[发明专利]化学机械研磨用处理组合物、化学机械研磨方法及清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械研磨用处理组合物、化学机械研磨方法及清洗方法。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是半导体装置的制造中的平坦化技术等且已见到急速普及。该CMP是将被研磨体压抵于研磨垫，在研磨垫上一边供给化学机械研磨用水系分散体，一边使被研磨体与研磨垫相互滑动，以化学且机械的方式研磨被研磨体的技术。

近年来，随着半导体装置的高精细化，在半导体装置内形成的包含配线及栓柱等的配线层的微细化不断推进。伴随于此，使用通过化学机械研磨使配线层平坦化的方法。半导体装置的配线基板包含配线材料及用以防止该配线材料朝无机材料膜扩散的障蔽金属材料。作为配线材料主要使用铜或钨，作为障蔽金属材料主要使用氮化钽或氮化钛。例如在铜与氮化钽、氮化钛共存于表面的配线基板中，需要在不腐蚀配线材料及障蔽金属材料两者的情况下，通过CMP去除半导体基板上剩余的经层叠的金属膜。同样地，需要在不腐蚀配线材料及障蔽金属材料两者的情况下，去除CMP后的配线基板表面的铜氧化膜或有机残渣。因此，存在例如含有具有膦酸基或羧酸基的化合物作为钴氧化剂的浆料(例如参照专利文献1)。又，大多使用可抑制障蔽金属材料腐蚀的酸性化学机械研磨用处理剂，以例如酸性清洗剂为主流(例如参照专利文献2)。

近年来，随着半导体装置的显著高集成化，即使因极微量的杂质而污染，对于装置的性能进而对制品的良率大有影响。例如在结束CMP而未清洗的8英寸晶片表面上，0.2μm以上的颗粒数计数为1万个以上，而要求通过清洗将颗粒去除至数个至数十个。且，金属杂质的表面浓度(每1平方公分的杂质原子数)为1×10¹¹至1×10¹²以上，但基于顾客要求通过清洗去除至1×10¹⁰以下。因此，在半导体装置的制造中导入CMP，CMP后的清洗无法避免而成为必要步骤。

然而，在前端节点的半导体基板中，使铜配线微细化，并代替以往的障蔽金属材料，而使用与铜的密接性良好而可薄膜化的钴。钴在酸性条件下容易溶出，故因在经微细化的铜配线中迄今未成为大问题的酸性溶液所致的腐蚀发生对于良率带来大影响。因此，最近已开始使用中性至碱性的清洗剂(例如参照专利文献3)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开2014-132641号公报

[专利文献2]日本专利特开2010-258014号公报

[专利文献3]日本专利特开2009-055020号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，以往的化学机械研磨用组合物在兼具获得充分的钴研磨速度并且减低钴腐蚀的方面并不充分。且为了保护钴而有使用表面活性剂等的情况，但表面活性剂也会吸附于铜表面且也有难以获得充分的铜研磨速度的问题。

又，以往的中性至碱性的清洗剂虽对于异物的去除或金属配线的溶出有用，但障蔽金属材料(特别是钴膜)的保护并不充分，障蔽金属材料的腐蚀成为大问题。且，已有报导若使用以往的碱性清洗剂，则清洗后在图案晶片上产生缺陷。

因此，本发明的若干形式是提供通过解决所述课题的至少一部分，可同时抑制配线基板所用的配线材料及障蔽金属材料的腐蚀或缺陷发生，并且可通过化学机械研磨使配线层平坦化，且可有效地去除配线基板上的金属氧化膜或有机残渣的化学机械研磨用处理组合物、以及使用其的配线基板的研磨方法及清洗方法。

[解决问题的技术手段]

本发明是为了解决所述课题的至少一部分而成者，可利用以下的形式或适用例实现。

[适用例1]

本发明的配线基板的化学机械研磨用处理组合物的一形式的特征在于含有：

(A)水溶性胺；

(B)具有含芳香族烃基的重复单元的水溶性聚合物；及

水系介质。

[适用例2]

所述适用例中，

可进而含有(C)具有芳香族烃基的有机酸。

[适用例3]

所述适用例中，

pH可为9以上。

[适用例4]

所述适用例中，

所述(A)成分可为选自由烷醇胺、羟基胺、吗啉、吗啉衍生物、哌嗪及哌嗪衍生物所组成的群组中的至少一种。

[适用例5]

所述适用例中，

所述(B)成分可为具有源自烷基取代或非取代的苯乙烯的结构单元的聚合物。

[适用例6]