[发明专利]悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体

说明书

技术领域

本发明涉及悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体。特别地，本发明涉及半导体元件的制造工序中使用的悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法及基体。

背景技术

近年来，半导体元件的制造工序中，为实现高密度化及微细化的加工技术的重要性进一步增加。作为该加工技术之一的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，以下依据情形称为“STI”)的形成、前金属绝缘材料或层间绝缘材料的平坦化、插塞或包埋式金属配线的形成来说，成为必须的技术。

传统上，在半导体元件的制造工序中，通过CMP，可使以CVD(化学·气相·沉积：化学气相沉积)法或旋转涂布法等方法形成的氧化硅等绝缘材料平坦化。该CMP中，一般使用含有胶体二氧化硅、气相二氧化硅等二氧化硅粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧化硅系研磨液可通过热分解四氯化硅等方法使磨粒晶粒成长，进行pH调整而制造。然而，这样的二氧化硅系研磨液存在研磨速度低这一技术课题。

于是，在设计规则0.25μm之后的世代，集成电路内的元件隔离中使用STI。STI形成中，为除去基体上堆积的绝缘材料的多余部分，使用CMP。而且，在CMP中为了使研磨停止，在绝缘材料之下形成有研磨速度慢的阻挡层(研磨停止层)。阻挡层材料(阻挡层的构成材料)中使用氮化硅、多晶硅等，优选绝缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比(研磨速度比：绝缘材料的研磨速度/阻挡层材料的研磨速度)大。传统的二氧化硅系研磨液，绝缘材料相对于阻挡层材料的研磨选择比小至3左右，作为STI用时，趋于不具有耐实用的特性。

此外，近年，作为氧化铈系研磨液，使用高纯度的氧化铈粒子的半导体用研磨液被使用(例如，参考下述专利文献1)。

附带地，近年来，半导体元件的制造工序中，进一步要求达成配线的微细化，研磨时发生的研磨损伤就成为问题。即，使用传统的氧化铈系研磨液进行研磨时，即使发生微小的研磨损伤，若该研磨损伤的尺寸小于传统的配线宽度的话，不致成为问题，但在进一步达成配线的微细化时，即成为问题。

对该问题，人们尝试在所述的如氧化铈系研磨液中，使氧化铈粒子的平均粒径变小。然而，平均粒径变小的话，因为机械性的作用降低，出现研磨速度降低的问题。即使希望通过控制这样的氧化铈粒子的平均粒径来兼顾研磨速度及研磨损伤，在维持研磨速度的同时，达成对研磨损伤的近年来的严苛要求也是困难至极。

与之相对，人们开始研究使用4价金属元素的氢氧化物的粒子的研磨液(例如，参考下述专利文献2)。进一步地，研究4价金属元素的氢氧化物的粒子的制造方法(例如，参考下述专利文献3)。这些的技术可以在活用4价金属元素的氢氧化物的粒子所具有化学性的作用的同时，通过极力使机械性的作用减小，减小了粒子引起的研磨损伤。

此外，在减小研磨损伤以外，也要求将具有凹凸的基体研磨至平坦。以所述STI作为例子，相对于阻挡层材料(例如氮化硅、多晶硅)的研磨速度，要求提高作为被研磨材料的绝缘材料(例如氧化硅)的研磨选择比。为解决这些，人们研究在研磨液中添加各种各样的添加剂。例如已知的有，通过在研磨液中添加添加剂，提高在同一面内具有不同配线密度的基体中的研磨选择比的技术(例如，参考下述专利文献4)。此外已知的有，控制研磨速度，为提高整体的平坦性，在氧化铈系研磨液中加入添加剂的技术(例如，参考下述专利文献5)。

背景技术文献

专利文献

[专利文献1]日本专利特开平10-106994号公报

[专利文献2]国际公开第02/067309号

[专利文献3]日本专利特开2006-249129号公报

[专利文献4]日本专利特开2002-241739号公报

[专利文献5]日本特开平08-022970号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献2及3所述的技术中，虽能减小研磨损伤，但不能说研磨速度足够高。因为研磨速度影响制造工序的效率，要求具有更高研磨速度的研磨液。

此外，传统的研磨液的话，研磨液中若含有添加剂，作为获得添加剂的添加效果的代价，研磨速度降低，存在难以兼顾研磨速度和其他研磨特性的这一课题。