[發明專利]懸浮液、研磨液套劑、研磨液、基板的研磨方法及基板有效

申請號：	201310335723.2	申請日：	2011-11-21
公開（公告）號：	CN103497733B	公開（公告）日：	2016-11-23
發明（設計）人：	巖野友洋;成田武憲;龍崎大介	申請（專利權）人：	日立化成株式會社
主分類號：	C09K3/14	分類號：	C09K3/14;C09G1/02
代理公司：	上海市華誠律師事務所 31210	代理人：	杜娟
地址：	日本國東京都千***	國省代碼：	日本;JP
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摘要：
搜索關鍵詞：	懸浮液研磨液套劑方法
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【說明書】：

本申請是基于以下中國專利申請的分案申請：

原案申請日：2011年11月21日

原案申請號：201180055796.5（PCT/JP2011/076822）

原案申請名稱：懸浮液、研磨液套劑、研磨液、基板的研磨方法及基板

技術領域

本發明涉及懸浮液、研磨液套劑、研磨液、基板的研磨方法及基板。尤其是，本發明涉及半導體元件的制造工序中所使用的懸浮液、研磨液套劑、研磨液、基板的研磨方法及基板。

背景技術

近年，在半導體元件的制造工序中，對于高密度化·微細化的加工技術的重要性進一步增強。其加工技術之一的CMP（化學·機械·拋光：化學機械研磨）技術，在半導體元件的制造工序中，對于淺槽隔離（Shallow?Trench?Isolation，以下有時稱為“STI”）的形成、前金屬絕緣膜和層間絕緣膜的平坦化、插塞或包埋式金屬配線的形成來說，是必須的技術。

一直以來，在半導體元件的制造工序中，為了使以CVD（化學·氣相·沉淀：化學氣相成長）法或旋轉涂布法等形成的氧化硅膜等絕緣膜平坦化，一般在CMP中使用煅制二氧化硅系研磨液。煅制二氧化硅系研磨液，是通過加熱分解四氯硅酸等方法使磨粒晶粒成長，通過調整pH來制備。但是，這樣的二氧化硅系研磨液存在研磨速度低的技術課題。

于是，在設計規則為0.25μm以后的世代，在集成電路內的元件隔離中使用STI。在STI形成中，為了除去基板上成膜后多余的氧化硅膜，使用CMP。而且，在CMP中為了使研磨停止，在氧化硅膜的下面形成研磨速度慢的停止膜。停止膜中使用氮化硅膜和多晶硅膜，優選氧化硅膜相對于停止膜的研磨選擇比值較大的（研磨速度比：氧化硅膜的研磨速度/停止膜的研磨速度）。對于傳統的膠態二氧化硅系研磨液等二氧化硅系研磨液，氧化硅膜的相對于停止膜的研磨選擇比小至3左右，作為STI用時，存在不具有耐用特性的傾向。

另外，作為針對光掩膜、透鏡等玻璃表面的研磨液，使用含有氧化鈰粒子的氧化鈰研磨液作為磨粒。氧化鈰系研磨液，與含有二氧化硅粒子作為磨粒的二氧化硅系研磨液、含有氧化鋁粒子作為磨粒的氧化鋁系研磨液相比，具有研磨速度快的優點。另外，近年，作為氧化鈰系研磨液，采用高純度氧化鈰粒子的半導體用研磨液被使用（例如，參照下述專利文獻1）。

對于氧化鈰系研磨液等的研磨液，各種特性受到要求。例如，提高氧化鈰粒子等磨粒的分散性、將具有凹凸的基板研磨平坦化等受到要求。另外，以上述STI為例，提高相對于停止膜（例如氮化硅膜、多晶硅膜等）的研磨速度，作為被研磨膜的無機絕緣膜（例如氧化硅膜）的研磨選擇比等受到要求。為了解決這些要求，有在研磨液中加入添加劑。例如，已知有為了抑制氧化鈰系研磨液的研磨速度、提高全面平坦性，而在研磨液中加入添加劑（例如，參照下述專利文獻2）。

但是，近年，在半導體元件的制造工序中，要求達到配線的進一步微細化，而研磨時產生的研磨損傷已成為問題。即，利用傳統的氧化鈰系研磨液進行研磨時，即使產生微小的研磨損傷，若該研磨損傷的大小比以前的配線寬度小，也不成為問題，但是，在為了達到配線的進一步微細化情況時，則成為問題。

針對該問題，研究了利用4價金屬元素的氫氧化物粒子的研磨液（例如，下述專利文獻3）。另外，還研究了4價金屬元素的氫氧化物粒子的制造方法（例如，下述專利文獻4）。這些技術，在充分發揮4價金屬元素的氫氧化物粒子所具有的化學作用的同時，盡可能減小機械作用，由此可降低因粒子引起的研磨損傷。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平10-106994號公報

專利文獻2：日本特開平08-022970號公報

專利文獻3：國際公開第02/067309號手冊

專利文獻4：日本專利特開2006-249129號公報

發明內容

本發明要解決的課題

但是專利文獻3及4記載的技術，在減少研磨損傷的另一方面，研磨速度還不能說足夠快。由于研磨速度會直接影響制造工序的效率，所以需要具有更快研磨速度的研磨液。

另外，若研磨液中含有添加劑，與獲得添加劑的添加效果相對應的是研磨速度會下降，存在的課題是研磨速度與其它研磨特性難以兩全。