化学机械研磨用水系分散体和化学机械研磨方法、以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒技术

化学机械研磨用水系分散体，其含有（Ａ）细孔容积为０．１４ｍｌ／ｇ以上的磨粒和（Ｂ）分散介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及化学^研磨用水系^t体和化学机械研磨方法、以及用 于调制化学M研磨用水系分散体的试剂盒。
技术介绍
随着半导体装置的集成度的提高和多层配线化等，存储器件的存储容 量飞跃地增长。这得到加工技术的微细化t艮的支持，虽然进行了多层配 线化等，但芯片尺寸增大，与微细化相伴、工序增加，导致芯片的成本高。 在这样的状况下，将化学积械研磨技术引入加工膜等的研磨中，受到关注。 通过采用该化学M研磨技术，平坦化等多种微细化技术得以具体化。作为这样的微细化技术，已知例如微细化元件分离(Shallow Trench Isolation)的所谓STI技术。在该STI技术中，为了将晶片基板上成膜 的多余的绝缘层除去，使用化学机械研磨。在该化学M研磨工序中，被 研磨面的平坦性是重要的，因此研究有各种研磨剂。例如，特开平5-326469号公报和特开平9-270402号公报中公开了在 STI的化学;Wfe研磨工序中，通过使用水系*体，该水系^t体使用了 二氧化铈作为研磨磨粒，研磨速度增快，并且得到研磨损伤较少的祐:研磨 面。近年来，随着半导体元件的进一步多层化、高精细化的m,日益要 求半导体元件的收率、产量的进一步提高。与此相伴，日益希望化学^研磨工序后的被研磨面基本上没有产生研磨损伤并且高速的研磨。关于被研磨面的研磨损伤的减少，有报道指出脱乙酰壳多糖醋酸盐、 十二烷基胺、聚乙烯基他咯烷酮这样的表面活性剂有效(例如，参照特开 2000-109809号/>才艮、特开2001-7061号>^才艮和特开2001-185514号/>才艮)。但是，虽然通过使用这些技术能够减少研磨损伤，但是由于研磨速度降低, 所以尚未实现产量的提高。
技术实现思路
鉴于上述半导体装置制造技术的状况，本专利技术的目的在于提供能够维 持足够的研磨速度，并且能够大幅度降^^f磨损伤的化学M研磨用水系 ^t体，使用了上述化学M研磨用水系^:体的化学M研磨方法，以 及用于调制化学M研磨用水系^t体的试剂盒。本专利技术的一种实施方案所涉及的化学^O^f磨用水系^t体，其含有 (A)细孔容积为0.14ml/g以上的磨粒和(B)分lt介质。在上述化学,研磨用水系分散体中，上述(A)磨粒，由BET法算出 的比表面积能够为15. 0m7g以上，并且在使用了激光衍射法的粒度分布测 定得到的体积粒径分布中，从粒径小的粒子开始累计该粒子的体积比例而 得到的合计体积比例达到99%时的粒径(D99值)能够为lfim以下。在上述化学,研磨用水系M体中，上述(A)磨粒能够含有二氧化铈。在上述化学^研磨用水系^L体中，能够含有(C)水溶性高分子和 (D)辅助粒子中的任一者或两者。在上述化学机械研磨用水系^体中，能够含有100质量份的含二 氧化铈的无机粒子作为上述(A)磨粒，5~100质量份的阴离子性水溶性 高分子作为(C)水溶性高分子，5~100质量份的阳离子性有机聚合物粒 子作为(D)辅助粒子。本专利技术的一种实施方案所涉及的化学机械研磨方法，其包括在半导 体装置的制造中，使用上述化学^0^9f磨用水系^lt体，对导电层或绝缘 层进行研磨而使之平坦。本专利技术的一种实施方案所涉及的化学机械研磨方法，其包括使用分 散体，在半导体装置的制造中对导电层或绝缘层进行研磨而使之平坦；所 述^t体通过将上述化学M研磨用水系^S:体与选自(B )M介质、(C) 水溶性高分子、(D)辅助粒子、(E) pH调节剂、(F)表面活性剂和(G)防腐剂中的至少1种成分混合而得到。本专利技术的一种实施方案所涉及的用于调制化学M研磨用水系^t体的试剂盒，其是用于将第1液体和第2液体混合，调制化学^研磨用水系^t体的试剂盒，其中，包含上述第1液体和上述第2液体， 上述第1液体含有上述化学机,磨用水系M体， 上述第2液体含有选自(B) ^L介质、(C)水溶性高分子、(D)辅助粒子、(E) pH调节剂、(F)表面活性剂和(G)防腐剂中的1种以上的成分。采用上述化学;W^研磨用水系^t体，在半导体装置的制造中，通过 用作对导电层或绝缘层进行平坦化时的研磨材料，在不4吏研磨il;变大幅度 降低的情况下，能够将导电层或绝缘层平坦化，并且能够大幅度减少研磨 损伤，因此对于改善半导体装置的生产率和收率有效。更具体地说，在上述化学M研磨用水系分散体中，由于U)磨粒的 细孔容积为0.14ml/g以上，因此能够利用(A)磨粒内的微细的空间使(A) 磨粒和被研磨材料接触时产生的过剩的压力逃逸，因此压力不会集中在 (A)磨粒的1点。因此，能够大幅度减少研磨损伤。此外，在上述化学机^f磨用水系^t体中，通过使用(D)辅助粒子， 在被研磨材料和研磨垫之间能够产生均等的空间。因此，能够使(A)磨 粒和被研磨材料之间所加压力在一定的范围，因此能够进一步减少研磨损 伤。此外，采用上述化学;ia^研磨方法以及用于调制上述化学机械研磨用 水系分散体的试剂盒，通过使用上述化学机械研磨用水系^t体，在半导 体装置的制造中，在不使研磨速度大幅度降低的情况下，能够将导电层或 绝缘层平坦化，并且能够大幅度减少研磨损伤，因此对于改善半导体装置 的生产率和收率有效。附图说明图1是表示本专利技术的第2和第3实施方案的化学;IM^研磨方法的一例 的示意图。图2是示意地表示被研磨物(例如半导体晶片)的一例的截面图。图3是示意地表示研磨后的被研磨物的截面图。具体实施方式1.化学M研磨用水系^:体本专利技术的一种实施方案所涉及的化学机自磨用水系^t体含有(A) 细孔容积为0.14ml/g以上的磨粒和(B) M介质。以下对于本专利技术的一 种实施方案所涉及的化学机械研磨用水系分散体所含有的各成分进行详 述。1.1. (A)磨粒作为(A)磨粒，能够使用无机粒子。作为上述无机粒子，可以使用例如选自二氧化铈、二氧化硅、氧化铝、 氧化钛、氧化铬、二氧化锰、三氧化二锰、氧化铁、氧化锆、碳化硅、碳 化硼、金刚石、碳酸钡等中的l种或2种以上的成分。作为上述无机粒子，优选含有二氧化铈，更优选还含有选自二氧化硅、 氧化铝、氧化钛、氧化铬、二氧化锰、三氧化二锰、氧化铁、氧化锆、碳 化硅、碳化硼、金刚石、碳酸钡等中的l种或2种以上的成分。更优选使 用二氧化铈。二氧化铈可以通过例如对铈化合物进行煅烧而制造。其中， 作为原料使用的铈化合物，可以列举例如碳酸铈、硝酸铈、草酸铈等，煅 烧温度优选为3001C以上，更优选为600~ 900匸左右。或者，可以4吏用上述无机粒子的表面的一部分或全部被其他成分M 的磨粒。其中，作为其他成分，可以列举例如上述的成分。作为上述二氧化硅，可以列举例如热解法二氧化硅、胶体二氧化硅等。 上述热解法二氧化硅可以通过例如在氢和氧的存在下使氯化硅反应而得 到。胶体二氧化硅可以通过例如使硅酸盐化合物进行离子交换的方法、将 烷HJ^化合物水解并经缩合反应的方法等而得到。无机粒子为二氧化铈与其他无机粒子的混合物时，二氧化铈在全部无 机粒子中所占的比例优选为60质量％以上，更优选为90质量％以上。此外，作为无机粒子，优选是只由二氧化铈形成的无机粒子或者是由 二氧化铈和二氧化硅形成的无机粒子，更优选是只由二氧化铈形成的无机 粒子。(A)磨粒的细孔容积，优选为0.14ml/g以上，更优选为0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
化学机械研磨用水系分散体，其含有（Ａ）细孔容积为０．１４ｍｌ／ｇ以上的磨粒和（Ｂ）分散介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-12-16 362688/20051.化学机械研磨用水系分散体，其含有(A)细孔容积为0.14ml/g以上的磨粒和(B)分散介质。2. 如权利要求1所述的化学^研磨用水系分散体，其中，上述(A) 磨粒，由BET法算出的比表面积为15. 0m7g以上，并且在使用了激光衍射 法的粒度分布测定得到的体积粒径分布中，从粒径小的粒子开始累计该粒 子的体积比例而得到的合计体积比例达到99%时的粒径，即D99值为l一 以下。3. 如权利要求1或2所述的化学;W^研磨用水系分散体，其中，上述 (A)磨粒含有二氧化铈。4. 如权利要求1~3中任一项所述的化学M研磨用水系分散体，其 含有(C)水溶性高分子和(D)辅助粒子中的任一者或两者。5. 如权利要求l所述的化学^研磨用水系^t体，其含有 IOO质量份的含二氧化铈的无机粒子作为上述(A)磨粒， 5-100质量份的阴离子性水溶性高分子作为(C)水溶性高分子， 5~100...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田宪彦，植野富和，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]