研磨液、研磨液套剂及研磨方法技术

一种研磨液，其为用于通过CMP除去基体的绝缘部的一部分、露出基体的停止部的CMP研磨液，该基体具备基板、设置在该基板的一个表面上的停止部和设置在停止部的与基板相反一侧的表面上的绝缘部，该研磨液含有：含铈的磨粒、非离子性的水溶性化合物A、具有选自羧酸基和羧酸盐基中的至少一种的高分子化合物B、根据情况含有的碱性pH调节剂和水，以研磨液的总质量为基准计，碱性pH调节剂的含量小于1.3×10

Abrasives, abrasives and abrasives

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨液、研磨液套剂及研磨方法
本专利技术涉及研磨液、研磨液套剂及研磨方法。
技术介绍
近年来，在ULSI半导体元件的制造工序中，正在进行用于半导体元件的高密度化和微细化的加工技术的研究开发。在半导体元件的制造工序中，在进行层间绝缘膜的平坦化工序、浅沟槽隔离(ShallowTrenchIsolation，以下称为“STI”。)的形成工序、插塞的形成工序、埋入金属配线的形成工序(镶嵌工序)等时，作为其加工技术之一的CMP(ChemicalMechanicalPolishing：化学机械研磨)技术成为必须的技术。通常，使用CMP技术的平坦化工序(以下称为“CMP工序”。)通过一边向研磨垫(研磨布)和基体上的被研磨部(例如绝缘部)之间供给研磨液一边对被研磨部进行研磨来进行。已知有各种CMP用的研磨液(以下称为“CMP研磨液”。)。例如根据研磨液中所含的磨粒(研磨粒子)的种类对CMP研磨液进行分类。作为CMP研磨液，已知有含氧化铈(二氧化铈)粒子作为磨粒的二氧化铈系研磨液、含氧化硅(二氧化硅)粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液、含氧化铝(三氧化二铝)粒子作为磨粒的氧化铝系研磨液、含有有机树脂粒子作为磨粒的树脂粒子系研磨液等。在半导体元件的制造工序中，作为用于对包含氧化硅、含碳氧化硅等绝缘材料的绝缘部进行研磨的研磨液，与二氧化硅系研磨液相比，二氧化铈系研磨液在对该绝缘材料的研磨速度快的方面受到关注。作为二氧化铈系研磨液，已知有使用高纯度氧化铈磨粒的CMP研磨液(例如下述专利文献1)。另外，在专利文献2中，公开了为了控制二氧化铈系研磨液的研磨速度，提高平坦性，添加具有至少1个亲水基的分子量为100以上的有机化合物的技术。进一步地，已知在含有氧化铈粒子的研磨液中，以还原性无机酸盐和氧作为氧化还原聚合引发剂，使含有具有不饱和双键的羧酸及其盐中的至少一者的单体聚合，通过使用此聚合而形成的聚合物作为添加剂，从而能够实现由配线图案的密度差引起的影响小的均匀的研磨(例如下述专利文献3)。在CMP工序中，有时会出现使用停止部(例如，单晶硅膜、多晶硅膜、非晶硅膜等)选择性地研磨绝缘部的情况。例如，进行具有在一个表面上具有凹凸图案的基板、配置在该基板的凸部上的停止部(由停止部材料形成的研磨停止层)和以填埋凹凸图案的凹部的方式配置在基板及停止部上的由绝缘材料形成的绝缘部(被研磨部)的层叠体的研磨。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：日本特开平10-106994号公报专利文献2：日本特许第3278532号公报专利文献3：WO2008/032794
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在使用停止部选择性地研磨绝缘部的技术中，为了半导体元件的高密度化及微细化，正在寻求抑制停止部材料的研磨速度，同时进一步提高绝缘材料的研磨速度相对于停止部材料的研磨速度的比(绝缘材料的研磨速度/停止部材料的研磨速度。以下，也简称为“研磨速度比R”。)。但是，在使用能够得到高研磨速度比R的研磨液的情况下，有时会出现在CMP工序后的停止部上产生损伤、孔等缺陷(凹陷缺陷)的情况。由于上述的停止部也被用作构成晶体管的栅电极等的导电部，所以在发生凹陷缺陷的情况下，对半导体元件的可靠性带来很大的影响。由于这样的理由，CMP研磨液中要求在停止部露出的阶段，不研磨停止部地使绝缘部的研磨停止，并且能够抑制停止部中的上述那样的缺陷的发生。因此，本专利技术的目的在于提供绝缘材料的研磨速度相对于停止部材料的研磨速度的比优异并且能够抑制停止部的凹陷缺陷的发生的、研磨液、用于得到该研磨液的研磨液套剂以及使用该研磨液的研磨方法。解决课题手段为了解决上述课题，本专利技术人等对CMP研磨液反复进行了深入的研究。其结果，本专利技术人等发现，通过在包含含铈的磨粒、非离子性的水溶性化合物A和具有选自羧酸基和羧酸盐基中的至少一种的高分子化合物B的CMP研磨液中，使碱性pH调节剂的含量低于规定量，可以兼顾实现优异的研磨速度比R和抑制停止部的凹陷缺陷的发生，从而完成了本专利技术。本专利技术的一个方面涉及一种研磨液，其用于通过CMP除去基体的绝缘部的一部分、露出基体的停止部，所述基体具备：基板、设置在所述基板的一个表面上的停止部和设置在所述停止部的与所述基板相反一侧的表面上的绝缘部。该研磨液含有：含铈的磨粒、非离子性的水溶性化合物A、具有选自羧酸基和羧酸盐基中的至少一种的高分子化合物B、根据情况含有的碱性pH调节剂和水。在该研磨液中，以研磨液的总质量为基准计，碱性pH调节剂的含量小于1.3×10-2mol/kg。根据该研磨液，研磨速度比R优异，并且能够抑制停止部的凹陷缺陷的发生。即，根据上述研磨液，在对基体的该绝缘部进行研磨的CMP技术中，能够提高绝缘材料相对于停止部材料的研磨速度比，并且能够抑制停止部的凹陷缺陷的发生，上述基体具备：基板、设置在基板的一个表面上的停止部(例如，由多晶硅等停止部材料形成的研磨停止层)、设置在停止部的与基体相反一侧的表面上的绝缘部(例如，由氧化硅、含碳氧化硅等绝缘材料形成的绝缘膜。STI膜、BPSG膜(掺杂有硼和磷的二氧化硅膜)等层间绝缘膜等。)。在一个实施方式中，磨粒可含有氧化铈。在一个实施方式中，研磨液的pH值可为6.0以下，或者可为5.0以上。在一个实施方式中，以研磨液的总质量为基准计，高分子化合物B的含量可为0.35质量％以下，或者可为0.05质量％以上。在一个实施方式中，将研磨液的pH设为x，将以研磨液的总质量为基准计的高分子化合物B的含量设为y时，可满足y≥0.33x－1.7的关系。在一个实施方式中，以研磨液的总质量为基准计，水溶性化合物A的含量可为0.005～0.3质量％。在一个实施方式中，以研磨液的总质量为基准计，碱性pH调节剂的含量可小于5.0×10-3mol/kg。在一个实施方式中，以研磨液的总质量为基准计，磨粒的含量可为0.2～5质量％。在一个实施方式中，研磨液还可含有选自有机酸和有机酸盐中的至少一种有机酸成分。在一个实施方式中，停止部可包含选自多晶硅、非晶硅以及单晶硅中的至少一种停止部材料。在一个实施方式中，上述研磨液可作为由含有磨粒以及水的第1液和含有水溶性化合物A、高分子化合物B和水的第2液构成的双液式研磨液进行保存。在该实施方式中，碱性pH调节剂可包含在第1液和第2液中的至少一者中。本专利技术的另一个方面涉及一种研磨液套剂，其中，上述研磨液的构成成分分为第1液和第2液进行保存，第1液含有磨粒和水，第2液含有水溶性化合物A、高分子化合物B和水。本专利技术的另一个方面涉及一种研磨方法，该研磨方法包括以下工序：使用上述研磨液或将上述研磨液套剂中的第1液和第2液混合而得到的研磨液，通过CMP除去基体的绝缘部的一部分，露出停止部。根据该研磨方法，能够抑制停止部的凹陷缺陷的发生。另外，该研磨方法中，存在得到优异的研磨速度比R的倾向。专利技术效果根据本专利技术，能够提供绝缘材料的研磨速度相对于停止部材料的研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨液，其用于通过化学机械研磨除去基体的绝缘部的一部分、露出基体的停止部，所述基体具备：基板、设置在所述基板的一个表面上的停止部和设置在所述停止部的与所述基板相反一侧的表面上的绝缘部，其中，/n所述研磨液含有：含铈的磨粒、非离子性的水溶性化合物A、具有选自羧酸基和羧酸盐基中的至少一种的高分子化合物B、根据情况含有的碱性pH调节剂和水，/n以所述研磨液的总质量为基准计，所述碱性pH调节剂的含量小于1.3×10

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种研磨液，其用于通过化学机械研磨除去基体的绝缘部的一部分、露出基体的停止部，所述基体具备：基板、设置在所述基板的一个表面上的停止部和设置在所述停止部的与所述基板相反一侧的表面上的绝缘部，其中，
所述研磨液含有：含铈的磨粒、非离子性的水溶性化合物A、具有选自羧酸基和羧酸盐基中的至少一种的高分子化合物B、根据情况含有的碱性pH调节剂和水，
以所述研磨液的总质量为基准计，所述碱性pH调节剂的含量小于1.3×10-2mol/kg。


2.根据权利要求1所述的研磨液，其中，所述磨粒含有氧化铈。


3.根据权利要求1或2所述的研磨液，其中，所述研磨液的pH为6.0以下。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨液，其中，所述研磨液的pH为5.0以上。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨液，其中，以所述研磨液的总质量为基准计，所述高分子化合物B的含量为0.35质量％以下。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的研磨液，其中，以所述研磨液的总质量为基准计，所述高分子化合物B的含量为0.05质量％以上。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的研磨液，其中，将所述研磨液的pH设为x，将以研磨液的总质量为基准计的所述高分子化合物B的含量设为y时，满足y≥0.33x－...

【专利技术属性】
技术研发人员：花野真之，泷泽寿夫，
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