CN120814030A - 化学机械研磨用组合物及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可使钨膜的研磨速度大且减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生的化学机械研磨用组合物及研磨方法。本发明的化学机械研磨用组合物含有(A)研磨粒、(B1)不包含卤素原子的杂环化合物、(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物及(C)液状介质，相对于化学机械研磨用组合物的100质量份，所述(A)成分的含量为1质量份以上且20质量份以下。

Description

化学机械研磨用组合物及研磨方法

技术领域

本发明涉及一种化学机械研磨用组合物及使用其的研磨方法。

背景技术

随着半导体的制造技术的提高，对半导体元件要求高集成化、高速运作。伴随于此，在半导体元件中的微细半导体的制造工序中所要求的半导体基板表面的平坦性日益严格，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)成为半导体元件的制造工序中必不可少的技术。

例如，在将配线间沿上下纵方向电性接合的接触孔中可使用埋入性优异的钨。作为用于研磨绝缘膜上的多余的钨膜的化学机械研磨用组合物，提出了含有过氧化氢等氧化剂、硝酸铁等铁催化剂及二氧化硅等研磨粒的组合物(例如，参照专利文献1～专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2005-518091号公报

专利文献2：日本专利特开2007-19093号公报

专利文献3：日本专利特表2008-503875号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在用于研磨钨膜的化学机械研磨用组合物中，由于需要使钨表面氧化来生成氧化膜，因此通常呈pH为2～5左右的酸性。因此，在CMP结束后的钨表面容易产生腐蚀或缺陷，而谋求一种可尽可能减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生的化学机械研磨用组合物。

本发明的若干形态提供一种可使钨膜的研磨速度大且减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生的化学机械研磨用组合物及研磨方法。

解决问题的技术手段

本发明的化学机械研磨用组合物的一形态含有：

(A)研磨粒、

(B1)不包含卤素原子的杂环化合物、

(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物、及

(C)液状介质，

相对于化学机械研磨用组合物的100质量份，所述(A)成分的含量为1质量份以上且20质量份以下。

在所述化学机械研磨用组合物的一形态中，可为：

在将所述(B1)成分的含量设为MB1[质量份]、将所述(B2)成分的含量设为MB2[质量份]时，MB1/MB2＝0.05～0.5。

在所述化学机械研磨用组合物的任一形态中，可为：

所述(B1)成分及所述(B2)成分均为含氮杂环化合物。

在所述化学机械研磨用组合物的任一形态中，可为：

所述含氮杂环化合物具有异噻唑啉结构或噻唑结构。

在所述化学机械研磨用组合物的任一形态中，可为：

pH为2以上且7以下。

在所述化学机械研磨用组合物的任一形态中，可为：

所述(A)成分具有下述通式(1)所表示的官能基。

-SO₃ ^-M⁺·····(1)

(M⁺表示一价阳离子)

在所述化学机械研磨用组合物的任一形态中，可为：

所述(A)成分具有下述通式(2)所表示的官能基。

-COO^-M⁺·····(2)

(M⁺表示一价阳离子)

在所述化学机械研磨用组合物的任一形态中，可为：

所述(A)成分具有下述通式(3)或下述通式(4)所表示的官能基。

-NR¹R²·····(3)

-N⁺R¹R²R³M^-·····(4)

(所述式(3)及式(4)中，R¹、R²及R³各自独立地表示氢原子、或者经取代或未经取代的烃基；M^-表示阴离子)

本发明的研磨方法的一形态包括如下工序：

使用所述任一形态的化学机械研磨用组合物对半导体基板进行研磨的工序。

发明的效果

根据本发明的化学机械研磨用组合物，在对设置有包含钨的配线层的被处理体进行研磨的CMP中，可使钨膜的研磨速度大且减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生。

附图说明

[图1]图1是示意性地表示适合用于本实施方式的研磨方法中的被处理体的剖面图。

[图2]图2是示意性地表示本实施方式的研磨方法的剖面图。

[图3]图3是示意性地表示化学机械研磨装置的立体图。

[图4]图4是示意性地表示实施例中使用的带图案的晶片的剖面图。

具体实施方式

以下，对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外，本发明并不限定于下述实施方式，也包括在不变更本发明的主旨的范围内所实施的各种变形例。

在本说明书中，所谓“配线材料”，是指铝、铜、钴、钛、钌、钨等导电体金属材料。所谓“绝缘膜材料”，是指二氧化硅、氮化硅、非晶硅等材料。所谓“位障金属材料”，是指氮化钽、氮化钛等以提高配线的可靠性为目的而与配线材料层叠使用的材料。

在本说明书中，使用“X～Y”所记载的数值范围是包含数值X作为下限值且包含数值Y作为上限值的含义。

1.化学机械研磨用组合物

本发明的一实施方式的化学机械研磨用组合物含有(A)研磨粒(在本说明书中，也称为“(A)成分”)、(B1)不包含卤素原子的杂环化合物(在本说明书中，也称为“(B1)成分”)、(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物(在本说明书中，也称为“(B2)成分”)及(C)液状介质(在本说明书中，也称为“(C)成分”)，相对于化学机械研磨用组合物的100质量份，所述(A)成分的含量为1质量份以上且20质量份以下。以下，对本实施方式的化学机械研磨用组合物中可包含的成分进行详细说明。

1.1.(A)研磨粒

本实施方式的化学机械研磨用组合物含有(A)研磨粒。(A)成分优选为含有二氧化硅作为主成分的研磨粒，更优选为胶体二氧化硅。(A)成分例如可应用日本专利特开2007-153732号公报或日本专利特开2013-121631号公报中所记载的方法来制造。

在(A)成分为含有二氧化硅作为主成分的研磨粒的情况下，(A)成分也可还含有二氧化硅以外的其他成分。作为其他成分，可列举铝化合物、硅化合物等。通过(A)成分还含有铝化合物或硅化合物，可减小(A)成分的表面硬度，因此存在可进一步减少被研磨面的研磨损伤或凹陷的产生的情况。

作为铝化合物，例如可列举：氢氧化铝、氧化铝(氧化铝(alumina))、氯化铝、氮化铝、乙酸铝、磷酸铝、硫酸铝、铝酸钠、铝酸钾等。另一方面，作为硅化合物，可列举：氮化硅、碳化硅、硅酸盐、硅酮、硅树脂等。

(A)成分优选为化学机械研磨用组合物中的仄他电位的绝对值为10mV以上。如果化学机械研磨用组合物中的(A)成分的仄他电位的绝对值为10mV以上，则通过静电排斥力而(A)成分的分散稳定性提高，因此存在可在减少钨表面的缺陷的产生的同时高速研磨钨膜的情况。在化学机械研磨用组合物中的仄他电位的绝对值未满10mV的情况下，通过利用官能基修饰研磨粒的表面的至少一部分，可增大化学机械研磨用组合物中的仄他电位的绝对值。

(A)成分的平均粒子径优选为10nm以上且300nm以下，更优选为20nm以上且200nm以下。如果(A)成分的平均粒子径处于所述范围内，则存在如下情况：可获得钨膜的充分的研磨速度，并且可获得不会产生粒子的沉降/分离而稳定性优异的化学机械研磨用组合物。此外，(A)成分的平均粒子径例如可使用动态吸附表面积自动测定装置(麦克默瑞提克(Micromeritics)公司制造、“麦克默瑞提克弗洛索尔部(Micromeritics FlowSorb)II2300”)，通过布厄特(Brunauer-Emmett-Teller，BET)法来测定比表面积，根据其测定值来算出而求出。

(A)成分可在表面具有多个突起。所谓此处所述的突起，是指与研磨粒的粒子径相比，具有充分小的高度及宽度的突起。在(A)成分在表面具有多个突起的情况下，突起的数量优选为每一个研磨粒平均为三个以上，更优选为五个以上。即，在表面具有多个突起的(A)成分也可称为具有所谓的金平糖状(confetti-like)之类的特殊形状的研磨粒。通过(A)成分为此种特殊形状，表面积变大，与具有后述的官能基的化合物的反应性提高。由此，化学机械研磨用组合物中的(A)成分的仄他电位的绝对值变大，分散稳定性提高。其结果，存在可在减少钨表面的缺陷的产生的同时高速研磨钨膜的情况。

(A)成分优选为其表面的至少一部分经官能基修饰的研磨粒。关于表面的至少一部分经官能基修饰的研磨粒，在pH为2以上且7以下的范围内，与表面未经官能基修饰的研磨粒相比，仄他电位的绝对值变大，研磨粒彼此的静电排斥力增大。其结果，化学机械研磨用组合物中的研磨粒的分散稳定性提高，因此存在可在减少钨表面的缺陷的产生的同时高速研磨钨膜的情况。

以下，对(A)成分的具体形态进行详细说明。

1.1.1.第一形态

作为(A)成分的第一形态，可列举具有下述通式(1)所表示的官能基且在表面具有多个突起的研磨粒。

-SO₃ ^-M⁺·····(1)

(M⁺表示一价阳离子)

所述式(1)中，作为M⁺所表示的一价阳离子，并不限定于这些，例如可列举：H⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺。即、所述通式(1)所表示的官能基也可改称为“选自由磺基及其盐所组成的群组中的至少一种官能基”。此处，所谓“磺基的盐”，是指利用Li⁺、Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺等一价阳离子取代磺基(-SO₃H)中所含的氢离子而得的官能基。第一形态的(A)成分是在其表面经由共价键而固定有所述通式(1)所表示的官能基的研磨粒，且不包含在其表面物理性或离子性地吸附有具有所述通式(1)所表示的官能基的化合物的研磨粒。

第一形态的(A)成分例如可应用日本专利特开2010-269985号公报中所记载的方法来制造。具体来说，首先，应用日本专利特开2007-153732号公报或日本专利特开2013-121631号公报中所记载的方法来制作在表面具有多个突起的二氧化硅。继而，将在表面具有多个突起的二氧化硅与含巯基的硅烷偶合剂在酸性介质中充分搅拌，而使含巯基的硅烷偶合剂共价键结于在表面具有多个突起的二氧化硅的表面。此处，作为含巯基的硅烷偶合剂，例如可列举3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷等。接下来，进而适量添加过氧化氢并充分放置，由此可获得具有所述通式(1)所表示的官能基且在表面具有多个突起的研磨粒。

在本实施方式的化学机械研磨用组合物含有第一形态的(A)成分的情况下，在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，第一形态的(A)成分的含量为1质量份以上，优选为2质量份以上，更优选为4质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，第一形态的(A)成分的含量为20质量份以下，优选为18质量份以下，更优选为16质量份以下。如果第一形态的(A)成分的含量为所述范围内，则存在可抑制研磨损伤的情况。

1.1.2.第二形态

作为(A)成分的第二形态，可列举具有下述通式(2)所表示的官能基且在表面具有多个突起的研磨粒。

-COO^-M⁺·····(2)

(M⁺表示一价阳离子)

所述式(2)中，作为M⁺所表示的一价阳离子，并不限定于这些，例如可列举：H⁺、Li⁺、Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺。即、所述通式(2)所表示的官能基也可改称为“选自由羧基及其盐所组成的群组中的至少一种官能基”。此处，所谓“羧基的盐”，是指利用Li⁺、Na⁺、K⁺、NH₄ ⁺等一价阳离子取代羧基(-COOH)中所含的氢离子而得的官能基。第二形态的(A)成分是在其表面经由共价键而固定有所述通式(2)所表示的官能基的研磨粒，且不包含在其表面物理性或离子性地吸附有具有所述通式(2)所表示的官能基的化合物的研磨粒。

第二形态的(A)成分例如可应用日本专利特开2010-105896号公报中所记载的方法来制造。具体来说，首先，应用日本专利特开2007-153732号公报或日本专利特开2013-121631号公报中所记载的方法来制作在表面具有多个突起的二氧化硅。继而，将在表面具有多个突起的二氧化硅与含羧酸酐的硅烷偶合剂在碱性介质中充分搅拌，而使羧酸酐硅烷偶合剂共价键结于在表面具有多个突起的研磨粒的表面，由此可获得具有所述通式(2)所表示的官能基且在表面具有多个突起的研磨粒。此处，作为含羧酸酐的硅烷偶合剂，例如可列举3-(三乙氧基硅烷基)丙基琥珀酸酐等。

在本实施方式的化学机械研磨用组合物含有第二形态的(A)成分的情况下，在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，第二形态的(A)成分的含量为1质量份以上，优选为2质量份以上，更优选为4质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，第二形态的(A)成分的含量为20质量份以下，优选为18质量份以下，更优选为16质量份以下。如果第二形态的(A)成分的含量为所述范围内，则存在可抑制研磨损伤的情况。

1.1.3.第三形态

作为(A)成分的第三形态，可列举具有下述通式(3)或下述通式(4)所表示的官能基且在表面具有多个突起的研磨粒。

-NR¹R²·····(3)

-N⁺R¹R²R³M^-·····(4)

(所述式(3)及所述式(4)中，R¹、R²及R³各自独立地表示氢原子、或者经取代或未经取代的烃基；M^-表示阴离子)

所述通式(3)所表示的官能基表示氨基，所述通式(4)所表示的官能基表示氨基的盐。因此，也可将所述通式(3)所表示的官能基与所述通式(4)所表示的官能基汇总而改称为“选自由氨基及其盐所组成的群组中的至少一种官能基”。第三形态的(A)成分是在其表面经由共价键而固定有所述通式(3)或所述通式(4)所表示的官能基的研磨粒，且不包含在其表面物理性或离子性地吸附有具有所述通式(3)或所述通式(4)所表示的官能基的化合物的研磨粒。

所述式(4)中，作为M^-所表示的阴离子，并不限定于这些，例如除OH^-、F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CN^-等阴离子以外，也可列举酸性化合物来源的阴离子。

所述式(3)及所述式(4)中，R¹～R³各自独立地表示氢原子、或者经取代或未经取代的烃基，R¹～R³中的两个以上也可键结而形成环结构。

作为R¹～R³所表示的烃基，可为脂肪族烃基、芳香族烃基、芳香脂肪族烃基或脂环式烃基的任一者。另外，脂肪族烃基及芳香脂肪族烃基的脂肪族可为饱和也可为不饱和，可为直链状也可为分支状。作为这些烃基，例如可列举直链状、分支状、或环状的烷基、烯基、芳烷基及芳基等。

作为烷基，优选为碳数1～6的低级烷基，更优选为碳数1～4的低级烷基。作为此种烷基，例如可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、正己基、异己基、仲己基、叔己基、环戊基、环己基等。

作为烯基，优选为碳数1～6的低级烯基，更优选为碳数1～4的低级烯基。作为此种烯基，例如可列举：乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、仲丁烯基、叔丁烯基等。

作为芳烷基，优选为碳数7～12者。作为此种芳烷基，例如可列举：苄基、苯乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基己基、甲基苄基、甲基苯乙基、乙基苄基等。

作为芳基，优选为碳数6～14者。作为此种芳基，例如可列举：苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、2,3-二甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、3,5-二甲苯基、萘基、蒽基等。

所述芳基及芳烷基的芳香环也可具有例如甲基、乙基等低级烷基或卤素原子、硝基、氨基、羟基等作为取代基。

第三形态的(A)成分例如可应用日本专利特开2005-162533号公报中所记载的方法来制造。具体来说，首先，应用日本专利特开2007-153732号公报或日本专利特开2013-121631号公报中所记载的方法来制作在表面具有多个突起的二氧化硅。继而，将在表面具有多个突起的二氧化硅与含氨基的硅烷偶合剂在酸性介质中充分搅拌，而使含氨基的硅烷偶合剂共价键结于在表面具有多个突起的二氧化硅的表面，由此可制造具有所述通式(3)或所述通式(4)所表示的官能基且在表面具有多个突起的研磨粒。此处，作为含氨基的硅烷偶合剂，例如可列举3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷等。

在本实施方式的化学机械研磨用组合物含有第三形态的(A)成分的情况下，在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，第三形态的(A)成分的含量为1质量份以上，优选为2质量份以上，更优选为4质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，第三形态的(A)成分的含量为20质量份以下，优选为18质量份以下，更优选为16质量份以下。如果第三形态的(A)成分的含量为所述范围内，则存在可抑制研磨损伤的情况。

1.2.(B1)不包含卤素原子的杂环化合物

本实施方式的化学机械研磨用组合物含有(B1)不包含卤素原子的杂环化合物。通过含有(B1)成分，可保护钨膜的表面，因此可减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生。另外，通过含有(B1)成分，可保护钨膜的表面，因此容易从钨表面去除颗粒等残渣。

作为(B1)成分，优选为含氮杂环化合物，更优选为具有异噻唑啉结构或噻唑结构的含氮杂环化合物。这些(B1)成分中，特别优选为选自由下述通式(1)所表示的化合物、下述通式(2)所表示的化合物、下述通式(3)所表示的化合物及下述通式(4)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。

＜通式(1)所表示的化合物＞

[化1]

所述式(1)中，R¹为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R²及R³分别独立地表示氢原子或烃基。在R¹为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R¹、R²、R³为烃基的情况下，可具有直链或分支链之类的链状的碳骨架，也可具有环状的碳骨架。另外，烃基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。作为此种烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基等。

＜通式(2)所表示的化合物＞

[化2]

所述式(2)中，R⁴为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R⁵分别独立地表示氢原子或有机基。在R⁴为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R⁴为烃基的情况下，可为与所述式(1)中所说明的烃基相同的烃基。另外，在R⁵为有机基的情况下，所述有机基包含作为烷基或环烷基的脂肪族基或芳香族基、烷氧基等，优选为脂肪族基。烷基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。这些烷基及环烷基也可具有烷氧基、二烷基氨基、酰基、烷氧基羰基等取代基。作为所述脂肪族基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、辛基、2-乙基己基等。所述式(2)中，n表示0～4的整数。

＜通式(3)所表示的化合物＞

[化3]

所述式(3)中，R⁶为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R⁷及R⁸分别独立地表示氢原子或烃基。在R⁶为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R⁶、R⁷、R⁸为烃基的情况下，可具有直链或分支链之类的链状的碳骨架，也可具有环状的碳骨架。另外，烃基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。作为此种烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基等。

＜通式(4)所表示的化合物＞

[化4]

所述式(4)中，R⁹为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R¹⁰分别独立地表示氢原子或有机基。在R⁹为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R⁹为烃基的情况下，可为与所述式(1)中所说明的烃基相同的烃基。另外，在R¹⁰为有机基的情况下，所述有机基包含作为烷基或环烷基的脂肪族基或芳香族基、烷氧基等，优选为脂肪族基。烷基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。这些烷基及环烷基也可具有烷氧基、二烷基氨基、酰基、烷氧基羰基等取代基。作为所述脂肪族基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基等。所述式(4)中，n表示0～4的整数。

作为(B1)成分的具体例，可列举吡啶、吡咯、噻唑、苯并噻唑、2-巯基苯并噻唑、2-(甲硫基)苯并噻唑、2-甲基苯并噻唑、5-甲氧基-2-甲基苯并噻唑、2-氨基苯并噻唑、2-氨基-6-甲基苯并噻唑、2-氨基-4-甲氧基苯并噻唑、4-甲基-2-巯基苯并噻唑、2-(2-羟基苯基)苯并噻唑、噻唑啉、异噻唑啉酮、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4,5-三亚甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-(甲硫基)-2-噻唑啉、N-正丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮等，可使用这些的一种或两种以上。这些中，优选为选自由噻唑、异噻唑啉酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮及2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮所组成的群组中的至少一种。

在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，(B1)成分的含量优选为0.00001质量份以上，更优选为0.0001质量份以上，特别优选为0.0005质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，(B1)成分的含量优选为0.5质量份以下，更优选为0.2质量份以下，特别优选为0.1质量份以下。如果(B1)成分的含量为所述范围内，则可保护钨膜的表面，因此存在如下情况：可减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生，并且可从钨表面有效率地去除颗粒等残渣。

1.3.(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物

本实施方式的化学机械研磨用组合物含有(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物。通过含有(B2)成分，可保护钨膜的表面，因此可减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生。另外，通过含有(B2)成分，可保护钨膜的表面，因此容易从钨表面去除颗粒等残渣。

作为(B2)成分，优选为含氮杂环化合物，更优选为具有异噻唑啉结构或噻唑结构的含氮杂环化合物。这些(B2)成分中，特别优选为选自由下述通式(5)所表示的化合物、下述通式(6)所表示的化合物、下述通式(7)所表示的化合物及下述通式(8)所表示的化合物所组成的群组中的至少一种。

＜通式(5)所表示的化合物＞

[化5]

所述式(5)中，R¹为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R²及R³分别独立地表示氢原子、卤素原子或烃基。其中，R²及R³中的至少一个为卤素原子。在R¹为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R¹、R²、R³为烃基的情况下，可具有直链或分支链之类的链状的碳骨架，也可具有环状的碳骨架。另外，烃基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。作为此种烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基等。

＜通式(6)所表示的化合物＞

[化6]

所述式(6)中，R⁴为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R⁵分别独立地表示氢原子、卤素原子或有机基。其中，存在n个的R⁵中的至少一个为卤素原子。在R⁴为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R⁴为烃基的情况下，可为与所述式(5)中所说明的烃基相同的烃基。另外，在R⁵为有机基的情况下，所述有机基包含作为烷基或环烷基的脂肪族基或芳香族基、烷氧基等，优选为脂肪族基。烷基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。这些烷基及环烷基也可具有烷氧基、二烷基氨基、酰基、烷氧基羰基等取代基。作为所述脂肪族基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、辛基、2-乙基己基等。所述式(6)中，n表示1～4的整数。

＜通式(7)所表示的化合物＞

[化7]

所述式(7)中，R⁶为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R⁷及R⁸分别独立地表示氢原子、卤素原子或烃基。其中，R⁷及R⁸中的至少一个为卤素原子。在R⁶为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R⁶、R⁷、R⁸为烃基的情况下，可具有直链或分支链之类的链状的碳骨架，也可具有环状的碳骨架。另外，烃基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。作为此种烃基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基等。

＜通式(8)所表示的化合物＞

[化8]

所述式(8)中，R⁹为氢原子、氨基、巯基、烷硫基或烃基，R¹⁰分别独立地表示氢原子、卤素原子或有机基。其中，存在n个的R¹⁰中的至少一个为卤素原子。在R⁹为烷硫基的情况下，优选为碳数1～4的烷硫基。在R⁹为烃基的情况下，可为与所述式(1)中所说明的烃基相同的烃基。另外，在R¹⁰为有机基的情况下，所述有机基包含作为烷基或环烷基的脂肪族基或芳香族基、烷氧基等，优选为脂肪族基。烷基的碳数优选为1～12，更优选为1～10，特别优选为1～8。这些烷基及环烷基也可具有烷氧基、二烷基氨基、酰基、烷氧基羰基等取代基。作为所述脂肪族基的具体例，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、正己基、环己基、正辛基、2-乙基己基等。所述式(8)中，n表示1～4的整数。

作为(B2)成分的具体例，可列举4-溴噻唑、4-溴苯并噻唑、2-氯噻唑、2-氯苯并噻唑、氯噻唑啉、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、4,5-二氯-2-正辛基-异噻唑啉-3-酮等，可使用这些的一种或两种以上。这些中，优选为选自由氯噻唑啉、2-氯噻唑、4-溴噻唑、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮及4,5-二氯-2-正辛基-异噻唑啉-3-酮所组成的群组中的至少一种。

在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，(B2)成分的含量优选为0.0001质量份以上，更优选为0.0005质量份以上，特别优选为0.001质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，(B2)成分的含量优选为1质量份以下，更优选为0.5质量份以下，特别优选为0.2质量份以下。如果(B2)成分的含量为所述范围内，则可保护钨膜的表面，因此存在如下情况：可减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生，并且可从钨表面有效率地去除颗粒等残渣。

本实施方式的化学机械研磨用组合物中，在将所述(B1)成分的含量设为MB1[质量份]、将所述(B2)成分的含量设为MB2[质量份]时，优选为MB1/MB2＝0.05～0.5。MB1/MB2更优选为0.07以上，特别优选为0.08以上。MB1/MB2优选为0.4以下，特别优选为0.3以下。如果MB1/MB2处于所述范围内，则高速研磨钨膜的效果与减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生的效果协同提高，从而可获得良好的研磨特性。

1.4.(C)液状介质

本实施方式的化学机械研磨用组合物含有(C)液状介质。作为(C)液状介质，可列举：水、水与醇的混合介质、包含水及与水具有相溶性的有机溶剂的混合介质等。这些中，优选为使用水、水与醇的混合介质，更优选为使用水。作为水，并无特别限制，优选为纯水。水只要作为化学机械研磨用组合物的构成材料的剩余部分来调配即可，水的含量并无特别限制。

1.5.其他成分

本实施方式的化学机械研磨用组合物除所述各成分以外，视需要也可含有有机酸及其盐(以下，也称为“有机酸(盐)”)、磷酸酯、水溶性高分子、表面活性剂、无机酸及其盐、碱性化合物等。

＜有机酸及其盐＞

本实施方式的化学机械研磨用组合物也可含有选自由有机酸及其盐所组成的群组中的至少一种。有机酸(盐)通过与(A)成分的协同效应，发挥增大钨膜的研磨速度的作用效果。

作为有机酸(盐)，优选为具有羧基的化合物、具有磺基的化合物。作为具有羧基的化合物，例如可列举：硬脂酸、月桂酸、油酸、肉豆蔻酸、烯基琥珀酸、乳酸、酒石酸、富马酸、乙醇酸、邻苯二甲酸、马来酸、甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、苹果酸、丙二酸、戊二酸、琥珀酸、苯甲酸、喹啉酸、喹哪啶酸、酰胺硫酸、丙酸、三氟乙酸；甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、色氨酸、十二烷基氨基乙基氨基乙基甘氨酸、芳香族氨基酸、杂环型氨基酸等氨基酸；烷基亚氨基二羧酸等亚氨基酸；及这些的盐。作为具有磺基的化合物，例如可列举：十二烷基苯磺酸、对甲苯磺酸等烷基苯磺酸；丁基萘磺酸等烷基萘磺酸；十四碳烯磺酸等α-烯烃磺酸等。这些化合物可单独使用一种，也可组合使用两种以上。

在本实施方式的化学机械研磨用组合物含有有机酸(盐)的情况下，在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，有机酸(盐)的含量优选为0.001质量份以上，更优选为0.01质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，有机酸(盐)的含量优选为5质量份以下，更优选为1质量份以下。

＜磷酸酯＞

本实施方式的化学机械研磨用组合物也可含有磷酸酯。磷酸酯有时通过吸附在钨膜的表面而可提高减少凹陷的产生的效果。

所谓“磷酸酯”，是指含有磷酸(O＝P(OH)₃)所具有的3个氢的全部或一部分经有机基取代的结构的化合物的总称。磷酸酯中，就减少凹陷的产生的效果特别高的方面来说，可优选地使用聚氧乙烯烷基醚磷酸酯。

作为聚氧乙烯烷基醚磷酸酯的具体例，可列举：聚氧乙烯癸基醚的磷酸单酯、聚氧乙烯癸基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯异癸基醚的磷酸单酯、聚氧乙烯异癸基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯月桂基醚的磷酸单酯、聚氧乙烯月桂基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯十三烷基醚的磷酸单酯、聚氧乙烯十三烷基醚的磷酸二酯、聚氧乙烯烯丙基苯基醚的磷酸单酯、聚氧乙烯烯丙基苯基醚的磷酸二酯等。这些可单独使用一种或组合使用两种以上。另外，这些聚氧乙烯烷基醚磷酸酯有单酯、二酯等，但在本发明中，单酯及二酯可分别单独使用，也可作为混合物使用。

在本实施方式的化学机械研磨用组合物含有磷酸酯的情况下，在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，磷酸酯的含量优选为0.001质量份以上，更优选为0.002质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，磷酸酯的含量优选为0.1质量份以下，更优选为0.01质量份以下。

＜水溶性高分子＞

本实施方式的化学机械研磨用组合物也可含有水溶性高分子。水溶性高分子有时吸附在被研磨面的表面而减少研磨摩擦，从而可减少被研磨面的凹陷的产生。

作为水溶性高分子的具体例，可列举：多羧酸、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚醚、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺、羟基乙基纤维素等。这些可单独使用一种或组合使用两种以上。

水溶性高分子的重量平均分子量(Mw)优选为1万以上且150万以下，更优选为4万以上且120万以下。此处，所谓“重量平均分子量”，是指通过凝胶渗透色谱法(GelPermeation Chromatography，GPC)而测定的聚乙二醇换算的重量平均分子量。

在本实施方式的化学机械研磨用组合物含有水溶性高分子的情况下，在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，水溶性高分子的含量优选为0.001质量份以上，更优选为0.002质量份以上。在将化学机械研磨用组合物的总质量设为100质量份时，水溶性高分子的含量优选为0.1质量份以下，更优选为0.01质量份以下。

＜表面活性剂＞

本实施方式的化学机械研磨用组合物也可含有表面活性剂。作为表面活性剂，并无特别限制，可使用阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂等。作为阴离子性表面活性剂，例如可列举：烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐等硫酸盐；全氟烷基化合物等含氟系表面活性剂等。作为阳离子性表面活性剂，例如可列举脂肪族胺盐、脂肪族铵盐等。作为非离子性表面活性剂，例如可列举：乙炔甘醇、乙炔甘醇环氧乙烷加合物、乙炔醇等具有三键的非离子性表面活性剂；聚乙二醇型表面活性剂等。这些表面活性剂可单独使用一种，也可组合使用两种以上。

＜无机酸及其盐＞

作为无机酸，优选为选自盐酸、硝酸、硫酸及磷酸中的至少一种。此外，无机酸也可与化学机械研磨用组合物中另行添加的碱形成盐。

＜碱性化合物＞

作为碱性化合物，可列举有机碱及无机碱。作为有机碱，优选为胺，例如可列举：三乙胺、单乙醇胺、四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、苄基胺、甲基胺、乙二胺、二甘醇胺、异丙胺等。作为无机碱，例如可列举：氨、氢氧化钾、氢氧化钠等。这些碱性化合物中，优选为氨、氢氧化钾。这些碱性化合物可单独使用一种，也可组合使用两种以上。

1.5.pH

本实施方式的化学机械研磨用组合物的pH优选为2以上且7以下，更优选为2以上且6以下，特别优选为2.5以上且5.5以下。如果pH为所述范围内，则化学机械研磨用组合物中的(A)成分的仄他电位的绝对值变大，由此分散性提升，因此可在减少含有钨膜的半导体基板的研磨损伤或凹陷的产生的同时进行高速研磨。

此外，本实施方式的化学机械研磨用组合物的pH视需要可通过适当增减有机酸及其盐、无机酸及其盐、碱性化合物的含量来调整。

在本发明中，所谓pH，是指氢离子指数，其值可在25℃、1气压的条件下，使用市售的pH计(例如，堀场制作所股份有限公司制造，桌上型pH计)来测定。

1.6.用途

本实施方式的化学机械研磨用组合物可主要用作用于对构成半导体装置的多个基板中设置有包含钨的配线层的被处理体进行研磨的研磨剂。例如，可用于如下工艺：在包含具有接触孔的绝缘膜与设置在所述接触孔内及所述绝缘膜上的钨膜的被处理体中，对所述绝缘膜上的钨膜进行研磨，而形成埋入到所述绝缘膜中的接触孔的钨插塞(W-plug)。

1.7.化学机械研磨用组合物的制备方法

本实施方式的化学机械研磨用组合物可通过使所述各成分溶解或分散在水等液状介质中来制备。溶解或分散的方法并无特别限制，只要可均匀地溶解或分散，则可应用任何方法。另外，所述各成分的混合顺序、混合方法也无特别限制。

1.8.POU浆料

本实施方式的化学机械研磨用组合物可用作POU浆料。POU浆料可直接使用本实施方式的化学机械研磨用组合物，另外，也可通过向本实施方式的化学机械研磨用组合物中添加水等液状介质、所述各成分及过氧化氢或铁等的金属离子等氧化剂进行稀释来制备。添加的方法并无特别限制，只要可均匀地制作POU浆料，则可应用任何方法。另外，所述各成分的混合顺序或混合方法也无特别限制。

2.研磨方法

本发明的一实施方式的研磨方法包括使用所述POU浆料对设置有包含钨的配线层的被处理体进行研磨的工序。根据所述POU浆料，可使钨膜的研磨速度大且减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生，因此可形成品质良好的钨插塞。以下，一边参照图1～图3，一边对本实施方式的研磨方法进行详细说明。

2.1.被处理体

在图1中示出可应用于本实施方式的研磨方法的被处理体100的一例。

(1)首先，如图1所示，准备基体10。基体10例如可包含硅基板与形成在其上的氧化硅膜。进而，也可在基体10上形成电晶体等功能设备。

(2)接下来，在基体10上，通过使用硅烷气体与氧气的化学气相沉积(chemicalvapor deposition，CVD)法而形成作为绝缘膜的氧化硅膜12。其后，通过CMP而将氧化硅膜12研磨到中途而将表面平坦化。

(3)接下来，在氧化硅膜12上形成抗蚀剂图案。以其为掩模，对氧化硅膜12进行蚀刻而形成接触孔14。形成接触孔14后，将抗蚀剂图案去除。

(4)接下来，应用CVD法而使钨膜16堆积在氧化硅膜12的表面及接触孔14内。

通过以上的工序而形成被处理体100。

2.2.化学机械研磨工序

在化学机械研磨工序中，如图2所示，使用所述POU浆料对钨膜16进行研磨，直到氧化硅膜12露出为止。根据所述POU浆料，可使钨膜的研磨速度大且减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生，因此可形成品质良好的钨插塞。

优选为在化学机械研磨工序后，将残留在被研磨面的研磨粒去除。所述研磨粒的去除可通过通常的清洗方法来进行。例如，在刷子擦洗清洗后，利用氨：过氧化氢：水为1：1：5(质量比)左右的碱性清洗液进行清洗，由此可去除附着在被研磨面的研磨粒。进而，作为吸附在被研磨面的杂质金属种的清洗液，例如可使用柠檬酸水溶液、氢氟酸与柠檬酸的混合水溶液及氢氟酸与乙二胺四乙酸(Ethylene Diamine Tetraacetic Acid，EDTA)的混合水溶液等。

2.3.化学机械研磨装置

在所述化学机械研磨工序中，例如可使用如图3所示那样的化学机械研磨装置200。图3是示意性地表示化学机械研磨装置200的立体图。通过如下方式来进行：从浆料供给喷嘴42供给POU浆料44，并且使贴附有研磨用垫46的转盘(turntable)48旋转，同时使保持半导体基板50的承载头(carrier head)52抵接。此外，在图3中，也一并示出了水供给喷嘴54及修整器(dresser)56。

承载头52的研磨负荷可在10hPa～980hPa的范围内选择，优选为30hPa～490hPa。另外，转盘48及承载头52的转速可在10rpm～400rpm的范围内适当选择，优选为30rpm～150rpm。从浆料供给喷嘴42供给的浆料(POU浆料)44的流量可在10mL/分钟～1,000mL/分钟的范围内选择，优选为50mL/分钟～400mL/分钟。

作为市售的化学机械研磨装置，例如可列举：荏原制作所公司制造的型号“EPO-112”、“EPO-222”、“F-REX300SII”；莱玛特(Lapmaster)SFT公司制造的型号“LGP-510”、“LGP-552”；应用材料(Applied Materials)公司制造的型号“米拉(Mirra)”、“莱福莱克森(Reflexion)”；G&P科技(G&PTECHNOLOGY)公司制造的型号“波利(POLI)-762”等。

3.实施例

以下，通过实施例来说明本发明，但本发明并不受这些实施例任何限定。此外，只要无特别说明，则本实施例中的“份”及“％”为质量基准。

3.1.研磨粒的制备

＜研磨粒A＞

购入扶桑化学工业公司制造的胶体二氧化硅(商品名：PL-3)、二氧化硅浓度20质量％、pH7.8、平均粒子径70nm的球状胶体二氧化硅，并直接用作研磨粒A。此外，研磨粒A的平均粒子径是使用动态吸附表面积自动测定装置(麦克默瑞提克(Micromeritics)公司制造、“麦克默瑞提克弗洛索尔部(Micromeritics FlowSorb)II 2300”)，通过BET法来测定比表面积，根据其测定值来算出而求出。

＜研磨粒B＞

购入多摩化学工业公司制造的胶体二氧化硅(商品名：TS60C20β)、二氧化硅浓度20质量％、pH8.1、平均粒子径55nm的在表面具有多个突起的胶体二氧化硅，并直接用作研磨粒B。此外，研磨粒B的平均粒子径与研磨粒A同样地求出。

＜研磨粒C＞

购入扶桑化学工业公司制造的胶体二氧化硅(商品名：PL-3-C)、二氧化硅浓度20质量％、pH9.1、平均粒子径68nm的表面经氨基修饰的球状胶体二氧化硅，并直接用作研磨粒C。此外，研磨粒C的平均粒子径与研磨粒A同样地求出。

＜研磨粒D＞

购入圣戈班集团(Saint-Gobain)公司制造的胶体氧化铝(商品名：氧化铝研磨浆料7992 0.20MICS)、氧化铝浓度20质量％、pH4.2、平均粒子径187nm的球状胶体氧化铝，并直接用作研磨粒D。此外，研磨粒D的平均粒子径与研磨粒A同样地求出。

＜研磨粒E＞

购入日挥催化剂化成公司制造的水玻璃二氧化硅(商品名：CATALOID PPS-45PKH)、二氧化硅浓度40质量％、pH10.1、平均粒子径63nm的球状水玻璃二氧化硅，并直接用作研磨粒E。此外，研磨粒E的平均粒子径与研磨粒A同样地求出。

3.2.化学机械研磨用组合物的制备

将下表1～下表3中所记载的研磨粒以成为规定浓度的方式添加在容量1L的聚乙烯制瓶中后，以成为下表1～下表3所示的组成的方式添加剩余的成分，进而以成为下表1～下表3所示的pH的方式按各种酸的添加量调整，以所有成分的合计量成为100质量份的方式添加作为液状介质的纯水进行调整，由此制备各实施例及各比较例的化学机械研磨用组合物。

3.3.评价方法

3.3.1.研磨速度评价

首先，准备直径12英寸的先进材料技术(Advanced Materials Technologies)股份有限公司的钨膜毯覆式晶片“W ”与D&X股份有限公司的氧化硅膜毯覆式晶片“p-TEOS”。将这些毯覆式晶片作为被处理体，在下述条件下实施化学机械研磨。

＜研磨条件＞

·研磨装置：应用材料(Applied Materials)公司制造、型号“莱福莱克森(REFLEXION)LK”

·研磨用垫：富士纺绩公司制造、“多硬质聚氨基甲酸酯制垫；H800-typel(3-1S)775”

·POU浆料供给速度：300mL/分钟

·压盘转速：100rpm

·头转速：90rpm

·头按压压力：2psi

·

氧化硅膜的厚度是通过使用非接触式光学式膜厚测定装置(科磊(KLA-Tencor)公司制造、型号“F5x”)来测定折射率而算出。钨膜的厚度是通过使用片电阻测定装置(科磊(KLA-Tencor)公司制造、型号“RS-100”)来测定片电阻而算出。

如上所述中所获得的研磨速度中，在钨膜的研磨速度为以上的情况下，由于在实际的半导体研磨中能够充分研磨，因此判断为良好并在表中记载为“A”。在钨膜的研磨速度未满的情况下，由于研磨速度慢，因此判断为不良并在表中记载为“B”。另外，关于氧化硅膜，也同样如此，在氧化硅膜的研磨速度为以上的情况下，由于在实际的半导体研磨中能够充分研磨，因此判断为良好并在表中记载为“A”。在氧化硅膜的研磨速度未满的情况下，由于研磨速度慢，因此判断为不良并在表中记载为“B”。

3.3.2.腐蚀评价

如图4所示，准备直径12英寸的先进材料技术(Advanced MaterialsTechnologies)股份有限公司的带图案的晶片“MASK754 W PTW”。在图4所示的带图案的晶片300中，62表示“300mm Si”，64表示“100nm PE-TEOS(SiO₂)”，66表示“10nm Ti”，68表示“6nm TiN”，70表示“200nm W”。将所述带图案的晶片300作为被处理体，在下述条件下实施第一阶段化学机械研磨。

＜第一阶段研磨条件＞

·化学机械研磨用组合物：卡博特(Cabot)公司制造、“W2000”(含有铁离子及过氧化氢的浆料)

·研磨用垫：罗德尔-霓达(Rodel Nitta)公司制造、“IC1000/SUBA400”

·压盘转速：70rpm

·头转速：71rpm

·头负荷：50g/cm²

·化学机械研磨用组合物供给速度：200mL/分钟

·研磨时间：150秒

继而，将下表1～下表3中所记载的质量份的化学机械研磨用组合物添加在10L的聚乙烯制瓶中，向其中添加纯水，将总量设为100质量份来制作POU浆料。使用以所述方式制作的POU浆料，在下述研磨条件下对通过所述第一阶段化学机械研磨而获得的研磨面实施第二阶段化学机械研磨。

＜第二阶段研磨条件＞

·研磨装置：应用材料(Applied Materials)公司制造、型号“莱福莱克森(REFLEXION)LK”

·研磨用垫：富士纺绩公司制造、“多硬质聚氨基甲酸酯制垫；H800-typel(3-1S)775”

·POU浆料供给速度：300mL/分钟

·压盘转速：100rpm

·头转速：90rpm

·头按压压力：2psi

利用扫描式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)对所述第二阶段化学机械研磨后的带图案的晶片进行观察。于在100k的视野中腐蚀为3个以下的情况下，由于在实际的半导体研磨中能够充分抑制腐蚀，因此判断为良好并在表中记载为“A”。于在100k的视野中腐蚀为4个以上的情况下，判断为腐蚀抑制不良并在表中记载为“B”。

3.3.3.缺陷评价

利用缺陷检查装置(科磊(KLA-Tencor)公司制造、KLA2351)对所述研磨速度评价后的带图案的晶片进行观察。缺陷数的算出中，将缺陷检查装置的像素尺寸设为0.16μm，以阵列模式进行测定，对从通过比较图像与像素单元重叠而产生的差异提取的缺陷进行检测并加以评价。在0.16μm以上的缺陷未满10个/晶片的情况下，判断为良好的结果并在表中记载为“A”。在0.16μm以上的缺陷为10个/晶片以上的情况下，由于晶片的电特性有可能产生异常，因此判断为不良并在表中记载为“B”。

3.4.评价结果

将各实施例及各比较例的化学机械研磨用组合物的组成以及各评价结果示于下表1～下表3中。

[表1]

[表2]

[表3]

上表1～上表3中的各成分分别使用下述商品或试剂。

＜(B1)不包含卤素原子的杂环化合物＞

·噻唑：富士胶片和光纯药公司制造、商品名“噻唑”

·异噻唑啉酮：富士胶片和光纯药公司制造、商品名“异噻唑啉酮”

·2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮：西格玛奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制造、商品名“2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮”

·2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮：富士胶片和光纯药公司制造、商品名“2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮”

＜(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物＞

·2-氯噻唑：东京化成工业公司制造、商品名“2-氯噻唑(2-Chlorothiazole)”

·5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮：富士胶片和光纯药公司制造、商品名“5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮”

·4,5-二氯-2-正辛基-异噻唑啉-3-酮：东京化成工业公司制造、商品名“4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(4,5-Dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one)”

·4-溴噻唑：东京化成工业公司制造、商品名“4-溴噻唑(4-Bromothiazole)”

＜有机酸＞

·柠檬酸：扶桑化学工业公司制造、商品名“精制柠檬酸(结晶)L”

·酒石酸：富士胶片和光纯药公司制造、商品名“酒石酸”

·马来酸：扶桑化学工业公司制造、商品名“精制马来酸”

根据实施例1～17的POU浆料而可知：通过含有规定量的(A)成分、(B1)成分、(B2)成分，可高速研磨钨膜，并且可减少带图案的晶片上的钨配线的腐蚀及缺陷的产生。

比较例1、3的POU浆料是不含有(B1)成分的例子。可知：在所述情况下，容易产生带图案的晶片上的钨配线的腐蚀。

比较例2、4的POU浆料是不含有(B2)成分的例子。可知：在所述情况下，容易产生带图案的晶片上的钨配线的腐蚀和/或缺陷。

比较例5、6的POU浆料是(A)成分的含量为规定范围外的例子。可知：在所述情况下，(A)成分的含量不论是过多还是过少，均容易产生带图案的晶片上的钨配线的腐蚀。另外，比较例6的POU浆料由于(A)成分的含量过少，因此无法高速研磨钨膜。

根据以上的结果而可知：通过本申请发明的化学机械研磨用组合物，可使钨膜的研磨速度大且减少钨表面的腐蚀或缺陷的产生。

本发明并不限定于所述实施方式，能够进行各种变形。例如，本发明包括与实施方式中所说明的结构实质上相同的结构(例如功能、方法及结果相同的结构、或者目的及效果相同的结构)。另外，本发明包括对实施方式中所说明的结构的非本质部分进行替换而成的结构。另外，本发明包括发挥与实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构或可达成相同目的的结构。另外，本发明包括对实施方式中所说明的结构附加现有技术所得的结构。

附图标号说明

10：基体

12：氧化硅膜

14：接触孔

16：钨膜

42：浆料供给喷嘴

44：POU浆料

46：研磨用垫

48：转盘

50：半导体基板

52：承载头

54：水供给喷嘴

56：修整器

62：300mm Si

64：100nm PE-TEOS(SiO₂)

66：10nm Ti

68：6nm TiN

70：200nm W

100：被处理体

200：化学机械研磨装置

300：带图案的晶片

Claims (9)

1.一种化学机械研磨用组合物，含有：

(A)研磨粒、

(B1)不包含卤素原子的杂环化合物、

(B2)包含至少一个卤素原子的杂环化合物、及

(C)液状介质，

相对于化学机械研磨用组合物的100质量份，所述(A)成分的含量为1质量份以上且20质量份以下。

2.根据权利要求1所述的化学机械研磨用组合物，其中，在将所述(B1)成分的含量设为MB1[质量份]、将所述(B2)成分的含量设为MB2[质量份]时，MB1/MB2＝0.05～0.5。

3.根据权利要求1或2所述的化学机械研磨用组合物，其中，所述(B1)成分及所述(B2)成分均为含氮杂环化合物。

4.根据权利要求3所述的化学机械研磨用组合物，其中，所述含氮杂环化合物具有异噻唑啉结构或噻唑结构。

5.根据权利要求1或2所述的化学机械研磨用组合物，其中，pH为2以上且7以下。

6.根据权利要求1或2所述的化学机械研磨用组合物，其中，所述(A)成分具有下述通式(1)所表示的官能基；

-SO₃ ^-M⁺·····(1)

(M⁺表示一价阳离子)。

7.根据权利要求1或2所述的化学机械研磨用组合物，其中，所述(A)成分具有下述通式(2)所表示的官能基；

-COO^-M⁺·····(2)

(M⁺表示一价阳离子)。

8.根据权利要求1或2所述的化学机械研磨用组合物，其中，所述(A)成分具有下述通式(3)或下述通式(4)所表示的官能基；

-NR¹R²·····(3)

-N⁺R¹R²R³M^-·····(4)

(所述式(3)及式(4)中，R¹、R²及R³各自独立地表示氢原子、或者经取代或未经取代的烃基；M^-表示阴离子)。

9.一种研磨方法，包括使用如权利要求1或2所述的化学机械研磨用组合物对半导体基板进行研磨的工序。