悬浮液和研磨方法技术

一种悬浮液，其特征在于，含有磨粒、二醇和水，磨粒的平均粒径是120nm以下，所述悬浮液的pH为4.0以上且小于8.0。一种研磨方法，具备使用所述悬浮液研磨金属的工序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】悬浮液和研磨方法
本专利技术涉及悬浮液和研磨方法。
技术介绍
含有磨粒的CMP研磨液即使是使用时的CMP研磨液所含的磨粒含量低时，由于保存的省空间化、输送成本减少、含量调整的容易度等各种理由，也被作为磨粒含量比使用时高的储藏液保存，存在使用时由于与水等的介质(稀释液)或其他添加液混合而被稀释使用。此时，浓缩时的储藏液所含的磨粒含量越高，浓缩效果也增高。作为用于金属的研磨的CMP研磨液(金属用CMP研磨液)，若以埋入基板而形成配线的镶嵌工艺举例，已知有用于研磨配线金属(铜、钨、钴等)的研磨液(以下称“配线金属用CMP研磨液”)、用以对防止配线金属的构成材料扩散到层间绝缘膜的阻挡膜的研磨液(以下称“阻挡膜用CMP研磨液”)等。作为所述配线金属用CMP研磨液，已知的有在阻挡膜上制止研磨的CMP研磨液、以及除去阻挡膜、在层间绝缘膜上制止研磨的CMP研磨液。这些配线金属用CMP研磨液中，伴随近年来的配线的微细化，倾向于使用粒径更小的磨粒。作为阻挡膜用CMP研磨液，已知的有比其他部件更优先地对阻挡膜进行研磨的高选择性阻挡膜用CMP研磨液、以及不仅研磨阻挡膜而且连同其下的层间绝缘膜的一部分也研磨的非选择性阻挡膜用CMP研磨液。所述非选择性阻挡膜用CMP研磨液需要不仅对阻挡膜而且连层间绝缘膜也高速研磨，为了提高对层间绝缘膜的研磨速度，一般提高磨粒含量的情况居多。如此地，用于得到CMP研磨液的储藏液以及CMP研磨液，根据各种需求，存在磨粒含量增高、所含的磨粒的粒径变小等情况。但是，根据保存时间、保存温度等条件，磨粒凝聚、沉降的可能性增高。因此为了避免磨粒的凝聚，需要提高磨粒的分散稳定性。作为提高磨粒的分散稳定性的方法，已知的有将CMP研磨液中的磨粒的ZETA电位正向或负向增大来提高磨粒之间的静电反弹力的方法(例如参照专利文献1)、加入有助于磨粒的分散稳定性的含氨基的硅烷偶联剂等添加剂的方法(例如参照专利文献2)、使保持温度为5～10℃程度的低温的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-172338号公报专利文献2：日本专利特开2008-288398号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，即使是用这样的方法提高磨粒的分散稳定性的情况时，若磨粒变微细，则无论怎么调整保存条件，磨粒凝聚而发生沉降的可能性都增高。例如，将CMP研磨液中的磨粒的ZETA电位正向或负向增大的方法中，由于难以在将磨粒以外的成分的混合比固定的情况下仅使磨粒的ZETA电位发生变化、磨粒的种类是影响研磨特性的因素，因此存在不能仅为了改变ZETA电位而选择磨粒的种类等制约。本专利技术是鉴于上述情况的专利技术，目的在于提供虽然使用粒径小的磨粒但磨粒的分散稳定性优异的悬浮液、以及使用了该悬浮液的研磨方法。用以解决课题的手段本专利技术所涉及的悬浮液含有磨粒、二醇和水，所述磨粒的平均粒径是120nm以下，所述悬浮液的pH为4.0以上且小于8.0。本专利技术所涉及的悬浮液，虽然使用粒径小的磨粒，但磨粒的分散稳定性优异。例如本专利技术所涉及的悬浮液，在磨粒含量高时、或保管于室温程度(例如0℃～60℃)中而不是低温中时，也可以大幅抑制磨粒的凝聚、沉降，保存便利性高。而关于加入添加剂提高磨粒的分散稳定性的方法(例如所述专利文献2)，存在为了得到充分的磨粒的分散效果添加必要量的添加剂而研磨特性受影响的情况。例如，向阻隔膜用CMP研磨液中大量添加添加剂时，有对于绝缘材料的研磨速度极端下降的情况。另一方面，本专利技术所涉及的悬浮液由于磨粒的分散稳定性优异，因此即使是添加了其他成分的情况下，也可以容易地维持研磨速度、平坦性等研磨特性的提高效果。而关于通过使CMP研磨液的保存温度为低温来提高磨粒的分散稳定性的方法，需要用于低温保存的装置以及空间，工艺方面以及成本方面的负担增强。另一方面，本专利技术所涉及的悬浮液不需要用于低温保存的装置以及空间，因此可以柔软地应对工艺或成本的减少。本专利技术所涉及的悬浮液的pH优选为超过5.0且小于8.0。所述磨粒优选含有二氧化硅。磨粒的含量相对于二醇的含量的质量比优选是0.01～150。本专利技术所涉及的悬浮液中的二醇优选含有2个羟基之间的亚烷基的碳原子数为5以下的二醇。二醇优选包括由乙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇以及1,5-戊二醇组成的群组中选择的至少1种，更优选包括乙二醇。本专利技术所涉及的悬浮液优选进一步含有有机酸成分。本专利技术所涉及的悬浮液也可以进一步含有金属防蚀剂。本专利技术所涉及的悬浮液也可以用于钴系金属的研磨。根据本专利技术所涉及的悬浮液，可以适宜地研磨钴系金属。本专利技术所涉及的研磨方法具备使用所述悬浮液研磨金属的工序。根据本专利技术所涉及的研磨方法，可以提供使用该研磨方法制作的半导体基板或电子仪器。如此而制作的半导体基板或电子仪器可以微细化和薄膜化，并且成为尺寸精确度和电特性优异的可靠性高的物质。本专利技术所涉及的研磨方法中，所述金属也可以含有钴系金属。根据本专利技术所涉及的研磨方法，可以适宜地研磨钴系金属。专利技术效果根据本专利技术，可以提供虽使用粒径小的磨粒但磨粒的分散稳定性优异的悬浮液、以及使用了该悬浮液的研磨方法。具体实施方式以下，对用于实施本专利技术的方式详细说明。只是，本专利技术并不受限于以下的实施方式。<定义>本说明书中，使用“～”表示的数值范围表示以“～”的前后所记载的数值为最小值和最大值而包括的范围。在本说明书中阶段性地记载的数值范围中，某个阶段的数值范围的上限值或下限值，可以与其他阶段的数值范围的上限值或下限值任意组合。本说明书中记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值可以替换成实施例所示的值。所谓“A或B”可以包含A和B中的任一者，也可以两者都包括。只要没有特别说明，本说明书中例示的材料可以单独使用1种或将2种以上组合使用。本说明书中，组合物中各成分所对应的物质存在多种时，只要没有特别说明，组合物中的各成分的含量意味着组合物中存在的该多种物质的合计。<悬浮液>本实施方式所涉及的悬浮液含有磨粒、二醇和水，磨粒的平均粒径为120nm以下，pH为4.0以上且小于8.0。本实施方式所涉及的悬浮液可以不与稀释液或添加液混合的情况下作为CMP研磨液直接使用，也可以与稀释液或添加液混合作为CMP研磨液使用。即，本实施方式所涉及的悬浮液可以作为CMP研磨液使用以及可以用于得到CMP研磨液，例如可以作为用于半导体基板的配线形成工序等中的研磨的CMP研磨液使用、以及用于得到这样的CMP研磨液。此外，所谓“添加液”被定义为含有添加液的液体，添加剂可以完全溶解，也可以是添加剂的至少一部分作为固体而存在。(磨粒)作为磨粒的构成材料，举出二氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锆、二氧化锗、这些材料的改性物等。基于容易抑制研磨损伤的观点，磨粒优选含有二氧化硅。磨粒的构成材料可以单独使用1种，也可以并用2种以上。作为含有二氧化硅的磨粒(以下称“二氧化硅粒子”)，可以使用气相二氧化硅、胶体二氧化硅等公知的粒子。作为二氧化硅粒子，基于容易得到具有后述的平均粒径、缔合度、ZETA电位以及硅烷醇基密度的二氧化硅粒子的观点，优选胶体二氧化硅。基于容易抑制研磨损伤的观点以及磨粒的分散稳定性优异的观点，磨粒的平均粒径是120nm以下。基于容易得到良好的研磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬浮液，其特征在于，含有磨粒、二醇和水，所述磨粒的平均粒径是120nm以下，所述悬浮液的pH为4.0以上且小于8.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.21 JP 2016-1843511.一种悬浮液，其特征在于，含有磨粒、二醇和水，所述磨粒的平均粒径是120nm以下，所述悬浮液的pH为4.0以上且小于8.0。2.根据权利要求1所述的悬浮液，其中，所述悬浮液的pH超过5.0且小于8.0。3.根据权利要求1或2所述的悬浮液，其中，所述磨粒含有二氧化硅。4.根据权利要求1～3中任一项所述的悬浮液，其中，相对于所述二醇的含量，所述磨粒的含量的质量比是0.01～150。5.根据权利要求1～4中任一项所述的悬浮液，其中，所述二醇含有2个羟基之间的亚烷基的碳原子数为5以下的二醇。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：大内真弓，
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