[发明专利]悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法以及基体

说明书

本发明提供一种研磨液，所述研磨液含有：磨粒、具有芳香族杂环的化合物、添加剂(其中，不包括上述具有芳香族杂环的化合物)和水，所述磨粒含有4价金属元素的氢氧化物，所述芳香族杂环具有未与氢原子键合的环内氮原子，使用Merz‑Kollman法得到的所述环内氮原子的电荷在‑0.45以下。

本申请是基于以下中国专利申请的分案申请：

原案申请日：2014年07月01日

原案申请号：201480049482.8(PCT/JP2014/067570)

原案申请名称：悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法以及基体

技术领域

本发明涉及悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法以及基体。本发明特别涉及半导体元件的制造工序中使用的悬浮液、研磨液套剂、研磨液、基体的研磨方法以及基体。

背景技术

作为ULSI半导体元件的制造技术，现在正在研究开发用于半导体元件的高密度化及微细化的加工技术。CMP(chemical mechanical polishing，化学机械研磨)技术是这样的加工技术之一。在半导体元件的制造工序中，使用CMP的平坦化技术正成为进行层间绝缘材料的平坦化、形成STI(浅沟槽隔离)、形成栓塞以及形成嵌入式金属配线(镶嵌工序)等时的必要技术。通常，CMP工序(使用CMP技术的平坦化工序)通过在研磨垫(研磨布)和基体的被研磨材料之间供给CMP用研磨液，通过研磨垫研磨被研磨材料来进行。

作为CMP中使用的CMP用研磨液，已知有各种研磨液。根据磨粒(研磨粒子)的种类将CMP用研磨液分类的话，有含有二氧化铈(氧化铈)粒子的氧化铈系研磨液、含有二氧化硅(氧化硅)粒子的氧化硅系研磨液、含有三氧化二铝(氧化铝)粒子的氧化铝系研磨液、含有有机树脂粒子的树脂粒子系研磨液等。

但是，近年来在半导体元件的制造工序中需要达到配线的进一步微细化，研磨时产生的研磨缺陷成为问题。即，使用以往的研磨液进行研磨时，即使发生微小的研磨损伤，如果该研磨损伤的尺寸小于以往的配线宽度则没有问题，但是想进一步达到配线的微细化的情况下，就会存在问题。

针对该问题，进行了降低研磨液中含有的磨粒的平均粒径的尝试。但是，降低平均粒径的话，存在由于机械作用降低而研磨速度下降的问题。这样极其难以兼顾研磨速度和研磨损伤。针对此问题，探讨了使用含有4价金属元素的氢氧化物的磨粒的研磨液(例如，参考以下专利文献1～4)。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】国际公开第02/067309号

【专利文献2】国际公开第2012/070541号

【专利文献3】国际公开第2012/070542号

【专利文献4】国际公开第2012/070544号

发明内容

发明要解决的课题

本发明人发现，使用含有4价金属元素氢氧化物的磨粒的悬浮液，以及使用该悬浮液而获得的研磨液中，存在随着时间经过而从磨粒中放出离子的情况。像这样从磨粒中放出离子的话，可能导致悬浮液或研磨液中混入对于研磨来说不必要的离子，或者磨粒自身发生变化，研磨特性改变。

此外，存在将含有磨粒的悬浮液与含有添加剂的添加液恰在研磨之前进行混合获得研磨液，然后使用该研磨进行研磨的情况。此时，作为简便并且准确连续地按照事前确定的混合比来混合悬浮液和添加液的方法，可以测定混合后的研磨液的电导率。此方法的前提是悬浮液和添加液的电导率固定，或者几乎不发生变化。然而，如果由于上述的从磨粒中放出离子导致悬浮液本身的电导率发生改变的话，则不能使用这样的方法，因而导致工序管理上的困难。