JP3732203B2 - Polishing composition - Google Patents
Polishing composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP3732203B2 JP3732203B2 JP2004125038A JP2004125038A JP3732203B2 JP 3732203 B2 JP3732203 B2 JP 3732203B2 JP 2004125038 A JP2004125038 A JP 2004125038A JP 2004125038 A JP2004125038 A JP 2004125038A JP 3732203 B2 JP3732203 B2 JP 3732203B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing composition
- polishing
- weight
- concentration
- surfactant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、半導体、各種メモリーハードディスク用基板等の研磨に使用される研磨用組成物に関し、特に半導体のデバイスウエハーの表面平坦化加工に好適に用いられる研磨用組成物に関するものである。 The present invention relates to a polishing composition used for polishing semiconductors, various memory hard disk substrates and the like, and more particularly to a polishing composition suitably used for surface planarization of semiconductor device wafers.
エレクトロニクス業界の最近の著しい発展により、トランジスター、IC、LSI、超LSIと進化してきており、これら半導体素子に於ける回路の集積度が急激に増大するに伴って半導体デバイスのデザインルールは年々微細化が進み、デバイス製造プロセスでの焦点深度は浅くなり、パターン形成面の平坦性はますます厳しくなってきている Recent advances in the electronics industry have evolved into transistors, ICs, LSIs, and super LSIs. As the degree of integration of circuits in these semiconductor elements has increased rapidly, the design rules for semiconductor devices have become finer year by year. The depth of focus in the device manufacturing process has become shallower, and the flatness of the pattern formation surface has become increasingly severe
一方で配線の微細化による配線抵抗の増大をカバーするために、配線材料としてアルミニウムやタングステンからより電気抵抗の小さな銅配線が検討されてきている。しかしながら銅を配線層や配線間の相互接続に用いる場合には、絶縁膜上に配線溝や孔を形成した後、スパッタリングやメッキによって銅膜を形成して不要な部分を化学的機械的研磨法（ＣＭＰ）によって絶縁膜上の不要な銅を取り除く必要がある。 On the other hand, in order to cover the increase in wiring resistance due to the miniaturization of wiring, copper wiring having a smaller electrical resistance has been studied as a wiring material from aluminum or tungsten. However, when copper is used for interconnection between wiring layers and wirings, after forming wiring grooves and holes on the insulating film, a copper film is formed by sputtering or plating, and unnecessary portions are chemically and mechanically polished. It is necessary to remove unnecessary copper on the insulating film by (CMP).
かかるプロセスでは銅が絶縁膜中に拡散してデバイス特性を低下させるので、通常は銅の拡散防止のために絶縁膜上にバリア層としてタンタルや窒化タンタルの層を設けることが一般的になっている。 In such a process, copper diffuses into the insulating film and degrades the device characteristics. Therefore, in order to prevent copper diffusion, it is common to provide a tantalum or tantalum nitride layer as a barrier layer on the insulating film. Yes.
このようにして最上層に銅膜を形成させたデバイスの平坦化ＣＭＰプロセスにおいては、初めに不要な部分の銅膜を絶縁層上に形成されたタンタル化合物の表面層まで研磨し、次のステップでは絶縁膜上のタンタル化合物の層を研磨しＳｉＯ2面が出たところで研磨が終了していなければならない。このようなプロセスを図１に示したが、かかるプロセスにおけるＣＭＰ研磨では銅、タンタル化合物、ＳｉＯ2などの異種材料に対して研磨レートに選択性があることが必要である。 In the planarization CMP process for a device having a copper film formed on the uppermost layer in this manner, an unnecessary portion of the copper film is first polished to the surface layer of the tantalum compound formed on the insulating layer, and the next step Then, the tantalum compound layer on the insulating film must be polished and the polishing must be completed when the SiO 2 surface comes out. Such a process is shown in FIG. 1, and CMP polishing in such a process requires that the polishing rate be selective with respect to different materials such as copper, a tantalum compound, and SiO 2 .
即ちステップ１では銅に対する研磨レートが高く、タンタル化合物に対してはほとんど研磨能力がない程度の選択性が必要である。さらにステップ２ではタンタル化合物に対する研磨レートは大きいがＳｉＯ2に対する研磨レートが小さいほどＳｉＯ2の削りすぎを防止できるので好ましい。
That is, in
このプロセスを理想的には一つの研磨材で研磨できることが望まれるが、異種材料に対する研磨レートの選択比をプロセスの途中で変化させることはできないのでプロセスを２ステップに分けて異なる選択性を有する２つのスラリーでそれぞれのＣＭＰ工程を実施する。通常溝や孔の銅膜の削りすぎ（ディッシング、リセス、エロージョン）を防ぐためにステップ１ではタンタル化合物上の銅膜は少し残した状態で研磨を終了させる。ついでステップ２ではＳｉＯ2層をストッパーとして残ったわずかな銅とタンタル化合物を研磨除去する。
Ideally, this process can be polished with a single abrasive, but the selectivity of the polishing rate for different materials cannot be changed during the process, so the process is divided into two steps and has different selectivity. Each CMP step is performed with two slurries. In order to prevent excessive etching (dishing, recessing, erosion) of the copper film in the normal groove or hole, the polishing is finished in
ステップ１に用いられる研磨用組成物に対しては、ステップ２で修正できないような表面上の欠陥（スクラッチ）を発生させることなく銅膜に対してのみ大きい研磨レートを有することが必要である。
For the polishing composition used in
このような銅膜用の研磨用組成物としては、アミノ酢酸およびアミド硫酸から選ばれる少なくとも１種類の有機酸と酸化剤と水とを含有する研磨用組成物が特許文献１に記載されている。この研磨用組成物は、銅に対して比較的大きな研磨レートが得られているが、これは酸化剤によってイオン化された銅が上記の有機酸とキレートを形成して機械的に研磨されやすくなったためと推定できる。
しかしながら前記研磨用組成物を用いて、銅膜およびタンタル化合物を有する半導体デバイスを研磨すると、銅とタンタル化合物の研磨選択比が充分でなかったり、銅に対する選択比を高めると配線溝や孔の銅膜が削られ過ぎたり、銅膜表面の平滑性が損なわれる等の問題があった。
However, when polishing a semiconductor device having a copper film and a tantalum compound using the polishing composition, the polishing selectivity of copper and tantalum compound is not sufficient, or if the selectivity to copper is increased, the wiring trench and hole copper There have been problems such as excessive film shaving and loss of smoothness on the copper film surface.
本発明は、銅膜とタンタル化合物を有する半導体デバイスのＣＭＰ加工プロセスにおいて、銅の研磨レートは大きいがタンタル化合物の研磨レートが小さいという選択性の高い研磨用組成物を提供することにあり、更に銅膜表面の平滑性にも優れたＣＭＰ加工用の研磨用組成物である。 An object of the present invention is to provide a polishing composition having a high selectivity in which the polishing rate of copper is high but the polishing rate of tantalum compound is low in the CMP process of a semiconductor device having a copper film and a tantalum compound. It is a polishing composition for CMP processing excellent in smoothness of the copper film surface.
本発明は（Ａ）有機樹脂微粒子、（Ｂ）アミノ酸、（Ｃ）ベンゾトリアゾール、（Ｄ）界面活性剤（Ｅ）過酸化水素及び（Ｆ）水を含有する研磨用組成物であって、（Ａ）有機樹脂微粒子の平均粒子径が１０〜２００ｎｍの範囲であり、研磨用組成物中の濃度が０．１〜５重量％であり、（Ｂ）アミノ酸の主成分がグリシンであり、研磨用組成物中の濃度が０．０１〜１０重量％であり、（Ｃ）ベンゾトリアゾールの研磨用組成物中の濃度が０．０００１〜０．５重量％であり、（Ｄ）界面活性剤がエチレンオキサイド鎖を分子内に持つアニオン性界面活性剤であり、研磨用組成物中の濃度が０．０００１〜１重量％であり、（Ｅ）過酸化水素の研磨用組成物中の濃度が０．０１〜１０重量％であることを特徴とする研磨用組成物であって、
（２）前記の界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩およびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩から選ばれる少なくとも一つ以上の化合物である（１）記載の研磨用組成物であって、
（３）前記の界面活性剤がポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩およびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩から選ばれる少なくとも一つ以上の化合物である（２）記載の研磨用組成物である。
The present invention is a polishing composition comprising (A) organic resin fine particles, (B) amino acids, (C) benzotriazole, (D) a surfactant (E) hydrogen peroxide and (F) water, A) The average particle diameter of the organic resin fine particles is in the range of 10 to 200 nm, the concentration in the polishing composition is 0.1 to 5% by weight, (B) the main component of the amino acid is glycine, and for polishing The concentration in the composition is 0.01 to 10% by weight, (C) the concentration of benzotriazole in the polishing composition is 0.0001 to 0.5% by weight, and (D) the surfactant is ethylene. An anionic surfactant having an oxide chain in the molecule, the concentration in the polishing composition is 0.0001 to 1 wt%, and (E) the concentration of hydrogen peroxide in the polishing composition is 0.00. A polishing composition characterized by being in an amount of 01 to 10% by weight,
(2) The polishing composition according to (1), wherein the surfactant is at least one compound selected from a polyoxyethylene alkyl ether sulfate salt and a polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate salt. ,
(3) The polishing composition according to (2), wherein the surfactant is at least one compound selected from polyoxyethylene alkyl ether sulfate ammonium salt and polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate ammonium salt. is there.
本発明によれば銅膜、タンタル膜を含む半導体デバイスのＣＭＰ加工プロセスにおいて銅膜を優先的に研磨可能な研磨用組成物が得られ、半導体デバイスを効率的に製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the polishing composition which can grind | polish a copper film preferentially in the CMP processing process of the semiconductor device containing a copper film and a tantalum film is obtained, and a semiconductor device can be manufactured efficiently.
本発明はかかる上記の問題点を解決するために種々検討した結果、特定の研磨材、化合物、酸化剤および水を含有する研磨用組成物を用いることにより、銅膜に対する研磨レートが大きく、タンタル化合物に対する研磨レートが小さい、高い選択性を得ることができ銅膜表面の平滑性にも優れた結果が得られることを見いだし、発明を完成するに至ったものである。 As a result of various investigations to solve the above-mentioned problems, the present invention uses a polishing composition containing a specific abrasive, compound, oxidant and water, so that the polishing rate for a copper film is large and tantalum is used. The inventors have found that the polishing rate with respect to the compound is small, that high selectivity can be obtained, and that the smoothness of the copper film surface is excellent, and that the present invention has been completed.
本発明には研磨材として有機樹脂微粒子を含む。有機高分子化合物の微粒子で有れば特に限定されないが、例えば、ビニルモノマーの乳化重合などによって得られる有機高分子化合物の微粒子やポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾールなど重縮合によって得られる有機高分子化合物の微粒子およびフェノール樹脂、メラミン樹脂などの付加縮合によって得られる有機高分子化合物の微粒子を挙げることができる。これらは単独で用いてもよいし、或いは複数の異なる有機高分子化合物の微粒子を任意に組み合わせて用いてもよい。好ましい例としては比較的安価で粒径の揃った極性の低いビニル系高分子が挙げられる。 The present invention includes organic resin fine particles as an abrasive. It is not particularly limited as long as it is a fine particle of an organic polymer compound. For example, fine particles of an organic polymer compound obtained by emulsion polymerization of a vinyl monomer, and organic polymers obtained by polycondensation such as polyester, polyamide, polyimide, polybenzoxazole, etc. Examples thereof include fine particles of molecular compounds and fine particles of organic polymer compounds obtained by addition condensation such as phenol resin and melamine resin. These may be used singly or in any combination of a plurality of different organic polymer compound fine particles. Preferable examples include vinyl polymers which are relatively inexpensive and have a uniform particle size and low polarity.
本発明の有機樹脂微粒子の平均粒径は１０〜２００ｎｍの範囲であるが、好ましくは２０〜１５０ｎｍの範囲である。下限値より小さいと銅膜の研磨レートが小さいために研磨用途としては適切ではなく、上限値を越えると粒子の分散が困難になるため表面平坦化機能が損なわれる。また、本発明の有機樹脂微粒子の研磨用組成物中の濃度は０．１〜５重量％であるが、好ましくは０．５〜３重量％である。ただし本発明は特にこの範囲に限定されるものではない。濃度が下限値未満では十分な研磨レートが得られず不都合であり、上限値を越えると粒子の分散が困難になり、凝集や沈降等の不具合が起こりやすくなる。 The average particle diameter of the organic resin fine particles of the present invention is in the range of 10 to 200 nm, preferably in the range of 20 to 150 nm. If it is smaller than the lower limit value, the polishing rate of the copper film is small, so that it is not suitable as a polishing application. If the upper limit value is exceeded, it becomes difficult to disperse the particles and the surface flattening function is impaired. The concentration of the organic resin fine particles of the present invention in the polishing composition is 0.1 to 5% by weight, preferably 0.5 to 3% by weight. However, the present invention is not particularly limited to this range. If the concentration is less than the lower limit, a sufficient polishing rate cannot be obtained, which is inconvenient. If the concentration exceeds the upper limit, it becomes difficult to disperse the particles, and problems such as aggregation and sedimentation tend to occur.
本発明の研磨用組成物はアミノ酸を含有する。アミノ酸の具体例としてはグリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、セリン、トレオニン、システイン、シスチン、メチオニン、フェニルアラニン、チロシン、トリプトファン、プロリン、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、ヒスチジンおよびアルギニンが挙げられる。このうちグリシン、アラニン、セリンおよびヒスチジンが好ましく、更に好ましくはグリシンである。これらのアミノ酸は単独で用いてもよいし、異なる２種以上のアミノ酸を組み合わせて用いてもよい。ただし本発明はなんらこれらに限定されるものではない。添加量については研磨用組成物中、０．０１〜１０重量％の範囲で使用する。また特に限定されるものではないが、好ましくは０．１〜５重量％の範囲である。アミノ酸の添加量が、下限値未満では研磨レートが不十分であり、上限値を越えると研磨レートが制御できなくなり過研磨や銅膜の表面腐食といった問題発生の原因となる。 The polishing composition of the present invention contains an amino acid. Specific examples of amino acids include glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, serine, threonine, cysteine, cystine, methionine, phenylalanine, tyrosine, tryptophan, proline, asparagine, glutamine, aspartic acid, glutamic acid, lysine, histidine and arginine. It is done. Of these, glycine, alanine, serine and histidine are preferred, and glycine is more preferred. These amino acids may be used alone, or two or more different amino acids may be used in combination. However, the present invention is not limited to these. The amount added is in the range of 0.01 to 10% by weight in the polishing composition. Moreover, although it does not specifically limit, Preferably it is the range of 0.1 to 5 weight%. If the amount of amino acid added is less than the lower limit, the polishing rate is insufficient, and if it exceeds the upper limit, the polishing rate cannot be controlled, causing problems such as overpolishing and surface corrosion of the copper film.
本発明の研磨用組成物はベンゾトリアゾールを含有する。本発明の研磨用組成物中の濃度は０．０００１〜０．５重量％である。また特に限定されるものではないが、好ましくは０．０１〜０．２５重量％の範囲である。下限値であると銅膜の研磨レートを十分に制御することができず不都合であり、上限値を越えると銅膜の研磨レートが極端に低下するので問題である。 The polishing composition of the present invention contains benzotriazole. The concentration in the polishing composition of the present invention is 0.0001 to 0.5% by weight. Moreover, although it does not specifically limit, Preferably it is the range of 0.01-0.25 weight%. If it is the lower limit, the polishing rate of the copper film cannot be sufficiently controlled, which is inconvenient. If the upper limit is exceeded, the polishing rate of the copper film is extremely lowered.
本発明の研磨用組成物はエチレンオキサイド鎖を分子内に持つアニオン性界面活性剤を含有する。アニオン性界面活性剤の具体的な例としてポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩等が好ましいが、本発明は特にこれらに限定されるものではない。これらの塩は単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。またポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩の具体例としてはポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩の具体例としてはポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩等が挙げられる。このうち塩の構成としてはポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸エステルアンモニウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウムなどのアンモニウム塩が最も好ましい。本発明における界面活性剤は銅膜表面に作用してディッシングを抑制するとともに、銅膜と絶縁膜の選択性を向上させ、エロージョンを防止する効果がある。本発明における研磨用組成物中の濃度は０．０００１〜１重量％であるが、好ましくは０．００１〜０．５重量％の範囲である。ただし本発明はなんらこの範囲に限定されるものではない。下限値であると添加しても効果が見られず、上限値を越えると砥粒の研磨作用を阻害し、研磨レートに悪影響を与える。 The polishing composition of the present invention contains an anionic surfactant having an ethylene oxide chain in the molecule. Specific examples of the anionic surfactant include polyoxyethylene alkyl ether sulfates and polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, but the present invention is not particularly limited thereto. These salts may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of the polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt include polyoxyethylene oleyl ether sulfate ester salt. Specific examples of the polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ester salt include polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate ester. . Among these, the salt is most preferably an ammonium salt such as ammonium polyoxyethylene oleyl ether sulfate or ammonium polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate. The surfactant in the present invention acts on the surface of the copper film to suppress dishing and improves the selectivity between the copper film and the insulating film and has the effect of preventing erosion. The concentration in the polishing composition in the present invention is 0.0001 to 1% by weight, preferably 0.001 to 0.5% by weight. However, the present invention is not limited to this range. If the lower limit is added, no effect is observed, and if the upper limit is exceeded, the polishing action of the abrasive grains is inhibited and the polishing rate is adversely affected.
本発明の研磨用組成物は過酸化水素を含有する。本発明における研磨用組成物において過酸化水素は酸化剤として作用しているものである。過酸化水素は銅膜に対して酸化作用を発揮し、イオン化を促進することによって銅膜の研磨レートを高める働きがあるが、本発明中の研磨用組成物中の濃度は０．０１〜１０重量％である。また特に限定されるものではないが、０．１〜５重量％の範囲が好ましい。下限値未満であると充分な研磨レートが得られず不都合であり、上限値を超えると銅の表面荒れやディッシングの原因となり問題である。 The polishing composition of the present invention contains hydrogen peroxide. In the polishing composition according to the present invention, hydrogen peroxide acts as an oxidizing agent. Hydrogen peroxide exerts an oxidizing action on the copper film and works to increase the polishing rate of the copper film by promoting ionization, but the concentration in the polishing composition in the present invention is 0.01 to 10%. % By weight. Although not particularly limited, a range of 0.1 to 5% by weight is preferable. If it is less than the lower limit value, a sufficient polishing rate cannot be obtained, which is inconvenient. If the upper limit value is exceeded, copper surface roughening or dishing may be caused.
本発明の研磨用組成物の媒体は水であり、イオン性不純物や金属イオンを極力減らしたものであることが望ましい。すなわち、イオン交換樹脂で不純物イオンを除去し、フィルターを通して懸濁物を除去したもの、または、蒸留水であることが好ましい。 The medium of the polishing composition of the present invention is water, and it is desirable to reduce ionic impurities and metal ions as much as possible. That is, it is preferable that the impurity ions are removed with an ion exchange resin and the suspension is removed through a filter, or distilled water.
本発明の研磨用組成物は、前述の各成分である有機樹脂微粒子、アミノ酸、ベンゾトリアゾールおよび界面活性剤を水に混合、溶解、分散させて製造する。過酸化水素は、研磨直前に前記の混合液に添加、混合するが予め混合しておくことも可能である。混合方法は任意の装置で行うことができる。例えば、翼式回転攪拌機、超音波分散機、ビーズミル分散機、ニーダー、ボールミルなどが適用可能である。 The polishing composition of the present invention is produced by mixing, dissolving, and dispersing the above-described organic resin fine particles, amino acid, benzotriazole, and surfactant in water. Hydrogen peroxide is added to and mixed with the above-mentioned liquid mixture immediately before polishing, but can also be mixed in advance. The mixing method can be performed with any apparatus. For example, a blade-type rotary stirrer, an ultrasonic disperser, a bead mill disperser, a kneader, a ball mill, and the like are applicable.
また上記成分以外に種々の研磨助剤を配合してもよい。このような研磨助剤の例としては、分散剤、防錆剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、防かび剤等が挙げられるが、これらはスラリーの分散貯蔵安定性、研磨レートの向上の目的で加えられる。ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などを添加して分散性を向上させることができることは言うまでもない。ｐＨ調整剤としてはアンモニアなどの塩基性化合物や酢酸、塩酸、硝酸等が挙げられる。消泡剤としては流動パラフィン、ジメチルシリコーンオイル、ステアリン酸グリセリド混合物、ソルビタンモノパルミチエート等が挙げられる。 In addition to the above components, various polishing aids may be blended. Examples of such polishing aids include dispersants, rust inhibitors, antifoaming agents, pH adjusters, fungicides, etc., and these are intended to improve the dispersion storage stability of the slurry and the polishing rate. Added in. Needless to say, the dispersibility can be improved by adding a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol. Examples of the pH adjuster include basic compounds such as ammonia, acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid and the like. Examples of antifoaming agents include liquid paraffin, dimethyl silicone oil, stearic acid glyceride mixture, sorbitan monopalmitate and the like.
本発明を実施例で具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜実施例１＞
平均粒径４０ｎｍのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）とジビニルベンゼンの共縮合物、過酸化水素、グリシン、ベンゾトリアゾールおよびポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩が表１に示された濃度になるように０．５μｍのカートリッジフィルターで濾過されたイオン交換水に混合し、高速ホモジナイザーで攪拌して均一に分散させて実施例１の研磨用組成物を得た。
The present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
<Example 1>
The polycondensate of polymethyl methacrylate (PMMA) with an average particle size of 40 nm and divinylbenzene, hydrogen peroxide, glycine, benzotriazole, and polyoxyethylene alkyl ether sulfate ammonium salt were adjusted so as to have the concentrations shown in Table 1. The mixture was mixed with ion-exchanged water filtered through a 5 μm cartridge filter, stirred with a high-speed homogenizer, and uniformly dispersed to obtain the polishing composition of Example 1.
＜研磨性評価＞
被研磨物は８インチのシリコンウエハー上にスパッタリングで１５００Åのタンタル（Ｔａ）及び電解メッキで１５０００Åの銅を製膜したものを準備し、銅、Ｔａ面を研磨した。
<Abrasiveness evaluation>
The object to be polished was prepared by forming a 1500-inch tantalum (Ta) film by sputtering on an 8-inch silicon wafer and 15000-thick copper film by electrolytic plating, and polishing the copper and Ta surfaces.
研磨は定盤径６００ｍｍの片面研磨機を用いた。研磨機の定盤にはロデール社製（米国）のポリウレタン製研磨パッドＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００を専用の両面テープ張り付け、研磨用組成物（スラリー）を流しながら１分間銅、タンタル膜を研磨した。研磨条件としては加重を３００ｇ／ｃｍ2、定盤の回転数を４０ｒｐｍ、ウエハー回転数４０ｒｐｍ、研磨用組成物の流量を２００ｍｌ／ｍｉｎとした。 For polishing, a single-side polishing machine having a surface plate diameter of 600 mm was used. A polyurethane polishing pad IC-1000 / Suba400 manufactured by Rodel (USA) was attached to the surface plate of the polishing machine, and a copper and tantalum film was polished for 1 minute while flowing the polishing composition (slurry). As polishing conditions, the load was 300 g / cm 2 , the rotation speed of the surface plate was 40 rpm, the rotation speed of the wafer was 40 rpm, and the flow rate of the polishing composition was 200 ml / min.
ウエハーを洗浄、乾燥後減少した膜厚を求めることにより研磨レート（Å／ｍｉｎ）を求めた。タンタルの研磨レートに対する銅の研磨レートの比を選択比とした。また光学顕微鏡で研磨面を観察して研磨状態を調べ以下のランク分けをした。
◎：良好、○：一部にやや平滑不足があるが使用可能、△：平滑性良好なるも一部腐食、×：腐食発生
The polishing rate (Å / min) was determined by determining the film thickness that decreased after washing and drying the wafer. The ratio of the polishing rate of copper to the polishing rate of tantalum was taken as the selection ratio. Further, the polished surface was examined by observing the polished surface with an optical microscope, and the following ranking was performed.
◎: Good, ○: Partially slightly smooth but usable, △: Good smoothness but partial corrosion, ×: Corrosion occurred
＜実施例２〜６、比較例１〜６＞
有機樹脂微粒子Ａ−Ｂ、過酸化水素、アミノ酸、ベンゾトリアゾールおよび界面活性剤Ａ−Ｂが表１に示された濃度になるように０．５μｍのカートリッジフィルターで濾過されたイオン交換水に混合し、高速ホモジナイザーで攪拌して均一に分散させて実施例１と同様に研磨用組成物を調整し、実施例１と同様に研磨性評価を行った。
評価結果を表１に示した。
<Examples 2-6, Comparative Examples 1-6>
Organic resin fine particles AB, hydrogen peroxide, amino acids, benzotriazole and surfactant AB are mixed with ion-exchanged water filtered through a 0.5 μm cartridge filter so that the concentrations shown in Table 1 are obtained. The composition for polishing was prepared in the same manner as in Example 1 by stirring with a high-speed homogenizer and uniformly dispersed, and the polishing property was evaluated in the same manner as in Example 1.
The evaluation results are shown in Table 1.
本発明の研磨用組成物は、半導体のデバイスウエハーの表面平坦化加工に好適に用いられる。 The polishing composition of the present invention is suitably used for surface planarization of a semiconductor device wafer.
１ Ｃｕ
２ Ｔａ
３ ＳｉＯ2
1 Cu
2 Ta
3 SiO 2
Claims (3)
（Ｂ）アミノ酸、
（Ｃ）ベンゾトリアゾール、
（Ｄ）界面活性剤、
（Ｅ）過酸化水素、及び
（Ｆ）水
を含有する研磨用組成物であって、
（Ａ）有機樹脂微粒子の平均粒子径が１０〜２００ｎｍの範囲であり、研磨用組成物中の濃度が０．１〜５重量％であり、
（Ｂ）アミノ酸の研磨用組成物中の濃度が０．０１〜１０重量％であり、
（Ｃ）ベンゾトリアゾールの研磨用組成物中の濃度が０．０００１〜０．５重量％であり、
（Ｄ）界面活性剤がエチレンオキサイド鎖を分子内に持つアニオン性界面活性剤であり、研磨用組成物中の濃度が０．０００１〜１重量％であり、
（Ｅ）過酸化水素の研磨用組成物中の濃度が０．０１〜１０重量％
であることを特徴とする研磨用組成物。 (A) a copolymer of polymethyl methacrylate and divinylbenzene, or a melamine formaldehyde condensate,
(B) an amino acid,
(C) benzotriazole,
(D) a surfactant,
(E) Polishing composition containing hydrogen peroxide and (F) water,
(A) The average particle diameter of the organic resin fine particles is in the range of 10 to 200 nm, the concentration in the polishing composition is 0.1 to 5% by weight,
(B) The concentration of the amino acid in the polishing composition is 0.01 to 10% by weight,
(C) The concentration of benzotriazole in the polishing composition is 0.0001 to 0.5% by weight,
(D) The surfactant is an anionic surfactant having an ethylene oxide chain in the molecule, and the concentration in the polishing composition is 0.0001 to 1% by weight,
(E) The concentration of hydrogen peroxide in the polishing composition is 0.01 to 10% by weight
Polishing composition characterized by these.
リオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステル塩から選ばれる少なくとも一つ
以上の化合物である請求項１記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 1, wherein the surfactant (D) is at least one compound selected from a polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salt and a polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate ester salt.
ム塩およびポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸エステルアンモニウム塩か
ら選ばれる少なくとも一つ以上の化合物である請求項２記載の研磨用組成物。 The polishing composition according to claim 2, wherein the surfactant (D) is at least one compound selected from polyoxyethylene alkyl ether sulfate ammonium salt and polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate ammonium salt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004125038A JP3732203B2 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Polishing composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004125038A JP3732203B2 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Polishing composition |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005239256A Division JP2006041546A (en) | 2005-08-22 | 2005-08-22 | Abrasive composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005306977A JP2005306977A (en) | 2005-11-04 |
| JP3732203B2 true JP3732203B2 (en) | 2006-01-05 |
Family
ID=35436111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004125038A Expired - Fee Related JP3732203B2 (en) | 2004-04-21 | 2004-04-21 | Polishing composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3732203B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007134620A (en) * | 2005-11-14 | 2007-05-31 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | Composition for polishing |
| JP5587620B2 (en) * | 2010-01-25 | 2014-09-10 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition and polishing method using the same |
-
2004
- 2004-04-21 JP JP2004125038A patent/JP3732203B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005306977A (en) | 2005-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003297779A (en) | Composition for polishing and polishing method | |
| JP3732203B2 (en) | Polishing composition | |
| JP2005082791A (en) | Polishing composition | |
| JP2006210451A (en) | Polishing composition | |
| JP3741435B2 (en) | Polishing composition | |
| JP2003218071A (en) | Composition for polishing | |
| JP2003336039A (en) | Abrasive composition | |
| JP2005136134A (en) | Abrasive composition | |
| JP2004281848A (en) | Abrasive composition | |
| JP2005136256A (en) | Abrasive composition | |
| JP2005311011A (en) | Polishing composition | |
| JP2006041546A (en) | Abrasive composition | |
| JP2003321671A (en) | Composition for abrasive | |
| JP2004175904A (en) | Polishing composition | |
| JP2003100676A (en) | Abrasive composition | |
| JP2005136118A (en) | Polishing composition | |
| JP2003197572A (en) | Composition for polishing | |
| JP2007134620A (en) | Composition for polishing | |
| JP2005132938A (en) | Polishing composition | |
| JP2006287076A (en) | Polishing composition | |
| JP2004067869A (en) | Polishing composition | |
| JP2005136255A (en) | Abrasive composition | |
| JP2006278798A (en) | Polishing composition | |
| JP2003100673A (en) | Abrasive composition | |
| JP2003100674A (en) | Abrasive composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050816 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050822 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051007 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051011 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081021 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091021 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101021 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121021 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |