[發明專利]CMP研磨液、基板研磨方法和電子部件

有效

• 申請號: 201210361951.2
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN102876236A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 筱田隆;榎本和宏;阿久津利明
• 申請（專利權）人: 日立化成工業株式會社
• 主分類號: C09G1/02
• 分類號: C09G1/02;C09K3/14;H01L21/3105
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 金鮮英;劉強

本發明是原申請的申請日為2010年12月10日、申請號為2010800289134、發明名稱為《CMP研磨液、基板研磨方法和電子部件》的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及CMP研磨液、基板研磨方法和電子部件。

背景技術

現在的超大規模集成電路中具有進一步提高安裝密度的傾向，各種微細加工技術被研究、開發，設計規則方面已經達到了亞半微米（sub-half?micron）級別。為了滿足這樣苛刻的微細化要求而開發的技術之一中，有CMP(Chemical?Mechanical?Polishing，化學機械研磨)技術。

該CMP技術通過在半導體裝置的制造工序中將實施曝光的層幾乎完全平坦化，能夠減輕曝光技術的負擔，使成品率穩定在較高水平。因此，CMP技術在例如進行層間絕緣膜、BPSG膜的平坦化，淺溝槽隔離（shallow?trench?isolation）等時，是必須的技術。

現在，通常使用的CMP研磨液是以氧化硅膜為主要研磨對象的CMP研磨液，通常情況下，氧化硅膜、多晶硅膜與氮化硅膜相比，具有被5倍以上快速研磨的特性。

另一方面，對于氮化硅膜而言，尚不存在能夠以實用的速度進行研磨的研磨液。因此，存在如專利文獻1那樣的、通過添加1.0質量%以上的磷酸以增大氮化硅膜的研磨速度而使氮化硅膜的研磨工序能夠實用化的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第3190742號公報

發明內容

發明要解決的問題

近年來，已經提出了各種使用CMP技術的電路形成工藝，作為其中之一，存在研磨氧化硅膜和氮化硅膜、并于作為截止膜（stopper?film）的多晶硅膜露出時停止研磨的工藝。更具體而言，存在例如45nm節點以后的、預期能夠應用于邏輯（Logic）器件的高介電/金屬柵工藝（High-k/metal?Gate?process，研磨氧化硅膜、氮化硅膜并于多晶硅膜露出時停止研磨的工藝)。

前述專利文獻1中公開的技術并非是能夠將這樣的以實用的研磨速度研磨氧化硅膜和氮化硅膜且以多晶硅膜為截止膜來進行研磨的研磨工序實用化的技術。并且，專利文獻1中公開的技術無法應用于相對于多晶硅膜選擇性地研磨氧化硅膜和氮化硅膜這2種膜的研磨工序。

本發明提供能夠提高氧化硅膜和氮化硅膜相對于多晶硅膜的研磨速度、能夠應用于以多晶硅膜為截止膜對氧化硅膜、氮化硅膜進行研磨的研磨工序的CMP研磨液，使用了該CMP研磨液的基板研磨方法和具備通過該研磨方法進行研磨而成的基板的電子部件。

解決問題的手段

即，本發明提供一種CMP研磨液，其為將第1液和第2液混合使用的CMP研磨液，第1液含有鈰系研磨粒、分散劑和水，第2液含有聚丙烯酸化合物、表面活性劑、pH調整劑、磷酸或磷酸衍生物中的至少一方的磷酸化合物和水，第2液的pH為6.5以上，以磷酸化合物的含量在以CMP研磨液總質量為基準時達到0.01~1.0質量%的方式混合第1液和第2液。

這樣的本發明的CMP研磨液能夠提高氧化硅膜和氮化硅膜相對于多晶硅膜的研磨速度，能夠應用于以多晶硅膜為截止膜對氧化硅膜、氮化硅膜進行研磨的研磨工序。

第2液可以含有pKa為8以上的堿性化合物作為pH調整劑。

第2液優選含有非離子性表面活性劑作為表面活性劑。這種情況下，能夠進一步提高氧化硅膜和氮化硅膜相對于多晶硅膜的研磨速度。

第1液的pH優選為7.0以上。

第1液優選含有氧化鈰粒子作為鈰系研磨粒。此外，更優選第1液含有氧化鈰粒子作為鈰系研磨粒，鈰系研磨粒的平均粒徑為0.01~2.0μm。

第1液優選含有聚丙烯酸系分散劑作為分散劑。這種情況下，能夠進一步提高氧化硅膜和氮化硅膜相對于多晶硅膜的研磨速度。

此外，本發明提供一種CMP研磨液，其含有鈰系研磨粒、分散劑、聚丙烯酸化合物、表面活性劑、pH調整劑、磷酸或磷酸衍生物中的至少一方的磷酸化合物和水，磷酸化合物的含量在以CMP研磨液總質量為基準時為0.01~1.0質量%。

這樣的本發明的CMP研磨液能夠提高氧化硅膜和氮化硅膜相對于多晶硅膜的研磨速度，能夠應用于以多晶硅膜為截止膜對氧化硅膜、氮化硅膜進行研磨的研磨工序。

本發明的CMP研磨液可以含有pKa為8以上的堿性化合物作為pH調整劑。