CMP研磨液、以及使用其的研磨方法和半导体基板的制造方法技术

本发明专利技术的CMP研磨液的第1方式为，含有氧化铈粒子、具有炔键的有机化合物和水，具有炔键的有机化合物的含量以CMP研磨液总质量基准计为0.00001质量％以上0.01质量％以下。本发明专利技术的CMP研磨液的第2方式为，含有氧化铈粒子、具有炔键的有机化合物、使含有具有阴离子性取代基的乙烯基化合物作为单体成分的组合物聚合而得到的阴离子性高分子化合物或其盐、以及水，具有炔键的有机化合物的含量以CMP研磨液总质量基准计为0.000001质量％以上且不足0.05质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及C MP研磨液、以及使用其的研磨方法和半导体基板的制造方法。特别地，本专利技术涉及在半导体元件等电子部件制造技术中的基体表面的平坦化工序，例如层间绝缘膜的平坦化工序、STI (Shallow Trench Isolation :浅沟槽元件隔离)的形成工序等中使用的CMP研磨液、以及使用其的研磨方法和半导体基板的制造方法。
技术介绍
在半导体装置的超大规模集成电路中，有提高安装密度的倾向，正在研究、开发各种微细加工技术。设计规则已经达到亚半微米级。作为满足这样严格的微细化要求的技术，可举出CMP (化学机械研磨)技术。CMP技术在半导体装置等电子部件的制造工序中可以将要实施曝光的层的表面平坦化，减轻曝光工序的技术负担，并稳定成品率。因此，CMP技术是进行例如层间绝缘膜的平坦化、STI的形成等时必须的技术。以往,在半导体装置的制造工序中，作为用于对通过等离子_CVD(Chemical VaporDeposition，化学蒸镀法)、低压-CVD等方法形成的氧化硅膜等无机绝缘膜层进行平坦化的CMP研磨液，研究了含有热解法二氧化硅的二氧化硅系的CMP研磨液。二氧化硅系的CMP研磨液是通过对四氯化硅酸进行热分解等方法使二氧化硅粒子进行粒子生长，并进行PH调整而制造的。但是，就这样的CMP研磨液而言，存在作为被研磨膜的无机绝缘膜的研磨速度降低这样的技术课题。另一方面，作为针对光掩膜、透镜等玻璃表面的CMP研磨液，使用含有氧化铈粒子的CMP研磨液。氧化铈粒子与二氧化硅粒子、氧化铝粒子相比硬度低，因此即使用于研磨也不容易对被研磨面造成损伤。因此，氧化铈粒子对抛光镜面研磨有用。而且，与含有二氧化硅粒子的CMP研磨液相比，含有氧化铈粒子的CMP研磨液有研磨速度优异这样的优点。另夕卜，近年已知使用了高纯度的氧化铈粒子的半导体用CMP研磨液(例如参照专利文献I)。由于氧化铈粒子与二氧化硅粒子相比密度高，因此容易沉降，有研磨速度降低的情况。因此，从提高研磨速度的观点出发，已知通过使用适当的分散剂来提高氧化铈粒子的分散性的CMP研磨液(例如参照专利文献2)。已知通过在含有氧化铈粒子的CMP研磨液中加入添加剂而控制研磨速度，提高整体平坦性(例如参照专利文献3)。另外，已知从提高平坦性的观点出发，在CMP研磨液中添加具有炔键的有机化合物(例如参照专利文献4)。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平10 - 106994号公报专利文献2 :日本特开平10 - 152673号公报专利文献3 :日本特开平8 - 22970号公报专利文献4 :日本特开2008 - 85058号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，近年来，集成电路的安装密度有进一步提高的倾向，例如就适用STI工序的基板的沟槽宽度而言，进行了更进一步的微细化。伴随着这样的微细化水平的提高，在半导体基板的表面上产生的研磨损伤对半导体基板的可靠性、成品率造成的影响变大。因此，虽然含有氧化铈粒子的CMP研磨液如上所述与含有二氧化硅粒子的CMP研磨液相比具有研磨损伤少这样的优点，但以往的研磨损伤的减少水平不充分，减少研磨损伤的要求变得更加严格。另外，在含有氧化铈粒子的CMP研磨液中，作为减少研磨损伤的方法，研究了除去氧化铈粒子中的杂质的方法、将氧化铈粒子的粒径微细化的方法、除去大粒子的方法等。但是，这些方法会产生被研磨面的平坦性、研磨速度降低等的不良状况，有时难以兼顾研磨损伤的产生的抑制和其他的特性。特别地，由于研磨速度的降低会引起生产量的降低，因此期望在抑制研磨速度的降低的同时抑制研磨损伤的产生。本专利技术是为解决上述课题而做出的专利技术，目的在于提供一种能够在抑制研磨速度的降低的同时抑制研磨损伤的产生的CMP研磨液、以及使用其的研磨方法和半导体基板的制造方法。解决课题的方法本专利技术人等对于使用氧化铈粒子作为研磨颗粒的CMP研磨液进行了深入研究，结果发现，通过在含有氧化铈粒子的CMP研磨液中含有极微量的具有炔键的有机化合物，可以在抑制研磨速度的降低的同时抑制研磨损伤的产生。S卩，本专利技术的CMP研磨液的第I方式为，含有氧化铈粒子、具有炔键的有机化合物和水，具有炔键的有机化合物的含量以CMP研磨液总质量基准计为0. 00001质量％(0. Ippm)以上 0. 01 质量％ (IOOppm)以下。在CMP研磨液的第I方式中，CMP研磨液通过上述含量那样地含有极微量的具有炔键的有机化合物，可以在抑制研磨速度的降低的同时抑制研磨损伤的产生。另外，在CMP研磨液的第I方式中，在凹凸少的被研磨面的研磨、进行被研磨面的粗刨的研磨中，也可以促进平坦性提高效果(优先研磨凸部的效果)。但是，在专利文献4中，公开了通过添加具有炔键的有机化合物来提高研磨后的被研磨面的平坦性。但是，本专利技术人等基于具有炔键的有机化合物的含量的差异，推测出本专利技术与专利文献4的技术在研磨时产生的作用本质上不同。即，在专利文献4的CMP研磨液中，具有炔键的有机化合物的含量高，与此相对，在本专利技术的CMP研磨液的第I方式中，具有炔键的有机化合物的含量是极微量的(ppm级)。因此，在专利文献4的CMP研磨液中，高度兼顾具有炔键的有机化合物所带来的研磨速度的提高效果和研磨损伤的减少效果是有限的，与此相对，在本专利技术的CMP研磨液的第I方式中，可以高度兼顾研磨速度的提高效果和研磨损伤的减少效果。另外，CMP研磨液的第I方式也可以将含有氧化铈粒子和水的第I液体与含有具有炔键的有机化合物和水的第2液体混合而得到。进一步，本专利技术人等发现，通过在含有氧化铈粒子的CMP研磨液中含有极微量的具有炔键的有机化合物，同时含有规定的阴离子性高分子化合物或其盐，也可以在抑制研磨速度的降低的同时抑制研磨损伤的产生。即，本专利技术的CMP研磨液的第2方式为，含有氧化铈粒子、具有炔键的有机化合物、使含有具有阴离子性取代基的こ烯基化合物作为单体成分的组合物聚合而得到的阴离子性高分子化合物或其盐、以及水，具有炔键的有机化合物的含量以CMP研磨液总质量基准计为O. 000001质量％ (O. Olppm)以上 且不足O. 05质量％ (500ppm)。在CMP研磨液的第2方式中，CMP研磨液通过上述含量那样地含有极微量的具有炔键的有机化合物，同时含有规定的阴离子性高分子化合物或其盐，可以在抑制研磨速度的降低的同时抑制研磨损伤的产生。另外，在CMP研磨液的第2方式中，也可以将凹凸多的被研磨面平坦性好地研磨。另外，CMP研磨液的第2方式也可以将含有氧化铈粒子和水的第3液体与含有具有炔键的有机化合物、阴离子性高分子化合物或其盐及水的第4液体混合而得到。另外，具有阴离子性取代基的こ烯基化合物优选为选自丙烯酸和甲基丙烯酸的至少ー种。这种情况下，可以在抑制研磨速度的降低的同时进一歩抑制研磨损伤的产生。另外，阴离子性高分子化合物或其盐的含量优选比具有炔键的有机化合物的含量多。这种情况下，可以在抑制研磨速度的降低的同时进一歩抑制研磨损伤的产生。另外，阴离子性高分子化合物或其盐的含量以CMP研磨液总质量基准计优选为O. 01 2. 00质量％。这种情况下，可以在抑制研磨速度的降低的同时进一歩抑制研磨损伤的产生。另外，在CMP研磨液的第I和第2方式中，具有炔键的有机化合物优选为炔ニ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.12 JP 2009-2592641.一种CMP研磨液，其含有氧化铈粒子、具有炔键的有机化合物和水， 所述具有炔键的有机化合物的含量以CMP研磨液总质量基准计为O. OOOOl质量％以上O.01质量％以下。2.如权利要求I所述的CMP研磨液，将含有所述氧化铈粒子和所述水的第I液体以及含有所述具有炔键的有机化合物和所述水的第2液体混合而得到。3.—种CMP研磨液，其含有氧化铈粒子、具有炔键的有机化合物、使含有具有阴离子性取代基的乙烯基化合物作为单体成分的组合物聚合而得到的阴离子性高分子化合物或其盐、以及水， 所述具有炔键的有机化合物的含量以CMP研磨液总质量基准计为O. 000001质量％以上且不足O. 05质量％。4.如权利要求3所述的CMP研磨液，将含有所述氧化铈粒子和所述水的第3液体与含有所述具有炔键的有机化合物、所述阴离子性高分子化合物或其盐及所述水的第4液体混合而得到。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉川茂，阿久津利明，深泽正人，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：