研磨液、化学机械研磨方法技术

本发明专利技术的课题在于提供一种在使用于CMP的情况下在被研磨体上不易产生缺陷的研磨液及化学机械研磨方法。本发明专利技术的研磨液为使用于化学机械研磨中的研磨液，所述研磨液中，含有研磨粒及有机酸且Ca浓度为100质量ppt以下。

Grinding Fluid and Chemical Mechanical Grinding Method

The subject of the invention is to provide an abrasive fluid and a chemical mechanical abrasive method which are not easy to produce defects on the abrasive body when used in CMP. The grinding fluid of the invention is a grinding fluid used in chemical mechanical grinding. The grinding fluid contains abrasive grains and organic acids and the concentration of Ca is less than 100 mass ppt.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨液、化学机械研磨方法
本专利技术涉及一种使用于化学机械研磨中的研磨液及化学机械研磨方法。
技术介绍
在半导体设备的开发中，为了小型化及高速化，近年来要求基于配线的微细化和层叠化的高密度化及高集成化。作为用于实现该要求的技术，利用化学机械研磨(ChemicalMechanicalPolishing，以下，记为“CMP”。)等各种技术。该CMP是在进行层间绝缘膜等被加工膜的表面平坦化、栓塞形成或金属埋线的形成等的情况下必需的技术，在被研磨体的平滑化、配线形成时去除多余的金属薄膜或去除绝缘膜上的多余的阻挡层。CMP的通常的方法是，在将研磨垫贴附于圆形研磨平台(压盘)上，使研磨垫表面浸渍于研磨液中，将被研磨体的表面按压于垫上，从其背面施加规定的压力(研磨压力)的状态下，使研磨平台及被研磨体两者进行旋转，通过所产生的机械摩擦而对被研磨体的表面进行平坦化。作为研磨液，例如在专利文献1中记载有“一种化学机械研磨组成物，其含有：(a)二氧化硅粒子；(b)选自包括相对于研磨组成物的总重量为约5×10-3至约10毫摩尔/kg的钙、锶、钡及它们的混合物的组中的至少1种碱土类金属；(c)约0.1至约15wt％的氧化剂；及(d)包含水而成的液体载体，并且具有约7至约13的pH。”。若将专利文献1中所记载的研磨组成物中的例如钙等碱土类金属量进行换算，则相当于0.2ppm～400ppm。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-159998号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题本专利技术人使用如专利文献1中所记载的研磨组成物，实施了氧化硅膜或氮化硅膜等无机绝缘膜、主要含有多晶硅、Al、Cu、Ti、TiN、W、Ta或TaN等的膜所成膜的基板等各种被研磨体的CMP的结果，获知在研磨后的被研磨体上产生较多的缺陷。针对该缺陷详细地进行研究的结果，明确了其大部分由残渣的附着及划痕(研磨刮痕)引起。而且，研磨后附着于被研磨体上的残渣，其大部分含有钙，另一方面还明确了，在可包含于研磨液中的研磨粒中，例如在使用了二氧化硅粒子或氧化铈粒子等由带负电荷的金属氧化物构成的研磨粒的情况下，液体中含有越多的钙，对被研磨体实施了化学机械研磨时的划痕(研磨刮痕)越显著地产生。于是，本专利技术的课题在于提供一种在使用于CMP的情况下在被研磨体上不易产生缺陷的研磨液。并且，本专利技术的课题还在于提供一种使用了上述研磨液的化学机械研磨方法。本专利技术人等为了实现上述课题而进行深入的研究的结果，发现了通过具有特定的组成且降低了液体中所包含的钙的浓度的研磨液而能够解决上述课题，并完成了本专利技术。即，发现了通过以下结构而能够实现上述目的。(1)一种研磨液,其为使用于化学机械研磨中的研磨液，所述研磨液中，含有研磨粒及有机酸，且Ca浓度为100质量ppt以下。(2)根据(1)所述的研磨液，其中，在研磨液中，通过SNP-ICP-MS测定而求出的金属粒子的含量为100质量ppt以下。(3)根据(1)或(2)所述的研磨液，其还含有电荷调整剂，上述电荷调整剂的含量相对于上述有机酸的含量以质量比计为0.6以下，上述Ca浓度为0.01～100质量ppt。(4)根据(1)至(3)中任一项所述的研磨液，其中，上述Ca浓度为0.01～80质量ppt。(5)根据(1)至(4)中任一项所述的研磨液，其中，上述有机酸含有选自包括丙二酸、琥珀酸、苹果酸及柠檬酸的组中的多元酸。(6)根据(1)至(5)中任一项所述的研磨液，其中，pH在1.5～5.0或9.0～12.0的范围。(7)根据(3)至(6)中任一项所述的研磨液，其中，作为上述电荷调整剂，含有选自包括硝酸、硼酸及磷酸的组中的无机酸或其铵盐或有机酸的铵盐。(8)一种化学机械研磨方法，其包括如下工序：对安装于研磨平台的研磨垫，一边供给如(1)至(7)中任一项所述的研磨液，一边使被研磨体的被研磨面与上述研磨垫接触，使上述研磨体及上述研磨垫相对移动而研磨上述被研磨面，从而得到经研磨的被研磨体。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种在使用于CMP的情况下，在被研磨面上不易产生缺陷的研磨液。并且，根据本专利技术，还能够提供一种使用了上述研磨液的化学机械研磨方法。[实施方式]以下，对本专利技术详细地进行说明。以下所记载的构成要件的说明有时根据本专利技术的代表性的实施方式而完成，但本专利技术并非被限定于那些实施方式。另外，在本说明书中，用“～”来表示的数值范围是指将记载于“～”前后的数值作为下限值及上限值而包括的范围。在本说明书中的基团(原子团)的标记中，未记载取代及未取代的标记，在不损本专利技术效果的范围内，也包括不具有取代基和具有取代基的基团。例如“烷基”不仅包括不具有取代基的烷基(未取代烷基)，而且还包括具有取代基的烷基(取代烷基)。这在各化合物中含义也相同。并且，在本说明书中，当称作“准备”时是指，除了通过合成或配制特定的材料等而进行准备以外，还包括通过购买等而获得规定的物质。并且，在本说明书中，“ppm”是指“百万分率parts-per-million(10-6)”，“ppt”是指“兆分率parts-per-trillion(10-12)”。并且，在本专利技术中，1psi相当于6894.76Pa。〔研磨液〕本专利技术的研磨液包含研磨粒及有机酸，Ca浓度(钙浓度)为100质量ppt以下。本专利技术的研磨液具有上述结构，因此，在使用于CMP的情况下，在被研磨体上不易产生缺陷。其详细原因尚不清楚，但可如下推测。本专利技术的研磨液的显著特征为，在其制备过程中进行纯化，直至通过离子交换和/或过滤等而Ca浓度成为100质量ppt以下。通过上述特征，能够抑制钙作为核而形成粒子，且能够抑制钙作为残渣而附着于被研磨体上。并且，若钙(尤其，离子性钙)大量包含于液体中，则因作为研磨粒的二氧化硅粒子等粒子周围的负电荷被中和而zeta电位减小，认为容易产生粒子彼此的凝聚。然而，通过设为上述结构而不易产生粒子的凝聚，其结果，可以抑制对被研磨体实施了化学机械研磨时的划痕(研磨刮痕)。并且，有机酸与上述游离的钙离子络合形成，减少游离的钙离子的量。其结果，能够进一步抑制粒子的凝聚。另外，基于离子交换或过滤等的Ca浓度的调整，可以对在研磨液的制备过程中使用的溶剂或原料成分实施，也可以对制备后的研磨液实施。将研磨液使用于CMP时，根据在被研磨体上不易产生缺陷的观点，在研磨液中，优选Ca浓度为80质量ppt以下，更优选50质量ppt以下，进一步优选45质量ppt以下，尤其优选25质量ppt以下。并且，其下限并无特别的限定，根据改善缺陷性能的观点，优选为0.01质量ppt以上。另外，在本说明书中，Ca浓度是指包含于研磨液中的离子性钙及非离子性钙(例如钙粒子)的总浓度，换言之，是指包含于研磨液中的钙原子的含量。并且，在本说明书中“研磨液”是指，只要满足上述Ca浓度，则不仅包括使用于研磨时的研磨液(即，根据需要被稀释的研磨液)，而且也包括研磨液的浓缩液。浓缩液或被浓缩的研磨液是指，与使用于研磨时的研磨液相比，被制备成溶解物的浓度更高的研磨液，是在使用于研磨时通过水或水溶液等进行稀释而被使用于研磨的研磨液。稀释倍率通常为1～20体积倍。在本说明书中，“浓缩”及“浓缩液”不是根据使用状态而是根据表示“粘稠”及“粘稠的液体”的惯用表现而使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨液，其为使用于化学机械研磨的研磨液，所述研磨液中，含有研磨粒及有机酸，且Ca浓度为100质量ppt以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 JP 2016-1129441.一种研磨液，其为使用于化学机械研磨的研磨液，所述研磨液中，含有研磨粒及有机酸，且Ca浓度为100质量ppt以下。2.根据权利要求1所述的研磨液，其中，在研磨液中，通过SNP-ICP-MS测定而求出的金属粒子的含量为100质量ppt以下。3.根据权利要求1或2所述的研磨液，其还含有电荷调整剂，所述电荷调整剂的含量相对于所述有机酸的含量以质量比计为0.6以下，所述Ca浓度为0.01～100质量ppt。4.根据权利要求1至3中任一项所述的研磨液，其中，所述Ca浓度为0.01～80质量p...

【专利技术属性】
技术研发人员：上村哲也，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP