[发明专利]化学机械研磨用水系分散体

说明书

本发明提供一种化学机械研磨用水系分散体，其可高速研磨包含钨及绝缘膜的基板，并且可减低被研磨面中的研磨损伤的产生。本发明的化学机械研磨用水系分散体的一实施方式含有：(A)在表面具有能够形成磺酸盐的基的二氧化硅研磨粒、(B)选自由金属硝酸盐及金属硫酸盐所组成的群组中的至少一种、以及(C)选自由有机酸及其盐所组成的群组中的至少一种，且pH值为1以上且6以下。

技术领域

本发明涉及一种化学机械研磨用水系分散体。

背景技术

发现化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)在半导体装置的制造中的平坦化技术等中急速普及。所述CMP为如下技术：使被研磨体压接于研磨垫并一边向研磨垫上供给化学机械研磨用水系分散体一边使被研磨体与研磨垫相互滑动，从而对被研磨体进行化学且机械性研磨。

近年来，随着半导体装置的高精细化，形成于半导体装置内的包含布线及插塞(plug)等的布线层的微细化进展。伴随于此，使用利用CMP使布线层平坦化的方法。半导体装置的基板中包含绝缘膜材料、布线材料、用于防止所述布线材料向无机材料膜扩散的势垒金属(barrier metal)材料等。此处，作为绝缘膜材料，例如主要使用二氧化硅，作为布线材料，例如主要使用铜或钨，作为势垒金属材料，例如主要使用氮化钽或氮化钛。

而且，在钨插塞及相互连接工序中，对以更低的速度蚀刻(腐蚀)钨的化学机械研磨组合物存在需求，例如，提出有包含永久正电荷为6mV以上的胶体二氧化硅(colloidalsilica)、胺化合物及硝酸铁等的化学机械研磨组合物(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特表2017-514295号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

专利文献1中记载的化学机械研磨组合物通过将研磨粒表面设为稳定的正电荷，而提高研磨粒的分散性，并且提高钨膜的研磨速度。推测其原因在于：通过使用电动电位(zeta potential)的值高的研磨粒，而利用静电性排斥力抑制研磨粒的凝聚，并且显著地显现出与钨膜的密合效果。

但是，随着近年来的多层布线化，在实际的钨插塞及相互连接工序中，对如下技术存在需求：利用CMP去除布线以外的钨，并且可同时使包围作为布线的钨的层间绝缘膜平坦化。专利文献1中记载的化学机械研磨组合物虽可提高钨膜的研磨速度，但难以高速研磨绝缘膜。

因此，本发明的若干实施方式是提供一种化学机械研磨用水系分散体，其可高速研磨包含钨及绝缘膜的基板，并且可减低被研磨面中的研磨损伤的产生。

[解决问题的技术手段]

本发明是为了解决所述课题的至少一部分而成，可作为以下的任一实施方式来实现。

本发明的化学机械研磨用水系分散体的一实施方式含有：

(A)在表面具有能够形成磺酸盐的基的二氧化硅研磨粒、

(B)选自由金属硝酸盐及金属硫酸盐所组成的群组中的至少一种、以及

(C)选自由有机酸及其盐所组成的群组中的至少一种，且pH值为1以上且6以下。

根据所述化学机械研磨用水系分散体的一实施方式，其可进而含有(D)水溶性高分子。

根据所述化学机械研磨用水系分散体的任一实施方式，其中所述(A)二氧化硅研磨粒可具有-20mV以下的永久负电荷。

根据所述化学机械研磨用水系分散体的任一实施方式，其与研磨对象的静电相互作用系数可为负号。

根据所述化学机械研磨用水系分散体的任一实施方式，其可为含硅基板研磨用。