JP2000230169A - Slurry for polishing - Google Patents

Slurry for polishing

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JP2000230169A
JP2000230169A JP2000015603A JP2000015603A JP2000230169A JP 2000230169 A JP2000230169 A JP 2000230169A JP 2000015603 A JP2000015603 A JP 2000015603A JP 2000015603 A JP2000015603 A JP 2000015603A JP 2000230169 A JP2000230169 A JP 2000230169A
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Japan
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slurry
weight
parts
polishing
slurry according
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JP2000015603A
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Japanese (ja)
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Shinken Ro
新賢 呂
Reibai Chin
麗梅 陳
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Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a novel slurry for chemically and mechanically flattening dielectric materials capable of improving a polishing speed without essentially containing a volatile base such as ammonia, and the like, and metal ions. SOLUTION: This slurry for polishing comprises (a) 100 pts.wt. of an aqueous medium, (b) 1-50 pts.wt. of SiO2 particles, (c) 0.1-10 pts.wt. of a pH buffer and (d) 0.1-10 pts.wt. of a polishing-accelerating agent selected from the group consisting of a water soluble alcohol, a water soluble amine, a water soluble aminoalcohol and a mixture of two or more of them.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路の製造に
おいて、誘電層を化学的機械的に平坦化するための研磨
用のスラリー(polishing slurry for chemically mech
anically planarizing dielectric layers)に関するも
ので、とくに、金属イオンを実質的には含有していない
ような、化学機械プラナリゼーション(chemical-mecha
nical planarization)用のスラリーに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing slurry for chemically polishing a dielectric layer in the manufacture of integrated circuits.
anionic planarizing dielectric layers, especially those that do not substantially contain metal ions.
nical planarization).

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、集積回路の製造においてグローバ
ルプラナリゼーションを実践できる唯一の方法は、化学
機械プラナリゼーション(CMP)である。すなわち、
エラストマーパッドを半導体基板に押し付けて回転さ
せ、それと同時に前記半導体基板を研磨用のスラリーで
洗浄またはリンスすることにより、加重をかけて前記ス
ラリー粒子を前記基板上に押し付ける。前記エラストマ
ーパッドの側方移動により、前記スラリー粒子が前記基
板表面上を移動する結果、前記基板表面を化学的機械的
に除去することができる。
2. Description of the Related Art At present, the only way in which global planarization can be practiced in the manufacture of integrated circuits is chemical mechanical planarization (CMP). That is,
The elastomer pad is pressed against the semiconductor substrate and rotated, and at the same time, the semiconductor substrate is washed or rinsed with a polishing slurry, so that the slurry particles are pressed against the substrate under a load. As a result of the lateral movement of the elastomer pad, the slurry particles move on the substrate surface, so that the substrate surface can be chemically and mechanically removed.

【0003】SiO2(最も一般的に使用される誘電材
料)などの誘電材料を研磨するのに使用されるスラリー
は、塩基性溶液に懸濁させたコロイダルシリカよりなる
のを特徴とする。一般に、充分な除去速度(removal ra
te)を実現するためには、スラリーのpH値を9より大
きくする必要があり、pH値が大きいほど除去速度も増
大する。このため、絶縁層を化学機械プラナリゼーショ
ン(CMP)するためのスラリーを商業生産(commerci
al production)する際には、KOHやNH4OHなどの
塩基を使用することにより、10〜11のpH値を実現
している。
[0003] The slurries used to polish dielectric materials such as SiO 2 (the most commonly used dielectric material) are characterized by consisting of colloidal silica suspended in a basic solution. In general, a sufficient removal rate (removal ra
In order to realize te), the pH value of the slurry needs to be higher than 9, and the removal rate increases as the pH value increases. For this reason, commercial production of slurry for chemical mechanical planarization (CMP) of insulating layers (commerci)
When al production) which is, by using a base such as KOH or NH 4 OH, is achieved the pH value of 10-11.

【0004】誘電材料の除去に使用されるスラリーに、
カリウムおよび水酸化アンモニウムを使用すると、いく
つかの問題が生じる。アルカリ金属イオン、とくにナト
リウムイオンやカリウムイオンは、誘電酸化層内に拡散
してそれを汚染する。その結果、ウェハ表面から金属イ
オンを除去するため、CMPに続いて複雑な洗浄工程を
経る必要が生じる。したがって、半導体デバイスのスラ
リーには、アルカリ金属イオンの使用を避けるのが一般
的である。一方、水酸化アンモニウムは分解しやすいた
め、この化合物を使用したスラリーには、遊離したアン
モニアが原因で臭気が生じる。このアンモニア蒸気は、
他の半導体製造工程にも害を及ぼし、なかでもフォトレ
ジスト材料への悪影響は見過ごせない。したがって、ア
ンモニアなどの揮発性塩基、および金属イオンを実質的
には含有しないようなスラリーを得ることができれば、
必ずや当該分野における大きな進歩となる。
[0004] Slurries used to remove dielectric materials include:
The use of potassium and ammonium hydroxide raises several problems. Alkali metal ions, especially sodium and potassium ions, diffuse into the dielectric oxide layer and contaminate it. As a result, a complicated cleaning process must be performed following CMP in order to remove metal ions from the wafer surface. Therefore, it is common practice to avoid using alkali metal ions in semiconductor device slurries. On the other hand, since ammonium hydroxide is easily decomposed, a slurry using this compound emits an odor due to liberated ammonia. This ammonia vapor
It also harms other semiconductor manufacturing processes, especially the negative effect on the photoresist material. Therefore, if it is possible to obtain a slurry that does not substantially contain volatile bases such as ammonia and metal ions,
It will certainly be a major advance in the field.

【0005】米国特許第5,769,689号は、Si
2、シリケート、および窒化珪素を研磨するための組
成物を開示した。ここでは、可溶性無機塩による塩類効
果を利用して研磨率の向上を図り、同時にスラリーの凝
固の阻止を図った。
[0005] US Patent No. 5,769,689 discloses Si
A composition for polishing O 2 , silicate, and silicon nitride has been disclosed. Here, the polishing rate was improved by utilizing the salt effect of the soluble inorganic salt, and at the same time, the solidification of the slurry was prevented.

【0006】米国特許第5,480,476号は、ガラ
ス、半導体、および集積回路を研磨するための組成物を
開示した。ここでは、Ce4+などのカチオンを含有さ
せ、研磨性の塩基を活性化させることにより、研磨速度
の向上を図った。
[0006] US Patent No. 5,480,476 disclosed a composition for polishing glass, semiconductors, and integrated circuits. Here, the polishing rate was improved by including a cation such as Ce 4+ and activating a polishing base.

【0007】米国特許第5,391,258号は、シリ
カの除去速度を制御できるアニオンを含有するような、
研磨用の組成物を開示した。ここで使用するアニオン
は、同等級の化合物の誘導体であり、たとえば酒石酸な
ど、少なくとも2個の酸根を含有する。
[0007] US Patent No. 5,391,258 describes an anion which contains an anion which can control the rate of silica removal.
A polishing composition has been disclosed. As used herein, the anion is a derivative of a comparable compound and contains at least two acid radicals, such as tartaric acid.

【0008】米国特許第5,264,010号は、酸化
セリウム、ヒュームドシリカ、および沈降シリカなど様
々な研磨剤を含有した研磨用の組成物を開示した。
[0008] US Patent No. 5,264,010 disclosed a polishing composition containing various abrasives, such as cerium oxide, fumed silica, and precipitated silica.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、研磨
速度の向上を実現することができ、アンモニアなどの揮
発性塩基、および金属イオンなどを実質的に含有しない
ような、誘電材料を化学的機械的に平坦化するための新
規なスラリーを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a dielectric material which can improve the polishing rate and is substantially free from volatile bases such as ammonia and metal ions. Another object of the present invention is to provide a novel slurry for mechanically planarizing.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明では、金属水酸化物や水酸化アンモニウム
の代わりに他の強塩基を使用することにより、スラリー
のpHを制御する。さらに詳しく言えば、本発明では、
アルコールタイプの塩基、アミンタイプの塩基、および
アミノアルコールタイプの塩基など、金属を含まずかつ
研磨速度を向上できるような塩基を使用することによ
り、金属による汚染の問題を生じることなく、望ましい
研磨速度の向上を実現する。よって、本発明で開示する
スラリーでは、金属イオンの含有率を10ppm以下の
低さまで抑えている。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, the pH of the slurry is controlled by using another strong base instead of metal hydroxide or ammonium hydroxide. More specifically, in the present invention,
By using a base that does not contain metal and can improve the polishing rate, such as an alcohol-type base, an amine-type base, and an amino-alcohol-type base, the desired polishing rate can be achieved without causing a problem of metal contamination. To improve Therefore, in the slurry disclosed in the present invention, the content of metal ions is suppressed to as low as 10 ppm or less.

【0011】本発明によるスラリーは、(a)水性媒体
を100重量部、(b)SiO2粒子を1〜50重量
部、(c)pH緩衝剤(pH buffer)を0.1〜10重
量部、ならびに(d)水溶性のアルコール、水溶性のア
ミン、水溶性のアミノアルコール、およびこれらの2種
以上の混合物よりなる群から選択される研磨促進剤を
0.1〜10重量部含有する。
The slurry according to the present invention comprises (a) 100 parts by weight of an aqueous medium, (b) 1 to 50 parts by weight of SiO 2 particles, and (c) 0.1 to 10 parts by weight of a pH buffer. And (d) 0.1 to 10 parts by weight of a polishing accelerator selected from the group consisting of a water-soluble alcohol, a water-soluble amine, a water-soluble amino alcohol, and a mixture of two or more thereof.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の上述およびその他の目
的、特徴、および長所をいっそう明瞭にするため、以下
に好ましい実施の形態をあげて、さらに詳しく説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In order to further clarify the above and other objects, features and advantages of the present invention, preferred embodiments will be described below in more detail.

【0013】本発明によるスラリーは、水性溶媒を含有
する。この水性溶媒は、脱イオン水または蒸留水である
ことが好ましい。
[0013] The slurry according to the present invention contains an aqueous solvent. This aqueous solvent is preferably deionized or distilled water.

【0014】本発明によるスラリーはさらに、研磨剤と
してのSiO2粒子を、水性媒体100重量部に対して
1〜50重量部、好ましくは1〜20重量部含有する。
SiO2粒子の含有量が少ないと、研磨のスピードがお
そくなる傾向があり、多いと、懸濁し難くなる傾向があ
る。本発明によるスラリーに使用される前記SiO2
子は、粒径が約10nm〜1μmであるのが好ましい。
粒径がこの範囲内であるような1種類または多種類のS
iO2粒子を、研磨用の成分として使用することができ
る。粒径が小さいSiO2粒子では、研磨効果が劣り、
しかも集積(agglomerate)が生じやすくなる傾向があ
り、大きいSiO2粒子では、懸濁性が劣るとともに、
被研磨物が傷付けられやすくなる傾向がある。
The slurry according to the present invention further contains 1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, of SiO 2 particles as an abrasive based on 100 parts by weight of the aqueous medium.
When the content of the SiO 2 particles is small, the polishing speed tends to be slow, and when it is large, the polishing tends to be difficult. The SiO 2 particles used in the slurry according to the present invention preferably have a particle size of about 10 nm to 1 μm.
One or more types of S having a particle size within this range.
iO 2 particles can be used as a polishing component. In the case of SiO 2 particles having a small particle size, the polishing effect is poor,
Moreover, aggregation (agglomerate) tends to occur, and large SiO 2 particles have poor suspension properties and
The object to be polished tends to be easily damaged.

【0015】本発明によるスラリーはさらに、研磨促進
剤を、水性媒体100重量部に対して0.1〜10重量
部、好ましくは0.1〜3重量部含有する。研磨促進剤
の含有量が少ないと、研磨スピードを促進する効果がな
くなる傾向があり、多いと、研磨スピードを抑制する現
象が生じる傾向がある。
The slurry according to the present invention further contains 0.1 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 3 parts by weight, of a polishing accelerator based on 100 parts by weight of the aqueous medium. If the content of the polishing accelerator is small, the effect of accelerating the polishing speed tends to be lost, and if the content is large, the phenomenon of suppressing the polishing speed tends to occur.

【0016】シリカ材料の侵食を促進する方向にSiO
2とキレートできるような強塩基が、本発明で使用する
研磨促進剤に適している。したがって、本発明によるス
ラリーは、水溶性のアルコール、水溶性のアミン、水溶
性のアミノアルコール、およびこれらの2種以上の混合
物よりなる群から選択される研磨促進剤を含有する。本
発明で使用する研磨促進剤は、ヒドロキシル基およびア
ミノ基よりなる群から選択された少なくとも2個の官能
基を含有することが好ましい。ヒドロキシル基およびア
ミノ基よりなる群から選択された官能基の数が少ない
と、キレート(chelate)をおこさせることができなく
なる傾向があり、多いと、水溶性が悪くなる傾向があ
る。
[0016] In order to promote the erosion of silica material, SiO
Strong bases that can chelate with 2 are suitable for the polishing accelerator used in the present invention. Accordingly, the slurry according to the present invention contains a polishing accelerator selected from the group consisting of a water-soluble alcohol, a water-soluble amine, a water-soluble amino alcohol, and a mixture of two or more thereof. The polishing accelerator used in the present invention preferably contains at least two functional groups selected from the group consisting of a hydroxyl group and an amino group. If the number of functional groups selected from the group consisting of a hydroxyl group and an amino group is small, there is a tendency that chelate cannot be caused, and if the number is large, water solubility tends to be poor.

【0017】本発明で使用する研磨促進剤は、強塩基性
を有すると共に、SiO2とキレートすることによっ
て、良好な研磨スピードを維持できる。該研磨促進剤は
また、2〜5個の炭素原子を含有することがさらに好ま
しい。炭素原子の数が少ないと、適当にキレート(chel
ate)することができなくなる傾向があり、多いと、水
溶性が悪くなる傾向がある。
The polishing accelerator used in the present invention has a strong basicity and can maintain a good polishing speed by chelating with SiO 2 . More preferably, the polishing accelerator also contains from 2 to 5 carbon atoms. If the number of carbon atoms is small, the chelate (chel
ate), and when the amount is large, the water solubility tends to deteriorate.

【0018】本発明への使用に適したこのような研磨促
進剤としては、たとえば、エチレンジアミン、エタノー
ルアミン、エチレングリコール、1,2−プロピレング
リコールなどがあげられる。
Such polishing accelerators suitable for use in the present invention include, for example, ethylenediamine, ethanolamine, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol and the like.

【0019】本発明で使用する研磨促進剤としては、た
とえば、エチレンジアミンなどの少なくとも2個のアミ
ノ基を含有するアミン、エタノールアミンなどのアミノ
アルコール、エチレングリコール、および1,2−プロ
ピレングリコールなどの少なくとも2個のヒドロキシル
基を含有するアルコールなどが好ましく、なかでもエチ
レングリコールがとくに好ましい。研磨促進剤としてエ
チレングリコールを混合した場合、SiO2による研磨
速度は1700Å/minを上回ることができる。
The polishing accelerator used in the present invention includes, for example, amines having at least two amino groups such as ethylenediamine, amino alcohols such as ethanolamine, ethylene glycol, and at least such as 1,2-propylene glycol. Alcohols containing two hydroxyl groups are preferred, with ethylene glycol being particularly preferred. When ethylene glycol is mixed as a polishing accelerator, the polishing rate by SiO 2 can exceed 1700 ° / min.

【0020】本発明によるスラリーはまた、pH緩衝剤
を、水性媒体100重量部に対して0.1〜10重量
部、好ましくは1〜5重量部含有する。pH緩衝剤の含
有量が少ないと、安定性のあるpH作用を行なうことが
できなくなる傾向があり、多いと、溶液の粘度が増加す
る傾向がある。
The slurry according to the invention also contains 0.1 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight, of a pH buffer, based on 100 parts by weight of the aqueous medium. When the content of the pH buffer is small, there is a tendency that stable pH action cannot be performed, and when the content is large, the viscosity of the solution tends to increase.

【0021】本発明で使用するpH緩衝剤は、有機塩
(たとえば、アンモニウム塩)であることが好ましい。
このようなpH緩衝剤としては、炭酸塩類を使用するこ
とができ、たとえば、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモ
ニウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、重炭酸ナトリ
ウムなどがあげられるが、一番好ましいのは、炭酸アン
モニウムおよび重炭酸アンモニウムである。
The pH buffer used in the present invention is preferably an organic salt (for example, an ammonium salt).
As such a pH buffering agent, carbonates can be used, and examples thereof include ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, sodium carbonate, lithium carbonate, and sodium bicarbonate. The most preferred is ammonium carbonate. And ammonium bicarbonate.

【0022】本発明によるスラリーは、水性溶媒に1種
類または多種類のSiO2粒子を加え、ついで上述した
pH緩衝剤および研磨促進剤を加えて充分に混合するこ
とにより調製することができる。
The slurry according to the present invention can be prepared by adding one or more kinds of SiO 2 particles to an aqueous solvent, and then adding the above-mentioned pH buffering agent and polishing accelerator and mixing them well.

【0023】本発明によるスラリーは、概して9を上回
るpH値を維持することができ、好ましくは約10〜約
12のpH値を実現することができる。pH値が低いス
ラリーでは、酸化物(SiO2)膜の溶解度が小さくな
る傾向があり、高いスラリーでは、腐食性が強くなる傾
向がある。
The slurry according to the invention can maintain a pH value generally above 9, and can preferably achieve a pH value of about 10 to about 12. In a slurry having a low pH value, the solubility of the oxide (SiO 2 ) film tends to decrease, and in a slurry having a high pH value, the corrosiveness tends to increase.

【0024】本発明によるスラリーは、誘電材料の研磨
にとくに適している。しかしながら、ガラスやセラミッ
クなどの研磨にもまた、同様に応用することが可能であ
る。
The slurry according to the invention is particularly suitable for polishing dielectric materials. However, it is also possible to apply the same to polishing of glass, ceramics and the like.

【0025】[0025]

【実施例】つぎに、以下に説明する各実施例および比較
例で調製されたスラリーを、ウェステック372ポリッ
シングマシン(Westech 372 Polishing Machine)を用
いて、少なくとも2個の熱酸化ウェハ(thermal oxide
Weffers)に対して測定を行った。得られた研磨速度お
よび不均一性は、表1に示した。該研磨速度は、ナノス
ペック(Nanospec)を用いて研磨する前後の厚さを測っ
てから、研磨時間で割って得られるものである。該不均
一性は、1σ法を使用し、ウェハ表面の9つの異なる位
置で研磨速度を測定して得たものである。ここで使用さ
れる「重量部」は、示された各成分の、水性媒体すなわ
ち脱イオン水100重量部に対する重量を表わすものと
する。
Next, the slurries prepared in each of the following Examples and Comparative Examples were mixed with at least two thermal oxide wafers using a Westech 372 Polishing Machine.
Weffers). The resulting polishing rates and non-uniformities are shown in Table 1. The polishing rate is obtained by measuring the thickness before and after polishing using Nanospec, and dividing by the polishing time. The non-uniformity was obtained by measuring the polishing rate at nine different positions on the wafer surface using the 1σ method. As used herein, "parts by weight" shall refer to the weight of each component indicated relative to 100 parts by weight of aqueous medium, i.e., deionized water.

【0026】実施例1 つぎのような手順でスラリーを調製した。まず、15重
量部のSiO2粒子を100重量部の脱イオン水に加
え、完全に分散するまでかき混ぜた。このSiO 2粒子
は、粒径が約10nm〜約1μm、比表面積(specific
area)が100m 2/g未満であった。さらに、研磨促
進剤としてのエチレンジアミンを0.7重量部、pH緩
衝剤としての炭酸アンモニウムを2重量部加えて充分に
かき混ぜ、最終的なpH値が10.2のスラリーを得
た。
Example 1 A slurry was prepared according to the following procedure. First, 15 layers
Amount of SiOTwoAdd particles to 100 parts by weight deionized water
Stir until completely dispersed. This SiO Twoparticle
Has a particle size of about 10 nm to about 1 μm and a specific surface area (specific
 area) is 100m Two/ G. In addition, polishing
0.7 parts by weight of ethylenediamine as a promoter
Add 2 parts by weight of ammonium carbonate
Stir to obtain a final pH 10.2 slurry
Was.

【0027】本実施例で得た研磨用スラリーについて、
ICP−AESによってそのイオン含量を分析したとこ
ろ、その中に、Na、K、Fe、Al、Ca、Mg、M
n、Ti、Cu、Znのイオン含量はいずれも計測でき
なかった(1ppm未満)。
With respect to the polishing slurry obtained in this example,
Its ion content was analyzed by ICP-AES and found to contain Na, K, Fe, Al, Ca, Mg, M
None of the ion contents of n, Ti, Cu, and Zn could be measured (less than 1 ppm).

【0028】実施例2 つぎのような手順で、2種類のSiO2粒子を含有した
スラリーを調製した。まず、比表面積が100m2/g
未満のSiO2粒子と、および比表面積が100〜20
0m2/gのSiO2粒子とを、それぞれ15重量部およ
び1重量部の分量だけ100重量部の脱イオン水に加
え、完全に分散するまでかき混ぜた。さらに、研磨促進
剤としてのエチレンジアミンを1重量部、pH緩衝剤と
しての炭酸アンモニウムを2重量部加えて充分にかき混
ぜ、最終的なpH値が11.3のスラリーを得た。
Example 2 A slurry containing two types of SiO 2 particles was prepared in the following procedure. First, the specific surface area is 100 m 2 / g
With less than 2 SiO 2 particles and a specific surface area of 100 to 20
0 m 2 / g of SiO 2 particles were added in 15 parts by weight and 1 part by weight respectively to 100 parts by weight of deionized water and stirred until completely dispersed. Further, 1 part by weight of ethylenediamine as a polishing accelerator and 2 parts by weight of ammonium carbonate as a pH buffer were added and sufficiently mixed to obtain a slurry having a final pH value of 11.3.

【0029】実施例3 つぎのような手順でスラリーを調製した。まず、10重
量部のSiO2粒子を100重量部の脱イオン水に加
え、完全に分散するまでかき混ぜた。このSiO 2粒子
は、粒径が約10nm〜約1μm、比表面積が100m
2/g未満であった。さらに、研磨促進剤としてのエチ
レングリコールを1重量部、pH緩衝剤としての炭酸ア
ンモニウムを2重量部加えて充分にかき混ぜ、最終的な
pH値が11.5のスラリーを得た。
Example 3 A slurry was prepared according to the following procedure. First, 10 layers
Amount of SiOTwoAdd particles to 100 parts by weight deionized water
Stir until completely dispersed. This SiO Twoparticle
Has a particle size of about 10 nm to about 1 μm and a specific surface area of 100 m
Two/ G. In addition, as a polishing accelerator
1 part by weight of lenglycol, carbonated carbonate as a pH buffer
Add 2 parts by weight of ammonium and mix thoroughly,
A slurry with a pH value of 11.5 was obtained.

【0030】実施例4 つぎのような手順でスラリーを調製した。まず、15重
量部のSiO2粒子を100重量部の脱イオン水に加
え、完全に分散するまでかき混ぜた。このSiO 2粒子
は、粒径が約10nm〜約1μm、比表面積が100m
2/g未満であった。さらに、研磨促進剤としての1,
2−プロピレングリコールを1重量部、pH緩衝剤とし
ての炭酸アンモニウムを2重量部加えて充分にかき混
ぜ、最終的なpH値が11.5のスラリーを得た。
Example 4 A slurry was prepared according to the following procedure. First, 15 layers
Amount of SiOTwoAdd particles to 100 parts by weight deionized water
Stir until completely dispersed. This SiO Twoparticle
Has a particle size of about 10 nm to about 1 μm and a specific surface area of 100 m
Two/ G. Further, 1, as a polishing accelerator,
1 part by weight of 2-propylene glycol as a pH buffer
Add 2 parts by weight of ammonium carbonate and mix thoroughly.
As a result, a slurry having a final pH value of 11.5 was obtained.

【0031】実施例5 つぎのような手順でスラリーを調製した。まず、13重
量部のSiO2粒子を100重量部の脱イオン水に加
え、完全に分散するまでかき混ぜた。このSiO 2粒子
は、粒径が約10nm〜約1μm、比表面積が100m
2/g未満であった。さらに、研磨促進剤としてのエタ
ノールアミンを0.7重量部、pH緩衝剤としての炭酸
アンモニウムを2重量部加えて充分にかき混ぜ、最終的
なpH値が10.8のスラリーを得た。
Example 5 A slurry was prepared according to the following procedure. First, 13 layers
Amount of SiOTwoAdd particles to 100 parts by weight deionized water
Stir until completely dispersed. This SiO Twoparticle
Has a particle size of about 10 nm to about 1 μm and a specific surface area of 100 m
Two/ G. Furthermore, eta as a polishing accelerator
0.7 parts by weight of nolamine, carbonic acid as a pH buffer
Add 2 parts by weight of ammonium and stir well
A slurry having a pH value of 10.8 was obtained.

【0032】比較例 つぎのような手順により、比較の目的でKOHベースの
スラリーを調製した。まず、10重量部のSiO2粒子
を100重量部の脱イオン水に加え、完全に分散するま
でかき混ぜた。このSiO2粒子は、粒径が約10nm
〜約1μm、比表面積が100m2/g未満であった。
さらに、KOHを加えて充分にかき混ぜ、最終的なpH
値が11.0のスラリーを得た。
Comparative Example A KOH-based slurry was prepared for comparative purposes by the following procedure. First, 10 parts by weight of SiO 2 particles were added to 100 parts by weight of deionized water and stirred until completely dispersed. These SiO 2 particles have a particle size of about 10 nm.
約 1 μm, and the specific surface area was less than 100 m 2 / g.
Further, add KOH and mix thoroughly to obtain the final pH.
A slurry with a value of 11.0 was obtained.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】表1のデータからわかるように、上述した
各実施例で調製したスラリーは、本発明で開示した研磨
促進剤を使用することにより、KOHを加えずとも望ま
しい大きさの研磨速度を達成することができる。なかで
も、研磨促進剤としてエチレンジアミンを使用した場合
には、1700Å/minを超える研磨速度を達成する
ことができる。
As can be seen from the data in Table 1, the slurries prepared in the above Examples achieve the desired polishing rate without adding KOH by using the polishing accelerator disclosed in the present invention. can do. In particular, when ethylenediamine is used as a polishing accelerator, a polishing rate exceeding 1700 ° / min can be achieved.

【0035】以上に好ましい実施例を開示したが、これ
らは決して本発明の範囲を限定するものではなく、当該
技術に熟知した者ならば誰でも、本発明の精神と領域を
脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えられるべきで
あって、従って本発明の保護範囲は特許請求の範囲で指
定した内容を基準とする。
While the preferred embodiments have been disclosed above, they are not intended to limit the scope of the invention in any way, and anyone skilled in the art will be able to do so without departing from the spirit and scope of the invention. Various variations and additions should be made, and accordingly, the protection scope of the present invention is based on the contents specified in the claims.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上より、本発明によるスラリーが従来
のものに比べ、つぎのような各種利点を有することがわ
かる。 1.スラリー内の金属イオンの含有量を、大幅に減らす
ことができる。 2.化学機械プラナリゼーション(CMP)に続く洗浄
工程を、簡略化することができる。 3.シリカの侵食を促進できるような強塩基化合物を使
用することにより、SiO2による研磨速度を増加させ
ることができる。 4.遊離したアンモニアが原因の臭気を防ぐことができ
る。
From the above, it can be seen that the slurry according to the present invention has the following various advantages over the conventional slurry. 1. The content of metal ions in the slurry can be significantly reduced. 2. The cleaning step following chemical mechanical planarization (CMP) can be simplified. 3. By using a strong base compound that can promote the erosion of silica, the polishing rate by SiO 2 can be increased. 4. Odors caused by liberated ammonia can be prevented.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)100重量部の水性媒体、(b)
1〜50重量部のSiO2粒子、(c)0.1〜10重
量部のpH緩衝剤、ならびに(d)0.1〜10重量部
の、水溶性のアルコール、水溶性のアミン、水溶性のア
ミノアルコール、およびこれらの2種以上の混合物より
なる群から選択される研磨促進剤を含有する誘電層を化
学的機械的に平坦化するためのスラリー。
(A) 100 parts by weight of an aqueous medium, (b)
1-50 parts by weight of SiO 2 particles, (c) 0.1 to 10 parts by weight of pH buffering agent, and (d) 0.1 to 10 parts by weight, water-soluble alcohol, water-soluble amines, water-soluble A slurry for chemically and mechanically planarizing a dielectric layer containing a polishing accelerator selected from the group consisting of amino alcohols and mixtures of two or more thereof.
【請求項2】 前記水性媒体が脱イオン水である請求項
1記載のスラリー。
2. A slurry according to claim 1, wherein said aqueous medium is deionized water.
【請求項3】 前記水性媒体が蒸留水である請求項1記
載のスラリー。
3. The slurry according to claim 1, wherein said aqueous medium is distilled water.
【請求項4】 前記SiO2粒子が、粒径が10nm〜
1μmの1種類または多種類のSiO2粒子よりなる請
求項1記載のスラリー。
4. The method according to claim 1, wherein the SiO 2 particles have a particle size of 10 nm or more.
2. The slurry according to claim 1, comprising one or more kinds of SiO2 particles of 1 [mu] m.
【請求項5】 前記SiO2粒子の含有量が1〜20重
量部である請求項1記載のスラリー。
5. The slurry according to claim 1, wherein the content of the SiO 2 particles is 1 to 20 parts by weight.
【請求項6】 前記pH緩衝剤が有機塩である請求項1
記載のスラリー。
6. The method of claim 1, wherein the pH buffer is an organic salt.
The described slurry.
【請求項7】 前記有機塩が、炭酸アンモニウム、重炭
酸アンモニウム、およびこれらの2種以上の混合物より
なる群から選択される請求項6記載のスラリー。
7. The slurry of claim 6, wherein said organic salt is selected from the group consisting of ammonium carbonate, ammonium bicarbonate, and a mixture of two or more thereof.
【請求項8】 前記pH緩衝剤の含有量が1〜5重量部
である請求項1記載のスラリー。
8. The slurry according to claim 1, wherein the content of the pH buffer is 1 to 5 parts by weight.
【請求項9】 前記研磨促進剤が、ヒドロキシル基およ
びアミノ基よりなる群から選択された少なくとも2個の
官能基を含有する請求項1記載のスラリー。
9. The slurry according to claim 1, wherein the polishing accelerator contains at least two functional groups selected from the group consisting of a hydroxyl group and an amino group.
【請求項10】 前記研磨促進剤が2〜5個の炭素原子
を含有する請求項9記載のスラリー。
10. The slurry according to claim 9, wherein said polishing accelerator contains 2 to 5 carbon atoms.
【請求項11】 前記研磨促進剤が、エチレンジアミ
ン、エタノールアミン、エチレングリコール、1,2−
プロピレングリコール、およびこれらの2種以上の混合
物よりなる群から選択される請求項10記載のスラリ
ー。
11. The polishing accelerator according to claim 11, wherein the polishing accelerator is ethylenediamine, ethanolamine, ethylene glycol, 1,2-.
The slurry of claim 10, wherein the slurry is selected from the group consisting of propylene glycol and a mixture of two or more thereof.
【請求項12】 前記研磨促進剤がエチレンジアミンで
ある請求項11記載のスラリー。
12. The slurry according to claim 11, wherein said polishing accelerator is ethylenediamine.
【請求項13】 前記研磨促進剤の含有量が0.1〜3
重量部である請求項1記載のスラリー。
13. The content of the polishing accelerator is 0.1-3.
The slurry according to claim 1, which is in parts by weight.
【請求項14】 pH値が9より大きい請求項1記載の
スラリー。
14. The slurry according to claim 1, wherein the pH value is greater than 9.
【請求項15】 pH値が10〜12の範囲にある請求
項14記載のスラリー。
15. The slurry according to claim 14, wherein the pH value is in the range of 10-12.
【請求項16】 金属イオンの含有量が10ppm以下
である請求項2記載のスラリー。
16. The slurry according to claim 2, wherein the content of metal ions is 10 ppm or less.
【請求項17】 金属イオンの含有量が10ppm以下
である請求項3記載のスラリー。
17. The slurry according to claim 3, wherein the content of metal ions is 10 ppm or less.
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