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公開番号2024058420
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165767
出願日2022-10-14
発明の名称酸化珪素膜用研磨液組成物
出願人花王株式会社
代理人弁理士法人池内アンドパートナーズ
主分類H01L 21/304 20060101AFI20240418BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】一態様において、酸化珪素膜の研磨速度向上と研磨後の基板表面の面内均一性向上とを両立できる酸化珪素膜用研磨液組成物を提供する。
【解決手段】本開示は、一態様において、酸化セリウム粒子(成分A)と、下記式(I)で表される化合物(成分B)と、水系媒体と、を含有する、酸化珪素膜用研磨液組成物に関する。
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前記式(I)中、Rは、炭素数1以上6以下の脂肪族炭化水素基を示し、Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機カチオン又はアンモニウム(NH₄ ⁺)を示す。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化セリウム粒子（成分Ａ）と、下記式（Ｉ）で表されるアルコキシ酢酸又はその塩（成分Ｂ）と、水系媒体と、を含有する、酸化珪素膜用研磨液組成物。
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2024058420000006.tif
16
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前記式（Ｉ）中、Ｒは、炭素数１以上６以下の脂肪族炭化水素基を示し、Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機カチオン又はアンモニウム（ＮＨ
4
+
）を示す。
続きを表示（約 490 文字）【請求項２】
成分Ａの含有量は、０．１質量％以上１０質量％以下である、請求項１に記載の研磨液組成物。
【請求項３】
成分Ｂの含有量は、０．１ｍＭ以上１０ｍＭ以下である、請求項１又は２に記載の研磨液組成物。
【請求項４】
成分Ｂは、メトキシ酢酸又はその塩、及び、エトキシ酢酸又はその塩から選ばれる少なくとも１種である、請求項１から３のいずれかに記載の研磨液組成物。
【請求項５】
成分Ｂは、エトキシ酢酸又はその塩である、請求項１から３のいずれかに記載の研磨液組成物。
【請求項６】
研磨液組成物のｐＨは、３．５超７．５以下である、請求項１から５のいずれかに記載の研磨液組成物。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の研磨液組成物を用いて被研磨膜を研磨する工程を含む、半導体基板の製造方法。
【請求項８】
請求項１から６のいずれかに記載の研磨液組成物を用いて被研磨膜を研磨する工程を含み、前記被研磨膜は、半導体基板の製造過程で形成される酸化珪素膜である、研磨方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、酸化珪素膜用研磨液組成物、これを用いた半導体基板の製造方法及び研磨方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）技術とは、加工しようとする被研磨基板の表面と研磨パッドとを接触させた状態で研磨液をこれらの接触部位に供給しつつ被研磨基板及び研磨パッドを相対的に移動させることにより、被研磨基板の表面凹凸部分を化学的に反応させると共に機械的に除去して平坦化させる技術である。
【０００３】
現在では、半導体素子の製造工程における、層間絶縁膜の平坦化、シャロートレンチ素子分離構造の形成、プラグ及び埋め込み金属配線の形成等を行う際には、このＣＭＰ技術が必須の技術となっている。近年、半導体素子の多層化、高精細化が飛躍的に進み、半導体素子の歩留まり及びスループット（収量）の更なる向上が要求されるようになってきている。それに伴い、ＣＭＰ工程に関しても、研磨傷フリーで且つより高速な研磨が望まれるようになってきている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、ａ）第一セリウムイオン源、水酸化物イオン源、少なくとも１つのナノ粒子安定剤、及び、酸化剤を含む水性反応混合物を提供する工程、ｂ）前記混合物を機械的にせん断して、それにより水酸化セリウムナノ粒子の懸濁物を形成する工程、及び、ｃ）混合物を５０℃と１００℃の間の温度まで加熱して、それにより二酸化セリウムナノ粒子を形成する工程を含み、前記ナノ粒子安定剤がアルコキシ置換カルボン酸、α－ヒドロキシルカルボン酸、ピルビン酸、及び小さい有機ポリ酸からなる群から選択される、二酸化セリウム粒子の製造方法が提案されている。同文献の０２０４段落等には、前記二酸化セリウム粒子を、半導体基板の平坦化のための研磨剤として使用できることが記載されている。
特許文献２では、半導体集積回路のバリア層を研磨するための研磨液として、表面が正のζ電位を示すコロイダルシリカ、カルボキシル基を有する化合物、腐食抑制剤、及び、界面活性剤を含み、ｐＨが２．５～５．０である研磨液が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－１３９１２７号公報
特開２００８－１８１９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の半導体分野においては高集積化が進んでおり、配線の複雑化や微細化が求められている。そのため、ＣＭＰでは、砥粒の粒径を小さくすることで欠陥の低減を図っているが、この場合、研磨速度が低下する問題があり、酸化珪素膜の研磨速度の向上が要求されている。
特に、３次元ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの層間絶縁膜のＣＭＰによる平坦化工程においては、被研磨基板上に階段状にスタックされたフィルムのアレイ部とその周辺部とで酸化珪素膜の表面凹凸の段差が大きいため、ＣＭＰによる平坦化に時間がかかるという問題がある。例えば、参考文献International Conference on Planarization/CMP technology(ICPT), p106 (2016)には、図１に示されるようにＣＭＰ前にエキストラエッチング（extra-etching process）を行うことによって、凸部を微細化し、ＣＭＰ効率を向上し、研磨時間を短縮する方法が提案されている。一方、記録容量の増大に伴い、アレイ部の厚みはさらに向上し、表面凹凸の段差がさらに大きくなる。したがって、このような微細な凸部を高速に除去することがより一層求められるようになってきている。
また、微細な凸部を除去した後、基板表面全体のさらなる削り込みを行うことで、基板表面の平坦化が行われている。しかし、基板表面の中央部と周辺部とでは研磨速度が異なることがあり、研磨の面内均一性（グローバル平坦化）が低下するという問題がある。そのため、高研磨速度で、研磨の面内均一性を向上することが求められる。
【０００７】
そこで、本開示は、酸化珪素膜の研磨速度向上と研磨の面内均一性向上とを両立できる酸化珪素膜用研磨液組成物、これを用いた半導体基板の製造方法及び研磨方法等を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、一態様において、酸化セリウム粒子（成分Ａ）と、下記式（Ｉ）で表されるアルコキシ酢酸又はその塩（成分Ｂ）と、水系媒体と、を含有する、酸化珪素膜用研磨液組成物に関する。
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170
前記式（Ｉ）中、Ｒは、炭素数１以上６以下の脂肪族炭化水素基を示し、Ｍは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、有機カチオン又はアンモニウム（ＮＨ
4
+
）を示す。
【０００９】
本開示は、一態様において、本開示の酸化珪素膜用研磨液組成物を用いて被研磨膜を研磨する工程を含む、半導体基板の製造方法に関する。
【００１０】
本開示は、一態様において、本開示の研磨液組成物を用いて被研磨膜を研磨する工程を含み、前記被研磨膜は、半導体基板の製造過程で形成される酸化珪素膜である、研磨方法に関する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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