專利名稱::研磨劑組合物及研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及研磨劑組合物及研磨方法。
背景技術(shù):
:近年,伴隨半導(dǎo)體裝置的高集成化和高功能化,要求進(jìn)行半導(dǎo)體裝置的制造工序中的微細(xì)加工技術(shù)的開發(fā)。特別是多層配線的形成工序中,對層間絕緣膜或埋入配線等的平坦化技術(shù)變得非常重要。艮卩,通過絕緣膜或金屬膜等的圖案形成,在半導(dǎo)體晶片表面生成復(fù)雜的凹凸。由該凹凸產(chǎn)生的階差易隨著配線的多層化而變大。因此,存在如果在半導(dǎo)體晶片上進(jìn)一步形成圖案,則通過光刻法實(shí)施圖案復(fù)制時(shí)的焦點(diǎn)深度變淺,無法形成所要的圖案等問題。因此,要求開發(fā)以高精度將半導(dǎo)體晶片的表面平坦化的技術(shù)。作為該平坦化技術(shù)之一,以往有CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)法。CMP法例如在利用金屬鑲嵌法的銅配線形成工序中將銅埋入層間絕緣膜中時(shí)使用。具體來講,它是利用化學(xué)作用和機(jī)械作用這兩方面的作用消除半導(dǎo)體晶片表面的階差的技術(shù)。通過該技術(shù)可在控制凹部的加工的同時(shí)除去凸部。但是,半導(dǎo)體裝置的制造工序中,與配線基板關(guān)聯(lián)的技術(shù)也是非常重要的技術(shù)要素之一。配線基板在搭載半導(dǎo)體封裝或裸裝芯片起到支持固定作用的同時(shí)還起到將封裝間或芯片間電連接的作用。因此,該技術(shù)是將成為核心的各種支持基板材料、起到電連接配線的作用的各種導(dǎo)電材料和將各信號配線間絕緣的各種絕緣材料組合,形成材料方面穩(wěn)定的高密度的多層配線結(jié)構(gòu)。配線基板因基礎(chǔ)核心材料的種類的不同大致被分為有機(jī)配線基板和無機(jī)配線基板。其中,作為印刷配線基板的代表的有機(jī)配線基板與無機(jī)配線基板相比介電常數(shù)低,因此可作為高速元件的安裝配線基板使用。現(xiàn)有的有機(jī)配線基板如專利文獻(xiàn)1所揭示的,通過在樹脂基材上形成配線電路用槽及通孔連接用孔后,將導(dǎo)電性材料填入槽及孔,接著通過研磨進(jìn)行多余的導(dǎo)電性材料的除去及表面的平坦化,再將裸裝芯片搭載于樹脂基材上而制得。此時(shí)的研磨為機(jī)械研磨,例如通過使被白剛玉磨粒包覆的研磨薄膜在樹脂基材上移動來完成。機(jī)械研磨雖然有研磨速度快的優(yōu)點(diǎn),但可能會對配線金屬或樹脂基材造成損傷。另一方面,所述CMP法采用由磨粒和化學(xué)試劑形成的漿料。CMP法是并用機(jī)械作用和化學(xué)作用而實(shí)施的研磨,因此與機(jī)械研磨相比損傷的發(fā)生率減少。但是,采用現(xiàn)有的CMP法進(jìn)行有機(jī)配線基板的制造時(shí),存在因研磨速度慢而導(dǎo)致生產(chǎn)率下降的問題。這里,針對CMP法中的研磨速度,提出了通過在研磨劑中添加無機(jī)銨鹽,將pH調(diào)整為堿性來提高速度的方法(參照專利文獻(xiàn)2)。此外,也提出了利用研磨壓力和研磨劑組合物來調(diào)整構(gòu)成配線金屬層及阻擋層的金屬的研磨速度的方法(參照專利文獻(xiàn)3及4)。但是,它們都是以在硅晶片等半導(dǎo)體基板上形成金屬配線的情況為對象的方法,未對在設(shè)置于支持基板上的樹脂基材上形成金屬配線的情況進(jìn)行探討。此外,專利文獻(xiàn)3及4中記載了使用有機(jī)酸或無機(jī)酸和堿性化合物的鹽為研磨速度調(diào)節(jié)劑的技術(shù)。但是,該研磨速度調(diào)節(jié)劑的目的是減慢配線金屬層的研磨速度以提高與阻擋金屬層的研磨選擇比,并未對加快配線金屬層的研磨速度進(jìn)行記載。針對這一情況,揭示了在利用積層(build-up)法形成配線基板的工序中,為防止研磨產(chǎn)生的銅層表面的損傷而使用具有規(guī)定的硬度和壓縮率的襯底材料對銅層進(jìn)行研磨的方法(參照專利文獻(xiàn)5)。利用該方法,可通過使用氨基酸類作為銅的螯合劑,還使用含有銅的刻蝕劑、銅的氧化劑和水的研磨液來加快研磨速度,使生產(chǎn)率提高。專利文獻(xiàn)5記載的刻蝕劑是通過化學(xué)作用對銅層表面進(jìn)行刻蝕的試劑,具有進(jìn)一步促進(jìn)利用研磨磨粒的機(jī)械作用而實(shí)施的研磨加工的功能。因此,加快刻蝕速度,即加快銅的溶解速度對于提高銅層的研磨速度有效。具體可例舉提高研磨劑組合物所包含的各種有機(jī)酸、無機(jī)酸或氨等電解質(zhì)的濃度的方法等。但是,這種情況下,如果銅的溶解速度過快,則可能會將原本不需要研磨的配線部分的銅也溶解。如果配線部分的銅溶解,則配線的厚度減小,存在引起配線電阻上升的問題。此外,銅的溶解速度過快的研磨劑組合物還存在階差消除性下降的問題。對于這點(diǎn)將在后面詳述。階差消除性是指對于存在凹凸的表面,通過進(jìn)行研磨而消除凹凸的特性。更具體是指,通過使原本不需研磨的凹部的研磨速度比原本需研磨的凸部的研磨速度相對要慢,隨著研磨的進(jìn)行而縮小凸部和凹部的階差的特性。該階差消除性是配線形成中的重要的技術(shù)要素之一。但是,使用了銅的溶解速度過快的研磨劑組合物時(shí),凸部以較快的研磨速度被研磨,凹部的研磨速度也加快,因此很難消除凹凸。因此,該研磨劑組合物存在階差消除性差的問題。專利文獻(xiàn)5中記載了刻蝕劑的添加量比規(guī)定值少時(shí)無法獲得足夠的研磨速度的情況,但是對于添加量大于規(guī)定值時(shí),僅記載了刻蝕劑可能會析出這一情況,對于配線部分的銅溶解導(dǎo)致的配線電阻的上升及階差消除性的問題無任何記載。另一方面,專利文獻(xiàn)6中對于包含銅膜及鉭化合物膜的半導(dǎo)體器件的研磨進(jìn)行了記載,例舉了因?qū)︺~膜的研磨速度比對鉭化合物膜的研磨速度快而產(chǎn)生凹陷、洼曲及燒蝕等表面缺陷的問題。此外,專利文獻(xiàn)6中記載了利用將研磨劑、氧化劑、還原劑及根據(jù)需要使用的螯合性化合物溶于水等而獲得的研磨用組合物,能夠以較快的研磨速度研磨鉭化合物膜的技術(shù)方案。但是,專利文獻(xiàn)6對于所述配線電阻的上升及階差消除性的問題既無記載也無暗示。專利文獻(xiàn)1:日本專利特開2003-197806號公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2001-110761號公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本專利特開2003-286477號公報(bào)專利文獻(xiàn)4:日本專利特開2003-297779號公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本專利特開2003-257910號公報(bào)專利文獻(xiàn)6:日本專利特開2000-160139號公報(bào)發(fā)明的揭示本發(fā)明是鑒于上述問題完成的發(fā)明。即,本發(fā)明的目的是提供能夠以較快5的研磨速度對被研磨物進(jìn)行研磨同時(shí)具備良好的階差消除性的研磨劑組合物。此外,本發(fā)明的目的是提供可在抑制配線電阻上升的同時(shí)加快對配線金屬的研磨,且階差消除性良好的研磨方法。本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)會在以下的記載中明確。本發(fā)明的研磨劑組合物的特征在于,包含磨粒,氧化劑,銨離子,多元羧酸根離子,選自五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺的至少l種螯合劑,水系介質(zhì)。較好的是所述螯合劑的濃度為0.0005mol/kg0.05mol/kg。較好的是所述銨離子的濃度為0.3mol/kg以上。較好的是所述多元羧酸根離子的濃度為0.05mol/kg0.5mol/kg。較好的是所述多元羧酸根離子包含檸檬酸根離子。較好的是所述磨粒為a-氧化鋁。較好的是所述氧化劑為過氧化氫。本發(fā)明的研磨劑組合物還可含有選自碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子的至少1種離子。這種情況下,所選出的任意的1種離子的濃度或所選出的2種以上的離子的濃度之和較好為0.01mol/kg0.2mol/kg。通過添加選自碳酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨及乙酸銨的至少1種化合物,可使本發(fā)明的研磨劑組合物中含有所述離子。較好的是本發(fā)明的研磨劑組合物的pH為610。較好的是本發(fā)明的研磨劑組合物還含有銅的表面保護(hù)劑。本發(fā)明的研磨方法是采用所述研磨劑組合物對配線金屬進(jìn)行研磨的方法。所述配線金屬可以是銅及銅合金的任一方。所述配線金屬可被設(shè)置于樹脂基材上。本發(fā)明的研磨劑組合物由于含有銨離子,多元羧酸根離子及選自五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺的至少l種螯合劑,因此在能夠以較快的研磨速度對被研磨物進(jìn)行研磨的同時(shí)具備良好的階差消除性。由于本發(fā)明的研磨方法是用本發(fā)明的研磨劑組合物對配線金屬進(jìn)行研磨,因此可在抑制配線電阻的上升的同時(shí)加快研磨速度,且可獲得良好的階差消除6性。此外,由于本發(fā)明的研磨方法是利用化學(xué)及機(jī)械作用進(jìn)行研磨,因此與機(jī)械研磨相比可降低對配線金屬造成損傷的發(fā)生率。附圖的簡單說明圖1是被設(shè)置于支持基板上的樹脂基材的模式側(cè)截面圖。圖2是使用了本發(fā)明的研磨劑組合物的研磨方法的說明圖。圖3是通過本發(fā)明制得的配線基板的模式側(cè)截面圖。圖4(a)是實(shí)施例中的研磨前的被研磨物的部分截面的模式圖,(b)是研磨過程中的被研磨物的部分截面的模式圖。圖5是對于實(shí)施例和比較例,評價(jià)階差1的部分的階差消除性的圖。圖6是對于實(shí)施例和比較例,評價(jià)階差2的部分的階差消除性的圖。圖7是對于實(shí)施例和比較例,評價(jià)階差3的部分的階差消除性的圖。符號說明l為樹脂基材,2為配線槽,3為配線金屬,3a為未形成配線槽的基板面擴(kuò)展的部分,3b為形成有配線槽的部分,4為配線基板,5為支持基板。實(shí)施發(fā)明的最佳方式如上所述,通過提高研磨劑組合物所包含的各種有機(jī)酸、無機(jī)酸或氨等電解質(zhì)的濃度,可加快配線金屬的研磨速度。但是,由于研磨速度和階差消除性存在折衷的關(guān)系,因此單純地增加電解質(zhì)的量雖然能夠加快研磨速度但階差消除性會下降。此外,由于原本不需要研磨的配線部分的銅被高速研磨,因此還會導(dǎo)致配線電阻的上升。對這點(diǎn)將會進(jìn)行詳述。研磨工序中,被研磨的配線金屬的一部分離子化溶于研磨劑組合物中。溶解的金屬離子起到催化劑的作用,引起氧化劑的分解或使氧化反應(yīng)過度進(jìn)行。例如,配線金屬為銅時(shí),己知銅離子變?yōu)榇呋瘎疬^氧化氫的分解反應(yīng)。由該分解反應(yīng)產(chǎn)生的自由基顯現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化作用,因此配線金屬的溶解得到促進(jìn)。特別是提高了研磨劑組合物中的電解質(zhì)的濃度的體系中,由于有大量的金屬離子存在,因此配線金屬的溶解被進(jìn)一步促進(jìn)。這樣雖然研磨速度被加快但配線部分和凹部的銅的研磨速度也被加快,結(jié)果導(dǎo)致配線電阻的上升或階差消除性的下降。因此,本發(fā)明者為獲得可同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速的研磨速度和良好的階差消除性的研磨劑組合物進(jìn)行了認(rèn)真研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn),利用包含選自五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺的至少1種螯合劑和產(chǎn)生銨離子及多元羧酸根離子的電解質(zhì)的研磨劑組合物可達(dá)到上述目的。如果在研磨劑組合物中添加螯合劑,則因配線金屬的溶解而生成的金屬離子與螯合劑結(jié)合,形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。因此,可抑制上述的氧化劑的分解反應(yīng)。另一方面,銨離子和多元羧酸根離子的添加有利于加快對配線金屬的研磨速度。因此,將它們同時(shí)使用,可提高研磨速度,但也能夠防止研磨速度過快。所以,利用本發(fā)明的研磨劑組合物可同時(shí)實(shí)現(xiàn)較快的研磨速度和良好的階差消除性。此外,由于可抑制配線部分被研磨,因此還可抑制配線電阻的上升。另外,專利文獻(xiàn)6中揭示了含有研磨劑、氧化劑、還原劑及水的研磨用組合物。還記載了根據(jù)需要可在該研磨用組合物中添加對銅顯現(xiàn)螯合作用的螯合劑的技術(shù)方案。但是,專利文獻(xiàn)6的目的是提供對鉭化合物膜的研磨速度快、對二氧化硅膜等絕緣膜的研磨速度慢的研磨用組合物,螯合劑的添加是為了使對被研磨量大的銅膜的研磨速度提高而實(shí)施的。另一方面,本發(fā)明的目的是同時(shí)實(shí)現(xiàn)研磨速度的提高和階差消除性的提高,與僅著眼于鉭化合物膜和絕緣膜的研磨速度的比值的專利文獻(xiàn)6的目的是不同的。因此,對銅膜的研磨速度的提高,在專利文獻(xiàn)6中是通過螯合劑的添加來實(shí)現(xiàn)的,但在本發(fā)明中主要是通過銨離子和多元羧酸根離子來實(shí)現(xiàn)的。此外,本發(fā)明的螯合劑的使用目的是抑制氧化劑的分解,防止對配線金屬的研磨速度過快。因此,本發(fā)明的研磨劑組合物與未添加螯合劑的情況相比,雖然研磨速度有所下降但可實(shí)現(xiàn)良好的階差消除性。并且,與單純地以提高對絕緣膜的研磨速度為目的的專利文獻(xiàn)6相比,也實(shí)現(xiàn)更快的研磨速度,具體來講是1.2um/分鐘以上的研磨速度。以下,例舉具體例對本發(fā)明的研磨劑組合物進(jìn)行詳細(xì)說明。磨粒是利用機(jī)械作用進(jìn)行研磨的材料。一般磨粒的粒徑越大越硬則研磨速度越快。但是,其不利的一面的是容易在被研磨物的表面造成研磨損傷。因此,重要的是比較考慮研磨速度和研磨損傷,選擇具有合適的粒徑及硬度的磨粒。本發(fā)明中,將設(shè)置于樹脂基材上的銅等配線金屬作為被研磨物。因此,與研磨半導(dǎo)體基板等的情況不同,可在優(yōu)先考慮研磨速度的提高而稍忽略研磨損傷的抑制的前提下來選擇磨粒。因此,與研磨半導(dǎo)體基板等情況相比,本發(fā)明優(yōu)選平均粒徑較大的磨粒,且磨粒最好比較硬。即使是在以上的條件下,由于本發(fā)明并用機(jī)械作用和化學(xué)作用來進(jìn)行研磨,因此與單純地依靠機(jī)械作用進(jìn)行研磨的情況相比,可將對被研磨物造成的損傷控制在最低限度。作為本發(fā)明的磨粒,例如可采用a-氧化鋁(a-A1203)、P-氧化鋁(P-A1203)、S-氧化鋁(5-A1203)、Y-氧化鋁(Y-A1203)、e-氧化鋁(841203)等氧化鋁,氧化鈰(CeOx),二氧化硅(Si02),二氧化鈦(Ti02),氧化鋯(Zr02)等。這些磨粒并不限定為分別單獨(dú)使用,也可以2種以上組合使用。特別是本發(fā)明中,從價(jià)廉且可加快研磨速度的角度考慮,優(yōu)選a-氧化鋁。例如可添加使用平均粒徑約lum的a-氧化鋁使?jié)舛冗_(dá)到研磨劑組合物的總重量的2.5重量%3.0重量%。磨粒在研磨劑組合物中以分散于水系介質(zhì)的狀態(tài)存在。作為水系介質(zhì),例如可使用離子交換水等純度高的水或以水為主成分且含有可溶于水的有機(jī)溶劑的介質(zhì)。這里,作為有機(jī)溶劑,可例舉例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇等碳數(shù)15的低級醇。本發(fā)明中,.通過在研磨劑組合物中加入氧化劑可促進(jìn)研磨。:具體來講是通過氧化劑的作用在作為被研磨物的配線金屬的表面形成氧化被膜。然后,利用機(jī)械力將該氧化被膜從樹脂基材表面除去或通過氧化劑的作用使配線金屬變?yōu)殡x子而溶于研磨劑組合物中,藉此來促進(jìn)研磨。本發(fā)明的研磨劑組合物中的氧化劑的濃度較好為0.1mol/kg10mol/kg的范圍,特好為0.5mol/kg5mol/kg的范圍。作為氧化劑,例如可使用過氧化氫、過氧化脲、過乙酸、硝酸鐵或碘酸鹽等。從可減少重金屬或有機(jī)物對配線基板的污染的角度考慮,特好的是使用過氧化氫。作為螯合劑,可采用選自五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺的9至少1種。螯合劑只要是對銅顯現(xiàn)螯合作用的試劑即可,當(dāng)然也可添加除此以外的螯合劑。作為這種情況下的螯合劑,可例舉例如乙二胺、二亞乙基三胺、六亞乙基七胺、乙二胺四乙酸、二亞乙基三胺五乙酸、三亞乙基四胺六乙酸、三乙酸胺等。其中,優(yōu)選與銅離子具有合適的結(jié)合能的作為分子中具有氮原子的多胺類的乙二胺、二亞乙基三胺、三亞乙基四胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺或六亞乙基七胺。此外,如果螯合劑的分子量小,則階差消除性可能下降,如果分子量大,則螯合劑的溶解性下降,因此可能會造成研磨劑組合物的穩(wěn)定性劣化。所以,更好的是具有合適的分子量的三亞乙基四胺、四亞乙基五胺或五亞乙基六胺。螯合劑優(yōu)選以0.0005mol/kg0.05mol/kg的濃度包含在研磨劑組合物中,特好的是以0.001mol/kg0.01mol/kg的濃度包含其中。五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺可分別單獨(dú)以所述濃度范圍包含于研磨劑組合物中。此外,2種以上的螯合劑組合被包含于研磨劑組合物中時(shí),各種螯合劑的濃度之和可在上述范圍內(nèi)。螯合劑的濃度如果過低,則無法充分抑制氧化劑的分解,階差消除性下降。另一方面,如果螯合劑的濃度過高,則可能導(dǎo)致研磨速度的下降。銨離子的作用是對作為被研磨物的配線金屬進(jìn)行化學(xué)刻蝕。銨離子優(yōu)選以0.1mol/kg以上的濃度包含于研磨劑組合物中,特好的是以0.3mol/kg以上的濃度包含其中。濃度如果低于0.1mol/kg,則可能無法獲得足夠的研磨速度。從研磨劑組合物的穩(wěn)定性方面考慮,銨離子優(yōu)選以2.5mol/kg以下的濃度包含于研磨劑組合物中。此外,在半導(dǎo)體基板上的層間絕緣膜中設(shè)置銅配線時(shí),為了防止銅的擴(kuò)散,必須形成鉭(Ta)膜或氮化鉭(TaN)等防擴(kuò)散膜。這種情況下,如果銨離子的濃度提高,則對鉭的研磨速度加快,與銅的研磨選擇比下降。因此,銨離子必須在不使鉭的研磨速度過快的濃度范圍內(nèi)含有。另一方面,在配線基板的制造工序中,由于未設(shè)置防擴(kuò)散膜,因此無需考慮該問題。因此,只要是不會使其它的研磨特性下降的范圍,與設(shè)置防擴(kuò)散膜的情況相比,可含有更多的銨離子。本發(fā)明中,作為銨離子源,特好的是采用價(jià)廉的氨。此外,可使用氯化銨等無機(jī)鹽。此外,還可通過以銨鹽的形式添加后述的碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子來供給銨離子。多元羧酸根離子與銨離子同樣,具有對作為被研磨物的配線金屬進(jìn)行化學(xué)刻蝕的效果。此外,還具有抑制洼曲、使階差消除性提高的效果。這里,洼曲是指形成金屬的埋入配線時(shí)配線的較寬的部分被過度研磨而導(dǎo)致中央部凹陷的狀態(tài)。研磨劑組合物通過含有多元羧酸根離子,可使該問題不易發(fā)生。作為多元羧酸根離子,可例舉例如草酸根離子(<:2042—)、馬來酸根離子(C4H2042—)、琥珀酸根離子(QH4042—)、酒石酸根離子(<:4112064—)、檸檬酸根離子(C6H5073—)、蘋果酸根離子(<:4114052—)等。從可獲得良好的階差消除性且價(jià)廉的角度考慮,優(yōu)選使用檸檬酸。另外還可使用丙二酸(CH2(COOH)2)、戊二酸((CH2)3(COOH)2)、己二酸((CH2)4(COOH)2)等多元羧酸。上述例示的物質(zhì)可分別單獨(dú)使用,也可2種以上組合使用。本發(fā)明的研磨劑組合物中,與價(jià)數(shù)無關(guān),多元羧酸根離子較好是以o.oimol/kg以上的濃度含有,特好的是以0.05mol/kg0.5mol/kg的濃度含有。多元羧酸根離子的濃度如果低于0.01mol/kg,則無法獲得本發(fā)明的效果。另一方面,多元羧酸根離子的濃度如果為0.5mol/kg以上,則幾乎未見研磨速度發(fā)生變化。本發(fā)明的研磨劑組合物還可含有選自碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子的至少1種離子。這些離子可進(jìn)一步使研磨速度加快。與價(jià)數(shù)無關(guān),碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子較好是以0.005mol/kg1.0mol/kg的濃度包含于研磨劑組合物中,特好的是以0.01mol/kg0.2mol/kg的濃度包含其中。濃度如果低于0.005mol/kg,則幾乎無法獲得使研磨速度加快的效果。另一方面,濃度如果高于1.0mol/kg,則研磨劑組合物的粘度上升,研磨特性下降,因此不理想。此外,碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子可分別單獨(dú)以所述濃度范圍包含于研磨劑組合物。2種以上的離子組合被包含于研磨劑組合物時(shí),各種離子的濃度之和可在上述范圍內(nèi)。另外,離子的濃度與價(jià)數(shù)無關(guān)。例如,碳酸根離子或碳酸氫根離子的任一方都能以上述濃度范圍包含于研磨劑組合物。研磨劑組合物還可同時(shí)包含碳酸根離子及碳酸氫根離子。這種情況下,碳酸根離子及碳酸氫根離子的濃度之和在上述范圍內(nèi)。本發(fā)明中,碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子例如能夠以碳酸銨((NH4)2C03)、碳酸氫銨(NH4HC03)、硫酸銨((NH4)2S04)、乙酸銨(CH3COONH4)等銨鹽的形式使用。但是,并不限于銨鹽,也可以是鉀鹽等其它的堿性化合物的鹽。此外,為了防止配線金屬部的洼曲,本發(fā)明的研磨劑組合物最好包含具有在配線金屬(特別是銅或銅合金)的表面形成保護(hù)膜的功能的表面保護(hù)劑。作為表面保護(hù)劑,例如可使用BTA(苯并三唑)、TTA(甲苯基三唑)、苯并三唑-4-羧酸等。此外,同樣可使用1H-四唑、5-氨基-lH-四唑、5-甲基四唑、硫脲、水楊醛躬、兒茶酚等。例如,配線金屬為銅時(shí),這些物質(zhì)通過物理方法或化學(xué)方法吸附,在銅的表面形成被膜,抑制銅的溶出。以上例示的物質(zhì)可分別單獨(dú)使用也可2種以上組合使用。作為表面保護(hù)劑使用BTA時(shí),較好是以0.0005mol/kg0.05mol/kg的濃度包含于研磨劑組合物中,特好的是以0.001mol/kg0.02mol/kg的濃度包含其中。濃度如果低于0.0005mol/kg,則無法獲得作為表面保護(hù)劑的效果。另一方面,濃度如果高于0.05mol/kg,則研磨速度會下降,因此不理想。本發(fā)明的研磨劑組合物還可根據(jù)需要含有pH調(diào)節(jié)劑、表面活性劑等。為了不氧化作為研磨對象的銅,本發(fā)明的研磨劑組合物的pH值較好為6以上,具體來講pH較好在610的范圍內(nèi),pH更好在7.59.5的范圍內(nèi),pH進(jìn)一步更好在89.5的范圍內(nèi)。本發(fā)明中,可利用研磨劑組合物中的酸和銨離子的配比量來調(diào)節(jié)pH,還可通過添加pH調(diào)節(jié)劑來進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種情況下,pH調(diào)節(jié)劑的添加量只要在不影響研磨性能的范圍內(nèi)即可,無特別限定。作為pH調(diào)節(jié)劑,可使用合適的酸或堿,但必須不能夠使研磨劑組合物中的碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、乙酸根離子及銨離子等的濃度超出本發(fā)明的特定的范圍。例如,可例舉作為向酸性側(cè)的pH調(diào)節(jié)劑的硝酸等,作為向堿性側(cè)的pH調(diào)節(jié)劑的氫氧化鉀等堿金屬的化合物等。表面活性劑的作用是提高研磨劑組合物的分散性或防止研磨后的配線金屬表面的粗糙。本發(fā)明中可使用陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、非離子性表面活性劑、兩性表面活性劑中的任一種。但是,必須不能夠使研磨劑組合物中的碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子、乙酸根離子及鉸離子等的濃度超出本發(fā)明的特定的范圍。作為表面活性劑,可使用例如聚丙烯酸、烷基苯磺酸鹽等陰離子性表面活性劑,聚氧乙烯衍生物、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯等非離子性表面活性劑,烷基甜菜堿等兩性表面活性劑等。本發(fā)明的研磨劑組合物還可含有三羥基甲基氨基甲烷,這種情況下,可進(jìn)一步使階差消除性提高。三羥基甲基氨基甲烷的濃度為0.05mol/kg以上,特好為0.150.35mol/kg。但是,如果大量含有該成分會使添加效果飽和,因此優(yōu)選為0.5mol/kg以下。以下,對使用了本發(fā)明的研磨劑組合物的研磨方法進(jìn)行說明。圖1圖3為采用本發(fā)明的研磨劑組合物制造配線基板的方法的一例。這些圖中,標(biāo)以相同符號的部分表示相同的部分。首先,如圖1所示,采用激光加工機(jī)等在設(shè)置于支持基板5上的樹脂基材1的規(guī)定處設(shè)置作為開口部的配線槽2。樹脂基材1由絕緣性基材形成,優(yōu)選由熱塑性樹脂、熱固性樹脂或它們的混合物構(gòu)成。具體來講,可使用PEEK(聚醚醚酮)、REK(聚醚酮)、PEI(聚醚酰亞胺)、聚酰亞胺、PPS(聚苯硫醚)等耐熱性較高的熱塑性樹脂,聚酯、環(huán)氧樹脂、聚氨酯、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂等熱固性樹脂,F(xiàn)R4、FR5等玻璃環(huán)氧樹脂預(yù)浸料等在熱固性樹脂中混入了所述熱塑性樹脂而形成的材料。這里,對基材的厚度無特別限定,例如可使用成形為厚50ym200um的薄膜狀的基材。接著,如圖2所示,將配線金屬3埋入配線槽2的內(nèi)部。本發(fā)明中,作為配線金屬3優(yōu)選使用銅。銅的埋入例如可在通過濺射法形成作為種銅的銅膜后采用鍍敷法來完成。圖2中,在樹脂基材1上由配線金屬3形成凹凸。因此,通過使用了本發(fā)明的研磨劑組合物的研磨,除去樹脂基材1上的多余的配線金屬3。由于研磨工序中的被研磨物為配線金屬3,因此研磨量依賴于配線金屬3的厚度。因此,為使生產(chǎn)率提高,加快對配線金屬3的研磨速度非常重要。此外,與在半導(dǎo)體基板上形成多層配線的情況相比,一般在配線基板的制造工序中對于基板表面的平坦性的要求比較低。因此,例如在以較快的研磨速度除去配線金屬的大部分后,無需進(jìn)行改變研磨條件除去剩余的配線金屬等的分為兩個(gè)階段的研磨,可以不改變條件進(jìn)行除去全部配線金屬的一個(gè)階段的研磨。本發(fā)明中,對研磨方法無特別限定。例如能夠以用可旋轉(zhuǎn)的研磨頭來保持支持基板的內(nèi)面、將被研磨面(形成有配線金屬的面)壓在被固定于可旋轉(zhuǎn)的支持臺的研磨墊的狀態(tài),一邊使研磨頭及支持臺旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行研磨。此外,也能夠以將支持基板的內(nèi)面固定于可旋轉(zhuǎn)的支持臺上、將被安裝于研磨頭的研磨墊與被研磨面相抵的狀態(tài),一邊使支持臺及研磨頭旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行研磨。這些情況下,在向被研磨面和研磨墊間供給本發(fā)明的研磨劑組合物的同時(shí)進(jìn)行研磨。此外,還可在支持臺和支持基板間設(shè)置緩沖材料來進(jìn)行研磨,以緩沖研磨時(shí)施加于支持基板的壓力,賦予被研磨面以均一的壓力。另外,為了均勻地向被研磨面上供給研磨劑組合物,還可在研磨墊設(shè)置溝道或供給孔。作為研磨墊的材質(zhì),可例舉聚酯或聚氨酯等。但并不僅限于此,最好根據(jù)所用的研磨劑組合物進(jìn)行適當(dāng)選擇。一般如果提高研磨壓力則可加快研磨速度,但對被研磨物的損傷加大。例如,對形成于半導(dǎo)體基板上的絕緣膜進(jìn)行研磨時(shí),如果研磨壓力變高,則絕緣膜從半導(dǎo)體基板剝離的可能性增加。因此,非常重要的是比較考慮研磨速度和對被研磨物造成的損傷來決定研磨壓力。本發(fā)明中,將銅等配線金屬作為被研磨物。因此,與研磨絕緣膜等的情況相比,可優(yōu)先考慮研磨速度的提高來決定研磨壓力。即使是在以上的條件下,由于本發(fā)明并用機(jī)械作用和化學(xué)作用來進(jìn)行研磨,因此與單純地依靠機(jī)械作用進(jìn)行研磨的情況相比,可將對被研磨物造成的損傷控制在最低限度。因此,利用本發(fā)明的研磨劑組合物能夠以低研磨壓力獲得高研磨速度,但通過提高研磨壓力可進(jìn)一步加快研磨速度。這種情況下,最好根據(jù)研磨墊的種類、緩沖材料的有無及其材質(zhì)和研磨劑組合物的粘性等來設(shè)定具體的研磨壓力。研磨結(jié)束后,可獲得具有圖3的結(jié)構(gòu)的配線基板4。接著,為除去附著于配線基板4的表面的研磨劑成分,最好進(jìn)行清洗。清洗除了流水清洗以外,可.通過利用刷子的擦洗或超聲波清洗等來完成。如上所述,本發(fā)明的研磨劑組合物利用化學(xué)及機(jī)械作用來進(jìn)行研磨,因此可將對樹脂基材及配線金屬造成的損傷控制在最低限度。所以特別適合于被設(shè)置在樹脂基材上的金屬配線圖案的研磨。此外,由于可加快配線金屬的研磨速度,因此還可使配線基板的制造工序的生產(chǎn)率提高。這種情況下,由于配線部分或凹部的研磨速度不會過快,因此還可在抑制配線電阻的上升的同時(shí)獲得良好的階差消除性。本發(fā)明并不限定于所述的實(shí)施方式,在不脫離本發(fā)明的技術(shù)思想的前提下可進(jìn)行各種變化。實(shí)施例以下,對本發(fā)明的實(shí)施例及比較例進(jìn)行詳述。例1、例4及例5為實(shí)施例,例2及例3為比較例?!囱心┙M合物〉作為研磨劑組合物,采用表l所示的組合物。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>*所有a-氧化鋁的平均粒徑為1Um(和光純藥株式會社制)*BTA:苯并三挫*PEHA:五亞乙基六胺〈被研磨物〉作為支持基板,使用厚500ym、直徑6英寸的金屬制晶片(wafer),在該晶片上層疊厚50tim的樹脂基材。然后,在該樹脂基材上形成作為開口部的深23ym的配線槽。接著,在其上通過鍍敷法形成膜厚30ym的銅膜。將該晶片作為階差消除性評價(jià)用圖案晶片使用。此外,與上述同樣,在金屬制晶片上層疊了樹脂基材后,不形成配線槽而是直接通過鍍敷法形成膜厚30ym的銅膜。將該晶片作為研磨速度測定用包覆晶片(blanketwafer)使用?!囱心l件〉研磨在以下的條件下進(jìn)行。研磨機(jī)美國思創(chuàng)(Strasbaugh)公司制研磨機(jī)6EC研磨墊美國羅戴爾(Rodel)公司制工C-1400K型坡口研磨劑組合物供給量200mL/分鐘研磨壓力4.1X10卞a研磨墊的轉(zhuǎn)速研磨頭(晶片保持部)97rpm,臺板(研磨定盤,platen)103rpm<研磨速度的評價(jià)>比較研磨速度后的結(jié)果示于表2。研磨速度通過對包覆晶片研磨60秒,用膜厚測定裝置(耐普生(Napson)公司制RT80-RG80)測定研磨前后的銅膜的膜厚而求得。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從表2可看出,作為實(shí)施例的例l、例4及例5的研磨速度雖然比作為比較例的例2及例3慢,但依然具有較高的研磨速度。〈階差消除性的評價(jià)〉圖4(a)是研磨前的被研磨物的部分截面的模式圖。圖4(b)是研磨過程中的被研磨物的部分截面的模式圖。這些圖中,顯示有未形成配線槽的基板面擴(kuò)展的部分(圖4(a)的3a)和與其鄰接的形成有多條深23um的配線槽的部分(圖4(a)的3b)的邊界部,全面地形成厚30iim的銅膜。此外,在這些圖中,標(biāo)以與圖1圖3相同的符號的部分表示相同的部分。另外,為了進(jìn)行說明,改變了縱向和橫向的縮小比例。表3及圖5圖7為階差消除性的評價(jià)結(jié)果。評價(jià)通過對于圖4(a)所示的被研磨物的3點(diǎn)(階差1、2、3)用階差測定裝置(美國維易科(Veeco)公司制DektakV200Si)測定階差而實(shí)施。圖4(a)中,線幅方向(圖的橫向)以箭頭表示的數(shù)值是圖案3a到各階差的測定點(diǎn)為止的距離。階差的高度是求出各階差的測定點(diǎn)附近的剖面,在各階差的測定點(diǎn)上與配線槽對應(yīng)的階差的底和連接與基板面對應(yīng)的階差兩端的角部的線的差值。表3中,階差l、2、3的單位為ura。此外,斜線(\)表示未實(shí)施所對應(yīng)的研磨時(shí)間內(nèi)的階差的測定。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>一般最難消除的階差是與未形成配線槽的基板面擴(kuò)展的部分鄰接的階差。圖4(a)中,階差的消除由難到易依次為階差l、階差2、階差3。如表3及圖5圖7所示,作為實(shí)施例的例1的任意的階差部分與和其對應(yīng)的作為比較例的例2及例3相比,都能夠以較短時(shí)間的研磨被消除。例4是不含三羥基甲基氨基甲烷的組成的研磨劑組合物的實(shí)施例。例5是不含三羥基甲基氨基甲烷、含有碳酸根離子替代氯離子的組成的研磨劑組合物的實(shí)施例。它們與例1相同,任意的階差部分都能夠通過較短時(shí)間的研磨被消除。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的研磨劑組合物能夠以較快的研磨速度對被研磨物進(jìn)行研磨同時(shí)具備良好的階差消除性,在研磨配線金屬時(shí),可在抑制配線電阻上升的同時(shí)加快研磨速度。此外,由于本發(fā)明的研磨方法是利用化學(xué)及機(jī)械作用來進(jìn)行研磨,因此與機(jī)械研磨相比,可減少對配線金屬造成的損傷。以上這些優(yōu)點(diǎn)都對產(chǎn)業(yè)利用有用。這里,引用2006年5月31日提出申請的日本專利申請2006-151477號的說明書、權(quán)利要求書以及摘要的全部內(nèi)容作為本發(fā)明的說明書的揭示。權(quán)利要求1.研磨劑組合物,其特征在于,包含磨粒,氧化劑,銨離子,多元羧酸根離子,選自五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺的至少1種螯合劑,水系介質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的研磨劑組合物,其特征在于,所述螯合劑的濃度為0,0005mol/kg0.05mol/kg。3.如權(quán)利要求1或2所述的研磨劑組合物,其特征在于,所述銨離子的濃度為0.3mol/kg以上。4.如權(quán)利要求13中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,所述多元羧酸根離子的濃度為0.05mol/kg0.5mol/kg。5.如權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,所述多元羧酸根離子包含檸檬酸根離子。6.如權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,所述磨粒為a-氧化鋁。7.如權(quán)利要求16中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,所述氧化劑為過氧化氫。8.如權(quán)利要求17中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,還含有選自碳酸根離子、碳酸氫根離子、硫酸根離子及乙酸根離子的至少l種離子。9.如權(quán)利要求l8中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,pH為610。10.如權(quán)利要求19中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物,其特征在于,還含有銅的表面保護(hù)劑。11.研磨方法,其特征在于,用權(quán)利要求110中任一項(xiàng)所述的研磨劑組合物對配線金屬進(jìn)行研磨。12.如權(quán)利要求11所述的研磨方法,其特征在于,所述配線金屬為銅及銅合金的任一方。13.如權(quán)利要求11或12所述的研磨方法,其特征在于,所述配線金屬被設(shè)置于樹脂基材上。全文摘要本發(fā)明提供能夠以較快的研磨速度對被研磨物進(jìn)行研磨同時(shí)具備良好的階差消除性的研磨劑組合物。另外,還提供可在抑制配線電阻上升的同時(shí)快速地對配線金屬進(jìn)行研磨且階差消除性良好的研磨方法。研磨劑組合物包含磨粒,氧化劑,銨離子,多元羧酸根離子,選自五亞乙基六胺、三亞乙基四胺及四亞乙基五胺的至少1種螯合劑,水系介質(zhì)。此外,研磨方法是使用該研磨劑組合物,在樹脂基材(1)設(shè)置配線槽(2),將配線金屬(3)埋入配線槽(2)后對配線金屬(3)進(jìn)行研磨。文檔編號B24B37/00GK101454121SQ20078001956公開日2009年6月10日申請日期2007年5月24日優(yōu)先權(quán)日2006年5月31日發(fā)明者次田克幸,神谷廣幸申請人:旭硝子株式會社;Agc清美化學(xué)股份有限公司