[发明专利]研磨用组合物及研磨方法

说明书

提供研磨用组合物及研磨方法。提供在使用了钴、钌、钼等电阻低且可细线化的金属的、特别是使用这些金属作为埋入布线的半导体集成电路装置的布线形成用的CMP中所用的组合物中，不使用氧化剂且能以高的研磨速度对金属层进行研磨的研磨用组合物、和使用该研磨用组合物的研磨方法。一种研磨用组合物，其特征在于，含有规定的化合物(1)、氧化铈、和水，所述规定的化合物(1)在分子内具有S＝C结构，其中，与C键合的原子中的至少1者为S或N。

技术领域

本发明涉及研磨用组合物及研磨方法，特别涉及用于半导体集成电路的制造中的化学机械研磨的研磨用组合物、和使用该研磨用组合物的研磨方法。

背景技术

近年来，随着半导体集成电路的高集成化、高功能化，正在进行用于半导体元件的微细化及高密度化的微细加工技术的开发。以往以来，在半导体集成电路装置(以下，也称为半导体器件。)的制造中，为了防止层表面的凹凸(高度差)超过光刻的焦点深度而得不到充分的分辨率等问题，使用化学机械研磨法(Chemical Mechanical Polishing：以下，称为CMP。)，对层间绝缘膜、埋入布线等进行平坦化。

以往以来，埋入布线中使用铜、钨，但铜由于存在晶界，因此电阻增高、在细线化方面有限制。另外，关于钨，细线化也有限制。因此，正在将钴、钌、钼等电阻低、可细线化的金属用于埋入布线，或在对此进行研究。

对于与布线形成相关的CMP，相应于这样的埋入布线的金属材料的变更，对新的研磨用组合物的开发的需求大。需要说明的是，CMP用的研磨用组合物与单纯的机械研磨用组合物相比，要求精度极高的研磨，因此需要非常致密的制备。

上述可细线化的金属中，对于钴而言，已知有CMP用的研磨用组合物。例如，专利文献1中记载了一种钴用的CMP用浆料，其以规定的比例含有：分别包含特定的化合物的阻害剂、氧化剂、研磨剂、络合剂和水，并进行了pH调整。

专利文献1的CMP用浆料中的氧化剂是为了提高构成半导体器件的金属布线的CMP中的加工速度而通常会导入的成分。但是氧化剂会成为金属布线的腐蚀、研磨装置的腐蚀的原因。进而，氧化剂容易通过歧化反应而分解，无法将研磨用组合物中的氧化剂浓度控制为恒定，因此成为加工速度波动的原因，使研磨加工的重现性降低。另外，氧化剂有如下问题：因氧化而使研磨停止层(SiN等)改性、减弱作为研磨停止层的功能、使研磨的控制困难。

另外，作为在将钌、钼作为埋入布线的半导体器件中使用的金属布线形成用的CMP用的研磨用组合物，非专利文献1中公开了使用过碳酸钠作为氧化剂，但存在研磨速度慢等的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2014-509064号公报

非专利文献

非专利文献1：M.C.Turk et al.Investigation of Percarbonate Based SlurryChemistry for Controlling Galvanic Corrosion during CMP of Ruthenium,ECSJ.Solid State Sci.Technol.2013volume 2,issue 5,P205-P213

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于，提供在使用了钴、钌、钼等电阻低且可细线化的金属的、特别是使用这些金属作为埋入布线的半导体集成电路装置中的布线形成用的CMP中所用的组合物中，即使不使用氧化剂也能以高的研磨速度对金属层进行研磨的研磨用组合物、和使用该研磨用组合物的研磨方法，进而还提供能调整金属层和绝缘膜的研磨速度的研磨用组合物和研磨方法。

用于解决问题的方案