浆料及其筛选方法、以及研磨方法技术

本发明专利技术的浆料为含有磨粒及液态介质的浆料，其中，所述磨粒包含选自由金属氧化物及金属氢氧化物组成的组中的至少一种金属化合物，所述金属化合物包含可具有多个价数的金属，在通过使所述浆料与被研磨面接触而使所述磨粒与所述被研磨面接触时，所述浆料给出作为所述金属的所述多个价数中最小的价数的比例在X射线光电子分光法中为0.13以上的值。线光电子分光法中为0.13以上的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】浆料及其筛选方法、以及研磨方法


[0001]本专利技术涉及一种浆料及其筛选方法、以及研磨方法。

技术介绍

[0002]在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 Polishi ng：化学机械研磨)技术，在半导体元件的制造工序中，对于浅沟槽隔离(Sh allow Trench Isolation。以下，称为“STI”。)的形成、前金属(Pre
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met al)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而言成为必需的技术。
[0003]作为最常用的研磨液，例如可列举包含气相二氧化硅(fumed silica)、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，通过适当地选择磨粒含量、pH、添加剂等，无论是绝缘材料还是导电材料，能够研磨广泛种类的材料。
[0004]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使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，参考下述专利文献1及专利文献2)。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开平10
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106994号公报
[0008]专利文献2：日本特开平08
‑/>022970号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术课题
[0010]近年来，使器件(device)的槽部沿纵向层叠的3D
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NAND器件兴起。本技术中，槽形成时的绝缘材料的阶差与以往的平面型(planar type)相比，高数倍。伴随于此，为了维持器件制造的产量，需要在CMP工序等中尽快消除如上所述的高阶差，需要提高绝缘材料的研磨速度。
[0011]本专利技术欲解决上述课题，其目的在于提供一种可提高绝缘材料的研磨速度的浆料。并且，本专利技术的目的在于提供一种浆料的筛选方法，所述方法能够选定可提高绝缘材料的研磨速度的浆料。此外，本专利技术的目的在于提供一种可提高绝缘材料的研磨速度的研磨方法。
[0012]用于解决技术课题的手段
[0013]本专利技术的一方面所涉及的浆料为含有磨粒及液态介质的浆料，其中，所述磨粒包含选自由金属氧化物及金属氢氧化物组成的组中的至少一种金属化合物，所述金属化合物包含可具有多个价数的金属，在通过使所述浆料与被研磨面接触而使所述磨粒与所述被研
磨面接触时，所述浆料给出作为所述金属的所述多个价数中最小的价数的比例在X射线光电子分光法中为0.13以上的值。
[0014]根据这种浆料，可提高绝缘材料的研磨速度，且能够以高速的研磨速度研磨绝缘材料。
[0015]本专利技术的另一方面所涉及的浆料的筛选方法包括：通过使含有磨粒及液态介质的浆料与被研磨面接触而使所述磨粒与所述被研磨面接触的工序；以及测定工序，在所述磨粒接触于所述被研磨面的状态下，利用X射线光电子分光法测定所述磨粒中所含的金属的价数，所述磨粒包含选自由金属氧化物及金属氢氧化物组成的组中的至少一种金属化合物，所述金属化合物包含可具有多个价数的金属，在所述测定工序中，获得所述金属的所述多个价数中最小的价数的比例。
[0016]根据这种浆料的筛选方法，能够选定可提高绝缘材料的研磨速度的浆料。
[0017]本专利技术的另一方面所涉及的研磨方法包括使用作为上述浆料的筛选方法的所述测定工序中所获得的所述价数的比例而给出0.13以上的值的浆料，对所述被研磨面进行研磨的工序。
[0018]根据这种研磨方法，可提高绝缘材料的研磨速度，且能够以高速的研磨速度研磨绝缘材料。
[0019]专利技术效果
[0020]根据本专利技术，能够提供一种可提高绝缘材料的研磨速度的浆料。并且，根据本专利技术，能够提供一种浆料的筛选方法，所述方法能够选定可提高绝缘材料的研磨速度的浆料。此外，根据本专利技术，能够提供一种可提高绝缘材料的研磨速度的研磨方法。
[0021]根据本专利技术，能够提供一种浆料在包含绝缘材料的被研磨面的研磨中的用途。根据本专利技术，能够提供一种浆料在作为半导体元件的制造技术的基体表面的平坦化工序中的用途。根据本专利技术，能够提供一种浆料在STI绝缘材料、前金属绝缘材料或层间绝缘材料的平坦化工序中的用途。
具体实施方式
[0022]以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。但是，本专利技术并不限定于以下的实施方式。
[0023]＜定义＞
[0024]在本说明书中，使用“～”表示的数值范围表示包含“～”前后所记载的数值来分别作为最小值及最大值的范围。本说明书中阶段性地记载的数值范围中，某阶段的数值范围的上限值或下限值能够与另一阶段的数值范围的上限值或下限值任意组合。在本说明书中所记载的数值范围中，该数值范围的上限值或下限值也可替换成实施例中所示的值。所谓“A或B”，只要包含A及B的其中任一者即可，也可同时包含两者。本说明书中例示的材料只要无特别说明，则能够单独使用一种或者将两种以上组合使用。在本说明书中，在组合物中存在多种相当于各成分的物质的情况下，只要无特别说明，则组合物中的各成分的含量是指组合物中存在的该多种物质的合计量。“工序”一词不仅是指独立的工序，即使在无法与其他工序明确区分的情况下，只要可实现该工序的预期作用，则也包含于本用语中。
[0025]如后述，本实施方式所涉及的浆料含有磨粒(abrasive grain)。磨粒也称为“研磨
粒子”(abrasive particle)，但在本说明书中称为“磨粒”。通常认为磨粒为固体粒子，在研磨时通过磨粒所具有的机械作用(物理作用)及磨粒(主要是磨粒的表面)的化学作用而将去除对象物去除(remove)，但并不限定于此。
[0026]在本说明书中，所谓“研磨液”(polishing liquid、abrasive)，定义为研磨时与被研磨面接触的组合物。“研磨液”这一术语本身并不对研磨液中所含的成分做任何限定。
[0027]本说明书中的重均分子量例如能够使用标准聚苯乙烯的校准曲线并通过凝胶渗透色谱法(GPC)而在下述条件下进行测定。
[0028]使用设备：日立L
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6000型[日立制作所股份有限公司制造][0029]管柱：Gel pack GL
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R420+Gel pack GL
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R430+Gel pack GL
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R440[日立化成股份有限公司制造，商品名、共计3根][0030]洗脱液：四氢呋喃
[0031]测定温度：40℃
[0032]流量：1.75mL/min
[0033]检测器：L
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3300RI[日立制作所股份有限公司制造][0034]＜浆料＞
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种浆料，其为含有磨粒及液态介质的浆料，其中，所述磨粒包含选自由金属氧化物及金属氢氧化物组成的组中的至少一种金属化合物，所述金属化合物包含可具有多个价数的金属，在通过使所述浆料与被研磨面接触而使所述磨粒与所述被研磨面接触时，所述浆料给出作为所述金属的所述多个价数中最小的价数的比例在X射线光电子分光法中为0.13以上的值。2.根据权利要求1所述的浆料，其中，所述最小的价数为三价。3.根据权利要求1或2所述的浆料，其中，所述金属包含稀土金属。4.根据权利要求1至3中任一项所述的浆料，其中，所述金属包含铈。5.根据权利要求1至4中任一项所述的浆料，其中，所述浆料中的所述磨粒的ζ电位为+10mV以上。6.根据权利要求1至5中任一项所述的浆料，其中，所述被研...

【专利技术属性】
技术研发人员：野村理行，岩野友洋，松本贵彬，长谷川智康，久木田友美，
申请(专利权)人：昭和电工材料株式会社，
类型：发明
国别省市：