[发明专利]抛光用组合物以及抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体布线工艺中、在对含有铜的导体层进行抛光的 用途中使用的抛光用组合物。

背景技术

半导体布线工艺中，通常首先在具有槽的绝缘体层上依次形成阻挡 层和导体层。然后，通过化学机械抛光至少除去位于槽外的导体层的部 分(导体层的外侧部分)和位于槽外的阻挡层的部分(阻挡层的外侧部 分)。专利文献1-4中公开了导体层含有铜时，可在用于除去导体层的外 侧部分的抛光中使用的抛光用组合物。

专利文献1的抛光用组合物含有喹哪啶酸或苯并三唑等具有杂环的 化合物、磺酸盐(阴离子表面活性剂)等的表面活性剂、过硫酸铵或过氧 化氢等的氧化剂、以及二氧化硅等磨粒。专利文献2的抛光用组合物含 有喹哪啶酸或苯并三唑等具有杂环的化合物、乙炔二醇(非离子表面活性 剂)等具有三键的表面活性剂、过硫酸铵或过氧化氢等氧化剂、以及二氧 化硅等的磨粒，还根据需要进一步含有十二烷基苯磺酸铵(阴离子表面活 性剂)。

专利文献3的抛光用组合物含有HLB值为3-9的聚醚型非离子表面 活性剂、HLB值为10-20的聚醚型非离子表面活性剂、以及磨粒。专利 文献4的抛光用组合物含有四唑化合物、甘氨酸等酸、氧化剂，还根据 需要进一步含有水溶性高分子或表面活性剂。

在用于除去导体层的外侧部分的抛光中使用的抛光用组合物要求 至少具有以下两种性能。

(1)抑制由于位于槽中的导体层的部分(导体层的内侧部分)的除去 而使导体层的上面的水平降低的、被称为碟形凹陷现象的发生。

(2)抛光用组合物对导体层的抛光速度高，即，抛光用组合物除去 导体层的速度高。

但是，专利文献1-4的抛光用组合物并不能够确实且充分地满足上 述这些要求性能，依然有改善的余地。

专利文献1日本特开2002-12854号公报

专利文献2日本特开2002-256256号公报

专利文献3日本特开2006-49709号公报

专利文献4日本特开2006-49790号公报

发明内容

本发明的目的在于提供：在半导体布线工艺中，可更适合在抛光含 有铜的导体层的用途中使用的抛光用组合物。

为实现上述目的，本发明第1方面涉及一种抛光用组合物，其特征 在于：含有化学式R1-Y1或R1-X1-Y1所示的至少一种阴离子表面活性 剂，其中R1表示烷基、烷基苯基或烯基，X1表示聚氧乙烯基、聚氧丙 烯基或聚(氧乙烯·氧丙烯)基，Y1表示阴离子性官能团，和化学式R2- X2所示、且HLB值为10-16的至少一种非离子表面活性剂，其中R2 表示烷基，X2表示聚氧乙烯基、聚氧丙烯基或聚(氧乙烯·氧丙烯)基， 并且该抛光用组合物的pH为2-9。

本发明第2方面涉及第1方面的抛光用组合物，其中，上述非离子 表面活性剂的聚氧乙烯基、聚氧丙烯基或聚(氧乙烯·氧丙烯)基中的重 复单元的平均重复数为2-20。

本发明第3方面涉及第1方面的抛光用组合物，其中，上述阴离子 表面活性剂中的聚氧乙烯基、聚氧丙烯基或聚(氧乙烯·氧丙烯)基中的 重复单元的平均重复数为6或以下。

本发明第4方面涉及第1方面的抛光用组合物，其中，上述阴离子 表面活性剂中的Y1是磺酸、羧酸、磷酸、亚磷酸、硫酸、亚硫酸或它 们的盐的残基。

本发明第5方面涉及第4方面的抛光用组合物，其中，上述Y1表 示SO₃M1基或SO₄M1基，其中M1表示抗衡离子。

本发明第6方面涉及第5方面的抛光用组合物，其中，上述M1为 钾阳离子、铵阳离子或胺类阳离子。

本发明第7方面涉及第1方面的抛光用组合物，其进一步含有与上 述阴离子表面活性剂不同的保护膜形成剂。

本发明第8方面涉及第7方面的抛光用组合物，其中上述保护膜形 成剂为苯并三唑或苯并三唑衍生物。

本发明第9方面涉及第1或7方面的抛光用组合物，其进一步含有 氧化剂、刻蚀剂和/或磨粒。

本发明第10方面涉及第1方面的抛光用组合物，其中，使用该抛 光用组合物进行抛光后，抛光对象表面的水接触角为60度或以下。