[发明专利]用于半导体集成电路装置的抛光剂、抛光方法以及半导体集成电路装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于半导体集成电路装置的制造步骤中的抛光技术。更具体地说，本发明涉及适于使在半导体集成电路装置中所用的含硼磷硅酸盐玻璃材料层(以下有时被称为“BPSG层”)的待抛光面平坦化的抛光剂，以及在半导体集成电路装置的制造步骤中对含BPSG层的待抛光面进行抛光的技术。

背景技术

随着近年来半导体集成电路装置的高度集成化和高度功能化，为实现微细化和高密度化要求开发微加工技术。特别是，基于化学机械抛光方法(以下称“CMP”)的平坦化技术的重要性一直在上升。

例如，随着半导体集成电路装置微细化或布线多层化的进行产生一个问题，即在制造步骤中由于层的堆积造成的每个层表面上的凸凹(水平差)变大，超过光刻的焦深，从而无法获得足够高的分辨率。为了解决由于水平差造成的这种问题，CMP是不可或缺的技术。具体来说，CMP例如用于层间绝缘膜(层间电介质；ILD膜)的平坦化、浅沟槽隔离(STI)、钨插塞的形成、或用在形成包括铜和低介电膜的多层布线的步骤中。另外近年来，这项技术已经被应用于金属布线形成前的绝缘膜(金属前电介质；PMD)的平坦化，为此迄今已使用了通过热处理的回流方法。BPSG层是用在这些情况下，或用于多层布线中的电容器、门电极及其它之中，CMP用于使含BPSG层的待抛光面平坦化。

常规而言，在半导体集成电路装置的制造步骤中，当对含BPSG层的待抛光面进行平坦化时，通常形成二氧化硅膜或氮化硅膜，作为抛光对象BPSG层之下的阻挡层。通过使BPSG层的抛光速率与二氧化硅膜或氮化硅膜的抛光速率之比值(以下有时将(A的抛光速率)/(B的抛光速率)称为“A与B的抛光速率比”)高，这样使得当阻挡层暴露时可以实现待抛光面的平坦化。

然而存在着这样的问题，当试图控制BPSG层的抛光速率时，氮化硅膜或二氧化硅膜的抛光速率也发生变化。

专利文件1：JP-A-11-12561

专利文件2：JP-A-2001-35818

发明内容

发明解决的技术问题

本发明的目的是为了解决上述的问题，提供一种化学机械抛光的抛光剂，用于对半导体集成电路装置制造中的待抛光面进行抛光，这种抛光剂适合于待抛光面是包含BPSG层的待抛光面的情况。从以下的描述中可以显而易见本发明的其它目的和优点。

技术手段

这就是说，本发明的要点在于以下特征。

根据本发明第一实施方案，提供一种抛光剂，其为在半导体集成电路装置的制造中用于对待抛光面进行抛光的化学机械抛光用抛光剂，该抛光剂包含二氧化铈粒子，水溶性多胺，选自单乙醇胺、乙基乙醇胺、二乙醇胺和氨的一种以上的碱性化合物，以及水，其中所述抛光剂的pH值为10～13，且其中相对于抛光剂的总质量，所述碱性化合物的含量大于0.01质量％。

根据本发明第二实施方案，提供如实施方案1中所述的抛光剂，其中所述水溶性多胺是重均分子量为100～2,000的水溶性聚醚多胺。

根据本发明第三实施方案，提供如实施方案1或2中所述的抛光剂，其中相对于所述抛光剂的总质量，所述水溶性多胺的含量为0.001～20质量％。

根据本发明第四实施方案，提供如实施方案1至3中任一项所述的抛光剂，其中相对于所述抛光剂的总质量，所述碱性化合物的含量为0.01～2.0质量％。

根据本发明第五实施方案，提供如实施方案1至4中任一项所述的抛光剂，其中相对于所述抛光剂的总质量，所述二氧化铈粒子的含量为0.1～5.0质量％。

根据本发明第六实施方案，提供一种待抛光面的抛光方法，该方法包括将抛光剂供给抛光垫、使半导体集成电路装置的待抛光面与所述抛光垫进行接触、以及通过两者之间的相对运动进行抛光，其中所述待抛光面包含硼磷硅酸盐玻璃材料层的待抛光面，且其中将实施方案1至5中任一项所述的抛光剂用作所述抛光剂。

根据本发明第七实施方案，提供如实施方案6中所述的抛光方法，其中所述半导体集成电路装置在所述硼磷硅酸盐玻璃材料层的下方并与所述硼磷硅酸盐玻璃材料层相邻地具有二氧化硅膜或氮化硅膜。

根据本发明第八实施方案，提供如实施方案6或7中所述的抛光方法，其中所述半导体集成电路装置在所述硼磷硅酸盐玻璃材料层的下方并与所述硼磷硅酸盐玻璃材料层相邻地具有二氧化硅膜、并在所述二氧化硅膜的下方并与所述二氧化硅膜相邻地具有氮化硅膜，或者在所述硼磷硅酸盐玻璃材料层的下方并与所述硼磷硅酸盐玻璃材料层相邻地具有氮化硅膜、并在所述氮化硅膜的下方并与所述氮化硅膜相邻地具有二氧化硅膜。