JP2000340532A - Slurry for polishing and polishing method using the same - Google Patents
Slurry for polishing and polishing method using the sameInfo
- Publication number
- JP2000340532A JP2000340532A JP15117999A JP15117999A JP2000340532A JP 2000340532 A JP2000340532 A JP 2000340532A JP 15117999 A JP15117999 A JP 15117999A JP 15117999 A JP15117999 A JP 15117999A JP 2000340532 A JP2000340532 A JP 2000340532A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- polishing
- oxidizing
- polishing slurry
- acid
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Weting (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路等の半導
体装置を構成する金属層又は金属薄膜を初めとして、半
導体材料や各種メモリーハードディスク材料の化学的・
機械的研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishin
g）に使用される研磨用スラリー及びこれを用いた研磨
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as an integrated circuit, a metal layer or a metal thin film, a semiconductor material and various memory hard disk materials.
Mechanical polishing (CMP)
The present invention relates to a polishing slurry used in g) and a polishing method using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路を多層化する工程
では、各種配線に使用される金属層又は金属薄膜の表面
をより平坦化することが求められている。この平坦化す
る技術として、化学的・機械的研磨（ＣＭＰ）技術が必
須になってきている。このＣＭＰは半導体装置の多層構
造化に伴う金属層又は金属薄膜を含む基板表面の凹凸面
を化学研磨剤等を使用し、機械的に削って平坦化する技
術である。従来、この化学的・機械的研磨により金属層
又は金属薄膜を研磨する研磨用スラリーとして、脱イオ
ン水等の水系媒体、フュームドアルミナ等の研磨剤、過
硫酸アンモニウム等の酸化剤、コハク酸等の有機酸を含
むスラリー（特開平１０−４４０４７）が提案されてい
る。また別の研磨用組成物として、窒化ケイ素微粉末、
水、及びフュームドアルミナ又はフュームドシリカを含
んでなる組成物（特開平１０−８８１１１）や、水性コ
ロイダルシリカゾル又はゲルの研磨剤と過硫酸塩の研磨
促進剤からなる組成物（特開平６−３１３１６４）など
が開示されている。上記従来の研磨用スラリーや研磨用
組成物を用いることにより、研磨速度の高速化と金属層
又は金属薄膜の平坦化に関して一定の改善がみられ、不
必要な不純物を表面欠陥を起こすことなく除去すること
ができる。2. Description of the Related Art In recent years, in a process of forming a multilayer semiconductor integrated circuit, it has been required to further flatten the surface of a metal layer or a metal thin film used for various wirings. As a technique for flattening, a chemical-mechanical polishing (CMP) technique has become essential. The CMP is a technique of mechanically shaving and flattening the uneven surface of a substrate surface including a metal layer or a metal thin film accompanying a multilayer structure of a semiconductor device using a chemical polishing agent or the like. Conventionally, as a polishing slurry for polishing a metal layer or a metal thin film by this chemical / mechanical polishing, an aqueous medium such as deionized water, an abrasive such as fumed alumina, an oxidizing agent such as ammonium persulfate, and a succinic acid etc. A slurry containing an organic acid (JP-A-10-44047) has been proposed. As another polishing composition, silicon nitride fine powder,
A composition comprising water and fumed alumina or fumed silica (JP-A-10-88111) or a composition comprising an aqueous colloidal silica sol or gel abrasive and a persulfate polishing accelerator (JP-A-6-1994) No. 313164) is disclosed. By using the above-mentioned conventional polishing slurry or polishing composition, a certain improvement has been observed with respect to a higher polishing rate and flattening of a metal layer or a metal thin film, and unnecessary impurities are removed without causing surface defects. can do.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体集積回
路を多層化する工程では、より高品質で高い生産性を要
求され、不必要な不純物を表面欠陥を起こすことなく除
去した上で、金属層又は金属薄膜の研磨速度の高速化と
平坦化の更なる向上が望まれている。本発明の目的は、
不必要な不純物を表面欠陥を起こすことなく除去し、か
つ金属層又は金属薄膜の表面をより速い研磨速度でより
平坦にする研磨用スラリーを提供することにある。However, in the process of multilayering a semiconductor integrated circuit, higher quality and higher productivity are required. Unnecessary impurities are removed without causing surface defects, and the metal layer is removed. Alternatively, it has been desired to increase the polishing rate of the metal thin film and further improve the planarization. The purpose of the present invention is
An object of the present invention is to provide a polishing slurry that removes unnecessary impurities without causing surface defects and that flattens the surface of a metal layer or a metal thin film at a higher polishing rate.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
研磨粒子及び溶媒を含み、金属層又は金属薄膜を研磨す
る研磨用スラリーにおいて、溶媒が超純水の酸化性水で
あることを特徴とする研磨用スラリーである。溶媒とし
て超純水の酸化性水を使用することにより、金属層又は
金属薄膜の表面に付着している有機汚染物質が除去され
て清浄な表面が得られる。また金属を含有する過剰な酸
化剤を用いることなく、処理された金属表面を酸化さ
せ、これにより金属層の溶解が促進され、溶解した金属
層を研磨粒子がはぎ取ることにより、高い研磨速度と均
一で欠陥の少ない平面が得られる。酸化剤を用いないた
め、経時安定性が保たれる。また不純物として残存の可
能性のある金属成分が残存しない。The invention according to claim 1 is
A polishing slurry for polishing a metal layer or a metal thin film, comprising polishing particles and a solvent, wherein the solvent is oxidizing water of ultrapure water. By using oxidizing water of ultrapure water as a solvent, organic contaminants adhering to the surface of the metal layer or the metal thin film are removed, and a clean surface can be obtained. Also, without using an excessive oxidizing agent containing a metal, the treated metal surface is oxidized, thereby promoting the dissolution of the metal layer, and the abrasive particles peeling off the dissolved metal layer, thereby achieving a high polishing rate and uniformity. And a plane with few defects can be obtained. Since no oxidizing agent is used, stability over time is maintained. Further, no metal component that may remain as an impurity remains.
【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、酸化性水のｐＨが０．５〜７である研磨用
スラリーである。上記ｐＨの範囲の酸化性水を使用する
ことにより、金属表面の酸化が促進され、より高い研磨
速度と均一で欠陥の少ない平面が得られる。[0005] A second aspect of the present invention is the polishing slurry according to the first aspect, wherein the pH of the oxidizing water is 0.5 to 7. By using oxidizing water in the above pH range, oxidation of the metal surface is promoted, and a higher polishing rate and a flat surface with less defects can be obtained.
【０００６】請求項３に係る発明は、請求項２に係る発
明であって、酸化性水が超純水を電解して陽極側に生じ
た水である研磨用スラリーである。超純水を電解して陽
極側に生じた水を酸化性水にすることにより、この水は
オゾン濃度が高く、またｐＨ調整剤を使用しなくても、
酸化性水を０．５〜７のｐＨ値にすることができる。請
求項４に係る発明は、請求項３に係る発明であって、酸
化性水が酸を添加した超純水を電解して陽極側に生じた
水である研磨用スラリーである。酸を添加した超純水を
電解して陽極側に生じた水を酸化性水にすることによ
り、酸化性水を０．５〜７のｐＨ値にして、研磨速度と
平坦化のバランスをとることができる。A third aspect of the present invention is the polishing slurry according to the second aspect, wherein the oxidizing water is water generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water. By electrolyzing ultrapure water and turning the water generated on the anode side into oxidizing water, this water has a high ozone concentration, and even without using a pH adjuster,
The oxidizing water can have a pH value between 0.5 and 7. The invention according to a fourth aspect is the polishing slurry according to the third aspect, wherein the oxidizing water is water generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water to which an acid is added. Electrolyzing the ultrapure water to which the acid is added to convert the water generated on the anode side into oxidizing water, thereby adjusting the oxidizing water to a pH value of 0.5 to 7 to balance the polishing rate and the planarization. be able to.
【０００７】請求項５に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、酸化性水が超純水にオゾンガスを溶解させ
て得られた水である研磨用スラリーである。超純水にオ
ゾンガスを溶解させて得られた水は酸化性が高く、金属
表面の酸化が促進され、より高い研磨速度と均一で欠陥
の少ない平面が得られる。A fifth aspect of the present invention is the polishing slurry according to the first aspect, wherein the oxidizing water is water obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water. Water obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water has a high oxidizing property, oxidation of the metal surface is promoted, and a higher polishing rate and a flat surface with less defects can be obtained.
【０００８】請求項６に係る発明は、請求項５に係る発
明であって、酸化性水が酸を添加した超純水にオゾンガ
スを溶解させて得られた水である研磨用スラリーであ
る。酸を添加した超純水にオゾンガスを溶解した水は酸
化性が高い上、酸化性水を０．５〜７のｐＨ値にして、
研磨速度と平坦化のバランスをとることができる。The invention according to claim 6 is the polishing slurry according to claim 5, wherein the oxidizing water is water obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water to which an acid is added. Water obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water to which an acid has been added has high oxidizing properties, and the oxidizing water has a pH value of 0.5 to 7,
The balance between the polishing rate and the flattening can be balanced.
【０００９】請求項７に係る発明は、請求項１ないし６
いずれかに係る発明であって、研磨粒子がフュームドシ
リカ、フュームドアルミナ、コロイダルシリカ、アルミ
ナ、シリカ、チタニア、酸化セリウム及びジルコニアか
らなる群より選ばれた１種又は２種以上の混合物或いは
２種以上の化合物である研磨用スラリーである。これら
の研磨粒子は極めて微粒であり、研磨中の引っ掻き傷、
へこみ痕跡、くぼみなどの表面欠陥を避けることができ
る。フュームドシリカ、フュームドアルミナ、フューム
ドシリカ・アルミナ化合物又はコロイダルシリカが数十
ｎｍの粒径を有し、表面均一性が向上するため、好まし
い。請求項８に係る発明は、請求項１ないし７いずれか
に係る発明であって、酸化剤を更に含み、上記酸化剤が
過酸化水素；過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、
過硫酸カリウム等の過硫酸塩；過臭素酸塩；過塩素酸
塩；過ヨウ素酸塩；塩素酸塩；過マンガン酸塩；過酸化
物塩；硝酸塩；硫酸塩；ホスホニウム塩；アンモニウム
塩；第四級アンモニウム塩；クエン酸塩；エチレンジア
ミン四酢酸塩；フェリシアン化カリウム等の鉄錯塩；そ
の他の酸化性金属塩及び酸化性金属錯体からなる群より
選ばれた１種又は２種以上の混合物である研磨用スラリ
ーである。請求項９に係る発明は、請求項１ないし６い
ずれかに係る発明であって、ｐＨ調整剤を更に含み、上
記ｐＨ調整剤が有機酸又は無機酸である研磨用スラリー
である。研磨用スラリーの品質をより一定に維持しかつ
安定にするために、また金属膜又は金属薄膜の種類、加
工条件に応じて公知の酸化剤、ｐＨ調整剤が更に添加さ
れる。The invention according to claim 7 is the invention according to claims 1 to 6
The invention according to any one of the above, wherein the abrasive particles are fumed silica, fumed alumina, colloidal silica, alumina, silica, titania, cerium oxide, and a mixture of two or more selected from the group consisting of zirconia or 2 or more. A polishing slurry that is at least one compound. These abrasive particles are very fine, scratches during polishing,
Surface defects such as dent marks and depressions can be avoided. Fumed silica, fumed alumina, a fumed silica / alumina compound, or colloidal silica are preferable because they have a particle size of several tens of nanometers and improve surface uniformity. The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7, further comprising an oxidizing agent, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide; ammonium persulfate, sodium persulfate,
Persulfates such as potassium persulfate; perbromates; perchlorates; periodates; chlorates; permanganates; peroxide salts; nitrates; sulfates; phosphonium salts; ammonium salts; A quaternary ammonium salt; a citrate; an ethylenediaminetetraacetate; an iron complex salt such as potassium ferricyanide; a polishing agent which is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of other oxidizing metal salts and oxidizing metal complexes. Slurry. The invention according to claim 9 is the polishing slurry according to any one of claims 1 to 6, further comprising a pH adjuster, wherein the pH adjuster is an organic acid or an inorganic acid. Known oxidizing agents and pH adjusters are further added depending on the type of metal film or metal thin film and processing conditions in order to maintain and stabilize the quality of the polishing slurry more constantly.
【００１０】請求項１０に係る発明は、絶縁膜と金属層
又は金属薄膜を有する半導体基板の前記金属層又は金属
薄膜を研磨する方法において、研磨粒子と超純水の酸化
性水からなる溶媒を含む研磨用スラリーを用いて上記基
板上の上記金属層又は金属薄膜を研磨することを特徴と
する研磨方法である。請求項１１に係る発明は、請求項
１０に係る発明であって、金属層又は金属薄膜がタング
ステン、アルミニウム、銅、チタン及びこれらの合金か
らなる群より選ばれた研磨方法である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for polishing a metal layer or a metal thin film of a semiconductor substrate having an insulating film and a metal layer or a metal thin film, comprising the steps of: Polishing the metal layer or the metal thin film on the substrate using a polishing slurry containing the polishing slurry. The invention according to claim 11 is the invention according to claim 10, wherein the metal layer or the metal thin film is a polishing method selected from the group consisting of tungsten, aluminum, copper, titanium, and alloys thereof.
【００１１】溶媒として超純水の酸化性水で基板上の金
属層又は金属薄膜を研磨すると、これらの表面に付着し
ている有機汚染物質が除去されて清浄な表面が得られ
る。また処理された金属表面の酸化が生じ、これにより
金属層の溶解が促進され、溶解した金属層を研磨粒子が
はぎ取ることにより、高い研磨速度と均一で欠陥の少な
い平面が得られる。When a metal layer or a metal thin film on a substrate is polished with oxidizing water of ultrapure water as a solvent, organic contaminants adhering to these surfaces are removed and a clean surface is obtained. Also, oxidation of the treated metal surface occurs, which promotes the dissolution of the metal layer, and the abrasive particles peel off the dissolved metal layer, thereby obtaining a high polishing rate and a uniform flat surface with few defects.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の研磨用スラリーを構成す
る溶媒の原料として使用される超純水は超純水製造装置
により水中の懸濁物質、溶解物質及び不純物を高効率に
取除いた極めて高純度の水を意味する。本発明では、溶
媒として超純水の酸化性水が使用される。この酸化性水
は超純水を電解して陽極側に生じた水であるか、酸を添
加した超純水を電解して陽極側に生じた水であるか、超
純水にオゾンガスを溶解させて得られた水であるか、又
は酸を添加した超純水にオゾンガスを溶解させて得られ
た水である。上記酸化性水のｐＨは好ましくは０．５〜
７、更に好ましくは２．５〜５．０である。ｐＨが０．
５未満であると金属層又は金属薄膜の腐食の進行が速
く、表面欠陥の発生や表面粗さが大きくなり、またｐＨ
が７を超えると金属成分が溶解せず、それぞれ好ましく
ない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Ultrapure water used as a raw material of a solvent constituting a polishing slurry of the present invention is obtained by efficiently removing suspended substances, dissolved substances and impurities in water by an ultrapure water production apparatus. Means very high purity water. In the present invention, oxidizing water of ultrapure water is used as a solvent. This oxidizing water is water generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water, water generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water with acid added, or dissolving ozone gas in ultrapure water The water is obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water to which an acid has been added. The pH of the oxidizing water is preferably 0.5 to
7, more preferably 2.5 to 5.0. pH is 0.
If it is less than 5, the corrosion of the metal layer or the metal thin film progresses rapidly, the occurrence of surface defects and the surface roughness become large, and the pH is lowered.
Exceeds 7, the metal component is not dissolved, which is not preferred.
【００１３】研磨用スラリーを構成する研磨粒子として
はフュームドシリカ、フュームドアルミナ、コロイダル
シリカ、アルミナ、シリカ、チタニア、酸化セリウム及
びジルコニアからなる群より選ばれた１種又は２種以上
の混合物或いは２種以上の化合物が挙げられる。フュー
ムドシリカ及びフュームドアルミナは気相合成法により
製造され、コロイダルシリカは湿式法により製造され
る。これらの研磨粒子は好ましくは１０〜１０００ｍ2
／ｇの表面積を有する。この表面積はＢＥＴ法と称され
る「S.Brunauer, P.H.Emmet, and Teller, J.Am. Chemi
cal Society, Vol60, 309 頁, 1938 年」の方法で測定
した値である。また上記研磨粒子の一次粒径は好ましく
は１００ｎｍ以下である。研磨用スラリーは好ましくは
更に酸化剤を含む。酸化剤としては過酸化水素；過硫酸
アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の
過硫酸塩；過臭素酸塩；過塩素酸塩；過ヨウ素酸塩；塩
素酸塩；過マンガン酸塩；過酸化物塩；硝酸塩；硫酸
塩；ホスホニウム塩；アンモニウム塩；第四級アンモニ
ウム塩；クエン酸塩；エチレンジアミン四酢酸塩；フェ
リシアン化カリウム等の鉄錯塩；その他の酸化性金属塩
及び酸化性金属錯体からなる群より選ばれた１種又は２
種以上の混合物が挙げられる。また研磨用スラリーは好
ましくは更にｐＨ調整剤を含む。ｐＨ調整剤としては酢
酸、アジピン酸、ギ酸、リンゴ酸、マレイン酸、マロン
酸、シュウ酸、クエン酸、コハク酸、酒石酸、フタル
酸、フマル酸、ラウリン酸、グルタル酸、グルコン酸、
グリコール酸、ステアリン酸、プロピオン酸等の有機酸
又は硫酸、リン酸、硝酸、塩酸等の無機酸が挙げられ
る。これらの酸は１種でも２種以上の混合でも構わな
い。本発明の研磨用スラリーが研磨する金属層又は金属
薄膜を形成する金属としてはタングステン、アルミニウ
ム、銅、チタン又はこれらの合金が挙げられる。研磨用
スラリーに対して更に界面活性剤をスラリーの分散安定
化のために添加してもよい。界面活性剤はアニオン系、
カチオン系、ノニオン系又は両性系を含む。The abrasive particles constituting the polishing slurry include one or a mixture of two or more selected from the group consisting of fumed silica, fumed alumina, colloidal silica, alumina, silica, titania, cerium oxide and zirconia. Two or more compounds are mentioned. Fumed silica and fumed alumina are produced by a gas phase synthesis method, and colloidal silica is produced by a wet method. These abrasive particles are preferably from 10 to 1000 m 2
/ G surface area. This surface area is referred to as the BET method, "S. Brunauer, PHEmmet, and Teller, J. Am. Chemi.
cal Society, Vol 60, p. 309, 1938. " The primary particle size of the abrasive particles is preferably 100 nm or less. The polishing slurry preferably further comprises an oxidizing agent. Examples of the oxidizing agent include hydrogen peroxide; persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; perbromate; perchlorate; periodate; chlorate; permanganate; Ammonium salt; quaternary ammonium salt; citrate; ethylenediaminetetraacetate; iron complex salt such as potassium ferricyanide; other oxidizable metal salts and oxidizable metal complexes. One or two selected from
Mixtures of more than one species. The polishing slurry preferably further contains a pH adjuster. As a pH adjuster, acetic acid, adipic acid, formic acid, malic acid, maleic acid, malonic acid, oxalic acid, citric acid, succinic acid, tartaric acid, phthalic acid, fumaric acid, lauric acid, glutaric acid, gluconic acid,
Organic acids such as glycolic acid, stearic acid, and propionic acid, and inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid, and hydrochloric acid. These acids may be used alone or in combination of two or more. Examples of the metal that forms the metal layer or the metal thin film to be polished by the polishing slurry of the present invention include tungsten, aluminum, copper, titanium, and alloys thereof. A surfactant may be further added to the polishing slurry to stabilize the dispersion of the slurry. Surfactants are anionic,
Includes cationic, nonionic or amphoteric systems.
【００１４】[0014]
【実施例】次に本発明の実施例を比較例とともに説明す
る。 ＜実施例１＞ＢＥＴ法で測定された表面積が５０ｍ2／
ｇであるフュームドシリカ５．０重量％と、残部の酸化
性水（超純水を電解して陽極側に生じたｐＨが６．８の
水）とにより研磨用スラリーを調製した。調製したスラ
リーの組成を表１に示す。またこのスラリーを使用して
タングステンから成る被研磨層（金属層）を化学的・機
械的研磨したときの研磨条件とその結果を表２に示す。
表２において、研磨圧力は研磨パッドにより被研磨層に
加えられる圧力を示し、相対速度は被研磨層における研
磨パッドとの相対的な速度を示す。また研磨速度は単位
時間当りの被金属層の厚さの減少量により求めた。 ＜実施例２＞酸化性水にｐＨ調整剤として硫酸を添加し
てそのｐＨを２．５に調整した。これ以外は実施例１と
同様にして研磨用スラリーを調製した。調製したスラリ
ーの組成を表１に、研磨の条件とその結果を表２にそれ
ぞれ示す。Next, examples of the present invention will be described together with comparative examples. <Example 1> The surface area measured by the BET method was 50 m 2 /
g of fumed silica (5.0% by weight) and the remaining oxidizing water (pH of 6.8 generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water) to prepare a polishing slurry. Table 1 shows the composition of the prepared slurry. Table 2 shows the polishing conditions and the results when the slurry (metal layer) made of tungsten was chemically and mechanically polished using this slurry.
In Table 2, the polishing pressure indicates the pressure applied to the polishing target layer by the polishing pad, and the relative speed indicates the relative speed of the polishing target layer to the polishing pad. The polishing rate was determined from the amount of reduction in the thickness of the metal layer per unit time. <Example 2> Sulfuric acid was added as a pH adjuster to oxidizing water to adjust its pH to 2.5. Except for this, a polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results.
【００１５】＜実施例３＞ＢＥＴ法で測定された表面積
が５０ｍ2／ｇであるフュームドシリカ５．０重量％
と、過硫酸アンモニウム０．５重量％と、残部の酸化性
水（超純水を電解して陽極側に生じたｐＨが６．８の
水）とにより研磨用スラリーを調製した。この調製前に
酸化性水のｐＨが２．５となるように酸化性水にｐＨ調
整剤として硫酸を添加した。調製したスラリーの組成を
表１に、研磨の条件とその結果を表２にそれぞれ示す。 ＜実施例４＞酸化性水にｐＨ調整剤として硝酸を添加し
て、そのｐＨを２．５に調整したことを除いては実施例
３と同様にして研磨用スラリーを調製した。調製したス
ラリーの組成を表１に、研磨の条件とその結果を表２に
それぞれ示す。 ＜実施例５＞酸化性水にｐＨ調整剤としてクエン酸を添
加して、そのｐＨを４．５に調整したことを除いては実
施例３と同様にして研磨用スラリーを調製した。調製し
たスラリーの組成を表１に、研磨の条件とその結果を表
２にそれぞれ示す。Example 3 5.0% by weight of fumed silica having a surface area of 50 m 2 / g measured by the BET method
And 0.5% by weight of ammonium persulfate, and the balance of oxidizing water (pH of 6.8 generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water) to prepare a polishing slurry. Prior to this preparation, sulfuric acid was added to the oxidizing water as a pH adjuster so that the pH of the oxidizing water became 2.5. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results. <Example 4> A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 3 except that nitric acid was added to oxidizing water as a pH adjuster to adjust the pH to 2.5. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results. <Example 5> A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 3, except that citric acid was added as a pH adjuster to the oxidizing water to adjust the pH to 4.5. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results.
【００１６】＜実施例６＞酸化剤の過硫酸アンモニウム
の使用量を１．０重量％に変更したことを除いては実施
例３と同様にして研磨用スラリーを調製した。調製した
スラリーの組成を表１に、研磨の条件とその結果を表２
にそれぞれ示す。 ＜実施例７＞酸化剤として過酸化水素を使用したことを
除いては実施例３と同様にして研磨用スラリーを調製し
た。調製したスラリーの組成を表１に、研磨の条件とそ
の結果を表２にそれぞれ示す。 ＜実施例８＞酸化剤として過ヨウ素酸カリウムを使用し
たことを除いては実施例３と同様にして研磨用スラリー
を調製した。調製したスラリーの組成を表１に、研磨の
条件とその結果を表２にそれぞれ示す。 ＜実施例９＞ＢＥＴ法で測定された表面積が１３０ｍ2
／ｇであるフュームドシリカを研磨剤として使用したこ
とを除いては実施例３と同様にして研磨用スラリーを調
製した。調製したスラリーの組成を表１に、研磨の条件
とその結果を表２にそれぞれ示す。Example 6 A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 3, except that the amount of the oxidizing agent, ammonium persulfate, was changed to 1.0% by weight. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results.
Are shown below. <Example 7> A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 3 except that hydrogen peroxide was used as an oxidizing agent. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results. <Example 8> A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 3 except that potassium periodate was used as an oxidizing agent. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results. <Example 9> The surface area measured by the BET method was 130 m 2.
A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 3, except that fumed silica at a rate of / g was used as an abrasive. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results.
【００１７】＜比較例１＞溶媒として超純水を使用し、
酸化剤の過硫酸アンモニウムの使用量を３．０重量％と
したことを除いては実施例１と同様にして研磨用スラリ
ーを調製した。調製したスラリーの組成を表１に、研磨
の条件とその結果を表２にそれぞれ示す。Comparative Example 1 Ultrapure water was used as a solvent.
A polishing slurry was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the oxidizing agent, ammonium persulfate, was changed to 3.0% by weight. Table 1 shows the composition of the prepared slurry, and Table 2 shows the polishing conditions and the results.
【００１８】[0018]
【表１】 [Table 1]
【００１９】[0019]
【表２】 [Table 2]
【００２０】表１及び表２より明らかなように、溶媒と
して超純水の酸化性水を使用する本発明の実施例１〜９
の研磨用スラリーは、溶媒として超純水を使用する比較
例１の研磨用スラリーと比べて、被研磨層の研磨速度が
高く、平坦度が小さいことが判る。As is clear from Tables 1 and 2, Examples 1 to 9 of the present invention in which oxidizing water of ultrapure water is used as a solvent.
It can be seen that the polishing slurry has a higher polishing rate and a lower flatness of the layer to be polished than the polishing slurry of Comparative Example 1 using ultrapure water as a solvent.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の研磨用スラ
リーは研磨粒子と超純水の酸化性水である溶媒を含むた
め、金属層又は金属薄膜を平坦化する能力が大きく、研
磨速度が速い。従って、集積回路等の半導体装置を構成
する金属層又は金属薄膜の化学的・機械的研磨をより高
品質かつ高効率で行うことができる。As described above, since the polishing slurry of the present invention contains abrasive particles and a solvent that is oxidizing water of ultrapure water, the polishing slurry has a large ability to flatten a metal layer or a thin metal film, and a polishing rate. Is fast. Therefore, chemical and mechanical polishing of a metal layer or a metal thin film constituting a semiconductor device such as an integrated circuit can be performed with higher quality and higher efficiency.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA07 CB01 CB03 CB10 DA02 DA12 DA17 5F043 AA26 BB30 DD16 DD30 FF07 GG03 GG10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3C058 AA07 CB01 CB03 CB10 DA02 DA12 DA17 5F043 AA26 BB30 DD16 DD30 FF07 GG03 GG10
Claims (11)
属薄膜を研磨する研磨用スラリーにおいて、溶媒が超純
水の酸化性水であることを特徴とする研磨用スラリー。1. A polishing slurry, comprising abrasive particles and a solvent, for polishing a metal layer or a metal thin film, wherein the solvent is oxidizing water of ultrapure water.
項１記載の研磨用スラリー。2. The polishing slurry according to claim 1, wherein the pH of the oxidizing water is 0.5 to 7.
じた水である請求項２記載の研磨用スラリー。3. The polishing slurry according to claim 2, wherein the oxidizing water is water generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water.
て陽極側に生じたｐＨ０．５〜７の水である請求項３記
載の研磨用スラリー。4. The polishing slurry according to claim 3, wherein the oxidizing water is water having a pH of 0.5 to 7 generated on the anode side by electrolyzing ultrapure water to which an acid has been added.
せて得られた水である請求項１記載の研磨用スラリー。5. The polishing slurry according to claim 1, wherein the oxidizing water is water obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water.
ガスを溶解させて得られたｐＨ０．５〜７の水である請
求項５記載の研磨用スラリー。6. The polishing slurry according to claim 5, wherein the oxidizing water is water having a pH of 0.5 to 7 obtained by dissolving ozone gas in ultrapure water to which an acid has been added.
ドアルミナ、コロイダルシリカ、アルミナ、シリカ、チ
タニア、酸化セリウム及びジルコニアからなる群より選
ばれた１種又は２種以上の混合物或いは２種以上の化合
物である請求項１ないし６いずれか記載の研磨用スラリ
ー。7. The abrasive particles are one or a mixture of two or more compounds selected from the group consisting of fumed silica, fumed alumina, colloidal silica, alumina, silica, titania, cerium oxide and zirconia. The polishing slurry according to any one of claims 1 to 6, wherein
水素；過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸
カリウム等の過硫酸塩；過臭素酸塩；過塩素酸塩；過ヨ
ウ素酸塩；塩素酸塩；過マンガン酸塩；過酸化物塩；硝
酸塩；硫酸塩；ホスホニウム塩；アンモニウム塩；第四
級アンモニウム塩；クエン酸塩；エチレンジアミン四酢
酸塩；フェリシアン化カリウム等の鉄錯塩；その他の酸
化性金属塩及び酸化性金属錯体からなる群より選ばれた
１種又は２種以上の混合物である請求項１ないし７いず
れか記載の研磨用スラリー。8. An oxidizing agent, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide; a persulfate such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, etc .; perbromate; perchlorate; Chlorates; permanganates; peroxide salts; nitrates; sulfates; phosphonium salts; ammonium salts; quaternary ammonium salts; citrates; ethylenediaminetetraacetic acid salts; iron complex salts such as potassium ferricyanide; The polishing slurry according to any one of claims 1 to 7, wherein the polishing slurry is one or a mixture of two or more selected from the group consisting of an oxidizing metal complex and an oxidizing metal complex.
が有機酸又は無機酸である請求項１ないし８いずれか記
載の研磨用スラリー。9. The polishing slurry according to claim 1, further comprising a pH adjuster, wherein the pH adjuster is an organic acid or an inorganic acid.
半導体基板の前記金属層又は金属薄膜を研磨する方法に
おいて、 研磨粒子と超純水の酸化性水からなる溶媒を含む研磨用
スラリーを用いて前記基板上の前記金属層又は金属薄膜
を研磨することを特徴とする研磨方法。10. A method for polishing a metal layer or a metal thin film of a semiconductor substrate having an insulating film and a metal layer or a metal thin film, wherein a polishing slurry containing a solvent composed of abrasive particles and oxidizing water of ultrapure water is used. Polishing the metal layer or the metal thin film on the substrate by polishing.
アルミニウム、銅、チタン及びこれらの合金からなる群
より選ばれた請求項１０記載の研磨方法。11. The metal layer or the metal thin film is tungsten,
The polishing method according to claim 10, wherein the polishing method is selected from the group consisting of aluminum, copper, titanium, and alloys thereof.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15117999A JP2000340532A (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Slurry for polishing and polishing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15117999A JP2000340532A (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Slurry for polishing and polishing method using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000340532A true JP2000340532A (en) | 2000-12-08 |
Family
ID=15513035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15117999A Withdrawn JP2000340532A (en) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | Slurry for polishing and polishing method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000340532A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001048114A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Showa Denko K.K. | Composition for polishing magnetic disk substrate and polishing method, and magnetic disk substrate polished thereby |
| JP2003155471A (en) * | 2001-08-21 | 2003-05-30 | Kao Corp | Polishing liquid composition |
| WO2003075332A1 (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-12 | Fujimi Incorporated | Polishing composition and method for forming wiring structure |
| WO2003103033A1 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing fluid and method of polishing |
| US7367870B2 (en) | 2002-04-30 | 2008-05-06 | Hitachi Chemical Co. Ltd. | Polishing fluid and polishing method |
| JP2009120850A (en) * | 2001-08-21 | 2009-06-04 | Kao Corp | Polishing liquid composition |
| CN102352187A (en) * | 2007-07-05 | 2012-02-15 | 日立化成工业株式会社 | Polishing slurry for metal films and polishing method |
| JP2012529133A (en) * | 2009-06-04 | 2012-11-15 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | Polishing composition for nickel-phosphorus storage disk |
| JP2014210336A (en) * | 2013-04-16 | 2014-11-13 | 國立臺灣科技大學 | Supply system for adding gas to polishing slurry, and method for the same |
| JP2018157164A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition, manufacturing method thereof, polishing method and method for manufacturing semiconductor substrate |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP15117999A patent/JP2000340532A/en not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001048114A1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-07-05 | Showa Denko K.K. | Composition for polishing magnetic disk substrate and polishing method, and magnetic disk substrate polished thereby |
| JP2003155471A (en) * | 2001-08-21 | 2003-05-30 | Kao Corp | Polishing liquid composition |
| JP2009120850A (en) * | 2001-08-21 | 2009-06-04 | Kao Corp | Polishing liquid composition |
| WO2003075332A1 (en) * | 2002-03-04 | 2003-09-12 | Fujimi Incorporated | Polishing composition and method for forming wiring structure |
| US7189684B2 (en) | 2002-03-04 | 2007-03-13 | Fujimi Incorporated | Polishing composition and method for forming wiring structure using the same |
| CN100361277C (en) * | 2002-03-04 | 2008-01-09 | 福吉米株式会社 | Polishing composition and method for forming wiring structure using the same |
| US8696929B2 (en) | 2002-04-30 | 2014-04-15 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing slurry and polishing method |
| US7367870B2 (en) | 2002-04-30 | 2008-05-06 | Hitachi Chemical Co. Ltd. | Polishing fluid and polishing method |
| US7799688B2 (en) | 2002-06-03 | 2010-09-21 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing fluid and method of polishing |
| WO2003103033A1 (en) * | 2002-06-03 | 2003-12-11 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Polishing fluid and method of polishing |
| CN102352187A (en) * | 2007-07-05 | 2012-02-15 | 日立化成工业株式会社 | Polishing slurry for metal films and polishing method |
| CN102352187B (en) * | 2007-07-05 | 2015-03-18 | 日立化成株式会社 | Polishing slurry for metal films and polishing method |
| JP2012529133A (en) * | 2009-06-04 | 2012-11-15 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | Polishing composition for nickel-phosphorus storage disk |
| JP2014210336A (en) * | 2013-04-16 | 2014-11-13 | 國立臺灣科技大學 | Supply system for adding gas to polishing slurry, and method for the same |
| US9193032B2 (en) | 2013-04-16 | 2015-11-24 | National Taiwan University Of Science And Technology | Supplying system of adding gas into polishing slurry and method thereof |
| JP2018157164A (en) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Polishing composition, manufacturing method thereof, polishing method and method for manufacturing semiconductor substrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4044287B2 (en) | Chemical mechanical polishing slurry useful for copper / tantalum substrates | |
| JP4261058B2 (en) | Chemical mechanical polishing slurry useful for copper / tantalum substrates | |
| US6083840A (en) | Slurry compositions and method for the chemical-mechanical polishing of copper and copper alloys | |
| EP1064338B1 (en) | Chemical mechanical polishing slurry useful for copper substrates | |
| US7186653B2 (en) | Polishing slurries and methods for chemical mechanical polishing | |
| JP2012084895A (en) | Slurry and method for chemical mechanical smoothing of copper | |
| JP2002519471A5 (en) | ||
| TW200400239A (en) | Composition for the chemical mechanical polishing of metal and metal/dielectric structures | |
| TWI388638B (en) | Ruthenium cmp compositions and methods | |
| JP2002516378A (en) | CMP slurry containing solid catalyst | |
| JP2003124160A (en) | Polishing composition and polishing method using it | |
| JP2003514950A (en) | Surface flattening composition and method | |
| JP2001085375A (en) | Chemical and mechanical abrasive composition | |
| TWI608061B (en) | Polishing slurry and method of polishing using the same | |
| JP2008160112A (en) | Composition for chemical mechanical planarization of copper | |
| JP2000340532A (en) | Slurry for polishing and polishing method using the same | |
| WO2021002880A1 (en) | Polishing compositions for reduced defectivity and methods of using the same | |
| WO2008151918A1 (en) | A process for polishing patterned and unstructured surfaces of materials and an aqueous polishing agent to be used in the said process | |
| JPH10172937A (en) | Composition for polishing | |
| WO2001030928A1 (en) | Chemical mechanical polishing compositions and systems | |
| JP2000315667A (en) | Abrasive composition | |
| JPH10172936A (en) | Composition for polishing | |
| JPH06313164A (en) | Polishing composition | |
| JPH10172934A (en) | Composition for polishing | |
| JP2001303050A (en) | Grinding liquid composition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060801 |