發(fā)劑的水溶性有機(jī)過(guò)氧化物和亞硫酸鹽，開(kāi)始聚合并能制造乙烯基吡咯烷酮聚合物。乙烯基吡咯烷酮通常叫N-乙烯-2-吡咯烷酮。乙烯基吡咯烷酮聚合物包括乙烯基吡咯烷酮的單獨(dú)聚合物、乙烯基吡咯烷酮和其它單體的共聚物，優(yōu)選是乙烯基吡咯烷酮在20重量％以上，更優(yōu)選是30重量％以上的共聚物。
其它單體包括如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸的烷酯(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等)、甲基丙烯酸的烷酯(甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等)、丙烯酸的氨基烷酯(二乙氨乙基丙烯酸酯等)、甲基丙烯酸的氨基烷酯、丙烯酸和乙二醇的單酯、甲基丙烯酸和乙二醇的單酯(甲基丙烯酸羥乙酯等)、丙烯酸的堿金屬鹽、甲基丙烯酸的堿金屬鹽、丙烯酸的銨鹽、甲基丙烯酸的銨鹽、丙烯酸的氨基烷酯的第4級(jí)銨衍生物、甲基丙烯酸的氨基烷酯的第4級(jí)銨衍生物、二乙氨乙基丙烯酸酯和硫酸二甲酯的第4級(jí)銨衍生物、乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、乙烯基磺酸的堿金屬鹽、乙烯基磺酸的銨鹽、對(duì)苯乙烯磺酸、對(duì)苯乙烯磺酸鹽、烯丙基磺酸、烯丙基磺酸鹽、甲代烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸鹽、醋酸乙烯酯、硬脂酸乙烯、N-乙烯基咪唑、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、N-乙烯基咔唑、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N，N-亞甲雙丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙烯基苯、乙二醇二烯丙基醚等。
VP的聚合反應(yīng)或者VP和其它單體的共聚反應(yīng)可以通過(guò)水介質(zhì)中的溶液聚合而進(jìn)行。例如，可在VP水溶液中添加水溶性有機(jī)過(guò)氧化物的水溶液和亞硫酸鹽的水溶液進(jìn)行聚合。
關(guān)于VP水溶液，例如，可使用濃度為10～60重量％的水溶液，優(yōu)選使用20～50重量％的水溶液。VP水溶液濃度過(guò)低，會(huì)引起生產(chǎn)效率低、成本高的問(wèn)題，濃度過(guò)高，聚合反應(yīng)時(shí)、隨時(shí)間的延長(zhǎng)粘度增高、攪拌困難容易帶來(lái)反應(yīng)故障。
關(guān)于有機(jī)過(guò)氧化物，因上述的聚合系是水性，氧化還原引發(fā)劑的還原劑也是水性，所以優(yōu)選使用水溶性物質(zhì)。
關(guān)于水溶性有機(jī)過(guò)氧化物包括叔丁基過(guò)氧化氫、異丙基苯過(guò)氧化氫、叔乙基過(guò)氧化氫、氫過(guò)氧化孟烷等所有的氫過(guò)氧化物以及過(guò)氧乙酸叔丁酯等水溶性的過(guò)氧化酯。使用叔丁基過(guò)氧化氫作引發(fā)劑時(shí)，副產(chǎn)物叔丁醇等因加熱或減壓能很容易地被清除，所以優(yōu)選使用。
對(duì)VP而言，水溶性有機(jī)過(guò)氧化物的添加量?jī)?yōu)選為0.005～5重量％，最優(yōu)選為0.02～3重量％。水溶性有機(jī)過(guò)氧化物的添加量過(guò)少，會(huì)出現(xiàn)聚合速度慢、生產(chǎn)效率低。另外，添加量過(guò)多，因聚合后產(chǎn)生雜質(zhì)而導(dǎo)致質(zhì)量差，難以制造大分子量的聚合物。
水溶性有機(jī)過(guò)氧化物可以固體形式添加，也可添加水溶液。
關(guān)于亞硫酸鹽，包括含亞硫酸、硫代硫酸、連二亞硫酸和偏亞硫酸的亞硫酸的銨鹽、堿金屬鹽(例如鈉鹽、鉀鹽等)、堿土金屬鹽(例如鎂鹽、鈣鹽等)。在這些亞硫酸鹽中，從不變成灰分，因揮發(fā)性強(qiáng)而能容易清除的特征來(lái)看，優(yōu)選亞硫酸銨。
對(duì)VP而言，亞硫酸鹽的添加量?jī)?yōu)選為0.005～10重量％，最優(yōu)選為0.02～7重量％。亞硫酸鹽的添加量過(guò)少，難以得到高聚合率的物質(zhì)，容易殘留較多沒(méi)有反應(yīng)的單體。另外，添加量過(guò)多，在PVP中容易殘留亞硫酸鹽或其氧化物的硫酸鹽。
亞硫酸鹽，例如可作為水溶液添加到VP水溶液中。
為使PVP中盡量不殘留水溶性有機(jī)過(guò)氧化物，所以水溶性有機(jī)過(guò)氧化物和亞硫酸鹽的添加量摩爾比優(yōu)選為1∶0.5～1∶20，更優(yōu)選為1∶1～1∶10。
聚合溫度優(yōu)選為10～90℃。聚合溫度過(guò)低，會(huì)出現(xiàn)聚合速度慢，生產(chǎn)效率低。聚合溫度過(guò)高，反應(yīng)系統(tǒng)中的自由基濃度增高，促進(jìn)停止反應(yīng)，不能有效地使用引發(fā)劑，需要增加引發(fā)劑的添加量。
通常聚合反應(yīng)的結(jié)束大約需要0.5～10小時(shí)。
通過(guò)減少水溶性有機(jī)過(guò)氧化物和亞硫酸鹽的添加量，可使PVP的平均重量分子量及K值增大。
另外，用于本發(fā)明的PVP，除上述聚合方法以外，可按造特開(kāi)2003-40911號(hào)公報(bào)所記載的方法制造。
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)中PVP的含量?jī)?yōu)選為化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的大于等于0.001重量％、小于等于0.5重量％，更優(yōu)選為大于等于0.005重量％、小于等于0.3重量％，最優(yōu)選為大于等于0.01重量％、小于等于0.1重量％。PVP的含量不到0.001重量％時(shí)，不能減少研磨摩擦，研磨墊的溫度有可能上升。因此，容易發(fā)生研磨停止的現(xiàn)象(CMP停止)。而且，對(duì)銅鍍部分(Cu overplatingpart)的清除銅的能力下降。另一方面，PVP的含量超過(guò)0.5重量％時(shí)，出現(xiàn)銅的研磨速度下降。而且，化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的粘度變得過(guò)高，在研磨墊上不能穩(wěn)定地供應(yīng)漿液。結(jié)果發(fā)生研磨墊溫度上升和研磨易變(研磨面內(nèi)的均勻性差)等，也發(fā)生銅研磨速度和銅凹陷的不均勻。為避免上述的問(wèn)題，化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的粘度優(yōu)選為不到2mPa·s。
另外，在磨去銅等配線金屬，留下金屬阻擋層的化學(xué)機(jī)械研磨(以下稱作第一研磨)中使用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)時(shí)，PVP的含量?jī)?yōu)選為大于等于0.005重量％、小于等于0.5重量％，更優(yōu)選為大于等于0.01重量％、小于等于0.3重量％，最優(yōu)選為大于等于0.02重量％、小于等于0.2重量％。PVP的含量在上述范圍內(nèi)時(shí)，能實(shí)現(xiàn)摩擦小、研磨速度快及金屬阻擋層的研磨速度慢。而且，能抑制銅凹陷和絕緣膜的腐蝕，減少銅腐蝕和刮痕等缺陷，可提高銅鍍部分的銅研磨能力，增強(qiáng)研磨的穩(wěn)定性和研磨速度的一致性。
另一方面，在消去金屬阻擋層露出絕緣膜的化學(xué)機(jī)械研磨(以下稱作第二研磨)中使用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)時(shí)，PVP的含量?jī)?yōu)選為大于等于0.001重量％、小于等于0.3重量％，更優(yōu)選為大于等于0.002重量％、小于等于0.2重量％，最優(yōu)選為大于等于0.005重量％、小于等于0.1重量％。PVP的含量在上述范圍內(nèi)時(shí)，能達(dá)到摩擦小，且可抑制銅凹陷和絕緣膜的腐蝕。而且，可減少銅腐蝕刮痕等缺陷，能提高研磨的穩(wěn)定性和研磨速度的一致性。
本發(fā)明可單獨(dú)使用一種上述的PVP，上述PVP的重量平均分子量及含量如果在上述范圍內(nèi)時(shí)，也可以搭配使用兩種以上重量平均分子量不同的PVP。
<氧化劑>
用于本發(fā)明的氧化劑包括過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀、過(guò)氧化氫、硝酸二鐵、二銨硝酸鈰、硫酸鐵、臭氧以及高碘酸鉀等。這些氧化劑可以一種單獨(dú)或兩種以上搭配使用。而且，在這些氧化劑中，如果考慮氧化能力、和保護(hù)膜的親和性以及容易操作等，特優(yōu)選是過(guò)硫酸銨、過(guò)硫酸鉀以及過(guò)氧化氫。氧化劑的含量?jī)?yōu)選為化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的大于等于0.05重量％、小于等于5重量％，更優(yōu)選為大于等于0.08重量％、小于等于3重量％，氧化劑的含量不到0.05重量％時(shí)，不能得到充分的研磨速度。另一方面，超過(guò)5重量％時(shí)，有增大銅膜等金屬膜的腐蝕和凹陷的可能性。
<保護(hù)膜生成劑>
用于本發(fā)明的保護(hù)膜生成劑包括生成水不溶性金屬化合物的第一金屬化合物生成劑和生成水溶性金屬化合物的第二金屬化合物生成劑。上述的水不溶性金屬化合物優(yōu)選是水不溶性配位化合物，上述的水溶性金屬化合物優(yōu)選是水溶性配位化合物。在這里，水不溶性實(shí)際上指不溶于水的性質(zhì)，也包括如果和氧化劑共存時(shí)濕式腐蝕速度不到3nm/min時(shí)的難溶于水的性質(zhì)。另一方面，水溶性包括濕式腐蝕速度大于等于3nm/min。保護(hù)膜生成劑的含量?jī)?yōu)選為大于等于化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的0.001重量％、小于等于3.0重量％，更優(yōu)選為大于等于0.05重量％、小于等于2.0重量％。保護(hù)膜生成劑的含量不到0.001重量％時(shí)，不能將銅凹陷抑制在20nm以下。另外，保護(hù)膜生成劑的含量超過(guò)3.0重量％時(shí)，有降低研磨速度的可能性。
銅等金屬和水不溶性或水難溶性金屬化合物，特別是作為生成配位化合物的第一金屬化合物生成劑，例如至少由含一個(gè)氮原子的雜六環(huán)、雜五環(huán)形成的雜環(huán)化合物。具體是指喹哪啶酸、喹啉酸、苯并三唑、苯并咪唑、7-羥基-5-甲基-1，3，4-三氮吲哚利嗪、煙酸及吡啶甲酸等。
此外，生成銅等金屬和金屬化合物的陰離子表面活性劑也可以作為第一金屬化合物生成劑使用。其中，優(yōu)選是烷基苯磺酸鹽。例如，十二烷苯磺酸鉀及十二烷苯磺酸銨等。
第一金屬化合物生成劑的含量為化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的大于等于0.0005重量％、小于等于2.0重量％，再優(yōu)選為大于等于0.0075重量％、小于等于1.5重量％。第一金屬化合物生成劑的含量不到0.0005重量％時(shí)，可能會(huì)增大銅凹陷。另一方面，超過(guò)2.0重量％時(shí)，不能得到充分大的銅研磨速度。
第一金屬化合物生成劑可一種單獨(dú)或兩種以上搭配使用。
生成水溶性金屬化合物、特別是生成配位化合物的第二金屬化合物生成劑，具有研磨加速劑的作用。例如有甘氨酸、丙氨酸、色氨酸等氨基酸；甲酸、乳酸、醋酸、酒石酸、富馬酸、羥基乙酸、酞酸、馬來(lái)酸、草酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸、丙二酸、戊二酸等有機(jī)酸；銨、乙二胺、TMAH(氫氧化四甲銨)等堿性鹽。
第二金屬化合物生成劑的含量為化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的大于等于0.0005重量％、小于等于2.0重量％，優(yōu)選為大于等于0.0075重量％、小于等于1.5重量％。第二金屬化合物生成劑的含量不到0.0005重量％時(shí)，不能以充分快的速度研磨銅。另一方面，超過(guò)2.0重量％時(shí)，可能會(huì)發(fā)生銅凹陷和增大銅腐蝕。
第二金屬化合物生成劑可一種單獨(dú)或兩種以上搭配使用。
<磨粒>
用于本發(fā)明的磨粒，優(yōu)選是無(wú)機(jī)粒子或有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合粒子。無(wú)機(jī)粒子包括以下幾種。根據(jù)煙化法，使氯化硅、氯化鋁或氯化鈦等和氧及氫發(fā)生氣相反應(yīng)合成的煅制氧化硅、煅制氧化鋁、煅制二氧化鈦；根據(jù)溶膠凝膠法，將金屬醇鹽水解縮合生成的二氧化硅；根據(jù)無(wú)機(jī)膠體法合成，提純除去雜質(zhì)而得到的高純度硅膠。
關(guān)于有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合粒子，研磨時(shí)，有機(jī)粒子和無(wú)機(jī)粒子只要能達(dá)到不容易分離的程度而形成一體化，則不會(huì)特別限定其種類(lèi)和構(gòu)成等。例如，在聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等聚合物粒子的存在下，使烷氧基硅烷、烷醇鋁、烷醇鈦等縮聚，至少在聚合物粒子的表面形成聚硅氧烷、聚鋁氧烷、聚鈦氧烷等縮聚物的復(fù)合粒子。形成的縮聚物可與聚合物粒子的官能團(tuán)直接結(jié)合，也可通過(guò)硅烷耦合劑結(jié)合。
另外，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合粒子可用上述的聚合物粒子、硅粒子、氧化鋁粒子、二氧化鈦粒子等生成。在這種情況下，上述的復(fù)合粒子，可以是用聚硅氧烷、聚鋁氧烷、聚鈦氧烷等縮聚物作為粘合劑，在聚合物粒子的表面粘著硅粒子而形成。也可以是具有硅粒子的羥基等官能團(tuán)與聚合物粒子的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)結(jié)合而形成。
界面動(dòng)電勢(shì)符號(hào)不同的有機(jī)粒子和無(wú)機(jī)粒子，在含有這些粒子的水分散質(zhì)中，由靜電力結(jié)合而成的復(fù)合粒子也能作為有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合粒子使用。
在所有的pH領(lǐng)域或除去低pH以外廣泛的pH領(lǐng)域，有機(jī)粒子的界面動(dòng)電勢(shì)大部分是負(fù)的。更確切的說(shuō)，具有羧基、磺酸基等的有機(jī)粒子大部分是負(fù)動(dòng)電勢(shì)。另外也有，具有氨基等的有機(jī)粒子在特定的pH區(qū)域內(nèi)呈正動(dòng)電勢(shì)。
另外，無(wú)機(jī)粒子的動(dòng)電勢(shì)對(duì)pH依賴性高，具有動(dòng)電勢(shì)成零的等電點(diǎn)，根據(jù)pH，等電點(diǎn)前后出現(xiàn)動(dòng)電勢(shì)符號(hào)的改變。
因此，可通過(guò)在動(dòng)電勢(shì)符號(hào)相反時(shí)的pH區(qū)域內(nèi)，混合特定的有機(jī)粒子和無(wú)機(jī)粒子，由靜電力將有機(jī)粒子和無(wú)機(jī)粒子結(jié)合，變成一體化而形成復(fù)合粒子。在混合時(shí)的pH內(nèi)即使動(dòng)電勢(shì)符號(hào)相同，通過(guò)使pH發(fā)生變化，將一方的粒子，特別是將無(wú)機(jī)粒子的動(dòng)電勢(shì)符號(hào)變成相反，進(jìn)而可一體化有機(jī)粒子和無(wú)機(jī)粒子。
如上述因靜電力變成一體化的復(fù)合粒子，在其復(fù)合粒子的存在下，縮聚烷氧基硅烷、烷醇鋁、烷醇鈦等，至少在其粒子的表面上再形成聚硅氧烷、聚鋁氧烷、聚鈦氧烷等縮聚物。
磨粒的平均粒子直徑優(yōu)選為5～1000nm。平均粒子直徑能用激光散射衍射型測(cè)定機(jī)或穿透型電子顯微鏡的觀察來(lái)測(cè)定。平均粒子直徑不滿5nm時(shí)，不能得到研磨速度充分快的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。超過(guò)1000nm，不能充分抑制凹陷和腐蝕，并且因磨粒的下沉和分離，不容易得到穩(wěn)定的水性分散質(zhì)。磨粒的平均粒子直徑優(yōu)選是在上述范圍，再優(yōu)選為10～700nm，特優(yōu)選為15～500nm。平均粒子直徑在該上述范圍內(nèi)時(shí)，研磨速度快，可充分抑制凹陷和腐蝕，而且難以發(fā)生粒子的下沉和分離，能得到穩(wěn)定的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。
但是，鐵、鎳、鋅等金屬離子殘留在用于化學(xué)機(jī)械研磨處理的半導(dǎo)體裝置內(nèi)時(shí)，大多引起合格率的下降。因此，本發(fā)明中，即使在磨粒中含有這些金屬離子，通常量在10ppm以下，優(yōu)選在5ppm以下，更優(yōu)選在3ppm以下，特優(yōu)選在1ppm以下。不用說(shuō)在磨粒中不含有這些金屬離子為最好。
上述的磨粒為化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的0.01重量％～5重量％，更優(yōu)選為0.02重量％～4重量％。磨粒量不到0.01重量％時(shí)，不能得到充分的研磨速度。超過(guò)5重量％時(shí)，成本增加同時(shí)不能得到穩(wěn)定的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。
<表面活性劑>
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，根據(jù)必要能添加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑或陽(yáng)離子表面活性劑。上述的非離子表面活性劑包括具有三重結(jié)合的非離子表面活性劑，具體指乙炔乙二醇及其乙撐氧附加物和炔醇等。還包括硅酮類(lèi)表面活性劑，多乙酸酒精、環(huán)糊精、聚乙烯基甲基醚和羥乙基纖維素等。上述的陰離子表面活性劑，例如脂肪類(lèi)皂、硫酸酯鹽和磷酸酯鹽等。上述的陽(yáng)離子表面活性劑，如脂族胺鹽和脂族銨鹽等。這些表面活性劑能一種單獨(dú)或兩種以上搭配使用。在上述的表面活性劑中，優(yōu)選是比PVP平均分子量小的非離子表面活性劑。配合用PVP以外的大分子量化合物時(shí)，可能會(huì)使研磨速度大幅度降低，增加發(fā)生凹陷缺陷。
表面活性劑的含量?jī)?yōu)選為大于等于化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)總量的0.001重量％、小于等于0.5重量％，更優(yōu)選為大于等于0.05重量％、小于等于0.3重量％。表面活性劑的含量在上述范圍內(nèi)時(shí)，能充分抑制銅凹陷。
<化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的物質(zhì)特性>
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)是上述成分在水中分散而成的水性分散質(zhì)。其粘度優(yōu)選為不到2mPa·s。通過(guò)控制PVP的平均分子量和含量能調(diào)整粘度?；瘜W(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的粘度如果超過(guò)上述范圍，在研磨墊上就不能穩(wěn)定地供應(yīng)漿液。結(jié)果會(huì)發(fā)生研磨墊的溫度上升及研磨易變(研磨面內(nèi)一致性差)等，也會(huì)發(fā)生銅研磨速度和銅凹陷的不均勻。
另外，不限定pH值，根據(jù)目的適當(dāng)調(diào)整即可。如添加氫氧化鉀等pH調(diào)節(jié)劑，能調(diào)節(jié)成堿性。
〔配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具〕本發(fā)明是在水中加入上述的聚乙烯吡咯烷酮、氧化劑、保護(hù)膜生成劑和磨粒，配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)?？梢詫⑵渲苯邮褂糜诨瘜W(xué)機(jī)械研磨，也可以配制含有高濃度各個(gè)成分的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，即配制濃縮的水性分散質(zhì)，使用時(shí)可稀釋到所希望的濃度，再使用化學(xué)機(jī)械研磨。
如下所示，配制含有任意一種上述成分的多個(gè)液體(如兩個(gè)或三個(gè)液體)，使用時(shí)可混合使用。此時(shí)，可以混合多個(gè)液體配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)后，供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，也可以把多個(gè)液體分別供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，在轉(zhuǎn)臺(tái)上形成化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。
<第一工具>
關(guān)于本發(fā)明的配制第一化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具(以下只稱工具)，由含有水、上述的聚乙烯吡咯烷酮、保護(hù)膜生成劑和磨粒的水性分散質(zhì)即液體(I)，以及含有水和上述的氧化劑即液體(II)組成，是為混合這些液體配制上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具。
混合這些液體而配制成的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的各成分濃度如果在上述的范圍內(nèi)則，上述的液體(I)和液體(II)中的各成分濃度沒(méi)有特別的限定。例如，配制含有比化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的濃度高的各成分的液體(I)和液體(II)，使用時(shí)根據(jù)需要稀釋液體(I)和液體(II)，將其混合后，配制成各成分的濃度都在上述范圍內(nèi)的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。具體地說(shuō)，上述液體(I)和液體(II)按1∶1重量比混合時(shí)，只要配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的濃度兩倍的液體(I)和液體(II)即可。按1∶1重量比混合后，為使各成分在上述范圍內(nèi)用水稀釋即可。
因此，通過(guò)獨(dú)立配制液體(I)和液體(II)，能提高水性分散質(zhì)的保存穩(wěn)定性，特別是提高含氧化劑的液體保存穩(wěn)定性。
使用第一工具時(shí)，在研磨中只要形成了上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，對(duì)液體(I)和液體(II)的混合方法及時(shí)間沒(méi)有特別限制。例如，可以混合液體(I)和液體(II)配制上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)后，供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置。也可以將液體(I)和液體(II)分別供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，再在轉(zhuǎn)臺(tái)上混合?；蛘呖梢詫⒁后w(I)和液體(II)分別供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，在裝置內(nèi)管路混合，也可在化學(xué)機(jī)械研磨裝置內(nèi)設(shè)置混合容器，在混合容器內(nèi)混合。另外，在管路混合時(shí)，為得到更均勻的水性分散質(zhì)，可用管路攪拌機(jī)。
<第二工具>
第二工具由含水和上述磨粒的水性分散質(zhì)的液體(III)，以及含水和上述保護(hù)膜生成劑的液體(IV)組成。是為混合這些液體而配制上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具。在上述液體(III)和液體(IV)的任意一方或雙方中，分別獨(dú)立含有聚乙烯吡咯烷酮和氧化劑。
混合這些液體而最后配制成的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的各成分濃度如果在上述的范圍內(nèi)則，對(duì)上述的液體(I)和液體(II)中的各成分濃度沒(méi)有特別限定。例如，配制含有比化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的濃度高的各成分的液體(III)和液體(IV)，使用時(shí)根據(jù)需要稀釋液體(III)和液體(IV)，將其混合，配制成各成分的濃度都在上述范圍內(nèi)的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。具體地說(shuō)，上述液體(III)和液體(IV)按1∶1重量比混合時(shí)，只要配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)濃度的兩倍的液體(III)和液體(IV)即可。配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)濃度的兩倍的液體(III)和液體(IV)，按1∶1重量比混合后，為使各成分濃度在上述范圍內(nèi)用水稀釋即可。
因此，可通過(guò)獨(dú)立配制液體(III)和液體(IV)而提高水性分散質(zhì)的保存穩(wěn)定性。
使用第二工具時(shí)，只要在研磨中形成上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)則，對(duì)液體(III)和液體(IV)的混合方法及時(shí)間沒(méi)有特別限制。例如，可以混合液體(III)和液體(IV)配制上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)后，供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置。也可以將液體(III)和液體(IV)獨(dú)立供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，再在轉(zhuǎn)臺(tái)上混合?；蛘呖梢詫⒁后w(III)和液體(IV)分別供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，在裝置管路中混合，也可在化學(xué)機(jī)械研磨裝置內(nèi)設(shè)置混合容器，在混合容器內(nèi)混合。另外，在管路中混合時(shí)，為得到更均勻的水性分散質(zhì)，可用管路攪拌機(jī)。
<第三的工具>
第三的工具由含水和上述磨粒的水性分散質(zhì)的液體(V)，含水和上述保護(hù)膜生成劑的液體(VI)以及含水和上述氧化劑的液體(VII)組成。是為混合這些液體配制上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具。從上述液體(V)、(VI)和(VII)中選的至少一個(gè)液體含有聚乙烯吡咯烷酮。
混合這些液體而最后配制成的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的各成分濃度如果在上述的范圍內(nèi)則，對(duì)上述的液體(V)、(VI)和(VII)中的各成分濃度沒(méi)有特別的限定。例如，配制含有比化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的濃度高的各成分的液體(V)、(VI)和(VII)，使用時(shí)根據(jù)需要稀釋液體(V)、(VI)和(VII)，將其混合，配制各成分的濃度都在上述范圍內(nèi)的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。具體地說(shuō)，上述液體(V)、(VI)和(VII)按1∶1；1重量比混合時(shí)，只要配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)濃度的三倍的液體(V)、(VI)和(VII)即可?；蚺渲苹瘜W(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)濃度的三倍以上的液體(V)、(VI)和(VII)，按1∶1；1重量比混合后，為使各成分濃度在上述范圍內(nèi)用水稀釋即可。
因此，通過(guò)獨(dú)立配制液體(V)、(VI)和(VII)而能提高水性分散質(zhì)的保存穩(wěn)定性，特別是提高含氧化劑液體的保存穩(wěn)定性。
使用第三工具時(shí)，只要在研磨中形成了上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)則，對(duì)液體(V)、(VI)和(VII)的混合方法及時(shí)間沒(méi)有特別限制。例如，可以混合液體(V)、(VI)和(VII)配制上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)后，供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置。也可以將液體(V)、(VI)和(VII)獨(dú)立供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，再在轉(zhuǎn)臺(tái)上混合即可?；蛘呖梢詫⒁后w(V)、(VI)和(VII)分別供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，在裝置內(nèi)的管路中混合即可，也可在化學(xué)機(jī)械研磨裝置內(nèi)設(shè)置混合容器，在混合容器內(nèi)混合。另外，在管路混合時(shí)，為得到更均勻的水性分散質(zhì)，可用管路攪拌機(jī)。
〔化學(xué)機(jī)械研磨方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法〕以下將參照?qǐng)D詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法。另外，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法所使用的研磨對(duì)象，只要表面上有金屬膜的基板，其構(gòu)造并不限定為圖上所記載的構(gòu)造。
<半導(dǎo)體裝置的制造-1>
(半導(dǎo)體裝置素材的制造)
首先，如圖1所示，在已形成的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體基板10上，設(shè)置由SiO2而成的絕緣膜11，夾隔金屬阻擋層12形成塞13。金屬阻擋層12例如可以由TiN形成，作為塞13的材料能使用W。在其上，逐步形成第一低介電常數(shù)的絕緣膜14和第二低介電常數(shù)的絕緣膜15，形成了層疊絕緣膜。第一低介電常數(shù)的絕緣膜14是由電容率不到2.5的低介電常數(shù)的絕緣材料構(gòu)成。例如，聚硅氧烷、hydrogensilosesquioxane、聚甲基丙烯酸甲酯硅氧烷、methyl silosesquioxane等具有硅氧烷的膜；聚芳撐醚、聚苯并惡唑、聚苯環(huán)丁烯等主成分為有機(jī)樹(shù)脂的膜；以及能形成從多孔性硅膜等多孔性膜形成的組中選出的至少一種膜。
在其上形成的第二低介電常數(shù)的絕緣膜15起絕緣膜蓋的作用，能由比第一低介電常數(shù)的絕緣膜14大的高電容率絕緣材料形成。例如，從TEOS(四乙氧基甲硅烷)、SiC、SiCH、SiCN、SiOC和SiOCH形成的組中選出的至少一種電容率大于等于2.5的絕緣材料。
第二低介電常數(shù)的絕緣膜15和第一低介電常數(shù)的絕緣膜14設(shè)置有凹形的配線槽A，按常規(guī)作法、全面層疊作為金屬阻擋層16的Ta膜，在其上面層疊了銅膜17。金屬阻擋層16和銅膜17構(gòu)成金屬膜18。上述的配線槽A能形成微細(xì)配線和粗配線。
(第一化學(xué)機(jī)械研磨)將以上述方法制造的半導(dǎo)體裝置素材金屬膜18的一部分，即銅膜17使用上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，通過(guò)CMP磨掉它，如圖2所示，形成露出金屬阻擋層16的表面，使銅膜埋入配線槽A內(nèi)的狀態(tài)。
首先如圖3所示，銅膜17的CMP是通過(guò)漿液供給噴管25供給上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)(漿液27)，一邊使貼有研磨墊21的轉(zhuǎn)臺(tái)20旋轉(zhuǎn)，一邊讓固定半導(dǎo)體基板22的第一道密封環(huán)23與其接觸而進(jìn)行。而且，圖3一并表示了供水噴管24和修正器26。
第一道密封環(huán)23的研磨負(fù)荷能在10～1,000gf/cm2的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選在30～500gf/cm2之間。而且，轉(zhuǎn)臺(tái)20和第一道密封環(huán)23的旋轉(zhuǎn)數(shù)可在10～400rpm的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇，優(yōu)選在30～150rpm之間。從漿液供給噴管25供應(yīng)的漿液27的流量能在10～1,000cc/min的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選為50～400cc/min。
(第二化學(xué)機(jī)械研磨(精修CMP))由第一化學(xué)機(jī)械研磨，磨掉剩余的銅膜17后，根據(jù)需要，用上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)研磨(精修CMP)已露出素材表面的金屬阻擋層16，如圖4所示，露出第二低介電常數(shù)的絕緣膜15的表面。
首先精修CMP，如圖3所示，從漿液供給噴管25供應(yīng)上述的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)(漿液27)，并且一邊使貼有研磨墊21的轉(zhuǎn)臺(tái)20旋轉(zhuǎn)，一邊讓固定半導(dǎo)體基板22的第一道密封環(huán)23與其接觸。
第一道密封環(huán)23的研磨負(fù)荷能在10～1,000gf/cm2的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選在30～500gf/cm2之間。而且，轉(zhuǎn)臺(tái)20和第一道密封環(huán)23的旋轉(zhuǎn)數(shù)可在10～400rpm的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇，優(yōu)選在30～150rpm之間。從漿液供給噴管25供應(yīng)的漿液27的流量能在10～1,000cc/min的范圍內(nèi)選擇，優(yōu)選為50～400cc/min。
<半導(dǎo)體裝置的制造-2>
(半導(dǎo)體裝置素材的制成)另，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法，能適用圖6所示的半導(dǎo)體裝置的制造方法。下面參照?qǐng)D5和圖6，進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
首先如圖5所示，在已裝有半導(dǎo)體元件(圖中未示)的半導(dǎo)體基板10上，設(shè)置由SiO2構(gòu)成的絕緣膜11，形成凹形的孔B。然后，依次層疊金屬阻擋層12和塞材料膜13a。金屬阻擋層12例如能用TiN膜形成，塞材料膜13a能使W膜層疊。
然后，在制成的半導(dǎo)體裝置素材上，通過(guò)CMP選擇性地磨掉含塞材料膜13a以及含金屬阻擋層12的金屬膜19，形成如圖6所示的將塞13夾隔金屬阻擋層12，埋入孔B內(nèi)的狀態(tài)。
金屬膜19的CMP，可按照上述<半導(dǎo)體裝置的制造-1>中的第一和第二化學(xué)機(jī)械研磨的方法同樣進(jìn)行。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以提供不會(huì)引起金屬膜和絕緣膜的缺陷，以低摩擦、穩(wěn)定均勻地研磨金屬膜，并具有出色的銅膜研磨選擇性的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，以及配制該水性分散質(zhì)的工具。而且，也提供了不引起金屬膜和絕緣膜的缺陷，以低摩擦、穩(wěn)定均勻地研磨金屬膜且能選擇性地化學(xué)機(jī)械研磨銅膜的方法。更進(jìn)一步提供了具備波形配線、高可靠性的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
實(shí)施例下面通過(guò)實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
<含無(wú)機(jī)離子的水分散質(zhì)的配制>
(1)含煅制二氧化硅粒子水分散質(zhì)的配制將2kg煅制二氧化硅粒子(日本硅膠株式會(huì)社制造，商品名稱硅膠#90，平均一次粒子直徑20nm)，放入6.7kg離子交換水中，用超音波分散機(jī)使其分散。用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，可得到含煅制二氧化硅粒子的水分散質(zhì)。在水分散質(zhì)中含有的煅制二氧化硅粒子的平均二次粒子直徑為220nm。
(2)含硅膠粒子的水分散質(zhì)的配制將濃度25質(zhì)量％的氨水70質(zhì)量份、離子交換水40質(zhì)量份、乙醇170質(zhì)量份和四乙氧基甲硅烷20質(zhì)量份裝入燒瓶，以180rpm的轉(zhuǎn)速一邊攪拌一邊升溫到60℃。維持60℃溫度的同時(shí)，持續(xù)攪拌2小時(shí)后冷卻至室溫，得到硅膠粒子的乙醇分散質(zhì)。
其次，對(duì)所得的分散質(zhì)維持80℃溫度的同時(shí)，一邊加入離子交換水，一邊用旋轉(zhuǎn)式汽化器反復(fù)進(jìn)行幾次除乙醇的操作。通過(guò)該操作配制了含20質(zhì)量％硅膠粒子的水分散質(zhì)。
水分散質(zhì)中含有硅膠粒子，其平均一次粒子直徑25nm，平均二次粒子直徑40nm。配制的水分散質(zhì)中含有的硅膠粒子稱為“C25”。
另外，改變氨水、乙醇和四乙氧基甲硅烷的用量，其他的與上述記載相同的方法配制了表1記載的含硅膠粒子的各個(gè)水分散質(zhì)。
表1

<聚乙烯吡咯烷酮水溶液的配制>
在500ml的燒瓶?jī)?nèi)，放入60g脫氣后的N-乙烯-2-吡咯烷酮和脫氣后的水240g，在氮?dú)饬髦袛嚢?，升溫?0℃，加入10質(zhì)量％亞硫酸鈉水溶液0.3g和10質(zhì)量％的過(guò)氧化氫叔丁基水溶液0.3g。在60℃持續(xù)攪拌3小時(shí)后，加入10質(zhì)量％亞硫酸鈉水溶液1.8g和10質(zhì)量％的過(guò)氧化氫叔丁基水溶液1.2g，再持續(xù)攪拌3小時(shí)。反應(yīng)混合物用離子交換水稀釋，得到聚乙烯吡咯烷酮的20質(zhì)量％水溶液。關(guān)于該配制的聚乙烯吡咯烷酮，以0.1mol/l的NaCl水溶液/乙腈＝80/20(vol/vol)作為洗提液，用水性凝膠滲入色譜法來(lái)測(cè)定，以聚乙二醇換算的重量平均分子量(Mw)是1,000,000，k值是95。在此配制的水溶液中含有的聚乙烯吡咯烷酮稱為“PVP K95”。
另外，改變10質(zhì)量％亞硫酸鈉水溶液和10質(zhì)量％的過(guò)氧化氫叔丁基水溶液的用量之外，其他的與上述記載相同，配制了含表2所記載的聚乙烯吡咯烷酮的7種聚乙烯吡咯烷酮水溶液(聚合物含量均為20質(zhì)量％)。
表2

〔實(shí)施例1〕I.化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的配制在聚乙烯材質(zhì)的瓶中，依次放入作磨粒用的含硅膠C25的水分散質(zhì)，換算成二氧化硅相當(dāng)于0.5質(zhì)量％的用量；作聚乙烯吡咯烷酮用的含PVP K60的水溶液，換算成聚乙烯吡咯烷酮相當(dāng)于0.02質(zhì)量％的用量；當(dāng)水溶性配位化合物生成劑用的丙氨酸，0.3質(zhì)量％的用量；當(dāng)不溶性配位化合物生成劑用的喹哪啶酸，0.5質(zhì)量％的用量；當(dāng)表面活性劑用的十二烷基苯磺酸鉀，0.1質(zhì)量％的用量；當(dāng)氧化劑用的過(guò)硫酸銨，2質(zhì)量％的用量。為使pH大約呈9而再加入氫氧化鉀后，攪拌15分鐘。其次，以所有構(gòu)成成分的量達(dá)到100質(zhì)量％的程度再加入離子交換水后，用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，得到化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S1。水性分散質(zhì)S1的粘度用B型粘度計(jì)在25℃時(shí)測(cè)定的結(jié)果為1.1mPa·s，pH為9.1。
II.研磨性能的評(píng)價(jià)II-1.無(wú)布圖基板的研磨試驗(yàn)(1)對(duì)各種被研磨材料的研磨速度評(píng)價(jià)在化學(xué)機(jī)械研磨裝置上(株式會(huì)社荏原制作所制造，型號(hào)EP0112)，裝入多孔性聚氨酯所制的研磨襯墊(株式會(huì)社Nitta Hass制造，型號(hào)IC1000-050-(603)-(P)-S400J)，供應(yīng)上述已配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S1，對(duì)下面的各種研磨速度測(cè)定用基板，在下面的研磨條件下，進(jìn)行1分鐘的化學(xué)機(jī)械研磨處理，根據(jù)下面的方法算出其研磨速度。
<研磨速度測(cè)定用基板>
·附帶8英寸熱氧化膜的硅基板上，裝著20,000厚銅膜的基板。
·附帶8英寸熱氧化膜的硅基板上，裝著3,000厚鉭膜的基板。
·附帶8英寸熱氧化膜的硅基板上，裝著3,000厚鈦膜的基板。
<研磨條件>
·頭部旋轉(zhuǎn)數(shù)80rpm·頭部負(fù)荷200g/cm2·桌面旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpm
·化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的供應(yīng)速度200ml/min<研磨速度的算出方法>
用電阻率測(cè)定器(株式會(huì)社NPS制造，形式S-5)，根據(jù)直流4針?lè)y(cè)定研磨處理后薄板的電阻值，按照下式算出研磨后金屬膜的厚度，從化學(xué)機(jī)械研磨而減少的膜厚和研磨時(shí)間中算出研磨速度，如下所示。
金屬膜的厚度()＝薄板電阻值(Ω/cm2)÷各金屬的理論電阻值(Ω/cm)×108<研磨速度>
·銅膜的研磨速度(RCu)9,600/min·鉭膜的研磨速度(RTa)30/min·鈦膜的研磨速度(RTi)80/min·銅膜的研磨速度/鉭膜的研磨速度比(RCu/RTa)320·銅膜的研磨速度/鈦膜的研磨速度比(RCu/RTi)120而且，研磨銅膜時(shí)，研磨裝置的桌面轉(zhuǎn)矩的電流，最大值為8.0A。
(2)對(duì)銅的連續(xù)研磨試驗(yàn)與上述研磨速度評(píng)價(jià)相同的條件下，連續(xù)進(jìn)行具有銅膜基板的研磨，觀察隨著反復(fù)研磨有無(wú)研磨速度的下降。
連續(xù)進(jìn)行25次研磨，未發(fā)現(xiàn)研磨速度的下降。
II-2.附帶布圖基板的研磨試驗(yàn)附帶布圖的薄片作為被研磨物(SEMATECH INTERNATIONAL制造，形式SEMATECH 854，具有各種配線布圖的、用于銅膜研磨試驗(yàn)的基板)，將研磨時(shí)間設(shè)成從研磨開(kāi)始到桌面轉(zhuǎn)矩電流變化而檢出的終點(diǎn)為止時(shí)間的1.3倍，將其它條件與無(wú)布圖基板研磨試驗(yàn)中的研磨條件設(shè)成相同后，再進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨，以下面的方法，對(duì)細(xì)小配線布圖上的殘留銅，銅配線的凹陷和腐蝕進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
<細(xì)小配線布圖上的殘留銅>
對(duì)寬度0.18μm的配線部和寬度0.18μm的絕緣部(長(zhǎng)度都是1.6mm)相互交替的布圖，向垂直于其長(zhǎng)方向的方向連續(xù)1.25mm的部分，用KLA-Tencor公司制造的精密斷面儀(形式HRP-240)，測(cè)定殘留在該部分的銅膜厚度的結(jié)果為10。
另外，當(dāng)該部分殘留的銅膜厚度在100以下時(shí)，通過(guò)利用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的研磨工序而進(jìn)行，以磨掉金屬阻擋層為目的的下一個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨工序，能容易磨掉該部分的殘留銅。
<銅配線的凹陷>
對(duì)寬度100μm的配線部和寬度100μm的絕緣部(長(zhǎng)度都是3.0mm)相互交替的布圖，向垂直于長(zhǎng)方向的方向連續(xù)3.0mm的部分，用KLA-Tencor公司制造的精密斷面儀(形式HRP-240)，測(cè)定配線寬度100μm部分的銅配線的凹坑(凹陷)，其結(jié)果為200。
<腐蝕>
在1cm×1cm銅的范圍，用缺陷檢查裝置(株式會(huì)社KLA-Tencor制造，型號(hào)2351)觀察，測(cè)定了10nm2～100nm2范圍的腐蝕個(gè)數(shù)。而且，沒(méi)有觀察到超過(guò)100nm2的腐蝕。
如表3和表4所記載，改變實(shí)施例1中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)各成分的種類(lèi)及添加量，其他的與實(shí)施例1相同，配制了化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S2～S18及R1～R3。為使水性分散質(zhì)的pH與實(shí)施例1一樣約為9，加入氫氧化鉀進(jìn)行了調(diào)整。表3和表4所記載的pH值都是加入氫氧化鉀后的測(cè)定值。表3中「-」表示沒(méi)有添加其對(duì)應(yīng)欄的成分。而且，實(shí)施例8～16和18以及對(duì)比例2和3都作為磨粒組合使用了兩種粒子。實(shí)施例17組合使用了兩種水溶性配位化合物生成劑。實(shí)施例18組合使用了兩種表面活性劑。實(shí)施例8～15、17和18以及對(duì)比例2和3，都組合使用了兩種不溶性配位化合物生成劑。
代替實(shí)施例1中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S1，使用上述配制的各水性分散質(zhì)，其他的與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果如表5所示。
另外，關(guān)于腐蝕的評(píng)價(jià)，在任何的實(shí)施例和對(duì)比例中，都沒(méi)有觀察到超過(guò)100nm2的腐蝕。
對(duì)比例1的對(duì)銅進(jìn)行的連續(xù)研磨試驗(yàn)中，在研磨開(kāi)始后第5塊基板上，發(fā)現(xiàn)了50％程度的研磨速度下降。
表3-1

DBS-K十二烷基苯磺酸鉀DBS-A十二烷基苯磺酸銨ACDSurfynol 465(商品名稱，Air ProductsAnd Chemicals，Inc.制造，乙炔二醇類(lèi)表面活性劑)APS過(guò)硫酸銨PVP聚乙烯吡咯烷酮表3-2

DBS-K十二烷基苯磺酸鉀DBS-A十二烷基苯磺酸銨ACDSurfynol 465(商品名稱，Air Products And Chemicals，Inc.制造，乙炔二醇類(lèi)表面活性劑)APS過(guò)硫酸銨PVP聚乙烯吡咯烷酮表4

表5-1

表5-2
I.配制用于化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具I-1.液體(I)的配制在聚乙烯材料做的瓶中依次放入，換算成二氧化硅相當(dāng)于0.6質(zhì)量％的量的、作為磨粒含上述配好的硅膠C15的水分散質(zhì)，以及換算成二氧化硅相當(dāng)于0.4質(zhì)量％的量的含硅膠C35的水分散質(zhì)；作為聚乙烯吡咯烷酮的含配好的PVP K95的水溶液，換算成聚乙烯吡咯烷酮相當(dāng)于0.06質(zhì)量％的量；作為水溶性配位化合物生成劑的丙氨酸0.6質(zhì)量％的量；作為水不溶性配位化合物生成劑的喹哪酸0.6質(zhì)量％的量以及喹啉酸0.4質(zhì)量％的量；作為表面活性劑的十二烷基苯磺酸鉀0.2質(zhì)量％的量以及乙炔二醇類(lèi)表面活性劑0.2質(zhì)量％的量(商品名稱Surfynol 465，Air Products And Chemicals，Inc.制造)。為使pH大約呈10.5再添加氫氧化鉀后，攪拌15分鐘。然后，為使全部構(gòu)成成分的量達(dá)到100質(zhì)量％的程度，再加入離子交換水后，用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，得到水性分散質(zhì)液體(I-1)。
I-2.液體(II)的配制為使過(guò)硫酸銨濃度達(dá)到3質(zhì)量％的程度，混合過(guò)硫酸銨和離子交換水，得到液體(II-1)。
II.化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的配制混合上述配好的液體(I-1)50質(zhì)量份和液體(II-1)50質(zhì)量份，配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S19。其化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S19的pH是9.0，用B型粘度計(jì)25℃時(shí)測(cè)定的粘度為1.2mPa·s。獨(dú)立配制液體(I-1)和液體(II-1)，混合后配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S19，也能得到與各成分同時(shí)混合配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18一樣的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)。(參照表6)
表6

DBS-K十二烷基苯磺酸鉀ACDSurfynol 465(商品名稱，Air Products And Chemicals，Inc.制造，乙炔二醇類(lèi)表面活性劑)APS過(guò)硫酸銨PVP聚乙烯吡咯烷酮
III.研磨性能的評(píng)價(jià)代替實(shí)施例18中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18，使用上述配好的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S19之外，其他的與實(shí)施例18一樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到與實(shí)施例18相同的結(jié)果。
代替實(shí)施例18中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18，將實(shí)施例19中配好的液體(I-1)和液體(II-1)，分別以100ml/min的速度供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，讓液體在轉(zhuǎn)臺(tái)上接觸并混合之外，其他的與實(shí)施例18一樣評(píng)價(jià)研磨性能，得到與實(shí)施例18相同的結(jié)果。
I.化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)配制用工具的配制I-1.液體(III)的配制在聚乙烯材料做的瓶中依次放入，作為磨粒的含上述配好的硅膠C40的水分散質(zhì)，換算成二氧化硅相當(dāng)于2.0質(zhì)量％的量；35質(zhì)量％的過(guò)氧化氫，換算成過(guò)氧化氫相當(dāng)于0.8質(zhì)量％的量；為使pH大約呈9，再添加氫氧化鉀后，攪拌15分鐘。然后，為使全部構(gòu)成成分的量達(dá)到100質(zhì)量％的程度，再加入離子交換水后，用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，得到水性分散質(zhì)液體(III-1)。
I-2.液體(IV)的配制在聚乙烯材料做的瓶中依次放入，作為聚乙烯吡咯烷酮的含上述配好的PVP K95的水溶液，換算成聚乙烯吡咯烷酮相當(dāng)于0.12質(zhì)量％的量；作為水溶性配位化合物生成劑的丙氨酸2.0質(zhì)量％的量以及相當(dāng)氨0.4質(zhì)量％的量；作為水不溶性配位化合物生成劑的喹哪酸0.8質(zhì)量％的量以及喹啉酸1.2質(zhì)量％的量；作為表面活性劑的十二烷基苯磺酸銨0.4質(zhì)量％的量。為使pH大約呈9再添加氫氧化鉀后，攪拌15分鐘。然后，為使全部構(gòu)成成分的量達(dá)到100質(zhì)量％的程度，再加入離子交換水后，用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，得到水性分散質(zhì)液體(IV-1)。
II.化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的配制混合上述配好的液體(III-1)25質(zhì)量份和液體(IV-1)25質(zhì)量份以及離子交換水50質(zhì)量份，配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S20。其化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S20的pH是9.2，用B型粘度計(jì)25℃時(shí)測(cè)定的粘度為1.2mPa·s。獨(dú)立配制液體(III-1)和液體(IV-1)，混合后配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S20，也能得到與各成分同時(shí)混合配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S17一樣的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)(參照表7)。
表7

DBS-A十二烷基苯磺酸銨PVP聚乙烯吡咯烷酮
III.研磨性能的評(píng)價(jià)代替實(shí)施例17中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S17，使用上述配好的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S20之外，其他的與實(shí)施例17一樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到與實(shí)施例17相同的結(jié)果。
I.化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)配制用工具的配制I-1.液體(V)的配制在聚乙烯材料做的瓶中依次放入，作為磨粒的含上述配好的硅膠C15的水分散質(zhì)，換算成二氧化硅相當(dāng)于1.2質(zhì)量％的量以及含硅膠C35的水分散質(zhì)，換算成二氧化硅相當(dāng)于0.8質(zhì)量％的量；為使pH大約呈10.5，再添加氫氧化鉀后，攪拌15分鐘。然后，為使全部構(gòu)成成分的量達(dá)到100質(zhì)量％，再加入離子交換水后，用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，得到水性分散質(zhì)液體(V-1)。
I-2.液體(VI)的配制在聚乙烯材料做的瓶中依次放入，作為聚乙烯吡咯烷酮的含上述配好的PVP K95的水溶液，換算成聚乙烯吡咯烷酮相當(dāng)于0.12質(zhì)量％的量；作為水溶性配位化合物生成劑的丙氨酸1.2質(zhì)量％的量；作為水不溶性配位化合物生成劑的喹哪酸1.2質(zhì)量％的量以及喹啉酸0.8質(zhì)量％的量；作為表面活性劑的十二烷基苯磺酸鉀0.4質(zhì)量％的量以及乙炔二醇類(lèi)表面活性劑0.4質(zhì)量％的量(商品名稱Surfynol 465，Air Products And Chemicals，Inc.制造)。為使pH大約呈10.5再添加氫氧化鉀后，攪拌15分鐘。然后，為使全部構(gòu)成成分的量達(dá)到100質(zhì)量％，再加入離子交換水后，用孔徑5μm的過(guò)濾器過(guò)濾，得到水性分散質(zhì)液體(VI-1)。
I-3.液體(VII)的配制與上述實(shí)施例19的I-2一樣，配制了含3質(zhì)量％過(guò)硫酸銨的液體(VII-1)。
II.化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的配制混合上述配好的液體(V-1)25質(zhì)量份和液體(VI-1)25質(zhì)量份以及液體(VII-1)50質(zhì)量份，配制了化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S21。其化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S21的pH是9.0，用B型粘度計(jì)25℃時(shí)測(cè)定的粘度為1.2mPa·s。獨(dú)立配制液體(V-1)、液體(VI-1)和液體(VII-1)，混合后配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S21，也能得到與各成分同時(shí)混合配制的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18一樣的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)(參照表8)。
表8

DBS-K十二烷基苯磺酸鉀ACDSurfynol 465(商品名稱、Air Products And Chemicals，Inc.制造，乙炔二醇類(lèi)表面活性劑)APS過(guò)硫酸銨PVP聚乙烯吡咯烷酮
III.研磨性能的評(píng)價(jià)代替實(shí)施例18中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18，使用上述配好的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S21之外，其他的與實(shí)施例18一樣進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到與實(shí)施例18相同的結(jié)果。
代替供給實(shí)施例18中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18，將實(shí)施例22中配好的液體(V-1)、液體(VI-1)和液體(VII-1)，分別以50mL/min、50mL/min、100mL/min的速度獨(dú)立供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，讓這些液體在轉(zhuǎn)臺(tái)上接觸并混合之外，其他的與實(shí)施例18一樣評(píng)價(jià)研磨性能，得到與實(shí)施例18相同的結(jié)果。
混合實(shí)施例22中配好的液體(V-1)50質(zhì)量份以及液體(VI-1)50質(zhì)量份，配制水性分散質(zhì)。
代替供給實(shí)施例18中的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)S18，將該水性分散質(zhì)和實(shí)施例22中配制的液體(VII-1)，分別以100mL/min的速度獨(dú)立供給化學(xué)機(jī)械研磨裝置，讓這些液體在轉(zhuǎn)臺(tái)上接觸并混合之外，其他的與實(shí)施例18一樣評(píng)價(jià)研磨性能，得到與實(shí)施例18相同的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，其特征在于，具有水、重量平均分子量超過(guò)20萬(wàn)的聚乙烯吡咯烷酮、氧化劑、含有生成水不溶性金屬化合物的第一金屬化合物生成劑以及生成水溶性金屬化合物的第二金屬化合物生成劑的保護(hù)膜生成劑、磨粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，其特征在于，所述水不溶性金屬化合物是水不溶性配位化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，其特征在于，所述水溶性金屬化合物是水溶性配位化合物。
4.一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，包括使具有金屬膜的半導(dǎo)體基板接觸貼在轉(zhuǎn)臺(tái)上的研磨墊的工序；以及在研磨墊上滴下權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所記載的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的同時(shí)研磨上述金屬膜表面的工序。
5.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括在半導(dǎo)體基板上形成絕緣膜的工序；在上述絕緣膜上形成凹部的工序；在上述凹部?jī)?nèi)部和上述絕緣膜上層疊金屬而形成金屬膜的工序；至少除去一部分在上述絕緣膜上層疊的上述金屬膜的工序；并且，用權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所記載的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，通過(guò)化學(xué)機(jī)械研磨除去金屬而進(jìn)行。
6.一種配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，是由液體(I)和液體(II)構(gòu)成，將其混合配制權(quán)利要求1～3任意一項(xiàng)所記載的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，其特征在于，上述液體(I)含有水、上述聚乙烯吡咯烷酮、上述保護(hù)膜生成劑和上述磨粒的水性分散質(zhì)，上述液體(II)含有水和上述氧化劑。
7.一種配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，是由液體(III)和液體(IV)構(gòu)成，將其混合配制權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所記載的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，其特征在于，上述液體(III)含有水和上述磨粒的水性分散質(zhì)，上述液體(IV)含有水和上述保護(hù)膜生成劑，上述液體(III)和/或上述液體(IV)含有上述聚乙烯吡咯烷酮，上述液體(III)和/或上述液體(IV)含有上述氧化劑。
8.一種配制化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，是由液體(V)、液體(VI)和液體(VII)構(gòu)成，將其混合配制權(quán)利要求1～5任意一項(xiàng)所記載的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的工具，其特征在于，上述液體(V)含有水和上述磨粒的水性分散質(zhì)，上述液體(VI)含有水和上述保護(hù)膜生成劑，上述液體(VII)含有水和上述氧化劑，從上述液體(V)、(VI)和(VII)中選出的至少一種液體含有聚乙烯吡咯烷酮。
全文摘要
本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)的特征為，具有水、重量平均分子量超過(guò)20萬(wàn)的聚乙烯吡咯烷酮、氧化劑、含有生成水不溶性金屬化合物的第一金屬化合物生成劑以及生成水溶性金屬化合物的第二金屬化合物生成劑的保護(hù)膜生成劑、磨粒。通過(guò)使用該化學(xué)機(jī)械研磨用水性分散質(zhì)，不會(huì)引起金屬膜和絕緣膜的缺陷，能低摩擦，穩(wěn)定均勻地研磨金屬膜。
文檔編號(hào)B24B37/04GK1919955SQ20061011138
公開(kāi)日2007年2月28日 申請(qǐng)日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月24日
發(fā)明者仕田裕貴, 竹村彰浩, 服部雅幸, 南幅學(xué), 福島大, 倉(cāng)嶋延行, 山本進(jìn), 豎山佳邦, 矢野博之 申請(qǐng)人:捷時(shí)雅株式會(huì)社, 株式會(huì)社東芝