[发明专利]研磨用组合物和研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用于研磨例如半导体集成电路（以下称“LSI”。）中的、包含金属的基板表面（以下称“研磨对象物”。）用途的研磨用组合物。

背景技术

随着LSI的高集成化·高速化，正在开发新的微细加工技术。化学机械研磨（chemical mechanical polishing、以下称“CMP”。）法也是其中之一，在LSI制造工序，尤其是多层布线形成工序中的层间绝缘膜的平坦化、接触插塞（contact plug）的形成、嵌入布线的形成中得以应用。该技术例如在专利文献1中公开。

在接触插塞的形成中，使用钨作为嵌入材料和其相互扩散的阻隔材料等。在前述接触插塞的形成中，使用通过CMP将除接触插塞以外的多余部分去除的制造方法。另外，在嵌入布线的形成中，最近为了使LSI高性能化而使用铜或铜合金作为形成布线材料的导电性物质。铜或铜合金难以使用在以往的铝合金布线的形成中频繁使用的干蚀刻法进行微细加工，因此主要采用所谓的镶嵌法，即：在预先形成沟的绝缘膜上沉积铜或铜合金的薄膜，嵌入后通过CMP将除沟部以外的前述薄膜去除，形成嵌入布线。用于CMP的金属用的研磨用组合物中，通常含有酸等研磨促进剂和氧化剂，进而根据需要还含有磨粒。另外，为了改善研磨后的研磨对象物的平坦性，使用还添加了金属防腐剂的研磨用组合物也是有效的。例如，在专利文献2中公开了使用含有氨基乙酸和/或氨基磺酸、氧化剂、苯并三唑和水的研磨用组合物的技术方案。

但是，向研磨用组合物中添加氧化剂时，存在经时的研磨性能变化这样的课题。对于研磨性能的变化，确认了各种各样的原因，作为其中之一，可列举出研磨促进剂、金属防腐剂等研磨用组合物中的化学物质与氧化剂相互作用，研磨用组合物的pH发生变化。

在金属用的研磨用组合物的设计中，pH是非常重要的，通常基于甫尔拜图（Pourbaix diagram）进行研磨用组合物的pH的设定。例如专利文献3中公开了：对于铜用的研磨用组合物，为了形成氧化铜（I），具有约6.0的pH是重要的。研磨用组合物的pH降低时，氧化铜变得难以在铜表面上形成，金属铜的溶解增大。另外研磨用组合物的pH增高时，溶液中的铜析出而附着在晶圆表面，可能成为产生划痕的原因。因此，为了在CMP后得到无缺陷的平坦表面，要求金属用的研磨用组合物的pH始终稳定。

专利文献4中虽然公开了数分钟程度的使铜研磨中的研磨用组合物的pH稳定化的技术，但对于抑制经过更长时间的pH的经时变化的技术方案没有具体公开，技术上也是困难的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-102543号公报

专利文献2：日本特开平8-83780号公报

专利文献3：日本特表2000-501771号公报

专利文献4：日本特表2006-506809号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于提供一种研磨用组合物、使用了该研磨用组合物的研磨方法和使用了该研磨方法的基板的制造方法，所述研磨用组合物用于LSI制造时，其能够抑制添加氧化剂后的pH经时变化。

用于解决问题的方案

本发明人等进行了深入的讨论，结果发现了不仅在研磨时，而且在从加入用于研磨使用的氧化剂等起直到用尽的长期内也具有稳定的特性的研磨用组合物。

即，本发明的第1方式提供一种研磨用组合物，其特征在于，其含有在水溶液中与氧化剂的共存下使pH降低的物质和pH缓冲剂，相对于100g研磨用组合物刚添加31重量%的过氧化氢水溶液5.16g、即过氧化氢1.6g后的pH与添加过氧化氢水溶液后静置8天后的pH之差的绝对值为0.5以下。

本发明的第2方式提供一种研磨用组合物，其特征在于，其含有在水溶液中与氧化剂的共存下使pH降低的物质和pH控制剂，与相对于100ml研磨用组合物刚添加31重量%的过氧化氢水溶液5.16g后的研磨用组合物中的碱性物质的量相比，添加过氧化氢水溶液后静置8天后的研磨用组合物中的碱性物质的量增加0.1mM以上。

本发明的第3方式提供一种研磨方法，其利用上述第1和第2方式所述的研磨用组合物研磨金属。另外，本发明的第4方式提供一种包含金属的基板的制造方法，其具有以上述第3方式所述的方法研磨金属的工序。

发明的效果