研磨液、研磨液套剂、研磨方法以及缺陷抑制方法技术

一种研磨液，含有：包含从由氧化铈和氧化硅构成的群中选出的至少一种的磨粒、含氮化合物和水，所述含氮化合物含有从由以下化合物构成的群中选出的至少一种：(I)具有环内含1个氮原子的芳香环和羟基的化合物、(II)具有环内含1个氮原子的芳香环和含氮原子的官能团的化合物、(III)具有环内含2个氮原子的6元环的化合物、(IV)具有苯环和环内含氮原子的环的化合物，以及(V)具有结合有2个以上含氮原子的官能团的苯环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】研磨液、研磨液套剂、研磨方法以及缺陷抑制方法
本专利技术涉及研磨液、研磨液套剂以及使用所述研磨液或所述研磨液套剂的研磨方法和缺陷抑制方法。更详细地，本专利技术涉及在作为半导体元件的制造技术的基体表面的平坦化工序(特别是层间绝缘膜、BPSG膜(掺杂硼和磷的二氧化硅膜)等的平坦化工序、可在浅沟道隔离(STI：Shallowtrenchisolation)形成工序等)中使用的研磨液、研磨液套剂以及使用所述研磨液或所述研磨液套剂的研磨方法和缺陷抑制方法。
技术介绍
现在的ULSI半导体元件的制造工序中，正在研究开发用于半导体元件的高密度化·微细化的加工技术。作为其加工技术之一，基于CMP(Chemicalmechanicalpolishing：化学机械研磨)的平坦化技术正在成为在半导体元件的制造工序中进行层间绝缘膜等的平坦化工序、STI形成工序、插塞形成工序、埋入金属配线形成工序(嵌入工序)等时必须的技术。CMP工序(使用CMP技术的平坦化工序)一般通过一边向研磨垫(研磨布)和基体的被研磨材料之间供给CMP用研磨液，一边研磨被研磨材料来进行。CMP工序中，存在使用停止部(包含停止部材料的研磨停止层)选择性地研磨绝缘材料的情况。此时，对作为被研磨材料的绝缘材料进行研磨，停止部露出时，需要不研磨停止部而使之停止。作为停止部材料，正在研究多晶硅、非晶硅、单晶硅等。这时，对于CMP用研磨液，需要极力抑制停止部材料的研磨速度，相对于停止部材料的绝缘材料的研磨速度比(研磨选择性：绝缘材料的研磨速度/停止部材料的研磨速度)高(例如参照下述专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4872919号
技术实现思路
专利技术要解决的课题停止部材料例如有时作为半导体设备(晶体管的门等)的导电性材料使用。这时，CMP工序后，基于化学作用，停止部上产生缺陷(例如孔穴等凹陷缺陷)时，对半导体设备的可靠性有大的影响，因而需要极力抑制停止部上产生缺陷。但是，随着半导体元件的进一步的高密度化·微细化，以往的技术中，并不容易抑制在停止部上产生缺陷，特别地，不易抑制在含有多晶硅、非晶硅、单晶硅等的硅材料(氧化硅除外)的停止部上产生缺陷。本专利技术要解决所述课题，目的在于提供一种研磨液和研磨液套剂，其在含有硅材料(氧化硅除外)的被研磨面的研磨中可抑制缺陷的产生。此外，本专利技术的目的在于提供使用所述研磨液或所述研磨液套剂的研磨方法和缺陷抑制方法。用于解决课题的手段本专利技术人为解决所述课题对研磨液的构成成分反复深入研究。其结果，本专利技术人发现，通过使用特定的添加剂，在含有硅材料(氧化硅除外)的被研磨面的研磨中可抑制缺陷的产生。本专利技术涉及的研磨液包含：含有从由氧化铈和氧化硅构成的群中选出的至少一种的磨粒、含氮化合物和水，所述含氮化合物包含从由以下化合物构成的群中选出的至少一种：(I)具有环内含1个氮原子的芳香环和羟基的化合物、(II)具有环内含1个氮原子的芳香环和含氮原子的官能团的化合物、(III)具有环内含2个氮原子的6元环的化合物、(IV)具有苯环和环内含氮原子的环的化合物、以及(V)具有结合有2个以上的含氮原子的官能团的苯环的化合物。根据本专利技术涉及的研磨液，在含有硅材料(氧化硅除外)的被研磨面的研磨中可抑制缺陷的产生，特别可抑制基于化学作用的缺陷产生。所述含氮化合物优选包含所述化合物(II)。所述含氮化合物优选包含所述化合物(III)。所述含氮化合物优选包含烟酰胺。所述含氮化合物优选包含氨基吡啶。所述含氮化合物优选包含吡嗪酰胺。本专利技术涉及的研磨液可进一步含有具有从由羧酸基和羧酸盐基构成的群中选出的至少一种的高分子化合物(A)。所述高分子化合物(A)的含量优选为0.001～2质量％。本专利技术涉及的研磨液可进一步含有非离子性的高分子化合物(B)。本专利技术涉及的研磨液可进一步含有碱性化合物。所述碱性化合物的含量优选为0.04mol/kg以下。所述磨粒优选含有氧化铈。所述磨粒可含有氧化硅。所述磨粒的含量优选为0.01～20质量％。本专利技术涉及的研磨液的pH优选为4.0～7.5。本专利技术涉及的研磨液的pH优选超过4.0。本专利技术涉及的研磨液套剂中，本专利技术涉及的研磨液的构成成分被分为第一液和第二液保存，所述第一液含有所述磨粒和水，所述第二液含有所述含氮化合物和水。本专利技术涉及的研磨方法具备：使用本专利技术涉及的研磨液、或将本专利技术涉及的研磨液套剂中的所述第一液和所述第二液混合而得到的研磨液，对被研磨面进行研磨的工序。所述被研磨面可含有从由多晶硅、非晶硅和单晶硅构成的群中选出的至少一种。所述被研磨面可含有非晶硅。本专利技术涉及的缺陷抑制方法是抑制在包含停止部材料的被研磨面的研磨中产生缺陷的缺陷抑制方法，具备使用本专利技术涉及的研磨液或将本专利技术涉及的研磨液套剂中的所述第一液和所述第二液混合而得到的研磨液，对被研磨面进行研磨的工序。所述停止部材料可包含从由多晶硅、非晶硅和单晶硅构成的群中选出的至少一种。所述停止部材料可包含非晶硅。专利技术的效果根据本专利技术，可在包含硅材料(氧化硅除外)的被研磨面的研磨中抑制缺陷产生，特别可抑制基于化学作用的缺陷产生。根据本专利技术，可提供研磨液在包含硅材料(氧化硅除外)的被研磨面的研磨中抑制产生缺陷的缺陷抑制方法中的应用。附图说明[图1]是表示缺陷的一例的图。[图2]是表示本专利技术的一个实施方式涉及的研磨方法的示意截面图。符号说明1…晶圆、2…停止部、3…绝缘部件、4…深度、5…厚度、6…碟形缺陷量、100,200…基体。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。＜定义＞本说明书，“工序”一词不仅是指独立的工序，而且即使是与其他工序无法明确区别时，若也能达成该工序所期的作用，则包含于本用语中。使用“～”表示的数值范围，表示将“～”的前后记载的数值分别作为最小值和最大值包含的范围。本说明书阶段性地记载的数值范围中，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。本说明书记载的数值范围中，其数值范围的上限值或下限值可替换为实施例所示的值。本说明书中所示的材料，只要没有特别说明，可单独使用1种或将2种以上组合使用。当在组合物中相当于各成分的物质存在多个时，只要没有特别说明，组合物中的各成分的量是指组合物中存在的该多个物质的合计量。“研磨速度(PolishingRate)”是指每单位时间除去材料的速度(除去速度＝RemovalRate)。“A或B”是指可含有A和B中的任意一个，也可二者都含。数值范围的“A以上”是指A和超过A的范围。数值范围的“A以下”是指A和小于A的范围。＜研磨液＞本实施方式涉及的研磨液(研磨用组合物)包含：含有从由氧化铈和氧化硅构成的群中选出的至少一种的磨粒、含氮化合物和水。本实施方式涉及的研磨液，作为磨粒和水以外的添加剂至少含有含氮化合物。本实施方式涉及的研磨液可作为CMP用研本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨液，包括：包含从由氧化铈和氧化硅构成的群中选出的至少一种的磨粒、含氮化合物和水，/n所述含氮化合物包含从由以下化合物构成的群中选出的至少一种：具有环内含1个氮原子的芳香环和羟基的化合物I、具有环内含1个氮原子的芳香环和含氮原子的官能团的化合物II、具有环内含2个氮原子的6元环的化合物III、具有苯环和环内含氮原子的环的化合物IV、以及具有结合有2个以上含氮原子的官能团的苯环的化合物V。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171003 JP PCT/JP2017/0359901.一种研磨液，包括：包含从由氧化铈和氧化硅构成的群中选出的至少一种的磨粒、含氮化合物和水，
所述含氮化合物包含从由以下化合物构成的群中选出的至少一种：具有环内含1个氮原子的芳香环和羟基的化合物I、具有环内含1个氮原子的芳香环和含氮原子的官能团的化合物II、具有环内含2个氮原子的6元环的化合物III、具有苯环和环内含氮原子的环的化合物IV、以及具有结合有2个以上含氮原子的官能团的苯环的化合物V。


2.根据权利要求1所述的研磨液，所述含氮化合物包含所述化合物II。


3.根据权利要求1或2所述的研磨液，所述含氮化合物包含所述化合物III。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的研磨液，所述含氮化合物包含烟酰胺。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的研磨液，所述含氮化合物包含氨基吡啶。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的研磨液，所述含氮化合物包含吡嗪酰胺。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的研磨液，还含有具有从由羧酸基和羧酸盐基构成的群中选出的至少一种的高分子化合物A。


8.根据权利要求7所述的研磨液，所述高分子化合物A的含量为0.001～2质量％。


9.根据权利要求1～8中任一项所述的研磨液，还含有非离子性的高分子化合物B。


10.根据权利要求1～9中任一项所述的研磨液，还含有碱性化合物。


11.根据权利要求10所述的研磨液，所述碱性化合物的含量为0.04mol/kg以下。


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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥寿登，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