(57)【要約】  研磨用組成物は、保護膜形成剤と、酸化剤と、エッチング剤とを含有する。前記保護膜形成剤は、ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール誘導体から選ばれる少なくとも一種の化合物と、一般式ＲＯＲ’ＣＯＯＨ及び一般式ＲＯＲ’ＯＰＯ３Ｈ２（Ｒはアルキル基又はアルキルフェニル基を表し、Ｒ’はポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基又はポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）基を表す。）で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物とを含む。研磨用組成物のｐＨは８以上である。研磨用組成物は、半導体デバイスの配線を形成するための研磨で好適に使用可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
保護膜形成剤と、
酸化剤と、
エッチング剤とを含有する研磨用組成物であって、
前記保護膜形成剤は、ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール誘導体から選ばれる少なくとも一種の化合物と、一般式ＲＯＲ’ＣＯＯＨ及び一般式ＲＯＲ’ＯＰＯ３Ｈ２（Ｒはアルキル基又はアルキルフェニル基を表し、Ｒ’はポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基又はポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）基を表す。）で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物とを含み、研磨用組成物のｐＨが８以上である研磨用組成物。
【請求項２】
前記一般式ＲＯＲ’ＣＯＯＨ及び一般式ＲＯＲ’ＯＰＯ３Ｈ２で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物がポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸又はポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸である請求項１に記載の研磨用組成物。
【請求項３】
一般式ＲＯＲ’（Ｒはアルキル基又はアルキルフェニル基を表し、Ｒ’はポリオキシエチレン基又はポリオキシプロピレン基を表す。）で表される化合物をさらに含有する請求項１又は２に記載の研磨用組成物。
【請求項４】
前記一般式ＲＯＲ’で表される化合物がポリオキシエチレンアルキルエーテルである請求項３に記載の研磨用組成物。
【請求項５】
砥粒をさらに含有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
【請求項６】
アルカリをさらに含有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の研磨用組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体デバイスの配線を形成するための研磨で使用される研磨用組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの配線を形成する場合にはまず、トレンチを有する絶縁体層の上にバリア層及び導体層を順次に形成する。その後、化学機械研磨により少なくともトレンチの外に位置する導体層の部分（導体層の外側部分）及びトレンチの外に位置するバリア層の部分（バリア層の外側部分）を除去する。この少なくとも導体層の外側部分及びバリア層の外側部分を除去するための研磨は通常、第１研磨工程と第２研磨工程に分けて行なわれる。第１研磨工程では、バリア層の上面を露出させるべく、導体層の外側部分の一部を除去する。続く第２研磨工程では、絶縁体層を露出させるとともに平坦な表面を得るべく、少なくとも導体層の外側部分の残部及びバリア層の外側部分を除去する。【０００３】
除去されるべき導体層の部分以外の導体層の部分、特にトレンチの中に位置する導体層の部分（導体層の内側部分）が除去されてしまうと、導体層の上面のレベルが低下するディッシングと呼ばれる現象が起こり、その結果、配線抵抗の増大や表面平坦性の低下が生じることになる。そのため、特許文献１，２には、ディッシングの発生が抑制されるように改良されてなる第１研磨工程での使用が可能な研磨用組成物が開示されている。具体的には、特許文献１，２には、ベンゾトリアゾールのような保護膜形成剤と、過酸化水素のような酸化剤と、グリシンのようなエッチング剤とを含有する研磨用組成物が開示されている。しかしながら、特許文献１，２の研磨用組成物は、ディッシングに関する要求性能を十分に満足するものではなく、依然として改良の余地を残している。
【特許文献１】特開平８−８３７８０号
【特許文献２】国際公開第００／３９８４４号
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、半導体デバイスの配線を形成するための研磨でより好適に使用可能な研磨用組成物を提供することにある。
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の一態様では、保護膜形成剤と、酸化剤と、エッチング剤とを含有する研磨用組成物が提供される。前記保護膜形成剤は、ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール誘導体から選ばれる少なくとも一種の化合物と、一般式ＲＯＲ’ＣＯＯＨ及び一般式ＲＯＲ’ＯＰＯ３Ｈ２（Ｒはアルキル基又はアルキルフェニル基を表し、Ｒ’はポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基又はポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）基を表す。）で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物とを含む。研磨用組成物のｐＨは８以上である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は半導体デバイスの配線の形成方法を説明するための研磨対象物の断面図である。
【図２】図２はディッシングを説明するための研磨対象物の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の一実施形態を説明する。【０００８】
はじめに、半導体デバイスの配線の形成方法を図１（ａ）〜図１（ｃ）に従って説明する。半導体デバイスの配線は通常、次のようにして形成される。まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板（図示略）の上に設けられてトレンチ１１を有する絶縁体層１２の上にバリア層１３及び導体層１４を順次に形成する。その後、化学機械研磨により少なくともトレンチ１１の外に位置する導体層１４の部分（導体層１４の外側部分）及びトレンチ１１の外に位置するバリア層１３の部分（バリア層１３の外側部分）を除去する。その結果、図１（ｃ）に示すように、トレンチ１１の中に位置するバリア層１３の部分（バリア層１３の内側部分）の少なくとも一部及びトレンチ１１の中に位置する導体層１４の部分（導体層１４の内側部分）の少なくとも一部が絶縁体層１２の上に残る。こうして絶縁体層１２の上に残った導体層１４の部分が半導体デバイスの配線として機能することになる。【０００９】
絶縁体層１２は、例えば、二酸化ケイ素、フッ素をドープした二酸化ケイ素（ＳｉＯＦ）、又は炭素をドープした二酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）から形成される。【００１０】
バリア層１３は、導体層１４の形成に先立って、絶縁体層１２の表面を覆うように絶縁体層１２の上に形成される。バリア層１３は、例えば、タンタル、タンタル合金又は窒化タンタルから形成される。バリア層１３の厚さはトレンチ１１の深さよりも小さい。【００１１】
導体層１４は、バリア層１３の形成に引き続いて、少なくともトレンチ１１が埋まるようにバリア層１３の上に形成される。導体層１４は、例えば、銅又は銅合金から形成される。【００１２】
化学機械研磨により少なくとも導体層１４の外側部分及びバリア層１３の外側部分を除去する場合にはまず、図１（ｂ）に示すように、バリア層１３の外側部分の上面を露出させるべく、導体層１４の外側部分の一部を除去する（第１研磨工程）。その後、図１（ｃ）に示すように、絶縁体層１２を露出させるとともに平坦な表面を得るべく、少なくとも導体層１４の外側部分の残部及びバリア層１３の外側部分を除去する（第２研磨工程）。本実施形態の研磨用組成物は、このような半導体デバイスの配線を形成するための研磨で使用されるものであり、より具体的には、上記第１研磨工程での使用に特に適するものである。【００１３】
本実施形態の研磨用組成物は、所定量の保護膜形成剤と酸化剤とエッチング剤（錯形成剤）と砥粒と水とを混合することによってｐＨが８以上になるように製造される。従って、本実施形態の研磨用組成物は、保護膜形成剤、酸化剤、エッチング剤、砥粒及び水から実質的になる。【００１４】
保護膜形成剤は、研磨対象物の表面に保護膜を形成する作用を有し、導体層１４の表面に保護膜を形成して導体層１４の内側部分が過剰に除去されるのを抑制することによりディッシング（図２参照）の発生を抑制する。【００１５】
研磨用組成物に含まれる保護膜形成剤は、ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール誘導体から選ばれる少なくとも一種の化合物と、下記の一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物（アニオン界面活性剤）から選ばれる少なくとも一種の化合物とを含む。換言すれば、研磨用組成物は、ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール誘導体から選ばれる少なくとも一種の化合物からなる第１保護膜形成剤と、一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物からなる第２保護膜形成剤とを含有する。ベンゾトリアゾール誘導体は、例えば、ベンゾトリアゾールの五員環に結合している水素原子が他の原子団で置き換えられてなる。【００１６】
ＲＯＲ’ＣＯＯＨ        …（１）
ＲＯＲ’ＯＰＯ３Ｈ２        …（２）
式（１），（２）において、Ｒはアルキル基又はアルキルフェニル基を表し、Ｒ’はポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基又はポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）基を表す。【００１７】
研磨用組成物に含まれる第１保護膜形成剤は、より強いディッシング抑制作用を得るためには、ベンゾトリアゾールであることが好ましい。【００１８】
研磨用組成物中の第１保護膜形成剤の含有量が０．００１ｇ／Ｌよりも少ない場合、さらに言えば０．０１ｇ／Ｌよりも少ない場合には、導体層１４の過剰な研磨を抑制するのに十分な保護膜が導体層１４の表面に形成されない虞があり、その結果、ディッシングの発生があまり抑制されなかったり、導体層１４の表面に荒れが生じたりする虞がある。従って、これらの弊害を避けるためには、研磨用組成物中の第１保護膜形成剤の含有量は０．００１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．０１ｇ／Ｌ以上である。一方、研磨用組成物中の第１保護膜形成剤の含有量が１ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば０．１ｇ／Ｌよりも多い場合には、導体層１４の表面に過剰に保護膜が形成されるために導体層１４の研磨が抑制されすぎる虞がある。従って、導体層１４に対する適度な研磨速度を維持するためには、研磨用組成物中の第１保護膜形成剤の含有量は１ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１ｇ／Ｌ以下である。【００１９】
研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤は、より強いディッシング抑制作用を得るためには、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸のようなポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸、あるいはポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸であることが好ましい。【００２０】
研磨用組成物中の第２保護膜形成剤の含有量が０．０５ｇ／Ｌよりも少ない場合、さらに言えば０．５ｇ／Ｌよりも少ない場合、もっと言えば１ｇ／Ｌよりも少ない場合には、ディッシングの発生があまり抑制されない。従って、ディッシングの発生を強く抑制するためには、研磨用組成物中の第２保護膜形成剤の含有量は０．０５ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．５ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは１ｇ／Ｌ以上である。一方、研磨用組成物中の第２保護膜形成剤の含有量が５０ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば３０ｇ／Ｌよりも多い場合、もっと言えば１５ｇ／Ｌよりも多い場合には、導体層１４の研磨が抑制されすぎる虞がある。従って、導体層１４に対する適度な研磨速度を維持するためには、研磨用組成物中の第２保護膜形成剤の含有量は５０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは１５ｇ／Ｌ以下である。【００２１】
研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤の分子量が２００よりも小さい場合、さらに言えば４００よりも小さい場合には、あまり強いディッシング抑制作用が得られない虞がある。従って、より強いディッシング抑制作用を得るためには、研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤の分子量は２００以上であることが好ましく、より好ましくは４００以上である。一方、第２保護膜形成剤は、分子量が１０００よりも大きい場合、さらに言えば７００よりも大きい場合には水に溶解しにくくなる。従って、研磨用組成物中での第２保護膜形成剤の溶解性を良好にするためには、研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤の分子量は１０００以下であることが好ましく、より好ましくは７００以下である。【００２２】
第２保護膜形成剤は、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基又はポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）基中の繰り返し単位の繰り返し数が２よりも少ない場合、さらに言えば３よりも少ない場合には、水に溶解しにくくなる。従って、研磨用組成物中での第２保護膜形成剤の溶解性を良好にするためには、研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤のポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基又はポリ（オキシエチレン・オキシプロピレン）基中の繰り返し単位の繰り返し数は２以上であることが好ましく、より好ましくは３以上である。【００２３】
第２保護膜形成剤は、ＨＬＢ（親水親油バランス）値が１０よりも小さい場合、さらに言えば１１．５よりも小さい場合には、水に溶解しにくくなり、乳濁状態となるので研磨対象物への一様な保護膜形成には不適当である。従って、研磨用組成物中での第２保護膜形成剤の溶解性を良好にするためには、研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤のＨＬＢ値は１０以上であることが好ましく、より好ましくは１１．５以上である。一方、研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤のＨＬＢ値が１６よりも大きい場合、さらに言えば１４よりも大きい場合には、あまり強いディッシング抑制作用が得られない虞がある。従って、より強いディッシング抑制作用を得るためには、研磨用組成物に含まれる第２保護膜形成剤のＨＬＢ値は１６以下であることが好ましく、より好ましくは１４以下である。なお、第２保護膜形成剤のＨＬＢ値は、例えばグリフィン法で求められる。【００２４】
酸化剤は、研磨対象物を酸化する作用を有し、導体層１４の酸化を通じて導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力の向上に寄与する。研磨用組成物に含まれる酸化剤は、酸化剤に由来する研磨対象物の金属汚染を低減するためには、過酸化水素であることが好ましい。【００２５】
研磨用組成物中の酸化剤の含有量が０．３ｇ／Ｌよりも少ない場合、さらに言えば１．５ｇ／Ｌよりも少ない場合、もっと言えば３ｇ／Ｌよりも少ない場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力があまり向上されない。従って、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物中の酸化剤の含有量は０．３ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは１．５ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは３ｇ／Ｌ以上である。一方、研磨用組成物中の酸化剤の含有量が３０ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば１５ｇ／Ｌよりも多い場合、もっと言えば１０ｇ／Ｌよりも多い場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が高くなりすぎてディッシングが発生しやすくなる虞がある。従って、ディッシングの発生を抑制するためには、研磨用組成物中の酸化剤の含有量は３０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは１５ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは１０ｇ／Ｌ以下である。【００２６】
エッチング剤は、研磨対象物をエッチングする作用を有し、導体層１４のエッチングを通じて導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力の向上に寄与する。研磨用組成物に含まれるエッチング剤は、例えば、グリシンやアラニン、バリンのようなα−アミノ酸であってもよく、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、その中でもグリシンが好ましい。【００２７】
研磨用組成物中のエッチング剤の含有量が０．５ｇ／Ｌよりも少ない場合、さらに言えば１ｇ／Ｌよりも少ない場合、もっと言えば３ｇ／Ｌよりも少ない場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力があまり向上されない。従って、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物中のエッチング剤の含有量は０．５ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは１ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは３ｇ／Ｌ以上である。一方、研磨用組成物中のエッチング剤の含有量が５０ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば３０ｇ／Ｌよりも多い場合、もっと言えば１０ｇ／Ｌよりも多い場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が高くなりすぎてディッシングが発生しやすくなる虞がある。従って、ディッシングの発生を抑制するためには、研磨用組成物中のエッチング剤の含有量は５０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは１０ｇ／Ｌ以下である。【００２８】
砥粒は、研磨対象物を機械的に研磨する役割を担い、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力の向上に寄与する。研磨用組成物に含まれる砥粒は、例えば、焼成粉砕シリカやフュームドシリカ、コロイダルシリカのようなシリカであっても、コロイダルアルミナのようなアルミナであってもよい。研磨後の研磨対象物の表面欠陥を低減するためにはシリカが好ましく、その中でもコロイダルシリカが特に好ましい。【００２９】
研磨用組成物中の砥粒の含有量が０．０１ｇ／Ｌよりも少ない場合、さらに言えば０．０５ｇ／Ｌよりも少ない場合、もっと言えば０．１ｇ／Ｌよりも少ない場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力があまり向上されない。従って、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物中の砥粒の含有量は０．０１ｇ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは０．０５ｇ／Ｌ以上、最も好ましくは０．１ｇ／Ｌ以上である。一方、研磨用組成物中の砥粒の含有量が２００ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば２０ｇ／Ｌよりも多い場合、もっと言えば１０ｇ／Ｌよりも多い場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が高くなりすぎてディッシングが発生しやすくなる虞がある。従って、ディッシングの発生を抑制するためには、研磨用組成物中の砥粒の含有量は２００ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは２０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは１０ｇ／Ｌ以下である。【００３０】
平均一次粒子径が１ｎｍよりも小さい砥粒は、研磨対象物を研磨する能力をほとんど有さない。従って、高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物に含まれる砥粒の平均一次粒子径は１ｎｍ以上であることが好ましい。一方、研磨用組成物に含まれる砥粒の平均一次粒子径が５００ｎｍよりも大きい場合には、表面粗さの増大やスクラッチの発生などにより研磨後の研磨対象物の表面品質に低下がみられることがある。従って、研磨後の研磨対象物の表面品質の維持のためには、研磨用組成物に含まれる砥粒の平均一次粒子径は５００ｎｍ以下であることが好ましい。砥粒の平均一次粒子径は、例えばＢＥＴ法により測定される砥粒の比表面積から算出される。【００３１】
特に、研磨用組成物に含まれる砥粒がコロイダルシリカである場合、砥粒として研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径に関して以下のことが言える。すなわち、砥粒として研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径が３ｎｍよりも小さい場合、さらに言えば６ｎｍよりも小さい場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力があまり向上されない。従って、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、砥粒として研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径は３ｎｍ以上であることが好ましく、より好ましくは６ｎｍ以上である。一方、砥粒として研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径が２００ｎｍよりも大きい場合、さらに言えば１００ｎｍよりも大きい場合、もっと言えば５０ｎｍよりも大きい場合には、コロイダルシリカの沈降が起こりやすくなる虞がある。従って、コロイダルシリカの沈降防止のためには、砥粒として研磨用組成物に含まれるコロイダルシリカの平均一次粒子径は２００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１００ｎｍ以下、最も好ましくは５０ｎｍ以下である。【００３２】
研磨用組成物のｐＨが８よりも小さいと、導体層１４に対する高い研磨速度が得られなかったり、研磨用組成物中の砥粒が凝集を起こしたりするために実用上支障がある。従って、研磨用組成物のｐＨは８以上であることが必須である。一方、研磨用組成物のｐＨが高すぎると、研磨用組成物中の砥粒が溶解を起こす虞がある。従って、砥粒の溶解防止のためには、研磨用組成物のｐＨは１３以下であることが好ましく、より好ましくは１１以下である。【００３３】
本実施形態によれば以下の利点が得られる。【００３４】
本実施形態の研磨用組成物は、ディッシングの発生を抑制する働きをする保護膜形成剤として、ベンゾトリアゾール及びベンゾトリアゾール誘導体から選ばれる少なくとも一種の化合物に加えて一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物を含有している。そのため、本実施形態の研磨用組成物によれば、保護膜形成剤としてベンゾトリアゾールを含有するものの一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物から選ばれる少なくとも一種の化合物を含有していない従来の研磨用組成物に比べて、より強くディッシングの発生を抑制することができる。従って、本実施形態の研磨用組成物は、半導体デバイスの配線を形成するための研磨で好適に使用可能である。【００３５】
前記実施形態は次のように変更されてもよい。【００３６】
前記実施形態の研磨用組成物に含まれる砥粒を省いてもよい。この場合でも、研磨用組成物に含まれるエッチング剤及び酸化剤の働きによって導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力を確保することは可能である。ただし、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物には砥粒が含まれていることが好ましい。【００３７】
前記実施形態の研磨用組成物には、下記一般式（３）で表される化合物（ノニオン界面活性剤）を添加してもよい。一般式（３）で表される化合物を研磨用組成物に添加すると、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が向上する。一般式（３）で表される化合物は、一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物と同様、研磨対象物の表面に保護膜を形成する作用を有するが、一般式（３）で表される化合物による保護膜は、一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物による保護膜に比べて保護作用が低い。そのため、一般式（３）で表される化合物を研磨用組成物に添加すると、前記実施形態の研磨用組成物の場合には一般式（１）又は一般式（２）で表される化合物による比較的保護作用の高い保護膜が形成されるところに一部、一般式（３）で表される化合物による比較的保護作用の低い保護膜が形成されることになる。以上が、一般式（３）で表される化合物を研磨用組成物に添加すると導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が向上する理由と考えられる。研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物は、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、ポリオキシエチレンラウリルエーテルのようなポリオキシエチレンアルキルエーテルであることが好ましい。【００３８】
ＲＯＲ’        …（３）
式（３）において、Ｒはアルキル基又はアルキルフェニル基を表し、Ｒ’はポリオキシエチレン基又はポリオキシプロピレン基を表す。【００３９】
研磨用組成物中の一般式（３）で表される化合物の含有量が５０ｇ／Ｌよりも多い場合、さらに言えば１０ｇ／Ｌよりも多い場合、もっと言えば５ｇ／Ｌよりも多い場合には、一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物によるディッシング抑制作用が弱められる虞があり、その結果、ディッシングが発生しやすくなる虞がある。また、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が却って低下する虞もある。従って、こうした弊害を避けるためには、研磨用組成物中の一般式（３）で表される化合物の含有量は５０ｇ／Ｌ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｇ／Ｌ以下、最も好ましくは５ｇ／Ｌ以下である。【００４０】
研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物の分子量が３００よりも小さい場合、さらに言えば４００よりも小さい場合、もっと言えば５００よりも小さい場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力があまり向上されない。従って、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物の分子量は３００以上であることが好ましく、より好ましくは４００以上、最も好ましくは５００以上である。一方、一般式（３）で表される化合物は、分子量が１５００よりも大きい場合、さらに言えば１２００よりも大きい場合、もっと言えば１０００よりも大きい場合には、水に溶解しにくくなる。また、一般式（３）で表される化合物の分子量がそのように大きい場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が却って低下する虞もある。従って、こうした弊害を避けるためには、研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物の分子量は１５００以下であることが好ましく、より好ましくは１２００以下、最も好ましくは１０００以下である。【００４１】
研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物のＨＬＢ値が１３よりも小さい場合、さらに言えば１４よりも小さい場合には、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力があまり向上されない。従って、導体層１４に対してより高い研磨速度を得るためには、研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物のＨＬＢ値は１３以上であることが好ましく、より好ましくは１４以上である。一方、研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物のＨＬＢ値が１８よりも大きい場合、さらに言えば１７よりも大きい場合には、一般式（１）及び一般式（２）で表される化合物によるディッシング抑制作用が弱められる虞があり、その結果、ディッシングが発生しやすくなる虞がある。従って、ディッシングを抑制するためには、研磨用組成物に含まれる一般式（３）で表される化合物のＨＬＢ値は１８以下であることが好ましく、より好ましくは１７以下である。なお、一般式（３）で表される化合物のＨＬＢ値は、例えばグリフィン法で求められる。【００４２】
前記実施形態の研磨用組成物には必要に応じてｐＨ調整剤を添加することもできる。研磨用組成物に添加されるｐＨ調整剤はいずれであってもよいが、導体層１４を研磨する研磨用組成物の能力が向上することから、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物やアンモニアのようなアルカリが好ましい。【００４３】
前記実施形態の研磨用組成物は使用前に濃縮原液を希釈することによって調製されてもよい。濃縮原液の濃縮率は３倍以下が好ましい。【００４４】
前記実施形態の研磨用組成物には必要に応じて防腐剤や消泡剤のような公知の添加剤を添加してもよい。【００４５】
次に、本発明の実施例及び比較例を説明する。【００４６】
ベンゾトリアゾール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸又はそれに代わる化合物、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、過酸化水素の３１％水溶液、グリシン、コロイダルシリカゾル及びｐＨ調整剤を適宜に混合し、必要に応じて水で希釈することにより実施例１〜１９及び比較例１〜１２の研磨用組成物を調製した。各研磨用組成物中のベンゾトリアゾール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸又はそれに代わる化合物、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、過酸化水素の３１％水溶液、グリシン、コロイダルシリカ及びｐＨ調整剤の詳細並びに各研磨用組成物のｐＨは表１に示すとおりである。【００４７】
表１の“研磨速度”欄には、実施例１〜１９及び比較例１〜１２の各研磨用組成物を用いて、直径２００ｍｍの銅ブランケットウエハを表２に示す研磨条件で研磨したときに得られる研磨速度を示す。研磨速度は、研磨前後の各ウエハの厚みの差を研磨時間で除することにより求めた。ウエハの厚みの測定には、国際電気システムサービス株式会社のシート抵抗測定機“ＶＲ−１２０”を使用した。【００４８】
表１の“ディッシング”欄には、実施例１〜１９及び比較例１〜１２の各研磨用組成物を用いて研磨したＳＥＭＡＴＥＣ社の銅パターンウエハ（８５４マスクパターン）でディッシング量を測定した結果を示す。具体的には、ＳＥＭＡＴＥＣ社の銅パターンウエハは、トレンチを有する二酸化ケイ素製の絶縁体層の上にタンタル製のバリア層及び厚さ１００００Åの銅製の導体層が順に設けられてなり、深さ５０００Åの初期凹部を上面に有している。この銅パターンウエハを、実施例１〜１９及び比較例１〜１２の各研磨用組成物を用いて研磨する前に、株式会社フジミインコーポレーテッドのポリシング材“PLANERLITE-7105”を用いて、導体層の厚さが３００ｎｍになるまで表２に示す研磨条件で予備研磨した。続いて、実施例１〜１９及び比較例１〜１２の各研磨用組成物を用いて、予備研磨後の銅パターンウエハをバリア層の上面が露出するまで表２に示す研磨条件で研磨した。その後、ケーエルエー・テンコール社の接触式表面測定装置であるプロファイラ“ＨＲＰ３４０”を用いて、１００μｍ幅のトレンチが孤立して形成されている各ウエハの領域でディッシング量を測定した。【００４９】
表１の“分散安定性”欄には、実施例１〜１９及び比較例１〜１２の各研磨用組成物の分散安定性を評価した結果を示す。具体的には、８０℃の恒温槽中に３０日間静置した実施例１〜１９及び比較例１〜１２の各研磨用組成物において凝集及び沈降の有無を観察し、その観察結果に基づいて各研磨用組成物の分散安定性を評価した。“分散安定性”欄中、○は凝集及び沈降が認められなかったことを示し、×は凝集または沈降が認められたことを示す。【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１中、Ｂ１はポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸、Ｂ２はヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミン、Ｂ３はポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウム、Ｇ１は水酸化カリウム、Ｇ２はアンモニア、Ｇ３はグリコール酸、Ｇ４は硫酸を示す。【００５２】
実施例及び比較例で使用したポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸は、分子量が４４１、ポリオキシエチレン基中の繰り返し単位の繰り返し数が２．５、ＨＬＢ値が１２．２である。比較例で使用したヤシ油脂肪酸サルコシントリエタノールアミンは、分子量が４４４、ＨＬＢ値が９．８である。比較例で使用したポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸アンモニウムは、分子量が３７４．５、ポリオキシエチレン基中の繰り返し単位の繰り返し数が２、ＨＬＢ値が１０．９である。実施例で使用したポリオキシエチレンラウリルエーテルは、分子量が８０２、ＨＬＢ値が１５．８である。【００５３】
【表２】
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【００５４】
表１に示すように、実施例１〜１９の研磨用組成物では、ディッシングについては１００ｎｍ以下、研磨速度については１００ｎｍ／分以上とディッシング及び研磨速度に関して実用上満足できる結果が得られた。また実施例１〜１９の研磨用組成物は保存安定性に関しても満足できるものであった。それに対し、比較例１〜１２の研磨用組成物では、研磨速度及びディッシングの少なくともいずれか一方に関して良好な結果が得られなかった。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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