JP2003100677A - 研磨用組成物 - Google Patents
研磨用組成物Info
- Publication number
- JP2003100677A JP2003100677A JP2001292757A JP2001292757A JP2003100677A JP 2003100677 A JP2003100677 A JP 2003100677A JP 2001292757 A JP2001292757 A JP 2001292757A JP 2001292757 A JP2001292757 A JP 2001292757A JP 2003100677 A JP2003100677 A JP 2003100677A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- copper
- abrasive
- weight
- polished
- 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
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 銅膜およびタンタル化合物を有する半導体デ
バイスを研磨すると、銅とタンタル化合物の研磨選択比
が充分でなかったり、銅に対する選択比を高めると配線
溝や孔の銅膜が削られ過ぎたり、銅膜表面の平滑性が損
なわれる等の問題があり、これらの問題点を改善した研
磨用組成物を提供する。 【解決手段】 研磨材、１−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール、酒石酸、過酸化水素、ポリビニルアルコールおよ
び水からなる研磨用組成物であり、研磨材が、フューム
ドシリカ、コロイダルシリカ、フュームドアルミナ、コ
ロイダルアルミナのうちの少なくとも１種類からなり、
研磨材の一次粒子が０．０１〜０．２μｍである研磨用
組成物である。
バイスを研磨すると、銅とタンタル化合物の研磨選択比
が充分でなかったり、銅に対する選択比を高めると配線
溝や孔の銅膜が削られ過ぎたり、銅膜表面の平滑性が損
なわれる等の問題があり、これらの問題点を改善した研
磨用組成物を提供する。 【解決手段】 研磨材、１−ヒドロキシベンゾトリアゾ
ール、酒石酸、過酸化水素、ポリビニルアルコールおよ
び水からなる研磨用組成物であり、研磨材が、フューム
ドシリカ、コロイダルシリカ、フュームドアルミナ、コ
ロイダルアルミナのうちの少なくとも１種類からなり、
研磨材の一次粒子が０．０１〜０．２μｍである研磨用
組成物である。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、各種メモ
リーハードディスク用基板等の研磨に使用される研磨用
組成物に関し、特に半導体のデバイスウエハーの表面平
坦化加工に好適に用いられる研磨用組成物に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】エレクトロニクス業界の最近の著しい発
展により、トランジスター、IC、LSI超LSIと進化してき
ており、これら半導体素子に於ける回路の集積度が急激
に増大するに伴って半導体デバイスのデザインルールは
年々微細化が進み、デバイス製造プロセスでの焦点深度
は浅くなり、パターン形成面の平坦性はますます厳しく
なってきている。 【０００３】一方で配線の微細化による配線抵抗の増大
をカバーするために、配線材料としてアルミニウムやタ
ングステンからより電気抵抗の小さな銅配線が検討され
てきている。しかしながら銅を配線層や配線間の相互接
続に用いる場合には、絶縁膜上に配線溝や孔を形成した
後、スパッタリングやメッキによって銅膜を形成して不
要な部分を化学的機械的研磨法（ＣＭＰ）によって絶縁
膜上の不要な銅を取り除く必要がある。 【０００４】かかるプロセスでは銅が絶縁膜中に拡散し
てデバイス特性を低下させるので、通常は銅の拡散防止
のために絶縁膜上にバリア層としてタンタルやタンタル
ナイトライドの層を設けることが一般的になっている。 【０００５】このようにして最上層に銅膜を形成させた
デバイスの平坦化ＣＭＰプロセスにおいては、初めに不
要な部分の銅膜を絶縁層上に形成されたタンタル化合物
の表面層まで研磨し、次のステップでは絶縁膜上のタン
タル化合物の層を研磨しＳｉＯ2面が出たところで研磨
が終了していなければならない。このようなプロセスを
図１に示したが、かかるプロセスにおけるＣＭＰ研磨で
は銅、タンタル化合物、ＳｉＯ2などの異種材料に対し
て研磨レートに選択性があることが必要である。 【０００６】即ちステップ１では銅に対する研磨レート
が高く、タンタル化合物に対してはほとんど研磨能力が
ない程度の選択性が必要である。さらにステップ２では
タンタル化合物に対する研磨レートは大きいがＳｉＯ2
に対する研磨レートが小さいほどＳｉＯ2の削りすぎを
防止できるので好ましい。 【０００７】このプロセスを理想的には一つの研磨材で
研磨できることが望まれるが、異種材料に対する研磨レ
ートの選択比をプロセスの途中で変化させることはでき
ないのでプロセスを２ステップに分けて異なる選択性を
有する２つのスラリーでそれぞれのＣＭＰ工程を実施す
る。通常溝や孔の銅膜の削りすぎ（ディッシング、リセ
ス、エロージョン）を防ぐためにステップ１ではタンタ
ル化合物上の銅膜は少し残した状態で研磨を終了させ
る。ついでステップ２ではＳｉＯ2層をストッパーとし
て残ったわずかな銅とタンタル化合物を研磨除去する。 【０００８】ステップ１に用いられる研磨用組成物に対
しては、ステップ２で修正できないような表面上の欠陥
（スクラッチ）を発生させることなく銅膜に対してのみ
大きい研磨レートを有することが必要である。 【０００９】このような銅膜用の研磨用組成物として
は、特開平７−２３３４８５号公報に示されているが、
アミノ酢酸およびアミド硫酸から選ばれる少なくとも１
種類の有機酸と酸化剤と水とを含有する研磨用組成物で
ある。銅に対して比較的大きな研磨レートが得られてい
るが、これは酸化剤によってイオン化された銅が上記の
有機酸とキレートを形成して機械的に研磨されやすくな
ったためと推定できる。 【００１０】しかしながら前記研磨用組成物を用いて、
銅膜およびタンタル化合物を有する半導体デバイスを研
磨すると、銅とタンタル化合物の研磨選択比が充分でな
かったり、銅に対する選択比を高めると配線溝や孔の銅
膜が削られ過ぎたり、銅膜表面の平滑性が損なわれる等
の問題があった。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、銅膜とタン
タル化合物を有する半導体デバイスのＣＭＰ加工プロセ
スにおいて、銅の研磨レートは大きいがタンタル化合物
の研磨レートが小さいという選択性の高い研磨用組成物
を提供することにあり、更に銅膜表面の平滑性にも優れ
たＣＭＰ加工用の研磨用組成物である。 【００１２】 【課題を解決するための手段】（Ａ）研磨材、（Ｂ）１
−ヒドロキシベンゾトリアゾール、（Ｃ）酒石酸、
（Ｄ）過酸化水素、（Ｅ）ポリビニルアルコールおよび
（Ｆ）水よりなる研磨用組成物であり、研磨材が、フュ
ームドシリカ、コロイダルシリカ、フュームドアルミ
ナ、コロイダルアルミナのうちの少なくとも１種類から
なり、研磨材の一次粒子が０．０１〜０．２μｍであ
り、研磨用組成物中のそれぞれの濃度が、研磨材で５〜
３０重量％、１−ヒドロキシベンゾトリアゾールで０．
１〜５重量％、酒石酸で０．０５〜５重量％、過酸化水
素で０．０３〜３重量％、ポリビニルアルコールで０．
０５〜０．５重量％である研磨用組成物である。 【００１３】 【発明の実施の形態】本発明はかかる上記の問題点を解
決するために種々検討した結果、特定の研磨材、化合
物、酸化剤および水を含有する研磨用組成物を用いるこ
とにより、銅膜に対する研磨レートが大きく、タンタル
化合物に対する研磨レートが小さい、高い選択性を得る
ことができ銅膜表面の平滑性にも優れた結果が得られる
ことを見いだし、発明を完成するに至ったものである。 【００１４】本発明に用いられる研磨材は、フュームド
シリカ、コロイダルシリカ、フュームドアルミナおよび
コロイダルアルミナのうちから選ばれた少なくとも１種
類からなるものである。これらのものを単独或いは任意
に組み合わせて複数用いることができる。組み合わせや
比率などは特に限定されるものではない。 【００１５】また、これらの研磨材は被研磨物表面に研
磨材起因のスクラッチの発生を防止したり、保存中に沈
殿して組成変化することがないように粒子径がそろい、
径の小さなものが好ましい。研磨材の一次粒子径は走査
型電子顕微鏡によって観察することができ、粒子径とし
ては、０．０１〜０．２μｍの範囲にあることが好まし
い。０．０１μｍより小さいと研磨レートが大きくなり
にくいので好ましくなく、０．２μｍを越えると被研磨
物表面にスクラッチを発生しやすくなったり、タンタル
化合物の研磨レートを押さえることが難しくなるので好
ましくない。 【００１６】また研磨材の研磨用組成物中の濃度は５〜
３０重量％であることが望ましい。研磨材の濃度が５重
量％未満であれば機械的な研磨能力が減少し研磨レート
が低下するので好ましくなく、３０重量％を越えると機
械的研磨能力が増大してタンタル化合物の研磨レートを
おさえることができなくなり、選択性が低下するので好
ましくない。 【００１７】本発明の研磨用組成物は、１−ヒドロキシ
ベンゾトリアゾールを含有する。研磨用組成物中の濃度
は０．１〜５重量％であることが望ましい。１−ヒドロ
キシベンゾトリアゾールの量が０．１重量％未満である
と銅膜の研磨レートが小さくなるので好ましくなく、５
重量％を越えると銅膜の研磨レートが大きくなって研磨
面の制御が難しくなったり、過研磨になりやすいので好
ましくない。特に過度に用いると被研磨物表面の平滑性
が損なわれるので好ましくない。 【００１８】本発明の研磨用組成物は酒石酸を含有す
る。本発明における酒石酸は、銅とのキレートを形成
し、銅の研磨速度を制御し易くなるので好ましい。酒石
酸の添加量については、研磨組成物中、０．０５〜５重
量％の範囲で使用する。０．０５重量％未満ではキレー
ト形成効果が不十分であり、５重量％を越えると研磨速
度が制御できなくなり過研磨になるので好ましくない。 【００１９】本発明の研磨用組成物は過酸化水素を含有
する。本発明における研磨用組成物において過酸化水素
は酸化剤として作用しているものである。過酸化水素は
銅膜に対して酸化作用を発揮し、イオン化を促進するこ
とによって銅膜の研磨レートを高める働きがあるが、研
磨用組成物中の濃度は０．０３〜３重量％であることが
望ましい。この範囲の濃度から高くなっても低くなり過
ぎても銅膜の研磨レートが低下するので好ましくない。 【００２０】本発明の研磨用組成物はポリビニルアルコ
ールを含有する。本発明における研磨用組成物において
ポリビニルアルコールは研磨剤を均一に水中に分散させ
る効果があり、長期間保存しても研磨剤が沈降しにく
く、二次凝集してスクラッチを発生しやすくなるのを防
ぐことが可能となる。添加量は研磨用組成物中の濃度で
０．０５〜０．５重量％になる範囲が好ましく、０．０
５重量％未満では分散効果に乏しく、０．５重量％を超
えるとスラリーの粘度が高くなり研磨作業性が低下する
ので好ましくない。 【００２１】本発明の研磨用組成物の媒体は水であり、
イオン性不純物や金属イオンを極力減らしたものである
ことが望ましい。研磨用組成物中の水の量は、８０〜９
４重量％である。８０重量％未満であるとスラリー粘度
が高くなり作業性が低下したり、研磨時に発熱したりす
るので好ましくなく、９４重量％を超えると研磨速度が
低下したり、研磨選択性が低下するので好ましくない。 【００２２】本発明の研磨用組成物は、前述の各成分で
ある研磨材、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール、酒石
酸、ポリビニルアルコール等を水に混合、溶解、分散さ
せて製造する。過酸化水素は研磨直前に前述の各成分を
混合した混合液に添加、混合して使用する方が好まし
い。混合方法は任意の装置で行うことができる。例え
ば、翼式回転攪拌機、超音波分散機、ビーズミル分散
機、ニーダー、ボールミルなどが適用可能である。 【００２３】また上記成分以外に種々の研磨助剤を配合
してもよい。このような研磨助剤の例としては、分散助
剤、防錆剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、防かび剤等が挙げら
れるがこれらはスラリーの分散貯蔵安定性、研磨速度の
向上の目的で加えられる。分散助剤としてはヘキサメタ
リン酸ソーダ等が挙げられる。もちろん各種界面活性剤
などを添加して分散性を向上させることができることは
言うまでもない。ｐＨ調整剤としては酢酸、塩酸、硝酸
等が挙げられる。消泡剤としては流動パラフィン、ジメ
チルシリコーンオイル、ステアリン酸モノ、ジグリセリ
ド混合物、ソルビタンモノパルミチエート等が挙げられ
る。 【００２４】 【実施例】本発明を実施例で具体的に説明する。 ＜実施例１〜８、比較例１〜６＞研磨材としてコロイダ
ルシリカを用い、過酸化水素、１−ヒドロキシベンゾト
リアゾール（１−ＨＢＴ）、酒石酸、ポリビニルアルコ
ールを表１に示された濃度になるように０．５μｍのカ
ートリッジフィルターで濾過されたイオン交換水に混合
し、高速ホモジナイザーで攪拌して均一に分散させ、実
施例１〜８、比較例１〜６の研磨用組成物を得た。な
お、過酸化水素については研磨直前に混合して用いた。 【００２５】＜研磨性評価＞被研磨物として６インチの
シリコンウエハー上にスパッタリングで２０００Åのタ
ンタル（Ｔａ）並びに電解メッキで１００００Åの銅を
製膜したものを準備し、銅、Ｔａ面を研磨した。 【００２６】研磨は定盤径６００ｍｍの片面研磨機を用
いた。研磨機の定盤にはロデール社製（米国）のポリウ
レタン製研磨パッドＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００を
専用の両面テープで張り付け、研磨用組成物（スラリ
ー）を流しながら１分間、銅、タンタル膜を研磨した。
研磨条件としては加重を３００ｇ／ｃｍ2、定盤の回転
数を４０ｒｐｍ、ウエハー回転数４０ｒｐｍ、研磨用組
成物の流量を２００ｍｌ／ｍｉｎとした。 【００２７】ウエハーを洗浄、乾燥後減少した膜厚を求
めることにより研磨速度（Å／ｍｉｎ）を求めた。タン
タルの研磨速度に対する銅の研磨速度の比を選択比とし
た。また光学顕微鏡で研磨面を観察して研磨状態を調べ
以下のランク分けをした。 ◎：良好、○：一部にやや平滑不足があるも使用可能、
△：平滑だがスクラッチ発生、×：平滑不足 【００２８】評価結果を表１に示した。 【表１】 【００２９】 【発明の効果】本発明によれば、銅膜、タンタル膜を含
む半導体デバイスのＣＭＰ加工プロセスにおいて、銅膜
を優先的に研磨可能な研磨用組成物が得られ、半導体デ
バイスを効率的に製造することができる。
リーハードディスク用基板等の研磨に使用される研磨用
組成物に関し、特に半導体のデバイスウエハーの表面平
坦化加工に好適に用いられる研磨用組成物に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】エレクトロニクス業界の最近の著しい発
展により、トランジスター、IC、LSI超LSIと進化してき
ており、これら半導体素子に於ける回路の集積度が急激
に増大するに伴って半導体デバイスのデザインルールは
年々微細化が進み、デバイス製造プロセスでの焦点深度
は浅くなり、パターン形成面の平坦性はますます厳しく
なってきている。 【０００３】一方で配線の微細化による配線抵抗の増大
をカバーするために、配線材料としてアルミニウムやタ
ングステンからより電気抵抗の小さな銅配線が検討され
てきている。しかしながら銅を配線層や配線間の相互接
続に用いる場合には、絶縁膜上に配線溝や孔を形成した
後、スパッタリングやメッキによって銅膜を形成して不
要な部分を化学的機械的研磨法（ＣＭＰ）によって絶縁
膜上の不要な銅を取り除く必要がある。 【０００４】かかるプロセスでは銅が絶縁膜中に拡散し
てデバイス特性を低下させるので、通常は銅の拡散防止
のために絶縁膜上にバリア層としてタンタルやタンタル
ナイトライドの層を設けることが一般的になっている。 【０００５】このようにして最上層に銅膜を形成させた
デバイスの平坦化ＣＭＰプロセスにおいては、初めに不
要な部分の銅膜を絶縁層上に形成されたタンタル化合物
の表面層まで研磨し、次のステップでは絶縁膜上のタン
タル化合物の層を研磨しＳｉＯ2面が出たところで研磨
が終了していなければならない。このようなプロセスを
図１に示したが、かかるプロセスにおけるＣＭＰ研磨で
は銅、タンタル化合物、ＳｉＯ2などの異種材料に対し
て研磨レートに選択性があることが必要である。 【０００６】即ちステップ１では銅に対する研磨レート
が高く、タンタル化合物に対してはほとんど研磨能力が
ない程度の選択性が必要である。さらにステップ２では
タンタル化合物に対する研磨レートは大きいがＳｉＯ2
に対する研磨レートが小さいほどＳｉＯ2の削りすぎを
防止できるので好ましい。 【０００７】このプロセスを理想的には一つの研磨材で
研磨できることが望まれるが、異種材料に対する研磨レ
ートの選択比をプロセスの途中で変化させることはでき
ないのでプロセスを２ステップに分けて異なる選択性を
有する２つのスラリーでそれぞれのＣＭＰ工程を実施す
る。通常溝や孔の銅膜の削りすぎ（ディッシング、リセ
ス、エロージョン）を防ぐためにステップ１ではタンタ
ル化合物上の銅膜は少し残した状態で研磨を終了させ
る。ついでステップ２ではＳｉＯ2層をストッパーとし
て残ったわずかな銅とタンタル化合物を研磨除去する。 【０００８】ステップ１に用いられる研磨用組成物に対
しては、ステップ２で修正できないような表面上の欠陥
（スクラッチ）を発生させることなく銅膜に対してのみ
大きい研磨レートを有することが必要である。 【０００９】このような銅膜用の研磨用組成物として
は、特開平７−２３３４８５号公報に示されているが、
アミノ酢酸およびアミド硫酸から選ばれる少なくとも１
種類の有機酸と酸化剤と水とを含有する研磨用組成物で
ある。銅に対して比較的大きな研磨レートが得られてい
るが、これは酸化剤によってイオン化された銅が上記の
有機酸とキレートを形成して機械的に研磨されやすくな
ったためと推定できる。 【００１０】しかしながら前記研磨用組成物を用いて、
銅膜およびタンタル化合物を有する半導体デバイスを研
磨すると、銅とタンタル化合物の研磨選択比が充分でな
かったり、銅に対する選択比を高めると配線溝や孔の銅
膜が削られ過ぎたり、銅膜表面の平滑性が損なわれる等
の問題があった。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、銅膜とタン
タル化合物を有する半導体デバイスのＣＭＰ加工プロセ
スにおいて、銅の研磨レートは大きいがタンタル化合物
の研磨レートが小さいという選択性の高い研磨用組成物
を提供することにあり、更に銅膜表面の平滑性にも優れ
たＣＭＰ加工用の研磨用組成物である。 【００１２】 【課題を解決するための手段】（Ａ）研磨材、（Ｂ）１
−ヒドロキシベンゾトリアゾール、（Ｃ）酒石酸、
（Ｄ）過酸化水素、（Ｅ）ポリビニルアルコールおよび
（Ｆ）水よりなる研磨用組成物であり、研磨材が、フュ
ームドシリカ、コロイダルシリカ、フュームドアルミ
ナ、コロイダルアルミナのうちの少なくとも１種類から
なり、研磨材の一次粒子が０．０１〜０．２μｍであ
り、研磨用組成物中のそれぞれの濃度が、研磨材で５〜
３０重量％、１−ヒドロキシベンゾトリアゾールで０．
１〜５重量％、酒石酸で０．０５〜５重量％、過酸化水
素で０．０３〜３重量％、ポリビニルアルコールで０．
０５〜０．５重量％である研磨用組成物である。 【００１３】 【発明の実施の形態】本発明はかかる上記の問題点を解
決するために種々検討した結果、特定の研磨材、化合
物、酸化剤および水を含有する研磨用組成物を用いるこ
とにより、銅膜に対する研磨レートが大きく、タンタル
化合物に対する研磨レートが小さい、高い選択性を得る
ことができ銅膜表面の平滑性にも優れた結果が得られる
ことを見いだし、発明を完成するに至ったものである。 【００１４】本発明に用いられる研磨材は、フュームド
シリカ、コロイダルシリカ、フュームドアルミナおよび
コロイダルアルミナのうちから選ばれた少なくとも１種
類からなるものである。これらのものを単独或いは任意
に組み合わせて複数用いることができる。組み合わせや
比率などは特に限定されるものではない。 【００１５】また、これらの研磨材は被研磨物表面に研
磨材起因のスクラッチの発生を防止したり、保存中に沈
殿して組成変化することがないように粒子径がそろい、
径の小さなものが好ましい。研磨材の一次粒子径は走査
型電子顕微鏡によって観察することができ、粒子径とし
ては、０．０１〜０．２μｍの範囲にあることが好まし
い。０．０１μｍより小さいと研磨レートが大きくなり
にくいので好ましくなく、０．２μｍを越えると被研磨
物表面にスクラッチを発生しやすくなったり、タンタル
化合物の研磨レートを押さえることが難しくなるので好
ましくない。 【００１６】また研磨材の研磨用組成物中の濃度は５〜
３０重量％であることが望ましい。研磨材の濃度が５重
量％未満であれば機械的な研磨能力が減少し研磨レート
が低下するので好ましくなく、３０重量％を越えると機
械的研磨能力が増大してタンタル化合物の研磨レートを
おさえることができなくなり、選択性が低下するので好
ましくない。 【００１７】本発明の研磨用組成物は、１−ヒドロキシ
ベンゾトリアゾールを含有する。研磨用組成物中の濃度
は０．１〜５重量％であることが望ましい。１−ヒドロ
キシベンゾトリアゾールの量が０．１重量％未満である
と銅膜の研磨レートが小さくなるので好ましくなく、５
重量％を越えると銅膜の研磨レートが大きくなって研磨
面の制御が難しくなったり、過研磨になりやすいので好
ましくない。特に過度に用いると被研磨物表面の平滑性
が損なわれるので好ましくない。 【００１８】本発明の研磨用組成物は酒石酸を含有す
る。本発明における酒石酸は、銅とのキレートを形成
し、銅の研磨速度を制御し易くなるので好ましい。酒石
酸の添加量については、研磨組成物中、０．０５〜５重
量％の範囲で使用する。０．０５重量％未満ではキレー
ト形成効果が不十分であり、５重量％を越えると研磨速
度が制御できなくなり過研磨になるので好ましくない。 【００１９】本発明の研磨用組成物は過酸化水素を含有
する。本発明における研磨用組成物において過酸化水素
は酸化剤として作用しているものである。過酸化水素は
銅膜に対して酸化作用を発揮し、イオン化を促進するこ
とによって銅膜の研磨レートを高める働きがあるが、研
磨用組成物中の濃度は０．０３〜３重量％であることが
望ましい。この範囲の濃度から高くなっても低くなり過
ぎても銅膜の研磨レートが低下するので好ましくない。 【００２０】本発明の研磨用組成物はポリビニルアルコ
ールを含有する。本発明における研磨用組成物において
ポリビニルアルコールは研磨剤を均一に水中に分散させ
る効果があり、長期間保存しても研磨剤が沈降しにく
く、二次凝集してスクラッチを発生しやすくなるのを防
ぐことが可能となる。添加量は研磨用組成物中の濃度で
０．０５〜０．５重量％になる範囲が好ましく、０．０
５重量％未満では分散効果に乏しく、０．５重量％を超
えるとスラリーの粘度が高くなり研磨作業性が低下する
ので好ましくない。 【００２１】本発明の研磨用組成物の媒体は水であり、
イオン性不純物や金属イオンを極力減らしたものである
ことが望ましい。研磨用組成物中の水の量は、８０〜９
４重量％である。８０重量％未満であるとスラリー粘度
が高くなり作業性が低下したり、研磨時に発熱したりす
るので好ましくなく、９４重量％を超えると研磨速度が
低下したり、研磨選択性が低下するので好ましくない。 【００２２】本発明の研磨用組成物は、前述の各成分で
ある研磨材、１−ヒドロキシベンゾトリアゾール、酒石
酸、ポリビニルアルコール等を水に混合、溶解、分散さ
せて製造する。過酸化水素は研磨直前に前述の各成分を
混合した混合液に添加、混合して使用する方が好まし
い。混合方法は任意の装置で行うことができる。例え
ば、翼式回転攪拌機、超音波分散機、ビーズミル分散
機、ニーダー、ボールミルなどが適用可能である。 【００２３】また上記成分以外に種々の研磨助剤を配合
してもよい。このような研磨助剤の例としては、分散助
剤、防錆剤、消泡剤、ｐＨ調整剤、防かび剤等が挙げら
れるがこれらはスラリーの分散貯蔵安定性、研磨速度の
向上の目的で加えられる。分散助剤としてはヘキサメタ
リン酸ソーダ等が挙げられる。もちろん各種界面活性剤
などを添加して分散性を向上させることができることは
言うまでもない。ｐＨ調整剤としては酢酸、塩酸、硝酸
等が挙げられる。消泡剤としては流動パラフィン、ジメ
チルシリコーンオイル、ステアリン酸モノ、ジグリセリ
ド混合物、ソルビタンモノパルミチエート等が挙げられ
る。 【００２４】 【実施例】本発明を実施例で具体的に説明する。 ＜実施例１〜８、比較例１〜６＞研磨材としてコロイダ
ルシリカを用い、過酸化水素、１−ヒドロキシベンゾト
リアゾール（１−ＨＢＴ）、酒石酸、ポリビニルアルコ
ールを表１に示された濃度になるように０．５μｍのカ
ートリッジフィルターで濾過されたイオン交換水に混合
し、高速ホモジナイザーで攪拌して均一に分散させ、実
施例１〜８、比較例１〜６の研磨用組成物を得た。な
お、過酸化水素については研磨直前に混合して用いた。 【００２５】＜研磨性評価＞被研磨物として６インチの
シリコンウエハー上にスパッタリングで２０００Åのタ
ンタル（Ｔａ）並びに電解メッキで１００００Åの銅を
製膜したものを準備し、銅、Ｔａ面を研磨した。 【００２６】研磨は定盤径６００ｍｍの片面研磨機を用
いた。研磨機の定盤にはロデール社製（米国）のポリウ
レタン製研磨パッドＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００を
専用の両面テープで張り付け、研磨用組成物（スラリ
ー）を流しながら１分間、銅、タンタル膜を研磨した。
研磨条件としては加重を３００ｇ／ｃｍ2、定盤の回転
数を４０ｒｐｍ、ウエハー回転数４０ｒｐｍ、研磨用組
成物の流量を２００ｍｌ／ｍｉｎとした。 【００２７】ウエハーを洗浄、乾燥後減少した膜厚を求
めることにより研磨速度（Å／ｍｉｎ）を求めた。タン
タルの研磨速度に対する銅の研磨速度の比を選択比とし
た。また光学顕微鏡で研磨面を観察して研磨状態を調べ
以下のランク分けをした。 ◎：良好、○：一部にやや平滑不足があるも使用可能、
△：平滑だがスクラッチ発生、×：平滑不足 【００２８】評価結果を表１に示した。 【表１】 【００２９】 【発明の効果】本発明によれば、銅膜、タンタル膜を含
む半導体デバイスのＣＭＰ加工プロセスにおいて、銅膜
を優先的に研磨可能な研磨用組成物が得られ、半導体デ
バイスを効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】銅膜を形成させたデバイスの研磨プロセスの概
略図 【符号の説明】 １．Ｃｕ ２．Ｔａ ３．ＳｉＯ2
略図 【符号の説明】 １．Ｃｕ ２．Ｔａ ３．ＳｉＯ2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （Ａ）研磨材、（Ｂ）１−ヒドロキシベ
ンゾトリアゾール、（Ｃ）酒石酸、（Ｄ）過酸化水素、
（Ｅ）ポリビニルアルコールおよび（Ｆ）水よりなる研
磨用組成物であり、該研磨材が、フュームドシリカ、コ
ロイダルシリカ、フュームドアルミナ、コロイダルアル
ミナのうちの少なくとも１種類からなり、該研磨材の一
次粒子が０．０１〜０．２μｍであり、研磨用組成物中
のそれぞれの濃度が、該研磨材で５〜３０重量％、該１
−ヒドロキシベンゾトリアゾールで０．１〜５重量％、
該酒石酸で０．０５〜５重量％、該過酸化水素で０．０
３〜３重量％、該ポリビニルアルコールで０．０５〜
０．５重量％であることを特徴とする研磨用組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001292757A JP2003100677A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 研磨用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001292757A JP2003100677A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 研磨用組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003100677A true JP2003100677A (ja) | 2003-04-04 |
Family
ID=19114659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001292757A Pending JP2003100677A (ja) | 2001-09-26 | 2001-09-26 | 研磨用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003100677A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014112418A1 (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 日立化成株式会社 | 金属用研磨液及び研磨方法 |
-
2001
- 2001-09-26 JP JP2001292757A patent/JP2003100677A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014112418A1 (ja) * | 2013-01-16 | 2014-07-24 | 日立化成株式会社 | 金属用研磨液及び研磨方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003133266A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003218071A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003100676A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003238942A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2005082791A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003151928A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003100678A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003197572A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003336039A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2005136134A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2005136256A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2004356326A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003100677A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2004281848A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2004311484A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003321671A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003124157A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2004175904A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003082332A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003151926A (ja) | 研磨用組成物（ | |
| JP2002294219A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003086546A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2002294224A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2003327954A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2004356327A (ja) | 研磨用組成物 |