[发明专利]研磨用组合物、其制造方法以及使用其的研磨方法及基板的制造方法

说明书

本发明提供一种研磨用组合物，其可以减少在不同种材料间无意产生的高度差、在图案的疏密部分之间无意产生的高度差。本发明涉及一种研磨用组合物，其包含：平均一次粒径为5～50nm的磨粒、包含具有特定结构的芳香环及与其直接键合的磺基或其盐基的化合物的高度差改良剂、和分散介质，该研磨用组合物的pH不足7。

技术领域

本发明涉及研磨用组合物、其制造方法以及使用其的研磨方法及基板的制造方法。

背景技术

在半导体装置制造过程中，随着半导体装置性能的提升，需要将布线制造为更高密度且高集成的技术。在像这样的半导体装置的制造过程中，CMP(Chemical MechanicalPolishing：化学机械研磨)是必需的工艺。随着半导体电路的微细化的推进，图案晶圆的凹凸所要求的平坦性变高，要求通过CMP实现纳米级的高平坦性。为了通过CMP实现高平滑性，优选以高研磨速度对图案晶圆的凸部进行研磨且几乎不对凹部进行研磨。

半导体晶圆由以下的不同种材料构成：形成电路的多晶硅、作为绝缘材料的氧化硅、用于保护不是沟槽或通孔的一部分的二氧化硅表面在蚀刻中免受损伤的氮化硅等。这样的图案晶圆中，研磨用组合物对各材料的作用不同，因此难以形成完全的平坦面，要求尽可能地减少在不同种材料间产生的高度差。

作为产生高度差的原因之一，可举出被称为凹陷(dishing)的现象的发生，该现象是指，多晶硅、氧化硅等比较柔软的、易于与研磨剂反应的材料与其周围的氮化硅等相比被过度地磨削。作为用于抑制该凹陷现象的发生的技术，日本特开2012-040671号公报(美国专利申请公开第2013/0146804号说明书)中公开了一种研磨用组合物，其能够以比多晶硅等更高的速度对氮化硅等缺乏化学反应性的研磨对象物进行研磨，其含有固定化有有机酸的胶体二氧化硅，所述研磨用组合物的pH为6以下。

发明内容

然而，以往的研磨用组合物有以下问题：无法抑制与上述的凹陷现象相对的、与多晶硅、氧化硅等材料相比其周围的氮化硅被过度地磨削的现象。

另外，以往的研磨用组合物有如下问题：特别是在形成微细图案的部分中，无法抑制多晶硅、氧化硅或氮化硅被过度地磨削的现象。

于是，本发明的目的在于提供一种研磨用组合物，其可以减少在不同种材料间无意产生的高度差、在图案的疏密部分之间无意产生的高度差。

为了解决上述问题，本发明人等反复进行了深入研究。其结果发现，通过使用包含具有特定结构的芳香环及与其直接键合的磺基或其盐基的化合物的高度差改良剂、并将其与平均一次粒径为5～50nm的磨粒组合使用，可以解决上述问题，从而完成了本发明。

即，本发明为一种研磨用组合物，其包含高度差改良剂和分散介质，所述高度差改良剂选自由下述化学式(1)所示化合物及其盐、下述化学式(2)所示化合物及其盐、由下述化学式(3)所示的结构单元形成的聚合物及其盐、以及具有下述化学式(3)所示的结构单元和源自其他单体的结构单元的共聚物及其盐组成的组中的至少1种，

上述式(1)中，R¹～R⁶分别独立地为氢原子、羟基、磺基、不包含磺基的阴离子性基团、阳离子性基团、碳数2～6的烷氧基羰基、或碳数1～10的烃基，

此时，R¹～R⁶的至少1者为磺基，

上述式(2)中，R⁷～R¹⁴分别独立地为氢原子、羟基、磺基、不包含磺基的阴离子性基团、阳离子性基团、碳数2～6的烷氧基羰基、或碳数1～10的烃基，

此时，R⁷～R¹⁴的至少1者为磺基，