化学机械研磨用研磨液以及使用了该研磨液的基板的研磨方法技术

技术编号:7142423 阅读:181 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术的化学机械研磨用研磨液含有1,2,4-三唑、磷酸类、氧化剂以及磨粒。本发明专利技术的研磨方法是以下研磨方法:其是一边向基板与研磨布之间供给化学机械研磨用研磨液,一边用上述研磨布研磨上述基板的基板的研磨方法,其中上述基板是具有钯层的基板,上述化学机械研磨用研磨液是含有1,2,4-三唑、磷酸类、氧化剂以及磨粒的化学机械研磨用研磨液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及化学机械研磨用研磨液以及使用了该化学机械研磨用研磨液的基板 的研磨方法。
技术介绍
近年来,随着半导体集成电路(LSI)的高集成化、高性能化,开发了新的微细加工 技术。化学机械研磨(CMP)法也是其中之一,成为在LSI制造工序、特别是在多层配线形成 工序中的层间绝缘膜层的平坦化、金属插塞(Plug)形成、埋入式配线形成中频繁使用的技 术(例如,参照专利文献1)。化学机械研磨中使用的金属用的研磨液通常含有氧化剂以及固体磨粒,根据需要 还可以进一步添加氧化金属溶解剂、保护膜形成剂(金属防蚀剂)。据认为研磨的基本机理 是首先利用氧化剂将金属层表面氧化,然后将该氧化层利用固体磨粒切去(磨削去)。堆积在沟(凹部)上的金属表面的氧化层不太接触研磨垫(pad),达不到利用固体 磨粒来切去的效果,但对堆积在接触研磨垫的凸部上的金属层表面的氧化层,可以进行切 去。因此,可以在进行化学机械研磨的同时,除去凸部上的金属层而使基板表面平坦化(例 如,参照非专利文献1)。另一方面,随着半导体元件的高集成化,要求多引脚化、窄间距化,进一步要求薄 型安装化。而且,半导体元件与配线基板间的配线延迟或噪声的防止也成为重要的课题。因 此,半导体元件与配线基板的连接方式,一直以来广泛采用倒装片安装方式来代替以往的 以引线接合作为主体的安装方式。并且,在该倒装片安装方式中,广泛使用在半导体元件的电极端子上形成凸起电 极、通过该凸起电极与形成在配线基板上的连接端子一并接合的焊料凸块连接法。作为化学机械研磨用研磨液,已知有将由形成在基板上的氮化钛或氮化钽等构成 的层作为研磨对象,并添加了保护膜形成剂、有机酸的研磨液(参照专利文献2)。另外,关于对由铜构成的层使用化学机械研磨的尝试,例如已知有使用添加了 2-喹啉羧酸的研磨液的方法(参照专利文献3)。此外,关于对镍层使用化学机械研磨的 尝试,例如已知有使用添加了磨粒、有机酸、氧化剂的研磨液作为HDD磁头用研磨液的方法 (参照专利文献4)。钯一般与钼、钌等一起被分类为“贵金属”。关于对这种贵金属层使用化学机械研 磨的尝试,例如已知有使用以下研磨液的方法添加了硫化合物的研磨液,添加了二酮、含 氮杂环化合物或者两性离子化合物之中的任一种的研磨液,添加了钼族系金属的氧化物的 研磨液(参照专利文献5、6、7)。现有技术文献专利文献专利文献1 美国专利第4944836号公报专利文献2 日本特许第3780767号公报专利文献3 日本特许第31拟968号公报专利文献4 日本特开2006-297501号公报专利文献5 国际公开第01/44396号小册子专利文献6 美国专利第6527622号说明书专利文献7 日本特开平11-121411号公报非专利文献非专利文献1 Journal of Electrochemical Society,第 138 卷 11 号(1991 年 发行),3460 3464页。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是,迄今为止未对使用化学机械研磨来研磨钯进行研究。根据本专利技术人们的见 解表明,使用上述专利文献2、3、4的研磨液,不仅难以氧化且无法研磨硬度高的钯。另外, 使用上述专利文献5、6、7的研磨液,虽然能研磨钼或钌,但即使用同样的研磨液研磨钯,研 磨也无法进行。因此,本专利技术的目的在于提供一种与使用了以往的研磨液的情况相比,至少使钯 层的研磨速度更提高的化学机械研磨用研磨液,以及使用了该化学机械研磨用研磨液的研 磨方法。用于解决课题的手段本专利技术还提供一种含有1,2,4_三唑、磷酸类、氧化剂以及磨粒而形成的化学机械 研磨用研磨液。根据本专利技术的化学机械研磨用研磨液,与使用以往的研磨液的情况相比,至少使 钯层的研磨速度更提高,可以用所需的研磨速度进行研磨。作为氧化剂,氧化剂优选选自由过氧化氢、高碘酸、高碘酸盐、碘酸盐、溴酸盐以及 过硫酸盐所组成的组中的至少一种;作为磨粒,优选选自由氧化铝、二氧化硅、氧化锆、二氧 化钛以及二氧化铈所组成的组中的至少一种。磨粒的浓度以化学机械研磨用研磨液的总量为基准优选为0. 1 10质量%。通 过将化学机械研磨用研磨液中的磨粒的浓度设定在该范围,可以在保持切去作用的同时, 抑制粒子凝聚沉降。上述的化学机械研磨用研磨液作为钯研磨用化学机械研磨用研磨液是特别有用 的。本专利技术还提供一种研磨方法,其是一边向基板与研磨布之间供给化学机械研磨用 研磨液,一边用上述研磨布研磨上述基板的基板的研磨方法,其中基板是具有钯层的基板, 化学机械研磨用研磨液是含有1,2,4_三唑、磷酸类、氧化剂以及磨粒的化学机械研磨用研 磨液。专利技术的效果根据本专利技术的化学机械研磨用研磨液以及使用该化学机械研磨用研磨液的研磨 方法,与使用以往的研磨液的情况相比,至少使钯层的研磨速度更提高,可以用所需的研磨速度进行研磨。 附图说明图1是表示具有凸起电极的基板的制造方法的第1实施方式的剖面图。图2是表示具有凸起电极的基板的制造方法的第2实施方式的剖面图。图3是表示具有凸起电极的基板的制造方法的第3实施方式的剖面图。图4是表示第3实施方式的具体例子的剖面图。具体实施例方式以下,对用于实施本专利技术的最好的方式进行详细说明。(1,2,4-三唑)化学机械研磨用研磨液含有1,2,4_三唑。据认为1,2,4_三唑与后述的磷酸一起 对钯形成配位化合物,这里形成的配位化合物由于容易研磨,因此推定是可以得到良好的 研磨速度的物质。另外,若是含氮化合物,则被认为可以与钯形成配位化合物,但根据本发 明人们的研究可知,若是1,2,4_三唑以外的化合物,则无法提高对钯层的研磨速度。例如, 若是结构类似的1,2,3_三唑、3-氨基-1,2,4-三唑,则难以获得对钯层的良好的研磨速度。1,2,4-三唑的添加量相对于研磨液的总质量优选为0.001 20质量%。该含量 若在0. 001质量%以上,则具有化学机械研磨钯层的研磨速度变大的倾向,作为下限值,更 优选在0. 01质量%以上,特别优选在0. 05质量%以上。另外,若超过20质量%,则具有钯 层的研磨速度饱和的倾向,作为上限值,更优选在15质量%以下,进一步优选在12质量% 以下,特别优选在10质量%以下。(磷酸类)化学机械研磨用研磨液含有磷酸类。据认为磷酸类通过将由后述的氧化剂氧化的 金属进行配位和/或溶解来促进金属膜的研磨,推定其具有作为对钯的氧化金属溶解剂的 功能。作为具有作为对钯的氧化金属溶解剂的功能的化合物,被认为有各种无机酸、有 机酸等,但根据本专利技术人的研究,若是磷酸类以外的酸,则难以获得对钯的良好的研磨速度。所谓的磷酸类是表示磷酸以及具有磷酸骨架的其它的类似化合物群(磷酸、磷酸 衍生物、焦磷酸、焦磷酸衍生物、多磷酸、多磷酸衍生物等),也包括它们的盐。作为磷酸类的 具体的例子,可以列举出磷酸、连二磷酸、亚磷酸、次磷酸、焦磷酸、三聚偏磷酸、四聚偏磷 酸、焦亚磷酸、多磷酸等。另外,作为磷酸类的盐的例子,是磷酸类的阴离子与阳离子的盐, 作为阳离子的例子,有锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、钛、锆、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、 银、钯、锌、铝、镓、锡、铵等的离子。它们的盐可以是具有一个金属和2个氢的一代盐、具有2 个金属和1个氢的二代盐、具有3个金属的三代盐之中本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种化学机械研磨用研磨液,其含有1,2,4-三唑、磷酸类、氧化剂以及磨粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:南久贵
申请(专利权)人:日立化成工业株式会社
类型:发明
国别省市:JP

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