JP2002500431A - 研磨剤および半導体基板の平坦化のための該研磨剤の使用 - Google Patents
研磨剤および半導体基板の平坦化のための該研磨剤の使用Info
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、フッ化物含有溶液と、該溶液中に懸濁している研磨粒子とから構成されており、その際、該研磨粒子は化学的に安定な材料からなっていることを特徴とする研磨剤に関する。本発明はさらに、半導体基板または３ｄ−遷移元素、ケイ化物、耐熱金属、金属酸化物からなる基板、または酸化物超電導体の平坦化のためのこの研磨剤の使用に関する。
Description
【０００１】 本発明は、研磨剤、および半導体基板の平坦化のための該研磨剤の使用に関す
る。
る。
【０００２】 半導体基板の湿式化学的なエッチングのためにフッ化物含有溶液を使用するこ
とは公知である。フッ化物含有溶液は、半導体技術において使用される数多くの
材料、例えば二酸化ケイ素ＳｉＯ2の湿式化学的なエッチングのために適切であ る。
とは公知である。フッ化物含有溶液は、半導体技術において使用される数多くの
材料、例えば二酸化ケイ素ＳｉＯ2の湿式化学的なエッチングのために適切であ る。
【０００３】 化学的−機械的研磨（ＣＭＰ）は、化学的に支援された機械的研磨を含むこと
ができる平坦化方法である。研磨剤は、研磨粒子（砥粒）以外に、活性な化学的
添加剤を含有している。
ができる平坦化方法である。研磨剤は、研磨粒子（砥粒）以外に、活性な化学的
添加剤を含有している。
【０００４】 これらの活性な化学的添加剤は、除去するべき材料にあわせて調整する。平坦
化するべき基板上での化学的な侵食を達成するために、塩基性の溶液を使用する
。塩基性は例えばカセイカリ溶液（ＫＯＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドリ
ド（ＴＭＡＨ）、またはアンモニア（ＮＨ3）の添加により達成する。
化するべき基板上での化学的な侵食を達成するために、塩基性の溶液を使用する
。塩基性は例えばカセイカリ溶液（ＫＯＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドリ
ド（ＴＭＡＨ）、またはアンモニア（ＮＨ3）の添加により達成する。
【０００５】 化学的−機械的研磨の際のこのような研磨剤の使用は、除去率がわずかである
という欠点を有している。
という欠点を有している。
【０００６】 本発明の課題は、従来技術の欠点を回避することを根底としている。特により
高い除去率を達成するべきであり、その際、できる限り高い除去工程の均一性が
所望される。さらに、平坦化するべき半導体基板の金属汚染を回避するべきであ
る。さらに、従来は平坦化できなかったか、または極めてわずかな除去率でしか
平坦化することができなかった材料、例えばケイ化物またはセラミックを加工す
ることができるべきである。さらに塩基性溶液中に含有されている金属による金
属汚染の危険を排除するべきである。
高い除去率を達成するべきであり、その際、できる限り高い除去工程の均一性が
所望される。さらに、平坦化するべき半導体基板の金属汚染を回避するべきであ
る。さらに、従来は平坦化できなかったか、または極めてわずかな除去率でしか
平坦化することができなかった材料、例えばケイ化物またはセラミックを加工す
ることができるべきである。さらに塩基性溶液中に含有されている金属による金
属汚染の危険を排除するべきである。
【０００７】 前記課題は本発明により、研磨剤がフッ化物含有溶液と、該溶液中に懸濁して
いる研磨粒子から形成されるように研磨剤を構成させ、その際、研磨粒子が化学
的に安定している材料からなることにより解決される。
いる研磨粒子から形成されるように研磨剤を構成させ、その際、研磨粒子が化学
的に安定している材料からなることにより解決される。
【０００８】 本発明はまず、研磨剤溶液がフッ化物イオンを含有するように研磨剤を形成す
ることを前提としている。該研磨剤溶液中には、化学的にできる限り安定してい
る材料からなっている研磨粒子が存在する。この関連で「化学的にできる限り安
定している材料」とは、材料が十分に不活性であり、かつ溶液もしくは溶剤と化
学的に反応しないか、もしくはわずかしか反応しないことを意味する。
ることを前提としている。該研磨剤溶液中には、化学的にできる限り安定してい
る材料からなっている研磨粒子が存在する。この関連で「化学的にできる限り安
定している材料」とは、材料が十分に不活性であり、かつ溶液もしくは溶剤と化
学的に反応しないか、もしくはわずかしか反応しないことを意味する。
【０００９】 溶液中に含有されているフッ化物イオンにより、化学的−機械的平坦化の工程
の際に高い除去率が達成される。さらに研磨粒子の表面に堆積した不純物が除去
される。このことにより研磨粒子の表面がより平滑になるので、ポリッシング工
程において平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は回避される。さ
らに、平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は、研磨剤の溶液が平
坦化するべき材料をエッチングにより除去することによって回避される。
の際に高い除去率が達成される。さらに研磨粒子の表面に堆積した不純物が除去
される。このことにより研磨粒子の表面がより平滑になるので、ポリッシング工
程において平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は回避される。さ
らに、平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は、研磨剤の溶液が平
坦化するべき材料をエッチングにより除去することによって回避される。
【００１０】 フッ化物イオンが平坦化するべき材料を化学的に侵食する一方で、研磨粒子は
化学的に安定している。この場合、研磨粒子の化学的安定性は、溶液中で生じる
フッ化物イオンの濃度が、溶液中に移行しないか、またはわずかに移行するのみ
であるような大きさである。
化学的に安定している。この場合、研磨粒子の化学的安定性は、溶液中で生じる
フッ化物イオンの濃度が、溶液中に移行しないか、またはわずかに移行するのみ
であるような大きさである。
【００１１】 研磨粒子の高い化学的安定性および高い高度は、研磨粒子がセラミック材料を
含有していることにより特に有利に達成することができる。。
含有していることにより特に有利に達成することができる。。
【００１２】 セラミック材料が１種または複数種の遷移元素の酸化物を含有していることは
特に有利である。
特に有利である。
【００１３】 研磨粒子のできる限り高い化学的安定性をできる限り高い機械的安定性と結び
つけるために、遷移元素が、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モ
リブデン、タングステンまたは３ｄ−遷移元素の群から選択されていると有利で
ある。
つけるために、遷移元素が、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モ
リブデン、タングステンまたは３ｄ−遷移元素の群から選択されていると有利で
ある。
【００１４】 フッ化物イオンに対する研磨粒子の安定性をさらに向上させるために、セラミ
ック材料が１種または複数種のドーパントの添加により化学的に安定しているこ
とは有利である。
ック材料が１種または複数種のドーパントの添加により化学的に安定しているこ
とは有利である。
【００１５】 研磨粒子の特に高い化学的安定性は、ドーパントの濃度がセラミック材料の相
移行が行われるような大きさであることにより達成される。
移行が行われるような大きさであることにより達成される。
【００１６】 化学的および機械的安定性の特に大きな向上は、研磨粒子中のドーパントの濃
度が２質量％〜１０質量％の範囲である場合に達成することができる。
度が２質量％〜１０質量％の範囲である場合に達成することができる。
【００１７】 ドーパントとして特にカルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム
、イットリウムまたは希土類元素が適切である。
、イットリウムまたは希土類元素が適切である。
【００１８】 溶液中の研磨粒子の十分な化学的安定性および高いエッチング率は、溶液中の
フッ化物イオンの濃度が０．１体積％〜５体積％であることにより達成される。
フッ化物イオンの濃度が０．１体積％〜５体積％であることにより達成される。
【００１９】 溶液中の研磨粒子の濃度が０．０３質量％〜３０質量％であると、特に有利で
ある。
ある。
【００２０】 溶液中の研磨粒子の濃度が０．３質量％〜３質量％であるとさらに有利である
。この濃度範囲で、研磨粒子の沈殿が回避され、かつ高い除去率が達成される。
。この濃度範囲で、研磨粒子の沈殿が回避され、かつ高い除去率が達成される。
【００２１】 平坦化するべき材料の高い除去率と、マイクロスクラッチの回避を同時に結び
つけるために、研磨粒子の直径が０．００１μｍ〜５μｍであることが有利であ
り、その際、０．５μｍ〜５μｍの直径が特に適切である。
つけるために、研磨粒子の直径が０．００１μｍ〜５μｍであることが有利であ
り、その際、０．５μｍ〜５μｍの直径が特に適切である。
【００２２】 マイクロスクラッチの回避のために、研磨粒子の９５％の直径が、１０％未満
の差で相互に異なっていることは特に有利である。
の差で相互に異なっていることは特に有利である。
【００２３】 その他の利点および好ましい本発明の実施態様は、請求項２以降および以下の
、本発明の有利な実施例の記載から明らかである。
、本発明の有利な実施例の記載から明らかである。
【００２４】 以下に本発明による研磨剤およびその組成に関する例を記載する： 例１： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ５．３質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９４．７質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ５．３質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９４．７質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
【００２５】 酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いた５％のドーピングにより、単斜晶相から正方
晶相への二酸化ジルコニウムの相転移が達成される。ＺｒＯ2の単斜晶相はフッ 化物含有溶液中で化学的に安定していない一方で、正方晶相はフッ化物イオンに
より侵食されない。
晶相への二酸化ジルコニウムの相転移が達成される。ＺｒＯ2の単斜晶相はフッ 化物含有溶液中で化学的に安定していない一方で、正方晶相はフッ化物イオンに
より侵食されない。
【００２６】 例２： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９２．０質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９２．０質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
【００２７】 ５．４質量％〜１０質量％の濃度での酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いたドーピ
ングにより、二酸化ジルコニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＺｒＯ2の 立方晶相は、正方晶相よりもさらに大きな化学的安定性により優れている。
ングにより、二酸化ジルコニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＺｒＯ2の 立方晶相は、正方晶相よりもさらに大きな化学的安定性により優れている。
【００２８】 例３： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ５質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９５質量％から なる二酸化ハフニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ５質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９５質量％から なる二酸化ハフニウム化合物からなる。
【００２９】 酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いたドーピングにより、単斜晶相から正方晶相へ
の二酸化ハフニウムへの相転移が行われる。ＨｆＯ2の単斜晶相はフッ化物含有 溶液中で化学的に安定していないが、正方晶相はフッ化物イオン中で侵食されな
い。
の二酸化ハフニウムへの相転移が行われる。ＨｆＯ2の単斜晶相はフッ化物含有 溶液中で化学的に安定していないが、正方晶相はフッ化物イオン中で侵食されな
い。
【００３０】 例４： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９２．０質 量％からなる二酸化ハフニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９２．０質 量％からなる二酸化ハフニウム化合物からなる。
【００３１】 十分な濃度での酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いたドーピングにより、二酸化ハ
フニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＨｆＯ2の立方晶相は、正方晶相よ りもさらに大きな化学的安定性により優れている。
フニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＨｆＯ2の立方晶相は、正方晶相よ りもさらに大きな化学的安定性により優れている。
【００３２】 例５： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、特に大き
な硬度および化学的安定性により優れている炭化ホウ素Ｂ13Ｃ2からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、特に大き
な硬度および化学的安定性により優れている炭化ホウ素Ｂ13Ｃ2からなる。
【００３３】 この研磨剤は、半導体層、特に二酸化ケイ素含有層の高い除去率でのポリッシ
ングのために使用することができる。
ングのために使用することができる。
【００３４】 しかしまた本発明による研磨剤は、硬質材料の研磨のためにも使用することが
できる。ここでは耐熱金属であるモリブデン、タンタル、チタンおよびタングス
テン以外に、特にさらなる３ｄ−遷移元素、金属酸化物ならびに金属ケイ化物お
よび遷移金属ケイ化物が挙げられる。３ｄ−元素の場合、銅の平坦化性は特に大
きな技術的意味を有する。というのはこのことにより超小型回路の製造プロセス
に銅を組み込むことが可能になるからである。
できる。ここでは耐熱金属であるモリブデン、タンタル、チタンおよびタングス
テン以外に、特にさらなる３ｄ−遷移元素、金属酸化物ならびに金属ケイ化物お
よび遷移金属ケイ化物が挙げられる。３ｄ−元素の場合、銅の平坦化性は特に大
きな技術的意味を有する。というのはこのことにより超小型回路の製造プロセス
に銅を組み込むことが可能になるからである。
【００３５】 特に意外であることは、本発明による研磨剤は、酸化物超電導体の平坦化のた
めにも使用することができることである。従来はこの極めて硬質の材料は、乾式
研磨工程においてダイヤモンド細片を有する研磨ディスクを用いて平坦化しなく
てはならなかった。この場合、除去率は極めて低い。従って酸化物超電導体の平
坦化のためのフッ化物含有研磨剤の適性は、酸化物超電導体がその超伝導性を化
学薬品の供給により容易に失いうるために、特に意外である。特に、窒素の液化
温度を上回る超伝導のための移行温度を有するいわゆる高温超電導体は、さもな
ければ外部の化学的または機械的影響に対して極めて敏感である。
めにも使用することができることである。従来はこの極めて硬質の材料は、乾式
研磨工程においてダイヤモンド細片を有する研磨ディスクを用いて平坦化しなく
てはならなかった。この場合、除去率は極めて低い。従って酸化物超電導体の平
坦化のためのフッ化物含有研磨剤の適性は、酸化物超電導体がその超伝導性を化
学薬品の供給により容易に失いうるために、特に意外である。特に、窒素の液化
温度を上回る超伝導のための移行温度を有するいわゆる高温超電導体は、さもな
ければ外部の化学的または機械的影響に対して極めて敏感である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月２日（１９９９．１２．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項１５】 半導体基板または３ｄ−遷移元素、ケイ化物、耐熱金属、
金属酸化物からなる基板あるいは酸化物超電導体の平坦化のための請求項１から
１４までのいずれか１項に記載の研磨剤の使用。
金属酸化物からなる基板あるいは酸化物超電導体の平坦化のための請求項１から
１４までのいずれか１項に記載の研磨剤の使用。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１１年１２月２２日（１９９９．１２．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【請求項９】 エッチング液が、フッ化水素酸を含有している、請求項１か
ら８までのいずれか１項に記載の研磨剤。
ら８までのいずれか１項に記載の研磨剤。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年３月２８日（２０００．３．２８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】 研磨剤および半導体基板の平坦化のための該研磨剤の使用
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、フッ化物イオン含有エッチング液と、セラミック材料からなり該エ
ッチング液中に懸濁している研磨粒子とからなる研磨剤、および半導体基板の平
坦化のための該研磨剤の使用に関する。
ッチング液中に懸濁している研磨粒子とからなる研磨剤、および半導体基板の平
坦化のための該研磨剤の使用に関する。
【０００２】 半導体基板の湿式化学的なエッチングのためにフッ化物含有溶液を使用するこ
とは公知である。フッ化物含有溶液は、半導体技術において使用される数多くの
材料、例えば二酸化ケイ素ＳｉＯ2の湿式化学的なエッチングのために適切であ る。
とは公知である。フッ化物含有溶液は、半導体技術において使用される数多くの
材料、例えば二酸化ケイ素ＳｉＯ2の湿式化学的なエッチングのために適切であ る。
【０００３】 化学的−機械的研磨（ＣＭＰ）は、化学的に支援された機械的研磨を含むこと
ができる平坦化方法である。研磨剤は、研磨粒子（砥粒）以外に、活性な化学的
添加剤を含有している。
ができる平坦化方法である。研磨剤は、研磨粒子（砥粒）以外に、活性な化学的
添加剤を含有している。
【０００４】 これらの活性な化学的添加剤は、除去するべき材料にあわせて調整する。平坦
化するべき基板上での化学的な侵食を達成するために、塩基性の溶液を使用する
。塩基性は例えばカセイカリ溶液（ＫＯＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドリ
ド（ＴＭＡＨ）、またはアンモニア（ＮＨ3）の添加により達成する。
化するべき基板上での化学的な侵食を達成するために、塩基性の溶液を使用する
。塩基性は例えばカセイカリ溶液（ＫＯＨ）、テトラメチルアンモニウムヒドリ
ド（ＴＭＡＨ）、またはアンモニア（ＮＨ3）の添加により達成する。
【０００５】 化学的−機械的研磨の際のこのような研磨剤の使用は、除去率がわずかである
という欠点を有している。
という欠点を有している。
【０００６】 本発明の課題は、従来技術の欠点を回避することを根底としている。特により
高い除去率を達成するべきであり、その際、できる限り高い除去工程の均一性が
所望される。さらに、平坦化するべき半導体基板の金属汚染を回避するべきであ
る。さらに、従来は平坦化できなかったか、または極めてわずかな除去率でしか
平坦化することができなかった材料、例えばケイ化物またはセラミックを加工す
ることができるべきである。さらに塩基性溶液中に含有されている金属による金
属汚染の危険を排除するべきである。
高い除去率を達成するべきであり、その際、できる限り高い除去工程の均一性が
所望される。さらに、平坦化するべき半導体基板の金属汚染を回避するべきであ
る。さらに、従来は平坦化できなかったか、または極めてわずかな除去率でしか
平坦化することができなかった材料、例えばケイ化物またはセラミックを加工す
ることができるべきである。さらに塩基性溶液中に含有されている金属による金
属汚染の危険を排除するべきである。
【０００７】 前記課題は本発明により、研磨粒子のセラミック材料が、該セラミック材料の
、フッ化物含有エッチング液中で化学的に安定した相への相転移をもたらすよう
な濃度のドーパントでドーピングされていることにより解決される。
、フッ化物含有エッチング液中で化学的に安定した相への相転移をもたらすよう
な濃度のドーパントでドーピングされていることにより解決される。
【０００８】 本発明はまず、研磨剤溶液がフッ化物イオンを含有するように研磨剤を形成す
ることを前提としている。該研磨剤溶液中には、化学的にできる限り安定してい
る材料からなっている研磨粒子が存在する。この関連で「化学的にできる限り安
定している材料」とは、材料が十分に不活性であり、かつ溶液もしくは溶剤と化
学的に反応しないか、もしくはわずかしか反応しないことを意味する。
ることを前提としている。該研磨剤溶液中には、化学的にできる限り安定してい
る材料からなっている研磨粒子が存在する。この関連で「化学的にできる限り安
定している材料」とは、材料が十分に不活性であり、かつ溶液もしくは溶剤と化
学的に反応しないか、もしくはわずかしか反応しないことを意味する。
【０００９】 溶液中に含有されているフッ化物イオンにより、化学的−機械的平坦化の工程
の際に高い除去率が達成される。さらに研磨粒子の表面に堆積した不純物が除去
される。このことにより研磨粒子の表面がより平滑になるので、ポリッシング工
程において平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は回避される。さ
らに、平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は、研磨剤の溶液が平
坦化するべき材料をエッチングにより除去することによって回避される。
の際に高い除去率が達成される。さらに研磨粒子の表面に堆積した不純物が除去
される。このことにより研磨粒子の表面がより平滑になるので、ポリッシング工
程において平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は回避される。さ
らに、平坦化するべき材料中のマイクロスクラッチの発生は、研磨剤の溶液が平
坦化するべき材料をエッチングにより除去することによって回避される。
【００１０】 フッ化物イオンが平坦化するべき材料を化学的に侵食する一方で、研磨粒子は
化学的に安定している。この場合、研磨粒子の化学的安定性は、溶液中で生じる
フッ化物イオンの濃度が、溶液中に移行しないか、またはわずかに移行するのみ
であるような大きさである。
化学的に安定している。この場合、研磨粒子の化学的安定性は、溶液中で生じる
フッ化物イオンの濃度が、溶液中に移行しないか、またはわずかに移行するのみ
であるような大きさである。
【００１１】 フッ化物イオンに対する研磨粒子の安定性をさらに高めるために、セラミック
材料が１種または複数種のドーパントの添加により化学的に安定していることは
有利である。
材料が１種または複数種のドーパントの添加により化学的に安定していることは
有利である。
【００１２】 研磨粒子の特に高い化学的安定性は、ドーパントの濃度がセラミック材料の相
転移が行われるような大きさであることにより達成される。
転移が行われるような大きさであることにより達成される。
【００１３】 セラミック材料が１種または複数種の遷移元素の酸化物を含有していることは
特に有利である。
特に有利である。
【００１４】 研磨粒子のできる限り高い化学的安定性をできる限り高い機械的安定性と結び
つけるために、遷移元素が、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モ
リブデン、タングステンまたは３ｄ−遷移元素の群から選択されていると有利で
ある。
つけるために、遷移元素が、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、モ
リブデン、タングステンまたは３ｄ−遷移元素の群から選択されていると有利で
ある。
【００１５】 特に研磨粒子が二酸化ジルコニウムまたは二酸化ハフニウムを含有しているこ
とが考慮される。
とが考慮される。
【００１６】 化学的および機械的安定性の特に大きな向上は、研磨粒子中のドーパントの濃
度が２質量％〜１０質量％の範囲である場合に達成することができる。
度が２質量％〜１０質量％の範囲である場合に達成することができる。
【００１７】 ドーパントとして特にカルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム
、イットリウムまたは希土類元素が適切である。
、イットリウムまたは希土類元素が適切である。
【００１８】 有利な実施態様は、ドーパントが酸化イットリウムであり、かつエッチング液
がフッ化水素酸を含有していることを考慮する。
がフッ化水素酸を含有していることを考慮する。
【００１９】 溶液中の研磨粒子の十分な化学的安定性および高いエッチング率は、溶液中の
フッ化物イオンの濃度が０．１体積％〜５体積％であることにより達成される。
フッ化物イオンの濃度が０．１体積％〜５体積％であることにより達成される。
【００２０】 溶液中の研磨粒子の濃度が０．０３質量％〜３０質量％であると、特に有利で
ある。
ある。
【００２１】 溶液中の研磨粒子の濃度が０．３質量％〜３質量％であるとさらに有利である
。この濃度範囲で、研磨粒子の沈殿が回避され、かつ高い除去率が達成される。
。この濃度範囲で、研磨粒子の沈殿が回避され、かつ高い除去率が達成される。
【００２２】 平坦化するべき材料の高い除去率と、マイクロスクラッチの回避を同時に結び
つけるために、研磨粒子の直径が０．００１μｍ〜５μｍであることが有利であ
り、その際、０．５μｍ〜５μｍの直径が特に適切である。
つけるために、研磨粒子の直径が０．００１μｍ〜５μｍであることが有利であ
り、その際、０．５μｍ〜５μｍの直径が特に適切である。
【００２３】 マイクロスクラッチの回避のために、研磨粒子の９５％の直径が、１０％未満
の差で相互に異なっていることは特に有利である。
の差で相互に異なっていることは特に有利である。
【００２４】 その他の利点および好ましい本発明の実施態様は、請求項２以降および以下の
、本発明の有利な実施例の記載から明らかである。
、本発明の有利な実施例の記載から明らかである。
【００２５】 以下に本発明による研磨剤およびその組成に関する例を記載する： 例１： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ５．３質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９４．７質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ５．３質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９４．７質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
【００２６】 酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いた５％のドーピングにより、単斜晶相から正方
晶相への二酸化ジルコニウムの相転移が達成される。ＺｒＯ2の単斜晶相はフッ 化物含有溶液中で化学的に安定していない一方で、正方晶相はフッ化物イオンに
より侵食されない。
晶相への二酸化ジルコニウムの相転移が達成される。ＺｒＯ2の単斜晶相はフッ 化物含有溶液中で化学的に安定していない一方で、正方晶相はフッ化物イオンに
より侵食されない。
【００２７】 例２： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９２．０質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。この場合、研磨粒子は
、酸化イットリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＺｒＯ2 ９２．０質量％からなる二酸化ジルコニウム化合物からなる。
【００２８】 ５．４質量％〜１０質量％の濃度での酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いたドーピ
ングにより、二酸化ジルコニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＺｒＯ2の 立方晶相は、正方晶相よりもさらに大きな化学的安定性により優れている。
ングにより、二酸化ジルコニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＺｒＯ2の 立方晶相は、正方晶相よりもさらに大きな化学的安定性により優れている。
【００２９】 例３： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ５質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９５質量％から なる二酸化ハフニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ５質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９５質量％から なる二酸化ハフニウム化合物からなる。
【００３０】 酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いたドーピングにより、単斜晶相から正方晶相へ
の二酸化ハフニウムへの相転移が行われる。ＨｆＯ2の単斜晶相はフッ化物含有 溶液中で化学的に安定していないが、正方晶相はフッ化物イオン中で侵食されな
い。
の二酸化ハフニウムへの相転移が行われる。ＨｆＯ2の単斜晶相はフッ化物含有 溶液中で化学的に安定していないが、正方晶相はフッ化物イオン中で侵食されな
い。
【００３１】 例４： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９２．０質 量％からなる二酸化ハフニウム化合物からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、酸化イッ
トリウムＹ2Ｏ3 ８．０質量％でドーピングされている、ＨｆＯ2 ９２．０質 量％からなる二酸化ハフニウム化合物からなる。
【００３２】 十分な濃度での酸化イットリウムＹ2Ｏ3を用いたドーピングにより、二酸化ハ
フニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＨｆＯ2の立方晶相は、正方晶相よ りもさらに大きな化学的安定性により優れている。
フニウムの立方晶相への相転移が行われる。ＨｆＯ2の立方晶相は、正方晶相よ りもさらに大きな化学的安定性により優れている。
【００３３】 例５： 本発明による研磨剤は、水溶液中に０．５％のフッ化水素酸を含有しており、
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、特に大き
な硬度および化学的安定性により優れている炭化ホウ素Ｂ13Ｃ2からなる。
その際、該溶液中に研磨粒子は３質量％で懸濁している。研磨粒子は、特に大き
な硬度および化学的安定性により優れている炭化ホウ素Ｂ13Ｃ2からなる。
【００３４】 この研磨剤は、半導体層、特に二酸化ケイ素含有層の高い除去率でのポリッシ
ングのために使用することができる。
ングのために使用することができる。
【００３５】 しかしまた本発明による研磨剤は、硬質材料の研磨のためにも使用することが
できる。ここでは耐熱金属であるモリブデン、タンタル、チタンおよびタングス
テン以外に、特にさらなる３ｄ−遷移元素、金属酸化物ならびに金属ケイ化物お
よび遷移金属ケイ化物が挙げられる。３ｄ−元素の場合、銅の平坦化性は特に大
きな技術的意味を有する。というのはこのことにより超小型回路の製造プロセス
に銅を組み込むことが可能になるからである。
できる。ここでは耐熱金属であるモリブデン、タンタル、チタンおよびタングス
テン以外に、特にさらなる３ｄ−遷移元素、金属酸化物ならびに金属ケイ化物お
よび遷移金属ケイ化物が挙げられる。３ｄ−元素の場合、銅の平坦化性は特に大
きな技術的意味を有する。というのはこのことにより超小型回路の製造プロセス
に銅を組み込むことが可能になるからである。
【００３６】 特に意外であることは、本発明による研磨剤は、酸化物超電導体の平坦化のた
めにも使用することができることである。従来はこの極めて硬質の材料は、乾式
研磨工程においてダイヤモンド細片を有する研磨ディスクを用いて平坦化しなく
てはならなかった。この場合、除去率は極めて低い。従って酸化物超電導体の平
坦化のためのフッ化物含有研磨剤の適性は、酸化物超電導体がその超伝導性を化
学薬品の供給により容易に失いうるために、特に意外である。特に、窒素の液化
温度を上回る超伝導のための移行温度を有するいわゆる高温超電導体は、さもな
ければ外部の化学的または機械的影響に対して極めて敏感である。
めにも使用することができることである。従来はこの極めて硬質の材料は、乾式
研磨工程においてダイヤモンド細片を有する研磨ディスクを用いて平坦化しなく
てはならなかった。この場合、除去率は極めて低い。従って酸化物超電導体の平
坦化のためのフッ化物含有研磨剤の適性は、酸化物超電導体がその超伝導性を化
学薬品の供給により容易に失いうるために、特に意外である。特に、窒素の液化
温度を上回る超伝導のための移行温度を有するいわゆる高温超電導体は、さもな
ければ外部の化学的または機械的影響に対して極めて敏感である。
Claims (15)
- 【請求項１】 研磨剤において、フッ化物含有溶液と、該溶液中に懸濁して
いる研磨粒子とからなり、その際、研磨粒子が化学的に安定してる材料からなる
ことを特徴とする研磨剤。 - 【請求項２】 研磨粒子が、セラミック材料を含有している、請求項１に記
載の研磨剤。 - 【請求項３】 セラミック材料が、１種または複数種の遷移元素の酸化物を
含有している、請求項２記載の研磨剤。 - 【請求項４】 セラミック材料の遷移元素が、ジルコニウム、ハフニウム、
ニオブ、タンタル、モリブデン、タングステンまたは３ｄ−遷移元素の群から選
択されている、請求項３に記載の研磨剤。 - 【請求項５】 セラミック材料が、１種または複数種のドーパントの添加に
より化学的に安定している、請求項２から４までのいずれか１項記載の研磨剤。 - 【請求項６】 セラミック材料中のドーパントの濃度が、セラミック材料の
相移行が行われるような大きさである、請求項５に記載の研磨剤。 - 【請求項７】 セラミック材料中のドーパントの濃度が、２質量％〜１０質
量％の範囲である、請求項５または６に記載の研磨剤。 - 【請求項８】 ドーパントが、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ア
ルミニウム、イットリウムまたは希土類元素の群から選択されている、請求項５
から７までのいずれか１項記載の研磨剤。 - 【請求項９】 研磨粒子が、二酸化ジルコニウム化合物からなり、かつドー
パントがイットリウムである、請求項８に記載の研磨剤。 - 【請求項１０】 溶液中のフッ化物イオンの濃度が、０．１体積％〜５体積
％である、請求項１から９までのいずれか１項に記載の研磨剤。 - 【請求項１１】 溶液中の研磨粒子の濃度が、０．０３質量％〜３０質量％
である、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の研磨剤。 - 【請求項１２】 溶液中の研磨粒子の濃度が、０．３質量％〜３質量％であ
る、請求項１１に記載の研磨剤。 - 【請求項１３】 研磨粒子の直径が、０．００１μｍ〜５μｍである、請求
項１から１２までのいずれか１項に記載の研磨剤。 - 【請求項１４】 研磨粒子の９５％の直径が、１０％未満の差で相互に異な
っている、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の研磨剤。 - 【請求項１５】 半導体基板または３ｄ−遷移元素、ケイ化物、耐熱金属、
金属酸化物からなる基板あるいは酸化物超電導体の平坦化のための請求項１から
１４までのいずれか１項に記載の研磨剤の使用。
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|---|---|---|---|
| DE19742635.2 | 1997-09-26 | ||
| DE19742635 | 1997-09-26 | ||
| PCT/DE1998/002863 WO1999016842A1 (de) | 1997-09-26 | 1998-09-25 | Poliermittel und die verwendung dieses poliermittels zum planarisieren eines halbleitersubstrats |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP (1) | JP2002500431A (ja) |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2004161602A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-06-10 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Ｈｆ２および第２の化合物を含む組成物、その使用、そのデバイス、および基板上に誘電性層を形成する方法 |
| JP2013084337A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-05-09 | Hoya Corp | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法、磁気ディスク、磁気記録再生装置 |
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-
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- 1998-09-25 DE DE59802570T patent/DE59802570D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-25 JP JP2000513918A patent/JP2002500431A/ja active Pending
- 1998-09-25 EP EP98954228A patent/EP1021491B1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004161602A (ja) * | 2002-06-10 | 2004-06-10 | Interuniv Micro Electronica Centrum Vzw | Ｈｆ２および第２の化合物を含む組成物、その使用、そのデバイス、および基板上に誘電性層を形成する方法 |
| JP4614639B2 (ja) * | 2002-06-10 | 2011-01-19 | アイメック | Ｈｆ含有組成物の誘電率（ｋ値）増進 |
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