[發明專利]研磨用組合物

無效

• 申請號: 201380057157.1
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN104755580A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 大西正悟;石田康登;平野達彥
• 申請（專利權）人: 福吉米株式會社
• 主分類號: C09K3/14
• 分類號: C09K3/14;H01L21/321;B24B37/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及研磨用組合物。另外，本發明涉及使用該研磨用組合物的研磨方法和基板的制造方法。

背景技術

本發明涉及例如半導體集成電路(以下稱“LSI”。)中的包含金屬的研磨對象物表面的研磨用組合物。

隨著LSI的高集成化·高速化，正在開發新的微細加工技術。化學機械研磨(Chemical?Mechanical?Polishing、以下稱“CMP”。)法也是其中之一，在LSI制造工序、尤其是多層布線形成工序中的層間絕緣膜的平坦化、接觸插塞(contact?plug)的形成、嵌入布線的形成得到應用。該技術例如在專利文獻1中公開。

在接觸插塞的形成中，使用鎢作為嵌入材料和其相互擴散的阻隔材料等。在前述接觸插塞的形成中，使用通過CMP將除接觸插塞以外的多余部分去除的制造方法。另外，在嵌入布線的形成中，最近為了使LSI高性能化而嘗試了利用銅或銅合金作為形成布線材料的金屬布線。銅或銅合金難以使用在以往的鋁合金布線的形成中頻繁使用的干蝕刻法進行微細加工，因此主要采用所謂的鑲嵌法，即：在預先形成溝的絕緣膜上沉積銅或銅合金的薄膜并進行嵌入，通過CMP去除溝部以外的前述薄膜，形成嵌入布線。用于CMP的金屬用的研磨用組合物中，通常含有酸等研磨促進劑和氧化劑，進而根據需要含有磨粒。另外，為了改善研磨后的研磨對象物的平坦性，也提出了使用進一步添加了金屬防腐劑的研磨用組合物。例如，專利文獻2中公開了使用含有氨基乙酸和/或氨基磺酸、氧化劑、苯并三唑和水的研磨用組合物。但是，使用專利文獻1、專利文獻2記載的組合物實施CMP法時，雖然達成高研磨速度、但對于碟形坑(指過度研磨金屬布線層的現象。)等高度差惡化的方面還有改良的余地。進而，為了解決該問題，專利文獻3中公開了包含磨粒和特定的添加劑和水、規定表面張力為一定值以下的研磨用組合物。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭62-102543號公報

專利文獻2：日本特開平8-83780號公報

專利文獻3：日本特開2011-171446號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，對于專利文獻3中記載的研磨用組合物，認為通過降低研磨用組合物自身的表面張力，使研磨用組合物對研磨對象物的潤濕性(親和性)或均勻性提高，從而發現了解決方案，但判明對于碟形坑等高度差這樣的課題還有進一步改良的余地。

因此本發明的目的在于提供對于用于研磨具有金屬布線層的研磨對象物的用途的研磨用組合物而言，能夠實現維持高研磨速度且減少碟形坑等高度差缺陷的手段。

本發明人等為了解決上述課題反復進行深入研究。其結果發現，通過使研磨用組合物包含金屬防腐劑、絡合劑、表面活性劑、和水，并且使利用該研磨用組合物對研磨對象物進行研磨后的該研磨對象物表面的固體表面能為30mN/m以下，可以解決上述課題，從而完成本發明。尤其，與專利文獻3中公開的、提高如現有技術那樣的研磨用組合物對研磨對象物的親和性的技術不同，基于利用在研磨用組合物與研磨對象物之間產生效果的疏水作用從而可以解決上述課題這樣的新的見解，從而完成本發明。

即，本發明的一個實施方式為用于研磨具有金屬布線層的研磨對象物的用途的研磨用組合物。并且，該研磨用組合物的特征在于，其包含：金屬防腐劑、絡合劑、表面活性劑、和水，用該研磨用組合物對研磨對象物進行研磨后的該研磨對象物表面的固體表面能為30mN/m以下。

附圖說明

圖1為表示本發明的研磨對象物的一個例子的截面示意圖，11為溝槽、12為絕緣體層、13為阻隔層、14為金屬布線層。

具體實施方式

本發明為一種研磨用組合物，其用于研磨具有金屬布線層的研磨對象物的用途，該研磨用組合物包含：金屬防腐劑、絡合劑、表面活性劑、和水，用該研磨用組合物對研磨對象物進行研磨后的該研磨對象物表面的固體表面能為30mN/m以下。通過采用這樣的構成，可以維持高研磨速度且減少高度差缺陷。

通過使用本發明的研磨用組合物而可以維持對具有金屬布線層的研磨對象物的高研磨速度且減少高度差缺陷的詳細的理由不明，但通過將研磨后的研磨對象物表面的固體表面能維持在一定值以下，從而可以維持研磨中的研磨對象物表面的拒水性。這意味著研磨中水性的研磨用組合物難以對研磨對象物表面進行接液(降低親和性)，其結果，容易控制對研磨對象物的化學蝕刻、磨粒帶來的機械作用。