DE112013005268T5

DE112013005268T5 - Polierzusammensetzung

Info

Publication number: DE112013005268T5
Application number: DE112013005268.7T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Umeda; Takeshi Yoshikawa; Shogo Onishi; Yoshihiro KACHI
Original assignee: Fujimi Inc
Current assignee: Fujimi Inc
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-09-24
Also published as: KR102154250B1; WO2014069139A1; US9505951B2; TWI608089B; SG11201502766QA; KR20150082249A; TW201425556A; US20150315418A1; JPWO2014069139A1; JP6113741B2

Abstract

[Problem] Es wird eine Polierzusammensetzung bereitgestellt, welche in ausreichendem Maße eine hohe Polierrate für eine Barriereschicht und einen Isolierfilm aufrechterhalten und das Auftreten eines Oberflächendefekts wie einer Erosion oder eines Fangs unterdrücken kann. [Lösung] Es wird eine Polierzusammensetzung bereitgestellt, welche bei der Anwendung zum Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm verwendet wird, wobei die Polierzusammensetzung Schleifkörner, ein Oxidationsmittel, einen Metallkorrosionsinhibitor, ein Mittel zum Einstellen des pH-Werts und Wasser einschließt, wobei ein Aspektverhältnis von Schleifkörnern 1,22 oder weniger beträgt und ein Verhältnis D90/D10 von einem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn ein kumulatives Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 90% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu einem Durchmesser D10 von Partikeln; wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel 1,5 oder mehr in einer Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird, beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polierzusammensetzung.
Stand der Technik
In den letzten Jahren sind neue Feinbearbeitungsmethoden entwickelt worden, da der LSI hoch integriert ist und eine hohe Leistung aufweist. Das chemisch-mechanische Polierverfahren (nachstehend auch einfach als CMP bezeichnet) ist auch eine von diesen und ist eine Methode, welche häufig für das Ebnen des Zwischenschichtisolierfilms, die Bildung eines Metallsteckers und die Bildung einer eingebetteten Verdrahtung (Damascene-Verdrahtung) in dem LSI-Herstellungsverfahren, insbesondere dem Verfahren zur Bildung einer Mehrschichtenverdrahtung verwendet wird.
Ein allgemeines CMP-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem das Polierkissen auf einen kreisförmigen Poliertisch (Polierteller) geklebt wird und die Oberfläche des Polierkissens mit einem Poliermittel angefeuchtet ist, die Oberfläche des Substrats, auf der ein Metallfilm gebildet ist, gegen das Polierkissen gepresst wird, der Poliertisch in einem Zustand gedreht wird, in dem ein vorbestimmter Druck (nachstehend auch einfach als der Polierdruck bezeichnet) von seiner rückseitigen Oberfläche her angelegt wird, und der konvexe Teilbereich des Metallfilms durch die mechanische Reibung zwischen dem Poliermittel und dem konvexen Teilbereich des Metallfilms entfernt wird.
Andererseits wird Tantal, eine Tantallegierung, eine Tantalverbindung oder dergleichen auf der unteren Schicht aus Kupfer, einer Kupferlegierung oder dergleichen, welche der Leiter ist, als eine Barriereschicht zum Verhindern einer Kupferdiffusion in den Zwischenschichtisolierfilm gebildet. Folglich muss die freigelegte Barriereschicht mit Ausnahme des Kupfer oder die Kupferlegierung einbettenden Verdrahtungsteils durch CMP entfernt werden.
Um jede Verdrahtungsschicht zu bilden, erfolgt allgemein zuerst ein CMP des Metallfilms, welches das überschüssige Verdrahtungsmaterial entfernt, das durch das Plattierungsverfahren oder dergleichen aufgebracht wurde, (nachstehend auch als das ”Metallfilm-CMP” bezeichnet) über eine Stufe oder mehrere Stufen, und anschließend erfolgt ein CMP, welches die durch das vorangehende CMP an der Oberfläche freigelegte Barriereschicht entfernt (nachstehend auch als das ”Barriereschicht-CMP” bezeichnet). Es gibt jedoch ein Problem, dass das sogenannte Dishing, bei dem der Verdrahtungsteil übermäßig poliert wird, oder ein Oberflächendefekt wie eine Erosion und ein spitz zulaufender, vampirzahnförmiger Abtrag (im folgenden als „Fang” bezeichnet) durch das Metallfilm-CMP verursacht wird.
Um das Dishing zu verringern, ist es erforderlich, durch Einstellen der Polierrate des Metallverdrahtungsteilbereichs und der Polierrate des Barrieremetallteilbereichs in dem Barriereschicht-CMP, das nach dem Metallfilm-CMP durchgeführt wird, schließlich eine Verdrahtungsschicht mit weniger Stufen wie etwa Dishing oder Erosion zu bilden. Mit anderen Worten ist es wünschenswert, dass die Polierrate der Barriereschicht oder des Isolierfilms bei dem Barriereschicht-CMP mäßig hoch ist, da ein Dishing, bei dem der Verdrahtungsteil schneller poliert wird, oder eine Erosion als Folge des Dishings auftritt, wenn die Polierrate der Barriereschicht oder des Zwischenschichtisolierfilms im Vergleich zu dem Metallverdrahtungsteilbereich relativ langsamer ist. Dies ist auch wünschenswert, weil es erforderlich ist, die Polierrate der Barriereschicht oder des Isolierfilms aus den vorstehend beschriebenen Gründen relativ zu steigern, da ein Dishing tatsächlich häufig durch das Metallfilm-CMP verursacht wird. Hinzu kommt, dass es einen Wert hat, den Durchsatz des Barriereschicht-CMP zu erhöhen.
Außerdem ist es auch erforderlich, den Fang als einen Oberflächendefekt zu unterdrücken. Als ein Faktor zur Verursachung des Fangs wird angesehen, dass die in der Polierflüssigkeit enthaltenen Komponenten an der Grenzfläche zwischen der Verdrahtungsschicht und der von der Verdrahtungsschicht verschiedenen Region wie etwa der Barriereschicht oder dem Zwischenschichtisolierfilm ungleichmäßig lokalisiert sind und somit die nahe Umgebung der Grenzfläche übermäßig poliert wird. Zum Beispiel wird angenommen, dass die Polierrate an der Grenzfläche lokal zunimmt, wenn die Schleifkornkomponente, die in der Polierflüssigkeit enthalten ist, in einer hohen Konzentration in der nahen Umgebung der Grenzfläche vorhanden ist und somit die Grenzfläche übermäßig poliert wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird als eine Methode zum Verringern des Oberflächendefekts wie einer Erosion oder eines Fangs bei Aufrechterhaltung einer relativ höheren Polierrate für die Barriereschicht und den Zwischenschichtisolierfilm, bezogen auf die Verdrahtungsschicht, eine Polierflüssigkeit, welche eine Polierflüssigkeit zum Polieren des Kupferfilms, Barrieremetalifilms und Zwischenschichtisolierfilms eines integrierten Halbleiterschaltkreises ist und Siliciumdioxidpartikel mit einer spezifischen Silanolgruppendichte und eine organische Säure enthält, z. B. in JP 2010-041029 A und JP 2010-041027 A offenbart.
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In der in den vorstehenden JP 2010-041029 A und JP 2010-041027 A beschriebenen Polierflüssigkeit sind jedoch die Aufrechterhaltung einer hohen Polierrate der Barriereschicht und der Isolierfilmschicht sowie die Unterdrückung des Oberflächendefekts wie eines Fangs oder einer Erosion noch nicht ausreichend und deshalb wird eine weitere Verbesserung gewünscht. Außerdem gibt es Raum zur Verbesserung beim Verringern des Stufendefekts wie etwa Dishing unter Aufrechterhaltung einer hohen Polierrate in der Metallverdrahtungsschicht.
Entsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Polierzusammensetzung bereitzustellen, welche in ausreichendem Maße eine hohe Polierrate für die Barriereschicht und den Isolierfilm aufrechterhalten und den Oberflächendefekt wie einen Fang oder eine Erosion unterdrücken kann. Außerdem ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein Mittel bereitzustellen, welches im Stande ist, eine Verringerung des Stufendefekts wie etwa Dishing zu realisieren, während eine hohe Polierrate für die Metallverdrahtungsschicht aufrechterhalten wird.
Mittel zum Lösen des Problems
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die vorstehenden Probleme zu lösen. Infolgedessen wurde herausgefunden, dass die vorstehenden Probleme gelöst werden können durch die Verwendung einer Polierzusammensetzung, welche Schleifkörner, ein Oxidationsmittel, einen Metallkorrosionsinhibitor, ein Mittel zum Einstellen des pH-Werts und Wasser enthält, in welcher ein Aspektverhältnis der Schleifkörner 1,22 oder weniger beträgt und ein Verhältnis D90/D10 von einem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 90% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu einem Durchmesser D10 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel 1,5 oder mehr in einer Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird, beträgt. Insbesondere ist die Erfindung auf der Basis eines neuen Befundes zustande gebracht worden, dass die vorstehenden Probleme gelöst werden können durch Aufrechterhalten eines konstanten Werts im Hinblick auf das Aspektverhältnis und die Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner, welche im Stand der Technik in einer Zielkonfliktbeziehung im Hinblick auf die zwei Probleme der Polierrate und des Oberflächendefekts standen.
Mit anderen Worten ist die Erfindung eine Polierzusammensetzung, die bei der Anwendung zum Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm verwendet wird, welche Schleifkörner, ein Oxidationsmittel, einen Metallkorrosionsinhibitor, ein Mittel zum Einstellen des pH-Werts und Wasser einschließt, in welcher das Aspektverhältnis der Schleifkörner 1,22 oder weniger beträgt und das Verhältnis D90/D10 von dem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 90% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu dem Durchmesser D10 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel 1,5 oder mehr in der Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird, beträgt.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
Die 1(a) bis 1(d) sind schematische Querschnittsansichten, die ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Poliergegenstandes zeigen.
Beschreibung von Ausführungsformen
Die Erfindung ist eine Polierzusammensetzung, die bei der Anwendung zum Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm verwendet wird, welche Schleifkörner, ein Oxidationsmittel, einen Metallkorrosionsinhibitor, ein Mittel zum Einstellen des pH-Herts und Wasser einschließt, und in der das Aspektverhältnis der Schleifkörner 1,22 oder weniger beträgt und das Verhältnis D90/D10 von dem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 90% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu dem Durchmesser D10 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel 1,5 oder mehr in der Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird, beträgt. Eine solche Konfiguration macht es möglich, eine hohe Polierrate für eine Barriereschicht und einen Isolierfilm in ausreichendem Maße aufrechtzuerhalten und das Auftreten eines Oberflächendefekts wie eines Fangs oder einer Erosion zu unterdrücken. Außerdem macht es eine solche Konfiguration möglich, das Dishing zu unterdrücken, während eine hohe Cu-Rate aufrechterhalten wird.
Wenngleich die ausführlichen Gründe dafür, dass der vorstehend beschriebene Effekt durch die Verwendung der Polierzusammensetzung der Erfindung erhalten wird, nicht bekannt sind, ist im Stand der Technik bekannt, dass die Polierrate für den Poliergegenstand verbessert wird, aber der Oberflächendefekt schlimmer wird, wenn das Aspektverhältnis der Schleifkörner zunimmt. Außerdem wurde in Betracht gezogen, dass es möglich ist, den Oberflächendefekt durch Einengen der Breite der Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner zu verringern. Im Gegensatz dazu wird in der Erfindung in Betracht gezogen, dass der Einfluss der Schleifkörner auf den Oberflächendefekt, der durch ihre Form verursacht wird, durch Verringern des Aspektverhältnisses der Schleifkörner auf einen konstanten Wert oder weniger, d. h. durch das Formen der Schleifkörner zu einer perfekteren kreisförmigen Form eliminiert wird. Andererseits wird in Betracht gezogen, dass die Verwendung der Schleifkörner mit dem Verhältnis D90/D10, welches die Breite der Partikelgrößenverteilung auf einen bestimmten Wert oder mehr festlegt, d. h. eine breitere Breite der Partikelgrößenverteilung den Anteil der Schleifkörner, welche eine größere Partikelgröße aufweisen, erhöht und infolgedessen es möglich ist, den Oberflächendefekt wie etwa ein Dishing und einen Fang zu verhüten, während eine hohe Polierrate aufrechterhalten wird. Nebenbei bemerkt ist der vorstehende Mechanismus eine Annahme und somit ist die Erfindung in keiner Weise auf den vorstehenden Mechanismus beschränkt.
Folglich kann die Polierzusammensetzung der Erfindung für das CMP der Metallverdrahtungsschicht als eine CMP-Slurry für die Metallverdrahtungsschicht verwendet werden, kann auch für das CMP der Barriereschicht und/oder der Isolierschicht als eine CMP-Slurry für die Barriereschicht und/oder Isolierschicht verwendet werden und kann den Oberflächendefekt unterdrücken, während eine hohe Polierrate in beiden CMPs aufrechterhalten wird. Folglich ist eine geeignete Polierzusammensetzung der Erfindung eine Zusammensetzung zum Polieren einer Metallverdrahtung, und eine weitere geeignete Ausführungsform davon ist eine Zusammensetzung zum Polieren einer Barriereschicht und/oder Isolierschicht.
[Poliergegenstand]
Der Poliergegenstand gemäß der Erfindung weist eine Barriereschicht, eine Metallverdrahtungsschicht und einen Isolierfilm auf.
Zunächst wird ein Beispiel für den Poliergegenstand und das Halbleiterverdrahtungsverfahren gemäß der Erfindung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Halbleiterverdrahtungsverfahren schließt gewöhnlich die folgenden Schritte ein.
Wie in 1(a) gezeigt ist, werden eine Barriereschicht 13 und eine Metallverdrahtungsschicht 14 nacheinander auf einer Isolierschicht 12 mit einem Graben 11 gebildet, die auf einem Substrat (nicht gezeigt) bereitgestellt sind. Vor der Bildung der Metallverdrahtungsschicht 14 wird die Barriereschicht 13 auf der Isolierschicht 12 gebildet, so dass sie die Oberfläche der Isolierschicht 12 bedeckt. Die Dicke der Barriereschicht 13 ist dünner als die Tiefe und Breite des Grabens 11. Im Anschluss an die Bildung der Barriereschicht 13 wird die Metallverdrahtungsschicht 14 auf der Barriereschicht 13 gebildet, so dass sie wenigstens den Graben 11 ausfüllt und bedeckt.
Falls wenigstens der äußere Teilbereich der Metallverdrahtungsschicht 14 und der äußere Teilbereich der Barriereschicht 13 durch CMP entfernt werden, wird zunächst der größte Teil des äußeren Teilbereichs der Metallverdrahtungsschicht 14 entfernt, wie in 1(b) gezeigt ist. Anschließend wird der Rest des äußeren Teilbereichs der Metallverdrahtungsschicht 14 entfernt, um die obere Oberfläche des äußeren Teilbereichs der Barriereschicht 13 freizulegen, wie in 1(c) gezeigt ist.
Danach wird wenigstens der Teilbereich der Metallverdrahtungsschicht 14, der sich außerhalb des Grabens 11 befindet (äußerer Teilbereich der Metallverdrahtungsschicht 14) und der Teilbereich der Barriereschicht 13, der sich außerhalb des Grabens 11 befindet (äußerer Teilbereich der Barriereschicht 13) durch CMP entfernt. Infolgedessen bleiben wenigstens ein Teil des Teilbereichs der Barriereschicht 13, der sich im Inneren des Grabens 11 befindet (innerer Teilbereich der Barriereschicht 13) und wenigstens ein Teil des Teilbereichs der Metallverdrahtungsschicht 14, der sich im Inneren des Grabens 11 befindet (innerer Teilbereich der Metallverdrahtungsschicht 14) auf der Isolierschicht 12 zurück, wie in 1(d) gezeigt ist. Mit anderen Worten bleiben ein Teil der Barriereschicht 13 und ein Teil der Metallverdrahtungsschicht 14 auf der Innenseite des Grabens 11 zurück. Folglich dient der Teil der Metallverdrahtungsschicht 14, der im Inneren des Grabens 11 zurückbleibt, als Verdrahtung.
Das in der Barriereschicht enthaltene Material unterliegt keiner besonderen Beschränkung und Beispiele dafür können Tantal, Titan, Wolfram, Cobalt; und ein Edelmetall wie Gold, Silber, Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Iridium und Osmium einschließen. Diese Metalle können in der Barriereschicht in Form einer Legierung oder einer Metallverbindung enthalten sein. Tantal oder ein Edelmetall ist bevorzugt. Diese Metalle können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Außerdem unterliegt das in der Metallverdrahtungsschicht enthaltene Metall ebenfalls keiner besonderen Beschränkung und Beispiele dafür können Kupfer, Aluminium, Hafnium, Cobalt, Nickel, Titan und Wolfram einschließen. Diese Metalle können in der Metallverdrahtungsschicht in Form einer Legierung oder einer Metallverbindung enthalten sein. Die Metallverdrahtungsschicht enthält vorzugsweise Kupfer oder eine Kupferlegierung, da seine Leitfähigkeit hoch ist und eine Beschleunigung des LSI erzielt werden kann. Diese Metalle können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Beispiele für das in dem Isolierfilm enthaltene Material können TEOS (Tetraethoxysilan) einschließen.
Als Nächstes wird die Konfiguration der Polierzusammensetzung der Erfindung ausführlich beschrieben.
[Schleifkörner]
Die in der Polierzusammensetzung enthaltenen Schleifkörner haben die Wirkung des mechanischen Polierens eines Poliergegenstandes und des Verbesserns der Polierrate des Poliergegenstandes durch die Polierzusammensetzung.
Bei den verwendeten Schleifkörnern kann es sich um anorganische Partikel, organische Partikel oder organisch-anorganische Verbundpartikel handeln. Spezifische Beispiele für die anorganischen Partikel können Partikel, die aus einem Metalloxid wie Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Ceroxid und Titanoxid zusammengesetzt sind, Siliciumnitridpartikel, Siliciumcarbidpartikel und Bornitridpartikel einschließen. Spezifische Beispiele für die organischen Partikel können Polymethylmethacrylat(PMMA)-Partikel einschließen. Die Schleifkörner können einzeln oder als eine Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Außerdem können die verwendeten Schleifkörner ein handelsübliches Produkt oder ein synthetisches Produkt sein.
Von diesen Schleifkörnern ist Siliciumdioxid bevorzugt und kolloidales Siliciumdioxid ist besonders bevorzugt.
Die Schleifkörner können oberflächenmodifiziert sein. Der Wert des Zeta-Potentials von gewöhnlichem kolloidalen Siliciumdioxid liegt unter sauren Bedingungen nahe bei Null und somit neigen Siliciumdioxidpartikel unter sauren Bedingungen dazu, zu aggregieren, ohne einander elektrisch abzustoßen. Im Gegensatz dazu stoßen die Schleifkörner, welche oberflächenmodifiziert sind, so dass sie selbst unter sauren Bedingungen einen relativ großen negativen Zeta-Potentialwert aufweisen, einander selbst unter sauren Bedingungen stark ab, so dass sie vorteilhaft dispergiert werden, und infolgedessen ist die Lagerstabilität der Polierzusammensetzung verbessert. Solche oberflächenmodifizierten Schleifkörner können z. B. durch Vermischen eines Metalls wie Aluminium, Titan oder Zirconium oder eines Oxids davon mit den Schleifkörnern und Dotieren auf der Oberfläche der Schleifkörner erhalten werden.
Von diesen ist kolloidales Siliciumdioxid mit einer immobilisierten organischen Säure besonders bevorzugt. Die Immobilisierung einer organischen Säure auf der Oberfläche von kolloidalem Siliciumdioxid, das in der Polierzusammensetzung enthalten sein soll, erfolgt z. B. durch chemisches Binden der funktionellen Gruppe der organischen Säure auf der Oberfläche von kolloidalem Siliciumdioxid. Die Immobilisierung einer organischen Säure an kolloidalem Siliciumdioxid kann nicht dadurch erreicht werden, dass man kolloidales Siliciumdioxid einfach nur mit einer organischen Säure koexistieren lässt. Es ist möglich, die Immobilisierung z. B. durch das in ”Sulfonic acid-functionalized silica through quantitative oxidation of thiol groups”, Chem. Commun., 246–247 (2003) beschriebene Verfahren durchzuführen, wenn eine Sulfonsäure von einer Art von organischen Säuren auf kolloidalem Siliciumdioxid immobilisiert wird. Speziell ist es möglich, kolloidales Siliciumdioxid mit auf der Oberfläche immobilisierter Sulfonsäure durch Kuppeln eines Silanhaftvermittlers mit einer Thiolgruppe wie 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan an kolloidales Siliciumdioxid und anschließend Oxidieren der Thiolgruppe mit Wasserstoffperoxid zu erhalten. Alternativ ist es möglich, die Immobilisierung z. B. durch das in ”Novel Silane Coupling Agents Containing a Photolabile 2-Nitrobenzyl Ester for Introduction of a Carboxy Group an the Surface of Silica Gel”, Chemistry Letters, 3, 228–229 (2000) beschriebene Verfahren durchzuführen, wenn eine Carbonsäure auf kolloidalem Siliciumdioxid immobilisiert wird. Speziell ist es möglich, kolloidales Siliciumdioxid mit auf der Oberfläche immobilisierter Carbonsäure durch Kuppeln eines Silanhaftvermittlers, der einen fotoreaktiven 2-Nitrobenzylester enthält, an kolloidales Siliciumdioxid und anschließend Bestrahlen mit Licht zu erhalten.
Die Untergrenze der durchschnittlichen Primärpartikelgröße der Schleifkörner beträgt vorzugsweise 20 nm oder mehr, stärker bevorzugt 25 nm oder mehr, noch stärker bevorzugt 30 nm oder mehr und besonders bevorzugt 50 nm oder mehr. Außerdem beträgt die Obergrenze der durchschnittlichen Primärpartikelgröße der Schleifkörner vorzugsweise 200 nm oder weniger, stärker bevorzugt 150 nm oder weniger und noch stärker bevorzugt 100 nm oder weniger. In einem solchen Bereich ist die Polierrate des Poliergegenstandes durch die Polierzusammensetzung verbessert und es ist auch möglich, das Auftreten des Oberflächendefekts auf der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, weiter zu unterdrücken. Nebenbei bemerkt wird die durchschnittliche Primärpartikelgröße der Schleifkörner z. B. auf der Basis der spezifischen Oberfläche der Schleifkörner, die durch das BET-Verfahren gemessen wird, berechnet.
Im Folgenden wird das Verfahren zum Berechnen der durchschnittlichen Partikelgröße aus der spezifischen Oberfläche der Partikel in einem Fall, bei dem die Schleifkörner Siliciumdioxid sind, genau beschrieben. Die Oberfläche A von n Partikeln wird A = nπd², wenn angenommen wird, dass die Form der Siliciumdioxidteilchen kugelförmig ist, der Durchmesser der Teilchen d (nm) ist und die relative Dichte ρ (g/cm³) ist. Die Masse N von n Partikeln wird N = ρnπd³/6. Die spezifische Oberfläche S wird durch die Oberfläche von allen konstituierenden Partikeln pro Masseneinheit des Pulvers ausgedrückt. In diesem Fall wird die spezifische Oberfläche S der n Partikel S = A/N = 6/pd. Die relative Dichte der Siliciumdioxidpartikel ist ρ = 2,2, und somit beträgt ihre durchschnittliche Partikelgröße (nm) = 2727/S (m²/g).
Die Untergrenze der durchschnittlichen Sekundärpartikelgröße der Schleifkörner beträgt vorzugsweise 25 nm oder mehr, stärker bevorzugt 30 nm oder mehr und noch stärker bevorzugt 35 nm oder mehr. Außerdem beträgt die Obergrenze der durchschnittlichen Sekundärpartikelgröße der Schleifkörner vorzugsweise 300 nm oder weniger, stärker bevorzugt 260 nm oder weniger und noch stärker bevorzugt 220 nm oder weniger. In einem solchen Bereich ist die Polierrate des Poliergegenstandes durch die Polierzusammensetzung verbessert und es ist auch möglich, das Auftreten des Oberflächendefekts auf der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, weiter zu unterdrücken. Nebenbei bemerkt beziehen sich die hier erwähnten Sekundärpartikel auf die Partikel, die durch die Assoziation der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung gebildet werden, und die durchschnittliche Sekundärpartikelgröße dieser Sekundärpartikel kann z. B. durch ein dynamisches Lichtstreuungsverfahren gemessen werden.
Die durchschnittliche Sekundärpartikelgröße der Schleifkörner wird durch einen pH, eine elektrische Leitfähigkeit und eine physikalische Behandlung wie eine Filtration geregelt.
Die Untergrenze des Gehalts der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,005 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 0,5 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt 1 Gew.-% oder mehr und am meisten bevorzugt 3 Gew.-% oder mehr. Außerdem beträgt die Obergrenze des Gehalts der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 50 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 30 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 20 Gew.-% oder weniger. In einem solchen Bereich ist die Polierrate des Poliergegenstands verbessert und es ist auch möglich, die Kosten der Polierzusammensetzung herabzusetzen und das Auftreten des Oberflächendefekts auf der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, weiter zu unterdrücken.
Die Obergrenze des Aspektverhältnisses der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung beträgt 1,22 oder weniger, vorzugsweise 1,20 oder weniger und stärker bevorzugt 1,18 oder weniger. Außerdem unterliegt die Untergrenze der durchschnittlichen Primärpartikelgröße der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung keiner besonderen Beschränkung, sondern beträgt vorzugsweise 20 nm oder mehr. In einem solchen Bereich ist es möglich, den durch ihre Gestalt verursachten Einfluss der Schleifkörner auf den Oberflächendefekt zu eliminieren und das Auftreten des Oberflächendefekts auf der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, weiter zu unterdrücken. Nebenbei bemerkt ist das Aspektverhältnis der Mittelwert des Wertes, der durch Dividieren der Länge der langen Seite des kleinsten Rechtecks, welches das durch ein Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Bild der Schleifpartikel umschreibt, durch die Länge der kurzen Seite des gleichen Rechtecks erhalten wird, für 500 Schleifpartikel, und kann unter Verwendung der allgemeinen Bildanalysesoftware erhalten werden. Deshalb ist die Untergrenze des Aspektverhältnisses 1. Das Aspektverhältnis der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung kann in der Zusammensetzung oder unter Verwendung der Schleifkörner, bevor sie als die Zusammensetzung zubereitet werden, gemessen werden.
Die Untergrenze des Verhältnisses D90/D10 von dem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 90% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu dem Durchmesser D10 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel beträgt 1,5 oder mehr, vorzugsweise 1,8 oder mehr und stärker bevorzugt 2,0 oder mehr in der Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird. Außerdem unterliegt die Obergrenze des Verhältnisses D90/D10 von dem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 90% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu dem Durchmesser D10 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel keiner besonderen Beschränkung, beträgt aber vorzugsweise 5,0 oder weniger und stärker bevorzugt 3,0 oder weniger in der Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird. In einem solchen Bereich ist die Polierrate des Poliergegenstandes verbessert und es ist auch möglich, das Auftreten des Oberflächendefekts auf der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, weiter zu unterdrücken. Nebenbei bemerkt ist es unter dem Gesichtspunkt der Verringerung des Dishing bevorzugt, dass das Verhältnis D90/D10 beim Polieren der Metallverdrahtungsschicht 3,0 oder weniger beträgt.
Das Verhältnis D90/D10 der Schleifkörner in der Polierzusammensetzung wird durch einen pH, eine elektrische Leitfähigkeit und eine physikalische Behandlung wie eine Filtration geregelt.
[Oxidationsmittel]
Spezifische Beispiele für das Oxidationsmittel gemäß der Erfindung können Wasserstoffperoxid, Peressigsäure, ein Percarbonatsalz, Harnstoffperoxid, Perchlorsäure, und ein Persulfatsalz wie Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat und Ammoniumpersulfat einschließen. Diese Oxidationsmittel können einzeln oder als eine Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
Von diesen sind ein Persulfatsalz und Wasserstoffperoxid bevorzugt und Wasserstoffperoxid ist besonders bevorzugt.
Die Untergrenze des Gehalts (der Konzentration) des Oxidationsmittels in der Polierzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,01 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt 0,05 Gew.-% oder mehr und noch stärker bevorzugt 0,1 Gew.-% oder mehr. Es gibt den Vorteil, dass die Polierrate durch die Polierzusammensetzung verbessert wird, wenn der Gehalt des Oxidationsmittels zunimmt.
Außerdem beträgt die Obergrenze des Gehalts (der Konzentration) des Oxidationsmittels in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 10 Gew.-% oder weniger, stärker bevorzugt 5 Gew.-% oder weniger und noch stärker bevorzugt 3 Gew.-% oder weniger. Es gibt den Vorteil, dass es möglich ist, den Aufwand zum Behandeln der Polierzusammensetzung nach der Verwendung zum Polieren, nämlich das Abwasser, zu verringern, zusätzlich zu der Tatsache, dass die Materialkosten der Polierzusammensetzung herabgesetzt werden können, wenn der Gehalt des Oxidationsmittels abnimmt. Außerdem gibt es auch den Vorteil, dass die übermäßige Oxidation der Oberfläche des Poliergegenstandes durch das Oxidationsmittel weniger wahrscheinlich auftritt.
[Wasser]
Die Polierzusammensetzung der Erfindung enthält Wasser als ein Dispersionsmedium oder Lösungsmittel zum Dispergieren oder Auflösen jeder Komponente. Wasser, das so wenig Verunreinigungen wie möglich enthält, ist unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung der Hemmung der Wirkung von anderen Komponenten durch die Verunreinigungen bevorzugt und genauer gesagt ist reines Wasser, ultrareines Wasser oder destilliertes Wasser, aus dem die verunreinigenden Ionen durch ein Ionenaustauschharz entfernt sind und die Fremdmaterialien durch Filtration entfernt sind, bevorzugt.
[Metallkorrosionsinhibitor]
Die Zugabe des Metallkorrosionsinhibitors zu der Polierzusammensetzung macht es möglich, das Auftreten eines durch Polieren unter Verwendung der Polierzusammensetzung gebildeten Hohlraums an der Seite der Verdrahtung weiter zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich, das Auftreten des Oberflächendefekts wie etwa Dishing auf der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, weiter zu unterdrücken.
Der Metallkorrosionsinhibitor, der verwendet werden kann, unterliegt keiner besonderen Beschränkung, ist aber vorzugsweise eine heterocyclische Verbindung oder ein oberflächenaktiver Stoff. Die Anzahl von Ringgliedern, die den heterocyclischen Ring in der heterocyclischen Verbindung bilden, unterliegt keiner besonderen Beschränkung. Außerdem kann die heterocyclische Verbindung eine Verbindung mit einem einzigen Ring oder eine polycyclische Verbindung mit einem kondensierten Ring sein. Der Metallkorrosionsinhibitor kann einzeln oder als eine Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Außerdem kann der verwendete Metallkorrosionsinhibitor ein handelsübliches Produkt oder ein synthetisches Produkt sein.
Spezifische Beispiele für die heterocyclische Verbindung, die als der Metallkorrosionsinhibitor verwendet werden kann, können eine stickstoffhaltige heterocyclische Verbindung wie eine Pyrrolverbindung, eine Pyrazolverbindung, eine Imidazolverbindung, eine Triazolverbindung, eine Tetrazolverbindung, eine Pyridinverbindung, eine Pyrazinverbindung, eine Pyridazinverbindung, eine Pyrindinverbindung, eine Indolizinverbindung, eine Indolverbindung, eine Isoindolverbindung, eine Indazolverbindung, eine Purinverbindung, eine Chinolizinverbindung, eine Chinolinverbindung, eine Isochinolinverbindung, eine Naphthyridinverbindung, eine Phthalazinverbindung, eine Chinoxalinverbindung, eine Chinazolinverbindung, eine Cinnolinverbindung, eine Buterizinverbindung, eine Thiazolverbindung, eine Isothiazolverbindung, eine Oxazolverbindung, eine Isoxazolverbindung, eine Furazanverbindung und dergleichen einschließen.
Für spezifischere Beispiele können Beispiele für die Pyrazolverbindung 1H-Pyrazol, 4-Nitro-3-pyrazol-carbonsäure, 3,5-Pyrazol-carbonsäure, 3-Amino-5-phenyl-pyrazol, 5-Amino-3-phenyl-pyrazol, 3,4,5-Tribrompyrazol, 3-Aminopyrazol, 3,5-Dimethylpyrazol, 3,5-Dimethyl-1-hydroxymethyl-pyrazol, 3-Methylpyrazol, 1-Methylpyrazol, 3-Amino-5-methylpyrazol, 4-Amino-pyrazolo[3,4-d]pyrimidin, Allopurinol, 4-Chlor-1H-pyrazolo[3,4-D]pyrimidin, 3,4-Dihydroxy-6-methylpyrazolo(3,4-B)-pyridin, 6-Methyl-1H-pyrazolo[3,4-b]pyridin-3-amin und dergleichen einschließen.
Beispiele für die Imidazolverbindung können Imidazol, 1-Methylimidazol, 2-Methylimidazol, 4-Methylimidazol, 1,2-Dimethylpyrazol, 2-Ethyl-4-methylimidazol, 2-Isopropylimidazol, Benzimidazol, 5,6-Dimethylbenzimidazol, 2-Amino-benzimidazol, 2-Chlor-benzimidazol, 2-Methylbenzimidazol, 2-(1-Hydroxyethyl)benzimidazol, 2-Hydroxy-benzimidazol, 2-Phenyl-benzimidazol, 2,5-Dimethylbenzimidazol, 5-Methylbenzimidazol, 5-Nitrobenzimidazol, 1H-Purin und dergleichen einschließen.
Beispiele für die Triazolverbindung können 1,2,3-Triazol (1H-BTA), 1,2,4-Triazol, 1-Methyl-1,2,4-triazol, Methyl-1H-1,2,4-triazol-3-carboxylat, 1,2,4-Triazol-3-carbonsäure, Methyl-1,2,4-triazol-3-carboxylat, 1H-1,2,4-Triazol-3-thiol, 3,5-Diamino-1H-1,2,4-triazol, 3-Amino-1,2,4-triazol-5-thiol, 3-Amino-1H-1,2,4-triazol, 3-Amino-5-benzyl-4H-1,2,4-triazol, 3-Amino-5-methyl-4H-1,2,4-triazol, 3-Nitro-1,2,4-triazol, 3-Brom-5-nitro-1,2,4-triazol, 4-(1,2,4-Triazol-1-yl)phenol, 4-Amino-1,2,4-triazol, 4-Amino-3,5-dipropyl-4H-1,2,4-triazol, 4-Amino-3,5-dimethyl-4H-1,2,4-triazol, 4-Amino-3,5-dipeptyl-4H-1,2,4-triazol, 5-Methyl-1,2,4-triazol-3,4-diamin, 1H-Benzotriazol, 1-Hydroxybenzotriazol, 1-Aminobenzotriazol, 1-Carboxy-benzotriazol, 5-Chlor-1H-benzotriazol, 5-Nitro-1H-benzotriazol, 5-Carboxy-1H-benzotriazol, 5-Methyl-1H-benzotriazol, 5,6-Dimethyl-1H-benzotriazol, 1-(1',2'-Dicarboxyethyl)benzotriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)aminomethyl]benzotriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)aminomethyl]-5-methylbenzotriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)-aminomethyl]-4-methylbenzotriazol, 2-2'[(Methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl]iminobisethanol und dergleichen einschließen.
Beispiele für die Tetrazolverbindung können 1H-Tetrazol, 5-Methyltetrazol, 5-Aminotetrazol, 5-Phenyltetrazol und dergleichen einschließen.
Beispiele für die Indazolverbindung können 1H-Indazol, 5-Amino-1H-indazol, 5-Nitro-1H-indazol, 5-Hydroxy-1H-indazol, 6-Amino-1H-indazol, 6-Nitro-1H-indazol, 6-Hydroxy-1H-indazol, 3-Carboxy-5-methyl-1H-indazol und dergleichen einschließen.
Beispiele für die Indolverbindung können 1H-Indol, 1-Methyl-1H-indol, 2-Methyl-1H-indol, 3-Methyl-1H-indol, 4-Methyl-1H-indol, 5-Methyl-1H-indol, 6-Methyl-1H-indol, 7-Methyl-1H-indol, 4-Amino-1H-indol, 5-Amino-1H-indol, 6-Amino-1H-indol, 7-Amino-1H-indol, 4-Hydroxy-1H-indol, 5-Hydroxy-1H-indol, 6-Hydroxy-1H-indol, 7-Hydroxy-1H-indol, 4-Methoxy-1H-indol, 5-Methoxy-1H-indol, 6-Methoxy-1H-indol, 7-Methoxy-1H-indol, 4-Chlor-1H-indol, 5-Chlor-1H-indol, 6-Chlor-1H-indol, 7-Chlor-1H-indol, 4-Carboxy-1H-indol, 5-Carboxy-1H-indol, 6-Carboxy-1H-indol, 7-Carboxy-1H-indol, 4-Nitro-1H-indol, 5-Nitro-1H-indol, 6-Nitro-1H-indol, 7-Nitro-1H-indol, 4-Nitril-1H-indol, 5-Nitril-1H-indol, 6-Nitril-1H-indol, 7-Nitril-1H-indol, 2,5-Dimethyl-1H-indol, 1,2-Dimethyl-1H-indol, 1,3-Dimethyl-1H-indol, 2,3-Dimethyl-1H-indol, 5-Amino-2,3-dimethyl-1H-indol, 7-Ethyl-1H-indol, 5-(Aminomethyl)indol, 2-Methyl-5-amino-1H-indol, 3-Hydroxymethyl-1H-indol, 6-Isopropyl-1H-indol, 5-Chlor-2-methyl-1H-indol und dergleichen einschließen.
Von diesen ist eine bevorzugte heterocyclische Verbindung eine Triazolverbindung und insbesondere sind 1H-Benzotriazol, 5-Methyl-1H-benzotriazol, 5,6-Dimethyl-1H-benzotriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)aminomethyl]-5-methylbenzotriazol, 1-[N,N-Bis(hydroxyethyl)aminomethyl]-4-methylbenzotriazol, 1,2,3-Triazol, 2-2'[(Methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl]iminobisethanol und 1,2,4-Triazol bevorzugt. Diese heterocyclischen Verbindungen weisen eine hohe chemische oder physikalische Adsorptionskraft an der Oberfläche eines Poliergegenstandes auf und können somit einen stärkeren Schutzfilm auf der Oberfläche des Poliergegenstandes bilden. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf das Verbessern der Ebenheit der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung der Erfindung poliert wurde.
Außerdem können Beispiele für den als den Metallkorrosionsinhibitor verwendeten oberflächenaktiven Stoff einen anionischen oberflächenaktiven Stoff, einen kationischen oberflächenaktiven Stoff und einen amphoteren oberflächenaktiven Stoff einschließen.
Beispiele für den anionischen oberflächenaktiven Stoff können eine Polyoxyethylenalkyletheressigsäure, einen Alkylsulfatester wie einen Polyoxyethylenalkylsulfatester, Laurylsulfatester und dergleichen, eine Polyoxyethylenalkylethersulfonsäure, eine Alkylethersulfonsäure, eine Alkylbenzolsulfonsäure, einen Alkylphosphatester, einen Polyoxyethylenalkylphosphatester, Polyoxyethylensulfobernsteinsäure, eine Alkylsulfobernsteinsäure, eine Alkylnaphthalinsulfonsäure, eine Alkyldiphenyletherdisulfonsäure, ein Salz davon (ein Natriumsalz, ein Ammoniumsalz und dergleichen) und dergleichen einschließen.
Beispiele für den kationischen oberflächenaktiven Stoff können ein Alkyltrimethylammoniumsalz, ein Alkyldimethylammoniumsalz, ein Alkylbenzyldimethylammoniumsalz, ein Alkylaminsalz und dergleichen einschließen.
Beispiele für den amphoteren oberflächenaktiven Stoff können ein Alkylbetain, ein Alkylaminoxid und dergleichen einschließen.
Spezifische Beispiele für den nicht-ionischen oberflächenaktiven Stoff können einen Polyoxyalkylenalkylether wie Polyoxyethylenalkylether und dergleichen, einen Sorbitanfettsäureester, einen Glycerinfettsäureester, einen Polyoxyethylenfettsäureester, ein Polyoxyethylenalkylamin und ein Alkylalkanolamid einschließen. Von diesen ist ein Polyoxyalkylenalkylether bevorzugt.
Von diesen können bevorzugte oberflächenaktive Stoffe eine Polyoxyethylenalkyletheressigsäure, ein Polyoxyethylenalkylethersulfatsalz, ein Alkylethersulfatsalz und ein Alkylbenzolsulfonatsalz einschließen. Diese oberflächenaktiven Stoffe weisen eine hohe chemische oder physikalische Adsorptionskraft an der Oberfläche eines Poliergegenstandes auf und können somit einen stärkeren Schutzfilm auf der Oberfläche des Poliergegenstandes bilden. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf das Verbessern der Ebenheit der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung der Erfindung poliert wurde.
Die Untergrenze des Gehalts des Metallkorrosionsinhibitors in der Polierzusammensetzung beträgt vorzugsweise 0,001 g/l oder mehr, stärker bevorzugt 0,005 g/l oder mehr und noch stärker bevorzugt 0,01 g/l oder mehr. Außerdem beträgt die Obergrenze des Gehalts des Metallkorrosionsinhibitors in der Polierzusammensetzung vorzugsweise 10 g/l oder weniger, stärker bevorzugt 5 g/l oder weniger und noch stärker bevorzugt 2 g/l oder weniger. In einem solchen Bereich ist die Ebenheit der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde, verbessert und die Polierrate des Poliergegenstandes durch die Polierzusammensetzung ist verbessert.
[pH der Polierzusammensetzung]
Die Untergrenze des pH-Werts der Polierzusammensetzung der Erfindung beträgt vorzugsweise 2 oder mehr. Es ist möglich, das Risiko, dass ein übermäßiges Ätzen der Oberfläche des Poliergegenstandes durch die Polierzusammensetzung auftritt, zu verringern, wenn der pH der Polierzusammensetzung zunimmt.
Außerdem beträgt die Obergrenze des pH-Werts der Polierzusammensetzung vorzugsweise 10 oder weniger. Es ist möglich, das Auftreten eines durch Polieren unter Verwendung der Polierzusammensetzung gebildeten Hohlraums an der Seite der Verdrahtung weiter zu unterdrücken, wenn der pH der Polierzusammensetzung abnimmt.
Nebenbei bemerkt beträgt der pH der Polierzusammensetzung vorzugsweise 10 oder weniger unter Berücksichtigung der elektrostatischen Abstoßung zwischen den Schleifkörnern und dem zu polierenden Film, falls die Barriereschicht ebenfalls poliert wird. Außerdem beträgt der pH der Polierzusammensetzung vorzugsweise 4 bis 8 im Hinblick auf das Auswahlverhältnis der Polierrate der Kupferschicht zu der Barriereschicht, falls das Polieren der Metallverdrahtungsschicht beabsichtigt ist.
Der pH kann durch Zugeben eines Mittels zum Einstellen des pH-Werts in einer geeigneten Menge eingestellt werden. Das Mittel zum Einstellen des pH-Werts, welches zum Einstellen des pH-Werts der Polierzusammensetzung auf einen gewünschten Wert verwendet wird, kann eine Säure oder ein Alkali sein und kann eine anorganische Verbindung oder organische Verbindung sein. Spezifische Beispiele für die Säure können eine anorganische Säure wie Schwefelsäure, Salpetersäure, Borsäure, Kohlensäure, hypophosphorige Säure, phosphorige Säure, Phosphorsäure und dergleichen; und eine organische Säure wie eine Carbonsäure einschließlich Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, 2-Methylbuttersäure, n-Hexansäure, 3,3-Dimethylbuttersäure, 2-Ethylbuttersäure, 4-Methylpentansäure, n-Heptansäure, 2-Methylhexansäure, n-Octansäure, 2-Ethylhexansäure, Benzoesäure, Glycolsäure, Salicylsäure, Glycerinsäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Citronensäure, Milchsäure und dergleichen und eine organische Sulfonsäure einschließlich Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure, Isethionsäure und dergleichen einschließen. Spezifische Beispiele für das Alkali können ein Amin wie Ammoniak, Ethylendiamin, Piperazin, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid und ein quartäres Ammoniumsalz wie Tetramethylammonium, Tetraethylammonium und dergleichen einschließen. Diese Mittel zum Einstellen des pH-Werts können einzeln oder als eine Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden.
[Weitere Komponenten]
Die Polierzusammensetzung der Erfindung kann außerdem weitere Komponenten wie einen Komplexbildner, ein Konservierungsmittel, ein antimykotisches Mittel, ein Reduktionsmittel, ein wasserlösliches Polymer und ein organisches Lösungsmittel zum Auflösen einer schwerlöslichen organischen Substanz enthalten, falls dies erforderlich ist. Im Folgenden wird der Komplexbildner, welcher eine bevorzugte weitere Komponente ist, beschrieben.
[Komplexbildner]
Der in der Polierzusammensetzung enthaltene Komplexbildner hat die Wirkung, dass er die Oberfläche des Poliergegenstandes chemisch ätzt und die Polierrate des Poliergegenstandes durch die Polierzusammensetzung verbessert.
Zu Beispielen für den verwendbaren Komplexbildner können eine anorganische Säure oder ein Salz davon, eine organische Säure oder ein Salz davon, eine Nitrilverbindung, eine Aminosäure, ein Chelatbildner und dergleichen gehören. Diese Komplexbildner können einzeln oder als eine Mischung von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Außerdem kann der verwendete Komplexbildner ein handelsübliches Produkt oder ein synthetisches Produkt sein.
Spezifische Beispiele für die anorganische Säure können Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Kohlensäure, Borsäure, Tetrafluorborsäure, hypophosphorige Säure, phosphorige Säure, Phosphorsäure, Pyrophosphorsäure und dergleichen einschließen.
Spezifische Beispiele für die organische Säure können eine Carbonsäure wie eine Monocarbonsäure einschließlich Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, 2-Methylbuttersäure, n-Hexansäure, 3,3-Dimethylbuttersäure, 2-Ethylbuttersäure, 4-Methylpentansäure, n-Heptansäure, 2-Methylhexansäure, n-Octansäure, 2-Ethylhexansäure, Milchsäure, Glycolsäure, Glycerinsäure, Benzoesäure, Salicylsäure und dergleichen; und eine Polycarbonsäure einschließlich Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Gluconsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Maleinsäure, Phthalsäure, Fumarsäure, Apfelsäure, Weinsäure, Citronensäure und dergleichen einschließen. Außerdem ist es auch möglich, eine Sulfonsäure wie Methansulfonsäure, Ethansulfonsäure und Isethionsäure zu verwenden.
Als der Komplexbildner kann ein Salz der anorganischen Säuren oder organischen Säuren verwendet werden. Es ist möglich, die pH-puffernde Wirkung insbesondere im Fall der Verwendung eines Salzes, das durch eine schwache Säure und eine starke Base erzeugt wird, eines Salzes, das durch eine starke Säure und eine schwache Base erzeugt wird, oder eines Salzes, das durch eine schwache Säure und eine schwache Base erzeugt wird, zu erwarten. Beispiele für ein solches Salz können Kaliumchlorid, Natriumsulfat, Kaliumnitrat, Kaliumcarbonat, Kaliumtetrafluorborat, Kaliumpyrophosphat, Kaliumoxalat, Trinatriumcitrat, (+) Kaliumtartrat, Kaliumhexafluorphosphat und dergleichen einschließen.
Spezifische Beispiele für die Nitrilverbindung können Acetonitril, Aminoacetonitril, Propionitril, Butyronitril, Isobutyronitril, Benzonitril, Glutarodinitril, Methoxyacetonitril und dergleichen einschließen.
Spezifische Beispiele für die Aminosäure können Glycin, α-Alanin, β-Alanin, N-Methylglycin, N,N-Dimethylglycin, 2-Aminobuttersäure, Norvalin, Valin, Leucin, Norleucin, Isoleucin, Phenylalanin, Prolin, Sarcosin, Ornithin, Lysin, Taurin, Serin, Threonin, Homoserin, Tyrosin, Bicin, Tricin, 3,5-Diiod-tyrosin, β-(3,4-Dihydroxyphenyl)-alanin, Thyroxin, 4-Hydroxy-prolin, Cystein, Methionin, Ethionin, Lanthionin, Cystathionin, Cystin, Cysteinsäure, Asparaginsäure, Glutaminsäure, S-(Carboxymethyl)-cystein, 4-Aminobuttersäure, Asparagin, Glutamin, Azaserin, Arginin, Canavanin, Citrullin, δ-Hydroxy-Iysin, Creatin, Histidin, 1-Methyl-histidin, 3-Methyl-histidin und Tryptophan einschließen.
Spezifische Beispiele für den Chelatbildner können Nitrilotriessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Ethylendiamintetraessigsäure, N,N,N-Tri-methylenphosphonsäure, Ethylendiamin-N,N,N',N'-tetramethylensulfonsäure, trans-Cyclohexandiamintetraessigsäure, 1,2-Diaminopropantetraessigsäure, Glycoletherdiamintetraessigsäure, Ethylendiaminorthohydroxyphenylessigsäure, Ethylendiaminbernsteinsäure (SS-Isomer), N-(2-Carboxylat-ethyl)-L-asparaginsäure, β-Alanindiessigsäure, 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure, 1-Hydroxyethyliden-1,1-diphosphonsäure, N,N'-Bis(2-hydroxybenzyl)ethylendiamin-N,N'-diessigäure, 1,2-Dihydroxybenzol-4,6-disulfonsäure und dergleichen einschließen.
Von diesen ist wenigstens eine Art, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer anorganischen Säure oder einem Salz davon, einer Carbonsäure oder einem Salz davon und einer Nitrilverbindung bevorzugt und eine anorganische Säure oder ein Salz davon ist unter dem Gesichtspunkt der Stabilität der Komplexstruktur mit der in dem Poliergegenstand enthaltenen Metallverbindung stärker bevorzugt. Außerdem kann im Fall der Verwendung solcher mit einer den pH-Wert einstellenden Funktion (z. B. verschiedener Arten von Säuren) als die verschiedenen Arten der vorstehend beschriebenen Komplexbildner der Komplexbildner als wenigstens ein Teil des Mittels zum Einstellen des pH-Werts verwendet werden.
Die Untergrenze des Gehalts (der Konzentration) des Komplexbildners in der Polierzusammensetzung unterliegt keiner besonderen Beschränkung, da die Wirkung selbst in einer kleinen Menge auftritt, aber die Untergrenze beträgt vorzugsweise 0,001 g/l oder mehr, stärker bevorzugt 0,01 g/l oder mehr und noch stärker bevorzugt 1 g/l oder mehr. Außerdem beträgt die Obergrenze des Gehalts (der Konzentration) des Komplexbildners in der Polierzusammensetzung der Erfindung vorzugsweise 20 g/l oder weniger, stärker bevorzugt 15 g/l oder weniger und noch stärker bevorzugt 10 g/l oder weniger: In einem solchen Bereich ist dies vorteilhaft im Hinblick auf das Verbessern der Polierrate des Poliergegenstandes und das Verbessern der Ebenheit der Oberfläche des Poliergegenstandes, nachdem er unter Verwendung der Polierzusammensetzung poliert wurde.
[Verfahren zum Herstellen der Polierzusammensetzung]
Das Verfahren zum Herstellen einer Polierzusammensetzung der Erfindung unterliegt keiner besonderen Beschränkung und die Polierzusammensetzung kann z. B. durch Vermischen von Schleifkörnern, einem Oxidationsmittel, einem Metallkorrosionsinhibitor und anderen Komponenten, falls erforderlich, in Wasser durch Rühren erhalten werden.
Die Temperatur beim Vermischen der jeweiligen Komponenten unterliegt keiner besonderen Beschränkung, beträgt aber vorzugsweise 10 bis 40°C, und es kann ein Erwärmen erfolgen, um die Auflösungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Außerdem unterliegt die Mischzeit ebenfalls keiner besonderen Beschränkung.
[Polierverfahren und Verfahren zum Herstellen eines Substrats]
Wie vorstehend beschrieben wird die Polierzusammensetzung der Erfindung geeigneterweise beim Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm verwendet. Folglich stellt die Erfindung ein Polierverfahren zum Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm mit der Polierzusammensetzung der Erfindung bereit. Außerdem stellt die Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats bereit, das einen Schritt des Polierens eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm durch das Polierverfahren einschließt.
Als die Polierapparatur ist es möglich, eine allgemeine Polierapparatur zu verwenden, welche mit einer Halterung zum Halten eines Substrats mit einem Poliergegenstand und dergleichen, einem Motor, der im Stande ist, die Drehzahl zu ändern, und dergleichen ausgestattet ist und einen Poliertisch aufweist, an dem ein Polierkissen (Poliertuch) befestigt werden kann.
Es ist möglich, als das Polierkissen ein allgemeines Faservlies, Polyurethan, ein poröses Fluorharz und dergleichen ohne besondere Beschränkung zu verwenden. Das Polierkissen wird vorzugsweise einem Nutenbildungsverfahren unterzogen, um die Polierflüssigkeit einzusparen.
Die Polierbedingung unterliegt ebenfalls keiner besonderen Beschränkung und z. B. beträgt die Drehgeschwindigkeit des Poliertisches vorzugsweise 10 bis 500 U/min und der an das Substrat mit dem Poliergegenstand angelegte Druck (Polierdruck) beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 psi. Das Verfahren zum Zuführen der Polierzusammensetzung zu dem Polierkissen unterliegt ebenfalls keiner besonderen Beschränkung und es wird z. B. ein Verfahren eingesetzt, bei dem sie kontinuierlich durch eine Pumpe oder dergleichen zugeführt wird. Es gibt keine Beschränkung im Hinblick auf die Zufuhrmenge, aber es ist bevorzugt, dass die Oberfläche des Polierkissens immer mit der Polierzusammensetzung der Erfindung bedeckt ist.
Nachdem das Polieren beendet ist, wird das Substrat mit fließendem Wasser gewaschen und die an dem Substrat anhaftenden Wassertröpfchen werden abgeschüttelt und durch eine Trockenschleuder oder dergleichen getrocknet, wodurch ein Substrat mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm erhalten wird.
Die Polierzusammensetzung der Erfindung kann ein Einkomponententyp oder ein Mehrkomponententyp einschließlich eines Zweikomponententyps sein. Außerdem kann die Polierzusammensetzung der Erfindung durch Verdünnen einer Stammlösung der Polierzusammensetzung z. B. 10-fach oder mehr unter Verwendung eines Verdünnungsmittels wie etwa Wasser hergestellt werden.
BEISPIELE
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele ausführlicher beschrieben. Der technische Umfang der Erfindung ist jedoch nicht nur auf die folgenden Beispiele beschränkt.
(Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 6)
Die Polierzusammensetzung wurde durch Vermischen (Mischtemperatur: ungefähr 25°C und Mischzeit: 10 Minuten) von kolloidalem Siliciumdioxid mit den in der folgenden Tabelle 2 angegebenen Bedingungen als die Schleifkörner, Wasserstoffperoxid in einer Menge von 0,6 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, als das Oxidationsmittel, und 1,2 g/l (Zusammensetzung) von 1H-BTA als der Metallkorrosionsinhibitor in Wasser durch Rühren hergestellt, so dass jede Komponente die vorstehende Konzentration aufwies. Der pH der Zusammensetzung wurde durch Bestätigung mit einem pH-Messgerät auf 2,10 eingestellt, während Salpetersäure als das Mittel zum Einstellen des pH-Werts zugegeben wurde.
Die Messung der spezifischen Oberfläche von kolloidalem Siliciumdioxid wurde durch das BET-Verfahren unter Verwendung des ”Flow SorbII 2300”, hergestellt von Micromeritics Instrument Corporation, durchgeführt. Außerdem wurde die durchschnittliche Sekundärpartikelgröße der kolloidalen Siliciumdioxidpartikel nach dem Messen mit einer Partikelgrößenmessvorrichtung, deren Prinzip das dynamische Lichtstreuungsverfahren war, bestimmt.
Messung des Aspektverhältnisses von Schleifkörnern;
Das Aspektverhältnis von kolloidalem Siliciumdioxid als die bei der Herstellung der Polierzusammensetzung verwendeten Schleifkörner wurde wie folgt bestimmt. Der durch Dividieren der Länge der langen Seite des kleinsten Rechtecks, das das mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Bild der kolloidalen Siliciumdioxidpartikel umschreibt, durch die Länge der kurzen Seite des gleichen Rechtecks erhaltene Wert wurde für 500 kolloidale Siliciumdioxidpartikel gemessen und der Mittelwert der so erhaltenen Werte wurde berechnet. Nebenbei bemerkt wurde die Messung für das mit einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommene Bild unter Verwendung der Bildanalysesoftware durchgeführt.
Messung der Polierrate;
Als der Poliergegenstand wurde ein 12 Zoll-Wafer verwendet, der durch Bilden eines Cu-Films, eines Ta-Films und eines TEOS-Films auf einem Siliciumsubstrat hergestellt wurde. Die Polierrate wurde gemessen, wenn die Oberfläche des Poliergegenstandes 60 Sekunden lang unter Verwendung der so erhaltenen Polierzusammensetzung unter der ersten Polierbedingung, die in der folgenden Tabelle 1 angegeben ist, poliert wurde. Die Polierrate wurde durch Dividieren der Differenz der Dicke von jedem Film vor und nach dem Polieren, die unter Verwendung einer Flächenwiderstandsmessvorrichtung gemessen wurde, deren Prinzip ein Vier-Sonden-Gleichstromverfahren war, durch die Polierzeit bestimmt. Die zu messende Polierrate weist eine brauchbare Höhe auf, wenn der Wert des Cu-Films 200 Å/min oder mehr und 1000 Å/min oder weniger beträgt, der Wert des Ta-Films 200 Å/min oder mehr beträgt, der Wert des TEOS-Films 500 Å/min oder mehr beträgt und der Wert der Fang-Menge des TEOS-Films 50 nm oder weniger beträgt.
[Tabelle 1]
<Erste Polierbedingung>

Polierapparatur: einseitige CMP-Polierapparatur für 200 mm
Polierkissen: Polyurethanschaum
Polierdruck: 2,7 psi (ungefähr 18,6 kPa)
Drehzahl des Poliertisches: 90 U/min
Zufuhr der Polierzusammensetzung: konstanter Fluss
Drehzahl des Trägers: 90 U/min

<Zweite Polierbedingung>

Polierapparatur: einseitige CMP-Polierapparatur für 200 mm
Polierkissen: Polyurethanschaum
Polierdruck: 1,5 psi (ungefähr 10,3 kPa)
Drehzahl des Poliertisches: 90 U/min
Zufuhr der Polierzusammensetzung: konstanter Fluss
Drehzahl des Trägers: 90 U/min
Messung von Erosion und Fang;

Die Oberfläche des Cu/TEOS-Strukturwafers (Cu-Film-Dicke: 700 nm und Grabentiefe: 300 nm vor dem Polieren) wurde unter Verwendung der so erhaltenen Polierzusammensetzung unter der ersten in vorstehender Tabelle 1 angegebenen Polierbedingung poliert, bis der Kupferfilm eine Dicke von 250 nm aufwies. Danach wurde die Oberfläche des Kupferstrukturwafers nach dem Polieren unter Verwendung der gleichen Polierzusammensetzung unter der zweiten in vorstehender Tabelle 1 angegebenen Polierbedingung poliert, bis die Barriereschicht (Material: Ta) freigelegt war. Der Fang des Cu/TEOS-Strukturwafers, nachdem er auf diese Weise dem zweistufigen Polieren unterzogen worden war, wurde in der Grenzregion zwischen dem Strukturteilbereich, in welchem der eingebettete Metallverdrahtungsteilbereich mit einer Breite von 0,25 μm und der Isolierfilmteilbereich abwechselnd ausgebildet waren, und dem peripheren Isolierfilmteilbereich gemessen. Nebenbei bemerkt wurde eine stiftartige Stufenmessvorrichtung für die Messung des Fangs verwendet. Die Bewertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 wiedergegeben. Die zu messende Fang-Menge weist eine brauchbare Höhe auf, wenn der Wert 50 nm oder weniger beträgt.
Außerdem wurde auch die Erosion des Cu/TEOS-Strukturwafers, nachdem er dem vorstehenden zweistufigen Polieren unterzogen worden war, in der Region des Strukturteilbereichs, in der der eingebettete Metallverdrahtungsteilbereich mit einer Breite von 0,25 μm und der Isolierfilmteilbereich abwechselnd ausgebildet waren, gemessen. Nebenbei bemerkt wurde eine stiftartige Stufenmessvorrichtung für die Messung der Erosion verwendet. Die Bewertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 wiedergegeben. Die zu messende Erosions-Menge weist eine brauchbare Höhe auf, wenn der Wert 50 nm oder weniger beträgt.
Wie in Tabelle 2 zu sehen ist, wurde bestätigt, dass ein signifikant besserer Effekt im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer hohen Polierrate für die Barriereschicht und den Zwischenschichtisolierfilm sowie die Unterdrückung des Oberflächendefekts wie einer Erosion oder eines Fangs auftritt, wenn die Polierzusammensetzungen der Beispiele 1 und 2 verwendet werden, im Vergleich zu den Polierzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 6, welche die Bedingungen der Erfindung nicht erfüllen.
(Beispiele 3 bis 5 und Vergleichsbeispiele 7 bis 10)
Die Polierzusammensetzung wurde durch Vermischen (Mischtemperatur: ungefähr 25°C und Mischzeit: ungefähr 20 Minuten) von kolloidalem Siliciumdioxid mit den in der folgenden Tabelle 5 angegebenen Bedingungen als die Schleifkörner, Wasserstoffperoxid in einer Menge von 1,2 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, als das Oxidationsmittel, 0,29 g/l (Zusammensetzung) 2-2'[(Methyl-1H-benzotriazol-1-yl)methyl]iminobisethanol als der Metallkorrosionsinhibitor, 0,22 g/l (Zusammensetzung) Ammoniumlaurylsulfat, 0,63 g/l (Zusammensetzung) Polyoxyalkylenalkylether und 10 g/l (Zusammensetzung) Glycin als der Komplexbildner in Wasser durch Rühren hergestellt, so dass jede Komponente die vorstehende Konzentration aufwies. Der pH der Zusammensetzung wurde durch Bestätigen mit einem pH-Messgerät auf 7,2 eingestellt, während Kaliumhydroxid als das Mittel zum Einstellen des pH-Werts zugegeben wurde.
Messung der Polierrate;
Als der Poliergegenstand wurde ein durch Bilden einer Metallschicht (Kupferfilm) mit einer Dicke von 1,5 μm auf der Oberfläche (BTW) hergestelltes Siliciumsubstrat verwendet. Die Polierrate wurde gemessen, wenn die Oberfläche des Poliergegenstandes 60 Sekunden lang unter der ersten in der folgenden Tabelle 3 angegebenen Polierbedingung poliert wurde. Die Polierrate wurde durch Dividieren der Differenz der Dicke von jedem Film vor und nach dem Polieren, die unter Verwendung einer Flächenwiderstandsmessvorrichtung, deren Prinzip ein Vier-Sonden-Gleichstrom-Verfahren war, gemessen wurde, durch die Polierzeit bestimmt. Die zu messende Polierrate weist eine brauchbare Höhe auf, wenn der Wert des Cu-Films 5000 Å/min oder mehr beträgt.
[Tabelle 3]
<Erste Polierbedingung>

Polierapparatur: einseitige CMP-Polierapparatur für 200 mm
Polierkissen: Polyurethanschaum
Polierdruck: 3,0 psi (ungefähr 20,7 kPa)
Drehzahl des Poliertisches: 113 U/min
Drehzahl des Trägers: 90 U/min
Zufuhr der Polierzusammensetzung: 150 ml/min
Messung des Dishing;

Die Oberfläche des Kupferstrukturwafers (Cu/TEOS-Strukturwafer, Dicke des Cu-Films: 700 nm und Grabentiefe: 300 nm vor dem Polieren) wurde unter Verwendung der so erhaltenen Polierzusammensetzung unter der in vorstehender Tabelle 3 angegebenen ersten Polierbedingung poliert, bis der Kupferfilm eine Dicke von 200 nm aufwies. Danach wurde die Oberfläche des Kupferstrukturwafers nach dem Polieren unter Verwendung der gleichen Polierzusammensetzung unter der in der folgenden Tabelle 4 angegebenen zweiten Polierbedingung poliert, bis die. Barriereschicht (Material: Tantal) freigelegt war. Die Dishing-Menge (Dishing-Tiefe) des Kupferstrukturwafers, nachdem er auf diese Weise dem zweistufigen Polieren unterzogen worden war, wurde in der Region gemessen, in welcher die Verdrahtung mit einer Breite von 100 μm und der Isolierfilm (Material: Tantal) mit einer Breite von 100 μm abwechselnd aufgereiht waren, wobei ein Rasterkraftmikroskop verwendet wurde. Die Bewertungsergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 wiedergegeben. Nebenbei bemerkt weist die zu messende Dishing-Menge eine brauchbare Höhe auf, wenn der Wert 400 Å oder weniger beträgt, und der Begriff ”nicht klar” gibt einen Zustand an, bei dem das Polieren unter der zweiten Polierbedingung nicht fortschreitet, bis die Barriereschicht freigelegt ist.
[Tabelle 4]
<Zweite Polierbedingung>

Polierapparatur: einseitige CMP-Polierapparatur für 200 mm
Polierkissen: Polyurethanschaum
Polierdruck: 1,3 psi (ungefähr 9,0 kPa)
Drehzahl des Poliertisches: 113 U/min
Drehzahl des Trägers: 90 U/min
Zufuhr der Polierzusammensetzung: 200 ml/min

[Tabelle 5]

	Schleifkörner						Cu-Polierrate (Å\min)	Dishing (Å)
	durchschnittliche Primärpartikelgröße (nm)	durchschnittliche Sekundärpartikelgröße (nm)	Assoziatiosgrad	Aspektverhältnis	D90/D10	Gehalt (Gew.-%)	Cu-Polierrate (Å\min)	Dishing (Å)
Vergleichsbeispiel 6	12,0	32,3	2,69	1,38	2,1	0,1	3345	461,7
Vergleichsbeispiel 7	35,4	65,5	1,85	1,24	1,6	0,1	612	nicht klar
Vergleichsbeispiel 8	58,1	83,0	1,43	1,19	1,3	0,1	626	nicht klar
Vergleichsbeispiel 9	^91,5	218,0	2,38	1,25	2,0	0,1	727	nicht klar
Beispiel 3	33,0	75,50	2,29	1,00	3,81	0,1	6981	345
Beispiel 4	30,5	63,90	2,09	1,09	2,6	0,1	6115	307
Beispiel 5	58,2	80,20	1,38	1,06	2,7	0,1	7379	286

Wie in Tabelle 5 zu sehen ist, wurde bestätigt, dass ein signifikant besserer Effekt im Hinblick auf die Aufrechterhaltung einer hohen Polierrate für die Metallverdrahtungsschicht sowie die Unterdrückung des Oberflächendefekts wie etwa Dishing auftritt, wenn die Polierzusammensetzungen der Beispiele 3 bis 5 verwendet werden, im Vergleich zu den Polierzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 6 bis 9, welche die Bedingungen der Erfindung nicht erfüllen.
Diese Anmeldung beruht auf der früheren japanischen Patentanmeldung Nr. 2012-243073 , eingereicht am 2. November 2012, deren gesamte Inhalte durch Bezugnahme hierin aufgenommen sind.
Bezugszeichenliste

11: Graben
12: Isolierfilm
13: Barriereschicht
14: Metallverdrahtungsschicht

Claims

Polierzusammensetzung, die zum Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm verwendet wird, wobei die Polierzusammensetzung umfasst: Schleifkörner; ein Oxidationsmittel; einen Metallkorrosionsinhibitor; ein Mittel zum Einstellen des pH-Werts; und Wasser, wobei ein Aspektverhältnis der Schleifkörner 1,22 oder weniger beträgt und ein Verhältnis D90/D10 von einem Durchmesser D90 von Partikeln, wenn ein kumulatives Partikelgewicht von einer Feinpartikelseite her 90% eines Gesamtpartikelgewichts erreicht, zu einem Durchmesser D10 von Partikeln, wenn das kumulative Partikelgewicht von der Feinpartikelseite her 10% des Gesamtpartikelgewichts erreicht, der gesamten Partikel 1,5 oder mehr in einer Partikelgrößenverteilung der Schleifkörner, die durch ein Laser-Beugungs-Streuungs-Verfahren bestimmt wird, beträgt.
Polierzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Schleifkörner kolloidales Siliciumdioxid sind.
Polierzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei eine durchschnittliche Primärpartikelgröße der Schleifkörner 20 nm bis 200 nm beträgt.
Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Barriereschicht Tantal oder ein Edelmetall enthält.
Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verhältnis D90/D10 3,0 oder weniger beträgt.
Polierverfahren zum Polieren eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Metallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm unter Verwendung der Polierzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verfahren zum Herstellen eines Substrats, umfassend: einen Schritt des Polierens eines Poliergegenstandes mit einer Barriereschicht, einer Me tallverdrahtungsschicht und einem Isolierfilm durch das Polierverfahren gemäß Anspruch 6.