專利名稱：研磨劑、研磨劑的制造方法以及研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于半導體設(shè)備制造工序的研磨劑，更詳細地涉及適合于形成采用鉭類金屬作為阻擋膜材料的埋入金屬配線的研磨劑和采用該研磨劑研磨基板的研磨方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著半導體集成電路的高集成化和高性能化，人們需要微細化·高密度化所需的微細加工技術(shù)的開發(fā)。在半導體設(shè)備制造工序中，特別是在多層配線形成工序中，層間絕緣膜和埋入配線的平坦化的技術(shù)是重要的。即，隨著半導體制造工序的微細化·高密度化而使配線多層化，各層表面的凹凸易增大，為防止該臺階狀變形超過光刻(lithography)的焦點深度等問題，多層配線形成工序中的高平坦化變得重要。
作為配線材料，因Cu具有較以往一直所用的Al合金低的電阻率和優(yōu)異的耐電遷移性，所以受到人們的矚目。Cu因其氯化物氣體的蒸氣壓低，以往一直采用的反應性離子蝕刻法(RIE；Reactive Ion Etching)很難加工成配線形狀，所以在配線形成時，采用金屬鑲嵌法(Damascene)。它是在絕緣膜上形成配線用的槽結(jié)構(gòu)和通道等凹部，再形成阻擋膜后，利用濺射法或電鍍法等成膜以將Cu埋入槽部，此后利用化學的機械的研磨法(CMPChemical Mechanical Polishing，以下稱為CMP)除去多余的Cu和阻擋膜以使凹部以外的絕緣膜表面外露，使表面平坦化的方法。近年來，以同時形成Cu被埋入這樣的凹部的Cu配線和通道部的雙重金屬鑲嵌法(Dual Damascene)為主流。
在如此的埋入Cu配線形成時，為防止Cu向絕緣膜中的擴散，形成了由Ta、鉭合金或氮化鉭等鉭化合物而成阻擋膜。由此，必須利用CMP將埋入Cu配線部分以外的、外露的阻擋膜除去。但因阻擋膜與Cu比較非常的硬，所以多數(shù)情況下不能得到充分的研磨速度。由此，人們提出如圖1所示的由除去配線金屬膜的第1研磨工序和除去阻擋膜的第2研磨工序構(gòu)成的2階段研磨法。
圖1是顯示通過CMP形成埋入配線的方法的截面圖。(a)為研磨前，(b)為除去配線金屬膜4的第1研磨工序結(jié)束后，(c)顯示除去阻擋膜3的第2研磨工序結(jié)束后。如圖1(a)所示，在Si基板1上形成絕緣膜2，該膜是為形成埋入配線5用的槽而形成的，在該膜上形成阻擋膜3，再在阻擋膜3上形成配線金屬膜4(Cu膜)，利用第1研磨工序除去配線金屬膜4和利用第2研磨工序除去阻擋膜3。
但采用以往的研磨劑的CMP，則存在埋入Cu配線5的凹陷(dishing)增多和磨耗(erosion)增大的問題。這里所說的凹陷是指在幅度寬的配線部上容易發(fā)生的、如圖2所示配線部的配線金屬膜4被過度研磨，中央部處于凹陷的狀態(tài)。磨耗是指在密集的配線部容易發(fā)生的、和如圖3所示的配線密度低的部分相比，密集的配線部的絕緣膜2被過度研磨而存在的絕緣膜2變薄的現(xiàn)象。在圖2和圖3中，省略了阻擋膜3。
在用以往的研磨劑時，因阻擋膜3的研磨速度較配線金屬膜4的研磨速度小得多，所以在除去阻擋膜3時，配線部的Cu被過度研磨而發(fā)生較大的凹陷。另外，和配線密度低的部分相比，加在高密度配線部的阻擋膜3和其下的絕緣膜2上的研磨壓力相對較高，為此，第2研磨工序的研磨速度會因配線密度的不同而相差較大，其結(jié)果是高密度的配線部的絕緣膜2被過度研磨，發(fā)生大的磨耗。若凹陷和磨耗發(fā)生的話，配線電阻會增加或電遷移容易發(fā)生，存在設(shè)備可靠性降低的問題。
用作阻擋膜的Ta和鉭化合物因化學蝕刻較難，硬度還較Cu高，所以即使利用機械性研磨也不容易將其除去。為提高研磨速度而將磨粒的硬度增強的話，柔軟的Cu配線上會產(chǎn)生劃痕，容易發(fā)生通電不良等的問題。另外，若磨粒濃度高的話，因絕緣膜的研磨速度也同時變快，所以會發(fā)生大的磨耗。再者，很難維持研磨劑中的磨粒的分散狀態(tài)，產(chǎn)生經(jīng)時性的沉淀和凝膠化等的分散穩(wěn)定性的問題。
在CMP中，必須防止因研磨劑所引起的對Cu的腐蝕。人們公知在對Cu及銅合金的腐蝕抑制劑中，作為最為有效地被廣泛應用的有苯并三唑(以下稱為BTA)及其衍生物(能登谷武紀的“苯并三唑類抑制劑的腐蝕抑制機構(gòu)”，日本防銹技術(shù)協(xié)會，1986，P.1)。BTA作為添加在研磨劑中的添加物以在Cu及銅合金的表面上形成致密表面膜，抑制氧化還原反應，防止蝕刻和防止Cu配線部的凹陷是有效的。
例如，日本特許公開公報平8-83780公開了在研磨劑中含有BTA或其衍生物以在Cu的表面上形成保護膜來防止凹陷產(chǎn)生。但利用該方法，將足夠數(shù)量的在水中溶解度低(25℃的溶解度為1.98重量％)的BTA添加在研磨劑中是不容易的，且添加量增多時，磨粒分散液的研磨劑的分散平衡受到破壞，容易經(jīng)時發(fā)生磨粒的沉淀，產(chǎn)生研磨劑的保存穩(wěn)定性低等的問題。
作為使金屬膜平坦化的研磨劑，日本特許公開公報平10-74764公開了含有作為磨粒的膠體狀氧化鋁的氧化酸性漿液。但是，該方法對研磨作為阻擋膜的Nb的情況是有效的，在形成采用Ta或其合金作為阻擋膜的Cu配線時，研磨速度或完成后的配線的平坦性是不夠的。
日本特許公開公報平11-21546公開了由含有氧化鈰、氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋯等金屬氧化物磨粒、尿素和過氧化氫的漿液構(gòu)成的研磨劑。而該研磨劑對阻擋膜的研磨速度較Cu配線的研磨速度小得多，存在容易發(fā)生凹陷或漿液的穩(wěn)定性差等問題。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是提供研磨在絕緣膜上形成了配線金屬膜和阻擋膜的基板時，具有高研磨速度且能抑制凹陷或磨耗的發(fā)生，可形成劃痕少、可靠性高、電特性優(yōu)異的埋入配線部的、研磨金屬用的研磨劑，它是由使磨粒分散的漿液構(gòu)成、經(jīng)時很難產(chǎn)生沉淀或凝膠化等具有足夠穩(wěn)定性的研磨劑。
本發(fā)明提供一種研磨劑及該研磨劑的制造方法，該研磨劑為研磨基板的化學機械研磨用的研磨劑，其特征在于，含有下述(A)、(B)、(C)、(D)及(E)，(A)氧化物微粒、(B)氧化劑、(C)式(1)所示的化合物、(D)水、(E)選自碳原子數(shù)為1-4的伯醇、碳原子數(shù)為2-4的二醇、式2所示的醚，N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上，
…式1CH3CH(OH)CH2OCmH2m+1……式2式中R為氫原子、碳原子數(shù)為1-4的烷基、碳原子數(shù)為1-4的烷氧基或羧基；m為1-4的整數(shù)。
本發(fā)明還提供一種研磨方法，它是將研磨劑供給研磨平臺上的研磨墊，使其和被研磨面接觸，使被研磨面和研磨墊相對運動而進行研磨的方法，其特征在于，采用上述的研磨劑來研磨形成有配線金屬膜和阻擋膜的基板。


圖1為顯示通過CMP形成埋入配線的方法的工序截面圖，(a)為研磨前，(b)為除去配線金屬膜的第1研磨工序完成后，(c)為除去阻擋膜的第2研磨工序完成后。
圖2為顯示凹陷的形成過程的截面圖，(a)為研磨前、(b)為研磨后。
圖3是顯示磨耗形成過程的截面圖，(a)為研磨前，(b)為研磨后。
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的較佳實施方式進行說明。本發(fā)明的研磨劑(以下稱為本研磨劑)適合作為研磨形成在半導體基板上的配線金屬膜及阻擋膜用的CMP用研磨劑。特別適用于如下的工序中利用CMP研磨在具有凹部的絕緣膜上形成有以Ta、鉭合金或氮化鉭等鉭化合物構(gòu)成的阻擋膜，形成有填埋該凹部的配線金屬膜的基板，以形成埋入配線或通道等電連接部的工序。本研磨劑，在分為配線金屬膜的研磨和阻擋膜的研磨的2階段研磨法中，使用在阻擋膜外露后所進行的第2研磨工序中特別適合，也可以使用在第1研磨工序中。
研磨劑中的成分(A)(氧化物微粒)為研磨磨粒，具體地說，較好為選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鈰(鈰土)、氧化鋯(鋯土)、二氧化鈦(鈦土)、氧化錫、氧化鋅、氧化鍺及氧化錳中的1種以上。作為二氧化硅，可使用各種公知的方法所制得的二氧化硅。例如可用將四氯化硅和氧在氫火焰中進行氣相合成所形成的熱解法二氧化硅、對硅酸鈉進行離子交換而成的膠態(tài)二氧化硅、烷氧基硅液相水解而成的膠態(tài)二氧化硅。同樣，也可以較好用膠態(tài)氧化鋁。也可以較好用液相法或氣相法所制得的氧化鈰、氧化鋯、二氧化鈦、氧化錫、氧化鋅。其中，較好用能制得粒徑均勻的高純度產(chǎn)品的膠態(tài)二氧化硅。
成分(A)的平均粒徑，從研磨特性和分散穩(wěn)定性的角度看，較好為5-500nm，更好為10-300nm。本研磨劑中的成分(A)的濃度在研磨劑總質(zhì)量的0.5-20％的范圍內(nèi)，從研磨速度、均勻性、材料選擇性、分散穩(wěn)定性等角度考慮，較好是適當進行設(shè)定。
成分(B)(氧化劑)是用于在阻擋膜表面上形成氧化表面膜，通過機械性的力從基板表面除去氧化表面膜而促進阻擋膜的研磨。作為成分(B)，較好用選自過氧化氫、碘酸鹽、高碘酸鹽、次氯酸鹽、高氯酸鹽、過硫酸鹽、過碳酸鹽、過硼酸鹽及過磷酸鹽中的1種以上。作為碘酸鹽、高碘酸鹽、次氯酸鹽、高氯酸鹽、過硫酸鹽、過碳酸鹽、過硼酸鹽及過磷酸鹽，可用銨鹽、鉀鹽等堿金屬鹽。其中，較好用不含堿金屬成分、不生成有害副產(chǎn)物的過氧化氫。
本研磨劑中的成分(B)的濃度，從得到研磨促進的充分效果的角度考慮，較好在研磨劑總質(zhì)量的0.5-20％的范圍內(nèi)，考慮到研磨速度、研磨劑漿液的均勻性等，進行適當設(shè)定。
成分(C)為具有在配線金屬表面形成防止配線金屬部凹陷的保護膜的性能的物質(zhì)。配線金屬由Cu構(gòu)成時，只要是通過物理吸附或者化學吸附在Cu表面形成表面膜來抑制Cu的溶出的物質(zhì)，可列舉式1所示的化合物。式1中，R為氫原子、碳原子數(shù)為1-4的烷基、碳原子數(shù)為1-4的烷氧基或羧基， …式1具體可用BTA、BTA的苯環(huán)的4或5位的一個H原子被取代為甲基而成的甲苯基三唑(TTA)、以羧基取代而成的苯并三唑-4-羧酸等。這些可單獨使用，也可以將2種以上合用。從研磨特性的角度考慮，成分(C)的含量較好為研磨劑總質(zhì)量的0.001-5％，更好為0.002-0.5％。
在本研磨劑中，磨粒的成分(A)主要分散于水(成分D)中，但成分(C)對水的溶解度較低，直接與水或與使成分(A)分散于水中的分散液混合的話，研磨劑的分散穩(wěn)定性容易降低。由此，在本發(fā)明的研磨劑的制造方法中，在與成分(A)分散于水中的分散液混合之前，較好將成分(C)溶解于可高濃度進行溶解的有機溶劑中后，和上述的分散液進行混合。本發(fā)明采用成分(E)作為上述的有機溶劑。例如在BTA的情況下，相對于水的溶解度為1.98重量％，甲醇為71.6重量％、異丙醇(以下稱為IPA)為53.9重量％、乙二醇為50.7重量％(都在25℃)。將成分(C)預先溶解于成分(E)中后，添加到分散有成分(A)的分散液中，以防止制造工序中的局部偏析來穩(wěn)定地制得研磨劑。
成分(E)是選自碳原子數(shù)為1-4的伯醇、碳原子數(shù)為2-4的二醇、CH3CH(OH)CH2OCmH2m+1(式2)所示的醚(m為整數(shù)1～4)，N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上。具體地說，作為伯醇，較好用甲醇、乙醇及IPA。
作為二醇，較好用乙二醇(以下稱為EG)、丙二醇(以下稱為PG)。作為醚，較好用丙二醇甲基醚(以下稱為PGM)、丙二醇乙基醚(以下稱為PGE)。
N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯是在25℃時介電常數(shù)在30-65的范圍內(nèi)的極性溶劑，可通過溶劑化可高濃度地溶解電解質(zhì)。即，這些溶劑能夠制得高濃度溶解成分(C)的溶液，即使利用在上述成分(A)分散于水中的分散液中添加上述溶液的制造工序，也是有效的。
成分(E)具有控制本研磨劑流動性的功能。在將研磨劑供給研磨平臺上的研磨墊，使其和被研磨面接觸，使被研磨面和研磨墊相對運動而進行研磨的方法中，有效地在被研磨面和研磨墊之間提供研磨劑且有效排出切屑是較為重要的。例如，研磨劑的表面張力高或粘度高時，若不能有效供給和排出的話，研磨速度也會降低。因在本研磨劑中含有表面張力高的水(成分D)，所以需要能調(diào)整其流動性的成分(E)。
在上述成分(E)中，特別是選自甲醇、乙醇、乙二醇及N-甲基-2-吡咯烷酮中的1種以上，從研磨特性和研磨劑組合物的分散穩(wěn)定性看，較為理想。
從研磨特性和分散穩(wěn)定性的角度看，成分(E)的含量相對于研磨劑總質(zhì)量，較好為0.01-50％，更好為0.5-30％。
成分(D)的水較好占本研磨劑中的本研磨劑總質(zhì)量的40-98％，特好為60-90％。如上所述，水具有和成分(E)一起控制本研磨劑的流動性的機能，所以水的含量可以研磨速度和平坦化特性等為目標，結(jié)合研磨特性，進行適當設(shè)定。
本研磨劑中含有作為成分(A)的氧化物微粒。氧化物微粒上存在表面羥基，通常粒徑變得越小，其活性越高，越易出現(xiàn)凝集或凝膠化所產(chǎn)生的經(jīng)時變化。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)可通過含有成分(E)來抑制研磨劑的凝集和凝膠化，長期維持研磨劑的初始研磨特性。通過采用長期維持分散穩(wěn)定狀態(tài)的研磨劑，可保持阻擋膜的研磨速度在高速度的水平上，使凹陷和磨耗減少，且形成劃痕少、可靠性高的、電特性優(yōu)異的埋入配線部。
在本研磨劑中，除了含有成分(A)-(E)以外，還可以含有酸。作為酸，較好用選自硝酸、硫酸及羧酸中的1種以上。其中，較好使用有氧化能力的含氧酸的、不含鹵素的硝酸。另外，本研磨劑中的酸的濃度較好為研磨劑總質(zhì)量的0.01-20％。
再者，為了調(diào)整本研磨劑的規(guī)定pH，和酸一起，還可以在本研磨劑中添加堿性化合物。作為該堿性化合物，可用如氨、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨(以下稱為TEAH)之類的氫氧化季銨等。希望不含堿金屬時，適合用氨。
若考慮到研磨劑的研磨特性和分散穩(wěn)定性的話，較好將本研磨劑的pH控制在3-9的范圍內(nèi)。特別在使用二氧化硅作為磨粒時，pH較好為3-5或pH為7-9。若在上述pH的范圍內(nèi)，研磨劑中的二氧化硅穩(wěn)定。選擇哪一種pH，可根據(jù)作為目標的Cu、絕緣膜及Ta的研磨速度的選擇比分別進行使用。
為了調(diào)整pH，可在研磨劑中使用pH緩沖劑。作為該pH緩沖劑，可用通常的具有pH緩沖能力的物質(zhì)，但較好用選自多元羧酸的琥珀酸、檸檬酸、草酸、苯二甲酸、酒石酸及己二酸中的1種以上。還可以用甘氨酰甘氨酸或碳酸堿金屬鹽。配線金屬為Cu時，考慮到抑制Cu的研磨速度來防止凹陷的話，較好用和Cu的絡(luò)合系數(shù)不如檸檬酸那樣高的琥珀酸。另外，本研磨劑中的pH緩沖劑的濃度較好為研磨劑總質(zhì)量的0.01-10％。
本研磨劑雖適合研磨由配線金屬膜和阻擋膜形成的基板，但特別在研磨阻擋膜由選自Ta、鉭合金或鉭化合物中1種以上構(gòu)成的膜時，可得到較好的效果。本研磨劑也適用研磨由其他的金屬等構(gòu)成的膜，在采用由Ta以外的金屬或金屬化合物作為阻擋膜，例如Ti、TiN、TiSiN、WN等構(gòu)成的膜時，也能得到同樣的效果。
本研磨劑在配線金屬膜為選自Cu、銅合金及銅的化合物中的1種以上時，可得到較好效果，在采用Cu以外的金屬構(gòu)成金屬膜，例如，Al、W、Ag、Pt、Au等構(gòu)成金屬膜時，也可得到同樣的效果。作為上述基板的絕緣膜，可用二氧化硅或SiOF構(gòu)成的膜、有機SOG(含有由Spin on glass而得的有機成分的膜)、多孔的二氧化硅等低介電常數(shù)材料構(gòu)成的膜。
本發(fā)明的研磨方法是將上述研磨劑供給研磨平臺上的研磨墊，使其和被研磨面接觸，使被研磨面和研磨墊相對運動而進行研磨的方法，根據(jù)需要，可使研磨墊調(diào)節(jié)器和研磨墊的表面接觸，進行研磨墊表面的調(diào)節(jié)，同時進行研磨。
本研磨劑適合用于如下方法中在絕緣膜上形成配線用的槽結(jié)構(gòu)和通道等凹部，接著形成阻擋膜后，在利用濺射法或電鍍法等成膜而將Cu埋入槽部的基板上，通過CMP除去Cu和阻擋膜以使凹部以外的絕緣膜表面外露，以形成埋入金屬配線的方法。即，如圖1所示的2階段的研磨工序中，在從圖1(b)的狀態(tài)研磨到圖1(c)的狀態(tài)為止的第2研磨工序中使用的話，凹陷和磨耗很難形成，較為適合。
以下，通過實施例(例1-11、14-19、22-24)及比較例(例12、13、20、21)對本發(fā)明進行更加具體說明，但本發(fā)明不受這些例子的限制。
(研磨劑的配制)在純水中，加入酸、堿及pH緩沖劑，攪拌10分鐘后制得a溶液。下面將成分(C)溶解于有機溶劑(成分(E))中而制得b溶液。將b溶液添加到a溶液中后，再攪拌10分鐘而制得c溶液。
接著，慢慢將氧化物微粒(成分(A))的分散液添加到c溶液中后，慢慢添加堿性化合物以調(diào)整pH。再添加氧化劑的水溶液并攪拌30分鐘而制得研磨劑。分別將各例所使用的成分(C)、成分(E)和成分(A)的種類、其對研磨劑總質(zhì)量的濃度(％)以及研磨劑的pH表示在表1中，而分別將所用的氧化劑、酸、堿和pH緩沖劑的種類和其對研磨劑總質(zhì)量的濃度表示在表2中。
(研磨條件)研磨是在以下的裝置和條件下進行的。
研磨機全自動CMP裝置MIRRA(APPLIED MATERIALS公司制造)研磨壓力20kPa，轉(zhuǎn)數(shù)壓磨板(平臺)103rpm，墊(基板保持部)97rpm，研磨機供給速度200mL/分鐘，研磨墊IC1000(ロデ一ル公司制造)。
(被研磨物)(敷層薄片)(1)CU(配線金屬膜)研磨速度評價用薄片利用電鍍法在基板上形成厚度1500nm的Cu層而成膜的8英寸薄片。
(2)Ta(阻擋膜)研磨速度評價用薄片利用濺射法在基板上形成厚度200nm的Ta層而成膜的8英寸薄片。
(3)SiO2(絕緣膜)研磨速度評價用薄片利用等離子體CVD在基板上形成厚度800nm的SiO2層而成膜的8英寸薄片((1)-(3)都由Sematech公司制造)。
(圖案薄片)對基板上所形成的絕緣膜，形成配線密度50％、配線幅寬5μm及50μm的配線圖案，在形成有該配線圖案的絕緣膜上，利用濺射法形成厚度25nm的Ta層而成膜，再在其上利用電鍍法形成厚度1500nm的Cu層而成膜的8英寸薄片(商品名831CMP000，由Sematech公司制造)。
(研磨劑的特性評價方法)分別對研磨配線金屬膜、阻擋膜和絕緣膜的研磨速度的評價，使用了敷層薄片，而對凹陷、磨耗的評價，使用了圖案薄片。在圖案薄片的研磨中，利用了由除去配線金屬膜的第1研磨工序和除去阻擋膜的第2研磨工序構(gòu)成的2階段的研磨方法。作為第1研磨工序用的研磨劑，使用了由氧化鋁、過氧化氫、檸檬酸、聚丙烯酸銨及水構(gòu)成的研磨劑，它們對于研磨劑總質(zhì)量分別為3％、4％、0.1％、0.05％及92.85。實施例和比較例的第1研磨工序中都用上述研磨劑。
第1研磨工序后絕緣膜上的Ta外露的階段，配線幅寬5μm的位置的凹陷為40nm，配線幅寬50μm的位置的凹陷為60nm，磨耗無論配線幅寬多少都為0nm。此后，直到絕緣膜上的Ta消失都使用表1及表2所示組成的各例的研磨劑來實施第2研磨工序。
對研磨特性，利用下述方法進行評價。研磨速度可從研磨前后的膜厚算出。測定膜厚時，針對Cu和Ta，采用由四探針法所測得的的表面電阻而進行計算的薄片電阻測定裝置RS75(KLAテンコ一ル公司制造)；針對絕緣膜，采用光干涉式全自動膜厚測定裝置UV1280SE(KLAテンコ一ル公司制造)。針對凹陷和磨耗的平坦化特性，采用觸針式測定臺階高差的高清晰度ブロフアイラHRP100(KLAテンコ一ル公司制造)。
針對研磨劑的分散穩(wěn)定性，通過配制剛完和1個月后的平均粒徑的變化來進行評價。平均粒徑利用顯微經(jīng)跡(microtrack)UPA(日機裝公司制造)來進行測定。平均粒徑的增加在50％以內(nèi)的表示為○，比其更大的表示為×。
在表3中顯示了Cu、Ta、SiO2的各膜的研磨速度(單位為nm/分)，在表4中顯示了凹陷和磨耗分別引起的臺階是高差(單位為nm)和研磨劑的分散穩(wěn)定性。
表1

表2

表3

表4

產(chǎn)業(yè)上應用的可能性若采用本發(fā)明的研磨劑研磨在絕緣膜上形成了配線金屬膜和阻擋膜的基板時，則可以高的研磨速度、抑制凹陷和磨耗的發(fā)生地、形成劃痕少、可靠性高、電特性優(yōu)異的埋入配線部。本發(fā)明的研磨劑很難發(fā)生經(jīng)時沉淀和凝膠化等，分散穩(wěn)定性也優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種研磨劑，它是為研磨基板的化學機械研磨用的研磨劑，其特征在于，含有下述(A)、(B)、(C)、(D)及(E)，(A)氧化物微粒、(B)氧化劑、(C)式(1)所示的化合物、(D)水、(E)選自碳原子數(shù)為1-4的伯醇、碳原子數(shù)為2-4的二醇、式2所示的醚，N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上， …式1CH3CH(OH)CH2OCmH2m+1……式2式中R為氫原子、碳原子數(shù)為1-4的烷基、碳原子數(shù)為1-4的烷氧基或羧基；m為1-4的整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研磨劑，其特征在于，還含有酸及pH緩沖劑，pH為2-9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的研磨劑，其特征在于，上述(A)為選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、二氧化鈦、氧化錫、氧化鍺、氧化鋅及氧化錳中的1種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的研磨劑，其特征在于，上述(E)為選自甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的研磨劑，其特征在于，相對于研磨劑的總質(zhì)量，含有0.01-50質(zhì)量％的上述(E)；含有0.001-5質(zhì)量％的上述(C)。
6.一種研磨劑的制造方法，它是含有(A)氧化物微粒、(B)氧化劑、(C)式1所示的化合物、(D)水和(E)選自碳原子數(shù)為1-4的伯醇、碳原子數(shù)為2-4的二醇、式2所示的醚(m為1-4的整數(shù))、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上的有機溶劑的、為研磨基板的化學機械研磨用研磨劑的制造方法，其特征在于，將上述(C)溶解于上述(E)中后，與使上述(A)分散于水中的分散液混合而成， …式1CH3CH(OH)CH2OCmH2m+1……式2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的研磨劑的制造方法，其特征在于，添加酸及pH緩沖劑而使pH為2-9。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的研磨劑的制造方法，其特征在于，上述(A)為選自二氧化硅、氧化鋁、氧化鈰、氧化鋯、二氧化鈦、氧化錫、氧化鍺、氧化鋅及氧化錳中的1種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的研磨劑的制造方法，其特征在于，上述(E)為選自甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上。
10.一種研磨方法，它是將研磨劑供給研磨平臺上的研磨墊，使其和被研磨面接觸，使被研磨面和研磨墊相對運動而進行研磨的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5中任一項所述的研磨劑來研磨形成有配線金屬膜和阻擋膜的基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的研磨方法，其特征在于，上述阻擋膜由鉭、鉭合金或鉭化合物構(gòu)成；上述配線金屬膜由銅、銅合金或銅化合物構(gòu)成。
全文摘要
使苯并三唑等的雜環(huán)苯化合物溶解于選自碳原子數(shù)為1－4的伯醇、碳原子數(shù)為2－4的二醇、式2所示的醚(m為1－4的整數(shù))，N－甲基－2－吡咯烷酮、N，N－二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ－丁內(nèi)酯及碳酸亞丙基酯中的1種以上中，并和構(gòu)成磨粒的氧化物微粒的水分散液混合而制得研磨劑。在研磨由形成在絕緣膜2上的配線金屬膜4和阻擋膜3構(gòu)成的基板時，通過使用該研磨劑，可研磨速度高形成凹陷少、磨耗少、劃痕少的埋入配線5。
文檔編號B24B37/00GK1572017SQ0282072
公開日2005年1月26日 申請日期2002年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者竹宮聰, 中澤伯人, 金喜則 申請人:旭硝子株式會社, 清美化學股份有限公司