绝缘膜研磨用CMP研磨剂、研磨方法、通过该研磨方法研磨的半导体电子部件技术

本发明专利技术提供一种在使层间绝缘膜、ＢＰＳＧ膜、浅沟槽隔离用绝缘膜或配线间的绝缘膜层平坦化的ＣＭＰ技术中，能够高效并且高速地进行ＳｉＯ↓［２］膜或ＳｉＯＣ膜等绝缘膜研磨的绝缘膜研磨用ＣＭＰ研磨剂，使用该研磨剂进行研磨的方法以及通过该研磨方法进行研磨的半导体电子部件。含有氧化铈粒子、分散剂、侧链上具有氨基的水溶性高分子和水的绝缘膜研磨用ＣＭＰ研磨剂，使用该研磨剂进行研磨的研磨方法，以及通过该研磨方法进行研磨的半导体电子部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及绝缘膜研磨用CMP研磨剂、使用该研磨剂进行研磨的研磨方 法以及通过该研磨方法进行研磨的半导体电子部件。
技术介绍
在现在的超大规模集成电路中，具有提高封装密度的倾向，并且也正在研 究、开发各种微细加工技术。设计规则已经达到了亚半微米(sub-halfmicron) 的级别。为了满足这种严格的微细化要求而开发的技术之一为化学机械研磨 (CMP: Chemical Mechanical Polishing )技术。由于该技术能够在半导体装置的制造过程中，将施加曝光的层完全平坦 化，并且減轻曝光技术的负担，使产率稳定，因此是在进行例如层间绝缘膜、 BPSG膜的平坦化、浅沟槽隔离等时所必须的技术。以往，在半导体装置的制造工序中，作为用于使等离子体-CVD( Chemical Vapor Deposition,化学气相沉积法)、低压-CVD等方法所形成的氧化石圭绝缘 膜等无机绝缘膜层平坦化的CMP研磨剂， 一般考虑热解法二氧化硅类的研磨 剂。热解法二氧化硅类的研磨剂，通过使二氧化硅粒子在四氯硅酸中热分解等 的方法发生粒成长，并进行pH调整而制造。但是，其存在以下问题热解法 二氧化硅本身附着在研磨基板上，即使洗涤，该附着物也无法完全除去。此外，在以往使层间绝缘膜平坦化的CMP技术中，存在以下问题研磨 速度对基板上的浮皮研磨膜图案具有高依赖性，并且根据图案密度差或尺寸差的 大小，凸部的研磨速度有很大差异，以及，由于对凹部也进行了研磨，因此无 法实现晶片面内整体的高水平的平坦化。此外，在使层间绝缘膜平坦化的CMP技术中，需要在层间绝缘膜的中部 结束研磨，其一般采用根据研磨时间来进行研磨量控制的工艺管理方法。但是存在以下问题不仅根据图案的高低差形状变化，而且，根据研磨布的状态等，研磨速度也产生显著变化，因此工艺管理困难。在设计规则为0.3,以上的生产中，在集成电路内的元件分离中使用 LOCOS (硅的局部氧化)。然后，加工尺寸进一步微细化的话，就需要元件隔 离宽度窄的技术，并且正在使用浅沟槽隔离。在浅沟槽隔离中，为了除去基板 上形成的多余的氧化硅膜而使用CMP,并且为了使研磨停止，在氧化硅膜的 下面形成研磨速度慢的停止膜。停止膜使用氮化硅等，并希望氧化硅膜与停止 膜的研磨速度比值大。另一方面，作为光罩、透镜等的玻璃表面研磨剂，使用氧化铈研磨剂。氧 化铈粒子与二氧化硅粒子或氧化铝粒子相比，其硬度较低，因此，不易对研磨 表面产生损伤，从而对抛光镜面研磨是有用的。然而，由于玻璃表面研磨用氧 化铈研磨剂使用含有钠盐的分散剂，因此不适合直接用作半导体用研磨剂。此 外，氧化铈研磨剂在价格方面和热解法二氧化硅研磨剂相比，其价格高，因此 较多是以研磨粒浓度为低浓度的情况使用。因此，氧化铈研磨剂存在以下问题 在研磨初期阶段将被研磨面研磨平坦的能力低，和热解法二氧化硅研磨剂相 比，氧化铈研磨剂的研磨时间变长到不必要的程度。因此，如特开2005 - 159351号公报所述，提出了在以消除被研磨面高低 差为目的的初期粗切削工序中，使用含有高浓度热解法二氧化硅的研磨剂进行 研磨，然后，在通过停止膜的氮化硅使研磨停止的工序中，使用含有低浓度氧 化铈粒子的研磨剂进行研磨的工艺。本专利技术目的在于4是供一种在使层间绝缘膜、BPSG膜、浅沟槽隔离用绝缘 膜或配线间的绝缘膜平坦化的CMP技术中，能够高效并且高速地进行Si02 膜或SiOC膜等绝缘膜研磨的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，使用该研磨剂进行 研磨的方法以及通过该研磨方法进行研磨的半导体电子部件。
技术实现思路
专利技术涉及(1) 一种绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在于含有氧化铈 粒子、分散剂、侧链上具有氨基的水溶性高分子和水。此外，本专利技术涉及(2)如所述(1 )所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂， 在氧化铈粒子量和研磨条件相同的情况下，与不含权利要求1所述的研磨剂中 的侧链上具有氨基的水溶性高分子的研磨剂相比，研磨速度为1.2倍以上。此外，本专利技术涉及(3)如所述(1 )或(2)所述的绝缘膜研磨用CMP 研磨剂，其特征在于侧链上具有氨基的水溶性高分子，是聚合由下述通式(I) 或下述通式(II)所表示的聚合性氨基化合物的至少 一种以上而形成的聚合物。<formula>formula see original document page 8</formula>(式(I)中，R!表示氢、低级烷基、苯基、千基、卣素取代的低级烷基、 氰基，R2表示C广C!8的亚烷基，R3表示氢或d ds的烷基，R4表示C广 Cw的烷基。)<formula>formula see original document page 8</formula>(式(n)中，Rs表示氢、低级烷基、苯基、节基、卣素取代的低级烷基、氰基，&表示氢或C广C,8的烷基，R 表示C广ds的亚烷基，Rs表示氢或 C广ds的烷基，R9表示d Qg的烷基。)此外，本专利技术涉及(4)如所述(1) ~ (3)任一项所述的绝缘膜研磨用 CMP研磨剂，其特征在于所述侧链上具有氨基的水溶性高分子，是聚合由下 述通式(III)所表示的化合物的至少一种以上和所述(3)所述的聚合性氨基化合物而形成的聚合物,<formula>formula see original document page 9</formula>(式(m)中，R,o表示氢、低级烷基、苯基、千基、卤素取代的低级烷基、氰基，Ru和R^表示氢或C广ds的烷基、低级羟基亚烷基、酰基，R 和R12也可以互相结合起来形成吗啉代基、硫代吗啉代基、吡咯烷基 (pyrrolidine) )、 1-派咬基(piperidino )。)此外，本专利技术涉及(5)如所述(1 ) ~ (4)任一项所述的绝缘膜研磨用 CMP研磨剂，其特征在于所述侧链上具有氨基的水溶性高分子的添加量，相 对于100重量份研磨剂，为0.00001重量份 1重量份。此外，本专利技术涉及(6)如所述(1) ~ (5)任一项所述的绝缘膜研磨用 CMP研磨剂，其特征在于进一步含有水溶性非离子性化合物。此外，本专利技术涉及(7)如所述(6)所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂， 其特征在于所述水溶性非离子性化合物的添加量，相对于100重量份研磨剂， 为0.00001重量^f分 1重量份。此外，本专利技术涉及(8)如所述(1 ) ~ (7)任一项所述的绝缘膜研磨用 CMP研磨剂，其特征在于所述氧化铈粒子的平均粒径为80nm 1000nm，并 且氧化铈粒子的添加量，相对于IOO重量份研磨剂，为0.1重量份~15重量份。此外，本专利技术涉及(9)如所述(1 )所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂， 其特征在于在研磨前适当混合含有所述氧化铈粒子、所述分散剂和水的氧化铈 浆料(A液)和含有所述侧链上具有氨基的水溶性高分子和水的添加液(B液)， 然后供给。此外，本专利技术涉及(10)如所述(6)所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂， 其特征在于在研磨前适当混合含有氧化铈粒子、所述分散剂和水的氧化铈浆料(A液)和含有所述侧链上具有氨基的水溶性高分子、水和水溶性非离子性化合物的添加液(c液)，然后供给。此外，本专利技术涉及(11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘膜研磨用ＣＭＰ研磨剂，其特征在于，含有氧化铈粒子、分散剂、侧链上具有氨基的水溶性高分子和水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-1-31 022354/2006;JP 2006-3-3 057717/20061.一种绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在于，含有氧化铈粒子、分散剂、侧链上具有氨基的水溶性高分子和水。2. 如权利要求1所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其在氧化铈粒子量 和研磨条件相同的情况下，与不含权利要求1所述的研磨剂中的所述侧链上具 有氨基的水溶性高分子的研磨剂相比，研磨速度为1.2倍以上。3. 如权利要求1或2所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在于， 侧链上具有氨基的水溶性高分子，是聚合由下述通式(I)或下述通式(II)所 表示的聚合性氨基化合物的至少 一种以上而成的聚合物，<formula>formula see original document page 2</formula>式(I)中，R,表示氢、低级烷基、苯基、苄基、卣素取代的低级烷基、氰基，R2表示C广C,8的亚烷基，R3表示氢或C广ds的烷基，R4表示C广Qg的烷基；<formula>formula see original document page 2</formula>(II)式(n)中，Rs表示氢、低级烷基、苯基、苄基、卤素取代的低级烷基, 氰基，R6表示氬或Q-d8的烷基，R7表示Q C!8的亚烷基，Rs表示氢或 C广C,8的烷基，R9表示C广C,8的烷基。4. 如权利要求1 ~3任一项所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在 于，所述侧链上具有氨基的水溶性高分子，是聚合由下述通式(III)所表示的 化合物的至少一种以上和权利要求3所述的聚合性氨基化合物而成的聚合物，<formula>formula see original document page 3</formula> (III)式(m)中，R,o表示氢、低级烷基、苯基、节基、卣素取代的低级烷基、氰基，Ru和R。表示氢、d-C!8的烷基、低级羟基亚烷基、酰基，Rn和Rn 也可以互相结合起来形成吗啉代基、^克代吗啉代基、吡咯烷基、l-哌咬基。5. 如权利要求1 ~4任一项所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在 于，所述侧链上具有氨基的水溶性高分子的添加量，相对于100重量份研磨剂， 为0.00001重量份~1重量份。6. 如权利要求1 5任一项所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在 于进一步含有水溶性非离子性化合物。7. 如权利要求6所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在于，所述 水溶性非离子性化合物的添加量，相对于IOO重量J分研磨剂，为0.00001重量 份~1重量份。8. 如权利要求1-7任一项所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在 于，所述氧化铈粒子的平均粒径为80nm~ 1000nm,并且氧化^沛粒子的添加量， 相对于100重量份研磨剂，为0.1重量份~15重量份。9. 如权利要求1所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在于，在研 磨前适当混合含有所述氧化铈粒子、所述分散剂和水的氧化铈浆料(A液)和 含有所述侧链上具有氨基的水溶性高分子和水的添加液(B液)，然后供给。10. 如权利要求6所述的绝缘膜研磨用CMP研磨剂，其特征在于，在研 磨前适当混合含有氧化铈粒子，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：深泽正人，榎本和宏，山岸智明，小山直之，
申请(专利权)人：日立化成工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]