研磨用浆液及研磨方法技术

一种研磨用浆液，其含有磨粒、液状介质和下述式(1)所示的化合物的盐，磨粒含有第1粒子和与该第1粒子接触的第2粒子，第1粒子含有铈氧化物，第2粒子含有4价金属元素的氢氧化物。

Slurry for grinding and grinding method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨用浆液及研磨方法
本专利技术涉及研磨用浆液(slurry)及研磨方法。
技术介绍
在近年来的半导体元件的制造工序中，用于高密度化和微细化的加工技术的重要性日益提高。作为加工技术之一的CMP(chemicalmechanicalpolishing：化学机械研磨)技术在半导体元件的制造工序中，对浅沟槽隔离(shallowtrenchisolation。以下称为“STI”。)的形成、由前金属(pre-metal)绝缘材料或层间绝缘材料形成的绝缘部的平坦化、插塞或埋入金属布线的形成等而言成为必须的技术。作为最多使用的研磨液，例如可以举出含有气相二氧化硅(fumedsilica)、胶态二氧化硅等二氧化硅(氧化硅)粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧化硅系研磨液的特征在于通用性高，通过适当选择磨粒含量、pH、添加剂等，不论绝缘材料和导电材料，都可以研磨广泛种类的材料。另一方面，作为主要以氧化硅等绝缘材料为对象的研磨液，含有铈化合物粒子作为磨粒的研磨液的需求也在扩大。例如，含有氧化铈(铈土)粒子作为磨粒的氧化铈系研磨液，即使磨粒含量比二氧化硅系研磨液低，也可以高速地研磨氧化硅(例如，参照下述专利文献1及2)。但是，近年来，在半导体元件的制造工序中，要求实现进一步的布线的微细化，研磨时产生的研磨损伤成为问题。即，在使用以往的氧化铈系研磨液进行研磨时即使产生微小的研磨损伤，但只要该研磨损伤的大小比以往的布线宽度小的话就不会成为问题，但在想要实现进一步的布线的微细化的情况下，即使研磨损伤微小也会成为问题。r>针对该问题，正在研究使用4价金属元素的氢氧化物的粒子的研磨液(例如，参照下述专利文献3～5)。另外，还对4价金属元素的氢氧化物的粒子的制造方法进行了研究(例如，参照下述专利文献6和7)。这些技术在发挥4价金属元素的氢氧化物的粒子所具有的化学作用的同时极力减小机械作用，从而降低由粒子引起的研磨损伤。[现有技术文献][专利文献1][专利文献1]JP特开平10-106994号公报[专利文献2]JP特开平08-022970号公报[专利文献3]WO2002/067309[专利文献4]WO2012/070541[专利文献5]WO2012/070542[专利文献6]JP特开2006-249129号公报[专利文献7]WO2012/070544
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，近年来，使设备的单元部沿纵向层叠的3D-NAND设备正在兴起。在本技术中，单元形成时的绝缘部的级差比以往的平面型的级差高出数倍。伴随于此，为了维持设备制造的生产率，正在寻求在CMP工序等中迅速消除上述的高级差的技术。本专利技术人发现，通过使用含有含有铈氧化物的第1粒子和含有4价金属元素的氢氧化物的第2粒子的研磨用浆液，可以提高构成绝缘部的绝缘材料的研磨速度，另一方面，在该研磨用浆液中，可能发生磨粒的凝聚，可能引起研磨特性的降低。本专利技术致力于解决上述问题，其目的在于提供不易发生由凝聚引起的磨粒粒径的增大的研磨用浆液、以及使用该研磨用浆液的研磨方法。解决技术问题的手段本专利技术的一个方面涉及一种研磨用浆液(slurry)，所述研磨用浆液包含磨粒、液状介质和由下式(1)表示的化合物的盐，磨粒包含第1粒子和与该第1粒子接触的第2粒子，第1粒子包含铈氧化物，第2粒子包含4价金属元素的氢氧化物。[化1][式(1)中，R表示羟基或1价的有机基团。]在该研磨用浆液中，磨粒的凝集、以及伴随于此的磨粒的粒径的增大不易发生。即，该研磨用浆液的保管稳定性优异。该研磨用浆液即使在长期保管后研磨特性(例如，研磨速度)的变化也少，因此根据该研磨用浆液，能够稳定地进行研磨。另外，根据该研磨用浆液，具有下述倾向：能够提高绝缘材料的研磨速度，能够以高研磨速度研磨绝缘材料。另外，根据该研磨用浆液，在使由STI绝缘材料、前金属绝缘材料、层间绝缘材料等形成的绝缘部平坦化的CMP技术中，存在能够使这些绝缘部高度平坦化的倾向。但是，一般，随着磨粒含量增加，有容易产生研磨损伤的倾向。另一方面，根据本实施方式的研磨用浆液，即使磨粒为少量，也容易得到充分的研磨速度。因此，通过使用少量的磨粒，具有能够在实现充分的研磨速度的同时以低研磨损伤研磨绝缘材料的倾向。4价金属元素的氢氧化物可含有选自稀土类金属元素的氢氧化物和锆的氢氧化物中的至少一种。以研磨用浆液的总质量为基准计，磨粒的含量可为0.01～10质量％。式(1)所示的化合物的盐可含有铵盐。式(1)所示的化合物的盐可含有上述R为羟基的化合物的盐。式(1)所示的化合物的盐可含有下述式(1a)所示的化合物的盐。[化2][式(1a)中，R1表示2价的有机基团。]以研磨用浆液的总质量为基准计，式(1)所示的化合物的盐的含量为可为0.001～0.1质量％。本专利技术的另一个方面涉及上述研磨用浆液在含有氧化硅的被研磨体的研磨中的使用。上述研磨用浆液尤其能够提高氧化硅的研磨速度，因此适合用于研磨含有氧化硅的被研磨面。本专利技术的另一个方面涉及一种研磨方法，其包括下述工序：使用上述研磨用浆液对被研磨体进行研磨的工序。根据该研磨方法，能够以高研磨速度研磨绝缘材料，并且即使研磨用浆液在长期保管后也能够得到高研磨速度。另外，根据该研磨方法，在使由STI绝缘材料、前金属绝缘材料、层间绝缘材料等形成的绝缘部平坦化的CMP技术中，能够使这些绝缘部高度平坦化。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供不易发生由凝集引起的磨粒的粒径的增大的研磨用浆液、以及使用该研磨用浆液的研磨方法。根据本专利技术，能够提供研磨用浆液在作为半导体元件的制造技术的基体表面的平坦化工序中的使用。另外，根据本专利技术，能够提供研磨用浆液在由STI绝缘材料、前金属绝缘材料或层间绝缘材料形成的绝缘部的平坦化工序中的使用。附图说明[图1]图1是表示一实施方式的研磨方法中使用的基体的示意截面图。[符号说明]1…基体(被研磨体)；2…基板；3…绝缘部。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式的研磨用浆液及使用该研磨用浆液的研磨方法进行详细说明。<定义>本说明书中，使用“～”表示的数值范围表示，包括“～”前后所记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。本说明书中阶段性记载的数值范围中，某阶段的数值范围的上限值或下限值可置换为其它阶段的数值范围的上限值或下限值。另外，上限值和下限值可以任意组合。在本说明书中记载的数值范围中，该数值范围的上限值或下限值可置换为实施例所示的值。只要没有特别说明，本说明书中例示的材料可以单独使用一种，或者可以将两种以上组合使用。在本说明书中，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时，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。在本说明书中，“材料A的研磨速度”是指由材料A形成的物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨用浆液，其含有磨粒、液状介质和下述式(1)所示的化合物的盐，/n所述磨粒包含第1粒子和与所述第1粒子接触的第2粒子，/n所述第1粒子含有铈氧化物，/n所述第2粒子含有4价金属元素的氢氧化物，/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170830 JP PCT/JP2017/0310871.一种研磨用浆液，其含有磨粒、液状介质和下述式(1)所示的化合物的盐，
所述磨粒包含第1粒子和与所述第1粒子接触的第2粒子，
所述第1粒子含有铈氧化物，
所述第2粒子含有4价金属元素的氢氧化物，



式(1)中，R表示羟基或1价的有机基团。


2.根据权利要求1所述的研磨用浆液，其中，所述4价金属元素的氢氧化物包含选自稀土类金属元素的氢氧化物和锆的氢氧化物中的至少一种。


3.根据权利要求1或2所述的研磨用浆液，其中，以研磨用浆液的总质量为基准计，所述磨粒的含量为0.01～10质量％。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨用浆液，其中，所述式(1)所示的...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本贵彬，岩野友洋，长谷川智康，
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