TW591098B

TW591098B - Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing

Info

Publication number: TW591098B
Application number: TW090107766A
Authority: TW
Inventors: Masayuki Motonari; Masayuki Hattori; Nobuo Kawahashi
Original assignee: Jsr Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2004-06-11
Also published as: US20020005017A1; EP1138734A3; JP2001279231A; JP4078787B2; EP1138734A2; KR100776478B1; KR20010095160A

Description

591098 A7 _ B7 五、發明説明（1 ) 〔發明所屬之技術領域] 本發明爲關於特別可用於銅等金屬膜硏磨之化學機械硏磨用水系分散體（以下，亦稱爲「水系分散體」）。更詳細言之，本發明爲關於具有（1 )可抑制重覆進行硏磨時之硏磨墊的惡化、（2 )抑制被硏磨面蝕孔之發生、（ 3 )令被硏磨面之段差平坦化中之至少一種作用，且可有效率硏磨金屬膜等之水系分散體。〔先前之技術〕隨著半導體裝置集成度之提高、多層配線化等，乃於被加工膜等之硏磨中導入化學機械硏磨之技術。其爲對加工晶圓上之絕緣膜中所形成之孔、溝等、埋入鎢、鋁、銅等配線材料後，經由硏磨，除去多餘的配線材料，形成配線。於此硏磨技術中，必須有效地組合化學性作用和機械性硏磨。於抑制化學性作用，且使用由氧化鋁或二氧化鉻等之無機粒子所構成之硬硏磨粒時，可作成初期硏磨速度大之硏磨劑。又，經由增強此硏磨劑的化學性作用，則可作成硏磨速度更大之硏磨劑。於特開平8 - 8 3 7 8 0號公報中，記載可抑制發生下凹，並以大的硏磨速度形成信賴性高之導體膜之硏磨劑。於此硏磨劑中，含有苯並三唑等之化學試藥。更且，於特開平1 0 - 1 1 6 8 0 4號公報中，揭示經由防止銅對於被硏磨面之再附著，而可以良好效率進行平坦化之硏磨劑。於此硏磨劑中，配合苯並三唑、苯並噻唑、苯並咪唑 -4- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 _B7 五、發明説明（2 ) 等。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 但是，抑制化學性作用，且使用硬硏磨粒之情況，於重覆進行硏磨時，經由硏磨殘渣等在硏磨墊表面開放孔中的堆積，而產生令硏磨墊惡化，且硏磨速度爲經時性降低之問題。又，於化學性作用過強時，於被硏磨面易發生鈾孔。更且，所埋入之配線材料於形成配線前未被充分平坦化時，局部的下凹及腐蝕變大，無法取得精細度良好之加工整飾面。又，於上述之專利公報中，對於本發明之抑制被硏磨面蝕孔發生之作用、或對於配線形成前令銅膜等表面平坦化之必要性等並未明確意識，特別，對於包含硏磨墊惡化之防止作用，，且兼倂具備此些作用中之二種以上之硏磨劑，並未揭示且亦未提示。發明之槪要本發明爲解決上述先前之問題，以提供即使初期之硏磨速度充分大，且重覆進行硏磨後，亦可取得（1 )抑制硏磨墊之惡化，維持充分的硏磨速度、（2)抑制被硏磨面蝕孔之發生、（3)令被硏磨面之段差平坦化，可形成精細度高之良好加工整飾面中之至少一種，特別爲二種以上作用效果之化學機械硏磨用水系分散體爲其目的。本發明爲如下述。 · 1 · 一種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲於含有硏磨粒、和具有抑制硏磨墊惡化作用之有機化合物、和水之化學機械硏磨用水系分散體中，上述有機化合物爲（ I紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公ίΓ) ~： 591098 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 )聯苯酚、（2 )雙吡啶基、（3 )乙烯基吡啶、（4 )腺嘌呤、（5)具有五員雜環’且不具有形成骨架之苯環、具有官能基之雜環化合物、（6 )具有雜五員環和形成骨架之苯環、具有不含有硫原子官能基之雜環化合物、及.（7 )具有2個以上雜原子之六員雜環，且具有形成官能基及骨架之苯環之至少一者之雜環化合物、及（1)至 (7 )之各種衍生物中之至少一種。 2 ·如上述1之化學機械硏磨用水系分散體，其中具有上述五員雜環，不具有形成骨架之苯環、且具有官能基之雜環化合物爲7 -羥基—5 —烷基—1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一 1 ，3，4 一噻二唑、1 Η - 四唑一 1 一醋酸、5 -烷基一 1 ，3，4一噻二唑—2 — 硫醇、4 一胺基—1，2，4 一三唑、5 —胺基—1Η — 四唑、2-氫硫基噻唑啉、及4一胺基一3-肼基一5-氫硫基一 1 ，2，4 一三唑中之至少一種，具有上述五員 ^齊工消費合泎f£印製雜環和形成骨架之苯環，且具有不含硫原子之官能基之雜環化合物爲2-胺基苯並噻唑、及2-胺基一6-烷基苯並噻唑之至少一種，具備具有上述2個以上雜原子之六員雜環，具有官能基及形成骨架之苯環之至少一種之雜環化合物爲3 -胺基—5，6 —二烷基—1，2，4 一三哄、 2，3 -二氰基一 5 -烷基.畊、2，4 —二胺基一 6 — 二烯丙胺基一 1，3，5 -三畊、及酞畊中之至少一種。 3 · —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和具有抑制被硏磨面蝕孔發生作用之有機化合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） "： 591098 A7 B7 五、發明説明（4 ) 、和水。 4 ·如上述3之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（3) 乙烯基吡啶、（4 )次黃嘌呤、（5 )鳥嘌呤、（6 )水楊酸I弓、（7 )於伸院基結合之胺基及經基之至少一種合計爲2種以上之化合物、（8)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（9)具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物、（10)具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物、及（1 1 ) 具備具有二個以上雜原子之六員雜環，且具有官能基及形成骨架之苯環之至少一種之苯環化合物、及（1 )至 (1 1 )之各種衍生物中之至少一種。 5 ·如上述4之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物爲苯二胺，上述於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物爲兒茶酚及胺基苯酚之至少一種，上述具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物爲7 -羥基一 5 -烷基一 1 ，2，4 —三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一 1 ，3，4 一噻二唑、1 ( 2 —二烷胺乙基）一 5 -氫硫基四唑、2，5 -二氫硫基一 1 ， 3，4 —噻二唑、5 -烷基一1 ，3，4 —噻二唑一2 — 硫醇、3 -氫硫基—1 ，3，4 —三唑、4 一胺基一 1 ， 2，4一三唑、5 -胺基一 1H —四唑、及三唑中之至少一種，上述具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) Z ： (請先閲讀背面之注意事' J· >項再填* 裝-- :寫本頁) 591098 A7 __B7 _ 五、發明説明（5 ) 爲5 —烷基一 1 Η -苯並三唑、2 -（2—苯並三唑基）一對一甲酚、2 ，1 ，3 —苯並噻二唑、苯並咪唑、苯並 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 三唑、氫硫基苯並噻唑、及苯並氧化啤二唑中之至少一種、上述具備具有2個以上雜原子之六員雜環，且具有官能基及形成骨架之苯環之至少一種之雜環化合物爲苯並胍胺、酞哄、及硫氰尿酸中之至少一種。 6 . —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和具有令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水。 7.如上述6之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（3) 乙烯基吡啶、（4 )次黃嘌呤、（5 )於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（6)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（7)具有五員雜環、不具有形成骨架之苯環、具有官能基之雜環化合物、（8)具有五員雜環和形成骨架之苯環、且具有官能基之雜環化合物、及（9)具備具有2 個以上雜原子之六員雜環、且具有官能基及骨架之苯環之至少一種之雜環化合物、及（1 )至（9 )之各種衍生物中之至少一種。 8 .如上述7之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物爲苯二胺，上述於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物爲兒茶酚及胺基苯酚之至少本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -8- 591098 A7 B7 五、發明説明（6 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〜種，上述具有五員雜環、不具有形成骨架之苯環、且具有官能基之雜環化合物爲7 -羥基一 5 一烷基一1，3， 4 二π 丫一·氣伸d引d朵基、2 -胺基一 ]_，3，4 —嚷二哩、4 ’ 5 — — fe基味11 坐、5 —焼基一 1，3，4 一嚷二口坐一 2 —硫醇、1 一苯基一 5 -氫硫基一 1H —四唑、2 - 胺基一 4，5 -二氰基一 1H -咪唑、4 一胺基—1 ，2 ’ 4 一三唑、5 -胺基一 1H —四唑、3 一氫硫基—4 一甲基一 4H — 1 ，2 ，4 一三、及1H 一四ti坐中之至少一種，具有五員雜環和形成骨架之苯環、且具有官能基之雜環化合物爲氫硫基苯並噻唑、苯並氧化哼二唑、及2， 1 ，3 -苯並噻二唑中之至少一種，上述具備具有2個以上雜原子之六員雜環，且具有官能基及形成骨架之苯環之至少一種之雜環化合物爲酞哄。 9 ·如上述8之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述金屬膜爲銅膜。經濟部智慧財工消費合作钍印製 1 0 ·如上述9之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 〇回硏磨速度（S1Q)之比（S1Q/Si)爲0 · 9以上。硏磨條件：硏磨壓力；250g/cm2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；50W/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 :多孔質聚胺基甲酸酯製。 1 1 · 一種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 _ B7_ 五、發明説明（7 ) 有硏磨粒、和兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及抑制被硏磨面蝕孔發生作用之有機化合物、和水。 1 2 ·如上述1 1之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲（1 )聯苯酚、（2 )雙吡啶基、（ 3)乙烯基吡啶、（4)次黃嘌呤、（5)腺嘌呤、（6 )鳥嘌呤、（7)水楊酸肟、（8)銅鐵靈、（9)半胱胺酸、（1 0 )硫脲、（1 1 )於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（12)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2種以上之化合物、 (1 3 )具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物、（14)具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物、及（1 5 )具有2個以上雜原子之六員雜環化合物、及（1 )至（1 5 )之各種衍生物中之至少一種。 1 3 .如上述1 2之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲雙吡啶基、聯苯酚、乙烯基吡啶、水楊酸肟、7 —羥基一 5 -烷基一 1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 -胺基一 1，3，4 一噻二唑、5 —烷基一 1 ，3，4 —噻二哇—2 —硫醇、4 一胺基—1，2，4 一三哗、駄哄、及5 —胺基一 1H —四嗤中之至少一種。 1 4 .如上述1 3之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述金屬膜爲銅膜。· 1 5 ·如上述1 3之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中’該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 、11 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 591098 Α7 Β7 五、發明説明（8 ) 回硏磨速度（S1G)之比（Sio/Si)爲〇 · 9以上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g/cm2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；5〇ην6 /分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊多孔質聚胺基甲酸酯製。 1 6 · —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水。 1 7 ·如上述1 6之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲（1)聯苯酚、（2)雙％啶基、（ 3)乙烯基吡啶、（4)次黃嘌呤、（5)腺嘌呤、（6 )鳥嘌呤、（7)水楊酸肟、（8)銅鐵靈、（9)半胱胺酸、（1 0 )硫脲、（1 1 )於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（12)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2種以上之化合物、 (1 3 )具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物、（14)具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物、及（1 5 )具有2個以上雜原子之六員雜環化合物、及（1)至（15)之各種衍生物中之至少一種。 1 8 ·如上述1 7之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲雙吡啶基、聯苯酚、乙烯基吡啶、水楊酸Μ、7 -經基一 5 —院基一 1 ，3，4 一三卩丫二氫伸吲哚基、2 -胺基—1 ，3，4 一噻二唑、5 —烷基一 1 ，3，4 —噻二唑一 2 - 硫醇、4 一胺基—1 ，2，4 一本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ~~： 591098 A7 B7 五、發明説明（9 ) 三唑、酞畊、及5 —胺基一 1H —四唑中之至少一種。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 9 .如上述1 8之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述金屬膜爲銅膜。 2 0 ·如上述1 9之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 〇回硏磨速度（S1Q)之比（S^/Si)爲〇 · 9以上。硏磨條件：硏磨壓力；250 g/cm2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；5 Ome /分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 :多孔質聚胺基甲酸酯製。 2 1 . —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制被硏磨蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水。噔齊^皆逄对—^肖工消費^作社印製 2 2 .如上述2 1之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（ 3)乙烯基吡啶、（4)次黃嘌呤、（5)腺嘌呤、（6 )鳥嘌呤、（7)水楊酸肟、（8)銅鐵靈、（9)半胱胺酸、（10)硫脲、（11)於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（12)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2種以上之化合物、 (1 3 )具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物、（14)具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物、及（1 5 )具有2個以上雜原子之六員雜環化合 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 B7 五、發明説明（10 ) 物、及（1 )至（1 5 )之各種衍生物中之至少一種。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 3 .如上述2 2之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲雙吡啶基、聯苯酚、乙烯基吡啶、水楊酸0弓、7 -經基一 5 -院基一 1 ’ 3，4 一三卩丫二氫伸口弓[哚基、2 —胺基一 1 ，3，4 一噻二唑、5 —烷基一 1 ，3，4 一嚷二哗一 2 —硫醇、4 —胺基一 1 ’ 2，4 — 三唑、酞哄、5 -胺基一 Η -四唑、氫硫基苯並噻唑、苯並氧化鸣二唑、2，1 ’ 3 -苯並噻二唑、兒苯酚、及胺基苯酚中之至少一種。 24.如上述23之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述金屬膜爲銅膜。 2 5 .如上述2 4之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 0 回硏磨速度（S1Q)之比（Sio/Si)爲〇 · 9以上。唑濟郎皙慧村4¾員工消費合作社印製硏磨條件：硏磨壓力；250g/cm2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；504/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 :多孔質聚胺基甲酸酯製。 26 · —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用、抑制被硏磨面蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水。 2 7 ·如上述2 6之化學機械硏磨用水系分散體，其 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 ___________ 五、發明説明（H ) (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 中上述有機化合物爲（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（ 3)乙烯基吡啶、（4)次黃嘌呤、（5)腺嘌呤、（6 )鳥嘌呤、（7)水楊酸肟、（8)銅鐵靈、（9)半胱胺酸、（1 0 )硫脲、（1 1 )於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（12)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、 (1 3 )具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物、（14)具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物、及（1 5 )具有2個以上雜原子之六員雜環化合物、及（1 )至（1 5 )之各種衍生物中之至少一種。 2 8 ·如上述2 7之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述有機化合物爲7 -羥基一 5 -烷基一 1 ，3，4 一 .三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一1 ，3，4 —噻二唑、5 一院基一 1，3 ’ 4 一噻二哗一2 —硫醇、4 一胺基一 1 ，2，4 一三唑、酞哄及5 -胺基—1H -四唑中之至少一種。經濟部智慧財4局員工消費合作社印髮 2 9 .如上述2 8之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述金屬膜爲銅膜。 3 0 .如上述2 9之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1·回硏磨速度（Si)與第1 〇回硏磨速度（Sh)之比（Sio/Sx)爲〇 · 9以上。硏磨條件：硏磨壓力；250g/cm2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -14 - 591098 A7 _B7 ___ 五、發明説明（12 ) 之供給速度；5 0m£ /分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 :多孔質聚胺基甲酸酯製。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 若根據本發明，經由作成含有特定有機化合物之化學機械硏磨用水系分散體，則於重覆硏磨之情形中，可取得抑制硏磨墊惡化、抑制被硏磨面蝕孔發生、令被硏磨面之平坦化充分中之至少一種，特別爲二種之作用、效果，更且可兼倂取得此三種作用、效果。又，本發明之水系分散體爲於銅膜之硏磨中特別有用，可形成精細度高且良好之精加工面。發明之詳細說明本發明之化學機械硏磨用水系分散體爲含有硏磨粒、和具有抑制硏磨墊惡化作用之前述有機化合物、和水爲其特徵。經濟部智慧財4^員工消費合作社印製又，本發明之化學機械硏磨用水系分散體爲含有硏磨粒、和具有抑制被硏磨面蝕孔發生作用之有機化合物、和水爲其特徵、或含有硏磨粒、和具有令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水爲其特徵。更且，本發明之化學機械硏磨用水系分散體爲含有兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用、抑制被硏磨面蝕孔發生作用、及令被硏磨面段差平坦化作用中之至少二種作用之有機化合物、和水爲其特徵。尙，所謂令被硏磨面平坦化，爲意指於模型示出化學機械硏磨時之截面的圖1中，於矽晶圓等晶圓上之絕緣膜本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 7Z~: 591098 A7 _B7_ 五、發明説明（13 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 所形成之孔、溝等所埋入之銅等配線材料（厚度；t )表面所形成之硏磨前段差（T 0)，於將配線材料8 Q%硏磨 (即，絕緣膜上之配線材料厚度爲0 · 2 t )時，爲Tl/ Τ〇=〇〜〇 · 2 (1^爲硏磨後之段差）。此71/丁〇爲. 0〜0 · 1，特別以0〜0 · 0 5爲佳。經由此些水系分散體，在超L S I等半導體裝置之製造過程中，可將半導體基板上所設置之各種被加工膜予以硏磨。被加工膜除了純鎢膜、純鋁膜、或純銅膜等以外，可列舉鎢、鋁、銅等與其他金屬之合成所構成之膜等。又，亦可列舉鉅、鈦等金屬所構成之阻擋金屬層。本發明之水系分散體中所含有之具有特定作用之有機化合物，因爲與銅之親和性高，故此水系分散體爲特別可用於銅之硏磨。尙，此銅不僅可爲純銅，亦包含銅-矽、銅-鋁等之含有9 5質量％以上之銅的金合。本發明中，具有抑制硏磨墊惡化作用之「有機化合物」可使用下述特別之化合物。經濟部智慧財凌笱員工消費合作fi印製此有機化合物可使用（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（3)乙烯基吡啶、（4)腺嘌呤、（5) 7-羥基一 5 -烷基一 1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基— 1，3，4 —噻二唑、1Η —四唑一醋酸、5 -烷基—1 ，3，4 —噻二唑一2 - 硫醇、4 一胺基一 1’2，4 — 三唑、5-胺基一1Η—四唑、2—氫硫基噻唑啉、及4 一胺基一 3 -肼基一 5 —氫硫基一 1，2，4 一三唑 (6)2-胺基苯並噻唑、及2-胺基一6-烷基苯並噻 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格{ 210X297公釐）經齊部眢慧时l^B工消費合怍Ti印製 591098 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（14) 哩、及（7) 3 —胺基一 5，6 —二焼基一1，2，4 一二哄、2 ’ 3 — —氰基—5 -院基哦哄、2，4 —二胺基一 6 —二儲丙胺基一 1 ，3，5 —三啡、及歌啡中之至少一種。此抑制硏磨墊惡化之作用，可根據於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 0回硏磨速度（Si。）之比（ Sio/Si)爲〇 · 9以上予以評價。此Sio/Si特別爲0·95以上，更且可爲0.98以上。硏磨條件；硏磨壓力；2 5 0 g/cm2、工作台迴轉速；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；5 0W/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。本發明中，具有抑制被硏磨面蝕孔發生作用之「有機化合物」可使用下述特定之化合物。此有機化合物可使用（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（3)乙烯基吡啶、（4)次黃嘌呤、（5)鳥嘌呤、 (6)水楊酸肟、（7)苯二胺、（8)兒茶酚、胺基苯酚、（9)7 —羥基—5-烷基一 1，3，4 —三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基—1，3，4 一噻二唑、1 ( 2 -二烷胺乙基）—5 -氫硫基四唑、2，5 -二氫硫基—1 ， 3，4 —噻二唑、5 - 烷基一 1，3，4 一噻二唑一 2 -硫醇、3 —氫硫基一 1，2，4 一三唑、4 一胺基一 1 ， 2，4 —三唑、5 -胺基一 1H -四唑、及三唑、（1〇本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐) ~\jT '一 ~ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ;裝.

、1T 591098 A7 __ B7 __ 五、發明説明（彳5 ) )5 —烷基一 1H —苯並三唑、2 -（2 -苯並三唑基）一對一甲酚、2 ，1 ，3 -苯並噻二唑、苯並咪唑、苯並三唑、氫硫基苯並噻唑、及苯並氫化鸣二唑、及（11) 苯並胍胺、酞畊、及硫氰尿酸中之至少一種。 .本發明中，具有令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」，可使用下述特定之化合物。此有機化合物可使用（1)聯苯酚、（2)雙吡啶基、（3 )乙烯基吡啶、（4 )水楊酸肟、（5 )苯二胺、 (6)兒茶酚、胺基苯酚、（7) 7-羥基一5-烷基— 1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一1 ，3，4 一噻二唑、4，5 —二氰基咪唑、5 -烷基一 1，3，4 一噻二唑一 2 —硫醇、1 一苯基一 5 -氫硫基一 1H -四唑、2 -胺基—4，5 -二氰基一 1H —咪唑、4 一胺基一 1 ，2，4 一三唑、5 —胺基—1H -四唑、3 —氫硫基一 4 一甲基一 4H—1 ，2，4 一三唑、及1H —四唑、（8)氫硫基苯並噻唑、苯並氧化嘮二唑、及2， 1， 3 -苯並噻二唑、及（9 )酞哄中之至少一種。本發明中，〔1〕兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及抑制被硏磨面蝕孔發生作用之「有機化合物」、〔2〕兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」、〔3〕兼倂具有抑制被硏磨面蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」、及〔4〕兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用、抑制被硏磨面蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」 -18- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公嫠） 591098 A7 __ B7_ 五、發明説明（16) 可使用下述特定之化合物。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此有機化合物可使用（1 )聯苯酚、（2 )雙吡啶基、（3 )乙烯基吡啶、（4 )次黃嘌呤、（5 )腺嘌呤、 (6 )鳥嘌呤、（7 )水楊酸肟、（8 )銅鐵靈、（9 ) 半腕胺酸、（1 0 )硫脲、（1 1 )於伸烷基結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2個以上之化合物、（12)於苯環結合之胺基及羥基之至少一種合計爲2種以上之化合物、（13)具有五員雜環，且不具有形成骨架之苯環之雜環化合物、（14)具有五員雜環和形成骨架之苯環之雜環化合物、及（1 5 )具有2個以上雜原子之六員雜環化合物、及（1)至（15)之各種衍生物中之至少一種〇本發明中，兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及抑制被硏磨面蝕孔發生作用之「有機化合物」、及兼倂具有硏磨墊惡化作用及令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」以下述特定之化合物爲特佳。唑齊郎讨工消費合泎ti印製此較佳之有機化合物可使用雙吡啶基、聯苯酚、乙烯基吡啶、水楊酸肟、7 —羥基—5 —烷基—1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基—1 ，3，4 一噻二唑、5 —院基一 1，3，4 一喧二哗一 2 -硫醇、4 一胺基一 1 ，2，4 -三嗤、酞畊、及5·—胺基—1H -四唑中之至少一種。本發明中，兼倂具有抑制被硏磨面蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」以下述特定之 -19 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 _B7_ 五、發明説明（17 ) 化合物爲特佳。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 此較佳之有機化合物可使用雙吡啶基、聯苯酚、乙烯基吡啶、水楊酸肟、7 -羥基一 5 -烷基一 1，3，4 — 三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一 1 ，3，4 一噻二唑、5 一烷基一 1 ，3，4 —噻二唑一 2 -硫醇、4 —胺基一1 ，2，4 —三唑、酞畊、5 -胺基—Η -四唑、氫硫基苯並噻唑、苯並氧化哼二唑、2，1 ，3 -苯並噻二唑、兒茶酚、及胺基苯酚中之至少一種。本發明中，兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用、抑制被硏磨面蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之「有機化合物」以下述特定之化合物爲特佳。此較佳之有機化合物可使用7 -羥基- 5 -烷基- 1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一1 ，3，4 一噻二唑、5 -烷基—1 ，3，4 一噻二唑—2 —硫醇、4 一胺基一 1 ，2，4 一三唑、酞哄及5 -胺基一 Η —四唑中之至少一種。此些有機化合物於水系分散體爲1 0 0份時，可含有 0 · 0 0 1〜5份，且特別以0 · 0 0 5〜3份，更佳爲含有0 · 0 1〜2份。有機化合物之含量未滿0 . 00 1 份，則無法充分取得抑制硏磨墊惡化、被硏磨面蝕孔發生及令被硏磨面平坦化之效果。·另一方面，即使含有超過5 份，則並未取得更優良之作用，且不需含有超過5份。本發明爲使用無機粒子、有機粒子及有機無機複合粒子做爲「硏磨粒」。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -20- 591098 A7 _ B7 __ 五、發明説明（18 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 無機粒子可使用矽石、氧化鋁、二氧化鈽、二氧化鈦、二氧化鉻、氧化鐵及氧化錳等之矽或金屬元素之氧化物所構成之粒子。有機粒子可使用（1 )聚苯乙烯及苯乙烯系共聚物、 (.2 )聚甲基丙烯酸甲酯等之（甲基）丙烯酸樹脂及丙烯酸系共聚物、（3)聚氯乙烯、聚乙縮醛、飽和聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚碳酸酯、苯氧樹脂、及（4)聚乙烯、聚丙烯、聚一 1— 丁烯、聚一 4 —甲基一 1—戊烯等之聚烯烴及烯烴系共聚物等之熱塑性樹脂所構成之粒子。又，此有機粒子亦可使用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等與二乙烯基苯、二甲基丙烯酸乙二醇酯等共聚所得之具有交聯構造之聚合物所構成者。可根據此交聯程度而調整有機粒子之硬度。更且，亦可使用苯酚樹脂、胺基甲酸酯樹脂、脲樹脂、蜜胺樹脂、環氧樹脂、烷醇樹脂及不飽和聚酯樹脂等之熱硬化性樹脂所構成之有機粒子。經濟部智慧財產笱員工消費合作T1印製此些無機粒子及有機粒子可僅使用一種，且亦可倂用二種以上。亦可使用有機無機複合粒子做爲硏磨粒。有機無機複合粒子爲將有機粒子與無機粒子，一體成型至硏磨時不會輕易分離之程度即可，且其種·類、構成等並無特別限定。此複合粒子可使用聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等之聚合物粒子存在下，令烷氧基矽烷、烷醇鋁、烷醇鈦等進行縮聚、並至少於聚合體粒子之表面，結合聚矽氧烷等所本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) Z~： " ' 591098 A7 B7 五、發明説明（19 ) 構成之粒子。尙，所生成之縮聚體可直接結合至聚合物粒子所具有之官能基上，且亦可透過矽烷偶合劑等進行結合又’此縮聚物並不必要化學性結合至聚合物粒子，特別、三次元成長之縮聚物於聚合物粒子之表面以物理性保持之狀態亦可。又，亦可使用矽石粒子、氧化鋁粒子等代替烷氧基矽烷等。其可與聚矽氧烷等交纏保持，且亦可經由所具有之羥基等官能基化學性結合至聚合物粒子。複合粒子爲於含有符號不同之f電位之有機粒子與無機粒子之水分散體中，此些粒子爲經由靜電結合之粒子亦可使用。聚合物粒子之f電位爲於全pH區域、或者除去低 p Η區域之廣泛區域中多爲負値，但經由作成具有竣基、磺酸基等之聚合物粒子，則可成爲確實具有負$電位之聚合物粒子。又，經由作成具有胺基等之聚合物粒子，亦可成爲於特定ρ Η區域中具有正f電位之聚合物粒子。另一方面，無機粒子的f電位爲pH依賴性高，且具有此電位爲0之等電點，並於其前後令f電位之符號逆轉請先閱讀背面之注意事項屬填胃. J裝頁訂線經濟部智慧財產局員工消費合作社印製因此，經由組合特定之有機粒子和無機粒子，並在此些f電位爲呈相反符號之pH區域中混合，並且經由靜電將有機粒子與無機粒子整體複合化。又，混合時，即使f 電位爲相同符號，亦可於其後，令P Η變化，使得f電位爲呈相反符號，令有機粒子與無機粒子可作成整體化。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ：Ζ97公釐）

22T 591098 A7 _ _ B7 _ 五、發明説明（2〇) 更且，此複合粒子亦可在如此經由靜電而被整合複合化之粒子存在下，如前述令烷氧基矽烷、烷醇鋁、烷醇鈦等進行縮聚，並至少於此粒子表面，再結合聚矽氧烷等予以複合化亦可。此些複合粒子可僅使用一種，且亦可倂用二種以上。又，亦可將複合粒子、與無機粒子及有機粒子之至少一者倂用。硏磨粒之平均粒徑爲0 .0 0 1〜3 //m爲佳。此平均粒徑未滿0 · 0 0 1 ，則無法取得硏磨速度充分大之水系分散體。另一方面，硏磨粒之平均粒徑超過3 //m 時，硏磨粒爲沈降、分離，無法輕易作成安定的水系分散體。此平均粒徑爲0 · 005〜2 · 0//m，更佳爲 0 · 01〜1 · 0//m。若爲具有此範圍平均粒徑之硏磨粒，則具有充分的硏磨速度，且可作成不會產生粒子沈降，及分離之安定的化學機械硏磨用水系分散體。尙，此平均粒徑爲經由穿透型電子顯微鏡觀察則可測定。又，硏磨粒之含量於水系分散體爲1 0 0質量份（以下，簡稱爲「份」）時，爲以0 · 3〜1 5份，特別爲 0 · 5〜8份，更佳爲3〜6份。硏磨粒之含量未滿 0 . 3份則硏磨速度不夠充分，另一方面，超過含有1 5 份時，則費用變高，令水系分散體之安定性降低故爲不佳〇做爲此些硏磨粒之無機粒子、有機粒子及複合粒子之形狀以球狀爲佳。此球狀亦意指不具有銳角部分之略球狀 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝- 訂經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） • 23 - 591098 A7 B7 五、發明説明（21 ) 之粒子，且並不必要接近正球形。經由使用球狀之硏磨粒 ’則可在充分之速度下硏磨，並可抑制被硏磨面發生刮痕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇水系分散體之p Η可調整至2〜1 2，且特別可爲3 〜.1 1 ，更佳爲5〜1 0之範圍。此Ρ Η之調整可使用硝酸、硫酸等酸、或氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水等鹼進行。水系分散體之Ρ Η若未滿2，則對於銅等被加工膜之鈾刻作用強，故發生下凹及侵蝕等。另一方面，此ρ Η若爲 1 2，則層間絕緣膜被過度硏磨，產生無法取得良好之配線圖型之問題。經濟部智慧財4笱員工消費合作钍印紫經由令本發明之化學機械硏磨用水系分散體中含有酸，則可使得分散性、安定性及硏磨速度更加提高。此酸並無特別限定，可使用有機酸、無機酸之任何一種。有機酸可列舉對甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、異戊二烯磺酸、葡萄糖酸、乳酸、檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、乙二醇酸、丙二酸、甲酸、草酸、琥珀酸、反丁烯二酸、順丁烯二酸及鈦酸等。此些有機酸可僅使用一種，且亦可倂用二種以上。又，無機酸可列舉硝酸、鹽酸及硫酸等，且些些無機酸僅使用一種，亦可倂用二種以上。更且，亦可倂用有機酸和無機酸。此些酸於水系分散體爲1·0 0份之情形中，可含有 0 · 01〜5份，特別以含有0 · 1〜3份，較佳爲含有 0·3〜2份。酸之含量若爲0·01〜5份之範圍，則可作成分散性優良，且充分安定之水系分散體，並且更可本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 591098 A 7 __B7 _ __ 五、發明説明（22 ) 提高硏磨速度，故爲佳。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 被加工膜爲由金屬所構成時，於水系分散體中配合令蝕刻不會過度範圍之氧化劑，則可大幅提高硏磨速度。此氧化劑可根據被加工面之電化學性質，例如根據Pourbaix 線圖則可選擇使用適當之氧化劑。氧化劑可列舉過氧化氫、過醋酸、過苯甲酸、第三丁基過氧化氫等之有機過氧化物、過錳酸鉀等之過錳氧化物、重鉻酸鉀等之重鉻酸化合物、碘酸鉀等之鹵酸化合物、硝酸及硝酸鐵等之硝酸化合物、過氯酸等之過鹵酸化合物、鐵氰化鉀等之過渡金屬鹽、過硫酸銨等之過硫酸鹽及雜多酸等。此些氧化劑中，以不含有金屬元素，且分解產物爲無害之過氧化氫及有機過氧化物爲特佳。含有此些氧化劑，則可更加提高硏磨速度。氧化劑之含量於水系分散體爲1 0 0份之情形中，可爲1 0份以下，特別爲0 · 0 1〜5份，更佳爲0 · 0 5 〜2份。氧化劑若爲被含有1 0份，則可充分提高硏磨速度，且不需要大量含有超過1 0份。 ¾齊部皆逄付4苟®工消費合汴fi印製又，於此水系分散體中，除了上述氧化劑以外，視需要可配合各種添加劑。藉此可更加提高分散狀態之安定性，並且提高硏磨速度，且可調整使用於二種以上之被加工膜等硬度不同之被加工膜硏磨時之硏磨速度的差異。具體而言，經由配合有機酸或無機酸，則可作成更高安定性之水系分散體。有機酸可使用甲酸、醋酸、草酸、丙二酸、琥珀酸及苯甲酸等。無機酸可使用硝酸、硫酸及磷酸等。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 ____ B7 _ 五、發明説明（23 ) 爲了提高此安定性所使用之酸特別以有機酸爲佳。尙，此些酸亦兼倂具有提高硏磨速度之作用。配合此些酸或鹼金屬之氫氧化物及氨水等，並調整 p Η則亦可提高水系分散體之分散性及安定性。鹼金屬之氫氧化物除了前述之氫氧化鈉及氫氧化鉀以外，亦可使用氫氧化鉚及氫氧化鈽等。經由調整水系分散體之ρ Η，則亦可提高硏磨速度，且較佳爲考慮被加工面之電化學性質、硏磨粒之分散性、安定性、及硏磨速度、並在可安定存在硏磨粒之範圍內設定適當之ρ Η爲佳。於水系分散體中，亦可含有具有促進過氧化氫等氧化劑機能作用，並且可更加提高硏磨速度之多價金屬離子。此多價金屬離子可列舉鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鍺、銷、鉬、錫、銻、鉅、鎢、鉛及铈等之金屬離子。其可僅爲一種，且亦可倂存二種以上之多價金屬離子。多價金屬離子之含量相對於水系分散體可爲3 0 0 0 ppm以下，且特別可爲10〜2000ppm。此多價金屬離子可將含有多價金屬元素之硝酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽等之鹽或錯合物於水系媒體中配合生成，並且亦可配合多價金屬元素之氧化物而生成。又，亦可爲於水系媒體中配合，且生成一價金屬離子之化合物，或者亦可使用此離子爲經由氧化劑而變成多價金屬離子之物質。各種鹽及錯合物中，以提高硏磨速度作用特優之硝酸鐵爲佳。 -26- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 B7 五、發明説明（24 ) 〔實施例〕以下，根據實施例更詳細說明本發明。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〔1〕含有無機硏磨粒或複合粒子所構成之硏磨粒之水分散體的調製 (a )含有煙霧法矽石粒子或煙霧法氧化鋁粒子之水分散體的調製將煙霧法矽石粒子（日本Aerosil股份有限公司製、商品名「Aerosil #50」、或煙霧法氧化鋁粒子（Degusa公司製、商品名「AluminiumOxideC」）各2公斤，於離子交換水6 . 7公斤中以超音波分散機予以分散，並以孔徑5 // m之濾紙過濾，調製含有煙霧法矽石粒子或煙霧法氧化鋁粒子之水分散體。 (b )含有膠體矽石之水分散體的調製於容量2公升之燒瓶中，投入2 5質量％氨水7 0克、離子交換水4 0克、乙醇1 7 5克及四乙氧基矽烷2 1 克，並以1 8 0 r pm —邊攪拌一邊於6 0°C升溫，且就此溫度繼續攪拌2小時後，冷却，取得平均粒徑爲 0 · 23//m之膠體矽石/乙醇分散體，其次，以蒸發器，對此分散體於8 0°C之溫度下添加離子交換水並且除去乙醇部分之操作重覆數回，除去分散體中之乙醇，調整固型成分濃度爲8質量％之水分散體。本紙張尺度適用巾關家鮮（CNS ) ( 21GX297公釐)ZZ~: - 591098 A7 _B7__ 五、發明説明（25 ) (2 )含有複合粒子所構成之水分散體的調製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ①含有聚合物粒子之水分散體將甲基丙烯酸甲酯90份、甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯（新中村化學工業股份有限公司製、商品名^ N K Ester M-90G」、#400) 5份、4 —乙烯基吡啶5份、偶氮系聚合引發劑（和光純藥股份有限公司製、商品名「 V50」）2份、及離子交換水400份，投入容量2公升之燒瓶中，於氮氣氛圍氣下，一邊攪拌一邊於7 0°C升溫，令其聚合6小時。藉此取得具有胺基之陽離子及聚乙二醇鏈之官能基，且含有平均粒徑0 · 1 5 之聚甲基丙烯酸甲酯系粒子之水系分散體。尙，聚合產率爲9 5 % ②含有複合粒子之水分散體經濟部智慧財4笱員工消費合作社印製將含有10質量％①中所得之聚甲基丙烯酸甲酯系粒子之水分散體1 0 0份，投入容量2公升之燒瓶中，並添加甲基三甲氧基矽烷1份，並於4 攪拌2小時。其後，以硝酸調製成PH2,取得水分散體（a)。又，將含有1 0質量％膠體矽石（日產化學股份有限公司製、商品名「Snowtex 0」）之水分散體之pH，以氫氧化鉀調整至 8,取得水分散體（b)。水分散體（a)中所含之聚甲基丙烯酸甲酯系粒子之f電位爲+ 1 7mV，水分散體（ -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 A7 ___B7_ 五、發明説明（26 ) b )中所含之矽石粒子之f電位爲一 4 OmV。其後，於水分散體（a ) 1 〇〇份中將水分散體（b (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) )5 0份歷2小時慢慢添加、混合，且攪拌2小時，取得含有聚甲基丙烯酸甲酯系粒子中附著矽石粒子之水分散體。.其次，於此水分散體中，添加乙烯基三乙氧基矽烷2份，並攪拌1小時後，添加四乙氧基矽烷1份，並升溫至 6 0 °C，繼續攪拌3小時後，冷却，則可取得含有複合粒子之水分散體。此複合粒子之平均粒徑爲0 · 1 8//m，於聚甲基丙烯酸甲酯系粒子之8 0%表面附著矽石粒子。〔2〕化學機械硏磨用水系分散體之調製將〔1〕、（1)及（2)中所調製之指定量的水分 ¾濟邹智慧財4¾員工消費合作社印製 .散體投入容量1公升之聚乙烯製瓶中，並於其中，將表1 〜4記載之酸或鹽之水溶液，以表1〜4記載之含量添加酸或鹽，並且充分攪拌。其後，一邊攪拌一邊將表1〜4 記載之有機化合物及氧化劑水溶液，以表1〜4記載之濃度再添加有機化合物及氧化劑。其次，以氫氧化鉀水溶液或硝酸將p Η如表1〜4般調整後，加入離子交換水，並以孔徑5 // m之濾紙過濾，取得實施例1〜1 6及比較例 1〜2之化學機械硏磨用水系分散體。〔3〕水系分散體之性能評價使用〔2〕中所調製之化學機械硏磨用水系分散體，並且評價硏磨墊之惡化，被硏磨面鈾孔之有無及平坦化之 ^紙張Hi用中國國家標率（CNS ) A4胁（210X297公釐)9。 591098 A7 _B7 __ 五、發明説明（27 ) 有無。硏磨墊之惡化爲根據重覆硏磨時之硏磨速度的變化予以評價。結果併記於表1〜4。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (1 )硏磨速度硏磨裝置爲使用LAPRASTER公司製之型式「LM — 15」（工作台直徑；380mm)，並依下述條件硏磨附有銅膜之晶圓。工作台迴轉數及壓頭迴轉數；4 5 r pm、硏磨壓力 ;2 5 0 g / c m 2、水系分散體供給速度；5 0 c c /分鐘、硏磨墊；Rodel Nita公司製、品號IC1000/ S U B A 4 0 0之二層構造。硏磨爲進行10回3分鐘、共計30分鐘之硏磨。於各硏磨後，將晶圓由工作台中取出，水洗、乾燥，並測定銅膜之厚度，且根據下述式算出硏磨速度。於1 0回硏磨試驗之間，並未進行硏磨墊的修整。硏磨速度（A/分鐘）=(硏磨前之銅膜厚度-硏磨後之銅膜厚度）/硏磨時間經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 (2)被硏磨面蝕孔之有無以掃描型電子顯微鏡觀察硏磨後之銅膜表面，並且確認被硏磨面蝕孔之有無。 - (3 )平坦化之評價根據前述平坦化之定義算出平坦化度（Ti/To)。本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） / 591098 A7 B7 五、發明説明（28 ) 於T i、T 0之測定上爲使用微細形狀測定裝置（K L A -Tencor公司製、型式「P — 10」）。銅膜之硏磨量爲由測定硏磨前後之銅膜厚度而求出。尙，於（1)、（2)及（3)中，評價所用之附有銅膜之晶圓爲以SEMATECH公司製、品號「9 3 1 CMP006」進行，且平坦化之評價爲於 2 0 0 // m齒距（配線寬；1 〇 0 // m、間隔寬；1 0 0 //m、前述之 t = 1500 0A、T〇=700〇A)處進行。於硏磨及評價中，使用將上述晶圓切斷成3 . 3公分正方所得之試驗片。又，於（1 )及（3)中，銅膜之厚度爲以電阻率測定機（N P S公司製、型式「Σ - 1 0」 )測定薄片電阻，並由此薄片電阻値和銅膜之電阻率（文獻値），根據下述式算出。銅膜之厚度（A)=〔薄片電阻値（Ω/cm2) X銅

膜之電阻率（Ω/cm)〕X (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財4苟8工消費合作钍印製 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 591098 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製説明發五匡滔M #50矽石 νη 2-乙烯基吡啶 1—Ή 〇丙二酸銨過氧化氫 cn 〇寸聯苯酚 0.02 順丁烯二酸 τ—Η Γ·_·< Ο CO 雙吡啶基 0.02 Ο 0.05 1 Η r-H Ο 種類 (份）種類 (份）種類 •(份）種類 (份）硏磨粒有機化合物酸或鹽氧化劑 ΓΟΙ 驗与祕® H d 蘅錙鼷H d 0 0 roo

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0 寸CNI 0S)回I濉 (Ξ00)回 01 濉 (φ/ Υ)Miiiss ΊΗΓ 986·0 966d 寸00二 000·Ι γνι66·0 壊蚺忉鐮Ίέ鑑 (一 S/0-S) 0.001 ο o 〇〇 o 平坦化度（TJT。） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 32 591098 A7 B7 五、發明説明（30 ) 連奇邹皆逄財—苟員工消費合作社印製比較例 f 1 i #50矽石丙二酸銨 ί Η 過氧化氫〇氫化氧鉀〇〇 1230 245 0.199 0.330 實施例 oo #50矽石 m 7-羥基-5-甲基-1，3,4·三吖二氫伸吲哚基 (Ν 〇丙二酸鉀 0.5 過硫酸銨 0.5 ^ 氫氧化鉀 un 〇〇 1220 1210 0.992 壊〇氧化鋁 cn 0.4 丙二酸銨 0.5 過氧化氫 cn ο 990 975 0.984 0.001 1 #50矽石 0.3 〇〇 3240 3450 1.009 0.002 種類 ί (份）種類 (份）種類 •(份）種類 (份） ρ Η調整劑 X CX 第1回（so 第 10 回（s1〇) (Sio/Sl) 蝕孔之有無平坦化度（TVT。）硏磨粒有機化合物酸或鹽氧化劑硏磨速度 (A /分） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 33 591098

7 B 五 31 ,\ 明説明發 ¾齊邹皆¾)时夜笱員工消費合作fi印製 ε谳 c<\ #50矽石聯苯酚 0.2 I I 過酸化氫 v〇〇 0.9 氫氧化鉀 r—Η 〇〇 2950 2980 I.OIO 0.005 Γ_ < 4-乙烯基吡啶 0.3 0.8 cn 00 3050 3070 1.007 〇 U ο 氧化鋁 CO 2-乙烯基吡啶〇過硫酸敍 0.3 I v〇 OO 3450 3450 1.000 〇〇\ 4-乙烯基吡啶 0.3 产Η OO 3200 3190 0.997 0.03 i 種類 (份）種類 (份）種類 (份） • 種類 (份）氨水（份） p Η調整劑 IT! 第l回（so 第 10 回（sl〇) (Sio/Si) 蝕孔之有無平坦化度（Ti/T。）硏磨粒有機化合物酸或鹽氧化劑 ex 硏磨速度 (A /分） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝. 訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） _ 34 - 591098 A7 B7 五、發明説明（32 ) 經濟部智慧財4苟員工消費合作钍印製 | 複合粒子 VO 水楊酸汚产| Η 〇丙二酸銨〇過氧化氫 0.3 1 氫氧化鉀〇〇 3780 3770 0.997 凝 0.008 v〇 3基-1，3,4-三吖二氫伸吲哚基 C<I ο 35 30 3550 1.006 0.009 n 寸膠體矽石 0.3 0.005 3400 3410 1.003 〇 cn 7-羥基-5-畔 (Ν Ο 1 3370 3360 0.997 0.07 種類 (份）種類 (份）種類 (份） * 種類 (份） Emulgen 120(份） p Η調整劑 cn 回 r—Η 搬第 10 回（s1〇) (Sio/Si) 蝕孔之有無平坦化度（τ»/τ。）硏磨粒有機化合物酸或鹽氧化劑硏磨速度 (Α/分） ί (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ^裝· 訂本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 35- 591098 A7 B7 五、發明説明（33 ) 若根據表1〜4之結果，則可知實施例1〜1 6不論有機化合物之種類及含量、酸或鹽之種類及含量或含有之有無，氧化劑之種類及含量，及pH，於第1回之硏磨及第1 0回之硏磨之硏磨速度幾乎無變化，且硏磨速度不會降低，即，不會令硏磨墊惡化。另一方面，不含有有機化合物之比較例1 ，則第1 0回之硏磨爲比第1回之硏磨速度下降至1/5左右爲止，可知硏磨墊大爲惡化。又，實施例1〜1 6幾乎未觀察到被硏磨面之蝕孔，而比較例1則確認發生許多的鈾孔。更且，實施例1〜 16中，除了實施例9之平坦化度爲0·03以外，其他爲0〜0.01 ，可知銅膜之表面被充分平坦化。另一方面，比較例1爲平坦化度爲0 · 3 3，比實施例9更大，可知無法平坦化。尙，圖2爲以掃描型電子顯微鏡觀察實施例6之被硏磨面，並且照相倍率8 0 0 0倍之照片，圖3爲比較例1 之被硏磨面同樣之照片。此圖2中，於被硏磨面未察見蝕孔，另一方面，不含有特定有機化合物之比較例1之水系分散體之情況爲如圖3般，發生許多蝕孔，明顯證明特定有機化合物之作用、效果。圖面之簡單說明 - 〔圖1〕用以說明被硏磨面平坦化意義之模型圖。〔圖2〕示出使用實施例6之化學機械硏磨用水系分散體硏磨時之被硏磨面的掃描型電子顯微鏡照片圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) |裝- 、^1 哩濟部智慧时4笱員工消費合作社印楚本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） · 36 _ 591098 at B7 五、發明説明（34 ) 〔圖3〕示出使用比較例1之化學機械硏磨用水系分散體硏磨時之被硏磨面的掃描型電子顯微鏡照片圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ¾齊部皙逢时4苟員工消費合作社印製 -37 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims

六、申請專利範圍第90 1 07766號專利申請案中文申請專利範圍修正本民國93年1月5日修正 1 · 一種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲於含有硏磨粒、和具有抑制硏磨墊惡化作用之有機化合物、和水之化學機械硏磨用水系分散體中，上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吡啶、腺嘌呤、7 -羥基一 5 -烷基—1 ，3，4 —三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基—1 ， 3，4 —噻二唑、1H -四唑—1-醋酸、5—烷基一1 ，3，4 一噻二唑—2 —硫醇、4 —胺基—1，2，4一三唑、5 -胺基—1 Η —四唑、2 -氫硫基噻唑啉、及4 —胺基一 3 —肼基—5 —氫硫基—1，2，4 一三卩坐，2 一胺基苯並噻唑、及2 -胺基一 6 -烷基苯並噻唑，3 -胺基—5，6 —二烷基—1，2，4 —三畊、2，3 —二氰基—5 —烷基呲畊、2，4 一二胺基—6 -二烯丙胺基一 1 ，3 ，5 —三畊、酞哄及該等衍生物，中之至少一種，且有機化合物於水系分散體爲1 〇〇份時，其含有 0 . 0 0 1〜5份者。 2.如申請專利範圍第1項之水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 〇回硏磨速度（Si。）之比（31〇/31)爲〇 . 9以上，硏磨條件··硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴轉數；4 5 r p m、壓頭迴轉數；4 5 r p m、水系分散體本紙張尺度遥用宁國國家標率ί C乂S ) A4規格（210X297公釐 ; J -- (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π 丨· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 591098 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍之供給速度；5 0 2/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。 3 · —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和具有抑制被硏磨面蝕孔發生作用之有機化合物、和水其中上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吡啶、次黃嘌呤、鳥嘌呤、水楊酸肟、苯二胺，兒茶酚，胺基苯酚，7 -羥基一 5 -烷基—1，3，4 —三吖二氫伸吲哚基、2 -胺基一 1 ，3，4 一噻二唑、1— (2 — 一院胺乙基）一 5 -氨硫基四嗤、2 ’ 5 -二氨硫基·一 1 ，3 ，4 一噻二唑、5 -烷基—1，3，4一噻二唑—2 一硫醇、3 —氫硫基—1，2，4 —三唑、4 一胺基—1 ’， 2，4 —三唑、5 —胺基—1H —四唑、三唑，5 -烷基一 1H -苯並三唑、2 - （2 -苯並三唑基）一對—甲酚、2，1 ，3 -苯並噻二唑、苯並咪唑、苯並三唑、氫硫. 基苯並噻唑、苯並氧化噚二唑苯並胍胺、酞哄、及硫氰尿酸及上述有機化合物之各種衍生物，中之至少一種，且有機化合物於水系分散體爲100份時，其含有〇 . 〇〇1 〜5份者。 4.如申請專利範圍第3項之水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第1 〇回硏磨速度（Siq)之比（Siq/Si)爲0 . 9以上，硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴轉數；4 5 r p m、壓頭迴轉數；4 5 r p m、水系分散體本紙張尺度適用( :i〇X297公釐） _ 2 - I-Ί ^ II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 591098 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍之供給速度；5 0 W/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 5 · —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和具有令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水，其中上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吡啶、水楊酸肟苯二胺，兒茶酚，胺基苯酚，7 -羥基-5 —院基一 1 ，3 ，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一 1 ，3，4 —噻二唑、4，5 —二胺基咪唑、5 —烷基— 1，3，4 一噻二唑-2-硫醇、1-苯基-5 —氫硫基一 1H —四卩坐、2 -胺基—4，5 -二氰基—1H —咪口坐、4 一胺基一 1 ，2，4 —三唑、5 -胺基—1H —四哩、3 —氫硫基—4 —甲基—4H—1 ，2，4 —三11坐、1 Η -四唑氫硫基苯並噻唑、苯並氧化噚二唑、及2，1 ， 3 -苯並噻二唑，酞哄及上述有機化合物之各種衍生物，中之至少一種，且有機化合物於水系分散體爲1 〇〇份時，其含有0.00 1〜5份者。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 ·如申請專利範圍第5項之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述被硏磨面爲銅膜所成者。 7 ·如申請專利範圍第5或6項之水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（Si)與第.1 〇回研: 磨速度（S1Q)之比（Sio/Si)爲〇 . 9以上，硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴車專數；4 5 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體本紙浪尺度逍用中國國家樣準（CKS ) A4規格（二〇Χ29?ϋ ) -3- 591098 A8 B8 C8 _ D8 六、申請專利範圍之供給速度；5 0 W/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基曱酸酯製。 8. —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及抑制被硏磨面鈾孔發生作用之有機化合物、和水，其中上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吡啶、次黃嘌呤、腺嘌呤、鳥嘌呤、水楊酸肟、銅鐵靈、半胱胺酸、硫脲、7 -羥基-5 -烷基一 1 ，3，4 —三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一 1，3，4一噻二唑、5-烷基—1，3，4 一噻二哗一 2 —硫醇、4 一胺基一 1 ，2，4 _三唑、酞啡、5 —胺基- 1 Η -四唑及前述有機化合物之各種衍生物，中之至少一種，且有機化合物於水系分散體爲1 0 0份時，其含有0 . 001〜5份者。。 9 .如申請專利範圍第8項之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述被硏磨面爲銅膜。 1 〇 .如申請專利範圍第8或9項之化學機械硏磨用水系分散體，其中於上述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度（ Si)與第1 0回硏磨速度（Sh)之比（Sio/Si) 爲0 · 9以上，硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；5 0 W/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。 I J ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、aT- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製本紙張尺度返用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公瘦） · 4 - 591098 A8 B8 C8 ___ D8 六、申請專利範圍 11 . 一種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用及令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水，其中上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吡啶、次黃嘌呤、腺嘌呤、鳥嘌呤、水楊酸肟、銅鐵靈、半胱胺酸、硫脲、7 -羥基 —5 -烷基—1 ，3，4 一三吖二氫伸吲哚基、2 -胺基一 1，3，4 一噻二唑、5 —烷基—1，3，4 —噻二唑 —2 —硫醇、4 —胺基—1，2，4 一三唑、酞畊、及5 -胺基- Η -四唑及上述有機化合物之各種衍生物，_中之至少一種，且上述有機化合物於該水系分散體爲1 0 0份時，其含有0 . 0 0 1〜5份者。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述被硏磨面爲銅膜所成者。 1 3 ·如申請專利範圍第1 1或1 2項之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度 (Si)與第1 〇回硏磨速度（S1Q)之比（Sio/Si )爲0 · 9以上，硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；5 0 4/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。 1 4 · 一種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制被硏磨蝕孔發生作用及令被硏磨 --------— _________________；___:____ 本紙張尺度顧巾關家料CNS ) A规ft· ( 210X297^^*1 ^ * 丨.-^丨.__ 噍II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 591098 A8 Βδ C8 ___ D8六、申請專利範圍面段差平坦化作用之有機化合物、和水，其中上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吡啶、次黃嘌呤、腺嘌呤、鳥嘌呤、水楊酸肟、銅鐵靈、半胱胺酸、.硫脲、7 -經基—5 -院基一 1 ，3，4 —二0丫二氫伸卩引噪基、2 — 胺基一 1，3，4 —噻二唑、5 -烷基—1，3，4 一噻二唑—2 —硫醇、4 一胺基—1 ，2，4 —三唑、酞啡、 5 —胺基一 Η -四唑、氫硫基苯並噻唑、苯並氧化uf二唑 2 3-苯並噻二唑、兒苯酚、及胺基苯酚及上述經濟部智慧財產局員工消費合作社印製有機化合物之各種衍生物，中之至少一種，且上述有·機化合物於該水系分散體爲100份時，其含有〇 · 001〜 5份者。 1 5 ·如申請專利範圍第】4項之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述被硏磨面爲銅膜所成者。 1 6 ·如申請專利範圍第1 4或1 5項之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 〇回時之第1回硏磨速度 (Si)與第1 〇回硏磨速度（Si。）之比（s1() / Si )爲0 . 9以上，硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴轉數；45rpm、壓頭迴轉數；45rpm、水系分散體之供給速度；5 0 mC /分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。 1 7 · —種化學機械硏磨用水系分散體，其特徵爲含有硏磨粒、和兼倂具有抑制硏磨墊惡化作用、抑制被硏磨面本紙張尺度逍用中賴家禚隼（CNS ]:ϋ7ϋ297公釐）丨..^ _ 衊 II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ·· -6- 591098 ABCD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製六、申請專利範圍蝕孔發生作用及令被硏磨面段差平坦化作用之有機化合物、和水，其中上述有機化合物爲聯苯酚、雙吡啶基、乙烯基吼陡、次黃嘌哈、腺嘌π令、鳥嘌玲、水楊酸|亏、銅鐵靈、半胱胺酸、硫脲、7 —羥基一 5 —烷基一 1 ，3，4一三吖二氫伸吲哚基、2 —胺基一 1 ，3 ，4 —噻二唑、5 一烷基一 1，3，4 —噻二唑—2 —硫醇、4 一胺基一 1 ，2，4 一三唑、酞畊及5 —胺基一 Η -四唑，及上述有機化合物之各種衍生物，中之至少一種，且上述有機化合物於該水系分散體爲1 〇〇份時，其含有0.001〜5 份者。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之化學機械硏磨用水系分散體，其中上述被硏磨面爲銅膜所成者。 1 9 ·如申請專利範圍第1 7或1 8項之化學機械硏磨用水系分散體，其中於下述條件將銅膜予以化學機械硏磨之情形中，該化學機械硏磨重覆1 0回時之第1回硏磨速度 (Si)與第1 〇回硏磨速度（Si。）之比（S!。/ Si )爲0 · 9以上，硏磨條件：硏磨壓力；2 5 0 g / c m 2、工作台迴轉數；45 r pm、壓頭迴轉數；45 r pm、水系分散體之供給速度；5 0 2/分鐘、硏磨時間；3分鐘、硏磨墊 ;多孔質聚胺基甲酸酯製。尽紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規名（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)