TWI397577B - 研磨用組成物 - Google Patents

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Description

研磨用組成物
本發明係關於一種在用以形成例如半導體裝置配線之研磨中所使用之研磨用組成物。
在形成半導體裝置配線之情況,首先於具有溝槽之絕緣體層上依序形成阻隔層以及導體層。之後,藉由化學機械研磨至少將位於溝槽外之導體層部分(導體層之外側部分)以及位於溝槽外之阻隔層部分(阻隔層之外側部分)予以去除。此至少將導體層之外側部分以及阻隔層之外側部分予以去除時所進行之研磨通常係分為第1研磨製程與第2研磨製程來進行。在第1研磨製程中,為了使得阻隔層之上面露出,將導體層之外側部分的一部分予以去除。在後續之第2研磨製程中,為了使得絕緣體層露出且得到平坦表面,乃至少將導體層之外側部分的剩餘部分以及阻隔層之外側部分予以去除。
一旦將待去除之導體層部分以外之導體層部分、尤其是位於溝槽中之導體層部分(導體層之內側部分)予以去除,會發生導體層上面平坦度降低之所謂淺碟化(dishing)現象,其結果會導致配線電阻增大、表面平坦性降低。因此,專利文獻1及2揭示一種可用於第1研磨製程之改良研磨用組成物,以抑制淺碟化之發生。具體而言,專利文獻1及2揭示一種研磨用組成物,其含有如苯并三唑類(Benzotriazole)之保護膜形成劑、過氧化氫類氧化劑以及如甘胺酸之蝕刻劑。但是,專利文獻1、2之研磨用組成物,並無法充分滿足抑制淺碟化所要求之性能,因此依然有改良的空間。
[專利文獻1]特開平8-83780號
[專利文獻2]國際公開第00/39844號
本發明之目的在於提供一種在形成半導體裝置配線之研磨中適宜使用的研磨用組成物。
為達成上述目的,本發明之一目的係提供一種研磨用組成物,包含保護膜形成劑、氧化劑以及蝕刻劑。前述保護膜形成劑包含選自苯并三唑(Benzotriazole)或苯并三唑衍生物中之至少一種化合物,以及選自具有通式ROR’COOH或通式ROR’OPO3 H2 (R係表示烷基或是烷苯基,R’係表示聚氧化乙烯基、聚氧化丙烯基或是聚(氧化乙烯-氧化丙烯)基所表示之化合物中之至少一種化合物。研磨用組成物之pH值為8以上。
以下,說明本發明之一實施形態。
首先,依照第一圖(a)~第一圖(c)說明半導體裝置之配線形成方法。半導體裝置之配線通常係以下述方式形成。首先,如第一圖(a)所示般,於半導體基板(省略圖示)上所設置之具有溝槽11之絕緣體層12上依序形成阻隔層13與導體層14。之後,藉由化學機械研磨至少將位於溝槽11外之導體層14部分(導體層14之外側部分)以及位於溝槽11外之阻隔層13部分(阻隔層13之外側部分)予以去除。其結果,如第一圖(c)所示般,位於溝槽11中之阻隔層13之部分(阻隔層13之內側 部分)之至少一部分以及位於溝槽11中之導體層14之部分(導體層14之內側部分)之至少一部分殘留於絕緣體層12上。如此一來,於絕緣體層12上所殘留之導體層14之部分具有做為半導體裝置之配線的功能。
絕緣體層12係由例如矽石、摻雜氟之矽石(SiOF)、或是摻雜碳之矽石(SiOC)所形成。
阻隔層13係於形成導體層14之前先以覆蓋絕緣體層12表面之方式於絕緣體層12上形成。阻隔層13係由例如鉭、鉭合金或是氮化鉭所形成。阻隔層13之厚度較溝槽11深度來得小。
導體層14係在形成阻隔層13之後以至少包埋溝槽11的方式於阻隔層13上形成。導體層14係由例如銅或銅合金所形成。
藉由化學機械研磨去除至少導體層14之外側部分與阻隔層13之外側部分之情況,首先如第一圖(b)所示般,為了使得阻隔層13之外側部分的上面露出,而將導體層14之外側部分的一部分予以去除(第1研磨製程)。之後,如第一圖(c)所示般,為了使得絕緣體層12露出且得到平坦表面,而至少將導體層14之外側部分之剩餘部分以及阻隔層13之外側部分予以去除(第2研磨製程)。本實施形態之研磨用組成物係於用以形成此種半導體裝置之配線而進行的研磨中使用,更具體而言,尤其適用於上述第1研磨製程。
本實施形態之研磨用組成物,係將既定量之保護膜形成劑、氧化劑、蝕刻劑(配位形成劑)、磨粒與水加以混合以將pH調成為8以上的方式來製造。因此,本實施形態之研磨用組成物實質上係由保護膜形成劑、氧 化劑、蝕刻劑、磨粒與水所構成。
保護膜形成劑具有於研磨對象物之表面形成保護膜之作用,其藉由於導體層14表面形成保護膜及抑制導體層14之內側部分被過度去除而抑制淺碟化(參照第二圖)之發生。
研磨用組成物所含之保護膜形成劑,包含選自苯并三唑或苯并三唑衍生物中之至少一種化合物、以及選自以下述通式(1)或通式(2)所表示之化合物(陰離子界面活性劑)中之至少一種化合物。換言之,研磨用組成物含有由選自苯并三唑或苯并三唑衍生物中之至少一種化合物所構成之第1保護膜形成劑、以及由選自通式(1)或通式(2)所表示之化合物(陰離子界面活性劑)中之至少一種化合物所構成之第2保護膜形成劑。苯并三唑衍生物為例如苯并三唑之五元環所鍵結之氫原子被其他原子團所取代者。
ROR’COOH…(1)
ROR’OPO3 H2 …(2)
於式(1)、(2)中,R係表示烷基或是烷苯基,R’係表示聚氧化乙烯基、聚氧化丙烯基或是聚(氧化乙烯-氧化丙烯)基。
於研磨用組成物所含之第1保護膜形成劑,為了得到更強之淺碟化抑制作用,以苯并三唑為佳。
研磨用組成物中之第1保護膜形成劑之含量少於0.001g/L之情況,進一步而言少於0.01g/L之情況,可能無法於導體層14表面形成充分的保護膜來抑制導體層14之過度的研磨,其結果,可能不易抑制淺碟化之發生、或是於導體層14表面產生粗面。因此,為了避 免這些缺點,研磨用組成物中之第1保護膜形成劑之含量以0.001g/L以上為佳,以0.01g/L以上為更佳。另一方面,研磨用組成物中之第1保護膜形成劑之含量超過1g/L之情況,進一步而言超過0.1g/L之情況,由於在導體層14表面過度形成保護膜,可能會過度抑制導體層14之研磨。因此,為了維持對導體層14之適度的研磨速度,研磨用組成物中之第1保護膜形成劑之含量以1g/L以下為佳,以0.1g/L以下為更佳。
於研磨用組成物所含之第2保護膜形成劑,為了得到更強之淺碟化抑制作用,以如聚氧化乙烯月桂基醚醋酸之聚氧化乙烯烷醚醋酸、或是聚氧化乙烯烷苯醚磷酸為佳。
研磨用組成物中之第2保護膜形成劑之含量少於0.05g/L之情況,進一步而言少於0.5g/L之情況,尤其是少於1g/L之情況,不太能抑制淺碟化之發生。因此,為了強力抑制淺碟發生,研磨用組成物中之第2保護膜形成劑之含量以0.05g/L以上為佳,以0.5g/L以上為更佳,以1g/L以上為最佳。另一方面,研磨用組成物中之第2保護膜形成劑之含量超過50g/L之情況,進一步而言超過30g/L之情況,尤其是超過15g/L之情況,可能會過度抑制導體層14之研磨。因此,為了維持對導體層14之適度的研磨速度,研磨用組成物中之第2保護膜形成劑之含量以50g/L以下為佳,以30g/L以下為更佳,以15g/L以下為最佳。
研磨用組成物所含第2保護膜形成劑之分子量低於200之情況,進一步而言低於400之情況,可能不易得到強的淺碟化抑制作用。因此,為了得到更強之淺碟化 抑制作用,研磨用組成物所含第2保護膜形成劑之分子量以200以上為佳,以400以上為更佳。另一方面,第2保護膜形成劑之分子量高於1000之情況,進一步而言高於700之情況,變得不易溶於水中。因此,為了改善第2保護膜形成劑在研磨用組成物中之溶解性,研磨用組成物所含第2保護膜形成劑之分子量以1000以下為佳,以700以下為更佳。
第2保護膜形成劑,於聚氧化乙烯基、聚氧化丙烯基或是聚(氧化乙烯-氧化丙烯)基中之重複單位的重複數少於2之情況,進一步而言少於3之情況,變得難溶於水中。因此,為了使得第2保護膜形成劑在研磨用組成物中之溶解性良好,研磨用組成物所含之第2保護膜形成劑之聚氧化乙烯基、聚氧化丙烯基或是聚(氧化乙烯-氧化丙烯)基中之重複單位的重複數以2以上為佳,以3以上為更佳。
第2保護膜形成劑,於HLB(親水親油平衡)值小於10之情況,進一步而言小於11.5之情況,會變得難溶於水中,成為乳濁狀態,因而將不適合於對於研磨對象物形成一樣的保護膜。因此,為了使得第2保護膜形成劑在研磨用組成物中之溶解性良好,於研磨用組成物所含之第2保護膜形成劑之HLB值以10以上為佳,以11.5以上為更佳。另一方面,於研磨用組成物所含之第2保護膜形成劑之HLB值大於16之情況,進一步而言大於14之情況,可能無法得到很強之淺碟化抑制作用。因此,為了得到更強之淺碟化抑制作用,研磨用組成物所含之第2保護膜形成劑之HLB值以16以下為佳,以14以下為更佳。又,第2保護膜形成劑之HLB 值係以例如格利芬(griffin)法來求出。
氧化劑具有將研磨對象物予以氧化之作用,經由將導體層14氧化而使研磨用組成物研磨導體層14的能力提升。研磨用組成物所含之氧化劑,為了降低源自氧化劑之對研磨對象物之金屬污染,以過氧化氫為佳。
於研磨用組成物中之氧化劑的含量少於0.3g/L之情況,進一步而言少於1.5 g/L之情況,尤其是少於3g/L之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力不易提升。因此,為了得到對導體層14更高之研磨速度,研磨用組成物中之氧化劑之含量以0.3g/L以上為佳,以1.5 g/L以上為更佳,以3g/L以上為最佳。另一方面,於研磨用組成物中之氧化劑的含量多於30g/L之情況,進一步而言多於15 g/L之情況,尤其是多於10g/L之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力變得過高而可能容易發生淺碟化。因此,為了抑制淺碟化之發生,研磨用組成物中之氧化劑含量以30g/L以下為佳,以15 g/L以下為更佳,以10g/L以下為最佳。
蝕刻劑具有將研磨對象物加以蝕刻之作用,經由導體層14之蝕刻而使研磨用組成物研磨導體層14的能力提升。於研磨用組成物所含之蝕刻劑可為如甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸之α-胺基酸,為了得到對導體層14更高之研磨速度,當中又以甘胺酸為較佳。
於研磨用組成物中之蝕刻劑的含量少於0.5g/L之情況,進一步而言少於1g/L之情況,尤其是少於3g/L之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力不易提升。因此,為了得到對導體層14更高之研磨速度,研磨用組成物中之蝕刻劑的含量以0.5g/L以上為佳,以1g/L 以上為更佳,以3g/L以上為最佳。另一方面,於研磨用組成物中之蝕刻劑的含量多於50g/L之情況,進一步而言多於30g/L之情況,尤其是多於10g/L之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力會變得過高而可能變得容易發生淺碟化。因此,為了抑制淺碟化之發生,研磨用組成物中之蝕刻劑的含量以50g/L以下為佳,以30g/L以下為更佳,以10g/L以下為最佳。
磨粒係扮演對研磨對象物進行機械性研磨之角色,以使研磨用組成物研磨導體層14的能力提升。研磨用組成物所含之磨粒,可為矽石(二氧化矽)如燒成粉碎之矽石、燻矽石、膠體矽石,亦可為氧化鋁如膠體氧化鋁。為了減少研磨後之研磨對象物之表面缺陷,以矽石為佳,當中尤以膠體矽石為佳。
於研磨用組成物中之磨粒的含量少於0.01g/L之情況,進一步而言少於0.05g/L之情況,尤其是少於0.1g/L之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力不易提升。因此,為了得到對導體層14更高之研磨速度,研磨用組成物中之磨粒的含量以0.01g/L以上為佳,以0.05g/L以上為更佳,以0.1g/L以上為最佳。另一方面,研磨用組成物中之磨粒的含量多於200g/L之情況,進一步而言多於20g/L之情況,尤其是多於10g/L之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力將會變得過高而可能變得容易發生淺碟化。因此,為了抑制淺碟化之發生,研磨用組成物中之磨粒的含量以200g/L以下為佳,以20g/L以下為更佳,以10g/L以下為最佳。
平均初級粒徑小於1nm之磨粒,幾乎不具有將研磨對象物加以研磨之能力。因此,為了得到高研磨速度, 研磨用組成物所含磨粒之初級粒徑以1nm以上為佳。另一方面,於研磨用組成物所含磨粒之平均初級粒徑大於500nm之情況,可能會因為表面粗度之增加、刮痕之發生等造成研磨後之研磨對象物的表面品質降低。因此,為了維持研磨後之研磨對象物的表面品質,研磨用組成物所含磨粒之平均初級粒徑以500nm以下為佳。磨粒之平均初級粒徑係從以例如BET法所測定之磨粒的比表面積來算出。
尤其是,於研磨用組成物所含磨粒為膠體矽石之情況,當研磨用組成物所包含之做為磨粒之膠體矽石之平均初級粒徑小於3nm時,進一步而言小於6nm時,研磨用組成物研磨導體層14的能力不易提升。因此,為了得到對導體層14更高之研磨速度,包含於研磨用組成物中之做為磨粒之膠體矽石的平均初級粒徑以3nm以上為佳,以6nm以上為更佳。另一方面,包含於研磨用組成物中之做為磨粒之膠體矽石之平均初級粒徑大於200nm之情況,進一步而言大於100nm之情況,尤其大於50nm之情況,可能容易發生膠體矽石之沉降。因此,為了防止膠體矽石之沉降,包含於研磨用組成物中之做為磨粒之膠體矽石的平均初級粒徑以200nm以下為佳,以100nm以下為更佳,以50nm以下為最佳。
若研磨用組成物之pH小於8,將無法得到對導體層14之高研磨速度、或是研磨用組成物中之磨粒發生凝集而成為實用上之障礙。因此,研磨用組成物之pH必須為8以上。另一方面,若研磨用組成物之pH過高,研磨用組成物中之磨粒可能會溶解。因此,為了防止磨粒溶解,研磨用組成物之pH以13以下為佳,以11以下 為更佳。
依據本實施形態可得到以下優點。
本實施形態之研磨用組成物,在具有抑制淺碟化發生之作用的保護膜形成劑方面,除了包含選自苯并三唑或苯并三唑衍生物中之至少一種化合物之外,尚含有選自通式(1)或通式(2)所表示之化合物中之至少一種化合物。因此,依據本實施形態之研磨用組成物,相較於雖含有苯并三唑但不含選自通式(1)或通式(2)所表示之化合物中之至少一種化合物之習知之研磨用組成物,可更為強力地抑制淺碟化之發生。因此,本實施形態之研磨用組成物適用於形成半導體裝置之配線時所進行之研磨。
前述實施形態亦可做如下變更。
前述實施形態之研磨用組成物所含之磨粒亦可省略。即使在此種情況下,藉由研磨用組成物所含之蝕刻劑以及氧化劑的作用仍可確保研磨用組成物研磨導體層14的能力。但是,為了得到對導體層14更高之研磨速度,研磨用組成物以含有磨粒為佳。
於前述實施形態之研磨用組成物中,亦可添加以下述通式(3)所表示之化合物(非離子界面活性劑)。若於研磨用組成物中添加通式(3)所表示之化合物,可提升研磨用組成物研磨導體層14的能力。通式(3)所表示之化合物,與通式(1)以及通式(2)所表示之化合物同樣,具有於研磨對象物之表面形成保護膜之作用,不過通式(3)所表示之化合物所形成之保護膜,相較於通式(1)以及通式(2)所表示之化合物所形成之保護膜,保護作用較低。因此,若於研磨用組成物中 添加通式(3)所表示之化合物,則在前述實施形態之研磨用組成物的情況中形成通式(1)或通式(2)所表示之化合物所構成之保護作用較高之保護膜之處,一部分將形成通式(3)所表示之化合物所構成之保護作用較低之保護膜。以上被認為是於研磨用組成物中添加通式(3)所表示之化合物可提升研磨用組成物研磨導體層14之能力之理由。研磨用組成物所含之通式(3)所表示之化合物,為了得到對導體層14更高之研磨速度,以如聚氧化乙烯月桂基醚之聚氧化乙烯烷醚為佳。
ROR’…(3)
於式(3)中,R係表示烷基或是烷苯基,R’係表示聚氧化乙烯基或是聚氧化丙烯基。
當研磨用組成物中之通式(3)所表示之化合物的含量多於50g/L之情況,進一步而言多於10g/L之情況,尤其是多於5g/L之情況,可能會減弱通式(1)與通式(2)所表示之化合物之淺碟化抑制作用,其結果,淺碟化可能變得容易發生。又,研磨用組成物研磨導體層14的能力反而可能會降低。因此,為了避免此等害處,研磨用組成物中之通式(3)所表示之化合物的含量以50g/L以下為佳,以10g/L以下為更佳,以5g/L以下為最佳。
於研磨用組成物所含之通式(3)所表示之化合物的分子量小於300之情況,進一步而言小於400之情況,尤其是小於500之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力不易提升。因此,為了得到對導體層14更高之研磨速度,研磨用組成物所含之通式(3)所表示之化合物的分子量以300以上為佳,以400以上為更佳, 以500以上為最佳。另一方面,通式(3)所表示之化合物的分子量大於1500之情況,進一步而言大於1200之情況,尤其是大於1000之情況,變得難以溶於水。又,於通式(3)所表示之化合物的分子量如此大之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力反而可能會降低。因此,為了避免此等害處,研磨用組成物中之通式(3)所表示之化合物的分子量以1500以下為佳,以1200以下為更佳,以1000以下為最佳。
於研磨用組成物所含之通式(3)所表示之化合物的HBL值小於13之情況,進一步而言小於14之情況,研磨用組成物研磨導體層14的能力不易提升。因此,為了得到對導體層14更高之研磨速度,於研磨用組成物所含之通式(3)所表示之化合物的HBL值以13以上為佳,以14以上為更佳。另一方面,於研磨用組成物所含之通式(3)所表示之化合物的HBL值大於18之情況,進一步而言大於17之情況,可能會減弱通式(1)與通式(2)所表示之化合物所產生之淺碟化抑制作用,其結果,淺碟化可能變得容易發生。因此,為了抑制淺碟化,研磨用組成物所含通式(3)所表示之化合物的HBL值以18以下為佳,以17以下為更佳。又,通式(3)所表示之化合物的HBL值係以例如格利芬法來求出。
於前述實施形態之研磨用組成物中可視情況添加pH調整劑。於研磨用組成物中所添加之pH調整劑可為任意,基於提升研磨用組成物研磨導體層14的能力之考量,以氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物、氨等鹼為佳。
前述實施形態之研磨用組成物亦可於使用前藉由將濃縮原液稀釋來調配。濃縮原液之濃縮率以3倍以下 為佳。
於前述實施形態之研磨用組成物中可視情況添加防腐劑、消泡劑等眾知之添加劑。
其次,說明本發明之實施例與比較例。
將苯并三唑、聚氧化乙烯月桂基醚醋酸或是替代性化合物、聚氧化乙烯月桂基醚、過氧化氫之31%水溶液、甘胺酸、膠體矽石溶膠以及pH調整劑適當地混合,視情況可用水稀釋,以調配實施例1~19以及比較例1~12之研磨用組成物。各研磨用組成物中之苯并三唑、聚氧化乙烯月桂基醚醋酸或是替代性化合物、聚氧化乙烯月桂基醚、過氧化氫之31%水溶液、甘胺酸、膠體矽石以及pH調整劑之詳情以及各研磨用組成物之pH係如表1所示。
於表1之“研磨速度”欄中,係表示使用實施例1~19以及比較例1~12之各研磨用組成物,將直徑200mm之銅覆晶圓以表2所示之研磨條件進行研磨時所得之研磨速度。研磨速度係將研磨前後之各晶圓厚度差除以研磨時間來求出。晶圓厚度之測定係使用國際電氣系統服務公司之片電阻測定機“VR-120”。
於表1之“淺碟化”欄中,係表示對於使用實施例1~19以及比較例1~12之各研磨用組成物經過研磨之SEMATEC公司之銅圖案晶圓(854光罩圖案)測定淺碟化量之結果。具體而言,SEMATEC公司之銅圖案晶圓,係於具有溝槽之矽石製絕緣體層上依序設置鉭製阻隔層以及厚度10000Å之銅製導體層而成者,上面具有深度5000Å之初期凹部。將此銅圖案晶圓以實施例1~19以及比較例1~12之各研磨用組成物進行研磨之前,使 用富士見股份有限公司之研磨材料“PLANERLITE-7105”,以表2所示之研磨條件進行預備研磨直到導體層之厚度成為300nm為止。接著,使用實施例1~19以及比較例1~12之各研磨用組成物,以表2所示之研磨條件將經過預備研磨後之銅圖案晶圓進行研磨直到阻隔層之上面露出為止。之後,使用凱拉天可魯(kla-tencor)公司之接觸式表面測定裝置之描繪儀(profiler)“HRP340”,在形成有孤立的100μm寬溝槽之各晶圓區域測定淺碟化量。
於表1之“分散安定性”欄中,係表示對於實施例1~19以及比較例1~12之各研磨用組成物之分散安定性之評估結果。具體而言,觀察實施例1~19以及比較例1~12之各研磨用組成物於80℃之恆溫槽中靜置30天後是否凝集及沉降,依據該觀察結果來評估各研磨用組成物之分散安定性。於“分散安定性”欄中,○係表示未觀察到凝集及沉降,×係表示觀察到凝集及沉降。
表1中,B1係表示聚氧化乙烯月桂基醚醋酸,B2係表示椰子油脂肪酸肌胺酸三乙醇胺,B3係表示聚氧化乙烯月桂基醚硫酸銨,G1係表示氫氧化鉀,G2係表示氨,G3係表示羥乙酸,G4係表示硫酸。
實施例以及比較例所使用之聚氧化乙烯月桂基醚醋酸,分子量為441,聚氧化乙烯基中之重複單位的重複數為2.5,HLB值為12.2。於比較例所使用之椰子油脂肪酸肌胺酸三乙醇胺,分子量為444,HLB值為9.8。於比較例所使用之聚氧化乙烯月桂基醚硫酸銨,分子量為374.5,聚氧化乙烯基中之重複單位的重複數為2,HLB值為10.9。於實施例所使用之聚氧化乙烯月桂基醚,分子量為802,HLB值為15.8。
如表1所示般,實施例1~19之研磨用組成物,在淺碟化方面為100nm以下,在研磨速度方面為100nm/分鐘以上,於淺碟化與研磨速度方面得到可滿足實用性之結果。又實施例1~19之研磨用組成物於保存安定性面也令人滿意。相對於此,比較例1~12之研磨用組成物,於研磨速度與淺碟化之至少一方面無法得到良好結果。
11‧‧‧溝槽
12‧‧‧絕緣體層
13‧‧‧阻隔層
14‧‧‧導體層
第一圖(a)、第一圖(b)以及第一圖(c)係用以說明半導體裝置之配線形成方法之研磨對象物之剖面圖。
第二圖係說明淺碟化用之研磨對象物之剖面圖。
11...溝槽
12...絕緣體層
13...阻隔層
14...導體層

Claims (6)

  1. 一種研磨用組成物,包含保護膜形成劑、氧化劑、以及蝕刻劑;其中前述保護膜形成劑係包含選自苯并三唑(Benzotriazole)或苯并三唑衍生物中至少一種之化合物,以及以通式ROR’COOH(R係表示烷基或是烷苯基,R’係表示聚氧化乙烯基、聚氧化丙烯基或是聚(氧化乙烯-氧化丙烯)基)所表示之化合物;其中前述研磨用組成物之pH值為8以上。
  2. 如申請專利範圍第1項之研磨用組成物,其中前述以通式ROR’COOH所表示之化合物,為聚氧化乙烯烷醚醋酸。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項之研磨用組成物,進一步包含具有通式ROR’(R係表示烷基或是烷苯基,R’係表示聚氧化乙烯基或是聚氧化丙烯基)所表示之化合物。
  4. 如申請專利範圍第3項之研磨用組成物,其中前述具有通式ROR’之化合物為聚氧化乙烯烷醚。
  5. 如申請專利範圍第1項或第2項之研磨用組成物,進一步包含磨粒。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項之研磨用組成物,進一步包含鹼。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5327427B2 (ja) * 2007-06-19 2013-10-30 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体調製用セット、化学機械研磨用水系分散体の調製方法、化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法
KR101202720B1 (ko) * 2008-02-29 2012-11-19 주식회사 엘지화학 화학적 기계적 연마용 수계 슬러리 조성물 및 화학적 기계적 연마 방법
JP5587620B2 (ja) 2010-01-25 2014-09-10 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
KR101728200B1 (ko) * 2010-09-27 2017-04-18 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 표면 처리 조성물 및 그것을 사용한 표면 처리 방법
CN104745086A (zh) * 2013-12-25 2015-07-01 安集微电子(上海)有限公司 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液及其使用方法
KR20160112885A (ko) 2015-03-20 2016-09-28 오이호 돈가스용 돼지고기 잡내제거와 식감을 증대시키기 위한 돈가스용 돼지고기 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200300576A (en) * 2001-11-22 2003-06-01 Nec Electronics Corp Abrasion method for a semiconductor wafer
TWI288046B (en) * 2003-11-14 2007-10-11 Showa Denko Kk Polishing composition and polishing method

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5391258A (en) * 1993-05-26 1995-02-21 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing
US5575885A (en) * 1993-12-14 1996-11-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Copper-based metal polishing solution and method for manufacturing semiconductor device
JP3397501B2 (ja) 1994-07-12 2003-04-14 株式会社東芝 研磨剤および研磨方法
US5858813A (en) * 1996-05-10 1999-01-12 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry for metal layers and films
US5954997A (en) * 1996-12-09 1999-09-21 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper substrates
US6126853A (en) * 1996-12-09 2000-10-03 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper substrates
US5759917A (en) * 1996-12-30 1998-06-02 Cabot Corporation Composition for oxide CMP
US6432828B2 (en) * 1998-03-18 2002-08-13 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper substrates
JP4053165B2 (ja) * 1998-12-01 2008-02-27 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
EP1150341A4 (en) 1998-12-28 2005-06-08 Hitachi Chemical Co Ltd MATERIALS FOR METAL POLLING LIQUID, METAL POLISHING LIQUID, THEIR PRODUCTION AND POLISHING METHOD
WO2001012739A1 (en) * 1999-08-13 2001-02-22 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing systems and methods for their use
JP2002075927A (ja) * 2000-08-24 2002-03-15 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP2002110596A (ja) * 2000-10-02 2002-04-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体加工用研磨剤およびこれに用いる分散剤、並びに上記半導体加工用研磨剤を用いた半導体装置の製造方法
JP2002164307A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP2002231666A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
SG144688A1 (en) * 2001-07-23 2008-08-28 Fujimi Inc Polishing composition and polishing method employing it
JP2003311540A (ja) * 2002-04-30 2003-11-05 Sony Corp 電解研磨液、電解研磨方法及び半導体装置の製造方法
US20030219982A1 (en) * 2002-05-23 2003-11-27 Hitachi Chemical Co., Ltd CMP (chemical mechanical polishing) polishing liquid for metal and polishing method
JP4083502B2 (ja) * 2002-08-19 2008-04-30 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法及びそれに用いられる研磨用組成物
JP3981616B2 (ja) * 2002-10-02 2007-09-26 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2004172606A (ja) * 2002-11-08 2004-06-17 Sumitomo Chem Co Ltd 金属研磨材組成物及び研磨方法
JP4759219B2 (ja) * 2003-11-25 2011-08-31 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP4406554B2 (ja) * 2003-09-30 2010-01-27 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US7485162B2 (en) * 2003-09-30 2009-02-03 Fujimi Incorporated Polishing composition
US20070082456A1 (en) * 2003-11-14 2007-04-12 Nobuo Uotani Polishing composition and polishing method
JP4667013B2 (ja) * 2003-11-14 2011-04-06 昭和電工株式会社 研磨組成物および研磨方法
JP2005209800A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JP2005228828A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Asahi Kasei Chemicals Corp 半導体ウェハの製造方法
JP4012180B2 (ja) * 2004-08-06 2007-11-21 株式会社東芝 Cmp用スラリー、研磨方法、および半導体装置の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200300576A (en) * 2001-11-22 2003-06-01 Nec Electronics Corp Abrasion method for a semiconductor wafer
TWI288046B (en) * 2003-11-14 2007-10-11 Showa Denko Kk Polishing composition and polishing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080037695A (ko) 2008-04-30
TW200726832A (en) 2007-07-16
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CN100536081C (zh) 2009-09-02
US20080265205A1 (en) 2008-10-30
DE112006002323T5 (de) 2008-07-10
WO2007026862A1 (ja) 2007-03-08
KR101278666B1 (ko) 2013-06-25

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