[發(fā)明專利]研磨用組合物、其制造方法以及使用其的研磨方法及基板的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880018195.9
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN110431209B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 吉崎幸信;坂部晃一;槍田哲;古本健一
• 申請（專利權）人: 福吉米株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;B24B37/00;C09G1/02;H01L21/304
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明提供一種研磨用組合物，其可以減少在不同種材料間無意產生的高度差、在圖案的疏密部分之間無意產生的高度差。本發(fā)明涉及一種研磨用組合物，其包含：平均一次粒徑為5～50nm的磨粒、包含具有特定結構的芳香環(huán)及與其直接鍵合的磺基或其鹽基的化合物的高度差改良劑、和分散介質，該研磨用組合物的pH不足7。

技術領域

本發(fā)明涉及研磨用組合物、其制造方法以及使用其的研磨方法及基板的制造方法。

背景技術

在半導體裝置制造過程中，隨著半導體裝置性能的提升，需要將布線制造為更高密度且高集成的技術。在像這樣的半導體裝置的制造過程中，CMP(Chemical MechanicalPolishing：化學機械研磨)是必需的工藝。隨著半導體電路的微細化的推進，圖案晶圓的凹凸所要求的平坦性變高，要求通過CMP實現(xiàn)納米級的高平坦性。為了通過CMP實現(xiàn)高平滑性，優(yōu)選以高研磨速度對圖案晶圓的凸部進行研磨且?guī)缀醪粚Π疾窟M行研磨。

半導體晶圓由以下的不同種材料構成：形成電路的多晶硅、作為絕緣材料的氧化硅、用于保護不是溝槽或通孔的一部分的二氧化硅表面在蝕刻中免受損傷的氮化硅等。這樣的圖案晶圓中，研磨用組合物對各材料的作用不同，因此難以形成完全的平坦面，要求盡可能地減少在不同種材料間產生的高度差。

作為產生高度差的原因之一，可舉出被稱為凹陷(dishing)的現(xiàn)象的發(fā)生，該現(xiàn)象是指，多晶硅、氧化硅等比較柔軟的、易于與研磨劑反應的材料與其周圍的氮化硅等相比被過度地磨削。作為用于抑制該凹陷現(xiàn)象的發(fā)生的技術，日本特開2012-040671號公報(美國專利申請公開第2013/0146804號說明書)中公開了一種研磨用組合物，其能夠以比多晶硅等更高的速度對氮化硅等缺乏化學反應性的研磨對象物進行研磨，其含有固定化有有機酸的膠體二氧化硅，所述研磨用組合物的pH為6以下。

發(fā)明內容

然而，以往的研磨用組合物有以下問題：無法抑制與上述的凹陷現(xiàn)象相對的、與多晶硅、氧化硅等材料相比其周圍的氮化硅被過度地磨削的現(xiàn)象。

另外，以往的研磨用組合物有如下問題：特別是在形成微細圖案的部分中，無法抑制多晶硅、氧化硅或氮化硅被過度地磨削的現(xiàn)象。

于是，本發(fā)明的目的在于提供一種研磨用組合物，其可以減少在不同種材料間無意產生的高度差、在圖案的疏密部分之間無意產生的高度差。

為了解決上述問題，本發(fā)明人等反復進行了深入研究。其結果發(fā)現(xiàn)，通過使用包含具有特定結構的芳香環(huán)及與其直接鍵合的磺基或其鹽基的化合物的高度差改良劑、并將其與平均一次粒徑為5～50nm的磨粒組合使用，可以解決上述問題，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明為一種研磨用組合物，其包含高度差改良劑和分散介質，所述高度差改良劑選自由下述化學式(1)所示化合物及其鹽、下述化學式(2)所示化合物及其鹽、由下述化學式(3)所示的結構單元形成的聚合物及其鹽、以及具有下述化學式(3)所示的結構單元和源自其他單體的結構單元的共聚物及其鹽組成的組中的至少1種，

上述式(1)中，R¹～R⁶分別獨立地為氫原子、羥基、磺基、不包含磺基的陰離子性基團、陽離子性基團、碳數(shù)2～6的烷氧基羰基、或碳數(shù)1～10的烴基，

此時，R¹～R⁶的至少1者為磺基，

上述式(2)中，R⁷～R¹⁴分別獨立地為氫原子、羥基、磺基、不包含磺基的陰離子性基團、陽離子性基團、碳數(shù)2～6的烷氧基羰基、或碳數(shù)1～10的烴基，

此時，R⁷～R¹⁴的至少1者為磺基，