[發明專利]研磨液、研磨液組及研磨方法

有效

• 申請號: 201980020030.X
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN111868202B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 巖野友洋;松本貴彬;久木田友美;長谷川智康
• 申請（專利權）人: 昭和電工材料株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;H01L21/304
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 杜娟

本發明的一方面提供一種研磨液，其含有磨粒、羥基酸、多元醇、選自由氨基羧酸及氨基磺酸組成的組中的至少一種的兩性離子化合物以及液態介質，且磨粒的ζ電位為正，氨基羧酸的等電點小于7.0，氨基磺酸的pKa大于0。

技術領域

本發明涉及一種研磨液、研磨液組及研磨方法。

背景技術

近年來的半導體元件的制造工序中，用于高密度化及微細化的加工技術的重要性逐漸提高。作為加工技術之一的CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨)技術，在半導體元件的制造工序中，成為淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation。以下，稱為“STI”。)的形成、前金屬絕緣材料或層間絕緣材料的平坦化、插塞或埋入金屬配線的形成等所必需的技術。

作為最常用的研磨液，例如可列舉包含氣相二氧化硅、膠體二氧化硅等二氧化硅(氧化硅)粒子作為磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧化硅系研磨液的特征在于通用性高，且通過適當地選擇磨粒含量、pH、添加劑等，無論絕緣材料及導電材料如何，均能夠研磨廣泛種類的材料。

另一方面，作為主要以氧化硅等絕緣材料為對象的研磨液，包含鈰化合物粒子作為磨粒的研磨液的需要也在擴大。例如，包含鈰氧化物粒子作為磨粒的鈰氧化物系研磨液即便磨粒含量低于二氧化硅系研磨液，也能夠高速地研磨氧化硅(例如參照下述專利文獻1及專利文獻2)。

以往技術文獻

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

發明內容

發明要解決的技術課題

在用于形成STI等的CMP技術中，進行如下層疊體的研磨，所述層疊體包括：具有凹凸圖案的基板；配置于基板的凸部上的止擋層(包含止擋層材料的研磨停止層)；以及以填埋基板的凹部的方式配置于基板及止擋層上的絕緣材料(例如氧化硅)。在這種研磨中，通過止擋層而停止絕緣材料的研磨。即，在止擋層露出的階段停止絕緣材料的研磨。其原因在于難以人為地控制絕緣材料的研磨量(例如絕緣膜中的被去除的膜厚)，通過對絕緣材料進行研磨直至止擋層露出而控制研磨的程度。

在CMP技術中，在對絕緣材料進行研磨而止擋層露出的階段停止研磨后，為了避免絕緣材料殘留于止擋層上，有時在止擋層露出后也進行多余地研磨。該多余的研磨被稱為“過度研磨”。在進行過度研磨的情況下，若僅僅使用絕緣材料相對于止擋層材料的研磨選擇性高的研磨液，則位于止擋層上的絕緣材料以外的絕緣材料也會被多余地研磨。因此，存在導致凹陷(dishing)(在作為元件分離層等的絕緣材料中產生凹陷(階差)的現象)進行、且研磨后的平坦性差的情況。因此，在CMP技術中，需要在過度研磨時抑制過度的凹陷(位于止擋層上的絕緣材料以外的絕緣材料(埋入至基板凹部中的絕緣材料)被過度研磨)。

因此，本發明的目的在于提供一種在使用止擋層研磨絕緣材料時能夠抑制過度凹陷的研磨液、研磨液組及研磨方法。

用于解決技術課題的手段

本發明的一方面所涉及的研磨液含有磨粒、羥基酸、多元醇、選自由氨基羧酸及氨基磺酸組成的組中的至少一種的兩性離子化合物以及液態介質，且磨粒的ζ電位為正，氨基羧酸的等電點小于7.0，氨基磺酸的pKa大于0。

根據這種研磨液，在使用止擋層研磨絕緣材料時能夠抑制過度的凹陷。由此能夠使過度研磨結束后的基體的平坦性提高。

關于本發明的另一方面所涉及的研磨液組，上述研磨液的構成成分被分為第1液體和第2液體而保存，第1液體包含所述磨粒以及液態介質，第2液體包含所述羥基酸、所述多元醇、所述兩性離子化合物以及液態介質。根據這種研磨液組，能夠獲得與上述研磨液相同的所述效果。