[发明专利]悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基板的研磨方法及基板

说明书

本申请是基于以下中国专利申请的分案申请：

原案申请日：2011年11月21日

原案申请号：201180055798.4（PCT/JP2011/076827）

原案申请名称：悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基板的研磨方法及基板

技术领域

本发明涉及悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基板的研磨方法及基板。尤其是，本发明涉及半导体元件的制造工序中所使用的悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基板的研磨方法及基板。

背景技术

近年，在半导体元件的制造工序中，对于高密度化·微细化的加工技术的重要性进一步增强。其加工技术之一的CMP（化学·机械·抛光：化学机械研磨）技术，在半导体元件的制造工序中，对于浅槽隔离（Shallow Trench Isolation，以下有时称为“STI”）的形成、前金属绝缘膜和层间绝缘膜的平坦化、插塞或包埋式金属配线的形成来说，是必须的技术。

一直以来，在半导体元件的制造工序中，为了使以CVD（化学·气相·沉淀：化学气相成长）法或旋转涂布法等形成的氧化硅膜等绝缘膜平坦化，一般在CMP中使用煅制二氧化硅系研磨液。煅制二氧化硅系研磨液，通过加热分解四氯硅酸等方法，使磨粒晶粒成长，通过调整pH来制备。但是，这样的二氧化硅系研磨液存在研磨速度低的技术课题。

于是，在设计规则为0.25μm以后的世代，在集成电路内的元件隔离中使用STI。在STI形成中，为了除去基板上成膜后多余的氧化硅膜，使用CMP。而且，在CMP中为了使研磨停止，在氧化硅膜的下面形成研磨速度慢的停止膜。停止膜中使用氮化硅膜和多晶硅膜，优选氧化硅膜相对于停止膜的研磨选择比值较大的（研磨速度比：氧化硅膜的研磨速度/停止膜的研磨速度）。对于传统的胶态二氧化硅系研磨液等二氧化硅系研磨液，氧化硅膜的相对于停止膜的研磨选择比小至3左右，作为STI用时，存在不具有耐用特性的倾向。

另外，作为针对光掩膜、透镜等玻璃表面的研磨液，使用含有氧化铈粒子的氧化铈研磨液作为磨粒。氧化铈系研磨液，与含有二氧化硅粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液、含有氧化铝粒子作为磨粒的氧化铝系研磨液相比，具有研磨速度快的优点。另外，近年，作为氧化铈系研磨液，采用高纯度氧化铈粒子的半导体用研磨液被使用（例如，参照下述专利文献1）。

对于氧化铈系研磨液等的研磨液，各种特性受到要求。例如，提高氧化铈粒子等磨粒的分散性、将具有凹凸的基板研磨平坦化等受到要求。另外，以上述STI为例，提高相对于停止膜（例如氮化硅膜、多晶硅膜等）的研磨速度，作为被研磨膜的无机绝缘膜（例如氧化硅膜）的研磨选择比等受到要求。为了解决这些要求，有在研磨液中加入添加剂。例如，已知有为了抑制氧化铈系研磨液的研磨速度、提高全面平坦性，而在研磨液中加入添加剂（例如，参照下述专利文献2）。

但是，近年，在半导体元件的制造工序中，要求达到配线的进一步微细化，而研磨时产生的研磨损伤已成为问题。即，利用传统的氧化铈系研磨液进行研磨时，即使产生微小的研磨损伤，若该研磨损伤的大小比以前的配线宽度小，也不成为问题，但是，在为了达到配线的进一步微细化情况时，则成为问题。

针对该问题，研究了利用4价金属元素的氢氧化物粒子的研磨液（例如，下述专利文献3）。另外，还研究了4价金属元素的氢氧化物粒子的制造方法（例如，下述专利文献4）。这些技术，在充分发挥4价金属元素的氢氧化物粒子所具有的化学作用的同时，尽可能减小机械作用，由此可降低因粒子引起的研磨损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10-106994号公报

专利文献2：日本特开平08-022970号公报

专利文献3：国际公开第02/067309号手册

专利文献4：日本专利特开2006-249129号公报

发明内容

本发明要解决的课题

但是专利文献3及4记载的技术，在减少研磨损伤的另一方面，研磨速度还不能说足够快。由于研磨速度会直接影响制造工序的效率，所以需要具有更快研磨速度的研磨液。

另外，若研磨液中含有添加剂，与获得添加剂的添加效果相对应的是研磨速度会下降，存在的课题是研磨速度与其它研磨特性难以两全。

本发明为了解决上述课题，目的在于提供一种悬浮液，与传统研磨液相比，能以优异的研磨速度研磨被研磨膜。此外，本发明的目的还在于提供一种能获得研磨液的悬浮液，该研磨液在维持添加剂的添加效果的同时，能够以优于传统研磨液的研磨速度研磨被研磨膜。