研磨剂、研磨剂用储存液和研磨方法技术

一种树脂研磨用研磨剂，其含有磨粒、具有醚键的水溶性高分子、有机溶剂、和水，所述磨粒在研磨剂中具有正电荷，所述磨粒的平均粒径大于20nm。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨剂、研磨剂用储存液和研磨方法
本专利技术涉及用于对具有树脂的基体进行化学机械研磨(以下，视情况称为“CMP”)而将树脂的至少一部分除去的研磨剂、研磨剂用储存液和研磨方法。
技术介绍
近年来，随着半导体集成电路(以下，称为“LSI”)的高集成化和高性能化，开发了新的微细加工技术。CMP就是这种技术中的一种，其为在LSI制造工序(特别是多层配线形成工序中的层间绝缘材料的平坦化、金属插塞形成、嵌入式配线形成等)中频繁利用的技术。另外，随着LSI的高集成化和高性能化，要求图案规则的微细化。作为最近受到关注的工艺，例如可列举双重图案化工艺(例如，参照下述专利文献1)。在双重图案化工艺中，通过第一曝光和显影而形成第一图案后，通过第二曝光和显影在第一图案的间隔部分等之上形成第二图案。作为双重图案化的方法，提出了几个工艺(例如，参照下述专利文献2)。使用图1列举双重图案化的一个例子。首先，准备具有基板1和氧化硅2的基体，该氧化硅2具有预定图案并且形成于基板1上(图1(a))。接着，在基板1和氧化硅2上形成光致抗蚀剂3(图1(b))。按照具有预定厚度的光致抗蚀剂3残留于氧化硅2上的方式，通过干蚀刻将光致抗蚀剂3的整个表层部除去(图1(c))。通过曝光和显影工序将光致抗蚀剂3中的在氧化硅2上的预定部分除去，在光致抗蚀剂3中形成沟槽部4(图1(d))。通过干蚀刻将氧化硅2中的露出于沟槽部4的部分除去(图1(e))。对光致抗蚀剂3进行剥离处理，得到具有预定图案的氧化硅2(图1(f))。在上述双重图案化的工艺中，提出了使用旋涂碳膜(SOC：Spin-on-carbon。含碳膜)那样的树脂膜作为光致抗蚀剂，除干蚀刻以外还使用CMP的方法。通过使用CMP，与干蚀刻相比，能够减小SOC膜的表层部的厚度偏差。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-16788号公报专利文献2：日本特开2012-73606号公报专利文献3：日本特开2011-60888号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题近年来，对于这种树脂的CMP，要求以良好的研磨速度来研磨树脂。CMP用研磨剂的组成一般根据研磨对象(除去的物质和未除去而残留的物质)而不同。用于对树脂进行CMP的研磨剂仅停留在已知的研磨剂(例如，参照上述专利文献3)。对于其他用途(例如玻璃研磨用、STI形成用、金属材料研磨用)的研磨剂，难以通过研磨将树脂除去。以前的多数CMP用研磨剂为用于研磨绝缘材料(不包括树脂)、金属材料等较硬的材料的研磨剂，利用CMP用研磨剂所含的磨粒的机械作用进行研磨。然而，树脂含有有机化合物作为主要成分，与绝缘材料(不包括树脂)和金属材料相比为柔软的材料。因此，如果使用以前的CMP用研磨剂来研磨树脂，则磨粒的机械作用会被分散。因此，几乎不进行研磨，或一边对树脂造成损伤一边进行研磨。本专利技术是为了解决上述课题而作出的，其目的在于提供能够以良好的研磨速度将树脂除去的研磨剂、研磨剂用储存液和研磨方法。解决课题的方法本专利技术人等反复深入研究，结果发现：通过使用在研磨剂中具有正电荷并且平均粒径大于20nm的磨粒、具有醚键的水溶性高分子、和有机溶剂，能够以良好的研磨速度将树脂除去。即，本专利技术所涉及的树脂研磨用研磨剂含有磨粒、具有醚键的水溶性高分子、有机溶剂和水，磨粒在研磨剂中具有正电荷，磨粒的平均粒径大于20nm。根据本专利技术所涉及的研磨剂，能够以良好的研磨速度将树脂除去。上述水溶性高分子优选包含聚醚，更优选包含多糖类。在这种情况下，能够以更加良好的研磨速度将树脂除去。上述磨粒优选包含胶体二氧化硅。在这种情况下，能够一边保持对树脂的高研磨速度一边降低研磨损伤(是指在研磨后的被研磨面出现的损伤。以下相同)。本专利技术所涉及的研磨剂的pH优选为1.0～8.0。在这种情况下，能够进一步提高树脂的研磨速度，并且能够抑制磨粒的溶解。本专利技术所涉及的研磨剂可以进一步含有酸成分。在这种情况下，能够提高研磨剂的液态稳定性并且能够使被研磨面良好地平坦化。另外，在除了对树脂进行研磨以外还同时对配线金属或阻挡金属进行研磨的情况下，酸成分会促进配线金属或阻挡金属的溶解，能够提高配线金属或阻挡金属的研磨速度。另外，通过使用酸成分，还能够进行pH调节。本专利技术所涉及的研磨剂可以进一步含有绝缘材料研磨抑制剂。在这种情况下，能够相对于绝缘材料(不包括树脂)选择性地除去树脂。本专利技术所涉及的研磨剂可以进一步含有抗蚀剂。在这种情况下，抗蚀剂对于铜系金属、钴系金属等配线金属形成保护膜，从而容易抑制配线金属的蚀刻而降低被研磨面的粗糙。本专利技术所涉及的研磨剂可以进一步含有氧化剂。在这种情况下，能够提高金属材料的研磨速度。本专利技术所涉及的研磨剂可以进一步含有pH调节剂。本专利技术所涉及的研磨剂可以进一步含有表面活性剂。在这种情况下，能够容易地调节被研磨材料的研磨速度。另外，能够降低研磨损伤并且能够抑制配线金属和阻挡金属的腐蚀。本专利技术所涉及的研磨剂可以作为具有第一液和第二液的多液式研磨剂进行保存，所述第一液包含磨粒和水，所述第二液包含上述水溶性高分子、有机溶剂和水。在这种情况下，能够提高液态稳定性。本专利技术所涉及的研磨剂用储存液是用于得到上述研磨剂的研磨剂用储存液，通过使用水进行稀释而得到上述研磨剂。在这种情况下，能够降低研磨剂的运输、保管等所需的成本、空间等。本专利技术所涉及的研磨方法的第一实施方式具备：准备具有树脂的基体的工序；以及使用上述研磨剂对基体进行化学机械研磨，将树脂的至少一部分除去的工序。本专利技术所涉及的研磨方法的第二实施方式具备：准备具有树脂的基体的工序；用水稀释上述研磨剂用储存液而得到上述研磨剂的工序；以及使用上述研磨剂对基体进行化学机械研磨，将树脂的至少一部分除去的工序。根据这些研磨方法，能够以良好的研磨速度将树脂除去。专利技术效果根据本专利技术，能够以良好的研磨速度将树脂除去。另外，根据本专利技术，能够提供研磨剂或研磨剂用储存液在对具有树脂的基体进行化学机械研磨而将树脂的至少一部分除去的研磨中的应用。本专利技术所涉及的研磨剂和研磨剂用储存液也可以用于研磨配线板的树脂。附图说明图1是以前的双重图案化工序的截面示意图。图2是微细图案形成工序的截面示意图。具体实施方式＜定义＞本说明书中，关于“工序”一词，不仅包含独立的工序，也包含虽然无法与其他工序明确区分但能够实现该工序的期望作用的工序。本说明书中使用“～”表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。在本说明书中阶段性记载的数值范围中，某个阶段的数值范围的上限值或下限值可以替换为其他阶段的数值范围的上限值或下限值。在本说明书记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值也可以替换为实施例所示的值。本说明书中，关于组合物中的各成分的含量，在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要没有特别说明，就是指组合物中存在的该多种物质的合计量。本说明书中“研磨速度(RemovalRate)”是指每单位时间内除去被研磨材料的速度。本说明书中，“将研磨剂用储存液稀释为X倍”是指在通过将水等加入研磨剂用储存液中而得到研磨剂时，研磨剂的质量为研磨剂用储存液的质量的X倍那样的稀释。例如，在相对于研磨剂用储存液的质量加入等质量的水而得到研磨剂的情况下，定义为将研磨剂用储存液稀释为2倍。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种树脂研磨用研磨剂，其含有磨粒、具有醚键的水溶性高分子、有机溶剂、和水，所述磨粒在研磨剂中具有正电荷，所述磨粒的平均粒径大于20nm。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.10 JP 2015-0469581.一种树脂研磨用研磨剂，其含有磨粒、具有醚键的水溶性高分子、有机溶剂、和水，所述磨粒在研磨剂中具有正电荷，所述磨粒的平均粒径大于20nm。2.根据权利要求1所述的研磨剂，所述水溶性高分子包含聚醚。3.根据权利要求1或2所述的研磨剂，所述水溶性高分子包含多糖类。4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨剂，所述磨粒包含胶体二氧化硅。5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨剂，pH为1.0～8.0。6.根据权利要求1～5中任一项所述的研磨剂，其进一步含有酸成分。7.根据权利要求1～6中任一项所述的研磨剂，其进一步含有绝缘材料研磨抑制剂。8.根据权利要求1～7中任一项所述的研磨剂，其进一步含有防腐剂。9.根据权利要求1～8中任一项所述的研磨剂，其进一步含有氧化剂。10.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：花野真之，西山雅也，乡丰，樱井治彰，岩野友洋，
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