[發(fā)明專利]CMP研磨液及研磨方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202180006440.6
• 申請日: 2021-02-12
• 公開（公告）號: CN114729258A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 小林真悟;南久貴;大塚祐哉;小峰真弓;吳珍娜;高橋壽登
• 申請（專利權(quán)）人: 昭和電工材料株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14
• 代理公司: 上海華誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 杜娟

本發(fā)明的一方面提供一種CMP研磨液，其含有磨粒和陽離子性聚合物，陽離子性聚合物具有：包含氮原子及碳原子的主鏈、和鍵合于所述碳原子的羥基。該CMP研磨液還可以含有選自由含氨基的芳香族化合物及含氮雜環(huán)化合物組成的組中的至少一種環(huán)狀化合物。本發(fā)明的另一方面提供一種研磨方法，其具備如下工序：使用該CMP研磨液來研磨被研磨材料。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及一種CMP研磨液、研磨方法等。

背景技術(shù)

在半導體制造的領域中，隨著存儲設備(超大規(guī)模集成電路設備等)的高性能化，通過以往技術(shù)的延長線上的微細化技術(shù)來兼具高度集成及高速化已達到極限。因此，開發(fā)了一種進行半導體元件的微細化的同時在垂直方向上也高度集成的技術(shù)(即，將配線、元件等進行多層化的技術(shù))。

在制造配線、元件等被多層化的設備的工藝中，最重要的技術(shù)之一為CMP(化學機械研磨)技術(shù)。CMP技術(shù)為通過化學氣相沉積(CVD)等在基板上形成薄膜而獲得基體之后，將該基體的表面進行平坦化的技術(shù)。若在平坦化之后的基體的表面有凹凸，則會發(fā)生如下不良情形：無法進行曝光工序中的聚焦、或者無法充分地形成微細的配線結(jié)構(gòu)等。CMP技術(shù)在設備的制造工序中也應用于如下工序：通過等離子氧化膜(BPSG、HDP-SiO₂、p-TEOS等)的研磨來形成元件分離區(qū)域的工序；形成層間絕緣膜的工序；及在將氧化硅膜(包含氧化硅的膜)埋入金屬配線中之后將插塞(例如Al·Cu插塞)進行平坦化的工序等。

關于CMP，通常，使用能夠在研磨墊上供給研磨液的裝置來進行。一邊在基體的表面與研磨墊之間供給研磨液，一邊將基體按壓在研磨墊上，由此研磨基體的表面。在CMP技術(shù)中，高性能的研磨液為主要技術(shù)之一，迄今為止已開發(fā)了各種研磨液(例如，參考下述專利文獻1)。

以往技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013-175731號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)課題

在基板上形成元件分離區(qū)域的工序中，通過CVD等形成被研磨材料(例如，氧化硅等絕緣材料)，以填埋預先設置于基板的表面上的凹凸。其后，通過利用CMP將被研磨材料的表面進行平坦化來形成元件分離區(qū)域。在表面設置有用以獲得元件分離區(qū)域的凹凸的基板上形成被研磨材料的情況下，在被研磨材料的表面也產(chǎn)生與基板的凹凸相對應的凹凸。在具有凹凸的表面的研磨中，優(yōu)先去除凸部，另一方面，慢慢地去除凹部，由此進行平坦化。

為了提高半導體生產(chǎn)的工藝范圍及產(chǎn)率，優(yōu)選在基體的面內(nèi)盡可能均勻且高速地去除形成于基板上的被研磨材料的不需要的部分。例如，在為了應對元件分離區(qū)域的窄幅化，采用了淺溝槽分離(STI)的情況下，要求以快速的研磨速度去除設置于基板上的被研磨材料的段差及不需要的部分。

通常，有時通過將被研磨材料的研磨處理分為兩個階段來實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。在第一工序(粗削)中，去除被研磨材料的段差的大部分，在第二工序(精加工工序)中，將被研磨材料調(diào)節(jié)為任意的厚度并且慢慢地進行精加工，以使被研磨面充分地平坦化。

如前所述，在將針對被研磨材料的CMP分為兩個階段以上的情況下，需要在第二工序中，將凹陷(dishing)抑制為最小，將被研磨面充分地進行平坦化。然而，在以往的CMP研磨液中，關于兼具由于被研磨材料(絕緣材料等)的高研磨速度而導致的高段差去除性(去除段差的性能)和去除段差之后的高平坦性，有改善的空間。

本發(fā)明的一方面為欲解決所述課題，其目的為提供一種高荷載時的研磨速度與低荷載時的研磨速度之差大(示出研磨速度的非線性荷載依賴性)的CMP研磨液。并且，本發(fā)明的另一方面的目的在于提供一種使用了所述CMP研磨液的研磨方法。

用于解決技術(shù)課題的手段