TW200916567A - Polishing composition - Google Patents

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200916567 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本心明係關於_用於金屬膜研磨、尤其是用於銅膜研 磨之研磨組合物。 【先前技術】 為了響應對半導體積體電路（LSI，large_scale integrati〇n， 大規模積體電路)之高積體化及小型化之要求，而開發出 一種被稱作系統級封裝（SIP，sySt.in_paekage)之方法， 該方法將具有記憶體功能、邏輯功能等各種功能之複數個 半導體元件以三維方式搭載於一個基板上。隨之，形成於 基板上之配線數以及凸塊數會增加，各配線之直徑縮小， 難以用先前施工方法之增層法以及機械研削來形成微細配 線。 因此’使用電阻低於鋁之銅、銅合金等來代替先前用作 配線材料之鋁。然而’就特性而[銅難以如紹那樣利用 乾式蝕刻來形成配線，因此確立了一種被稱作金屬鑲嵌法 之配線形成法。 根據用於半導體製程之金屬鑲嵌法，例如，於以二氧化 石夕膜覆盍之基板表面上，形成與所欲形成之配線圖案對應 之槽、以及與所欲形成之插塞（與基板内部之配線進行電 連接之部分）對應之孔，錢，於槽以及孔之内壁面上形 成包含鈦、氮化鈦、钽、氮化组、鎮等之阻障金屬臈(絕 緣膜Η妾著藉由電鏟等於基板整個表面上覆蓋銅膜，從 而將鋼填埋於槽以及孔中’進而用化學機械研磨法 134043.doc 200916567 (CMP，chemical mechanical polishing)除去槽以及孔以外 之區域之多餘銅膜，藉此於基板表面上形成配線以及插 塞。 同樣’ SIP中亦可應用金屬鑲嵌法以及cmp，但因覆蓋 基板表面上之銅膜等金屬膜之膜厚會達到5 以上，因 此存在利用CMP時會延長加工時間以及導致生產性大幅惡 化之顧慮。

考慮到對金屬層使用CMP時會以如下製程進行研磨，即 用研磨研磨粒研磨於酸性區域中因化學反應而於金屬表面 上所生成之化合物，因此對金屬層使用CMp時所使用之漿 料通常為酸性。（參照日本專利特開2〇〇2_27〇545號公報）。 然而，酸性漿料存在隨著研磨片數之增加而使得研磨速 度下降之傾向’又’當研磨後使用用以除去研磨粒之鹼性 清洗液時，會因pH衝擊而導致研磨粒凝聚等，因此期望使 用能進行高速研磨之鹼性漿料來代替酸性漿料。 如曰本專利特開2〇〇2_27〇545號公報中所揭示，鹼性漿 料正在研究—種研磨組合物，其包含選自分子中含有3個 以上之唾基之化合物、氧化劑、以及胺基酸、有機酸、無 機酸中之-種或者兩種以上、及界面活性劑。X，作為氧 化劑可使用臭氧、過氧化氫、過賴料，作為界面活性 劑可使用陰離子性、陽離子性、非離子性、及兩性界面活 性劑。 藉由分子中含有3個以上〇虫其 似Λ上主|之化合物而形成保護膜 可控制阻障金屬之研磨速度從而可抑制磨蝕。 134043.doc 200916567 又月之目的在於提供一種抑制凹槽以及凹陷之產生且 研磨速度更高之研磨組合物。 、本發明之研磨組合物，其特徵在於包含氨、過氧化氫、 胺基&及陰離子性界面活性劑。 又本發明之特徵在於pH值為7〜11.5。 本發月之特徵在於上述胺基酸為中性胺基酸。 又本發明中，上述中性胺基酸係、選自甘胺酸、丙胺酸、 ( ㈣酸、白胺酸、異白胺酸、脯胺酸以及色胺酸中之至少 一者。 【發明内容】 通常，金屬層係分成複數個階段來進行研磨，第i階段 研磨中主要目的係使金屬層之厚度變薄，因此要求所使用 之研磨組合物亦可實現高速研磨。又，第2階段研磨中將 厚度已變薄之金屬層完全除去後，形成配線以及插塞。 為了將金屬層完全除去’必須進行甚至對絕緣層較薄地 U ㈣之過研磨’先前之研磨組合物中，進行過研磨時會產 生凹槽或凹陷。又，先前之研磨組合物並不存在負重相關 !生且研磨速度亦較低’因此研磨所需之日夺間非常長。 【實施方式】 以下參考圖式來詳細說明本發明之較佳實施形態。 本發明之研磨組合物為適於金屬膜、尤其是銅（cu)臈之 研磨組合物’其含有氨、過氧化氫、胺基酸、陰離子性界 面活性劑，且剩餘成分為水。藉由含有該等成分，而尤其 是於第2階段研磨中使用時，可抑制凹槽以及凹陷之產 134043.doc 200916567 生’實現更南之研磨速度。 尤其是藉由具有低負重下之研磨連度較低且高負重下之 研磨速度更高之負重相關性，而於作為被研磨物之晶圓之 配線部分顯示出優異之階差消除性。 以下，對I發明之研磨組合物加以詳細說明。 於驗性區域中’氨_3)作為〜之錯合劑以及氧化劑而 發揮作用，如⑴式般發生反應而形成錯合物：

Cu+4NH+4-[Cu(NH3)4]2+ ...⑴ 銅、之CMP中，一般認為藉由與研磨塾接觸而除去該四 氨銅錯合物來進行研磨。 本發月之研磨組合物中之氨含量為研磨組合物總量之 〇·3〜9重量％ ’較好的是卜5重量％。氨含量低於^重量％ 時，無法獲得充分之研磨速度，而氨含量超過9重量％時 則低負重下之研磨速度變高，階差消除性下降。 又本發明中含有過氧化氫，由此過氧化氫作為氧化劑而 發揮功能，可實現更高速之研磨速度，並且可大幅度提高 均勻性。其原因在於，藉由添加過氧化氫而使得不取決於 =組合物之流量’即便被研磨物表面上之研磨組合物之 流ϊ產生局部不均，亦可均勻地研磨整個被研磨物。 ^發明之研磨組合物中之過氧化氫之含量為研磨組合物 …里之0.05〜5 〇重量％，較好的是〇1〜4 〇重量％。當過氧 化氫之含量低於〇 〇5重量％時，無法獲得充分之研磨速 又而過氧化氫之含量超過5 〇重量％時，則被研磨物之蝕 刻率過高，故而欠佳。 134043.doc 200916567 本發明進一步含有胺基酸’由此可發揮優異之負重相關 性’並且可實現相較於先前更高之研磨速度。 藉由胺基酸而於被研磨物表面上形成脆弱之反應膜，同 時可抑制施加於被研磨物表面之蝕刻力。因此，雖除去了 與研磨墊接觸之被研磨物表面’但未與研磨墊接觸之埋入 部分之凹部之底部並未除去，而發揮優異之負重相關性， 階差消除性提高。 就本發明之研磨組合物中所含有之胺基酸而言，使用任 一種胺基酸均可獲得相同之效果，但自抑制凹陷之產生之 觀點考慮，較好的是使用中性胺基酸。根據文獻（伊東、 兒玉譯「McMuiry有機化學概論」，第2版，東京化學同人 股份有限公司，1992年11月24日，p. 463-467)等，胺基酸 具有以通式（2)所示之側鏈用r表示之結構。胺基酸根據側 鏈之性質而分為中性、鹼性及酸性，具有中性側鏈之胺基 酸為中性胺基酸，具有酸性側鏈之胺基酸為酸性胺基酸， 具有鹼性側鏈之胺基酸為鹼性胺基酸： [化1] -(2)

H+00H 中性胺基酸具有中性側鏈，其大多含有具備供電子性之 官能基。藉由側鏈之供電子性可提高羧基之活性，藉由配 位於作為被研磨物之金屬表面來形成具有在27 hpa以下之 研磨壓力下不會脫離之強度的反應膜。又中性胺基酸係以 134043.doc -10- 200916567 其中性側鏈不露出之方式配位於金屬表面上。又，藉由彼 此鄰接之中性側鏈而於金屬表面形成電子雲，藉由該電子 雲阻礙銨離子向金屬表面轉移來抑制金屬表面之钱刻。 士此藉由使用甲性胺基酸而以反應性低之官能基（甲 基：乙基、具有環狀之苯基或叫卜朵基等）於被研磨物表面 上形成膜，從而進一步抑制施加於被研磨物表面之蝕刻 2 ’由此可抑制凹陷之產生。又’作為具有供電子性之官 &基’較好的是甲基、乙基、及其存在數或者具有環狀者 例如苯基或°引〇朵基。 藉由使用胺基酸可抑制低負重下之研磨速度，且可使高 負重下之研磨速度提高，藉由於中性胺基酸中選用具有上 述官能基之甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、白胺酸、異白胺 酸、脯胺酸以及色胺酸中之至少—者，可擴大將研磨速度 抑制於較低之低負重區域。藉此，可發揮優異之負重相關 性，即於超過特定負重（例如39 hPa)之前之低負重區域可 將研磨速度抑制於充分低，而當超過特定負重時可使研磨 速度急遽上升。 又’尤其是具有吲哚環之色胺酸，除具有供電子性之 外，還能使吲哚骨架中具有之醯胺鍵捕獲研磨組合物中存 在之氨或胺類，因此可抑制氨或胺類對被研磨物表面之蝕 刻能力’於中性胺基酸中尤佳。 本發明之研磨組合物中之胺基酸含量為研磨組合物總量 之0.1〜10重量％。當胺基酸之含量低於〇丨重量％以及超過 10重量％時，低負重下之研磨速度變高而階差消除性下 134043.doc 200916567 降。 離子性界面活性劑時，以陰 氨銅錯合物周圍之方式配位 進而當研磨組合物中存在陰 離子性界面活性劑包圍上述四 而形成一種保護膜。 藉：上述保護膜而可抑制銅之㈣，抑 生，實現階差消除性之提高。又保護膜於進行低負 磨時難以除去，從而抑制 " 提高時容易除去，從=負重下之研磨速度，且當負重 果。 爾揮四氨銅錯合物之研磨促進效 本發明之研磨組合物中所含 1 i s I 3啕之u離子性界面活性劑， 可列舉聚丙烯酸鹽、烷基苯 ^ , ^ κ ^ ^甲本石頁酸、萘磺酸 鹽、木質素續酸鹽、苯紛續酸、績基丁二酸二辛畴 續酸醋、續基丁二酸二辛@旨、糾酸鹽、_: ㈣之巾較好的是Μ料酸鹽，尤其料是十二院基苯 續酸鹽。 本發明之研磨組合物中之陰離子性界面活性劑之含量為 。研磨組合物總量之G.G1〜3.G重量％，較好的是0,05〜2.0重量 %。當陰離子性界面活性劑之含量低於〇〇ι重量％時，低 2重下之研磨速度變高而階差消除性下降，當超過3〇重 量％時無法獲得充分之研磨速度。 進而本發明中含有研磨粒，由此可物理性地研磨去被研 磨物表層上所形成之反應層以及保護層，因此尤其是於高 負重條件，可提高研磨速度。 作為研磨粒，可使用於該領域中所常用之研磨粒，可列 134043.doc 200916567 “歹Η膠體一氧化石夕、煙燦二氧化石夕、膠體氧化紹、煙煉 氧化銘以及二氧化鈽等。 I基於負重相關性之階差消除性，無論研磨粒之含量為多 少均可發揮，因此本發明之研磨組合物中之研磨粒含量， 只要為實際應用上不會出現問題之含量即可。 本發明之研磨組合物之ΡΗ值為中性以及鹼性，具體而言 為Μ.5。當為酸性時，如上所述欠佳，又當ρΗ值超過 U.5時，高負重條件下之研磨速度會過低，故而欠佳。 本發明之研磨組合物中，除含有上述組成以外，亦可進 一步包含非離子性界面活性劑、pH值調整劑。 。作為非離子性界面活性劑，可列舉脂肪酸單乙醇酿胺、 乙醇醯胺、脂肪酸乙二醇酯、單脂肪酸甘油酯、 ^ L山梨糖醇㈣、脂肪酸隸醋、聚氧乙稀烧基醚、 去、料咬酮、聚乙稀醇、經乙基纖維素、幾甲基纖維 笼、：二醇、聚氧乙稀月桂喊、聚氧化乙物等，該 專之中較好的是羧甲基纖維素。 值調整劑而言’作為酸性成分可列舉麟酸 (hno3)、硫酸、鹽酸、 兴气4，作為鹼性成分可列 舉風乳化鉀（職）、氫氧㈣、氫氧化鐘等。 本發明之研磨組合物可於不 ^ ^ # ^ 、 /、較么特性之範圍内， 3有先則此領域之研磨用組合物 一種或者兩種以上。 h用之各種添加劑中的 本發明之研磨組合物中所使用之水並 慮到用於半導體裝置等之製造步驟？ - 罕乂好的疋例如純 134043.doc 200916567 水、超純水、離子交換水、Μ水等。 第2階段研磨中，藉由 符田便絕緣體層上之金屬層與研磨墊 接觸而如上所述完全ρ 除去该金屬層。此時，配線部分之金 屬表面藉由㈣而除去。進而’不斷研磨而進行過研磨 時’絕緣體層因與研磨塾接觸而被施加負[利用驗性研 磨組合物進行研磨，但因對藉由㈣所除去之配線部分施 加之負重減輕’故而具有負重相關性之本發明之研磨組合 物於配線部分上之研磨迷度大幅度降低。藉此可抑制凹槽 以及凹陷之產生，獲得均勻之研磨面。 對本發明之研磨組合物之製造方法加以說明。 田研磨組0物並未含有研磨粒而含有氨、過氧化氫、胺 基酸以及陰離子性界面活性劑時，分別使㈣量之該等化 °物’進而使用使總量達到1G0重量％之量之水，依照平 吊順序以成為所需阳值之方式使該等成分均勾地溶解或者 刀政於水中’藉此來製造本發明之研磨組合物。 田研磨組合物含有研磨粒時，首先，於水中混合陰離子 陡界面活性劑，且混合特定量之濃度為之氨水溶液， 其後添加胺基酸而獲得鹼性溶液。以達到特定濃度之方式 將pH值调整為4〇〜6.〇之二氧化碎分散液混合於驗性溶液 中。於含有二氧化矽之鹼性溶液中混合特定量之濃度為 3〇0/。之過氧化氫水，從而獲得本發明之研磨組合物。 本發明之研磨組合物，可較佳地用於LSI製造步驟中之 各種金屬膜之研磨’尤其是於利用金屬鑲嵌法形成金屬配 線時之CMP步驟中’可較佳地用作用以研磨金屬膜之研磨 134043.doc -14· 200916567 裝料。更具體而言’可非常佳地用作於SIP中形成用以積 層LSI sa月之金屬配線、半導體裝置之上層銅配線（形成此 銅配線時必須對膜厚為5㈣以上之銅膜進行研磨）時之金 屬膜研磨水料。即’本發明之組合物作為利用金屬鎮彼法 之CMP步驟用金屬臈研磨組合物特別有用。 又’此處作為研磨對象之金相，可列舉被覆於基板表 面上之銅、銅合金等金屬膜、叙、 辕笪w * 敍、氮化鈦、 鎢等。該4之中尤佳為銅之金屬臈。 實施例 以下對本發明之實施例加以說明。 本發明之實施例及比較例係 由如下組成製作。 (實施例1) 氨 2重量％ 過氧化氫 〇.5重量％ 胺基酸：甘胺酸 1重量。/。 十二烷基苯磺酸 〇-5重量％ 研磨粒：ί夕酸膠 2重量。/〇 水 剩餘成分 (實施例2) 氨 2重量％ 過氧化氫 〇.5重量％ 胺基酸：丙胺酸 1重量。/〇 十二烷基苯磺酸 0.5重量％ 研磨粒：碎酸膠 2重量％ 134043.doc -15- 200916567 水 (實施例3) 氨 過氧化氫 胺基酸：絲胺酸 十二烧基苯續酸 研磨粒：矽酸膠 水 (實施例4) 氨 過氧化氮 胺基酸：蘇胺酸 十二烧基苯績酸 研磨粒：矽酸膠 水 (實施例5) 氨 過氧化氫 胺基酸：半胱胺酸 十二烧基苯續酸 研磨粒：矽酸膠 水 (實施例6) 氨 剩餘成分 2重量％ 0.5重量％ 1重量％ 0.5重量％ 2重量％ 剩餘成分 2重量％ 0.5重量％ 1重量％ 0.5重量％ 2重量％ 剩餘成分 2重量％ 0.5重量％ 1重量％ 0.5重量％ 2重量％ 剩餘成分 2重量％ 134043.doc -16- 200916567 過氧化氫 0.5重量％ 胺基酸：曱硫胺酸 1重量％ 十二院基苯績酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 水 (實施例7) 剩餘成分 氨 2重量％ 過氧化氫 0.5重量％ 1 胺基酸：纈胺酸 1重量％ 十二烷基苯磺酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 水 (實施例8) 剩餘成分 氨 2重量％ 過氧化氫 0.5重量％ ,^ 胺基酸：白胺酸 % i 1重量％ 十二烧基苯續酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ ’水 (實施例9) 剩餘成分 氨 2重量％ 過氧化氫 0.5重量％ 胺基酸：天冬胺酸 1重量％ 十二烧基苯績酸 0.5重量％ 134043.doc 200916567 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 水 (實施例10) 剩餘成分 氨 2重量％ 過氧化氮 0.5重量％ 胺基酸：組胺酸 1重量％ 十二烧基苯續酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 、 水 (實施例11) 剩餘成分 氨 2重量％ 過氧化氮 0.5重量％ 胺基酸：色胺酸 1重量°/〇 十二烧基苯績酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ i 水 (實施例12) 剩餘成分 氨 2重量％ ‘過氧化氫 0.5重量％ 胺基酸：脯胺酸 1重量％ 十二烧基苯磺酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 水 (實施例13) 剩餘成分 134043.doc -18- 200916567

氨 1.5重量％ 過氧化氫 〇.5重量％ 胺基酸：異白胺酸 1重量％ 十二烷基苯磺酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 0.5重量％ 水 剩餘成分 (比較例1) 氨 2重量％ 過氧化氫 〇.5重量％ 十二烷基苯磺酸 〇. 5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 水 剩餘成分 (比較例2) 氨 2重量％ 過氧化氫 0.5重量％ 腺嘌吟 1重量％ 十二烷基苯磺酸 0.5重量％ 研磨粒：矽酸膠 2重量％ 水 剩餘成分 實施例1〜12及比較例中均將pH值調整為9.5。 實施例13中將pH值調整為10.5。 實施例1〜1 3中所添加之胺基酸之種類各不相同。比較例 1除未含胺基酸以外與實施例相同 比較例2除含有腺嘌呤 代替胺基酸以外與實施例相同。 134043.doc -19- 200916567 [評價負重相關性] 首先，使用該等實施例以及比較例，測定低負重下以及 高負重下之研磨速度，並對負重相關性作出評價。 研磨條件以及研磨速度之評價方法如下所示。 *研磨條件 被研磨基板：φ 1 〇〇 mm鑛銅基板 研磨裝置：ECOMET4 (BUEHLER公司製） a 研磨墊：IC1400 (NITTA HAAS公司製） 研磨定盤相對速度：745 mm/sec 研磨負重表面壓力：27 hPa、140 hPa 研磨用組合物流量：30 ml/min 研磨時間；60秒 •研磨速度 研磨速度係以藉由研磨而於每單位時間所除去之基板之 厚度（μηι/min)來表示。藉由研磨所除去之基板之厚度，可 U 藉由測定基板重量之減少量並將該減少量除以基板研磨面 之面積而算出。 低荷量條件（27 hPa)下之研磨速度與高負重條件（14〇 hPa)下之研磨速度之測定結果示於表1以及圖1中。 134043.doc -20- 200916567 [表l] 負重 [hPa] 研磨速度 [μηι/min] 實施例1 27 0.90 140 3.64 實施例2 27 0.65 140 3.30 實施例3 27 0.32 140 3.75 實施例4 27 1.16 140 2.98 實施例5 27 0.34 140 1,23 實施例6 27 0.42 140 2.08 實施例7 27 0.76 140 3.45 實施例8 27 1.08 140 3.75 實施例9 27 0.05 140 3.41 實施例10 27 0.07 140 0.62 實施例11 27 0.45 140 2.88 實施例12 27 0.08 140 2.89 實施例13 27 0.20 140 2.60 比較例1 27 3.5 140 4.02 比較例2 27 0.13 140 0.42

比較例1中，因未含胺基酸故無法將低負重條件下之研 磨速度抑制於較低，並未觀察到負重相關性。比較例2 中，雖觀察到有輕微之負重相關性，但高負重條件下之研 磨速度並不充分。 134043.doc -21 - 200916567 含有胺基酸之實施例1 ~ 1 3中，可明確地觀察到負重相關 性’且於高負重條件下可實現較高之研磨速度。 [研究胺基酸含量] 基於含有天冬胺酸來作為胺基酸之實施例9之組成，測 定使胺基酸含量自0重量％變化至25重量％時之低負重（7 hPa)下以及高負重（140 hPa)下之研磨速度。 研磨條件以及研磨速度之評價方法與上述相同。 ^ 圖2係表示胺基酸含量對研磨速度之影響之圖表。 & 橫軸表示胺基酸含量[重量％]，縱軸表示研磨速度 [μηι/min]。 根據圖表可知，於胺基酸含量為〇重量％以及125重量％ 以上時，低負重（7 hPa)下之研磨速度變高，因此胺基酸含 量之應用範圍為0.10〜10重量〇/〇。 [研究氨含量] 基於含有天冬胺酸來作為胺基酸之實施例9之組成，測 1„； 定使氨含量自〇重量％變化至15重量％時之低負重（7⑽勾下 以及高負重（140 hPa)下之研磨速度。 研磨條件以及研磨速度之評價方法與上述相同。 圖3係表示氨含量對研磨速度之影響之圖表。 橫軸表示氨含量[重量％]，縱軸表示研磨速度[μιη/ηώ]。 根據圖表可知，於氨含量為1〇重量％以上時，低負重(7 hPa)下之研磨速度變高，於未含氨（氨含量為〇重量之情 瓜時低負重下及南負重下之研磨速度均為q，因此氨含 量之應用範圍為0.30〜9重量％。又，可實現更高之研磨速 134043.doc -22· 200916567 度，故而氨含量之較佳範圍為1〜5重量％。 [研究pH值] 基於含有天冬胺酸來作為胺基酸之實施例9之組成，測 定使pH值自6.5變化至12時之低負重（7 hPa)下以及高負重 (140 hPa)下之研磨速度。 研磨條件以及研磨速度之評價方法與上述相同。 圖4係表示pH值對研磨速度之影響之圖表。 ^ 橫軸表示PH值[·]，縱軸表示研磨速度[μηι/min]。 根據圖表可知’於pH值為6_5以及12時，高負重（丨4〇 hPa)下之研磨速度過低，因此pH值之應用範圍為'；^.5。 [研究研磨粒之有無以及研磨粒含量] 基於含有天冬胺酸來作為胺基酸之實施例9之組成，研 究將pH值設為9.75時之研磨粒之有無對負重相關性的影 響。 研磨條件以及研磨速度之評價方法與上述相同。 Q 圖5係表不.研磨粒之有無對負重相關性之影響之圖表。 橫軸表示負重[hPa]，縱軸表示研磨速度[μπι/ηιίη]。 根據圖表可得知，於負重為7 hpa、14〇 hpa之條件下， 無淪有無研磨粒’研磨速度均相@，可觀察到負重相關 性。 虽含有研磨粒之情形時，於更低負重側觀察到研磨速度 上升，而於未含研磨粒之情形時，於更高負重側觀察到研 磨速度上升。 關於研磨粒之含量，亦基於實施例9之組成，研究使研 134043.doc -23- 200916567 磨粒含量自0,5重量％變化 對負重相關性之影響。 重里^之研磨粒含量變化 研磨條件以及研磨速度之評價方法與上述相同。 圖6係表不研磨粒含量對負重相關性之影響之圖表。 橫轴表示負重[hPa]，縱軸表示研磨速度[―]。 根據圖表可知，盔論研麻私 ·、、、_研磨拉之含量為多少，均可觀察到 相同之負重相關性。 [凹陷評價]

為對凹陷進行評價，以下述組成來製作實施例14〜18以 及比較例3。 (實施例14) 氨 1 · 5重量％ 過氧化氳 0.5重量％ 胺基酸：色胺酸 1.0重量％ 十二烷基苯磺酸 0 · 5重量％ 研磨粒：矽酸膠 0.5重量％ 水 剩餘成分 (實施例15) 除使用脯胺酸代替色胺酸來作為胺基酸之外，與實施例 14同樣獲得實施例15。 (實施例16) 除使用丙胺酸代替色胺酸來作為胺基酸之外，與實施例 14同樣獲得實施例16。 (實施例17) 134043.doc -24- 200916567 除使用甘胺酸代替色胺酸來作為胺基酸之外，與實施例 14同樣獲得實施例17。 (實施例18) 除使用天冬胺酸代替色胺酸來作為胺基酸之外，與實施 例14同樣獲得實施例18。 (比較例3 ) 除使用順丁烯二酸來代替胺基酸之外，與實施例14同樣 獲得比較例3。 實施例14〜1 8、比較例3中均將pH值調整為1 〇. 5。 研磨條件以及凹陷之評價方法如下所述。 •研磨條件 被研磨基板：φΐ 00 mm鑛銅基板 研磨裝置：ECOMET4 (BUEHLER公司製） 研磨墊：IC1400 (NITTA HAAS公司製） 研磨定盤相對速度：1000 mm/sec 研磨負重表面壓力：140 hPa 研磨用組合物流量：30 ml/min •凹陷量 作為被研磨基板之φ 100 mm鍍銅基板使用如下者：設置 有配線寬度為200 μπι、配線間隔為200 μηι及深度為1〇 μιη 之銅配線，且整個表面上形成有厚度為丨〇 pm之銅膜。對 該鑛銅基板進行研磨而使銅配線露出之後，進行過研磨來 測定凹陷量。 將配線路出後進一步追加研磨時所研磨去之銅膜厚产之 134043.doc -25- 200916567 量設為過研磨量’基於配線露出前之研磨速度，於 、合貫施 例、比較例中分別設定與過研磨量相應之研磨時間而進〜 追加研磨。 追加研磨結束之後，利用表面粗糙度測定器（商品名 SURFCOM 14_，東京精密股份有限公司製）測定銅配線 表面上所形成之凹陷之深度，並將測定結果設為凹陷量: 圖7係表示凹陷量之測定結果之圖表。 橫軸表示過研磨量[μπι]，縱軸表示凹陷量。 圖表1表示實施例丨4(含有色胺酸），圖表2表示實施 15(含有脯胺酸）’圖表3表示實施例16(含有丙胺酸）’圖表 4表示實施例17(含有甘胺酸)’圖表5表示實施例18(含有天' 冬胺酸）’圖表6表示比較例3(含有順丁稀二酸）。 根據圖表可知，比較例3中凹陷量較多，隨著過 之增加’凹陷量將會增加。 里 與此相對’實施例14〜18中，於吾如、隹>、6 產味网防 於最初進仃追加研磨時雖 產生凹I但凹陷量較少，即便過研磨量增 大致固定之凹陷量。 控制為 量進相較於含有酸性胺基酸之實施例18之凹陷 罝3有中性胺基酸之實施之凹 Μ 胺基酸可抑制凹陷之產生。 更乂，中性 [中性胺基酸之負重相關性] 以凹陷特性優異之中性胺基酸 更詳細之評價。 胺基心為對象，對負重相關性作 為對負重相關性進行評價，而 义Ά成製作實施例 134043.doc -26 - 200916567 19〜28 。 (實施例19) 氨 ^^重量％ 過氧化氫 〇.5重量％ 胺基酸：甘胺酸 2. 〇重量％ 十二烧基苯續酸 〇·5重量〇/0 研磨粒：矽酸膠 〇. 5重量％ 水 剩餘成分 (實施例20) 除使用丙胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外， 19同樣獲得實施例20。 (實施例21) 除使用纈胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外， 1 9同樣獲得實施例2 1。 (實施例22) 除使用白胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外， 1 9同樣獲得實施例22。 (實施例23) 除使用異白胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外 例19同樣獲得實施例23。 (實施例24) 除使用脯胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外， 1 9同樣獲得實施例24。 (實施例25) 與實施例 與實施例 與實施例 與實施 與實施例 134043.doc -27- 200916567 除使用色胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外，與實施例 19同樣獲得實施例25。 (實施例26) 除使用蘇胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外，與實施例 19同樣獲得實施例26。 (實施例27) 除使用絲胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外，與實施例 19同樣獲得實施例27。 (實施例28) 除而使用甲硫胺酸代替甘胺酸來作為胺基酸之外，與實 施例19同樣獲得實施例28。 實施例19〜28中將pH值調整為10.5。 研磨條件如下所述，研磨速度之評價方法與上述相同。 •研磨條件 被研磨基板：（j)l.〇rnm鍍銅基板 研磨裝置：EC0MET4 (BUEHLER公司製） 研磨墊：1C 1400 (NITTA HAAS公司製） 研磨定盤相對速度：745 mm/sec 研磨負重表面壓力：27 hPa、39 hPa、70 hPa、140 hPa、240 hPa 研磨用組合物流量：30 ml/min 研磨時間：60秒 圖8表示各負重條件下之研磨速度之測定結果。 當使用蘇胺酸、絲胺酸、甲硫胺酸時，於27 hPa之負重 134043.doc -28 - 200916567 條件下與於240 hPa之負重條件下，研磨速度相差很大且 觀察到負重相關性，但觀察到隨著負重增加，研磨速度亦 會隨之上升之傾向。

與此㈣，當使用甘胺酸、丙胺酸、網胺酸、白胺酸、 異白胺酸、脯胺酸以及色胺酸時，於39 hPa、70 hPa之負 重條件下均可將研磨速度抑料較低。藉此可發揮出於低 負重區域中將研磨速度抑制於充分低，而於高負重區域中 使研磨速度大幅度上升之更佳之負重相關性。 本發明可於不脫離其精神或者主要特徵之範圍内以盆他 各種形態來實施。因此，上述實施方式之所有内容只不過 為例示，本發明之範圍係申請專利範圍中所示者，並不受 說明書原文之任何限制。進而’屬於申請專利範圍之變： 或變更均係本發明之範圍内者。 產業上之可利用性 根據本發明，其特徵在於，含有氨、過氧化氫、胺基 6¾、及陰離子性界面活性劑。 藉此，尤其於第2階段研磨中使用時，可抑制凹槽以及 凹陷之產生，實現更高之研磨速度。 又根據本發明，可於pH值為7〜115之範圍内較佳地使 用。當為酸性時，如上所述並不理想，又當阳值超過旧 時，鬲負重條件下之研磨速度過低故而欠佳。 又根據本發明，其特徵在於，上述胺基酸為中性胺基 酸。 藉此’可進一步抑制凹陷之產生。 134043.doc -29- 200916567 又根據本發明’其特徵在於，上述中性胺基酸為選自甘 胺酸、丙胺酸、纈胺酸、白胺酸、異白胺酸、脯胺酸以及 色胺酸中之至少一者。 藉由使用該等中性胺基酸可擴大將研磨速度抑制於較低 之低負重區域’從而發揮出更佳之負重相關性。 【圖式簡單說明】 本發明之目的、特點以及優點根據下述詳細說明及圖式 可更加明確。 κ ; 圖1係表示低負重條件（27 hPa)下之研磨速度與高負重條 件（140 hPa)下之研磨速度的測定結果之圖表。 圖2係表示胺基酸含量對研磨速度之影響之圖表。 圖3係表示氨含量對研磨速度之影響之圖表。 圖4係表示pH值對研磨速度之影響之圖表。 圖5係表示研磨粒之有無對負重相關性之影響之圖表。 圖6係表示研磨粒含量對負重相關性之影響之圖表。

Li 圖7係表示凹陷量之測定結果之圖表。 圖8係表示各負重條件下之研磨速度之敎結果之圖 134043.doc •30.

Claims (1)

1. 200916567 十、申請專利範圍·· 1. 種研磨組合物，其特徵在於包含氨、過 酸、及陰離子性界面活性劑。 i胺基 2. 如請求項1之研磨組合物，其中pH值為7〜115。 3. :請求項1或2之研磨組合物，其中上述胺基酸為中性胺 基酸。 4.如5青求項3之研磨έ日人私· ,, 研熠，.且σ物，其中上述中性胺基酸係選自 甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、白胺酸、異白胺酸、脯胺酸 以及色胺酸中之至少—者。 134043.doc