(57)【要約】【課題】銅およびタンタル層を含む物質の化学的機械的平坦化のための改善された研磨組成物および方法を提供する。【解決手段】本発明は、化学的機械的研磨組成物であって、研磨材、ベンゾトリアゾール誘導体、ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および水、を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まない、化学的機械的研磨組成物を提供する。本発明はまた、基材を上記の研磨組成物で化学的機械的に研磨する方法を提供する。【選択図】図４
2009534834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的機械的研磨組成物であって、
（ａ）研磨材、
（ｂ）０．５ｍＭ〜１００ｍＭの下記の一般式を有するベンゾトリアゾール化合物であって、
【化１】
2009534834.tif 000010
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではなく、
（ｃ）ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および
（ｄ）水、
を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まない、化学的機械的研磨組成物。
【請求項２】
研磨材が縮合重合シリカである請求項１記載の研磨組成物。
【請求項３】
縮合重合シリカが０．１質量％〜１０質量％の量存在する請求項２記載の研磨組成物。
【請求項４】
ベンゾトリアゾール化合物が、４−メチルベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−カルボキシアルデヒド、１−（イソシアノメチル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−アセトニトリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタノール、およびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項１記載の研磨組成物。
【請求項５】
酸化剤がヨウ素酸塩化合物である請求項１記載の研磨組成物。
【請求項６】
ヨウ素酸塩化合物が０．１ｍＭ〜１Ｍの濃度で存在する請求項５記載の研磨組成物。
【請求項７】
酸化剤が有機酸化剤である請求項１記載の研磨組成物。
【請求項８】
有機酸化剤が、アントラキノン、インディゴ、およびその組み合わせからなる群から選ばれる請求項７記載の研磨組成物。
【請求項９】
有機酸化剤が、アントラキノン−２，６−ジスルホン酸、アントラキノン−２−スルホン酸、アントラキノン−１，８−ジスルホン酸、アントラキノン−１，５−ジスルホン酸、アシッドブルー４５、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項８記載の研磨組成物。
【請求項１０】
有機酸化剤が０．１ｍＭ〜１０ｍＭの濃度で存在する請求項７記載の研磨組成物。
【請求項１１】
基材を化学的機械的に研磨する方法であって、
（ｉ）基材を準備すること、
（ｉｉ）該基材を研磨パッドおよび化学的機械的研磨組成物と接触させること、該化学的機械的研磨組成物は、
（ａ）研磨材、
（ｂ）０．５ｍＭ〜１００ｍＭの下記の一般式を有するベンゾトリアゾール化合物であって、
【化２】
2009534834.tif 000011
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではない、ベンゾトリアゾール化合物、
（ｃ）ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および
（ｄ）水、を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まず、
（ｉｉ）研磨パッドを、基材に対して、化学的機械的研磨組成物をそれらの間に備えて、動かすこと、および
（ｉｉｉ）基材の少なくとも一部を磨耗させて、基材を研磨すること、を含んでいる方法。
【請求項１２】
研磨材が縮合重合シリカである請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
縮合重合シリカが０．１質量％〜１０質量％の量存在する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
ベンゾトリアゾール化合物が、４−メチルベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−カルボキシアルデヒド、１−（イソシアノメチル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−アセトニトリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタノール、およびこれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
酸化剤がヨウ素酸塩化合物である請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
ヨウ素酸塩化合物が０．１ｍＭ〜１Ｍの濃度で存在する請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
酸化剤が有機酸化剤である請求項１１記載の方法。
【請求項１８】
有機酸化剤が、アントラキノン、インディゴ、およびその組み合わせからなる群から選ばれる請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
有機酸化剤が、アントラキノン−２，６−ジスルホン酸、アントラキノン−２−スルホン酸、アントラキノン−１，８−ジスルホン酸、アントラキノン−１，５−ジスルホン酸、アシッドブルー４５、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
有機酸化剤が０．１ｍＭ〜１０ｍＭの濃度で存在する請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
基材が銅を含む請求項１１記載の方法。
【請求項２２】
基材が更にタンタルを含む障壁層を含む請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
基材が更に誘電体層を含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
誘電体層が、二酸化ケイ素、炭素がドープされた二酸化ケイ素、および有機基で改質されたケイ素ガラスからなる群から選ばれる請求項２３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学的機械的研磨組成物および化学的機械的な研磨方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代半導体装置の開発は、装置上の電導性層間の電気容量を低減するため、および回路が動作することのできる周波数を増大させるために、前世代の金属、例えばアルミニウムよりも、より低い抵抗値の金属、例えば銅の使用を重視してきている。半導体装置の製造における銅の使用は特別な挑戦を意味しており、そこでは堆積およびエッチング法などの従来技術の方法は、銅のエッチングの困難さ故に不満足であることが判っている。従って、銅を用いた新規な相互連結の製造方法が開発されてきている。
【０００３】
そのような１つの方法は、ダマシン方法と称される。この方法によれば、誘電物質の表面は、通常はドープされた二酸化ケイ素、ドープされていない二酸化ケイ素、またはｌｏｗ−ｋ誘電体を含んでおり、従来のドライエッチング法によってパターン形成されて、垂直および水平連結のための孔および溝が形成される。このパターン形成された表面は、拡散障壁層、例えばタンタル、窒化タンタル、チタン、または窒化チタンで被覆される。この拡散障壁層は、次いで銅層で更に被覆される。銅の上張りの層の厚さ、そしてまた接着促進層および／または拡散障壁層の厚さを減らすために、二酸化ケイ素の高い部分が露出した平らな面が得られるまで、化学的機械的研磨が用いられる。ビアおよび溝は、回路連結を形成する電気伝導性の銅で満たされたままである。
【０００４】
拡散障壁層を、銅および誘電物質の間に与える必要は、銅が周囲の誘電物質中へと拡散する傾向にあるためである。タンタルおよび窒化タンタルはこの業界で障壁層物質として広く受け入れられてきており、そして通常は銅の堆積の前に、物理的蒸着（ＰＶＤ）によって基材に適用される。従って基材の平坦化は、下にある誘電体を露出し、そして回路の生成を完結するための、銅の除去およびそれに続く拡散障壁の除去を必要とする。
【０００５】
タンタルおよび窒化タンタルの性質は、化学的にはるかにより安定な銅の性質とは異なっているので、銅の研磨に適切な研磨組成物は、しばしば下にあるタンタルおよび窒化タンタルの除去には適切ではない。従って、銅−タンタル基材の研磨には通常は２工程法が用いられており、第一の工程は銅のほとんどを除去するのに第一の研磨組成物を用い、そして第二の工程は残っている銅および障壁膜（例えばタンタル）を除去するのに第二の研磨組成物を用いる。
【０００６】
通常は、タンタル研磨組成物はｐＨが９以上の強い塩基性を有するように配合されてきている。塩基性の研磨組成物はまた、下にある誘電体層に対しても高い除去速度を示す傾向にあり、このことは基材の浸食を招く可能性があり、また基材の非平坦性をもたらす可能性がある。最近、４未満のｐＨ値を有する酸性のタンタル研磨組成物が開発されてきている。このような酸性研磨組成物は誘電体に対してタンタルに選択性であるが、銅のフィーチャー（features）はこのような低ｐＨ値では孔食（pitting）欠陥を受ける傾向にある。
【０００７】
更に、タンタル研磨組成物は通常は、銅除去工程で残った残渣の銅を除去するために酸化剤を含んでいる。しかしながら、この酸化剤は、タンタル研磨組成物によって示される銅除去速度を増大させ、そのためタンタル除去過程の間に、溝中に残っている銅も同時に除去される。この溝中の銅の除去はより広幅の線では特に問題であり、そして「ディッシング」（dishing）と呼ばれている。ディッシングは研磨表面の非平坦性を招き、同時に銅線の潜在的な損傷を招く。
【０００８】
この目的のために、銅含有基材への使用を意図した研磨組成物が考案されてきており、これは、研磨組成物の酸化剤および他の成分による溝中の銅のエッチングを低減することによって作用する、銅の過剰な研磨の禁止剤を含んでいる。通常は、このような禁止剤は窒素含有化合物、例えばアミンおよび低分子量の窒素含有の複素環式化合物、例えばベンゾトリアゾール、１，２，３−トリアゾール、および１，２，４−トリアゾールを含んでいる。例えば、米国特許第６５８５５６８号明細書には、絶縁膜上に形成された銅系金属膜を研磨するためのＣＭＰ研磨スラリーが記載されており、これは研磨物質、酸化剤、および水を、ベンゾトリアゾール化合物およびトリアゾール化合物とともに含んでおり、トリアゾール化合物のベンゾトリアゾール化合物に対する比率は５〜７０である。米国特許第６３７５６９３号明細書には、銅系メタラジー（metallurgy）用のタンタル系障壁層の研磨用のスラリーを開示しており、それは銅を酸化するための過酸化水素、銅の酸化の禁止剤、銅と酸化禁止剤間の錯体化を調整する硫酸化脂肪酸界面活性剤、およびコロイド状シリカからなり、酸化禁止剤は１−Ｈ−ベンゾトリアゾール、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール、１−メチルベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾール、２−メチルベンズイミダゾール、および５−クロロベンズトリアゾールからなる群から選ばれる。
【特許文献１】米国特許第６５８５５６８号明細書
【特許文献２】米国特許第６３７５６９３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、複素環式の銅禁止剤を使用して、銅／タンタル基材の化学的機械的研磨におけるディッシングおよび浸食の低減に改善が得られたものの、孔食およびディッシングの問題は残っており、特に低いｐＨ値では残っている。更に、銅用に適切な研磨組成物はタンタル用に適切な研磨組成物とは実質的に異なったままであり、それ故にそのような基材の平坦化のためには２工程処理が必要とされる。従って、当技術分野では、銅およびタンタル層を含む物質の化学的機械的平坦化のための改善された研磨系および方法への要求が残っている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、化学的機械的研磨組成物であって、（ａ）研磨材、（ｂ）０．５ｍＭ〜１００ｍＭの下記の一般式を有するベンゾトリアゾール化合物であって、
【００１１】
【化１】
2009534834.tif 000003
【００１２】
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではなく、（ｃ）ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および（ｄ）水、からなり、または、から基本的になり、または、を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まない、化学的機械的研磨組成物を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明はまた、基材を化学的機械的に研磨する方法を提供するものであり、その方法は（ｉ）基材を準備すること、（ｉｉ）該基材を研磨パッドおよび化学的機械的研磨組成物と接触させること、該化学的機械的研磨組成物は、（ａ）研磨材、（ｂ）０．５ｍＭ〜１００ｍＭの下記の一般式を有するベンゾトリアゾール化合物であって、
【００１４】
【化２】
2009534834.tif 000004
【００１５】
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではないベンゾトリアゾール化合物、（ｃ）ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および（ｄ）水、からなり、または、から基本的になり、または、を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まず、（ｉｉ）研磨パッドを、基材に対して、化学的機械的研磨組成物をそれらの間に備えて、動かすこと、および（ｉｉｉ）基材の少なくとも一部を磨耗させて、基材を研磨することを含んでいる。
【００１６】
本発明は、化学的機械的研磨組成物であって、（ａ）研磨材、（ｂ）０．５ｍＭ〜１００ｍＭの下記の一般式を有するベンゾトリアゾール化合物であって、
【００１７】
【化３】
2009534834.tif 000005
【００１８】
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではなく、（ｃ）ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および（ｄ）水、からなり、または、から基本的になり、または、を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まない、化学的機械的研磨組成物を提供する。
【００１９】
該研磨材はいずれかの適切な研磨材であってよく、例えば研磨材は天然または合成でよく、また金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、炭化ケイ素などを含んでいてよい。該研磨材はまた、ポリマー粒子または被覆された粒子であることができる。該研磨材は、望ましくは金属酸化物を含んでいる。好ましくは、金属酸化物は、アルミナ、セリア、シリカ、ジルコニア、それらの共形成された生成物、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる。より好ましくは、金属酸化物はシリカである。
【００２０】
シリカはいずれかの適切な形態のシリカであってよい。シリカの有用な形態は、ヒュームドシリカ、沈降シリカ、および縮合重合シリカを含むがこれらに限定されない。より好ましくは、シリカは縮合重合シリカである。縮合重合シリカ粒子は、通常はＳｉ（ＯＨ）４を縮合してコロイド状粒子を形成することによって調製される。Ｓｉ（ＯＨ）４前駆体は、例えば高純度のアルコキシシランの加水分解またはケイ酸塩水溶液の酸性化によって得ることができる。このような研磨材粒子は米国特許第５２３０８３３号明細書に従って調製することができ、またはいずれかの種々の商業的に利用可能な製品、例えばフソー(Fuso)ＰＬ−１、ＰＬ−２およびＰＬ−３製品（扶桑化学工業株式会社（Fuso Chemical Comparny, Ltd.）、日本）およびナルコ（Nalco）１０５０、２３２７、および２３２９製品（ナルコケミカルカンバニー（Nalco Chemical Company)、ネイパービル（Naperville）、イリノイ（ＩＬ））、と同様にデュポン（DuPont）、バイエル（Bayer）、アプライドリサーチ（Applied Research）、日産化学（Nissan Chemical）、およびクラリアント（Clariant）から入手可能な他の同様の製品として得ることができる。
【００２１】
該研磨材はまた、アルミナがドープされたシリカであることができる。適切なアルミナドープシリカの例は、ナルコ（Nalco）１０３４Ａ製品（ナルコケミカルカンパニー）である。
【００２２】
当技術分野でよく知られているように、多くの研磨材粒子、例えば金属酸化物粒子は、最も低水準の構造として、一次粒子を含んでいる。一次粒子は粒子を構成する原子間の共有結合によって形成され、また最も厳しい条件以外の全ての条件で安定である。次の水準の構造では、一次粒子は二次粒子へと結合し、通常は凝集体と呼ばれる。凝集体粒子は一次粒子を含み、また共有結合によって互いに結合して、そして通常は、例えば機械的なエネルギーの投入、例えば高剪断混合による分解に抵抗力がある。次の水準の構造では、凝集体は、凝集塊へとより緩やかに結合する。通常は、凝集塊は機械的エネルギーの投入によって、分解して構成する凝集体へと分離する。粒子の組成および調製方法によって、一次粒子および二次粒子（例えば凝集体）は、球状から楕円形の範囲の形状を有することができ、また幾つかの凝集体は延長された、鎖状の構造を有することができる。例えば、焼成シリカ、またはヒュームドシリカは、通常は鎖状構造を有する凝集体の形態で存在する。沈降シリカ、例えば、ケイ酸ナトリウムの中和によって調製されたシリカは、凝集体構造を有しており、その中ではおおよそ球状の一次粒子が凝集体へと結合しており、それは１房の葡萄に似ている。一次研磨材粒子および凝集した一次粒子（例えば二次粒子）の両方とも、その平均粒子径によって特徴付けられる。これに関して、粒子径はその粒子を囲む最も小さな球体の直径を指している。
【００２３】
該研磨材は通常は、５ｎｍ以上（例えば、１０ｎｍ以上、または１５ｎｍ以上、または２０ｎｍ以上）の平均一次粒子径を有している。好ましくは、該研磨材は、１５０ｎｍ以下（例えば、１００ｎｍ以下、または７５ｎｍ以下、または５０ｎｍ以下、または更に３０ｎｍ以下）の平均一次粒子径を有している。より好ましくは、該研磨材は、５ｎｍ〜５０ｎｍ、または１０ｎｍ〜４０ｎｍ、または１５ｎｍ〜３５ｎｍ、または２０ｎｍ〜３０ｎｍの平均一次粒子径を有している。
【００２４】
該研磨材が一次粒子の凝集体を含む場合には、該研磨材は通常は２０ｎｍ以上（例えば、３０ｎｍ以上、または４０ｎｍ以上、または５０ｎｍ以上）の凝集体粒子径を有している。好ましくは、該研磨材は２５０ｎｍ以下（例えば、２００ｎｍ以下、または１５０ｎｍ以下、または１００ｎｍ以下、または更に７５ｎｍ以下）の凝集体粒子径を有している。より好ましくは、該研磨材は２０ｎｍ〜１２５ｎｍ、または３０ｎｍ〜１００ｎｍの凝集体粒子径を有している。
【００２５】
該研磨材は望ましくは研磨組成物中に懸濁しており、より詳細には研磨組成物の水の中に懸濁している。研磨組成物は好ましくはコロイド的に安定である。用語コロイドは、研磨剤粒子の水性懸濁液を指している。コロイド的安定性は、長期にわたる懸濁の維持を指している。本発明の文脈においては、研磨材組成物が１００ｍＬのメスシリンダ中に入れられ、そして撹拌なしで２時間放置された場合に、メスシリンダの最底部の５０ｍＬの粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｂ］）とメスシリンダの最上部の５０ｍＬ中の粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｔ］）との間の差異を、研磨材組成物の初期の粒子濃度（ｇ／ｍＬで［Ｃ］）で割ったものが、０．５以下である（すなわち、｛［Ｂ］−［Ｔ］｝／［Ｃ］≦０．５）場合に、研磨材組成物がコロイド的に安定であると考えられる。この値［Ｂ］−［Ｔ］／［Ｃ］は望ましくは０．３以下、そして好ましくは０．１以下である。
【００２６】
研磨組成物中には、いずれかの適切な量の研磨材が存在し得る。通常は、研磨組成物中には０．０１質量％以上の研磨材（例えば、０．０５質量％以上、または０．１質量％以上）が存在することができる。研磨組成物中の研磨材の量は、好ましくは１０質量％以下であり、またより好ましくは５質量％以下（例えば、２．５質量％以下、または１質量％以下）である。更に好ましくは、研磨材は、研磨組成物の０．０５質量％〜２．５質量％（例えば、０．１質量％〜１質量％）を構成している。
【００２７】
該研磨組成物は以下の一般式を有するベンゾトリアゾール化合物を含み、
【００２８】
【化４】
2009534834.tif 000006
【００２９】
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数（すなわち、０、１、２、３、４、５もしくは６）、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではない。好ましくは、ｎは０〜３の整数（すなわち、０、１、もしくは２）であり、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ３アルキル（すなわち、−ＣＨ２−、−ＣＨ２ＣＨ２−または−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２−）、Ｆ、ＣｌおよびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではない。より好ましくは、ベンゾトリアゾールは、４−メチルベンゾトリアゾール、５−メチルベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−カルボキシアルデヒド、１−（イソシアノメチル）−１Ｈ−ベンゾトリアゾール、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−アセトニトリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−メタノール、およびこれらの組み合わせである。
【００３０】
該研磨組成物は、いずれかの適切な濃度のベンゾトリアゾール化合物を含んでいてもよい。通常は、研磨組成物中のベンゾトリアゾール化合物の濃度は、０．５ｍＭ以上（例えば、１ｍＭ以上、または２ｍＭ以上、または５ｍＭ以上）である。好ましくは、研磨組成物中のベンゾトリアゾール化合物の濃度は１００ｍＭ以下（例えば、７５ｍＭ以下、または５０ｍＭ以下）である。より好ましくは、研磨組成物中のベンゾトリアゾール化合物の濃度は、０．５ｍＭ〜７５ｍＭ（例えば、１ｍＭ〜５０ｍＭ、または２ｍＭ〜２０ｍＭ、または更に５ｍＭ〜２０ｍＭ）である。ベンゾトリアゾールの望ましい濃度は、いずれかの適切な手段によって得ることができ、例えば、水および研磨組成物の調製においてその中に溶解もしくは懸濁される成分の質量を基にして、０．００６質量％〜１．２質量％のベンゾトリアゾール化合物を用いることによって得ることができる。
【００３１】
研磨組成物は、ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤を含んでいる。該ヨウ素酸塩化合物は、ヨウ素酸アニオン、ＩＯ３−を含む適切ないずれかの化合物であることができる。適切なヨウ素酸化合物の例としては、ヨウ素酸カリウム、ヨウ素酸アンモニウム、およびヨウ素酸テトラアルキルアンモニウムが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３２】
研磨組成物がヨウ素酸化合物を含む場合には、通常は研磨組成物中のヨウ素酸化合物の濃度は、０．１ｍＭ以上（例えば、０．２ｍＭ以上、または０．５ｍＭ以上、または１ｍＭ以上）である。好ましくは、研磨組成物中のヨウ素酸化合物の濃度は、１Ｍ以下（例えば、０．７５Ｍ以下、または０．５Ｍ以下、または０．２５Ｍ以下）である。より好ましくは、研磨組成物中のヨウ素酸化合物の濃度は、０．５ｍＭ〜１００ｍＭ（例えば、１ｍＭ〜７５ｍＭ、または５ｍＭ〜５０ｍＭ）である。
【００３３】
有機酸化剤は、有機酸化剤が酸化型および還元型を有するいずれかの適切な有機酸化剤であることができる。有機酸化剤の酸化型は、−０．７ボルト超の標準還元電位を有している。有機酸化剤の酸化型はまた、少なくとも１つの更なる不飽和部分と共役した少なくとも１つの芳香環を含んでいる。
【００３４】
有機酸化剤の酸化型および還元型は有機酸化剤の炭素骨格の骨組みに関係しており、それは有機酸化剤の構造を決める炭素−炭素結合の結合性が、両方の型で同じであるということである。有機酸化剤の酸化型および還元型は、通常は、異なる官能基を含んでおり、それは、該官能基が酸化および還元のプロセスを通して互いに相互交換性であることに関係しているけれども、有機酸化剤の全体の概略の構造は両方の型で同じである。通常は、有機酸化剤の酸化型および還元型は、電子２つだけ異なるが、しかしながら酸化型および還元型が（不対）電子１つだけ異なり、フリーラジカルとして存在することが適切である。
【００３５】
望ましくは、有機酸化剤は水溶性または、水に乳化可能である。ここで用いられる用語「水溶性」は、２５℃で水中に０．１ｍｇ／ｍＬ以上（例えば１ｍｇ／ｍＬ以上）の溶解性を有している有機酸化剤を指している。ここで用いられる用語「水に乳化可能」は、２５℃で安定な水中油エマルジョンを形成する有機酸化剤を指している。
【００３６】
有機酸化剤の酸化型は、標準水素電極に対して、標準の濃度および温度条件で測定して、好ましくは−０．７ボルト超の標準還元電位（例えば、−０．６ボルト超、または−０．５ボルト超、または更に−０．４ボルト超）を有している。標準の濃度および温度条件は全ての溶解されている物質に対して１モル濃度で、全ての気体に対して１大気圧（１０１．３３ｋＰａ）、そして２５℃の装置温度で測定される。
【００３７】
有機酸化剤は、いずれかの利用可能な位置において、いずれかの適切な１つまたは複数の置換基、または置換基の組み合わせで置換されていてもよい。好ましい置換基は、研磨組成物の液体担体中で有機酸化剤に溶解性または乳化可能性を与える基を含んでいる。適切な置換基としては、これらに限定はされないが、ヒドロキシル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、スルホン酸基、ホスホン酸基、それらの塩、およびそれらの組み合わせが挙げられる。好ましくは、有機酸化剤は１つまたはそれ以上のスルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）で置換されている。
【００３８】
酸性の置換基が塩を形成することができることは高く評価され、そしてこの関連で、酸性の置換基を有する有機酸化剤は酸として、塩として、または二置換もしくは多置換の場合には部分塩（例えば、ジスルホン酸の単塩として）存在することができる。酸性の置換基を有する有機酸化剤は、本発明の研磨組成物中で、酸の形態または塩の形態のどちらででも使用に供することができる。
【００３９】
有機酸化剤が酸性の置換基を塩の形態で含む場合には、対イオンは適切ないずれの対イオンであってもよい。例えば、対イオンはアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジ−、トリ−、およびテトラ−アルキルアンモニウム、セシウム、カリウム、ナトリウムなどであることができる。対イオンの選択は、研磨される基材の種類に依り、また液体担体中の特定の塩の溶解性または乳化可能性に依る。
【００４０】
好ましい実施態様では、有機酸化剤は少なくとも１種のアントラキノン化合物である。該アントラキノン化合物は、この用語で表現される基本構造のいずれかの誘導体であることができる。好ましいアントラキノン化合物は、アントラキノン−２，６−ジスルホン酸、アントラキノン−２−スルホン酸、アントラキノン−１，８−ジスルホン酸、アントラキノン−１，５−ジスルホン酸、アシッドブルー４５、それらの塩、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００４１】
研磨組成物が有機酸化剤を含む場合には、通常は有機酸化剤の研磨組成物中の濃度は０．１ｍＭ以上（例えば、０．２ｍＭ以上、または０．５ｍＭ以上、または１ｍＭ以上）である。好ましくは、有機酸化剤の研磨組成物中の濃度は、１０ｍＭ以下（例えば、８ｍＭ以下、または６ｍＭ以下）である。より好ましくは、有機酸化剤の研磨組成物中の濃度は、０．２ｍＭ〜１０ｍＭ（例えば、０．５ｍＭ〜８ｍＭ）である。有機酸化剤の望ましい濃度はいずれかの適切な手段によって得ることができ、例えば、水および研磨組成物の調製においてその中に溶解または懸濁される成分の質量を基にして、０．００３質量％〜０．３質量％の有機酸化剤を用いることによって得ることができる。
【００４２】
研磨組成物は水を含んでいる。望ましくは、該水は研磨組成物の他の成分の液体担体であり、すなわち、研磨組成物の他の成分は水中に溶解または懸濁されている。この水は、研磨組成物を形成するために加える場合に、好ましくは脱イオン化水である。
【００４３】
研磨組成物はいずれかの適切なｐＨを有することができる。通常は、研磨組成物は１以上（例えば、２以上）のｐＨを有している。好ましくは、研磨組成物は１３以下（例えば１２以下）のｐＨを有している。１つの好ましい実施態様では、研磨組成物は１〜７（例えば、２〜５、または２〜４、または更に２〜３）のｐＨを有している。
【００４４】
研磨組成物のｐＨは、いずれかの適切な手段によって得ることができ、および／または維持することができる。より詳細には、研磨組成物は更にｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、またはそれらの組み合わせを含むことができる。このｐＨ調整剤はいずれかの適切なｐＨ調整化合物であることができる。例えば、該ｐＨ調整剤は硝酸、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、またはそれらの組み合わせであることができる。該ｐＨ緩衝剤は、いずれかの適切な緩衝剤であることができ、例えばリン酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、アンモニウム塩などであることができる。研磨組成物は、研磨組成物のｐＨを記載した範囲にし、および／または維持するような適切な量が用いられるならば、ｐＨ調整剤および／またはｐＨ緩衝剤のいずれかの適切な量を含むことができる。
【００４５】
銅表面が酸化剤と接触した場合には、銅の表面上に酸化銅の層が形成されることが、当技術分野ではよく知られている。酸化銅の、可溶型である銅（ＩＩ）イオンへの可溶化を促進するために、そして従って研磨される表面から銅を取り除く速度を高めるために、銅の研磨に用いられる化学的機械的研磨組成物中には種々の添加剤が含まれている。特に、有機カルボン酸、ジヒドロキシベンゼン化合物、およびトリヒドロキシベンゼン化合物が銅研磨組成物中で、銅層の研磨速度を高めるために用いられている。
【００４６】
いくつかの実施態様では、本発明の研磨組成物は、タンタルと対比して、銅の研磨に対する選択性がある。他の実施態様では、本発明の研磨組成物は銅と対比して、タンタルの研磨に対する選択性がある。有利には、タンタルと対比して銅に対する選択性を示す本発明の研磨組成物の実施態様では、銅の速度促進化合物の添加の必要なしに、満足できる銅の除去速度を与える。更に、本発明の研磨組成物のタンタル選択性の実施態様では、銅の速度促進化合物は不都合にも、本発明の研磨組成物によってそれを加えない場合に示される、銅と対比したタンタルの選択性を低減する。従って、研磨組成物は、研磨組成物のｐＨを調整するために用いられる無機酸および／または緩衝剤は別にして、望ましくは、酸化銅を可溶化する、すなわち、可溶化するように作用する成分を実質的に含まない。特に、研磨組成物は望ましくは、５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また好ましくは５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を含まない。有機カルボン酸とは、１つまたはそれ以上の−ＣＯＯＨで示されるカルボン酸官能基を有する化合物である。研磨組成物はまた、望ましくは５００ダルトン未満の分子量を有する、カテコールもしくはピロガロールなどのジヒドロキシベンゼンまたはトリヒドロキシベンゼンを含まない。５００ダルトン以上の分子量を有し、また複数のカルボン酸構造基を有する高分子化合物、例えばポリアクリレート、ビニルアクリレート、およびスチレンアクリレートは、研磨組成物中に存在することを排除されない。いくつかの実施態様では、研磨組成物は、どのような数のカルボン酸官能基を有するどのような化合物も含まない。
【００４７】
研磨組成物は、所望によっては更に１種またはそれ以上の添加剤を含んでいる。そのような添加剤としは、いずれかの適切な界面活性剤、および／またはレオロジー的な制御剤、例えば粘度向上剤および凝固剤（例えば、高分子のレオロジー的制御剤、例えばウレタンポリマーなど）、１つまたはそれ以上のアクリルサブユニットを含むアクリレート（例えば、ビニルアクリレートおよびスチレンアクリレート）、およびそれらのポリマー、コポリマー、およびオリゴマー、およびそれらの塩、が挙げられる。適切な界面活性剤としては、例えば陽イオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素化界面活性剤、それらの混合物などが挙げられる。研磨組成物はまた、所望によっては殺生物剤、例えばイソチアゾリジンオン殺生物剤を含んでいる。
【００４８】
研磨組成物は望ましくは、研磨される銅の表面上の反応サイトをベンゾトリアゾール化合物と奪い合う成分を含まない。特に、研磨組成物は望ましくは、５００ダルトン未満の分子量を有するアルキルを含まない。好ましくは、研磨組成物は、１０００ダルトン未満（例えば、１００００ダルトン未満）の分子量を有するアルキル硫酸塩を含まない。アルキル硫酸塩は式ＲＯＳＯ３Ｍで表され、Ｒはアルキルもしくはアルキルアリールを表し、そしてＭは水素、アンモニウム、テトラアルキルアンモニウム、または金属陽イオン（例えばナトリウム）である。
【００４９】
研磨組成物はいずれかの適切な技術によって調製することができ、その多くは当業者に知られている。研磨組成物はバッチ法または連続法で調製することができる。通常は、研磨組成物はその成分をいずれかの順序で組み合わせることによって調製することができる。ここで用いられている用語「成分」は、個々の成分（例えば、研磨材、ベンゾトリアゾール化合物、酸化剤、ｐＨ調整剤など）を含むと共に、成分（例えば、研磨材、ベンゾトリアゾール化合物、酸化剤、ｐＨ調整剤など）のいずれかの組み合わせをも含む。
【００５０】
例えば、研磨材は水中に分散させることができる。次いで、ベンゾトリアゾール化合物を添加することができ、そしてこれらの成分を研磨組成物と混合することのできるいずれかの方法によって、研磨材および水と混合することができる。酸化剤は、研磨組成物の調製の間に、何時でも添加することができる。研磨組成物は使用する前に調製することができ、１つまたはそれ以上の成分、例えば酸化剤を使用の直前に（例えば、使用前の１分間以内、または使用前の１時間以内、または使用前の７日間前）研磨組成物に添加することができる。研磨組成物また、研磨操作の間に基材表面上で成分を混合することによって調製することができる。
【００５１】
研磨組成物は、研磨材、ベンゾトリアゾール化合物、酸化剤および水を含む一液型として供給することができる。あるいは、研磨材を第一の容器中に水性分散液として供給することができ、そして酸化剤を第二の容器中に入れて供給することができ、乾燥形態か、または水溶液もしくは水性分散液としてのいずれかで、ベンゾトリアゾール化合物は第一の容器、もしくは第二の容器に入れて、または第三の容器に入れて供給される。所望による化合物、例えばｐＨ調整剤は、第一の容器および／または第二の容器、または第三の容器に収容することができる。更に、第一または第二の容器中の成分は乾燥形態であってよく、一方で残りの容器中の成分は水性分散液の形態であってよい。更に、第一、第二または第三の容器中の成分は異なるｐＨ値を有していることが適切であり、または反対に実質的に同じ、または更には同じｐＨ値を有していることが適切である。もしも所望による成分、例えばｐＨ調整剤または緩衝剤が固体であったら、それは乾燥形態でもしくは水中に混合物として供給することができる。酸化剤は、研磨組成物の他の成分と別個に供給することができ、例えば、最終の使用者によって、使用の直前（例えば、使用の１週間前、または使用の１日間前、または使用の１時間前、または使用の１０分間前、または使用の１分間前）に研磨組成物の他の成分と、混合することができる。他の２つの容器、または３つもしくはそれ以上の容器、研磨組成物の成分の組み合わせ、は当業者の知識の範囲である。
【００５２】
本発明の研磨組成物はまた、使用前に適当な量の水で希釈されることを意図した濃縮液として提供することができる。このような実施態様では、研磨組成物濃縮液は、研磨材、ベンゾトリアゾール化合物、酸化剤および水を、濃縮液を適当な量の水で希釈したときに、研磨組成物のそれぞれの成分が、上記したそれぞれの成分の適当な範囲に入る量で研磨組成物中に存在するような量で、含むことができる。例えば、研磨材、ベンゾトリアゾール化合物、酸化剤は、各成分について上記した濃度よりも２倍より大きな濃度（例えば、３倍、４倍または５倍）で存在することができ、それ故、該濃縮液が等体積の水（例えば、それぞれ、水の２等体積、水の３等体積、または水の４等体積）で希釈された場合、それぞれの成分が、それぞれの成分について上記した範囲内の量で研磨組成物中に存在することになる。更に、当業者によって理解されるように、該濃縮液は、研磨材、ベンゾトリアゾール化合物、酸化剤および他の適切な添加剤が少なくとも一部または完全に濃縮液中に溶解することを確実にするために、最終の研磨組成物中に存在する水の適当な一部分を含んでいることができる。研磨組成物を２つまたはそれ以上の濃縮液の形態で提供することもまた適切であり、それぞれの濃縮液は個別に研磨組成物の全てよりは少ない成分を含んでおり、濃縮液の組み合わせおよび、その組み合わせの適当な量の水での希釈によって、研磨組成物のそれぞれの成分が、それぞれの成分について上記した適当な範囲内の量で研磨組成物中に存在することになる。
【００５３】
本発明はまた、ここに記載した研磨組成物で基材を研磨する方法を提供する。基材を研磨する方法は、（ｉ）基材を上記の研磨組成物と接触すること、そして（ｉｉ）基材の少なくとも一部を磨耗させ、または除去して、基材を研磨することを含んでいる。
【００５４】
特に、本発明は、基材を化学的機械的に研磨する方法を提供するものであり、その方法は（ｉ）基材を準備すること、（ｉｉ）該基材を研磨パッドおよび化学的機械的研磨組成物と接触させること、該化学的機械的研磨組成物は、（ａ）研磨材、（ｂ）０．５ｍＭ〜１００ｍＭの下記の一般式を有するベンゾトリアゾールであって、
【００５５】
【化５】
2009534834.tif 000007
【００５６】
Ｒ１はＨ、−ＯＨ、−ＣＨＯ、−ＣＮ、および−ＮＣからなる群から選ばれ、ｎは０〜６の整数、またＲ２はＨ、Ｃ１〜Ｃ６アルキル、Ｆ、Ｃｌ、およびＢｒからなる群から選ばれ、但し、Ｒ１がＨでｎ＝０の場合は、Ｒ２はＨではないベンゾトリアゾール、（ｃ）ヨウ素酸塩化合物、有機酸化剤、およびそれらの混合物からなる群から選ばれる酸化剤、および（ｄ）水、からなり、または、から基本的になり、または、を含み、該研磨組成物は５００ダルトン未満の分子量を有する有機カルボン酸を実質的に含まず、また該研磨組成物はアルキル硫酸塩を含まず、（ｉｉ）研磨パッドを、基材に対して、化学的機械的研磨組成物をそれらの間に備えて、動かすこと、および（ｉｉｉ）基材の少なくとも一部を磨耗させて、基材を研磨することを含んでいる。
【００５７】
本発明の研磨組成物は、いずれの基材を研磨するにも有用であるが、該研磨組成物は特に、銅を含む金属層を少なくとも１つ含む基材の研磨に有用である。基材は、いずれの適切な基材（例えば、集積回路、金属、ＩＬＤ層、半導体および薄膜）であってもよく、そして好ましくは更にタンタルを含む金属層（例えば障壁層）を少なくとも１つ含んでいる。このタンタルは、タンタル金属、その合金、その酸化物、その窒化物、およびそれらの組み合わせの形態であることができる。基材は通常は、更に、適切な絶縁層を含んでいる。この絶縁層は金属酸化物、多孔性金属酸化物、ガラス、有機ポリマー、フッ素化有機ポリマー、または他のいずれかの適切なｈｉｇｈ−ｋもしくはｌｏｗ−ｋ絶縁層であることができる。この絶縁層は好ましくは、ケイ素系金属酸化物、炭素がドープされた二酸化ケイ素、または有機基で改質されたケイ素ガラスである。
【００５８】
本発明の研磨組成物は基材の銅含有金属層を、望みの平坦化効率、均一性、除去速度、および低欠陥で、平坦化または研磨することができる。銅の除去速度は、研磨組成物中に組み込まれるベンゾトリアゾール化合物の量を選択することによって制御することができる。ベンゾトリアゾール化合物がより低い水準では、本発明の研磨組成物によって示される銅の除去速度は比較的高いものであることができ、従ってこの研磨組成物を、迅速に、また銅層の最小限の孔食で、銅層を研磨するのに用いることを可能にする。ベンゾトリアゾール化合物がより高い水準では、本発明の研磨組成物によって示される銅の除去速度は零に近いものであることができ、従って本発明の研磨組成物を、パターン形成した基材上の障壁層（例えば、タンタル層）の除去に用いることを可能にし、それは基材上の銅線のディッシングの付随的な低減をともなっている。
【００５９】
場合によっては、本発明の研磨組成物を、銅選択性の研磨組成物からタンタル選択性の研磨組成物へと、現場で、例えば研磨過程の間に、変換することが望ましい。これは、研磨過程の間に、ベンゾトリアゾール化合物の濃度を調整することによって成し遂げることができる。例えば、タンタル層の上に銅の層を含んでいる基材を、ある濃度のベンゾトリアゾール化合物を含む研磨組成物で研磨することができ、該研磨組成物は銅についてタンタルよりもより速い除去速度を示す。研磨過程のある適切な時点で、例えば取り除くことが望ましい銅の実質的にもしくはほぼ全てが研磨組成物によって除去された時に、研磨組成物中のベンゾトリアゾール化合物の濃度を増加させることができ、その結果、研磨組成物はタンタルに対してよりも銅に対してより遅い除去速度を示す。
【００６０】
基材は、いずれかの適切な研磨パッド（例えば、研磨表面）を用いて、研磨組成物で平坦化または研磨することができる。適切な研磨パッドとしては、例えば織られた、また不織の研磨パッドが挙げられる。更に、適切な研磨パッドとしては、様々な密度、硬度、厚さ、圧縮率、圧縮への復元性、および圧縮弾性率のいずれかの適切なポリマーを挙げることができる。適切なポリマーとしては、例えばポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ナイロン、フッ化炭素、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリエーテル、ポリエチレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレン、それらが共形成された生成物、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００６１】
望ましくは、ＣＭＰ装置は更に、研磨終点の現場での検出システムを含んでおり、その多くが当技術分野で知られている。加工対象物の表面から反射される光または他の放射線を解析することによって研磨過程を検査し、また監視する技術は、当技術分野で知られている。そのような方法は、例えば、米国特許第５１９６３５３号明細書、米国特許第５４３３６５１号明細書、米国特許第５６０９５１１号明細書、米国特許第５６４３０４６号明細書、米国特許第５６５８１８３号明細書、米国特許第５７３０６４２号明細書、米国特許第５８３８４４７号明細書、米国特許第５８７２６３３号明細書、米国特許第５８９３７９６号明細書、米国特許第５９４９９２７号明細書、および米国特許第５９６４６４３号明細書に記載されている。望ましくは、研磨されている加工対象物に関する、研磨過程の進展の検査または監視は、研磨の終点の決定を可能にする、すなわち、特定の加工対象物に関して、いつ研磨過程を終了するかの決定を可能にする。
【実施例】
【００６２】
以下の実施例は本発明を更に説明するが、しかしながら、言うまでもなく、その範囲を何ら限定するように解釈されてはならない。
【００６３】
実施例１
この実施例は、本発明の研磨組成物によって示される、銅のブランケット層の銅浸食の効果を示している。
【００６４】
銅のブランケット層を含む類似の基材を、同じ研磨条件の下で、２５ｎｍの一次粒子径を有する、アルミニウムをドープしたシリカ（ナルコ（Nalco）１０３４Ａ）１質量％およびヨウ素酸カリウム０．２質量％（９ｍＭ）を、水中に、ｐＨ２．２で、含む研磨組成物で研磨した。組成物１Ａ（比較例）は更に１０ｍＭのベンゾトリアゾールを含んでいる。組成物１Ｂ（実施例）は更に、１０ｍＭの５−メチルベンゾトリアゾールを含んでいる。研磨の後に、基材の表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮像した。組成物１Ａで研磨した表面のＳＥＭ画像を図１に示し、また組成物１Ｂで研磨した表面のＳＥＭ画像を図２に示した。
【００６５】
図１および２に示された銅表面の目視検査によって明らかなように、本発明の研磨組成物は、対照の研磨組成物で観察されるものに比べて、相当に孔食の少ない銅表面の形成を可能にしている。
【００６６】
実施例２
この実施例は、本発明の研磨組成物によって示される、銅パターン形成されたウエハの銅浸食の効果を示している。
【００６７】
銅パターン形成されたウエハを含む類似の基材を、同じ研磨条件の下で、２５ｎｍの一次粒子径を有する、アルミニウムをドープしたシリカ（ナルコ（Nalco）１０３４Ａ）１質量％およびヨウ素酸カリウム０．２質量％（９ｍＭ）を、水中に、ｐＨ２．２で、含む研磨組成物で研磨した。組成物２Ａ（比較例）は更に１０ｍＭのベンゾトリアゾールを含んでいる。組成物２Ｂ（実施例）は更に、１０ｍＭの５−メチルベンゾトリアゾールを含んでいる。研磨の後に、基材の表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮像した。組成物２Ａで研磨した表面のＳＥＭ画像を図３に示し、また組成物２Ｂで研磨した表面のＳＥＭ画像を図４に示した。図４に示されたＳＥＭ画像の倍率は、図３の倍率の１０倍である。
【００６８】
比較例の研磨組成物で研磨された後の図３に示された銅パターン形成された線上に、浸食の領域（１０）が観察されている。比較のために、図３の倍率よりも１０倍の倍率で図４に示した銅パターン形成された線は、本発明の研磨組成物で研磨した後の浸食の証拠を示していない。
【００６９】
実施例３
この実施例は、本発明の研磨組成物で観察された、ベンゾトリアゾール化合物の濃度の、銅およびタンタル層の除去速度への影響を示す。
【００７０】
９種の異なる研磨組成物を、類似の銅層およびタンタル層を、別個に化学的機械的に研磨するために用いた。それぞれの組成物は２５ｎｍの一次粒子径を有する、縮合重合シリカ０．５質量％およびヨウ素酸カリウム０．２質量％（９ｍＭ）を、水中に、ｐＨ２．２で、含んでいた。組成物３Ａ（対照）は、更なる成分は何も含んでいなかった（すなわち、ベンゾトリアゾールまたはベンゾトリアゾール化合物を含まない）。組成物３Ｂ（比較例）は、更にベンゾトリアゾールを１ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｃ（比較例）は、更にベンゾトリアゾールを５０ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｄ（実施例）は、更に５−メチルベンゾトリアゾールを１ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｅ（実施例）は、更に５−メチルベンゾトリアゾールを５０ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｆ（実施例）は、更に１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イルメチルイソシアン化物を１ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｇ（実施例）は、更に１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イルメチルイソシアン化物を５０ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｈ（実施例）は、更に１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−カルボキシアルデヒドを１ｍＭ濃度で含んでいた。組成物３Ｉ（実施例）は、更に１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−カルボキシアルデヒドを５０ｍＭ濃度で含んでいた。
【００７１】
研磨条件は以下の通りである。基材の研磨パッドに対する下向きの圧力１０ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）、取付け台の速度１１０ｒｐｍ、担体の速度１０２ｒｐｍ、研磨組成物の流量１５０ｍＬ／分、またポリテックス（Politex）ＣＭＰパッドを使用。
【００７２】
研磨組成物の使用に続いて、銅およびタンタル除去速度（それぞれ、「ＣｕＲＲ」および「ＴａＲＲ」）を測定し、またタンタルの除去速度に対する銅の除去速度の比で定められる選択性を計算した。この結果を表１に示した。
【００７３】
【表１】
2009534834.tif 000008
【００７４】
表１に示した結果から明らかなように、ベンゾトリアゾール化合物を１ｍＭの濃度で含む全ての本発明の研磨組成物（すなわち、組成物３Ｄ、３Ｆ、３Ｈ）は、対照の組成物３Ａが示す銅除去速度に比べて１．０３〜１．１４倍の範囲の銅除去速度を示し、また、不置換ベンゾトリアゾールを１ｍＭの濃度で含む比較例の組成物３Ｂで観察されるのに比べて、１．０５〜１．１７倍の範囲の銅除去速度を示した。１ｍＭのベンゾトリアゾール化合物を含む組成物３Ｄ、３Ｆおよび３Ｈによって示される選択性は、対照の組成物のものよりも１．０７〜２．８５倍大きく、また１ｍＭのベンゾトリアゾールを含む組成物３Ｂのものよりも１．１３〜３．０１倍大きかった。５０ｍＭのベンゾトリアゾール化合物を含む組成物３Ｅ、３Ｇおよび３Ｉは、ほぼ零の銅除去速度を示し、一方で、５０ｍＭのベンゾトリアゾールを含む比較例の組成物３Ｃは、９９０Å／分の銅除去速度を示した。比較例の組成物３Ｃとの比較において、更に組成物３Ｅおよび３Ｉは、高いタンタル除去速度を示し、一方で、組成物３Ｆは、低いが、しかしながら感知できる程のタンタル除去速度を示した。
【００７５】
実施例４
この実施例はベンゾトリアゾールを含む研磨組成物との比較において、本発明の研磨組成物によって示される銅およびタンタルの除去速度を実証している。
【００７６】
２種の異なる研磨組成物を、類似の銅層およびタンタル層を、別個に化学的機械的に研磨するのに用いた。それぞれの組成物は２５ｎｍの一次粒子径を有する、縮合重合シリカ０．５質量％およびヨウ素酸カリウム０．２質量％（９ｍＭ）を、水中に、ｐＨ２．２で、含んでいた。組成物４Ａ（比較例）は更にベンゾトリアゾールを１０ｍＭの濃度で含んでいた。組成物４Ｂ（実施例）は更に５−メチルベンゾトリアゾールを１０ｍＭの濃度で含んでいた。
【００７７】
研磨条件は以下の通りである。基材の研磨パッドに対する下向きの圧力１０ｋＰａ（１．５ｐｓｉ）、取付け台の速度１０３ｒｐｍ、担体の速度９７ｒｐｍ、研磨組成物の流量２００ｍＬ／分、またポリテックス（Politex）ＣＭＰパッドを使用。
【００７８】
研磨組成物の使用に続いて、該層を脱イオン化水で洗浄し、そして銅およびタンタル除去速度（それぞれ、「ＣｕＲＲ」および「ＴａＲＲ」）を測定した。この結果を表２に示した。
【００７９】
【表２】
2009534834.tif 000009
【００８０】
表２に示した結果から明らかなように、５−メチルベンゾトリアゾールを１０ｍＭの濃度で含む組成物４Ｂは、ベンゾトリアゾールを１０ｍＭの濃度で含む組成物４Ａで観察される銅除去速度に比べて０．０３２倍の銅除去速度を示した。更に、組成物４Ｂによって示されたタンタル除去速度は、比較例の組成物４Ａで観察されたものよりも１．１２倍大きかった。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】図１は、ベンゾトリアゾールを含む化学的機械的研磨組成物での研磨後の銅ブランケットウエハ表面のＳＥＭ画像である。
【図２】図２は、５−メチルベンゾトリアゾールを含む化学的機械的研磨組成物での研磨後の銅ブランケットウエハ表面のＳＥＭ画像である。
【図３】図３は、ベンゾトリアゾールを含む化学的機械的研磨組成物での研磨後の銅パターンウエハのＳＥＭ画像である。
【図４】図４は、５−メチルベンゾトリアゾールを含む化学的機械的研磨組成物での研磨後の銅パターンウエハのＳＥＭ画像である。
【図１】
2009534834.tif 000012
【図２】
2009534834.tif 000013
【図３】
2009534834.tif 000014
【図４】
2009534834.tif 000015
【国際調査報告】
2009534834.tif 000016
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