CN101328399A - 化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒及其应用 - Google Patents
化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101328399A CN101328399A CNA2008101266488A CN200810126648A CN101328399A CN 101328399 A CN101328399 A CN 101328399A CN A2008101266488 A CNA2008101266488 A CN A2008101266488A CN 200810126648 A CN200810126648 A CN 200810126648A CN 101328399 A CN101328399 A CN 101328399A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mechanical polishing
- chemical mechanical
- composition
- aqueous dispersion
- preparation
- 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.)
- Pending
Links
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims description 364
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 268
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 181
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 title claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 255
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 158
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 102
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 69
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims abstract description 29
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 82
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 42
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 claims description 27
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 18
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 16
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 15
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 13
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 13
- GJAWHXHKYYXBSV-UHFFFAOYSA-N quinolinic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1C(O)=O GJAWHXHKYYXBSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 9
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 223
- -1 poly(methyl) Polymers 0.000 abstract description 31
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 4
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 abstract 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N alpha-methacrylic acid Natural products CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 206010006514 bruxism Diseases 0.000 abstract 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 abstract 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 87
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 59
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 55
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 36
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 23
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 22
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 19
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 16
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 14
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 14
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 13
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 9
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 9
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 9
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 8
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 8
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 8
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 7
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 7
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KFJDQPJLANOOOB-UHFFFAOYSA-N 2h-benzotriazole-4-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC2=NNN=C12 KFJDQPJLANOOOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004160 Ammonium persulphate Substances 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 235000019395 ammonium persulphate Nutrition 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 4
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 4
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 4
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 3
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 3
- CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-benzotriazole Chemical compound CC1=CC=CC2=NNN=C12 CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUQAPLKKNAQJAU-UHFFFAOYSA-N acetylenediol Chemical compound OC#CO ZUQAPLKKNAQJAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- MXJIHEXYGRXHGP-UHFFFAOYSA-N benzotriazol-1-ylmethanol Chemical compound C1=CC=C2N(CO)N=NC2=C1 MXJIHEXYGRXHGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- HCPOCMMGKBZWSJ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-hydrazinyl-3-oxopropanoate Chemical compound CCOC(=O)CC(=O)NN HCPOCMMGKBZWSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N glutaric acid Chemical compound OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N hydroxybenzotriazole Substances O=C1C=CC=C2NNN=C12 NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- LOAUVZALPPNFOQ-UHFFFAOYSA-N quinaldic acid Chemical compound C1=CC=CC2=NC(C(=O)O)=CC=C21 LOAUVZALPPNFOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940095064 tartrate Drugs 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHEODZYQZLRPTF-UHFFFAOYSA-N 2-(benzotriazol-1-yl)ethanol Chemical compound C1=CC=C2N(CCO)N=NC2=C1 VHEODZYQZLRPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 2-butenoic acid Chemical compound CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CVEPFOUZABPRMK-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-enoic acid;styrene Chemical compound CC(=C)C(O)=O.C=CC1=CC=CC=C1 CVEPFOUZABPRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010020880 Hypertrophy Diseases 0.000 description 1
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N Potassium ion Chemical compound [K+] NPYPAHLBTDXSSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004159 Potassium persulphate Substances 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 150000001565 benzotriazoles Chemical class 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000366 colloid method Methods 0.000 description 1
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- LVPMIMZXDYBCDF-UHFFFAOYSA-N isocinchomeronic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)N=C1 LVPMIMZXDYBCDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N methyltrimethoxysilane Chemical compound CO[Si](C)(OC)OC BFXIKLCIZHOAAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLKNQRTHJUNFJ-UHFFFAOYSA-N n-(benzotriazol-1-ylmethyl)-2-ethylhexan-1-amine Chemical compound C1=CC=C2N(CNCC(CC)CCCC)N=NC2=C1 QGLKNQRTHJUNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005433 particle physics related processes and functions Effects 0.000 description 1
- XCRBXWCUXJNEFX-UHFFFAOYSA-N peroxybenzoic acid Chemical compound OOC(=O)C1=CC=CC=C1 XCRBXWCUXJNEFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 description 1
- SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N picolinic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=N1 SIOXPEMLGUPBBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000151 polyglycol Polymers 0.000 description 1
- 239000010695 polyglycol Substances 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N potassium dichromate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Cr](=O)(=O)O[Cr]([O-])(=O)=O KMUONIBRACKNSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019394 potassium persulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- NIPZZXUFJPQHNH-UHFFFAOYSA-N pyrazine-2-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CN=CC=N1 NIPZZXUFJPQHNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N silicon tetrachloride Chemical class Cl[Si](Cl)(Cl)Cl FDNAPBUWERUEDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000009955 starching Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1409—Abrasive particles per se
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒及其应用。本发明的目的在于提供一种化学机械研磨用水系分散体的制备方法、以及即使是在浓缩状态下长期保存稳定性也优异的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,所述化学机械研磨用水系分散体在利用化学机械研磨的被研磨面的平坦化工序中能够抑制凹陷、磨蚀、划痕乃至磨齿等表面缺陷。本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,具备第1组合物和第2组合物,所述第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸、且pH为1~5。
Description
技术领域
本发明涉及化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒、化学机械研磨用水系分散体的制备方法、化学机械研磨用水系分散体及化学机械研磨方法。
背景技术
近年来,随着半导体装置的高集成化、多层布线化,利用化学机械研磨的平坦化技术受到关注。在进行该化学机械研磨时使用的化学机械研磨用水系分散体中,通常作为研磨剂配合有磨料。作为磨料,已提出了各种方案,可列举例如:热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、氧化铝、氧化铈等无机粒子;聚甲基丙烯酸甲酯等有机粒子;使这些粒子物理或化学结合而成的有机无机复合粒子等(例如,参照专利文献1)。
然而,在化学机械研磨用水系分散体中不仅配合有磨料,此外根据需要还配合有氧化剂、有机酸、表面活性剂等各种成分。为此,以往的化学机械研磨用水系分散体存在由于长期保存引起磨料凝聚等磨料的分散稳定性方面的问题。像这样磨料凝聚沉淀的化学机械研磨用水系分散体会使化学机械研磨的性能发生变化。例如,由于布线部分被过度地研磨,可能会形成被称为“凹陷”或“磨蚀”的凹部。此外,有时还产生被称为“划痕”的刮伤状的表面缺陷等。
如果像这样磨料凝聚,则不能提供固定品质的化学机械研磨用水系分散体。尤其是欲在浓缩状态下提供化学机械研磨用水系分散体时,这种问题变得显著,一直在寻求其改善。
专利文献1:特开2003-289055号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学机械研磨用水系分散体的制备方法、以及即使是在浓缩状态下长期保存稳定性也优异的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,所述化学机械研磨用水系分散体在利用化学机械研磨的被研磨面的平坦化工序中,能够抑制凹陷、磨蚀、划痕乃至磨齿(fang)等表面缺陷。
上述的“磨齿”是本发明欲解决的新课题。以下对“磨齿”进行详细说明。
本说明书中的“磨齿”是指尤其是在金属层由铜或铜合金构成的情况下显著发生的现象,在含铜或铜合金微细布线的区域与不含铜或铜合金微细布线的区域(衬底部分)的界面,由于化学机械研磨导致的成为半导体装置缺陷的沟状伤痕。
作为发生磨齿的一个主要原因,可以被认为是在含铜或铜合金微细布线的区域与不含铜或铜合金微细布线的区域(衬底部分)的界面,化学机械研磨用水系分散体中所含的成分不均匀地局部存在,界面附近被过度地研磨。例如,如果化学机械研磨用水系分散体中所含的磨料成分在上述界面附近以高浓度存在,则在该界面的研磨速度局部增大而被过度地研磨。如果如此过度地研磨,则出现尖锐钉状(spike)的平坦性不佳。即,这是被称为“磨齿”的研磨缺陷。
磨齿根据布线图案而有各种发生形态,对于本申请发明欲解决的磨齿的发生要因,以图1(A)~图1(D)所示的被处理体100为一例,进行具体说明。
被处理体100如图1(A)所示,在基体10上依次层合下列各层而构成:形成有沟槽等布线用凹部20的绝缘层12;以覆盖绝缘层12的表面以及布线用凹部20的底部和内壁面的方式设置的阻挡层14;填充布线用凹部20、并在阻挡层14上形成的由铜或铜合金构成的层16。并且,被处理体100包含含铜或铜合金微细布线的区域22和不含铜或铜合金微细布线的区域24。另外,在含微细布线的区域22中,容易形成有图1(A)所示的铜或铜合金的凸部。
图1(B)显示了将由铜或铜合金构成的层16通过化学机械研磨进行研磨,直至阻挡层14露出表面后的状态。在该阶段,还未发生磨齿。
图1(C)显示了进行化学机械研磨直到磨削掉阻挡层14,绝缘层12露出表面后的状态。将阻挡层14进行化学机械研磨时,在含铜或铜合金微细布线的区域22与不含铜或铜合金微细布线的区域24的界面,有时发生微细的伤痕26。
图1(D)显示了进一步进行化学机械研磨,磨削入绝缘层12后的状态。在该阶段,微细的伤痕26变成沟状的伤痕磨齿28。
该磨齿有时会成为半导体装置的缺陷,从使半导体装置制造的成品率降低的观点出发是不合适的。
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,具备第1组合物和第2组合物,所述第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸、且pH为1~5。
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒中,所述具有2个以上羰基的有机酸的pKa可以为3以下。
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒中,所述具有2个以上羰基的有机酸可以是选自马来酸、喹啉酸和柠檬酸中的至少一种。
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒中,所述碱性化合物可以是氢氧化钾或氨。
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒中,所述第1组合物和所述第2组合物中的至少一方还可以含有苯并三唑。
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒中,还可以具备至少含有氧化剂的第3组合物。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其特征在于,混合第1组合物和第2组合物,从而制备pH为3.5~6.0的化学机械研磨用水系分散体,所述第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸、且pH为1~5。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法中,所述化学机械研磨用水系分散体中所含的所述聚(甲基)丙烯酸的质量(PA)和所述具有2个以上羰基的有机酸的质量(OA)的质量比(PA/OA)可以是0.2~5.0。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法中,所述具有2个以上羰基的有机酸的pKa可以是3以下。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法中,所述具有2个以上羰基的有机酸可以是选自马来酸、喹啉酸和柠檬酸中的至少一种。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法中,所述碱性化合物可以是氢氧化钾或氨。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法中,所述第1组合物和所述第2组合物中的至少一方可以含有苯并三唑。
本发明的化学机械研磨用水系分散体的制备方法中,可以进一步混合含有氧化剂的第3组合物,从而得到化学机械研磨用水系分散体。
本发明的化学机械研磨用水系分散体,是利用上述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法制备的。
本发明的化学机械研磨方法,其特征在于,使用上述的化学机械研磨用水系分散体,将半导体装置的选自由铜或铜合金构成的层、阻挡金属层和绝缘层中的至少一种被研磨面进行化学机械研磨。
根据上述化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,可以分别保管第1组合物和第2组合物,因此可以防止第1组合物中所含的胶态二氧化硅的凝聚。即,从第1组合物中排除引起胶态二氧化硅凝聚的成分,通过添加碱性化合物而将pH调整为8~11。由此,即使在使第1组合物浓缩的状态下,也可以确保胶态二氧化硅的长期稳定性。另一方面,第2组合物通过添加具有2个以上羰基的有机酸而将pH调整为1~5。第2组合物具有作为中和剂的功能,通过与第1组合物混合,可以制备pH为3.5~6.0的化学机械研磨用水系分散体。如此得到的化学机械研磨用水系分散体不发生胶态二氧化硅的凝聚,不仅可以抑制在被研磨面的平坦化工序中以凹陷、磨蚀、划痕为代表的表面缺陷,还可以抑制作为上述新课题的磨齿的发生。
附图说明
图1(A)~(D)是模式化地表示用于说明磨齿发生机理的被处理体的截面图。
图2是模式化地表示化学机械研磨装置的示意图。
符号说明
10...基体 12...绝缘层 14...阻挡层 16...由铜或铜合金构成的层20...布线用凹部 22含微细布线的区域 24不含微细布线的区域26...微细伤痕 28...磨齿 30...半导体基板 32...浆供给喷嘴 34...水供给喷嘴 36...浆 38...研磨布 40...转盘 42...顶环(top ring)44...整形器(dresser) 100...被处理体
具体实施方式
本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,具备第1组合物和第2组合物,所述第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸、且pH为1~5。
以下,对适于本发明的实施方式进行详细说明。
1.第1组合物
本发明的第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物。第1组合物的溶液酸碱性从确保胶态二氧化硅稳定性的观点出发,是pH8~11的弱碱性即可。以下,对各成分进行详细说明。
1.1磨料
在第1组合物中使用的磨料可以是选自无机粒子、有机粒子和有机无机复合粒子中的至少一种。
作为无机粒子,可列举例如:二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化铈等。作为二氧化硅,可列举热解法二氧化硅、经溶胶凝胶法合成的二氧化硅、胶态二氧化硅等。热解法二氧化硅可通过在气相中使氯化硅等与氧和水反应而获得。经溶胶凝胶法合成的二氧化硅,可以通过以烷氧基硅化合物为原料,进行水解反应和/或缩合反应而获得。胶态二氧化硅可通过例如使用预先提纯原料的无机胶体法等而获得。
作为有机粒子,可列举例如:聚氯乙烯、苯乙烯(共)聚合物、聚缩醛、聚酯、聚酰胺、聚碳酸酯、烯烃(共)聚合物、苯氧树脂、丙烯酸(共)聚合物等。作为烯烃(共)聚合物,可列举例如:聚乙烯、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯等。作为丙烯酸(共)聚合物,可列举例如:聚甲基丙烯酸甲酯等。
就有机无机复合粒子而言,只要是将上述无机粒子与有机粒子一体地形成为在化学机械研磨工序时不容易分离的程度即可,对其种类和构成等没有特别限定。
作为有机无机复合粒子,可以采用例如以下(a)~(c)的构成。
(a)在有机粒子的存在下,使金属或硅的醇盐化合物缩聚而得到有机无机复合粒子。此处,作为金属或硅的醇盐化合物,可列举例如:烷氧基硅烷、铝醇盐、钛醇盐等。此时,提纯的缩聚物可以与有机粒子具有的官能团直接结合,也可以介由适当的偶联剂(例如,硅烷偶联剂等)结合。
(b)具有不相同符号的ζ电位的有机粒子和无机粒子通过静电力结合而成的有机无机复合粒子。此时,可以在有机粒子的ζ电位的符号与无机粒子的ζ电位的符号不同的pH范围将两者混合,从而形成复合粒子,也可以在有机粒子的ζ电位与无机粒子的ζ电位的符号相同的pH范围将两者混合后,使溶液酸碱性变为有机粒子的ζ电位与无机粒子的ζ电位的符号不同的pH范围,从而形成复合粒子。
(c)在上述(b)的复合粒子的存在下,使金属或硅的醇盐化合物缩聚而得到有机无机复合粒子。此处,作为金属或硅的醇盐化合物,可以使用与上述(a)的情况相同的化合物。
作为第1组合物中使用的磨料,优选从上述中的二氧化硅、有机粒子和有机无机复合粒子中选择的至少一种。
磨料的平均粒径优选5~1000nm,更优选7~700nm,特别优选10~500nm。通过使用平均粒径在该范围内的磨料,可以实现良好的被研磨面和研磨速度之间的平衡。
此外,作为磨料,在选择二氧化硅时,优选其平均一次粒径为10~100nm,特别优选15~40nm。通过使用平均一次粒径在该范围内的无机粒子,可以进一步实现良好的被研磨面和研磨速度之间的平衡。作为无机粒子,可列举上述的热解法二氧化硅、胶态二氧化硅、经溶胶凝胶法合成的二氧化硅等,特别优选胶态二氧化硅。第1组合物通过使用胶态二氧化硅可以更加提高分散稳定性,因此可以抑制被研磨面的划痕等表面缺陷,并且可以确保平坦性优异的被研磨面。
第1组合物中使用的磨料的添加量,相对于第1组合物的质量为2~30质量%,优选10~20质量%。
1.2碱性化合物
第1组合物中使用的碱性化合物,通过使溶液酸碱性保持为碱性,具有防止磨料凝聚的效果。如果第1组合物的pH为7以下,则有时会引起磨料的凝聚,磨料的分散稳定性变差。
作为第1组合物中使用的碱性化合物,可列举有机碱或无机碱。作为有机碱,可列举四甲基氢氧化铵、三乙胺等。作为无机碱,可列举氨、氢氧化钾等。在这些碱性化合物中,优选无机碱的氨或氢氧化钾。
1.3分散介质
作为分散介质,可列举例如:水、水和醇的混合介质、包含水和与水相溶性的有机溶剂的混合介质等。它们中,优选使用水或者水和醇的混合介质,特别优选使用水。
1.4pH
如上所述,第1组合物的pH优选8~11,更优选9~11,特别优选9~10。第1组合物的pH小于上述范围时,有时磨料凝聚而沉淀,会对第1组合物的保存稳定性产生障碍。此外,当第1组合物的pH大于上述范围时,有时磨料溶解,在保管中组合物的特性发生变化,因此不优选。
此外,只要第1组合物的pH在上述范围,则在制备第1组合物时,还可以添加第2组合物中所含的具有2个以上羰基的有机酸(包括聚(甲基)丙烯酸)。即使在第1组合物的制备阶段混合上述具有2个以上羰基的有机酸,只要第1组合物的pH在上述范围就可以没有问题地使用。例如,可以通过如下方法制备本实施方式的第1组合物:相对于第1组合物的质量,添加0.1~5质量%、优选0.5~2质量%的聚(甲基)丙烯酸,使胶态二氧化硅的分散稳定性提高,并添加碱性化合物将第1组合物的pH调整到上述范围。
2.第2的组合物
本实施方式的第2组合物,包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸。第2组合物包含这些酸性化合物,从保存稳定性的观点出发,优选不含有上述第1组合物中添加的磨料。以下,对各成分进行详细说明。
2.1酸性化合物
第2组合物含有聚(甲基)丙烯酸。由此,可以获得操作余地(processmargin)(是指即使超过最佳研磨时间进行化学机械研磨,被研磨面的表面状态也不会恶化的水系分散体性能。)大的化学机械研磨用水系分散体。此外,通过添加聚(甲基)丙烯酸,可以抑制铜凹陷、绝缘层磨蚀、划痕乃至磨齿的发生,而且可以除去铜的氧化物残留。作为聚(甲基)丙烯酸的重均分子量,作为通过凝胶渗透色谱法、以水为展开溶剂测定的以聚乙二醇换算的值,优选是10000~5000000,更优选1000000~2000000。通过使重均分子量处于上述范围,可以获得更大操作余地的化学机械研磨用水系分散体。
聚(甲基)丙烯酸的添加量,相对于第2组合物的质量,优选为0.1~5质量%,更优选0.5~2质量%。通过使含量处于上述范围,可以获得操作余地大的化学机械研磨用水系分散体。
例如,聚(甲基)丙烯酸的重均分子量为1000000~3000000,相对于第2组合物的质量,添加量为0.5~2质量%,由此可以可靠地实现大的操作余地。
第2组合物可以较好的使用除了聚(甲基)丙烯酸以外的具有2个以上羰基的有机酸。作为具有2个以上羰基的有机酸,优选碳原子数4以上的有机酸。在碳原子数4以上的有机酸中,更优选碳原子数4以上的脂肪族有机酸和具有杂环的有机酸。
作为上述碳原子数4以上的脂肪族有机酸,优选碳原子数4以上的脂肪族多元羧酸、碳原子数4以上的羟基酸等。作为上述碳原子数4以上的脂肪族多元羧酸的具体例,可列举例如:马来酸、琥珀酸、富马酸、戊二酸、己二酸等二元有机酸。作为上述碳原子数4以上的羟基酸的具体例,可列举例如:柠檬酸、苹果酸、酒石酸等。作为上述具有杂环的有机酸,可列举例如:喹啉羧酸、吡啶羧酸、吡啶二羧酸、吡嗪羧酸等。它们中,更优选喹哪啶酸(例如2-喹啉羧酸)、喹啉酸(例如,2,3-吡啶二羧酸)、二元有机酸(例如,马来酸、柠檬酸)、羟基酸(例如,苹果酸、丙二酸),进一步优选喹哪啶酸、喹啉酸。
除了聚(甲基)丙烯酸以外的具有2个以上羰基的有机酸的pKa值优选为3以下。作为这种有机酸,可列举例如:马来酸(pKa=1.75)、富马酸、柠檬酸(pKa=2.87),谷氨酸、丙二酸、酒石酸等。通过含有pKa为3以下的具有2个以上羰基的有机酸,不仅可以效率良好地中和碱性化合物,还可以抑制磨齿从而实现良好的研磨特性。
此外,除了聚(甲基)丙烯酸以外的具有2个以上羰基的有机酸优选是选自马来酸、喹啉酸和柠檬酸中的至少一种。通过含有这些有机酸,在对由铜或铜合金构成的层进行化学机械研磨时,可以促进与铜的络合反应,可以使研磨速度提高。
具有2个以上羰基的有机酸的添加量,相对于第2组合物的质量,优选为0.01~5质量%,更优选0.05~2质量%。通过使含量处于上述范围,可以实现研磨速度和良好的被研磨面之间的平衡。
此外,化学机械研磨用水系分散体中所含的聚(甲基)丙烯酸的质量(PA)和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸的质量(OA)的质量比(PA/OA)优选是0.2~5.0,更优选0.5~3.0,特别优选0.5~1.5。由此,可以抑制划痕、凹陷、磨齿等的发生,并且可以确保良好的被研磨面。
作为聚(甲基)丙烯酸盐中所含的抗衡阳离子,可列举例如:铵根离子、烷基铵根离子、钾离子等。通过聚(甲基)丙烯酸盐是聚丙烯酸的铵盐、其配合量为0.5~2质量%,可以更可靠地实现大的操作余地。
2.2分散介质
作为分散剂,可列举例如:水、水和醇的混合介质、包含水和与水相溶性的有机溶剂的混合介质等。它们中,优选使用水或者水和醇的混合介质,特别优选使用水。
2.3pH
第2组合物的pH优选1~5,更优选1~3,特别优选1~2。如果第2组合物的pH大于5,则在混合第1组合物和第2组合物时的中和变得不充分。因此,混合第1组合物和第2组合物而得到的化学机械研磨用水系分散体的pH靠近碱性侧,就不能配制出对于研磨被研磨面优选的pH范围3.5~6.0。
3.其他的添加剂
在第1组合物和第2组合物的至少一方中,还可以添加水溶性聚合物、苯并三唑或其衍生物、表面活性剂、氧化剂等。
3.1水溶性聚合物
在第1组合物和第2组合物的至少一方中,还可以添加水溶性聚合物。
作为水溶性聚合物,可列举例如:阴离子性聚合物、阳离子性聚合物、两性聚合物、非离子性聚合物等。
作为阴离子性聚合物,可列举例如:聚乙烯醇等。作为阳离子性聚合物,可列举例如:聚乙烯亚胺、聚乙烯基吡咯烷酮等。作为两性聚合物,可列举例如:聚丙烯酰胺等。作为非离子性聚合物,可列举例如:聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等。
水溶性聚合物的添加量,相对于第1组合物的质量优选为0.05~5质量%,更优选0.1~3质量%,特别优选0.5~2质量%。并且,相对于第2组合物的质量优选为0.05~5质量%,更优选0.1~3质量%,特别优选0.5~2质量%。
3.2苯并三唑或其衍生物
在第1组合物和第2组合物的至少一方中,还可以添加苯并三唑或其衍生物。
此处,苯并三唑衍生物是指苯并三唑具有的一个或两个以上的氢原子被羧基、甲基、氨基或羟基等的官能团取代而成的衍生物。
苯并三唑或其衍生物中,优选苯并三唑、甲基苯并三唑、4-羧基苯并三唑及其盐、7-羧基苯并三唑及其盐、苯并三唑丁酯、1-羟基甲基苯并三唑、1-羟基苯并三唑、1-(2,3-二羟基丙基)-苯并三唑、1-(2-羟基乙基)苯并三唑、2-(苯并三唑二基)-乙磺酸及其盐、1-(2-乙基己基氨基甲基)-苯并三唑等,更优选苯并三唑、甲基苯并三唑、4-羧基苯并三唑及其盐、7-羧基苯并三唑及其盐、苯并三唑丁酯、1-羟基甲基苯并三唑、1-羟基苯并三唑,最优选苯并三唑。
可以在第1组合物和第2组合物的至少一方中添加的苯并三唑或其衍生物的量,相对于第1组合物的质量优选为0.1~5质量%,更优选0.5~2质量%;相对于第2组合物的质量优选为0.1~5质量%,更优选0.5~2质量%。通过使含量处于上述范围,可以实现研磨速度和良好的被研磨面之间的平衡。
例如,苯并三唑或其衍生物是苯并三唑、其在第1组合物中的配合量是0.5~1.5质量%,由此可以更良好地保持研磨速度和良好的被研磨面之间的平衡。
3.3表面活性剂
在第1组合物和第2组合物的至少一方中可以进一步添加表面活性剂。
作为表面活性剂,可以使用阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂、两性表面活性剂、非离子性表面活性剂等,特别优选使用阴离子性表面活性剂和非离子性表面活性剂。
作为阴离子性表面活性剂,可列举羧酸盐、磺酸盐、硫酸酯盐、磷酸酯盐、含氟系表面活性剂等。作为羧酸盐,可列举例如:脂肪酸皂、烷基醚羧酸盐等。作为磺酸盐,可列举例如:烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、α-烯烃磺酸盐等。作为硫酸酯盐,可列举例如:高级醇硫酸酯盐、烷基醚硫酸盐、聚氧乙烯烷基苯基醚硫酸盐等。作为磷酸酯盐,可列举例如:烷基磷酸酯盐等。作为含氟系表面活性剂,可列举全氟烷基化合物等。在这些阴离子性表面活性剂中,特别优选含氟系表面活性剂。
作为非离子性表面活性剂,可列举例如:聚乙二醇型表面活性剂、乙炔二醇、乙炔二醇的环氧乙烷加成物、炔醇等。
表面活性剂的添加量,相对于第1组合物的质量优选为0.05~2质量%,更优选0.1~1质量%。相对于第2组合物的质量优选为0.01~5质量%,更优选0.05~2质量%,特别优选0.1~1质量%。
表面活性剂可以根据第1组合物中所含的磨料的种类选择适当的来使用。例如,当磨料主要是二氧化硅时,作为分散剂优选使用阴离子性聚合物、两性聚合物、非离子性聚合物等水溶性聚合物或者阴离子性表面活性剂、两性表面活性剂、非离子性表面活性剂等表面活性剂,更优选使用阴离子性聚合物或者阴离子性表面活性剂。这些分散剂可以单独使用一种,或者组合两种以上使用。
3.4氧化剂
在第1组合物和第2组合物的至少一方中,还可以添加氧化剂。例如,在被研磨面为铜膜时,由于铜是富有展性、延性的金属,因此铜膜难于研磨。氧化剂通过氧化铜膜表面并促进与研磨液成分的络合反应,在铜膜的表面制成脆弱的改性层,具有使铜膜易于研磨的效果。
作为氧化剂,可列举例如:过硫酸盐、过氧化氢、无机酸、有机过氧化物、多价金属盐等。作为过硫酸盐,可列举过硫酸铵、过硫酸钾等。作为无机酸,可列举硝酸、硫酸等。作为有机过氧化物,可列举过氧乙酸、过氧苯甲酸、叔丁基过氧化氢等。
作为多价金属盐,可列举高锰酸化合物、重铬酸化合物等,具体地,作为高锰酸化合物,可列举高锰酸钾等;作为重铬酸化合物,可列举重铬酸钾等。
其中,优选过氧化氢、过硫酸盐及无机酸,特别优选过氧化氢。
氧化剂的添加量,相对于第1组合物的质量优选为0.1~10质量%,更优选0.5~5质量%。相对于第2组合物的质量优选为0.1~10质量%,更优选0.5~5质量%。通过使添加量处于上述范围,可以实现研磨速度和良好的被研磨面之间的平衡。
不仅可以向本实施方式的第1组合物或第2组合物中直接添加氧化剂,还可以另行准备含氧化剂的第3组合物,作为化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒使用。有时由向第1组合物或第2组合物中添加的成分会使氧化剂的功能劣化。此种情况下,准备含氧化剂的第3组合物作为其他的试剂盒,则可以防止氧化剂功能的劣化。
在使用过氧化氢作为氧化剂时,可以含有适当的具有下述功能的多价金属离子:促进过氧化氢作为氧化剂的功能或进一步使研磨速度提高。当氧化剂为过氧化氢时,其添加量为0.01~5质量%,由此能够更可靠地实现研磨速度和良好的被研磨面之间的平衡。
4.化学机械研磨方法
4.1化学机械研磨装置
图2示出化学机械研磨装置的示意图。如图2所示,化学机械研磨装置是如下进行的:由浆供给喷嘴32供给化学机械研磨用水系分散体(浆36),并且一边使粘贴有研磨布38的转盘40旋转,一边使支持着半导体基板30的顶环42抵接。另外,图2中还一并示出水供给喷嘴34和整形器44。
顶环42的研磨荷重可以在10~1000gf/cm2(0.98~98kPa)的范围内选择,优选30~500gf/cm2(2.94~49kPa)。此外,转盘40和顶环42的转数可以在10~400rpm的范围内适当选择,优选30~150rpm。由浆供给喷嘴32供给的浆36的流量可以在10~1000ml/分钟的范围内选择,优选50~400ml/分钟。
使用由本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒得到的化学机械研磨用水系分散体实施被研磨面的化学机械研磨时,可以使用市售的化学机械研磨装置,具体地使用株式会社荏原制作所制造的型号“EPO-112”、“EPO-222”;Lapmaster SFT公司制造的型号“LGP-510”、“LGP-552”;Applied Materials公司制造的型号“Mirra”等,在规定的研磨条件下进行研磨。
4.2化学机械研磨水系分散体的制备方法
本实施方式的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,可以通过将构成该试剂盒的第1组合物和第2组合物,进一步根据需要与含氧化剂的第3组合物进行混合,从而制备化学机械研磨用水系分散体。作为该混合方法,可以采用以下的方式。
(1)可以将第1组合物和第2组合物、进一步根据需要的含氧化剂的第3组合物预先进行混合,制备化学机械研磨用水系分散体,将该化学机械研磨用水系分散体由浆供给喷嘴32以上述的流量向转盘40上供给。
(2)可以将第1组合物或第2组合物中的任何一方与含氧化剂的第3组合物混合,将各组合物分别由浆供给喷嘴32向转盘40上供给,在转盘上将它们混合。
(3)可以将第1组合物、第2组合物、含氧化剂的第3组合物分别单独由浆供给喷嘴32向转盘40上供给,在转盘上将它们混合。
此处所称“将组合物预先进行混合”是指除了将组合物分别供给至转盘40上并在转盘40上边研磨边进行混合的方法以外的混合方法,可列举例如在配制罐内混合、在供给线中混合等。此外,分散介质预先与各组合物混合。
当被研磨面是铜膜、阻挡金属膜、绝缘膜时,根据上述(1)~(3)的混合方法制备的化学机械研磨用水系分散体的pH优选3.5~6.0,更优选3.5~5.0。作为构成上述阻挡金属膜的材料,可列举例如:钽、钛、氮化钽、氮化钛等。作为构成上述绝缘膜的材料,可列举例如氧化硅(SiO2)等。当制备的化学机械研磨用水系分散体的pH在上述范围内时,能够获得对于铜膜、阻挡金属膜、绝缘膜中的任一种膜均良好的研磨性能。
此外,化学机械研磨用水系分散体中所含的聚(甲基)丙烯酸的质量(PA)和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸的质量(OA)的质量比(PA/OA)优选是0.2~5.0,更优选0.5~3.0,特别优选0.5~1.5。由此,可以抑制划痕、凹陷、磨齿等的发生,并且可以保持良好的被研磨面。
4.3化学机械研磨方法
本实施方式的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒可以很好地用于制造半导体装置的广范围的化学机械研磨工序中,尤其是可以很好地用于以铜作为布线材料的嵌入式(damascene)布线形成工序。以铜作为布线材料的嵌入式布线形成工序是经过如下工序得到平坦的嵌入式布线的工序:在欲形成布线的部分形成有沟槽的绝缘膜(含沟槽部)上,形成阻挡金属膜层,然后使作为布线材料的铜堆积,除去剩余的铜的工序(第1研磨处理工序)以及除去沟槽部位以外的阻挡金属的工序(第2研磨处理工序),进一步对绝缘膜部分也进行一定研磨的工序(第3研磨处理工序)。本发明的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒在上述第1~第3研磨处理工序中的任一个工序中都可以很好地使用。
另外,上述“铜”是除了包括纯铜以外,还包括铜含量为95质量%以上的铜与铝、硅等的合金的概念。
此外,上述“阻挡金属”是指例如由钽、氮化钽、钛、氮化钛、氮化钨等构成的金属。
5.实施例
5.1水系分散体的制备
5.1.1含胶态二氧化硅粒子的水系分散体的制备
(a)含胶态二氧化硅粒子C1的水系分散体的制备
将浓度25质量%的氨水75质量份、离子交换水40质量份、乙醇165质量份和四乙氧基硅烷30质量份加入烧瓶中,一边以转速180rpm进行搅拌一边升温至80℃。将温度维持在80℃,并继续搅拌2小时后,冷却至室温。由此,得到胶态二氧化硅粒子的醇分散体。然后,使用旋转蒸发器,一边将得到分散体的温度维持在80℃,一边不断添加离子交换水来除去醇,反复数次该操作。通过该操作,制备含20质量%的胶态二氧化硅粒子C1的水系分散体。
该水系分散体中所含的胶态二氧化硅粒子C1的平均一次粒径为35nm,平均粒径为70nm,平均缔合度为2.0。
(b)胶态二氧化硅粒子的平均一次粒径和平均粒径的测定方法
在上述“(a)含胶态二氧化硅粒子C1的水系分散体的制备”中制备的胶态二氧化硅粒子C1的平均一次粒径使用透射型电子显微镜(TEM)(日立制作所公司制造,型号“H-7500”)进行测定。此外胶态二氧化硅粒子C1的平均二次粒径使用动态光散射式粒径分布测定装置(堀场制作所公司制造,型号“LB550”)进行测定。
(c)分别含胶态二氧化硅C2~C7的水系分散体的制备
在上述“(a)含胶态二氧化硅粒子C1的水系分散体的制备”中,适当变化浓度25质量%的氨水、乙醇和四乙氧基硅烷的使用量,通过和上述同样的操作,分别制备含表1记载的胶态二氧化硅粒子C2~C4的水系分散体。
另一方面,使用超声波分散机使扶桑化学工业公司制造的胶态二氧化硅(产品编号:PL-2、PL-3、PL-3H)分别分散于离子交换水中。然后,使用孔径5μm的过滤器进行过滤,分别制备含表1记载的胶态二氧化硅粒子C5~C7的水系分散体。
[表1]
胶态二氧化硅 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 |
水性分散体中的含量(质量%) | 20 | 20 | 12 | 20 | 20 | 20 | 20 |
平均一次粒径(nm) | 35 | 25 | 15 | 35 | 25 | 35 | 30 |
平均粒径(nm) | 70 | 50 | 35 | 90 | 50 | 70 | 85 |
缔合度 | 2.0 | 2.0 | 2.3 | 2.6 | 2.0 | 2.0 | 2.8 |
5.1.2含有机无机复合粒子的水系分散体的制备
(a)含有经表面处理的有机粒子的水系分散体的制备
将甲基丙烯酸甲酯90质量份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(新中村化学工业公司制造,商品名“NK Ester M-90G”,#400)5质量份、4-乙烯基吡啶5质量份、偶氮系聚合引发剂(和光纯药工业公司制造,商品名“V50”)2质量份和离子交换水400质量份加入烧瓶中,在氮气气氛下一边搅拌一边升温至70℃。在该温度继续搅拌并保持6小时。通过用离子交换水稀释该反应混合物,得到含聚甲基丙烯酸甲酯系粒子10质量%的水性分散体,该聚甲基丙烯酸甲酯系粒子具有氨基阳离子和含聚乙二醇链的官能团、且平均粒径为150nm。聚合收率95%。
将该水系分散体100质量份加入烧瓶中,向其中添加甲基三甲氧基硅烷1质量份,在40℃搅拌2小时。然后,添加1当量硝酸水溶液将pH调整到2.0,由此得到含有经表面处理的有机粒子的水系分散体。该水系分散体中所含的经表面处理的有机粒子的ζ电位为+17mV。
(b)含无机粒子(胶态二氧化硅粒子)的水系分散体的制备
使胶态二氧化硅粒子(日产化学公司制造,商品名“SNOWTEXO”,平均一次粒径12nm)分散于水中,向其中添加1当量氢氧化钾水溶液,调整pH,由此得到含10质量%的胶态二氧化硅粒子、pH为8.0的水系分散体。该水系分散体中所含的胶态二氧化硅粒子的ζ电位为-40mV。
(c)含有机无机复合粒子的水系分散体的制备
向上述“5.1.2(a)”中制备的含有机粒子的水系分散体100质量份中,边搅拌边用2小时缓慢加入上述“5.1.2(b)”中制备的含无机粒子的分散体50质量份,然后再搅拌2小时,从而得到含有在聚甲基丙烯酸甲酯系粒子上附着有二氧化硅粒子的粒子的水系分散体。
接着,向得到的水系分散体中,添加乙烯基三乙氧基硅烷2质量份,搅拌1小时后,进一步添加四乙氧基硅烷1质量份。使其升温至60℃,继续搅拌3小时后,冷却至室温,由此制备含平均粒径180nm的有机无机复合粒子的水系分散体。
用扫描型电子显微镜观察该水系分散体中所含的有机无机复合粒子,结果在聚甲基丙烯酸甲酯系粒子的80%表面上附着有二氧化硅粒子。
5.1.3含有机粒子的水系分散体的制备
将甲基丙烯酸甲酯90质量份、苯乙烯10质量份、丙烯酸5质量份、过硫酸铵2质量份、表面活性剂0.1质量份和离子交换水400质量份投入烧瓶内,在氮气气氛下一边搅拌一边升温至70℃,进行8小时聚合,直到聚合转化率约为100%。由此得到含有有机粒子的水性分散体,该有机粒子具有羧基、平均粒径为150nm、由聚丙烯酸甲酯-苯乙烯系聚合物构成。向其中添加水进行稀释,由此得到有机粒子的含有比例调整为10质量%的水系分散体。
5.1.4含聚丙烯酸或其盐的水溶液的制备
(a)含有聚丙烯酸盐P1的水溶液的制备
在回流下,一边搅拌一边用10小时向加入了离子交换水1000g和5质量%过硫酸铵水溶液10g的内容积2升的容器中均匀地滴加20质量%的丙烯酸水溶液500g。滴加结束后,进一步在回流下保持2小时,从而得到含重均分子量(Mw)10000的聚丙烯酸的水溶液。
向其中缓慢加入25质量%的氨水来中和溶液,由此制备含有5质量%的聚丙烯酸盐(重均分子量(Mw)10000的聚丙烯酸铵)的pH7.5的水溶液。
(b)分别含有聚丙烯酸盐P2、聚丙烯酸P3、P4的水溶液的制备
在上述(a)中,将所使用的过硫酸铵的使用量和使用的中和剂的种类变为如表2所记载,除此以外和上述(a)同样地进行,制备含有5质量%聚丙烯酸铵P2的pH7.5的水溶液以及分别含有5质量%聚丙烯酸P3、聚丙烯酸P4的pH2.2的水溶液。
[表2]
聚丙烯酸的种类 | P1 | P2 | P3 | P4 |
过硫酸铵的使用量(g) | 10 | 1 | 5 | 1 |
中和剂的种类 | a | a | - | - |
重均分子量(Mw) | 10,000 | 1,200,000 | 550,000 | 1,200,000 |
抗衡阳离子 | NH4 + | NH4 + | - | - |
a:25质量%氨水
5.2化学机械研磨试验
5.2.1研磨速度的评价
在化学机械研磨装置(Applied Materials公司制造,型号“Mirra”)上安装多孔聚氨酯制研磨垫(Rodel Nitta公司制造,产品编号“IC1000”),持续供给后述的化学机械研磨水系分散体,在下述的研磨条件下,对下述的各种研磨速度测定用基板进行1分钟研磨处理,利用下述的方法计算研磨速度。
(a)研磨速度测定用基板
·层合有膜厚15000埃的铜膜的带有热氧化膜的8英寸硅基板。
·层合有膜厚2000埃氮化钽膜的带有热氧化膜的8英寸硅基板。
·层合有膜厚10000埃PETEOS膜的8英寸硅基板。
·利用Applied Materials Japan公司开发的黑钻石工序(black diamondprocess),层合有膜厚10000埃BD膜的8英寸硅基板。
(b)研磨条件
·研磨头转数:130rpm
·研磨盘(platen)转数:130rpm
·研磨头荷重:1.5psi
·化学机械研磨水系分散体的供给速度:200ml/分钟
此种情况下的化学机械研磨用水系分散体的供给速度是指将全部供给液的供给量合计以单位时间来分配而得的值。
5.2.2研磨速度的计算
对铜膜和氮化钽膜,用导电式膜厚测定器(KLA-Tencor公司制造,型号“OmniMap RS75”)测定研磨处理后的膜厚,由经过化学机械研磨减少的膜厚和研磨时间计算研磨速度。
对于PETEOS膜和BD膜,使用光干涉式膜厚测定器(NanometricsJapan公司制造,型号“Nanospec6100”),测定研磨处理后的膜厚,由经过化学研磨减少的膜厚和研磨时间计算研磨速度。
5.2.3划痕的评价
使用光学显微镜,在暗视野下,随机观察200处范围120μm×120μm的单位区域,将发生了划痕的单位区域的数目作为划痕数进行测定。
5.2.4平坦性的评价
(a)形成有铜布线的被研磨用基板的制作
在由硅构成的基板表面,层合具有由深度1μm的多个沟槽构成的图案的绝缘层(PETEOS膜(厚度500埃))和BD膜(厚度4500埃)的复合膜)5000埃。然后,在绝缘层的表面形成厚度250埃的导电性阻挡层(TaN膜),之后通过溅射和镀覆,在以TaN膜覆盖的沟槽内堆积厚度1.1μm的金属层(Cu层)。
(b)凹陷的评价
对上述(a)中制作的晶片,使用研磨速度5000埃/分钟的Cu研磨用水系分散体研磨2.5分钟。对于该研磨后的晶片,使用后述的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,用经下式算出的时间进行研磨。
研磨时间(分钟)={(阻挡层的厚度(埃))÷(上述“5.2.1研磨速度的评价”中算出的阻挡层(氮化钽)的研磨速度)+(PETEOS膜的厚度(500埃))÷(上述“5.2.1研磨速度的评价”中算出的PETEOS膜的研磨速度)+(BD膜的厚度(200埃))÷(上述“5.2.1研磨速度的评价”中算出的BD膜的研磨速度)}
对于被研磨面,使用触针式轮廓仪(KLA-Tencor(株)制造,型号“HRP240”)对100μm布线的凹陷进行评价。应予说明的是,此处“凹陷”是指晶片的上表面(由绝缘层或导电性阻挡层形成的平面)与布线部分的最低部位之间的距离(高低差)。
(c)磨齿的评价
对于上述(a)中制作的晶片,使用探针式轮廓仪(KLA-Tencor(株)制造,型号“HRP240”)对100μm布线的磨齿进行评价。应予说明的是,此处“磨齿”是指在晶片的绝缘层或者在导电性阻挡层与布线部分的界面形成的、绝缘层或者导电性阻挡层的豁槽(えぐれ)。该磨齿距离越小意味着布线平坦化性能越优异。
5.3实施例1~8和比较例1~8
5.3.1实施例1
(a)第1组合物的制备
将上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C2的水系分散体与上述“5.1.4”中制备的水溶液混合,使得含胶态二氧化硅C2的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于18.0质量%的量、水溶液含量为使聚丙烯酸铵P2为0.2质量%的量,进一步加入离子交换水后,添加氢氧化钾将pH调整为9.2。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到含18.0质量%胶态二氧化硅的水系分散体(A)。另外,该水系分散体(A)均匀地分散,水系分散体(A)中的胶态二氧化硅的平均粒径为139nm。
(b)第2组合物的制备
使相当于0.1质量%的量的喹啉酸和相当于0.8质量%的量的苯并三唑分别溶解于离子交换水中,混合相当于0.5质量%的聚丙烯酸铵P1和相当于0.6质量%的聚丙烯酸铵P2,搅拌15分钟后,添加马来酸将pH调整到3.5。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,从而得到水溶液(B)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(A)和水溶液(B),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.6。计算使用该化学机械研磨用水系分散体进行研磨的各种研磨速度测定用基板的研磨速度。其结果示于表3。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(A)和水溶液(B)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(A)中的胶态二氧化硅C2均匀地分散,其pH为9.2。另外,胶态二氧化硅C2的平均粒径为140nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(B)是均匀溶液,其pH为3.5。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(A)和水溶液(B),与上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果示于表3。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(A)和水溶液(B)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.3,所含粒子的平均粒径为163nm。根据该结果可知,使用从制备开始经过6个月后的水系分散体(A)和水溶液(B)制备的化学机械研磨用水系分散体,与使用刚制备好的水系分散体(A)和水溶液(B)制备的化学机械研磨用水系分散体具有同等的研磨性能。
5.3.2比较例1
混合相同质量的水系分散体(A)和水溶液(B),制备化学机械研磨用水系分散体(A+B)。将该化学机械研磨用水系分散体(A+B)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(A+B)看到有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为270nm。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(A+B)的制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.2。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(A+B),与上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表3。由该结果可知,经过6个月后的化学机械研磨用水系分散体(A+B)与上述实施例1比较,研磨性能降低。
[表3]
5.3.3实施例2
(a)第1组合物的制备
向上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C2的水系分散体中加入离子交换水,使得含胶态二氧化硅C2的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于18.5质量%的量,然后添加氢氧化钾将pH调整为10.0。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到含18.5质量%胶态二氧化硅的水系分散体(C)。另外,该水系分散体(C)均匀地分散,水系分散体(C)中的胶态二氧化硅的平均粒径为45nm。
(b)第2组合物的制备
使相当于0.2质量%的量的喹啉酸和相当于0.8质量%的量的苯并三唑分别溶解于离子交换水中,将聚丙烯酸铵P1以0.4质量%、聚丙烯酸P4以0.8质量%的方式进行混合,搅拌15分钟后,添加马来酸将pH调整到1.7。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,从而得到水溶液(D)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(C)和水溶液(D),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.2质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.7。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表4。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(C)和水溶液(D)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(C)中的胶态二氧化硅均匀地分散,其pH为9.9。另外,胶态二氧化硅的平均粒径为46nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(D)是均匀溶液,其pH为1.7。
使用这些静置保存6个月后的水系分散体(C)和水溶液(D),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(C)和水溶液(D)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.6,胶态二氧化硅的平均粒径为80nm。其结果示于表4。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.4比较例2
混合相同质量的水系分散体(C)和水溶液(D),制备化学机械研磨用水系分散体(C+D)。将该化学机械研磨用水系分散体(C+D)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(C+D)有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为180nm。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(C+D),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果示于表4。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(C+D)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.6。
[表4]
5.3.5实施例3
(a)第1组合物的制备
加入上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C1的水系分散体、上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C3的水系分散体和离子交换水,使得含胶态二氧化硅C1的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于0.8质量%的量、含胶态二氧化硅C3的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于10.0质量%的量,然后添加氢氧化钾将pH调整为10.3。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到含10.8质量%胶态二氧化硅的水系分散体(E)。另外,该水系分散体(E)均匀地分散,水系分散体(E)中的胶态二氧化硅的平均粒径为50nm。
(b)第2组合物的制备
使相当于1.6质量%的量的苯并三唑溶解于离子交换水中,混合聚丙烯酸P3使其为2.0质量%,搅拌15分钟后,添加马来酸将pH调整到1.6。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,得到水溶液(F)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(E)和水溶液(F),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.2质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.6。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表5。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(E)和水溶液(F)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(E)中的胶态二氧化硅均匀地分散,其pH为10.1。另外,胶态二氧化硅的平均粒径为50nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(F)是均匀溶液,其pH为1.6。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(E)和水溶液(F),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(E)和水溶液(F)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.5,胶态二氧化硅的平均粒径为80nm。其结果示于表5。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.6比较例3
混合相同质量的水系分散体(E)和水溶液(F),制备化学机械研磨用水系分散体(E+F)。将该化学机械研磨用水系分散体(E+F)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(E+F)有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为100nm。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(E+F),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表5。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(E+F)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.5。
[表5]
5.3.7实施例4
(a)第1组合物的制备
将上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C4的水系分散体和上述“5.1.4”中制备水溶液进行混合,使得含胶态二氧化硅C4的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于18.5质量%的量、水溶液含量相当于聚丙烯酸P4为0.4质量%的量,进一步加入离子交换水后,添加氢氧化钾将pH调整为10.0。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到含18.5质量%胶态二氧化硅的水系分散体(G)。另外,该水系分散体(G)均匀地分散,水系分散体(G)中的胶态二氧化硅的平均粒径为110nm。
(b)第2组合物的制备
使相当于0.1质量%的量的柠檬酸和相当于0.8质量%的量的苯并三唑分别溶解于离子交换水中,混合聚丙烯酸P4使其为0.6质量%,搅拌15分钟后,添加马来酸将pH调整到1.5。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,得到水溶液(H)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(G)和水溶液(H),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.2质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为4.2。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表6。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(G)和水溶液(H)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(G)中的胶态二氧化硅均匀地分散,其pH为9.9。另外,胶态二氧化硅的平均粒径为115nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(H)是均匀溶液,其pH为1.5。
使用这些静置保存6个月后的水系分散体(G)和水溶液(H),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(G)和水溶液(H)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为4.1,胶态二氧化硅的平均粒径为100nm。其结果示于表6。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.8比较例4
混合相同质量的水系分散体(G)和水溶液(H),制备化学机械研磨用水系分散体(G+H)。将该化学机械研磨用水系分散体(G+H)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(G+H)有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为300nm。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(G+H),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表6。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(G+H)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为4.1。
[表6]
5.3.9实施例5
(a)第1组合物的制备
加入上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C3的水系分散体、上述“5.1.2”中制备的含有机无机复合粒子的水系分散体和离子交换水,使得含胶态二氧化硅C3的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于10.0质量%的量、含有机无机复合粒子的水系分散体含量为换算成有机无机复合粒子相当于0.5质量%的量,然后添加氢氧化钾将pH调整为10.4。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到胶态二氧化硅和有机无机复合粒子混合存在的水系分散体(I)。另外,该水系分散体(I)均匀地分散,水系分散体(I)中所含胶态二氧化硅的平均粒径为180nm。
(b)第2组合物的制备
使相当于0.8质量%的量的苯并三唑溶解于离子交换水中,混合聚丙烯酸铵P1使其为0.4质量%,搅拌15分钟后,添加马来酸将pH调整到2.1。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,得到水溶液(J)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(I)和水溶液(J),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.2质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.8。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表7。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(I)和水溶液(J)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(I)中的胶态二氧化硅和有机无机复合粒子均匀地分散,其pH为10.2。所含粒子的平均粒径为180nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(J)是均匀溶液,其pH为2.1。
使用这些静置保存6个月后的水系分散体(I)和水溶液(J),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(I)和水溶液(J)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.7,所含粒子的平均粒径为155nm。其结果示于表7。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.10比较例5
混合相同质量的水系分散体(I)和水溶液(J),制备化学机械研磨用水系分散体(I+J)。将该化学机械研磨用水系分散体(I+J)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(I+J)有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为250nm。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(I+J),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表7。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(I+J)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.7。
[表7]
5.3.11实施例6
(a)第1组合物的制备
加入上述“5.1.1”中制备的含胶态二氧化硅C2的水系分散体、上述“5.1.3”中制备的含有机粒子的水系分散体和离子交换水,使得含胶态二氧化硅C2的水系分散体含量为换算成无机粒子相当于18.5质量%的量、含有机粒子的水系分散体含量为换算成有机粒子相当于0.5质量%的量,然后添加氢氧化钾将pH调整为10.0。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到胶态二氧化硅和有机粒子混合存在的水系分散体(K)。另外,该水系分散体(K)均匀地分散,水系分散体(K)中所含粒子的平均粒径为150nm。
(b)第2组合物的制备
使相当于0.15质量%的量的喹啉酸和相当于0.8质量%的量的苯并三唑分别溶解于离子交换水中,混合聚丙烯酸P4使其为1.6质量%,搅拌15分钟后,添加马来酸将pH调整到1.5。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,得到水溶液(L)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(K)和水溶液(L),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.8。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表8。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(K)和水溶液(L)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(K)中的胶态二氧化硅和有机粒子均匀地分散,其pH为9.9。所含粒子的平均粒径为150nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(L)是均匀溶液,其pH为1.5。
使用这些静置保存6个月后的水系分散体(K)和水溶液(L),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(K)和水溶液(L)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.6,所含粒子的平均粒径为200nm。其结果示于表8。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.12比较例6
混合相同质量的水系分散体(K)和水溶液(L),制备化学机械研磨用水系分散体(K+L)。将该化学机械研磨用水系分散体(K+L)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(K+L)有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为320nm。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(K+L),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表8。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(K+L)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.5。
[表8]
5.3.13实施例7
(a)第1组合物的制备
除了将成分变化为表13中记载的水系分散体(W)的组成以外,其余和实施例1中记载的制备方法同样进行,得到含18.5质量%胶态二氧化硅C5的水系分散体(W)。
(b)第2组合物的制备
除了将成分变化为表13中记载的水溶液(X)的组成以外,其余和实施例1中记载的制备方法同样进行,得到水溶液(X)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(W)和水溶液(X),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.3。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表9。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(W)和水溶液(X)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(W)中的胶态二氧化硅均匀地分散,其pH为10.2。所含粒子的平均粒径为45nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(X)是均匀溶液,其pH为1.7。
使用这些静置保存6个月后的水系分散体(W)和水溶液(X),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(W)和水溶液(X)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.3,所含粒子的平均粒径为70nm。其结果示于表9。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.14比较例7
混合相同质量的水系分散体(W)和水溶液(X),制备化学机械研磨用水系分散体(W+X)。将该化学机械研磨用水系分散体(W+X)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(W+X)有沉淀物,分为两层。测定所含粒子的平均粒径,结果为460nm。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(W+X),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表9。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(W+X)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.2。
[表9]
5.3.15实施例8
(a)第1组合物的制备
除了将成分变化为表13中记载的水系分散体(Y)的组成以外,其余和实施例1中记载的制备方法同样进行,得到含18.5质量%胶态二氧化硅C6的水系分散体(Y)。
(b)第2组合物的制备
除了将成分变化为表13中记载的水溶液(Z)的组成以外,其余和实施例1中记载的制备方法同样进行,得到水溶液(Z)。
(c)使用刚制备好的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
混合相同质量的在上述中制备的水系分散体(Y)和水溶液(Z),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.9。使用该化学机械研磨用水系分散体,将各种研磨速度测定用基板进行研磨,并计算研磨速度。其结果示于表10。
(d)使用从制备开始经过6个月后的第1组合物和第2组合物制备的化学机械研磨用水系分散体的研磨性能评价
将在上述中制备的水系分散体(Y)和水溶液(Z)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。静置保存6个月后的水系分散体(Y)中的胶态二氧化硅均匀地分散,其pH为10.5。所含粒子的平均粒径为68nm。并且,静置保存6个月后的水溶液(Z)是均匀溶液,其pH为1.6。
使用这些静置保存6个月后的水系分散体(Y)和水溶液(Z),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(Y)和水溶液(Z)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.9,所含粒子的平均粒径为100nm。其结果示于表10。根据该结果可知,具有与刚制备好的分散体同等的研磨性能。
5.3.16比较例8
混合相同质量的水系分散体(Y)和水溶液(Z),制备化学机械研磨用水系分散体(Y+Z)。将该化学机械研磨用水系分散体(Y+Z)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。看到静置保存6个月后的化学机械研磨用水系分散体(Y+Z)有沉淀物,分为两层。所含粒子的平均粒径由于沉淀剧烈而不能测定。
使用该静置保存6个月后的水系分散体(Y+Z),和上述“5.3.1(c)”中记载的研磨性能评价同样地进行,评价对各种膜的研磨性能。其结果一并示于表9。根据该结果可知,被研磨面的表面特性中研磨性能下降。另外,使用静置保存6个月后的水系分散体(Y+Z)制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为3.8。
[表10]
此处,对于实施例1~8和比较例1~8中使用的第1组合物和第2组合物(A~L、W~Z)的组成汇总于表11~13。
5.3.17划痕和平坦性评价试验
使用实施例1~8中记载的化学机械研磨用水系分散体(将静置保存6个月后的第1组合物和第2组合物混合而成的分散体),根据上述“5.2.3划痕的评价”及“5.2.4平坦性的评价”的试验方法进行评价试验。其结果示于表14。另外,表14的凹陷和磨齿栏中所示的“○”表示良好,“△”表示一般。根据该结果,如果化学机械研磨用水系分散体中的聚丙烯酸的重量(PA)和除其以外的氧化物的重量(OA)的比例处于0.2~5.0的范围,则可见抑制划痕、凹陷、磨齿的发生的效果。如果在0.5~3.0的范围,则没有看到划痕、磨齿的发生,但可见稍许凹陷的发生。如果在0.5~1.5的范围内,则没有看到划痕、凹陷、磨齿的发生。
5.4比较例9
(a)第1组合物的制备
混合与上述“5.3.1(a)”中制备的水系分散体(A)中所含的胶态二氧化硅C2等量的胶态二氧化硅C2、以及与水系分散体(A)中所含的聚丙烯酸铵P2等量的聚丙烯酸铵,进一步加入离子交换水后,添加马来酸将pH调整到3.5。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径1μm的过滤器进行过滤,由此得到含18.0质量%胶态二氧化硅的水系分散体(M)。另外,该水系分散体(M)均匀地分散,水系分散体(M)中的胶态二氧化硅的平均粒径为140nm。
(b)第2组合物的制备
使与上述“5.3.1(b)”中制备的水系分散体(B)中所含的喹啉酸等量的喹啉酸、以及与水系分散体(B)中所含的苯并三唑等量的苯并三唑分别溶解于离子交换水中,并混合与水系分散体(B)中所含的聚丙烯酸P1等量的聚丙烯酸铵P1和与水系分散体(B)中所含的聚丙烯酸铵P2等量的聚丙烯酸铵P2,搅拌15分钟后,添加氢氧化钾,将pH调整到9.2。然后,加入离子交换水使得全部构成成分的合计量为100质量%,然后用孔径0.5μm的过滤器进行过滤,得到水溶液(N)。
(c)刚制备好的第1组合物和第2组合物的分散状态评价
在上述中制备的水系分散体(M)和水溶液(N)的分散状态是均匀地分散,分散状态良好。其结果示于表15。
(d)从制备开始经过1星期后的第1组合物和第2组合物的分散状态评价
将在上述中制备的水系分散体(M)和水溶液(N)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存1星期。看到静置保存1星期后的水系分散体(M)有沉淀物,确认胶态二氧化硅的凝聚。此外,静置保存1星期后的水溶液(N)的分散状态是均匀地分散,且分散状态良好。其结果一并示于表15中。
[表15]
5.5比较例10~13
5.5.1比较例10
(a)第1组合物的制备
除了将成分变化为表16中记载的水系分散体(O)的组成以外,其余和实施例1中记载的制备方法同样进行,得到含18.5质量%胶态二氧化硅C6的水系分散体(O)。该水系分散体均匀地分散,水系分散体(O)中的胶态二氧化硅C6的平均粒径为68nm。
(b)第2组合物的制备
除了将成分变化为表16中记载的水溶液(P)的组成以外,其余和实施例1中记载的制备方法同样进行,得到水溶液(P)。水溶液(P)不含聚(甲基)丙烯酸。
(c)化学机械研磨用水系分散体的制备
将在上述中制备的水系分散体(O)和水溶液(P)在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月。混合相同质量的静置保存6个月后的水系分散体(O)和水溶液(P),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备化学机械研磨用水系分散体。另外,如此混合而制备的化学机械研磨用水系分散体的pH为5.3。
5.5.2比较例11
除了将成分变化为表16中记载的组成以外,其余和比较例10中记载的制备方法同样进行,制备作为第1组合物的水系分散体(Q)和水溶液(R)。另外,作为第1组合物的水系分散体(Q)的pH为11.7。然后,混合相同质量的在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月后的作为第1组合物的水系分散体(Q)和第2组合物(R),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备pH7.1的化学机械研磨用水系分散体。
5.5.3比较例12
除了将成分变化为表16中记载的组成以外,其余和比较例10中记载的制备方法同样进行,制备作为第1组合物的水系分散体(S)和水溶液(T)。另外,作为第1组合物的水系分散体(S)的pH为7.2。然后,混合相同质量的在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月后的作为第1组合物的水系分散体(S)和第2组合物(T),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备pH3.6的化学机械研磨用水系分散体。
5.5.4比较例13
除了将成分变化为表16中记载的组成以外,其余和比较例10中记载的制备方法同样进行,制备作为第1组合物的水系分散体(U)和水溶液(V)。另外,作为第2组合物的水溶液(V)的pH为6.2。然后,混合相同质量的在密闭容器中、25℃的恒温槽内静置保存6个月后的作为第1组合物的水系分散体(U)和第2组合物(V),添加分散介质使得达到特定的稀释倍数。然后,添加30质量%过氧化氢水溶液(换算成过氧化氢相当于0.5质量%的量),制备pH8.8的化学机械研磨用水系分散体。
5.5.5研磨速度、划痕及平坦性评价试验
使用在上述中制备的刚制备好的比较例10~13的化学机械研磨用水系分散体,根据上述“5.2化学机械研磨试验”中记载的试验方法进行评价试验。其结果示于表14。另外,表14的磨齿栏中所示的“×”表示不能应用于实际设备。
[表17]
在使用比较例10的化学机械研磨用水系分散体时,划痕和凹陷是在容许的范围内,但不能抑制磨齿,未能获得良好的结果。
在使用比较例11~13的化学机械研磨用水系分散体时,由于第1组合物或第2组合物的pH在范围之外,因此未能获得良好的结果。
在比较例11中可知,由于第1组合物的pH超过11,因此混合第1组合物和第2组合物而得到的化学机械研磨用水系分散体的pH超过6,不能得到充分的PETEOS膜的研磨速度,不能获得良好的被研磨面。
在比较例12中可知,由于第1组合物的pH小于8,因而在6个月后确认第1组合物中的磨料发生凝聚,粒径肥大,因保存稳定性不佳,所以不能应用于实际设备。
在比较例13中,由于第2组合物的pH超过5,因此混合第1组合物和第2组合物而得到的化学机械研磨用水系分散体的pH超过6,对于铜膜、氮化钽膜、PETEOS膜中的任一种膜的研磨速度过小,不能得到良好的结果,并且划痕数也多,不能得到良好的被研磨面,不能应用于实际设备。
5.6总结
根据以上结果可知,通过使用由第1组合物和第2组合物构成的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,起到本申请发明的作用效果,所述第1组合物包含胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸(优选pKa为3以下或者具有含至少一个氮原子的六元杂环的化合物)、且pH为1~5。
Claims (15)
1.化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,其特征在于,具备第1组合物和第2组合物,所述第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸、且pH为1~5。
2.根据权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,其中,所述具有2个以上羰基的有机酸的pKa为3以下。
3.根据权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,其中,所述具有2个以上羰基的有机酸是选自马来酸、喹啉酸和柠檬酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,其中,所述碱性化合物是氢氧化钾或氨。
5.根据权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,其中,所述第1组合物和所述第2组合物中的至少一方还含有苯并三唑。
6.根据权利要求1所述的化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒,其特征在于,还具备至少含有氧化剂的第3组合物。
7.化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其特征在于,混合第1组合物和第2组合物,制备pH为3.5~6.0的化学机械研磨用水系分散体,
所述第1组合物包含平均一次粒径为15nm~40nm的胶态二氧化硅和碱性化合物、且pH为8~11,所述第2组合物包含聚(甲基)丙烯酸和除其以外的具有2个以上羰基的有机酸、且pH为1~5。
8.根据权利要求7所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其中,所述化学机械研磨用水系分散体中所含的所述聚(甲基)丙烯酸的质量PA与所述具有2个以上羰基的有机酸的质量OA的质量比,即PA/OA是0.2~5.0。
9.根据权利要求7所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其中,所述具有2个以上羰基的有机酸的pKa是3以下。
10.根据权利要求7所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其中,所述具有2个以上羰基的有机酸是选自马来酸、喹啉酸和柠檬酸中的至少一种。
11.根据权利要求7所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,所述碱性化合物是氢氧化钾或氨。
12.根据权利要求7所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其中,所述第1组合物和所述第2组合物中的至少一方含有苯并三唑。
13.根据权利要求7所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法,其特征在于,进一步混合含有氧化剂的第3组合物,得到化学机械研磨用水系分散体。
14.化学机械研磨用水系分散体,是利用权利要求7~13中任一项所述的化学机械研磨用水系分散体的制备方法制备的。
15.化学机械研磨方法,使用权利要求14所述的化学机械研磨用水系分散体,将半导体装置的选自由铜或铜合金构成的层、阻挡金属层和绝缘层中的至少一种被研磨面进行化学机械研磨。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007160892 | 2007-06-19 | ||
JP2007160892 | 2007-06-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101328399A true CN101328399A (zh) | 2008-12-24 |
Family
ID=39562293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA2008101266488A Pending CN101328399A (zh) | 2007-06-19 | 2008-06-17 | 化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒及其应用 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8470195B2 (zh) |
EP (1) | EP2017318B1 (zh) |
JP (1) | JP5327427B2 (zh) |
KR (1) | KR101469994B1 (zh) |
CN (1) | CN101328399A (zh) |
TW (1) | TWI432563B (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102020975A (zh) * | 2010-07-21 | 2011-04-20 | 天津晶岭微电子材料有限公司 | 镁铝合金材料表面化学机械抛光液的制备方法 |
CN103173127A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种用于硅通孔阻挡层平坦化的化学机械抛光液 |
CN113302256A (zh) * | 2018-12-31 | 2021-08-24 | 株式会社东进世美肯 | 化学-机械研磨粒子以及包含其的研磨浆料组合物 |
US11472000B2 (en) | 2015-08-18 | 2022-10-18 | Ebara Corporation | Substrate adsorption method, substrate holding apparatus, substrate polishing apparatus, elastic film, substrate adsorption determination method for substrate holding apparatus, and pressure control method for substrate holding apparatus |
TWI785525B (zh) * | 2015-08-18 | 2022-12-01 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 基板吸著方法、基板保持裝置、基板研磨裝置、彈性膜、基板保持裝置之基板吸著判定方法及壓力控制方法 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4614981B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2011-01-19 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および半導体装置の化学機械研磨方法 |
KR101431299B1 (ko) * | 2007-03-26 | 2014-08-20 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 화학 기계 연마용 수계 분산체, 및 반도체 장치의 화학 기계 연마 방법 |
JPWO2009031389A1 (ja) * | 2007-09-03 | 2010-12-09 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体およびその調製方法、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット、ならびに半導体装置の化学機械研磨方法 |
WO2009098924A1 (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Jsr Corporation | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
US8741008B2 (en) * | 2008-02-18 | 2014-06-03 | Jsr Corporation | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method |
WO2009104517A1 (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
WO2009107472A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体およびそれを用いた化学機械研磨方法、化学機械研磨用水系分散体の再生方法 |
JP5472585B2 (ja) | 2008-05-22 | 2014-04-16 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
JP5361306B2 (ja) * | 2008-09-19 | 2013-12-04 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
JP2010258418A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-11-11 | Jsr Corp | 化学機械研磨用水系分散体調製用キットおよび化学機械研磨用水系分散体の調製方法 |
US8480920B2 (en) * | 2009-04-02 | 2013-07-09 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, method of preparing the same, chemical mechanical polishing aqueous dispersion preparation kit, and chemical mechanical polishing method |
JP5484782B2 (ja) * | 2009-04-30 | 2014-05-07 | 花王株式会社 | 研磨材スラリーの製造方法 |
US8883031B2 (en) * | 2009-08-19 | 2014-11-11 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | CMP polishing liquid and polishing method |
JP2011142284A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-07-21 | Hitachi Chem Co Ltd | Cmp研磨液、基板の研磨方法及び電子部品 |
US20140248776A1 (en) * | 2011-08-09 | 2014-09-04 | Fujimi Incorporated | Composition for polishing compound semiconductor |
WO2016024177A1 (en) | 2014-08-11 | 2016-02-18 | Basf Se | Chemical-mechanical polishing composition comprising organic/inorganic composite particles |
KR101731523B1 (ko) * | 2015-04-22 | 2017-04-28 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 화학 기계 연마용 처리 조성물, 화학 기계 연마 방법 및 세정 방법 |
CN110524315A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-12-03 | 大连理工大学 | 一种光学石英玻璃的绿色经济环保化学机械抛光方法 |
EP3792327A1 (en) * | 2019-09-11 | 2021-03-17 | Fujimi Incorporated | Polishing composition, polishing method and method for manufacturing semiconductor substrate |
Family Cites Families (55)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW501197B (en) * | 1999-08-17 | 2002-09-01 | Hitachi Chemical Co Ltd | Polishing compound for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate |
KR100444239B1 (ko) * | 1999-11-22 | 2004-08-11 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 복합화 입자의 제조 방법, 이 방법에 의해 제조되는복합화 입자 및 이 복합화 입자를 함유하는 화학 기계연마용 수계 분산체, 및 화학 기계 연마용 수계 분산체의제조 방법 |
US6821897B2 (en) * | 2001-12-05 | 2004-11-23 | Cabot Microelectronics Corporation | Method for copper CMP using polymeric complexing agents |
JP4187497B2 (ja) | 2002-01-25 | 2008-11-26 | Jsr株式会社 | 半導体基板の化学機械研磨方法 |
JPWO2003066750A1 (ja) * | 2002-02-06 | 2005-06-02 | 旭化成株式会社 | 絶縁薄膜製造用塗布組成物 |
JP2003313542A (ja) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Jsr Corp | 化学機械研磨用水系分散体 |
ATE403936T1 (de) * | 2002-04-30 | 2008-08-15 | Hitachi Chemical Co Ltd | Polierfluid und polierverfahren |
TWI282360B (en) * | 2002-06-03 | 2007-06-11 | Hitachi Chemical Co Ltd | Polishing composition and polishing method thereof |
US20040007690A1 (en) * | 2002-07-12 | 2004-01-15 | Cabot Microelectronics Corp. | Methods for polishing fiber optic connectors |
JP4010903B2 (ja) | 2002-08-02 | 2007-11-21 | Necエレクトロニクス株式会社 | 化学的機械的研磨用スラリー |
US20040065021A1 (en) * | 2002-10-04 | 2004-04-08 | Yasuhiro Yoneda | Polishing composition |
TW200424299A (en) * | 2002-12-26 | 2004-11-16 | Kao Corp | Polishing composition |
US7044836B2 (en) * | 2003-04-21 | 2006-05-16 | Cabot Microelectronics Corporation | Coated metal oxide particles for CMP |
JP4560278B2 (ja) * | 2003-05-09 | 2010-10-13 | Jsr株式会社 | 非化学機械研磨用水溶液、研磨剤セット及び半導体装置を製造する製造方法 |
CN100373556C (zh) * | 2003-05-28 | 2008-03-05 | 日立化成工业株式会社 | 研磨剂及研磨方法 |
TWI291987B (en) * | 2003-07-04 | 2008-01-01 | Jsr Corp | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method |
JP2005244123A (ja) | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
US20060000808A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Polishing solution of metal and chemical mechanical polishing method |
US20070218811A1 (en) * | 2004-09-27 | 2007-09-20 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Cmp polishing slurry and method of polishing substrate |
CN101032001B (zh) * | 2004-09-28 | 2011-12-28 | 日立化成工业株式会社 | Cmp抛光剂以及衬底的抛光方法 |
US20060096179A1 (en) * | 2004-11-05 | 2006-05-11 | Cabot Microelectronics Corporation | CMP composition containing surface-modified abrasive particles |
JP2006179845A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-07-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 金属用研磨液及び研磨方法 |
KR101275964B1 (ko) | 2005-02-23 | 2013-06-14 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 화학 기계 연마방법 |
DE602006002900D1 (de) | 2005-03-09 | 2008-11-13 | Jsr Corp | Wässrige Dispersion zum chemisch-mechanischen Polieren, Kit zu deren Herstellung und chemisch-mechanisches Polierverfahren |
JP5110244B2 (ja) * | 2005-03-09 | 2012-12-26 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
EP1702965A3 (en) * | 2005-03-17 | 2007-07-25 | FUJIFILM Corporation | Metal chemical mechanical polishing solution and polishing method |
US20060276041A1 (en) | 2005-05-17 | 2006-12-07 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method, and kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion |
US20070037491A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Yuzhuo Li | Chemically modified chemical mechanical polishing pad, process of making a modified chemical mechanical polishing pad and method of chemical mechanical polishing |
CN1919955A (zh) * | 2005-08-24 | 2007-02-28 | 捷时雅株式会社 | 化学机械研磨用水性分散质、配制该分散质的工具、化学机械研磨方法及半导体装置的制造方法 |
TWI397577B (zh) * | 2005-09-02 | 2013-06-01 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
JP2007088302A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び化学的機械的研磨方法 |
JP2007088258A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Fujifilm Corp | 金属研磨液及びそれを用いる研磨方法 |
US7842193B2 (en) * | 2005-09-29 | 2010-11-30 | Fujifilm Corporation | Polishing liquid |
EP2410558A3 (en) * | 2005-11-11 | 2012-04-18 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing slurry for silicon oxide, additive liquid and polishing method |
WO2007069488A1 (ja) * | 2005-12-16 | 2007-06-21 | Jsr Corporation | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット |
TW200734436A (en) * | 2006-01-30 | 2007-09-16 | Fujifilm Corp | Metal-polishing liquid and chemical mechanical polishing method using the same |
US20070176142A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-02 | Fujifilm Corporation | Metal- polishing liquid and chemical-mechanical polishing method using the same |
JP2007214155A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Fujifilm Corp | バリア用研磨液及び化学的機械的研磨方法 |
CN101410956B (zh) * | 2006-04-03 | 2010-09-08 | Jsr株式会社 | 化学机械研磨用水系分散体和化学机械研磨方法 |
JP5013732B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2012-08-29 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体、化学機械研磨方法、化学機械研磨用キット、および化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット |
EP2071615B1 (en) | 2006-10-06 | 2012-07-18 | JSR Corporation | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method for semiconductor device |
JP2008181955A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及びそれを用いた研磨方法 |
US7820068B2 (en) * | 2007-02-21 | 2010-10-26 | Houghton Technical Corp. | Chemical assisted lapping and polishing of metals |
JP2008235481A (ja) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Nippon Chem Ind Co Ltd | 半導体ウエハ研磨用組成物、その製造方法、及び研磨加工方法 |
JP4614981B2 (ja) | 2007-03-22 | 2011-01-19 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および半導体装置の化学機械研磨方法 |
KR101431299B1 (ko) | 2007-03-26 | 2014-08-20 | 제이에스알 가부시끼가이샤 | 화학 기계 연마용 수계 분산체, 및 반도체 장치의 화학 기계 연마 방법 |
JP2008277723A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び研磨方法 |
JPWO2009031389A1 (ja) | 2007-09-03 | 2010-12-09 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体およびその調製方法、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット、ならびに半導体装置の化学機械研磨方法 |
WO2009098924A1 (ja) | 2008-02-06 | 2009-08-13 | Jsr Corporation | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
US8741008B2 (en) | 2008-02-18 | 2014-06-03 | Jsr Corporation | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method |
WO2009104517A1 (ja) | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
WO2009107472A1 (ja) | 2008-02-27 | 2009-09-03 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体およびそれを用いた化学機械研磨方法、化学機械研磨用水系分散体の再生方法 |
JP5472585B2 (ja) | 2008-05-22 | 2014-04-16 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
JP5361306B2 (ja) | 2008-09-19 | 2013-12-04 | Jsr株式会社 | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 |
US8480920B2 (en) | 2009-04-02 | 2013-07-09 | Jsr Corporation | Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, method of preparing the same, chemical mechanical polishing aqueous dispersion preparation kit, and chemical mechanical polishing method |
-
2008
- 2008-05-21 JP JP2008132955A patent/JP5327427B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-05-27 US US12/127,334 patent/US8470195B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-06-09 EP EP08157831A patent/EP2017318B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-06-13 TW TW097122047A patent/TWI432563B/zh not_active IP Right Cessation
- 2008-06-17 CN CNA2008101266488A patent/CN101328399A/zh active Pending
- 2008-06-18 KR KR1020080057401A patent/KR101469994B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102020975A (zh) * | 2010-07-21 | 2011-04-20 | 天津晶岭微电子材料有限公司 | 镁铝合金材料表面化学机械抛光液的制备方法 |
CN103173127A (zh) * | 2011-12-23 | 2013-06-26 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种用于硅通孔阻挡层平坦化的化学机械抛光液 |
CN103173127B (zh) * | 2011-12-23 | 2016-11-23 | 安集微电子(上海)有限公司 | 一种用于硅通孔阻挡层平坦化的化学机械抛光液 |
US11472000B2 (en) | 2015-08-18 | 2022-10-18 | Ebara Corporation | Substrate adsorption method, substrate holding apparatus, substrate polishing apparatus, elastic film, substrate adsorption determination method for substrate holding apparatus, and pressure control method for substrate holding apparatus |
TWI785525B (zh) * | 2015-08-18 | 2022-12-01 | 日商荏原製作所股份有限公司 | 基板吸著方法、基板保持裝置、基板研磨裝置、彈性膜、基板保持裝置之基板吸著判定方法及壓力控制方法 |
CN113302256A (zh) * | 2018-12-31 | 2021-08-24 | 株式会社东进世美肯 | 化学-机械研磨粒子以及包含其的研磨浆料组合物 |
CN113302256B (zh) * | 2018-12-31 | 2023-07-28 | 株式会社东进世美肯 | 化学-机械研磨粒子以及包含其的研磨浆料组合物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20080318427A1 (en) | 2008-12-25 |
KR20080112126A (ko) | 2008-12-24 |
JP2009027142A (ja) | 2009-02-05 |
KR101469994B1 (ko) | 2014-12-05 |
TW200900491A (en) | 2009-01-01 |
US8470195B2 (en) | 2013-06-25 |
JP5327427B2 (ja) | 2013-10-30 |
EP2017318A3 (en) | 2010-01-13 |
TWI432563B (zh) | 2014-04-01 |
EP2017318B1 (en) | 2012-05-30 |
EP2017318A2 (en) | 2009-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101328399A (zh) | 化学机械研磨用水系分散体制备用试剂盒及其应用 | |
CN1321441C (zh) | 化学机械研磨用水性分散体及其化学机械研磨方法 | |
CN105229110B (zh) | 具有高的移除速率和低的缺陷率的对于氧化物和氮化物有选择性的化学机械抛光组合物 | |
CN101191036B (zh) | 一种用于化学机械抛光的淤浆组合物及其前体组合物 | |
JP6719452B2 (ja) | 研磨用組成物 | |
KR101330956B1 (ko) | Cmp 연마액 및 연마 방법 | |
TWI516582B (zh) | 混合的磨料拋光組合物 | |
TWI463001B (zh) | Chemical machinery grinding water dispersions and chemical mechanical grinding methods | |
CN103374330B (zh) | 磨粒的制造方法、悬浮液的制造方法以及研磨液的制造方法 | |
TWI285668B (en) | Semiconductor abrasive, process for producing the same and method of polishing | |
CN102414293B (zh) | 化学机械抛光用浆料 | |
CN104582899A (zh) | 研磨剂、研磨剂套剂及基体的研磨方法 | |
KR20240054386A (ko) | 양이온성 중합체 첨가제를 포함하는 연마 조성물 | |
TWI450952B (zh) | Cmp漿料以及使用其之研磨方法 | |
KR20080108598A (ko) | 화학 기계 연마용 수계 분산체 및 화학 기계 연마 방법, 및화학 기계 연마용 수계 분산체를 제조하기 위한 키트 | |
TW200936738A (en) | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method | |
TW200403131A (en) | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and its use for semiconductor device processing | |
JP6849662B2 (ja) | 研磨用組成物 | |
TW200804575A (en) | Metal polishing composition and chemical mechanical polishing method using the same | |
CN101397481A (zh) | 抛光液 | |
TWI798345B (zh) | 研磨用組成物 | |
CN107001860A (zh) | 在浅沟槽隔离晶片的抛光中展现出减小的凹陷的化学机械抛光组合物 | |
TWI399428B (zh) | Cmp研磨液以及使用此cmp研磨液的基板研磨方法 | |
CN106414651A (zh) | 对氧化物的选择性优于对多晶硅和氮化物选择性的具高移除速率及低缺陷率的cmp组合物 | |
TWI625372B (zh) | 低介電基板之研磨方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20081224 |