專利名稱：：研磨用組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及研磨用組合物。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及在例如用于形成半導(dǎo)體裝置的布線的研磨過(guò)程中所使用的研磨用組合物。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，伴隨著在計(jì)算機(jī)中使用的ULSI等的高集成化和高速化，半導(dǎo)體裝置的設(shè)計(jì)規(guī)則逐漸在微細(xì)化。為了應(yīng)付由這種半導(dǎo)體裝置的布線結(jié)構(gòu)的微細(xì)化所導(dǎo)致的布線電阻的增大，研究了使用含有銅的金屬材料來(lái)作為布線材料。當(dāng)使用含有銅的金屬材料作為布線材料時(shí)，由于金屬材料的性質(zhì)，難以利用各向異性蝕刻進(jìn)行布線結(jié)構(gòu)的形成。因此，布線結(jié)構(gòu)一般通過(guò)使用了化學(xué)機(jī)械研磨法(ChemicalMechanicalPolishing、以下稱作為CMP法)的方法等來(lái)形成。具體來(lái)說(shuō)可以使用以下的方法。首先，將由鉭或氮化鉭等含鉭的化合物、或者鈦化合物或釕化合物形成的屏蔽(乂《卩7)膜成膜在絕緣膜上，所述絕緣膜在表面上凹設(shè)了布線溝。接著，將由含有銅的金屬材料形成的導(dǎo)體膜在屏蔽膜上成膜，以使至少布線溝內(nèi)完全埋沒(méi)。接著，在第1研磨工序中將導(dǎo)體膜的一部分進(jìn)行研磨。在第2研磨工序中，研磨導(dǎo)體膜直至布線溝以外的地方的屏蔽膜露出。接著，在第3研磨工序中，研磨屏蔽膜直至布線溝以外的地方的絕緣膜露出，由此在布線溝內(nèi)形成布線部分。目前，對(duì)于研磨用組合物，研究了含有二氧化硅等研磨材料或各種添加劑的組合物。但是，對(duì)于現(xiàn)有的研磨用組合物，在上述的研磨方法中，由于相對(duì)于含有銅的金屬材料的研磨速度高，因此有過(guò)度研磨導(dǎo)體膜的情況。此時(shí)，有在研磨后的被研磨面上發(fā)生下述那樣的問(wèn)題的情況，所述問(wèn)題是與布線溝對(duì)應(yīng)處的導(dǎo)體膜表面與屏蔽膜表面相比，產(chǎn)生向內(nèi)部方向后退的現(xiàn)象，即發(fā)生了表面縮穴(f4少歹夕')。為了解決這種問(wèn)題，研究了各種技術(shù)。在專利文獻(xiàn)l中，公開(kāi)了一種化學(xué)機(jī)械研磨用漿液，其含有包含一次粒徑為5~30nm、締合度為5以下的膠體粒子的研磨粒子。另外相對(duì)于此，公開(kāi)了將一次粒子徑超過(guò)20nm的第2膠體粒子組合的內(nèi)容。但是，根據(jù)本發(fā)明人們的研究，該專利文獻(xiàn)中記述的漿液未必能夠得到高的研磨速度，另外平坦性也有改良的空間。這恐怕是因?yàn)?種膠體粒子大小的比例或締合度等沒(méi)有充分調(diào)節(jié)的緣故。另外，在專利文獻(xiàn)2中，公開(kāi)了將具有屏蔽金屬膜和導(dǎo)體膜的被研磨體進(jìn)行研磨的CMP法。該方法是將一個(gè)凈皮研磨體利用2種研磨液連續(xù)進(jìn)行研磨的方法，這些研磨液含有(l)一次粒徑為20~50nm、且締合度為2~5的粒子、(2)有機(jī)酸和(3)氧化劑，2種研磨液是含有粒徑相同的粒子的液體。另外，在專利文獻(xiàn)3中，公開(kāi)了一種研磨劑，其含有平均一次粒徑為5~300nm的范圍、研磨劑中的締合度為1.5~5的范圍的磨料(A)、氧化劑(B)、保護(hù)膜形成劑(C)、酸(D)、堿性化合物(E)、和水(F)。根據(jù)本發(fā)明人的研究，對(duì)于這些專利文獻(xiàn)中所示的、含有單一粒子的研磨用組合物，難以滿足平坦化特性優(yōu)異、且即使對(duì)于在表面形成了氧化膜等改質(zhì)層的被研磨物，也不產(chǎn)生研磨速度的降低這兩者的性能。另外，當(dāng)如專利文獻(xiàn)3那樣使用具有60nm以上的一次粒徑的磨料時(shí)，平坦化性能也顯著變差。專利文獻(xiàn)1特開(kāi)2002-141314號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)2007-227669號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2007-12679號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容如上所述，現(xiàn)有的研磨用組合物不能充分兼顧研磨速度的提高和表面縮穴量的降低，人們期望有一種能夠解決這種困境的研磨用組合物。本發(fā)明的研磨用組合物的特征在于，含有(a)磨料、(b)加工促進(jìn)劑、(c)表面縮穴抑制劑、和(d)水而成，上述磨料至少包含第一磨料和第二磨料，上述第二磨料的平均一次粒徑Du相對(duì)于上述第一磨料的平均一次粒徑DS1的比例DL1/DS1為5>DL1/DS1>1,且上述第一磨料的締合度為1.8以上且5以下，上述第二磨料的締合度為2.5以下。根據(jù)本發(fā)明，在制備布線結(jié)構(gòu)體的研磨工序中，可以在抑制表面階梯度產(chǎn)生的同時(shí)得到良好的研磨速度。具體實(shí)施方式研磨用組合物(a)磨料在本發(fā)明的研磨用組合物中使用的磨料可以選自目前已知的任意的磨料，具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選選自二氧化硅、氧化鋁、氧化镩、氧化鋯和氧化鈦的至少1種。二氧化硅存在膠態(tài)二氧化硅、火成二氧化硅、和其他的制備方法或性狀不同的二氧化硅等多種形式。另外，氧化鋁有ot-氧化鋁、5-氧化鋁、e-氧化鋁、K-氧化鋁和其它形式不同的氧化鋁。另外還有根據(jù)其制備方法而稱作為火成氧化鋁的氧化鋁。對(duì)于氧化鈰，從氧化數(shù)的角度考慮有3價(jià)和4價(jià)的氧化鈰，另外從結(jié)晶系的角度考慮，有六方晶系、等軸晶系和面心立方晶系的氧化鈰。氧化鋯從結(jié)晶系的角度考慮有單斜晶系、正方晶系和非晶質(zhì)的氧化鋯。另外，還有根據(jù)其制備方法而稱作為火成氧化鋯的氧化鋯。氧化鈦從結(jié)晶系的角度考慮有一氧化鈦、三氧化二鈦、二氧化鈦和其他的氧化鈦。另外，還有根據(jù)其制備方法而稱作為火成氧化鈦的氧化鈦。在本發(fā)明的組合物中，可以任意地、或根據(jù)需要組合來(lái)使用這些化合物。在組合時(shí)，其組合方法或使用的比例沒(méi)有特別地限定。但是，從本發(fā)明的效果、且經(jīng)濟(jì)性或易于獲得的角度考慮，優(yōu)選二氧化硅，特別優(yōu)選膠態(tài)二氧化硅。另外，本發(fā)明的磨料如下述那樣將第一磨料和第二磨料混合來(lái)使用，它們都優(yōu)選是膠態(tài)二氧化硅。在本發(fā)明中，磨料至少含有第一磨料和第二磨料而成。這里，第一磨料與第二磨料的平均一次粒徑不同。該平均一次粒子徑利用由BET法(氮吸附法)得到的比表面積計(jì)算求得。另外，磨料在組合物中締合，形成二次粒子，該二次粒子的平均二次粒徑可以根據(jù)動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定。在本發(fā)明的研磨用組合物中使用的磨料可以根據(jù)平均一次粒徑、平均二次粒子徑和作為它們比例的締合度來(lái)表征。首先，第一磨料相對(duì)于第二磨料，其平均一次粒徑小。將該第一磨料的平均一次粒徑記作DS1、平均二次粒子徑記作DS2時(shí)，DS1—般為5~40nm,優(yōu)選520nm,進(jìn)而優(yōu)選715nm。這里，從能夠以充分的速度研磨金屬層、特別是銅層的角度考慮，Ds!優(yōu)選為5nm以上，另一方面，從可良好地維持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選為40nm以下。另夕卜，締合度Ds2/Dw為1.8以上且5以下，優(yōu)選2.0以上且4以下，進(jìn)而優(yōu)選2.5以上且3.5以下。從能夠以充分的速度研磨金屬層的角度考慮，優(yōu)選高的締合度，另一方面，從可良好地維持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選低的締合度。另外，以研磨用組合物的總重量為基準(zhǔn)時(shí)，第一磨料的含量一般為0.1~10重量％,優(yōu)選0.5~3重量％,進(jìn)而優(yōu)選0.8~2重量％。從能夠以充分的速度研磨金屬層、特別是銅層的角度考慮，優(yōu)選為0.1重量％以上，另一方面，從控制制造成本、以及良好地維持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選10重量％以下。另一方面，將第二磨料的平均一次粒徑記作DL1、平均二次粒徑記作Du時(shí)，其相對(duì)于第一磨料的一次粒徑D^為5>DL1/DS1〉1，優(yōu)選4〉DU/DS1>2,進(jìn)而優(yōu)選3.5>DL1/DS1〉2.5。從對(duì)于在#1研磨物的表面形成氧化膜等改質(zhì)層、或者形成圖案后的晶片進(jìn)行研磨時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)充分的研磨速度的角度考慮，優(yōu)選該平均一次粒徑的比例DL1/DS1大，另一方面，從良好地保持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選該比例小。另外，第二磨料的締合度DL2/Du為2.5以下，優(yōu)選2.2以下，進(jìn)而優(yōu)選2.0以下。為了良好地保持階梯度形狀，優(yōu)選該締合度更小。另外，第二磨料的含量依賴于第一磨料的含量。優(yōu)選第二磨料(平均一次粒徑大的磨料)的含量少，優(yōu)選相對(duì)于磨料的總重量，第一磨料的含量為0.6以上，更優(yōu)選0.9以上，最優(yōu)選0.95以上。換句話說(shuō)，優(yōu)選相對(duì)于磨料的總重量，第二磨料的含量為0.4以下，更優(yōu)選0.1以下，最優(yōu)選0.05以下。從對(duì)于在被研磨物的表面形成氧化膜等改質(zhì)層、或者形成圖案后的晶片進(jìn)行研磨時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)充分的研磨速度的角度考慮，優(yōu)選第一磨料的含量多，從抑制階梯度形狀變差的角度考慮，優(yōu)選第二磨料的含量多。這樣，在本發(fā)明中，通過(guò)使用平均一次粒徑小、且締合度為1.8以7上的磨料，可以實(shí)現(xiàn)良好的平坦性和高的研磨速度，同時(shí)通過(guò)并用平均二次粒徑大、且締合度為2.5以下的磨料，即使對(duì)于在表面形成氧化膜等改質(zhì)層的被研磨物、或者帶有圖案的晶片，也可以防止研磨速度的降低。(b)加工促進(jìn)劑本發(fā)明的研磨用組合物進(jìn)而含有至少一種加工促進(jìn)劑而成。該加工促進(jìn)劑能夠促進(jìn)金屬層、特別是銅層的研磨速度。其作用是通過(guò)捕獲由研磨產(chǎn)生的金屬離子而促進(jìn)金屬層的研磨。從具有優(yōu)異的金屬捕獲作用和易于獲得的角度考慮，加工促進(jìn)劑優(yōu)選的具體例子可以列舉羧酸和氨基酸。能夠作為加工促進(jìn)劑使用的氨基酸可以列舉例如甘氨酸、丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、別異亮氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、別蘇氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、脯氨酸和胱氨酸等的中性氨基酸，精氨酸、組氨酸等的堿性氨基酸，谷氨酸、天冬氨酸等的酸性氨基酸；羧酸可以列舉草酸、檸檬酸、琥珀酸、馬來(lái)酸、酒石酸、2-喹啉羧酸(喹哪啶酸)、2-吡啶羧酸、2,6-吡啶羧酸、醌等。其中最優(yōu)選甘氨酸。以研磨用組合物的總重量為基準(zhǔn)時(shí)，本發(fā)明的研磨用組合物中的加工促進(jìn)劑的含量一般為0.1~3重量％,優(yōu)選0.5~2重量％,進(jìn)而優(yōu)選0.5~1.5重量％。從能夠以充分的速度研磨金屬層、特別是銅層的角度考慮，優(yōu)選為0.1重量％以上，另一方面，從可良好地維持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選為3重量％以下。(c)表面縮穴抑制劑本發(fā)明的研磨用組合物進(jìn)而含有表面縮穴抑制劑而成。該表面縮穴抑制劑通過(guò)調(diào)節(jié)金屬層的表面狀態(tài)而抑制表面縮穴的產(chǎn)生，與此同時(shí)還具有防止金屬層的腐蝕或研磨速度調(diào)節(jié)的功能。作為這種表面縮穴抑制劑的一種，可以列舉苯并三唑及其衍生物、三唑及其衍生物、四唑及其衍生物、吲咮及其衍生物以及咪唑及其衍生物。苯并三唑及其衍生物還具有作用于金屬層的表面，而抑制由氧化劑等導(dǎo)致的表面腐蝕的功能?？梢栽诒景l(fā)明中使用的苯并三唑及其衍生物有各種化合物，優(yōu)選用下述通式(III)表示的化合物8化學(xué)式1(III)式中、W選自氪、烷基、用羧基取代的烷基、用羥基和叔氨基取代的烷基、以及用羥基取代的烷基，112~115分別獨(dú)立地表示選自氫和碳原子數(shù)為1~3的》克基的基團(tuán)。具體來(lái)說(shuō)，可以列舉苯并三唑、4-曱基-lH-苯并三唑、5-曱基-lH-苯并三唑、l-(2，,3，-二羥基丙基)苯并三唑、l-(2，,3，-二羥基丙基)-4-甲基苯并三唑、l-(2，,3，-二羥基丙基)-5-曱基苯并三唑、l-[N，N-二(羥基乙基)氨基甲基]苯并三唑、l-[N,N-二(羥基乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑、l-[N,N-二(羥基乙基)氨基曱基]-5-曱基苯并三唑、l-羥曱基-lH-苯并三唑、l-羥曱基-4-甲基-lH-苯并三唑、l-羥曱基-5-甲基-lH-苯并三唑、3-(4-甲基-lH-苯并三唑-l-基)丁酸、3-(5-甲基-lH-苯并三唑-l-基)丁酸、a-甲基-lH-苯并三唑-l-曱醇、a-乙基-lH-苯并三唑-l-甲醇、a-異丙基-lH-苯并三唑-l-甲醇、lH-苯并三唑-l-乙酸、l-(2-羥基乙基)-lH-苯并三唑、l-[[二(2-羥基丙基)氨基]曱基]-lH-苯并三唑、4,5-二曱基-lH-苯并三唑等。其中，本發(fā)明優(yōu)選的苯并三唑是l-[二(2-羥基乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑、l-[二(2-羥基乙基)氨基甲基]-5-曱基苯并三唑、或者它們的混合物。以研磨用組合物的總重量為基準(zhǔn)時(shí)，本發(fā)明的研磨用組合物中的保護(hù)膜形成劑的含量一般為0.001~0.3重量％,優(yōu)選0.01~0.1重量％,進(jìn)而優(yōu)選0.02-0.05重量％。從適當(dāng)抑制研磨速度、充分降低表面縮穴，并良好地保持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選該含量為0.001重量％以上。另一方面，為了不產(chǎn)生由于過(guò)度抑制金屬層的研磨速度而使研磨速度不適當(dāng)?shù)亟档偷那闆r，優(yōu)選為0.3重量％以下。在本發(fā)明的研磨用組合物中使用的另一種表面縮穴抑制劑是非離子表面活性劑。該非離子表面活性劑除了作為表面縮穴抑制劑起作用以外，還可以作為研磨速度調(diào)節(jié)劑發(fā)揮功能。本發(fā)明使用的非離子表面活性劑利用下式(I)表示。R-POA(I)(式中，R表示烷基，POA表示選自聚氧乙烯鏈、聚氧丙烯鏈和聚(氧化乙烯.氧化丙烯)鏈的聚氧化烯鏈)。這里，為了良好地保持對(duì)水的溶解性、磨料的分散性，POA優(yōu)選為聚氧乙烯鏈，R的碳原子數(shù)優(yōu)選為10~16,進(jìn)而HLB優(yōu)選為7~14。另外，為了良好地保持磨料的分散性，優(yōu)選POA的聚合度為12以下。并且，在本發(fā)明中，HLB使用格里菲(夕、、!i:7O)的式子HLB氣親水部的式量的總和)/分子量)x20來(lái)算出。另外，以研磨用組合物的總重量為基準(zhǔn)時(shí)，在研磨用組合物中作為表面縮穴抑制劑使用的非離子表面活性劑的含量一般為0.0005-0.5重量％,優(yōu)選0.01~0.2重量％，進(jìn)而優(yōu)選0.02~0.1重量％。/人能夠以充分的速度研磨金屬層、特別是銅層的角度考慮，該含量?jī)?yōu)選為0.0005重量％以上，另一方面，從可良好地維持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選為0.5重量％以下。在本發(fā)明的研磨用組合物中使用的另一種表面縮穴抑制劑是陰離子表面活性劑。陰離子表面活性劑可以選自目前已知的任意的表面活性劑。其中，作為通過(guò)與非離子表面活性劑合用，而可以發(fā)揮更強(qiáng)表面縮穴抑制功能，可以列舉用下式(IIa)或者(IIb)表示的陰離子表面活性劑。R，-A(IIa)R，畫(huà)POA，國(guó)A卿(式中、R，表示選自烷基、烷基苯基、和烯基的基團(tuán)，POA，表示選自聚氧乙烯鏈、聚氧丙烯鏈和聚(氧化乙烯.氧化丙烯)鏈的聚氧化烯鏈，A表示陰離子性官能團(tuán))。這里，更優(yōu)選含有聚氧化烯鏈的(IIb)的陰離子表面活性劑。以研磨用組合物的總重量為基準(zhǔn)時(shí)，本發(fā)明的研磨用組合物中的陰10離子表面活性劑的含量一般為0.0005-0.1重量％,優(yōu)選0.001~0.05重量％，進(jìn)而優(yōu)選0.005~0.02重量％。從良好地維持階梯度形狀的角度考慮，優(yōu)選為0.0005重量％以上。另夕卜，從能夠以充分的速度研磨金屬層、特別是銅層的角度考慮，優(yōu)選為0.1重量％以下。(d)水本發(fā)明的研磨用組合物含有水來(lái)作為用于分散或者溶解各成分的溶劑。從抑制對(duì)其他成分所起作用的阻礙的角度考慮，水優(yōu)選是盡量不含有雜質(zhì)的水，具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選在利用離子交換樹(shù)脂將雜質(zhì)離子除去后，通過(guò)濾過(guò)器除去了雜質(zhì)的純水或超純水，或者蒸鎦水。(e)氧化劑本發(fā)明的研磨用組合物根據(jù)需要還可以含有氧化劑。該氧化劑具有促進(jìn)金屬層的研磨的作用。氧化劑可以列舉過(guò)氧化氬、過(guò)硫酸、高碘酸、高氯酸、過(guò)乙酸、過(guò)曱酸和硝酸，以及它們的鹽中的至少1種，從價(jià)格便宜且容易獲得金屬雜質(zhì)少的產(chǎn)品的角度考慮，優(yōu)選過(guò)氧化氫。從得到金屬層的充分的研磨速度的角度、特別是即使對(duì)于在表面形成氧化膜等改質(zhì)層的被研磨物或帶有圖案的晶片也能實(shí)現(xiàn)高的研磨速度的角度考慮，以研磨用組合物的總重量為基準(zhǔn)時(shí)，本發(fā)明研磨用組合物中氧化劑的含量?jī)?yōu)選為0.3重量％以上，更優(yōu)選0.5重量％以上，特別優(yōu)選0.75重量％以上。從可良好地維持階梯度形狀的角度考慮，氧化劑的含量?jī)?yōu)選為5重量％以下，更優(yōu)選3重量％以下，特別優(yōu)選1.5重量％以下。(h)其他的成分本發(fā)明的研磨用組合物根據(jù)需要，也可以按照信息含有鰲合劑、增粘劑、乳化劑、防銹劑、防腐劑、殺霉菌劑、消泡劑等作為其他的成分。本發(fā)明的研磨用組合物可以通過(guò)使上述各成分溶解或者分散在水中來(lái)調(diào)制。溶解或者分散的方法是任意的，另外各成分的混合順序或混合方法等也沒(méi)有特別地限定。本發(fā)明的研磨用組合物pH沒(méi)有特別地限定，通過(guò)添加公知的酸或者堿，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。從維持研磨用組合物的良好的操作性的角度考慮，其pH優(yōu)選為810,更優(yōu)選9~10。本發(fā)明的研磨用組合物能夠以比較高濃度的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行調(diào)制并儲(chǔ)藏或者運(yùn)輸?shù)龋趯?shí)際研磨加工時(shí)進(jìn)行稀釋來(lái)使用。上述優(yōu)選的濃度范圍是作為在實(shí)際研磨加工時(shí)的濃度范圍來(lái)記述的，當(dāng)采用這種使用方法時(shí)，在進(jìn)行儲(chǔ)藏或者運(yùn)輸?shù)鹊臓顟B(tài)下，當(dāng)然要制成更高濃度的溶液。如下所述，使用各例子來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。研磨用組合物的調(diào)制作為研磨用組合物，可以如表1所示那樣配合作為磨料的膠態(tài)二氧化硅、作為加工促進(jìn)劑的甘氨酸、作為氧化劑的過(guò)氧化氫、作為表面縮穴抑制劑的陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、和苯并三唑化合物，來(lái)調(diào)制研磨用組合物。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>研磨速度的評(píng)價(jià)使用得到的研磨用組合物，按照下述的研磨條件1來(lái)評(píng)價(jià)研磨速度。<研磨條件1>研磨機(jī)單面CMP用研磨機(jī)(ReflexionLK;7*7°，4卜、、7亍卩7*AX"社制)、被研磨物Cu無(wú)圖案晶片(7'，>少少卜々工")(直徑300mm)研磨墊聚氨酯制的積層研磨墊(商品名IC-IOIO、口一厶.7爻卜、、',、一7社制)、研磨壓力0.9psi(二約6.2kPa)、底板旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpm、研磨用組合物的供給速度300ml/min、托架(矢\卩7)旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpm<研磨速度的計(jì)算式〉研磨速度[nm/min]氣研磨加工前的無(wú)圖案晶片的厚度[nm]-研磨加工后的無(wú)圖案晶片的厚度[nm])+研磨時(shí)間[min]研磨加工前后的Cu無(wú)圖案晶片的厚度使用薄片電阻測(cè)定器(VR-120SD/8(商品名)、林式會(huì)社日立國(guó)際電氣制)進(jìn)行測(cè)定。所得結(jié)果示于表2。并且，認(rèn)為一般只要研磨速度為300nm/min,在實(shí)用上就沒(méi)有問(wèn)題。階梯度形狀的測(cè)定在Cu圖案晶片表面上使用各例子的研磨用組合物，利用下述研磨條件2進(jìn)行研磨，直至Cu殘留膜厚度為300nm。上述研磨后，在銅圖案晶片表面使用各例子的研磨用組合物，同時(shí)利用下述研磨條件3進(jìn)行研磨，直至屏蔽膜露出。接著，在笫2研磨后的銅圖案晶片表面的寬度為100|iim的孤立布線部分，〗吏用原子間力顯孩H竟(商品名WA-1300、日立建機(jī)77O亍7夕抹式會(huì)社制)測(cè)定表面縮穴量。表面縮穴量用((Q)小于15nm、(o)15nm以上且小于30nm、(A)30nm以上且小于50nm、(x)50nm以上這4個(gè)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。所得結(jié)果示于表2。<研磨條件2>研磨機(jī)單面CMP用研磨機(jī)(ReflexionLK;7*:/，4卜'、^亍卩7A乂社制)、被研磨物銅圖案晶片(SEMATECH社制、754掩模圖案、成膜厚度IOOOOA、初始凹溝5000人)、研磨墊聚氨酯制的積層研磨墊(商品名IC-IOIO、口一厶7^卜、、"一X社制)、研磨壓力2psi(-約14kPa)、底板旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpm、研磨用組合物的供給速度200ml/min、托架旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpm<研磨條件3〉研磨機(jī)單面CMP用研磨機(jī)(ReflexionLK;77°，4K^r亍卩7A乂社制)、被研磨物銅圖案晶片(SEMATECH社制、754掩才莫圖案、成膜厚度IOOOOA、初始凹溝5000A)、研磨墊聚氨酯制的積層研磨墊(商品名IC-IOIO、口一厶'7*7卜、、，/、一只社制)、研磨壓力0.7psi(二約4.8kPa)、底板旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpm、研磨用組合物的供給速度300ml/min、托架旋轉(zhuǎn)數(shù)100rpmCu帶有圖案的晶片的研磨速度的評(píng)價(jià)在Cu圖案晶片表面上使用各例子的研磨用組合物，同時(shí)利用研磨條件2進(jìn)行60秒的研磨，測(cè)定Cu無(wú)圖案晶片的研磨速度。接著，在Cu圖案晶片表面上使用各例子的研磨用組合物，同時(shí)利用研磨條件2進(jìn)行研磨，直至Cu殘留膜厚度為300nm，由此時(shí)的研磨時(shí)間Tl,通過(guò)下述計(jì)算式算出在帶有圖案的晶片上的Cu速度。關(guān)于Cu帶有圖案的晶片的研磨速度，對(duì)于用下述計(jì)算式求得的研磨速度比，用(O))0.9以上、(o)0.8以上且小于0.9、(A)0.6以上且小于0.8、(x)小于0.6這3個(gè)水平進(jìn)行評(píng)價(jià)。<Cu帶有圖案的晶片的研磨速度的計(jì)算式>研磨速度[nm/minhCu帶有圖案的晶片的研磨量700[nm]/研磨時(shí)間Tl[sec]x60<研磨速度比的計(jì)算式>研磨速度比二Cu帶有圖案的晶片的研磨速度[nm/min]/Cu無(wú)圖案晶片的研磨速度[nm/min]1表2研磨速度[nm/min〗表面縮穴Cu帶有圖案的晶片的研磨速度實(shí)施例1540厶◎?qū)嵤├?440厶◎?qū)嵤├?520△O實(shí)施例4500△◎?qū)嵤├?520厶◎?qū)嵤├?330o◎?qū)嵤├?310oo實(shí)施例8390o◎?qū)嵤├?550厶o實(shí)施例10500◎o實(shí)施例11600厶◎?qū)嵤├?2430◎◎?qū)嵤├?3550厶◎?qū)嵤├?4350oo實(shí)施例15320厶◎?qū)嵤├?6530厶◎?qū)嵤├?7340厶o實(shí)施例18390△o比較例1120oX比車(chē)交例2180o◎比較例3370X◎比較例4460X◎比豐文例5510X◎比較例6280△X比豐支例740oX比l交例816厶X比較例95--比較例105-—比較例118—一比較例12250Xo比較例13190厶X比較例14850Xo1權(quán)利要求1.研磨用組合物，其特征在于，含有(a)磨料；(b)加工促進(jìn)劑；(c)表面縮穴抑制劑；和(d)水而成，上述磨料至少包含第一磨料和第二磨料，上述第二磨料的平均一次粒徑DL1相對(duì)于上述第一磨料的平均一次粒徑DS1的比例DL1/DS1為5>DL1/DS1>1，且上述第一磨料的締合度為1.8以上且5以下，上述第二磨料的締合度為2.5以下。2.如權(quán)利要求1所述的研磨用組合物，其中，相對(duì)于上述磨料(a)的總重量，上述第一磨料的重量比為0.6以上且小于1。3.如權(quán)利要求1或者2所述的研磨用組合物，其中，上述第一磨料的平均一次粒徑為5nm以上且小于40nm。4.如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其中，還含有氧化劑(e)。5.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其中，上述表面縮穴抑制劑(c)選自苯并三唑和其衍生物。6.如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其中，上述表面縮穴抑制劑(c)選自非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑用R畫(huà)POA(I)表示，式中，R表示烷基，POA表示選自聚氧乙烯鏈、聚氧丙烯鏈和聚(氧化乙烯-氧化丙烯)鏈的聚氧化烯鏈；所述陰離子表面活性劑用R，-A(IIa)和R,-POA，-A卿表示，式中，R，表示選自烷基、烷基苯基和烯基的基團(tuán)，POA，表示選自聚氧乙烯鏈、聚氧丙烯鏈和聚(氧化乙烯-氧化丙烯)鏈的聚氧化烯鏈，A表示陰離子性官能團(tuán)。7.如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的研磨用組合物，其中，上述加工促進(jìn)劑(b)選自羧酸和氨基酸的至少一種。全文摘要本發(fā)明涉及研磨用組合物。本發(fā)明提供研磨用組合物，其在制備布線結(jié)構(gòu)體的研磨工序中可以兼顧抑制表面階梯度的產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)高的研磨速度。研磨用組合物，其含有磨料、加工促進(jìn)劑、表面縮穴抑制劑、和水而成。這里，上述磨料至少包含第一磨料和第二磨料，上述第二磨料的平均一次粒徑D_L1相對(duì)于上述第一磨料的平均一次粒徑D_S1的比例D_L1/D_S1為5＞D_L1/D_S1＞1，且上述第一磨料的締合度為1.8以上且5以下，上述第二磨料的締合度為2.5以下。文檔編號(hào)B24B37/00GK101469252SQ20081018952公開(kāi)日2009年7月1日申請(qǐng)日期2008年12月29日優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日發(fā)明者平野達(dá)彥,梅田剛宏,水野博史申請(qǐng)人:福吉米股份有限公司