[发明专利]研磨液、研磨液组及研磨方法

说明书

本发明的一方面提供一种研磨液，其含有磨粒、羟基酸、多元醇、选自由氨基羧酸及氨基磺酸组成的组中的至少一种的两性离子化合物以及液态介质，且磨粒的ζ电位为正，氨基羧酸的等电点小于7.0，氨基磺酸的pKa大于0。

技术领域

本发明涉及一种研磨液、研磨液组及研磨方法。

背景技术

近年来的半导体元件的制造工序中，用于高密度化及微细化的加工技术的重要性逐渐提高。作为加工技术之一的CMP(Chemical Mechanical Polishing：化学机械研磨)技术，在半导体元件的制造工序中，成为浅沟槽隔离(Shallow Trench Isolation。以下，称为“STI”。)的形成、前金属绝缘材料或层间绝缘材料的平坦化、插塞或埋入金属配线的形成等所必需的技术。

作为最常用的研磨液，例如可列举包含气相二氧化硅、胶体二氧化硅等二氧化硅(氧化硅)粒子作为磨粒的二氧化硅系研磨液。二氧化硅系研磨液的特征在于通用性高，且通过适当地选择磨粒含量、pH、添加剂等，无论绝缘材料及导电材料如何，均能够研磨广泛种类的材料。

另一方面，作为主要以氧化硅等绝缘材料为对象的研磨液，包含铈化合物粒子作为磨粒的研磨液的需要也在扩大。例如，包含铈氧化物粒子作为磨粒的铈氧化物系研磨液即便磨粒含量低于二氧化硅系研磨液，也能够高速地研磨氧化硅(例如参照下述专利文献1及专利文献2)。

以往技术文献

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

发明内容

发明要解决的技术课题

在用于形成STI等的CMP技术中，进行如下层叠体的研磨，所述层叠体包括：具有凹凸图案的基板；配置于基板的凸部上的止挡层(包含止挡层材料的研磨停止层)；以及以填埋基板的凹部的方式配置于基板及止挡层上的绝缘材料(例如氧化硅)。在这种研磨中，通过止挡层而停止绝缘材料的研磨。即，在止挡层露出的阶段停止绝缘材料的研磨。其原因在于难以人为地控制绝缘材料的研磨量(例如绝缘膜中的被去除的膜厚)，通过对绝缘材料进行研磨直至止挡层露出而控制研磨的程度。

在CMP技术中，在对绝缘材料进行研磨而止挡层露出的阶段停止研磨后，为了避免绝缘材料残留于止挡层上，有时在止挡层露出后也进行多余地研磨。该多余的研磨被称为“过度研磨”。在进行过度研磨的情况下，若仅仅使用绝缘材料相对于止挡层材料的研磨选择性高的研磨液，则位于止挡层上的绝缘材料以外的绝缘材料也会被多余地研磨。因此，存在导致凹陷(dishing)(在作为元件分离层等的绝缘材料中产生凹陷(阶差)的现象)进行、且研磨后的平坦性差的情况。因此，在CMP技术中，需要在过度研磨时抑制过度的凹陷(位于止挡层上的绝缘材料以外的绝缘材料(埋入至基板凹部中的绝缘材料)被过度研磨)。

因此，本发明的目的在于提供一种在使用止挡层研磨绝缘材料时能够抑制过度凹陷的研磨液、研磨液组及研磨方法。

用于解决技术课题的手段

本发明的一方面所涉及的研磨液含有磨粒、羟基酸、多元醇、选自由氨基羧酸及氨基磺酸组成的组中的至少一种的两性离子化合物以及液态介质，且磨粒的ζ电位为正，氨基羧酸的等电点小于7.0，氨基磺酸的pKa大于0。

根据这种研磨液，在使用止挡层研磨绝缘材料时能够抑制过度的凹陷。由此能够使过度研磨结束后的基体的平坦性提高。

关于本发明的另一方面所涉及的研磨液组，上述研磨液的构成成分被分为第1液体和第2液体而保存，第1液体包含所述磨粒以及液态介质，第2液体包含所述羟基酸、所述多元醇、所述两性离子化合物以及液态介质。根据这种研磨液组，能够获得与上述研磨液相同的所述效果。