本发明专利技术提供化学机械研磨用水系分散体及化学机械研磨方法、以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒。其中，所述化学机械研磨用水系分散体可以高效地分别研磨各种被研磨物，可以得到充分平坦化的高精度的加工面，而且即使超过最佳研磨时间而继续进行化学机械研磨，配线部分中的凹陷或磨耗也不会恶化。所述化学机械研磨用水系分散体含有（Ａ）磨料、（Ｂ）有机酸、（Ｃ）苯并三唑或者其衍生物、（Ｄ）聚（甲基）丙烯酸盐、（Ｅ）氧化剂及（Ｆ）水，所述（Ａ）磨料的配合量为２～１０质量％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化学机械研磨用水系分散体及化学机械研磨方法、以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒。更详细而言，本专利技术涉及化学机械研磨用水系分散体及采用该水系分散体的化学机械研磨方法、以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其中，所述化学机械研磨用水系分散体是用于半导体装置的制造工序中的，其可以高效地化学机械研磨各个设置在半导体基板上的各种被研磨材料，而且可以得到充分平坦化的高精度的加工面。
技术介绍
近年，随着半导体装置的高密度化，形成的配线更加微细化。作为可以实现这种配线更加微细化的技术，已知被称为镶嵌法的技术。这种镶嵌法是一种在绝缘材料中形成的槽等中埋入配线材料之后，通过用化学机械研磨来除去在槽部以外堆积的剩余配线材料，从而形成希望的配线的方法。在此，在使用铜或铜合金作为配线材料时，为了避免铜原子向绝缘体中迁移(migration)，通常在铜或铜合金与绝缘体的界面上形成以钽、氮化钽、氮化钛等作为材料的金属屏蔽膜。在用铜或铜合金作为配线材料的半导体装置的制造中采用镶嵌法时，尽管其化学机械研磨的方法是多种多样的，但优选含有主要进行除去铜或铜合金的第一研磨处理工序和主要除去金属屏蔽膜的第二研磨工序的2个阶段的化学机械研磨。在此，在第二研磨处理工序中，通常为了校正在第一研磨处理工序中在配线部分中常发生的称为凹陷或磨耗的凹状的表面缺陷而形成高度平坦化的被研磨面，因此不仅除去配线部分以外的屏蔽金属，还对在除去屏蔽金属之后露出的绝缘膜进行了稍微研磨。此时，在配线部分中，除了绝缘膜之外，同时化学机械研磨作为配线材料的铜或铜合金、以及在配线材料与绝缘膜之间形成的屏蔽金属。因此，为了得到充分平坦化的高精度加工面，在第二研磨处理工序中使用的化学机械研磨用水系分散体，希望其铜或铜合金、屏蔽金属、及绝缘膜的除去速度是相同的。为了实现这样的目的，在专利文献1中公开了含有研磨剂、氧化剂及特定的研磨速度调整剂的化学机械研磨用水系分散体，并在其实施例中公开了将化学机械研磨用水系分散体用于第二研磨处理工序中的2个阶段研磨，其中，所述化学机械研磨用水系分散体的特征如下铜膜的研磨速度RCu与金属屏蔽膜的研磨速度RBM的比RCu/RBM为0.66～1.11，铜膜的研磨速度RCu与绝缘膜的研磨速度RIn的比RCu/RIn为0.72～1.42。然而，如上述第二研磨处理工序的研磨时间，以往几乎都是由被研磨物的种类及状态等分别决定的。但近年来，从统一的工序管理要求和第二研磨处理工序的工艺稳定性等的观点出发，特别是在第二研磨处理工序中，要求一种通过在预先设定的化学机械研磨时间内实施研磨处理而可以得到高精度的加工面的化学机械研磨用水系分散体。即，要求一种即使超过分别设定的最佳研磨处理时间而继续进行化学机械研磨，配线部分中的凹陷或磨耗也不会恶化的化学机械研磨用水系分散体。与此相对，在以往已知的化学机械研磨用水系分散体中，并没有进行从这种观点出发的研究。特开2001-196336号公报
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供化学机械研磨用水系分散体及采用该水系分散体而进行的化学机械研磨方法，以及用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒。其中，所述化学机械研磨用水系分散体可以高效地分别研磨各种被研磨层，可以得到充分平坦化的高精度的加工面，而且即使超过最佳研磨时间而继续进行化学机械研磨，配线部分中的凹陷或磨耗也不会恶化的。本专利技术第1种形式的化学机械研磨用水系分散体，含有(A)磨料、(B)有机酸、(C)苯并三唑或者其衍生物、(D)聚(甲基)丙烯酸盐、(E)氧化剂及(F)水，上述(A)磨料的配合量为2～10质量％。在上述化学机械研磨用水系分散体中，上述(A)磨料可以是选自无机粒子、有机粒子及有机无机复合粒子中的至少1种物质。在这种情况下，上述(A)磨料的平均粒径可以为5～1000nm。在上述化学机械研磨用水系分散体中，上述无机粒子可以为二氧化硅。在上述化学机械研磨用水系分散体中，上述(B)有机酸可以是选自喹啉羧酸、喹啉酸、2元有机酸(但喹啉酸除外)及羟基酸中的至少1种酸，其配合量可以为0.01～5质量％。在这种情况下，上述(B)有机酸可以是选自喹啉羧酸、喹啉酸、马来酸、丙二酸、柠檬酸及苹果酸中的至少1种酸，其配合量可以为0.05～2质量％。在上述化学机械研磨用水系分散体中，上述(C)苯并三唑或者其衍生物可以是苯并三唑，其配合量可以为0.01～5质量％。在上述化学机械研磨用水系分散体中，上述(D)聚(甲基)丙烯酸盐的平均分子量可以为1000～100000，其配合量可以为0.001～5质量％。在这种情况下，上述(D)聚(甲基)丙烯酸盐可以为聚丙烯酸的铵盐，其配合量可以为0.01～2质量％。在上述化学机械研磨用水系分散体中，上述(E)氧化剂可以为过氧化氢，其配合量可以为0.01～5质量％。在上述化学机械研磨用水系分散体中，pH值可以为1～5。本专利技术第2种形式的用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其是将液体(I)和液体(II)混合，用于调制上述化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其中，上述液体(I)是水系分散体，含有(A)磨料、(B)有机酸、(C)苯并三唑或者其衍生物、(D)聚(甲基)丙烯酸盐及(F)水，且该(A)磨料的配合量为2～10质量％，上述液体(II)含有(E)氧化剂和(F)水。本专利技术第3种形式的用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其是将液体(I)和液体(II)混合，用于调制上述化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其中，上述液体(I)是含有(A)磨料和(F)水的水系分散体，上述液体(II)含有(B)有机酸和(F)水。本专利技术第4种形式的用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其是将液体(I)、液体(II)和液体(III)混合，用于调制上述化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其中，上述液体(I)是含有(A)磨料和(F)水的水系分散体，上述液体(II)含有(B)有机酸和(F)水，上述液体(III)含有(E)氧化剂和(F)水。在上述试剂盒中，上述液体(I)还可以含有选自(B)有机酸、(C)苯并三唑或者其衍生物、(D)聚(甲基)丙烯酸盐及(E)氧化剂中的1种或更多种成分。而且，在上述试剂盒中，上述液体(II)还可以含有选自(A)磨料、(C)苯并三唑或者其衍生物、(D)聚(甲基)丙烯酸盐及(E)氧化剂中的1种或更多种成分。本专利技术第5种形式的化学机械研磨方法，其中，包含使用化学机械研磨用水系分散体对被研磨物进行化学机械研磨之后，使用上述化学机械研磨用水系分散体对该被研磨物进行化学机械研磨的过程。其中，所述化学机械研磨用水系分散的特征在于，在同一条件下分别化学机械研磨铜膜、金属屏蔽膜和绝缘膜时，铜膜的研磨速度RCu与金属屏蔽膜的研磨速度RBM的比RCu/RBM为50或更大，而且铜膜的研磨速度RCu与绝缘膜的研磨速度RIn的比RCu/RIn为50或更大。通过上述化学机械研磨用水系分散体及采用其的化学机械研磨方法、以及用于调制上述化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，可以高效地分别研磨各种被研磨物，从而可以得到充分平坦化的高精度的加工面，而且即使超过最佳研磨时间而继续进行化学机械研磨，配线部分中的凹陷或磨耗也不会恶化。附图说明 是表示本专利技术第2本文档来自技高网...
【技术保护点】
化学机械研磨用水系分散体，其中，含有（Ａ）磨料、（Ｂ）有机酸、（Ｃ）苯并三唑或者其衍生物、（Ｄ）聚（甲基）丙烯酸盐、（Ｅ）氧化剂及（Ｆ）水，所述（Ａ）磨料的配合量为２～１０质量％。
【技术特征摘要】
JP 2005-3-9 2005-0647541.化学机械研磨用水系分散体，其中，含有(A)磨料、(B)有机酸、(C)苯并三唑或者其衍生物、(D)聚(甲基)丙烯酸盐、(E)氧化剂及(F)水，所述(A)磨料的配合量为2～10质量％。2.权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(A)磨料是选自无机粒子、有机粒子及有机无机复合粒子中的至少1种物质。3.权利要求2所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(A)磨料的平均粒径为5～1000nm。4.权利要求2所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述无机粒子为二氧化硅。5.权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(B)有机酸是选自喹啉羧酸、喹啉酸、除喹啉酸以外的2元有机酸及羟基酸中的至少1种酸，其配合量为0.01～5质量％。6.权利要求5所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(B)有机酸是选自喹啉羧酸、喹啉酸、马来酸、丙二酸、柠檬酸及苹果酸中的至少1种酸，其配合量为0.05～2质量％。7.权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(C)苯并三唑或者其衍生物为苯并三唑，其配合量为0.01～5质量％。8.权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(D)聚(甲基)丙烯酸盐的平均分子量为1000～100000，其配合量为0.001～5质量％。9.权利要求8所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(D)聚(甲基)丙烯酸盐为聚丙烯酸的铵盐，其配合量为0.01～2质量％。10.权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，所述(E)氧化剂为过氧化氢，其配合量为0.01～5质量％。11.权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体，其中，pH值为1～5。12.用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其是将液体(I)和液体(II)混合而用于调制权利要求1～11任一项所述的化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其中，所述液体(I)是水系分散体，其含有(A)磨料、(B)有机酸、(C)苯并三唑或者其衍生物、(D)聚(甲基)丙烯酸盐及(F)水，且该(A)磨料的配合量为2～10质量％，所述液体(II)含有(E)氧化剂和(F)水。13.用于调制化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其是将液体(I)和液体(II)混合而用于调制权利要求1～11任一项所述的化学机械研磨用水系分散体的试剂盒，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：内仓和一，服部雅幸，川桥信夫，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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