磨粒、悬浮液、研磨液及这些的制造方法技术

技术编号:10959050 阅读:631 留言:0更新日期:2015-01-28 11:20
一种磨粒的制造方法,具备混合含4价金属元素盐的金属盐溶液和碱性液、获得含有所述4价金属元素的氢氧化物的粒子的工序,金属盐溶液与碱性液的混合液的温度为30℃以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种磨粒的制造方法,具备混合含4价金属元素盐的金属盐溶液和碱性液、获得含有所述4价金属元素的氢氧化物的粒子的工序,金属盐溶液与碱性液的混合液的温度为30℃以上。【专利说明】磨粒、悬淳液、研磨液及这些的制造方法
本专利技术涉及。特别地,本专利技术涉及半导体 元件的制造工序中所使用的磨粒、悬浮液及研磨液,以及这些的制造方法。
技术介绍
近年来,半导体元件的制造工序中,为实现高密度化及微细化的加工技术的重要 性进一步增加。作为该加工技术之一的CMP (化学?机械?抛光:化学机械研磨)技术,在 半导体元件的制造工序中,对于浅槽隔离(Shallow Trench Isolation,以下依据情形称为 "STI")的形成、前金属绝缘材料或层间绝缘材料的平坦化、插塞或包埋式金属配线的形成 来说,成为必须的技术。 传统上,在半导体元件的制造工序中,通过CMP,可使以CVD (化学?气相?沉积:化 学气相沉积)法或旋转涂布法等方法形成的氧化硅等绝缘材料平坦化。该CMP中,一般使 用含有胶体二氧化硅、气相二氧化硅等二氧化硅粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧 化硅系研磨液可通过热分解四氯化硅等方法使磨粒晶粒成长,进行PH调整而制造。然而, 这样的二氧化硅系研磨液存在研磨速度低这一技术课题。 于是,在设计规则0. 25 iim之后的世代,集成电路内的元件隔离中使用STI。STI 形成中,为除去基体上堆积的绝缘材料的多余部分,使用CMP。而且,在CMP中为了使研磨停 止,在绝缘材料之下形成有研磨速度慢的阻挡层(研磨停止层)。阻挡层材料(阻挡层的 构成材料)中使用氮化硅、多晶硅等,优选绝缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比(研磨 速度比:绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度)大。传统的二氧化硅系研磨液,绝 缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比小至3左右,作为STI用时,趋于不具有耐实用的特 性。 此外,近年,作为氧化铈系研磨液,使用高纯度的氧化铈粒子的半导体用研磨液被 使用(例如,参考下述专利文献1)。 附带地,近年来,半导体元件的制造工序中,进一步要求达成配线的微细化,研磨 时发生的研磨损伤就成为问题。即,使用传统的氧化铈系研磨液进行研磨时,即使发生微小 的研磨损伤,若该研磨损伤的尺寸小于传统的配线宽度的话,不致成为问题,但在进一步达 成配线的微细化时,即成为问题。 对该问题,人们尝试在所述的如氧化铈系研磨液中,使氧化铈粒子的平均粒径变 小。然而,平均粒径变小的话,因为机械性的作用降低,出现研磨速度降低的问题。即使希 望通过控制这样的氧化铈粒子的平均粒径来兼顾研磨速度及研磨损伤,在维持研磨速度的 同时,达成对研磨损伤的近年来的严苛要求也是困难至极。 与之相对,人们开始研究使用4价金属元素的氢氧化物的粒子的研磨液(例如,参 考下述专利文献2)。进一步地,研究4价金属元素的氢氧化物的粒子的制造方法(例如,参 考下述专利文献3)。这些的技术可以在活用4价金属元素的氢氧化物的粒子所具有化学性 的作用的同时,通过极力使机械性的作用减小,减小了粒子引起的研磨损伤。 此外,在减小研磨损伤以外,也要求将具有凹凸的基体研磨至平坦。以所述STI作 为例子,相对于阻挡层材料(例如氮化硅、多晶硅)的研磨速度,要求提高作为被研磨材料 的绝缘材料(例如氧化硅)的研磨选择比。为解决这些,人们研究在研磨液中添加各种各 样的添加剂。例如已知的有,通过在研磨液中添加添加剂,提高在同一面内具有不同配线密 度的基体中的研磨选择比的技术(例如,参考下述专利文献4)。此外已知的有,控制研磨速 度,为提高整体的平坦性,在氧化铈系研磨液中加入添加剂的技术(例如,参考下述专利文 献5)。
技术介绍
文献 专利文献 日本专利特开平10-106994号公报 国际公开第02/067309号 日本专利特开2006-249129号公报 日本专利特开2002-241739号公报 日本特开平08-022970号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 然而,专利文献2及3所述的技术中,虽能减小研磨损伤,但不能说研磨速度足够 高。因为研磨速度影响制造工序的效率,要求具有更高研磨速度的研磨液。 此外,传统的研磨液的话,研磨液中若含有添加剂,作为获得添加剂的添加效果的 代价,研磨速度降低,存在难以兼顾研磨速度和其他研磨特性的这一课题。 进一步地,传统的研磨液的话,有时保管稳定性低。例如,存在研磨特性随时间发 生变化,大幅降低(研磨特性的稳定性低)这一课题。研磨速度作为所述研磨特性之中代 表性的特性存在,存在随时间研磨速度降低(研磨速度的稳定性低)这一课题。此外,也存 在保管中磨粒发生凝集、沉淀等,对研磨特性产生不良影响(分散稳定性低)的情形。 本专利技术可解决所述课题,目的是提供一种使研磨液具有如下性能的磨粒及其制造 方法:可获得在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料,同时, 可提1?保管稳定性。 此外,本专利技术目的是提供一种使研磨液具有如下性能的悬浮液及其制造方法:在 维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料,同时,可提高保管稳 定性。 此外,本专利技术目的是提供一种在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速 度研磨被研磨材料,同时,可提高保管稳定性的研磨液及其制造方法。 解决课题的手段 本专利技术人对于含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的制造方法进行深入研究,结 果发现,在特定温度以上混合含有4价金属元素的盐的金属盐溶液和碱性液,获得含有4价 金属元素的氢氧化物的粒子,可以提高含有4价金属元素的氢氧化物的粒子的稳定性,并 且含有含该4价金属元素的氢氧化物的粒子的悬浮液及研磨液的稳定性有飞跃性的提高。 即,本专利技术涉及的磨粒的制造方法,具备混合含4价金属元素盐的金属盐溶液和 碱性液、获得含有4价金属元素的氢氧化物的粒子的工序,金属盐溶液与碱性液的混合液 的温度为30°C以上。 依据本专利技术涉及的磨粒的制造方法,使用含有通过该制造方法得到的磨粒的研磨 液时,可以在维持添加剂的添加效果的同时能以优异的研磨速度研磨被研磨材料,并且,可 以提高保管稳定性。作为保管稳定性,特别地,可提高分散稳定性及研磨速度的稳定性。此 夕卜,依据本专利技术涉及的磨粒的制造方法,将含有通过该制造方法得到的磨粒的悬浮液用于 研磨时,也能在以优异的研磨速度研磨被研磨材料的同时,提高保管稳定性。作为保管稳定 性,特别地,可提高分散稳定性及研磨速度的稳定性。进一步地,依据本专利技术涉及的磨粒的 制造方法,通过使由该制造方法得到的磨粒含有4价金属元素的氢氧化物,可以抑制被研 磨面中的研磨损伤的发生。 本专利技术涉及的磨粒的制造方法中,优选混合液的温度为35°C以上。此外,混合液的 温度,优选为l〇〇°C以下,更优选为60°C以下。这些情况下,可以获得能以更优异的研磨速 度研磨被研磨材料的磨粒。 金属盐溶液中的4价金属元素盐的浓度(mol/L)与碱性液中的碱浓度(mol/L)的 比值(;可以如下述式(1)所示, cr = iooxca/cb…⑴ 所述比值C,优选为0. 2以上,此外,优本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种磨粒的制造方法,具备混合含4价金属元素盐的金属盐溶液和碱性液、获得含有所述4价金属元素的氢氧化物的粒子的工序,所述金属盐溶液和所述碱性液的混合液的温度为30℃以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:岩野友洋南久贵阿久津利明藤崎耕司
申请(专利权)人:日立化成株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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