JP2003193039A - 研磨粒子および研磨スラリー - Google Patents
研磨粒子および研磨スラリーInfo
- Publication number
- JP2003193039A JP2003193039A JP2001400074A JP2001400074A JP2003193039A JP 2003193039 A JP2003193039 A JP 2003193039A JP 2001400074 A JP2001400074 A JP 2001400074A JP 2001400074 A JP2001400074 A JP 2001400074A JP 2003193039 A JP2003193039 A JP 2003193039A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polishing
- particles
- slurry
- alumina
- titania
- 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
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 分散安定性と研磨性能に優れた研磨粒子およ
び研磨スラリーを提供する。 【解決手段】 アルミナ、チタニア、ジルコニア、セ
リアからなる群より選ばれた１種または２種以上の金属
酸化物結晶相とシリカ相とが共存する複合酸化物粒子か
らなることを特徴とし、好ましくは、金属酸化物の含有
量が５〜８０重量％である研磨粒子とそのスラリーであ
り、酸性域においてスラリーの分散安定性に優れ、さら
にアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの一種また
は二種以上の結晶相を有することによって優れた研磨性
能を有する。
び研磨スラリーを提供する。 【解決手段】 アルミナ、チタニア、ジルコニア、セ
リアからなる群より選ばれた１種または２種以上の金属
酸化物結晶相とシリカ相とが共存する複合酸化物粒子か
らなることを特徴とし、好ましくは、金属酸化物の含有
量が５〜８０重量％である研磨粒子とそのスラリーであ
り、酸性域においてスラリーの分散安定性に優れ、さら
にアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの一種また
は二種以上の結晶相を有することによって優れた研磨性
能を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板の酸
化膜やタングステン、銅、アルミニウム等の金属の研磨
に有効な研磨粒子と、この研磨粒子を含む研磨スラリー
に関する。
化膜やタングステン、銅、アルミニウム等の金属の研磨
に有効な研磨粒子と、この研磨粒子を含む研磨スラリー
に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラリーの安定性や研磨効率の向上を図
るために、研磨粒子として、シリカとアルミナが均一に
固溶した混晶粒子や、アルミナ、チタニア、ジルコニ
ア、ゲルマニア、シリカ、セリアが物理的に混合した粒
子、あるいはこれらが原子的に交じり合った混晶粒子、
またはこれらの被覆粒子が用いられている。
るために、研磨粒子として、シリカとアルミナが均一に
固溶した混晶粒子や、アルミナ、チタニア、ジルコニ
ア、ゲルマニア、シリカ、セリアが物理的に混合した粒
子、あるいはこれらが原子的に交じり合った混晶粒子、
またはこれらの被覆粒子が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、シリカとアル
ミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリアの混
晶粒子（原子的に交じり合った粒子）は等電点がｐＨ２
付近であるために酸性領域においてスラリーの分散安定
性が悪いという問題がある。一方、シリカ、アルミナ、
チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリア粒子を物理
的に混合したものは互いの等電点が異なるためにスラリ
ーの分散安定性が悪いという点で不都合である。また、
シリカ母材にアルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマ
ニア、セリアを湿式および乾式で被覆した被覆粒子は酸
性領域で安定なスラリーを得ることができるものの表面
処理工程が必要となるためコスト高である。
ミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリアの混
晶粒子（原子的に交じり合った粒子）は等電点がｐＨ２
付近であるために酸性領域においてスラリーの分散安定
性が悪いという問題がある。一方、シリカ、アルミナ、
チタニア、ジルコニア、ゲルマニア、セリア粒子を物理
的に混合したものは互いの等電点が異なるためにスラリ
ーの分散安定性が悪いという点で不都合である。また、
シリカ母材にアルミナ、チタニア、ジルコニア、ゲルマ
ニア、セリアを湿式および乾式で被覆した被覆粒子は酸
性領域で安定なスラリーを得ることができるものの表面
処理工程が必要となるためコスト高である。
【０００４】本発明は従来の研磨粒子ないし研磨スラリ
ーにおける上記問題を解決したものであり、シリカ相と
アルミナやチタニアなどの金属酸化物相が共存する複合
粒子は等電点が中性側にあるので酸性領域において良好
な安定性を有することを見出し、スラリーの分散安定性
および研磨性能に優れた研磨粒子とその研磨スラリーを
達成したものである。
ーにおける上記問題を解決したものであり、シリカ相と
アルミナやチタニアなどの金属酸化物相が共存する複合
粒子は等電点が中性側にあるので酸性領域において良好
な安定性を有することを見出し、スラリーの分散安定性
および研磨性能に優れた研磨粒子とその研磨スラリーを
達成したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ア
ルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアからなる群より
選ばれた１種または２種以上の金属酸化物結晶相とシリ
カ相とが共存する複合酸化物粒子からなることを特徴と
する研磨粒子およびこの研磨粒子を含む研磨スラリーに
関する。
ルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアからなる群より
選ばれた１種または２種以上の金属酸化物結晶相とシリ
カ相とが共存する複合酸化物粒子からなることを特徴と
する研磨粒子およびこの研磨粒子を含む研磨スラリーに
関する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例と共に詳細
に説明する。本発明の研磨粒子は、アルミナ、チタニ
ア、ジルコニア、セリアからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上の金属酸化物結晶相とシリカ相とが共存す
る複合酸化物粒子からなることを特徴とする。シリカ相
とアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアなどの金属
酸化物相が均一に固溶したいわゆる混晶状態の粒子は、
先に述べたように、等電点が強酸性（ｐＨ２付近）にあ
るので酸性域でのスラリーの分散安定性が低い。また、
シリカを含まないアルミナ、チタニア、ジルコニアなど
のスラリーも分散安定性が低い。
に説明する。本発明の研磨粒子は、アルミナ、チタニ
ア、ジルコニア、セリアからなる群より選ばれた１種ま
たは２種以上の金属酸化物結晶相とシリカ相とが共存す
る複合酸化物粒子からなることを特徴とする。シリカ相
とアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアなどの金属
酸化物相が均一に固溶したいわゆる混晶状態の粒子は、
先に述べたように、等電点が強酸性（ｐＨ２付近）にあ
るので酸性域でのスラリーの分散安定性が低い。また、
シリカを含まないアルミナ、チタニア、ジルコニアなど
のスラリーも分散安定性が低い。
【０００７】スラリーがシリカを含むことによって、そ
の分散性および分散安定性が向上する。また、シリカ相
と共にアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの一種
または二種以上の金属酸化物相が共存する共融混合物の
複合粒子はその等電点が中性側にシフトするので、酸性
域においてスラリーの分散安定性が向上する。さらにア
ルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの一種または二
種以上の結晶相を有することによって研磨性能が向上す
る。なお、上記以外の無機酸化物でも研磨性能の高いも
のであればよいが、現実に実用できるものは主にアルミ
ナ、チタニア、ジルコニア、セリアである。
の分散性および分散安定性が向上する。また、シリカ相
と共にアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの一種
または二種以上の金属酸化物相が共存する共融混合物の
複合粒子はその等電点が中性側にシフトするので、酸性
域においてスラリーの分散安定性が向上する。さらにア
ルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの一種または二
種以上の結晶相を有することによって研磨性能が向上す
る。なお、上記以外の無機酸化物でも研磨性能の高いも
のであればよいが、現実に実用できるものは主にアルミ
ナ、チタニア、ジルコニア、セリアである。
【０００８】アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア
からなる群より選ばれた１種または２種以上の金属酸化
物の含有量は５〜８０重量％が適当である。この含有量
が５重量％未満ではシリカの影響が大きく研磨性能があ
まり向上しない。また、この含有量が８０重量％を上回
るとアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの影響が
大きくなり、スラリーの分散性、分散安定性が十分に向
上しない。
からなる群より選ばれた１種または２種以上の金属酸化
物の含有量は５〜８０重量％が適当である。この含有量
が５重量％未満ではシリカの影響が大きく研磨性能があ
まり向上しない。また、この含有量が８０重量％を上回
るとアルミナ、チタニア、ジルコニア、セリアの影響が
大きくなり、スラリーの分散性、分散安定性が十分に向
上しない。
【０００９】
【発明の効果】発明の研磨粒子を含むスラリーは、ｐＨ
２〜５の領域で高い分散性と分散安定性を有し、化学研
磨等において優れた研磨性能を発揮する。
２〜５の領域で高い分散性と分散安定性を有し、化学研
磨等において優れた研磨性能を発揮する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
具体的に示す。粒子の成分、結晶形態、粒子を分散した
スラリーの分散性、研磨性能などの測定は以下に示す方
法に従って測定した。 〔粒子成分〕：アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリ
アの含有量は走査型電子顕微鏡（SEM:JSM-5300LV、EDX）
エネルギ分散型蛍光X線分析装置（JED-2001、日本電子テ゛
ータム社製品）を用いて元素分析し、検出した元素を全て
酸化物に換算して求めた。 〔結晶性〕：Ｘ線回折装置（島津社製品:XRD-6100）を
用いて測定し、得られたピークの解析から結晶化度を求
めた。 〔等電点〕：ゼータ電位計（MATEC APPLIED SCIENCES
製：ESA9800）を用いて測定し、ゼータ電位が０ｍVとな
ったｐＨを等電点とした。 〔分散安定性〕：研磨粒子５重量％を水に分散させたス
ラリーについて、スラリー調製後１週間経過してゲル状
になったものを安定性に欠けるとした。 〔研磨性能〕：研磨粒子５重量％を水に分散させ、この
水分散液に酸化剤を加えて化学的・機械的研磨用スラリ
ーを調製した。次にこのスラリーを研磨機（Rodel社製
品:SUBA500/SUBA IV pad stack）に供給してタングステ
ンウェーハを化学的に機械研磨した。このとき工具（IS
PEC/WESTECH472CMP）を用い、スラリー流速を１５０cc/
分、テーブル速度を６０rpm、スピンドル速度を６０rpm
とした。上記研磨を１０分間連続して行い、研磨後のウ
ェーハの厚さ減少量から研磨速度を算出した。更に、被
研磨材料の表面状態の判断は目視により行い、鏡面状の
ものを良とし、一部に曇りがあるものを不良とした。
具体的に示す。粒子の成分、結晶形態、粒子を分散した
スラリーの分散性、研磨性能などの測定は以下に示す方
法に従って測定した。 〔粒子成分〕：アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリ
アの含有量は走査型電子顕微鏡（SEM:JSM-5300LV、EDX）
エネルギ分散型蛍光X線分析装置（JED-2001、日本電子テ゛
ータム社製品）を用いて元素分析し、検出した元素を全て
酸化物に換算して求めた。 〔結晶性〕：Ｘ線回折装置（島津社製品:XRD-6100）を
用いて測定し、得られたピークの解析から結晶化度を求
めた。 〔等電点〕：ゼータ電位計（MATEC APPLIED SCIENCES
製：ESA9800）を用いて測定し、ゼータ電位が０ｍVとな
ったｐＨを等電点とした。 〔分散安定性〕：研磨粒子５重量％を水に分散させたス
ラリーについて、スラリー調製後１週間経過してゲル状
になったものを安定性に欠けるとした。 〔研磨性能〕：研磨粒子５重量％を水に分散させ、この
水分散液に酸化剤を加えて化学的・機械的研磨用スラリ
ーを調製した。次にこのスラリーを研磨機（Rodel社製
品:SUBA500/SUBA IV pad stack）に供給してタングステ
ンウェーハを化学的に機械研磨した。このとき工具（IS
PEC/WESTECH472CMP）を用い、スラリー流速を１５０cc/
分、テーブル速度を６０rpm、スピンドル速度を６０rpm
とした。上記研磨を１０分間連続して行い、研磨後のウ
ェーハの厚さ減少量から研磨速度を算出した。更に、被
研磨材料の表面状態の判断は目視により行い、鏡面状の
ものを良とし、一部に曇りがあるものを不良とした。
【００１１】〔実施例１〜６、比較例１〜５〕シリカと
金属酸化物との共晶粒子（実施例１〜６）、非晶質シリ
カ単独の粒子（比較例１）、アルミナ単独の粒子（比較
例２）、シリカ粒子とアルミナ粒子を機械的に混合した
粒子（比較例３）、シリカ−アルミナ混晶粒子（比較例
４）、非晶質シリカ−アルミナ被覆粒子（比較例５）に
ついてスラリーを調製し、その分散安定性、研磨速度、
研磨状態を調べた。この結果を表１に示した。
金属酸化物との共晶粒子（実施例１〜６）、非晶質シリ
カ単独の粒子（比較例１）、アルミナ単独の粒子（比較
例２）、シリカ粒子とアルミナ粒子を機械的に混合した
粒子（比較例３）、シリカ−アルミナ混晶粒子（比較例
４）、非晶質シリカ−アルミナ被覆粒子（比較例５）に
ついてスラリーを調製し、その分散安定性、研磨速度、
研磨状態を調べた。この結果を表１に示した。
【００１２】本発明に係る実施例１〜６のスラリーは何
れも分散安定性が良く、研磨速度が３０００以上であ
る。また、研磨面は何れも鏡面状であった。一方、非晶
質シリカ単独の粒子（比較例１）およびシリカ−アルミ
ナ混晶粒子（比較例４）のスラリーは何れも等電点が低
く、スラリーの分散安定性が悪いため研磨速度も低い。
また、シリカ粒子とアルミナ粒子の混合粒子（比較例
３）を用いたスラリーは等電点が中性付近であるが分散
安定性が悪い。アルミナ単独の粒子（比較例２）を用い
たスラリーは分散安定性は良いが研磨面が不良である。
れも分散安定性が良く、研磨速度が３０００以上であ
る。また、研磨面は何れも鏡面状であった。一方、非晶
質シリカ単独の粒子（比較例１）およびシリカ−アルミ
ナ混晶粒子（比較例４）のスラリーは何れも等電点が低
く、スラリーの分散安定性が悪いため研磨速度も低い。
また、シリカ粒子とアルミナ粒子の混合粒子（比較例
３）を用いたスラリーは等電点が中性付近であるが分散
安定性が悪い。アルミナ単独の粒子（比較例２）を用い
たスラリーは分散安定性は良いが研磨面が不良である。
【００１３】
【表１】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 城野 博州
三重県四日市市三田町３番地 日本アエロ
ジル株式会社四日市工場内
Ｆターム(参考） 3C058 AA07 CB01 DA02
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリ
アからなる群より選ばれた１種または２種以上の金属酸
化物結晶相とシリカ相とが共存する複合酸化物粒子から
なることを特徴とする研磨粒子。 - 【請求項２】 上記金属酸化物の含有量が５〜８０重量
％である請求項１に記載する研磨粒子。 - 【請求項３】 請求項１または２のいずれかに記載する
研磨粒子を含む研磨スラリー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001400074A JP2003193039A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 研磨粒子および研磨スラリー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001400074A JP2003193039A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 研磨粒子および研磨スラリー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003193039A true JP2003193039A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27604832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001400074A Pending JP2003193039A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 研磨粒子および研磨スラリー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003193039A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022621A1 (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-10 | Fujimi Incorporated | 研磨用組成物及びそれを用いる研磨方法 |
| JP2013119131A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | シリカ系複合粒子およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-12-28 JP JP2001400074A patent/JP2003193039A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022621A1 (ja) * | 2003-08-27 | 2005-03-10 | Fujimi Incorporated | 研磨用組成物及びそれを用いる研磨方法 |
| JP2013119131A (ja) * | 2011-12-06 | 2013-06-17 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | シリカ系複合粒子およびその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1174063C (zh) | 用于铜/钽基材的化学机械抛光浆料 | |
| CN1157450C (zh) | 用于铜基材的化学机械抛光浆料 | |
| JP3457144B2 (ja) | 研磨用組成物 | |
| TWI283008B (en) | Slurry for CMP and method of producing the same | |
| TWI437085B (zh) | Abrasive composition | |
| JP2000160141A (ja) | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 | |
| CN1312845A (zh) | 用于铜/钽基材的化学机械抛光浆料 | |
| TW200415259A (en) | Improved polishing formulations for SiO2-based substrates | |
| JP2003517194A (ja) | 半導体基盤用研磨組成物 | |
| JPWO2005110679A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| JPH11315273A (ja) | 研磨組成物及びそれを用いたエッジポリッシング方法 | |
| JP2007266500A (ja) | タッチアップｃｍｐ用スラリーおよび半導体装置の製造方法 | |
| Jindal et al. | Chemical mechanical polishing of dielectric films using mixed abrasive slurries | |
| JP2008186898A (ja) | 研磨用組成物 | |
| WO2017170062A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| TW419737B (en) | Abrasive composition for polishing LSI device and polishing method | |
| JP2003031529A (ja) | Ｃｍｐ用スラリー、およびこれを用いた半導体装置の製造方法 | |
| JP2000160138A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2008182179A (ja) | 研磨剤用添加剤、研磨剤、基板の研磨方法及び電子部品 | |
| TW200424296A (en) | Process and slurry for chemical mechanical polishing | |
| JP2003193039A (ja) | 研磨粒子および研磨スラリー | |
| JP6601209B2 (ja) | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 | |
| JP4955253B2 (ja) | デバイスウエハエッジ研磨用研磨組成物、その製造方法、及び研磨加工方法 | |
| KR20220060342A (ko) | 코어가 산화세륨 입자로 코팅된 복합 입자의 제조방법 및 이의 의해 제조된 복합입자 | |
| KR20100080074A (ko) | 금속 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법 |