[发明专利]研磨用组合物和研磨方法

说明书

本发明涉及研磨用组合物和研磨方法。[课题]提供如下研磨用组合物：适合于利用CMP法对在由绝缘膜形成的图案上形成了由具有硅‑硅键的硅材料形成的膜的研磨对象物进行研磨而形成由上述硅材料形成的布线图案的用途，还能够抑制研磨速度的显著降低。[解决方案]本发明的研磨用组合物包含：磨粒；第一水溶性高分子，其由包含内酰胺环的高分子化合物形成、且重均分子量低于30万；第二水溶性高分子，其由包含内酰胺环的高分子化合物形成、且重均分子量小于第一水溶性高分子；碱性化合物；和，水。

技术领域

本发明涉及研磨用组合物和研磨方法。

背景技术

近年来，随着半导体基板表面的多层布线化，在制造器件时，利用了对半导体基板进行研磨并平坦化的、所谓化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing；CMP)技术。CMP为如下方法：使用包含二氧化硅、氧化铝、氧化铈等磨粒、防腐蚀剂、表面活性剂等的研磨用组合物(浆料)，使半导体基板等研磨对象物(被研磨物)的表面平坦化，研磨对象物(被研磨物)为硅、多晶硅、硅氧化膜(氧化硅)、氮化硅、由金属等形成的布线、插头等。

关于利用CMP对半导体基板进行研磨时使用的研磨用组合物，迄今为止已经进行了各种提案。

例如，专利文献1中记载了一种用于改善对多晶硅的研磨特性、特别是高度差消除效率的研磨用组合物。该研磨用组合物包含磨粒(胶体二氧化硅)和氧化剂，且pH为6以上。记载了如下内容：根据该研磨用组合物，氧化剂在pH6以上的组合物中对作为研磨对象物的多晶硅的表面施加化学作用以进行化学研磨，因此改善对具有高度差的研磨对象物的高度差消除特性。

另外，专利文献1中记载了一种研磨用组合物，其包含：500ppm的作为为了进一步改善高度差消除效率而配混的添加剂即水溶性高分子的一例的重均分子量为40000的聚乙烯基吡咯烷酮。该研磨用组合物的pH为9，含有0.1质量％的过氧化氢。

专利文献2中记载了一种CMP研磨剂用添加剂，其包含具有乙炔键的有机化合物、水溶性的乙烯基聚合物和水，pH为4～9，通过与半导体用氧化铈浆料组合，从而能对半导体用无机绝缘膜进行研磨。记载了如下内容：通过配混该添加剂，从而能够改善晶圆面内整面的研磨均匀性，改善晶圆面内整面的平坦化特性。另外，作为水溶性的乙烯基聚合物，未示例聚乙烯基吡咯烷酮。

专利文献3中，作为对硅晶圆进行粗研磨用途的研磨用组合物，记载了一种研磨用组合物，其包含：磨粒；由重均分子量不同的二种同一结构体(第一含氮水溶性高分子和第二含氮水溶性高分子)形成的含氮水溶性高分子(聚乙烯基吡咯烷酮、含有率为0.005质量％以下)；碱性化合物；和，水。另外，作为二种含氮水溶性高分子的配混比，记载了第一含氮水溶性高分子(重均分子量为30万以上)：第二含氮水溶性高分子(重均分子量低于30万)＝5：1～1：20。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-86355号公报

专利文献2：日本特开2008-85058号公报

专利文献3：WO2019/116833小册子

发明内容

发明要解决的问题

半导体装置的制造工序中，例如进行如下操作：利用CMP法对在由氮化硅膜(绝缘膜)形成的图案上形成了多晶硅膜(由具有硅-硅键的硅材料形成的膜)的研磨对象物进行研磨，从而形成由多晶硅膜形成的布线图案。作为该研磨时产生的问题，可以举出如下问题：由多晶硅膜形成的布线图案的上表面产生如盘子那样凹下的凹陷(Dishing)；布线间的氮化硅膜的上表面被切削而产生侵蚀；要被切削的多晶硅膜残留而成为布线图案间的氮化硅膜不露出的状态。