[发明专利]CMP研磨液、基板研磨方法和电子部件

说明书

本发明是原申请的申请日为2010年12月10日、申请号为2010800289134、发明名称为《CMP研磨液、基板研磨方法和电子部件》的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及CMP研磨液、基板研磨方法和电子部件。

背景技术

现在的超大规模集成电路中具有进一步提高安装密度的倾向，各种微细加工技术被研究、开发，设计规则方面已经达到了亚半微米（sub-half micron）级别。为了满足这样苛刻的微细化要求而开发的技术之一中，有CMP(Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨)技术。

该CMP技术通过在半导体装置的制造工序中将实施曝光的层几乎完全平坦化，能够减轻曝光技术的负担，使成品率稳定在较高水平。因此，CMP技术在例如进行层间绝缘膜、BPSG膜的平坦化，浅沟槽隔离（shallow trench isolation）等时，是必须的技术。

现在，通常使用的CMP研磨液是以氧化硅膜为主要研磨对象的CMP研磨液，通常情况下，氧化硅膜、多晶硅膜与氮化硅膜相比，具有被5倍以上快速研磨的特性。

另一方面，对于氮化硅膜而言，尚不存在能够以实用的速度进行研磨的研磨液。因此，存在如专利文献1那样的、通过添加1.0质量%以上的磷酸以增大氮化硅膜的研磨速度而使氮化硅膜的研磨工序能够实用化的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3190742号公报

发明内容

发明要解决的问题

近年来，已经提出了各种使用CMP技术的电路形成工艺，作为其中之一，存在研磨氧化硅膜和氮化硅膜、并于作为截止膜（stopper film）的多晶硅膜露出时停止研磨的工艺。更具体而言，存在例如45nm节点以后的、预期能够应用于逻辑（Logic）器件的高介电/金属栅工艺（High-k/metal Gate process，研磨氧化硅膜、氮化硅膜并于多晶硅膜露出时停止研磨的工艺)。

前述专利文献1中公开的技术并非是能够将这样的以实用的研磨速度研磨氧化硅膜和氮化硅膜且以多晶硅膜为截止膜来进行研磨的研磨工序实用化的技术。并且，专利文献1中公开的技术无法应用于相对于多晶硅膜选择性地研磨氧化硅膜和氮化硅膜这2种膜的研磨工序。

本发明提供能够提高氧化硅膜和氮化硅膜相对于多晶硅膜的研磨速度、能够应用于以多晶硅膜为截止膜对氧化硅膜、氮化硅膜进行研磨的研磨工序的CMP研磨液，使用了该CMP研磨液的基板研磨方法和具备通过该研磨方法进行研磨而成的基板的电子部件。

解决问题的手段

即，本发明提供一种CMP研磨液，其为将第1液和第2液混合使用的CMP研磨液，第1液含有铈系研磨粒、分散剂和水，第2液含有聚丙烯酸化合物、表面活性剂、pH调整剂、磷酸或磷酸衍生物中的至少一方的磷酸化合物和水，第2液的pH为6.5以上，以磷酸化合物的含量在以CMP研磨液总质量为基准时达到0.01~1.0质量%的方式混合第1液和第2液。

这样的本发明的CMP研磨液能够提高氧化硅膜和氮化硅膜相对于多晶硅膜的研磨速度，能够应用于以多晶硅膜为截止膜对氧化硅膜、氮化硅膜进行研磨的研磨工序。

第2液可以含有pKa为8以上的碱性化合物作为pH调整剂。

第2液优选含有非离子性表面活性剂作为表面活性剂。这种情况下，能够进一步提高氧化硅膜和氮化硅膜相对于多晶硅膜的研磨速度。

第1液的pH优选为7.0以上。

第1液优选含有氧化铈粒子作为铈系研磨粒。此外，更优选第1液含有氧化铈粒子作为铈系研磨粒，铈系研磨粒的平均粒径为0.01~2.0μm。

第1液优选含有聚丙烯酸系分散剂作为分散剂。这种情况下，能够进一步提高氧化硅膜和氮化硅膜相对于多晶硅膜的研磨速度。

此外，本发明提供一种CMP研磨液，其含有铈系研磨粒、分散剂、聚丙烯酸化合物、表面活性剂、pH调整剂、磷酸或磷酸衍生物中的至少一方的磷酸化合物和水，磷酸化合物的含量在以CMP研磨液总质量为基准时为0.01~1.0质量%。

这样的本发明的CMP研磨液能够提高氧化硅膜和氮化硅膜相对于多晶硅膜的研磨速度，能够应用于以多晶硅膜为截止膜对氧化硅膜、氮化硅膜进行研磨的研磨工序。

本发明的CMP研磨液可以含有pKa为8以上的碱性化合物作为pH调整剂。