[发明专利]研磨用组合物

说明书

技术领域

本发明涉及研磨用组合物。另外，本发明涉及使用该研磨用组合物的研磨方法和基板的制造方法。

背景技术

本发明涉及例如半导体集成电路(以下称“LSI”。)中的包含金属的研磨对象物表面的研磨用组合物。

随着LSI的高集成化·高速化，正在开发新的微细加工技术。化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing、以下称“CMP”。)法也是其中之一，在LSI制造工序、尤其是多层布线形成工序中的层间绝缘膜的平坦化、接触插塞(contact plug)的形成、嵌入布线的形成得到应用。该技术例如在专利文献1中公开。

在接触插塞的形成中，使用钨作为嵌入材料和其相互扩散的阻隔材料等。在前述接触插塞的形成中，使用通过CMP将除接触插塞以外的多余部分去除的制造方法。另外，在嵌入布线的形成中，最近为了使LSI高性能化而尝试了利用铜或铜合金作为形成布线材料的金属布线。铜或铜合金难以使用在以往的铝合金布线的形成中频繁使用的干蚀刻法进行微细加工，因此主要采用所谓的镶嵌法，即：在预先形成沟的绝缘膜上沉积铜或铜合金的薄膜并进行嵌入，通过CMP去除沟部以外的前述薄膜，形成嵌入布线。用于CMP的金属用的研磨用组合物中，通常含有酸等研磨促进剂和氧化剂，进而根据需要含有磨粒。另外，为了改善研磨后的研磨对象物的平坦性，也提出了使用进一步添加了金属防腐剂的研磨用组合物。例如，专利文献2中公开了使用含有氨基乙酸和/或氨基磺酸、氧化剂、苯并三唑和水的研磨用组合物。但是，使用专利文献1、专利文献2记载的组合物实施CMP法时，虽然达成高研磨速度、但对于碟形坑(指过度研磨金属布线层的现象。)等高度差恶化的方面还有改良的余地。进而，为了解决该问题，专利文献3中公开了包含磨粒和特定的添加剂和水、规定表面张力为一定值以下的研磨用组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-102543号公报

专利文献2：日本特开平8-83780号公报

专利文献3：日本特开2011-171446号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，对于专利文献3中记载的研磨用组合物，认为通过降低研磨用组合物自身的表面张力，使研磨用组合物对研磨对象物的润湿性(亲和性)或均匀性提高，从而发现了解决方案，但判明对于碟形坑等高度差这样的课题还有进一步改良的余地。

因此本发明的目的在于提供对于用于研磨具有金属布线层的研磨对象物的用途的研磨用组合物而言，能够实现维持高研磨速度且减少碟形坑等高度差缺陷的手段。

本发明人等为了解决上述课题反复进行深入研究。其结果发现，通过使研磨用组合物包含金属防腐剂、络合剂、表面活性剂、和水，并且使利用该研磨用组合物对研磨对象物进行研磨后的该研磨对象物表面的固体表面能为30mN/m以下，可以解决上述课题，从而完成本发明。尤其，与专利文献3中公开的、提高如现有技术那样的研磨用组合物对研磨对象物的亲和性的技术不同，基于利用在研磨用组合物与研磨对象物之间产生效果的疏水作用从而可以解决上述课题这样的新的见解，从而完成本发明。

即，本发明的一个实施方式为用于研磨具有金属布线层的研磨对象物的用途的研磨用组合物。并且，该研磨用组合物的特征在于，其包含：金属防腐剂、络合剂、表面活性剂、和水，用该研磨用组合物对研磨对象物进行研磨后的该研磨对象物表面的固体表面能为30mN/m以下。

附图说明

图1为表示本发明的研磨对象物的一个例子的截面示意图，11为沟槽、12为绝缘体层、13为阻隔层、14为金属布线层。

具体实施方式

本发明为一种研磨用组合物，其用于研磨具有金属布线层的研磨对象物的用途，该研磨用组合物包含：金属防腐剂、络合剂、表面活性剂、和水，用该研磨用组合物对研磨对象物进行研磨后的该研磨对象物表面的固体表面能为30mN/m以下。通过采用这样的构成，可以维持高研磨速度且减少高度差缺陷。

通过使用本发明的研磨用组合物而可以维持对具有金属布线层的研磨对象物的高研磨速度且减少高度差缺陷的详细的理由不明，但通过将研磨后的研磨对象物表面的固体表面能维持在一定值以下，从而可以维持研磨中的研磨对象物表面的拒水性。这意味着研磨中水性的研磨用组合物难以对研磨对象物表面进行接液(降低亲和性)，其结果，容易控制对研磨对象物的化学蚀刻、磨粒带来的机械作用。