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公開番号2025043995
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-01
出願番号2023151639
出願日2023-09-19
発明の名称研磨液及びこの研磨液を用いた研磨方法
出願人阪本薬品工業株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/304 20060101AFI20250325BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】回路の高集積化や多層化に伴い、更なる表面粗さの低減、ディシング、エロ―ジョン等の過研磨を抑制すると共に、研磨後の洗浄性を向上しながら、より高い平坦性を実現しうる研磨液を提供することを目的とする。
【解決手段】上記課題は、シリカ粒子、錯生成剤、膜生成剤と、水酸基価から算出される平均重合度1～20であるグリセリン又はポリグリセリン、及びグリセリン又はポリグリセリンの分子構造中の水酸基1つに対しアルキレンオキサイドが0～100付加したポリオキシアルキレンポリオールエーテルからなる群より選ばれる1種以上のポリオール化合物を含有し、ウエハに形成される金属膜の研磨に用いられることを特徴する本発明の研磨液により解決される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
シリカ粒子、錯生成剤、膜生成剤と、水酸基価から算出される平均重合度１～２０であるグリセリン、ポリグリセリン、及びグリセリン又はポリグリセリンの分子構造中の水酸基１つに対しアルキレンオキサイドが０～１００付加したポリオキシアルキレンポリオールエーテルからなる群より選ばれる１種以上のポリオール化合物を含有し、ウエハに形成される金属膜の研磨に用いられることを特徴する研磨液。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
請求項１に記載の研磨液中の前記膜生成剤の含有量が、シリカ粒子、錯化剤及び膜生成剤を含有し前記ポリオール化合物が含有しない研磨液の場合の膜生成剤の含有量より少量であることを特徴する研磨液。
【請求項３】
前記ポリオール化合物を構成するグリセリン、ポリグリセリンは、分岐度（ＤＢ）が０～０．２５の範囲内にある分子構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の研磨液。
【請求項４】
シリカ粒子、錯生成剤、膜生成剤と、前記ポリオール化合物を含有する研磨液を用い、前記膜生成剤の含有量を、前記研磨液に前記ポリオール化合物が含有しない場合より少量としてウエハに形成される金属膜の研磨を行うことを特徴とする研磨処理方法。
【請求項５】
請求項４に記載の研磨液中の前記膜生成剤の含有量が、シリカ粒子、錯化剤及び膜生成剤を含有しポリオール化合物が含有しない研磨液の場合の膜生成剤の含有量より少量であることを特徴する研磨処理方法。
【請求項６】
前記ポリオール化合物を構成するグリセリン、ポリグリセリンは、分岐度（ＤＢ）が０～０．２５の範囲内にある分子構造であることを特徴とする請求項４又は５に記載の研磨処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、半導体素子の製造に使用される研磨液及びこの研磨液を用いた研磨方法に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の微細化が目覚ましく、ウエハ表面への回路の高集積化や回路配線の多層化が進み、これら製造過程においてウエハ表面の平坦化が更に重要になっており、この平坦化に対してＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ；化学的機械研磨）による研磨が多く用いられている。本研磨は、薬液と砥粒を含み被研磨物を化学的に溶かしつつ物理的に削りながら表面を平坦化するものである。
【０００３】
ＣＭＰによる研磨に関し、例えば特許文献１では、ウエハ表面の平坦化の際、研磨時に生じうる、ヘイズ（表面粗さの不均一）の抑制と共に、高研磨レートを実現するために、窒素含有基を含むカチオン性水溶性高分子化合物を含む研磨用組成物が提案されている。
【０００４】
特許文献２では、ウエハ表面上への回路パターンの形成において、配線材料として電気抵抗が小さい銅を用いることが多くなっており、これに対応してウエハ表面の平坦性を保ちながら、回路の高集積化を行うことができる研磨組成物が提案されている。
【０００５】
回路パターンの形成では、ウエハはその表面の絶縁膜層上に配線溝や孔が形成された後にスパッタリングやメッキ等によって金属膜が被覆され、その後に絶縁膜層上の、配線溝や孔に埋め込まれた部分以外の不要な金属膜部分がＣＭＰによって除去される。その際特に、研磨対象の配線溝や孔及びその周辺の、配線が密集した領域の絶縁膜が、配線溝や孔のない領域よりも薄くなってしまうエロージョンや金属が埋め込まれた配線溝幅の中央部が薄く窪むディシング等を抑制する必要がある。
【０００６】
不均一な表面粗さや、エロージョンやディシング等の過研磨は、配線回路の集積化／多層化への影響と共に、半導体素子の機能、性能に大きな影響を及ぼしうるため、ウエハ表面の平坦化を行っていく上で避けるべきものとなっており、上記のように各種提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００６－３５２０４２号公報
特開２００５－１３６１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回路の高集積化や多層化に伴い、更なる表面粗さの低減やエロージョン、ディシング等の過研磨の抑制、など、ウエハ表面の平坦化に対する要求が非常に高くなっている状況下、現状の各種提案による対策では十分といえない状況である。そこで、本発明では、このような要求に対応可能とすると共に、研磨後の洗浄性を向上しながら、より高い平坦性を実現しうる研磨液を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による研磨液は、シリカ粒子、錯生成剤、膜生成剤と、水酸基価から算出される平均重合度１～２０であるグリセリン、ポリグリセリン、及びグリセリン又はポリグリセリンの分子構造中の水酸基１つに対しアルキレンオキサイドが０～１００付加したポリオキシアルキレンポリオールエーテルからなる群より選ばれる１種以上のポリオール化合物を含有し、ウエハに形成される金属膜の研磨に用いられること特徴として、上記課題を解決するものである。
【００１０】
また本発明では、上記研磨液中の膜生成剤の含有量を、シリカ粒子、錯化剤及び膜生成剤を含有しポリオール化合物が含有しない研磨液の場合の膜生成剤の含有量より少量とする研磨液を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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