[发明专利]研磨液和研磨方法

说明书

一种研磨液，其含有磨粒、分子量为210以上的膦酸化合物以及选自氨基酸和氨基酸衍生物中的至少一种，所述磨粒的硅烷醇基密度在6.5个/nm²以下，所述磨粒的缔合度在1.5以上。

技术领域

本发明涉及研磨液和研磨方法。本发明涉及例如可在半导体基板的布线形成工序等中的研磨中使用的研磨液和研磨方法。

背景技术

近年来，随着半导体集成电路(以下，称为“LSI”)的高集成化和高性能化，正在开发新的微细加工技术。化学机械研磨(以下，称为“CMP”)法是其中之一，是LSI制造工序(特别是，多层布线形成工序中的层间绝缘膜的平坦化、金属插塞的形成或者嵌入式布线的形成)中频繁使用的技术。例如在下述专利文献1中公开了该技术。

CMP被应用于半导体制造中的各工序，作为其中的一个形式，例如，可举出应用于晶体管制造中的栅极(gate)形成工序。在制造晶体管时，有时研磨金属、硅、氧化硅、氮化硅、多晶硅(polysilicon)等材料，要求根据晶体管结构来控制各材料的研磨速度。

在这种情况下，作为课题之一，在包含二氧化硅、氮化硅以及多晶硅的被研磨面的研磨中，存在相对于二氧化硅而言非选择性地研磨氮化硅和多晶硅的要求。在此处，“非选择性”是指，相对于二氧化硅而言，未选择性地研磨氮化硅和多晶硅，是指相对于二氧化硅的研磨速度而言，氮化硅和多晶硅的研磨速度为相同程度。

作为研磨二氧化硅、氮化硅以及多晶硅时所使用的磨粒，二氧化铈(铈土；ceria)颗粒和二氧化硅颗粒是众所周知的。

下述专利文献2中，公开了使用包含胶态二氧化铈颗粒(二氧化铈颗粒)和季甲基丙烯酰基烷基铵聚合物(阳离子性聚合物)的研磨液，同时研磨二氧化硅、氮化硅以及多晶硅的情况。

下述专利文献3中，公开了通过使用将磺酸固定于磨粒表面并具有负的ζ(zeta)电位的二氧化硅颗粒来提高氮化硅研磨速度的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第4944836号说明书

专利文献2：日本特表2016-531429号公报

专利文献3：日本专利第6028046号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，使用二氧化铈颗粒时，由于二氧化铈与二氧化硅的反应性高，因而，相对于氮化硅和多晶硅的研磨速度，二氧化硅的研磨速度过高，氮化硅和多晶硅这两者的研磨速度也提高，在此基础上，相对于二氧化硅非选择性地研磨氮化硅和多晶硅是困难的。

另外，即使在使用二氧化硅颗粒时提高氮化硅研磨速度的情况下，也难以控制二氧化硅、氮化硅以及多晶硅的研磨速度，难以相对于二氧化硅非选择性地研磨氮化硅和多晶硅。

本发明旨在解决上述问题，其目的是提供一种可相对于二氧化硅非选择性地研磨氮化硅和多晶硅的研磨液和研磨方法。

解决问题的手段

为解决上述问题，本发明人进行了各种研究，其结果发现，将特定的磨粒和特定的添加剂并用是重要的因素。

本发明的研磨液含有磨粒、分子量为210以上的膦酸化合物以及选自氨基酸和氨基酸衍生物中的至少一种，所述磨粒的硅烷醇基密度在6.5个/nm²以下，所述磨粒的缔合度在1.5以上。

本发明的研磨液能相对于二氧化硅非选择性地研磨氮化硅和多晶硅。本发明的研磨液能边对包含二氧化硅、氮化硅以及多晶硅的被研磨面进行平坦化边进行研磨。

所述磨粒优选包含胶态二氧化硅。所述磨粒的ζ电位优选为正。