发明名称 CMP研磨液以及研磨方法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.05.21
申请号 TW095137515 申请日期 2006.10.12
申请人 日立化成工业股份有限公司 发明人 筱田隆;野部茂;樱田刚史;大森义和;木村忠广
分类号 C09K3/14 主分类号 C09K3/14
代理机构 代理人 詹铭文 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1;萧锡清 台北市中正区罗斯福路2段100号7楼之1
主权项 一种CMP研磨液,其至少研磨导体层以及与上述导体层接触的导电性物质层,其特征在于:在电位计的正极侧与上述导电性物质连接、负极侧与上述导体连接的该研磨液中,导电性物质和导体的50±5℃时的电位差绝对值为0.25V或0.25V以下,上述研磨液包括降低导体与导电性物质的上述电位差绝对值的添加剂,上述添加剂选自杂环化合物中的至少1种,上述杂环化合物包括羟基、羰基、羧基、胺基、醯胺基和亚磺醯基中的任1种,且包括氮和硫原子中的至少1种,上述杂环化合物在铜错合物的研磨液中的溶解度在液温25℃时为1重量%或1重量%以上,其中上述铜错合物的研磨液是藉由向研磨液中添加硫酸铜(Ⅱ)时所生成的。如申请专利范围第1项所述之CMP研磨液,其中上述添加剂更包括选自胺化合物、醯胺化合物和亚碸化合物中的至少1种。一种CMP研磨液,其至少研磨导体层以及与上述导体层接触的导电性物质层,其特征在于:在电位计的正极侧与上述导电性物质连接、负极侧与上述导体连接的该研磨液中,导电性物质和导体的50±5℃时的电位差绝对值为0.25V或0.25V以下,上述导电性物质以铜作为主成分,上述导体包括选自钽、氮化钽、钽合金、其他的钽化合物、钛、氮化钛、钛合金、其他的钛化合物、钨、氮化钨、钨合金、其他的钨化合物、钌、其他的钌化合物中的至少1种;上述导电性物质为铜、铜合金、铜的氧化物、铜合金的氧化物、钨、钨合金、银、银合金或金,上述研磨液包括降低导体与导电性物质的上述电位差绝对值的添加剂,上述添加剂包括选自胺化合物、醯胺化合物和亚碸化合物中的至少1种。如申请专利范围第1项所述之CMP研磨液,其中上述导体包括选自钽、氮化钽、钽合金、其他的钽化合物、钛、氮化钛、钛合金、其他的钛化合物、钨、氮化钨、钨合金、其他的钨化合物、钌、其他的钌化合物中的至少1种;上述导电性物质为铜、铜合金、铜的氧化物、铜合金的氧化物、钨、钨合金、银、银合金或金。如申请专利范围第1项所述之CMP研磨液,其中上述导电性物质为铜。一种CMP研磨液,其研磨包括层间绝缘膜、阻挡导体层和导电性物质层的基板,上述层间绝缘膜的表面包括凹部和凸部,上述阻挡导体层沿表面覆盖上述层间绝缘膜,上述导电性物质层填充上述凹部而覆盖阻挡导体层且以铜为主成分,其特征在于:上述研磨液包括选自杂环化合物中的至少1种,上述杂环化合物包括羟基、羰基、羧基、胺基、醯胺基和亚磺醯基中的任1种,且包括氮和硫原子中的至少1种,上述杂环化合物在铜错合物的研磨液中的溶解度在液温25℃时为1重量%或1重量%以上,其中上述铜错合物的研磨液是藉由向研磨液中添加硫酸铜(Ⅱ)时所生成的。一种CMP研磨液,其研磨在表面包括导电性物质(a)和导体(b)的被研磨面,其中导电性物质(a)以铜为主成分,导体(b)为选自钽、氮化钽、钽合金、其他的钽化合物、钛、氮化钛、钛合金、其他的钛化合物、钨、氮化钨、钨合金、其他的钨化合物、钌和其他的钌化合物中的至少1种,其特征在于:包括选自杂环化合物中的至少1种,上述杂环化合物包括羟基、羰基、羧基、胺基、醯胺基以及亚磺醯基中的任1种,且包括氮以及硫原子中的至少1种,上述杂环化合物在铜错合物的研磨液中的溶解度在液温25℃时为1重量%或1重量%以上,其中上述铜错合物的研磨液是藉由向研磨液中添加硫酸铜(Ⅱ)时所生成的。一种CMP研磨液,对于包括层间绝缘膜、阻挡导体层和导电性物质层的基板,至少研磨上述阻挡导体层,上述层间绝缘膜的表面包括凹部和凸部,上述阻挡导体层沿表面覆盖上述层间绝缘膜,上述导电性物质层填充上述凹部而覆盖阻挡导体层且以铜为主成分,其特征在于:上述研磨液包括降低导体与导电性物质的上述电位差绝对值的添加剂,上述添加剂包括选自胺化合物、醯胺化合物以及亚碸化合物中的至少1种。一种CMP研磨液,对于在表面包括导电性物质(a)和导体(b)的被研磨面,至少研磨上述导体(b),其中导电性物质(a)以铜为主成分,导体(b)为选自钽、氮化钽、钽合金、其他的钽化合物、钛、氮化钛、钛合金、其他的钛化合物、钨、氮化钨、钨合金、其他的钨化合物、钌和其他的钌化合物中的至少1种,其特征在于:上述研磨液包括降低导体与导电性物质的上述电位差绝对值的添加剂,上述添加剂包括选自胺化合物、醯胺化合物以及亚碸化合物中的至少1种。如申请专利范围第1项至第9项中任一项所述之CMP研磨液,其中包括研磨粒子。如申请专利范围第10项所述之CMP研磨液,其中研磨粒子为选自氧化矽、氧化铝、二氧化铈、二氧化钛、氧化锆、氧化锗中的至少1种。如申请专利范围第1项至第9项中任一项所述之CMP研磨液,其中包括氧化金属溶解剂和水。如申请专利范围第12项所述之CMP研磨液,其中氧化金属溶解剂为选自有机酸、有机酸酯、有机酸的铵盐以及无机酸中的至少1种。如申请专利范围第1项至第9项中任一项所述之CMP研磨液,其中包括金属防蚀剂。如申请专利范围第14项所述之CMP研磨液,其中金属防蚀剂为选自具有三唑骨架的化合物、具有苯并三唑骨架的化合物、具有吡唑骨架的化合物、具有吡嗪骨架的化合物、具有咪唑骨架的化合物、具有胍骨架的化合物、具有噻唑骨架的化合物中的至少1种。如申请专利范围第1项至第9项中任一项所述之CMP研磨液,其中包括金属的氧化剂。如申请专利范围第16项所述之CMP研磨液,其中金属的氧化剂为选自过氧化氢、硝酸、过碘酸钾、次氯酸以及臭氧水中的至少1种。一种研磨方法,其特征在于:包括第1研磨制程和第2研磨制程以研磨基板,上述基板包括:表面包括凹部和凸部的层间绝缘膜、沿表面覆盖上述层间绝缘膜的阻挡导体层和填充上述凹部而覆盖阻挡层的导电性物质层,其中第1研磨制程研磨基板的导电性物质层而使上述凸部的阻挡导体层露出;第2研磨制程一边供给如申请专利范围第1项~第17项中任一项上述之CMP研磨液,一边至少对阻挡导体层和凹部的导电性物质层进行化学机械研磨,使凸部的层间绝缘膜露出。如申请专利范围第18项所述之研磨方法,其中层间绝缘膜为矽系覆膜或有机高分子膜。如申请专利范围第18项所述之研磨方法,其中导电性物质以铜为主成分。如申请专利范围第18项至第20项中任一项所述之研磨方法,其中阻挡导体层防止上述导电性物质向上述层间绝缘膜扩散,该阻挡导体层包括选自钽、氮化钽、钽合金、其他的钽化合物、钛、氮化钛、钛合金、其他的钛化合物、钨、氮化钨、钨合金、其他的钨化合物、钌、其他的钌化合物中的至少1种。
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