JP2006128552A - Polishing liquid for cmp and polishing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスの配線形成工程等における研磨に使用されるＣＭＰ用研磨液及び研磨方法に関する。 The present invention relates to a polishing liquid for CMP and a polishing method used for polishing in a wiring formation process of a semiconductor device.
近年、半導体集積回路（以下、ＬＳＩと記す。）の高集積化、高性能化に伴って新たな微細加工技術が開発されている。化学機械研磨（以下、ＣＭＰと記す。）法もその一つであり、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜の平坦化、金属プラグ形成、埋め込み配線形成において頻繁に利用される技術である。この技術は、例えば特許文献１に開示されている。 In recent years, new microfabrication techniques have been developed along with higher integration and higher performance of semiconductor integrated circuits (hereinafter referred to as LSIs). A chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) method is one of them, and a technique frequently used in the planarization of an interlayer insulating film, the formation of a metal plug, and the formation of a buried wiring in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process. It is. This technique is disclosed in Patent Document 1, for example.
また、最近はＬＳＩを高性能化するために、配線材料となる導電性物質として銅および銅合金の利用が試みられている。しかし、銅または銅合金は従来のアルミニウム合金配線の形成で頻繁に用いられたドライエッチング法による微細加工が困難である。そこで、あらかじめ溝を形成してある絶縁膜上に銅または銅合金の薄膜を堆積して埋め込み、溝部以外の前記薄膜をＣＭＰにより除去して埋め込み配線を形成する、いわゆるダマシン法が主に採用されている。この技術は、例えば特許文献２に開示されている。 Recently, in order to improve the performance of LSIs, attempts have been made to use copper and copper alloys as conductive materials serving as wiring materials. However, it is difficult to finely process copper or a copper alloy by a dry etching method frequently used in the formation of a conventional aluminum alloy wiring. Therefore, a so-called damascene method is mainly employed, in which a thin film of copper or a copper alloy is deposited and embedded on an insulating film in which a groove is formed in advance, and the thin film other than the groove is removed by CMP to form a buried wiring. ing. This technique is disclosed in Patent Document 2, for example.
銅または銅合金等の配線部用金属を研磨する金属ＣＭＰの一般的な方法は、円形の研磨定盤（プラテン）上に研磨布（パッド）を貼り付け、研磨布表面を金属用研磨液で浸しながら、基板の金属膜を形成した面を研磨布表面に押し付けて、研磨布の裏面から所定の圧力（以下、研磨圧力と記す。）を金属膜に加えた状態で研磨定盤を回し、研磨液と金属膜の凸部との相対的機械的摩擦によって凸部の金属膜を除去するものである。
ＣＭＰに用いられる金属用研磨液は、一般には酸化剤及び砥粒からなっており、必要に応じてさらに酸化金属溶解剤、保護膜形成剤が添加される。まず酸化剤によって金属膜表面を酸化し、その酸化層を砥粒によって削り取るのが基本的なメカニズムと考えられている。凹部の金属表面の酸化層は研磨パッドにあまり触れず、砥粒による削り取りの効果が及ばないので、ＣＭＰの進行とともに凸部の金属層が除去されて基板表面は平坦化される。この詳細については非特許文献１に開示されている。
A general method of metal CMP for polishing a metal for a wiring part such as copper or a copper alloy is to apply a polishing cloth (pad) on a circular polishing surface plate (platen), and to polish the surface of the polishing cloth with a metal polishing liquid. While dipping, the surface of the substrate on which the metal film is formed is pressed against the surface of the polishing cloth, and a predetermined pressure (hereinafter referred to as polishing pressure) is applied to the metal film from the back surface of the polishing cloth, and the polishing platen is turned. The metal film on the convex portion is removed by relative mechanical friction between the polishing liquid and the convex portion of the metal film.
The metal polishing liquid used for CMP is generally composed of an oxidizer and abrasive grains, and a metal oxide solubilizer and a protective film forming agent are further added as necessary. First, it is considered that the basic mechanism is to oxidize the surface of a metal film with an oxidizing agent and scrape the oxidized layer with abrasive grains. Since the oxide layer on the metal surface of the recess does not touch the polishing pad so much and the effect of scraping off by the abrasive grains does not reach, the metal layer of the projection is removed and the substrate surface is flattened with the progress of CMP. This detail is disclosed in Non-Patent Document 1.
ＣＭＰによる研磨速度を高める方法として酸化金属溶解剤を添加することが有効とされている。砥粒によって削り取られた金属酸化物の粒を研磨液に溶解（以下、エッチングと記す。）させてしまうと砥粒による削り取りの効果が増すためであると解釈される。酸化金属溶解剤の添加によりＣＭＰによる研磨速度は向上するが、一方、凹部の金属膜表面の酸化層もエッチングされて金属膜表面が露出すると、酸化剤によって金属膜表面がさらに酸化され、これが繰り返されると凹部の金属膜のエッチングが進行してしまう。このため研磨後に埋め込まれた金属配線の表面中央部分が皿のように窪む現象（以下、ディッシングと記す。）が発生し、平坦化効果が損なわれる。 As a method for increasing the polishing rate by CMP, it is effective to add a metal oxide dissolving agent. It is interpreted that if the metal oxide particles scraped off by the abrasive grains are dissolved in the polishing liquid (hereinafter referred to as etching), the effect of scraping off by the abrasive grains is increased. Although the polishing rate by CMP is improved by adding a metal oxide solubilizer, on the other hand, when the oxide layer on the metal film surface in the recess is also etched to expose the metal film surface, the metal film surface is further oxidized by the oxidant, and this is repeated. As a result, the etching of the metal film in the recesses proceeds. For this reason, a phenomenon occurs in which the central portion of the surface of the metal wiring embedded after polishing is depressed like a dish (hereinafter referred to as dishing), and the planarization effect is impaired.
これを防ぐために、さらに保護膜形成剤が添加される。保護膜形成剤は金属膜表面の酸化層上に保護膜を形成し、酸化層の研磨液中への溶解を防止するものである。この保護膜は砥粒により容易に削り取ることが可能で、ＣＭＰによる研磨速度を低下させないことが望まれる。
銅または銅合金のディッシングや研磨中の腐食を抑制し、信頼性の高いＬＳＩ配線を形成するために、グリシン等のアミノ酢酸又はアミド硫酸からなる酸化金属溶解剤及び保護膜形成剤としてＢＴＡを含有するＣＭＰ用研磨液を用いる方法が提唱されている。この技術は、例えば特許文献３に記載されている。
In order to prevent this, a protective film forming agent is further added. The protective film forming agent forms a protective film on the oxide layer on the surface of the metal film and prevents dissolution of the oxide layer in the polishing liquid. This protective film can be easily scraped off by abrasive grains, and it is desirable not to reduce the polishing rate by CMP.
In order to suppress corrosion during dishing or polishing of copper or copper alloy, and to form a highly reliable LSI wiring, it contains BTA as a protective film forming agent and a metal oxide solubilizer composed of aminoacetic acid or amide sulfuric acid such as glycine A method using a polishing slurry for CMP is proposed. This technique is described in Patent Document 3, for example.
銅または銅合金等のダマシン配線形成やタングステン等のプラグ配線形成等の金属埋め込み形成においては、埋め込み部分以外に形成される層間絶縁膜である二酸化ケイ素膜の研磨速度も大きい場合には、層間絶縁膜ごと配線の厚みが薄くなるシニングが発生する。その結果、配線抵抗の増加が生じるために、研磨される金属膜に対して二酸化ケイ素膜の研磨速度が十分小さい特性が要求される。そこで、酸の解離により生ずる陰イオンにより二酸化ケイ素の研磨速度を抑制するために、研磨液のｐＨをｐＫａ−０．５よりも大きくする方法が提唱されている。この技術は、例えば特許文献４に記載されている。 In metal embedding formation such as damascene wiring formation such as copper or copper alloy and plug wiring formation such as tungsten, interlayer insulation is used when the polishing rate of the silicon dioxide film which is an interlayer insulating film formed other than the embedded portion is high. Thinning occurs where the thickness of the wiring is reduced with each film. As a result, since the wiring resistance increases, the silicon dioxide film must have a sufficiently low polishing rate with respect to the metal film to be polished. Therefore, in order to suppress the polishing rate of silicon dioxide by anions generated by acid dissociation, a method of making the polishing solution pH higher than pKa-0.5 has been proposed. This technique is described in Patent Document 4, for example.
一方、銅或いは銅合金等の配線部用金属の下層には、層間絶縁膜中への銅拡散防止や密着性向上のためのバリア導体層（以下、バリア層という。）として、例えばタンタル、タンタル合金、窒化タンタル等のタンタル化合物等の層が形成される。したがって、銅或いは銅合金を埋め込む配線部以外では、露出したバリア層をＣＭＰにより取り除く必要がある。しかし、これらのバリア層の導体は、銅或いは銅合金に比べ硬度が高いために、銅或いは銅合金用の研磨材料を組み合わせても十分な研磨速度が得られず、かつ平坦性が悪くなる場合が多い。そこで、配線部用金属を研磨する第１工程と、バリア層を研磨する第２工程からなる２段研磨方法が検討されている。 On the other hand, as a barrier conductor layer (hereinafter referred to as a barrier layer) for preventing copper diffusion into the interlayer insulating film and improving adhesion, for example, tantalum or tantalum is provided below the metal for wiring part such as copper or copper alloy. A layer of an alloy, a tantalum compound such as tantalum nitride, or the like is formed. Therefore, it is necessary to remove the exposed barrier layer by CMP except for the wiring portion in which copper or a copper alloy is embedded. However, the conductors of these barrier layers are harder than copper or copper alloy, so even if a polishing material for copper or copper alloy is combined, a sufficient polishing rate cannot be obtained, and the flatness deteriorates. There are many. In view of this, a two-step polishing method comprising a first step of polishing the wiring portion metal and a second step of polishing the barrier layer has been studied.
上記２段研磨方法のうち、バリア層を研磨する第２工程において、平坦化のため、層間絶縁膜、例えば二酸化ケイ素、またLow-ｋ（低誘電率）膜であるトリメチルシランを出発原料とするオルガノシリケートグラスや全芳香環系Low-ｋ膜の研磨を要求される場合がある。その場合、層間絶縁膜が全て露出した際に被研磨面が平坦であるように、バリア層や配線部用金属の研磨速度と層間絶縁膜の研磨速度とをほぼ等しくすることにより、バリア層、配線部用金属及び層間絶縁膜の表面の平坦性を保ったまま研磨する手法が挙げられる。
層間絶縁膜の研磨速度をバリア層や配線部用金属と同等に向上させるために、例えば、バリア層の導体用研磨液中の砥粒の粒径を大きくすることが考えられるが、銅或いは銅合金や酸化膜に研磨キズが発生して電気特性不良の原因になるという問題がある。
また、このような電気特性不良は、ＣＭＰによる研磨後の洗浄不足により発生することもある。一方、ＣＭＰ工程において、高密度配線部上の銅残渣が取りきれずショート不良を起こすといった問題があった。
Of the above two-stage polishing methods, in the second step of polishing the barrier layer, an interlayer insulating film such as silicon dioxide or trimethylsilane which is a low-k (low dielectric constant) film is used as a starting material for planarization. Polishing of organosilicate glass or wholly aromatic low-k film may be required. In that case, by making the polishing rate of the barrier layer and the metal for the wiring portion and the polishing rate of the interlayer insulating film substantially equal so that the polished surface is flat when all of the interlayer insulating film is exposed, the barrier layer, A method of polishing while maintaining the flatness of the surfaces of the metal for the wiring portion and the interlayer insulating film is mentioned.
In order to improve the polishing rate of the interlayer insulating film to the same level as that of the barrier layer and the wiring portion metal, for example, it is conceivable to increase the grain size of the abrasive grains in the conductor polishing liquid of the barrier layer. There is a problem in that polishing flaws occur in the alloy or oxide film and cause electrical characteristics defects.
Moreover, such an electrical characteristic defect may occur due to insufficient cleaning after polishing by CMP. On the other hand, in the CMP process, there is a problem that the copper residue on the high-density wiring part cannot be completely removed and a short circuit defect occurs.
また、傷の発生を抑える為に砥粒の一次平均粒子径が100nm以下のコロイダルシリカなどの小粒径コロイド状砥粒を使う場合があるが非選択バリアメタル用CPM材料に置いて層間絶縁膜である例えば二酸化ケイ素、またLow-ｋ（低誘電率）膜であるトリメチルシランを出発原料とするオルガノシリケートグラスや全芳香環系Low-ｋ膜の研磨速度が遅くなるという問題があった。
また、配線が微細になるに従い低誘電膜であるトリメチルシランを出発原料とするオルガノシリケートグラスや全芳香環系Low-ｋ膜が用いられるようになると、さらに低誘電にすべくLow-k膜内に空孔を設ける場合があるがこれら膜の研磨においてこれまでの研磨圧ではLow-k膜の剥離が起こる。これに対応する為、研磨圧力を下げるという手法が検討されてきているが研磨圧力が下がるに従い層間絶縁膜などの研磨速度が遅くなるという問題があった。
In addition, in order to suppress the occurrence of scratches, a small particle size colloidal abrasive such as colloidal silica with an average primary particle size of 100 nm or less may be used. For example, there is a problem that the polishing rate of organosilicate glass or wholly aromatic ring-based low-k film using, for example, silicon dioxide or trimethylsilane as a low-k (low dielectric constant) film is slow.
In addition, as wiring becomes finer, organosilicate glass starting from trimethylsilane, which is a low dielectric film, and wholly aromatic ring-based low-k films are used. However, in the polishing of these films, the low-k film is peeled off by the conventional polishing pressure. In order to cope with this, a method of lowering the polishing pressure has been studied, but there has been a problem that the polishing rate of the interlayer insulating film and the like becomes slower as the polishing pressure is lowered.
本発明は、上記問題点に鑑み、被研磨面の平坦性が高いＣＭＰ用研磨液を提供するものである。また、層間絶縁膜の研磨速度がバリア層や配線部用金属と同程度に速いＣＭＰ用研磨液を提供するものである。そして、この研磨液によれば、層間絶縁膜の研磨速度が大きく、バリア層の研磨速度を低下させず、さらに配線部の研磨速度を調整でき、研磨後の金属残渣や研磨キズを抑制できる。さらには研磨圧力を下げた場合でも速い研磨速度を保持することができる。
そして、微細化、薄膜化、寸法精度、電気特性に優れ、信頼性が高く、低コストの半導体デバイス等の製造における研磨方法を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a polishing slurry for CMP having a highly polished surface. Further, the present invention provides a polishing slurry for CMP in which the polishing rate of the interlayer insulating film is as high as that of the barrier layer and the wiring portion metal. According to this polishing liquid, the polishing rate of the interlayer insulating film is high, the polishing rate of the barrier layer is not lowered, the polishing rate of the wiring part can be adjusted, and metal residues and polishing scratches after polishing can be suppressed. Furthermore, a high polishing rate can be maintained even when the polishing pressure is lowered.
It is another object of the present invention to provide a polishing method in manufacturing a semiconductor device or the like that is excellent in miniaturization, thinning, dimensional accuracy, and electrical characteristics, has high reliability, and low cost.
本発明は以下の発明に関する。
<１> 酸化金属溶解剤、砥粒及び水を含有することを特徴とするＣＭＰ用研磨液。
<２> 下記一般式（I）または一般式（II）に示す材料を含むことを特徴とする<１>記載のＣＭＰ用研磨液。
<４> 砥粒が、シリカ、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、ゲルマニアから選ばれる少なくとも１種である<１>〜<３>記載のＣＭＰ用研磨液。
<５> 砥粒の平均粒径が２００ナノメートル以下である<１>〜<４>に記載のＣＭＰ用研磨液。
<６> 表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を表面に沿って被覆するバリア導体層と、前記凹部を充填してバリア導体層を被覆する導電性物質層とを有する基板の、導電性物質層を研磨して前記凸部のバリア導体層を露出させる第１の研磨工程と、少なくともバリア導体層および凹部の導電性物質層を<１>〜<５>のいずれか記載のＣＭＰ用研磨液を供給しながら化学機械研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第２の研磨工程とを含むことを特徴とする研磨方法。
<７> バリア導体層が前記層間絶縁膜へ前記導電性物質が拡散するのを防ぐバリア層であって、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金、その他のタンタル化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金、その他のチタン化合物、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金、その他のタングステン化合物から選ばれる少なくとも１種を含む<１>〜<５>のいずれか記載のＣＭＰ用研磨液を使用することを特徴とする研磨方法。
The present invention relates to the following inventions.
<1> A polishing slurry for CMP, comprising a metal oxide solubilizer, abrasive grains, and water.
<2> The CMP polishing liquid according to <1>, comprising a material represented by the following general formula (I) or general formula (II).
<4> The polishing slurry for CMP according to <1> to <3>, wherein the abrasive is at least one selected from silica, alumina, ceria, titania, zirconia, and germania.
<5> The polishing slurry for CMP according to <1> to <4>, wherein the average particle size of the abrasive grains is 200 nanometers or less.
<6> An interlayer insulating film having a concave portion and a convex surface, a barrier conductor layer covering the interlayer insulating film along the surface, and a conductive material layer filling the concave portion and covering the barrier conductor layer A first polishing step of polishing the conductive material layer of the substrate having the protrusion to expose the barrier conductor layer of the convex portion, and at least one of the barrier conductive layer and the concave conductive material layer of <1> to <5> And a second polishing step of exposing the convex interlayer insulating film by chemical mechanical polishing while supplying the CMP polishing liquid.
<7> The barrier conductor layer is a barrier layer that prevents the conductive material from diffusing into the interlayer insulating film, and includes tantalum, tantalum nitride, tantalum alloy, other tantalum compounds, titanium, titanium nitride, titanium alloy, and others. A polishing method characterized by using the CMP polishing liquid according to any one of <1> to <5>, which contains at least one selected from titanium compounds, tungsten, tungsten nitride, tungsten alloys, and other tungsten compounds. .
本発明のCMP研磨液は、層間絶縁膜の研磨速度がバリア層や配線部用金属と同程度に速いＣＭＰ用研磨液を提供するものである。そして、この研磨液によれば、層間絶縁膜の研磨速度が大きく、バリア層の研磨速度を低下させず、さらに配線部の研磨速度を調整でき、研磨後の金属残渣や研磨キズを抑制できる。さらには研磨圧力を下げた場合でも速い研磨速度を保持することができる。
そして、微細化、薄膜化、寸法精度、電気特性に優れ、信頼性が高く、低コストの半導体デバイス等の製造における研磨方法を提供するものである。
The CMP polishing liquid of the present invention provides a CMP polishing liquid in which the polishing rate of the interlayer insulating film is as high as that of the barrier layer and the wiring portion metal. According to this polishing liquid, the polishing rate of the interlayer insulating film is high, the polishing rate of the barrier layer is not lowered, the polishing rate of the wiring part can be adjusted, and metal residues and polishing scratches after polishing can be suppressed. Furthermore, a high polishing rate can be maintained even when the polishing pressure is lowered.
It is another object of the present invention to provide a polishing method in manufacturing a semiconductor device or the like that is excellent in miniaturization, thinning, dimensional accuracy, and electrical characteristics, has high reliability, and low cost.
本発明のＣＭＰ用研磨液は、前記一般式（I）または一般式（II）に示すに示す化合物、酸化金属溶解剤、砥粒、水を含有する。さらに、重量平均分子量が５００以上のポリマや金属防食剤、界面活性剤や有機溶剤等を、必要に応じて添加してもよい。 The CMP polishing liquid of the present invention contains the compound represented by the general formula (I) or the general formula (II), a metal oxide dissolving agent, abrasive grains, and water. Furthermore, a polymer having a weight average molecular weight of 500 or more, a metal anticorrosive, a surfactant, an organic solvent, or the like may be added as necessary.
本発明のＣＭＰ用研磨液における界面活性剤としてはハロゲン原子を含まないものが好ましい。
好ましくは、アルキルトリメチルアンモニウム型界面活性剤、アルキルジメチルベンジルアンモニウム型界面活性剤、アルキルアミドアミン型界面活性剤、アルキルアミン型界面活性剤から選ばれる少なくとも1種である。これら界面活性剤を構成する陰イオンがハロゲンである場合には、ＣＭＰ後に金属表面にハロゲンが残留し、金属の腐食を起こす可能性があるため、陰イオンがＣＯＯＨ−、ＯＨ−等のものが好ましい。
As the surfactant in the polishing slurry for CMP of the present invention, a surfactant containing no halogen atom is preferable.
Preferably, it is at least one selected from alkyltrimethylammonium type surfactants, alkyldimethylbenzylammonium type surfactants, alkylamidoamine type surfactants, and alkylamine type surfactants. When the anion constituting these surfactants is halogen, halogen may remain on the metal surface after CMP and cause corrosion of the metal. Therefore, the anion may be COOH − , OH − or the like. preferable.
本発明における酸化金属溶解剤は、特に制限はないが、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、２−メチル酪酸、ｎ−ヘキサン酸、３，３−ジメチル酪酸、２−エチル酪酸、４−メチルペンタン酸、ｎ−ヘプタン酸、２−メチルヘキサン酸、ｎ−オクタン酸、２−エチルヘキサン酸、安息香酸、p-トルエンスルホン酸、グリコ−ル酸、サリチル酸、グリセリン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、マレイン酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸等の有機酸、これらの有機酸エステル及びこれら有機酸のアンモニウム塩等が挙げられる。また塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、これら無機酸のアンモニウム塩類、例えば過硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、クロム酸等が挙げられる。これらの中では、実用的なＣＭＰ速度を維持しつつ、エッチング速度を効果的に抑制できるという点でギ酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸が、また、高ＣＭＰ速度の点で硫酸が、金属を主成分とする導電性物質に対して好適である。これらは１種類単独で、もしくは２種類以上混合して用いることができる。 The metal oxide solubilizer in the present invention is not particularly limited, but formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, 2-methylbutyric acid, n-hexanoic acid, 3,3-dimethylbutyric acid, 2-ethylbutyric acid, 4 -Methylpentanoic acid, n-heptanoic acid, 2-methylhexanoic acid, n-octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, benzoic acid, p-toluenesulfonic acid, glycolic acid, salicylic acid, glyceric acid, oxalic acid, malon Examples thereof include organic acids such as acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, maleic acid, phthalic acid, malic acid, tartaric acid and citric acid, organic acid esters thereof, and ammonium salts of these organic acids. Further, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, and ammonium salts of these inorganic acids such as ammonium persulfate, ammonium nitrate, ammonium chloride and chromic acid can be mentioned. Among these, formic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, and citric acid are effective in that the etching rate can be effectively suppressed while maintaining a practical CMP rate, and sulfuric acid is also effective in terms of a high CMP rate. It is suitable for a conductive material containing a metal as a main component. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のＣＭＰ研磨液に有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤としては特に制限はないが、水と混合できるものが好ましい。例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等の炭酸エステル類；ブチロラクトン、プロピロラクトン等のラクトン類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等のグリコール類；エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルやエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノエチルエーテルやエチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノプロピルエーテル、トリプロピレングリコールモノプロピルエーテルやエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテルやエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールジエチルエーテルやエチレングリコールジプロピルーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジプロピレングリコールジプロピルエーテル、トリエチレングリコールジプロピルエーテル、トリプロピレングリコールジプロピルエーテルやエチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールジブチルエーテル、トリプロピレングリコールジブチルエーテル等のグリコールジエーテル類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメトキシエタン、ポリエチレンオキサイド、エチレングリコールモノメチルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエーテル類；メタノール、エタノール、プロパノール、n-ブタノール、n-ペンタノール、n-ヘキサノール、イソプロパノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；その他フェノール、ジメチルホルムアミド、n-メチルピロリドン、酢酸エチル、乳酸エチル、スルホラン等が挙げられる。 好ましくは、グリコールモノエーテル類、アルコール類、炭酸エステル類から選ばれる少なくとも1種である。 An organic solvent may be added to the CMP polishing liquid of the present invention. Although there is no restriction | limiting in particular as an organic solvent, The thing which can be mixed with water is preferable. For example, carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as butyrolactone and propyrolactone; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene Glycols such as glycol; ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, Ethylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, tripropylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, diethylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether , Triethylene glycol monopropyl ether, tripropylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monobutyl ether Glycol monoethers, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene Glycol diethyl ether, triethylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, dipropylene glycol dipropyl ether, triethyl Glycol diethers such as lenglycol dipropyl ether, tripropylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, dipropylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol dibutyl ether, tripropylene glycol dibutyl ether , Tetrahydrofuran, dioxane, dimethoxyethane, polyethylene oxide, ethylene glycol monomethyl acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc .; methanol, ethanol, propanol, n-butanol, n-pentanol, n-hexanol , Isopropanol, etc. Alcohols; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; and other phenols, dimethylformamide, n- methyl pyrrolidone, ethyl acetate, ethyl lactate, sulfolane. Preferably, it is at least one selected from glycol monoethers, alcohols, and carbonates.
本発明のＣＭＰ用研磨液に砥粒を添加しても良い。砥粒としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニア、炭化ケイ素等の無機物砥粒、ポリスチレン、ポリアクリル、ポリ塩化ビニル等の有機物砥粒のいずれでもよい。シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア、チタニア、ゲルマニアが好ましく、特に、研磨液中での分散安定性が良く、ＣＭＰにより発生する研磨傷（スクラッチ）の発生数の少ない、平均粒径が200ｎｍ以下のコロイダルシリカ、コロイダルアルミナが好ましく、平均粒径が100ｎｍ以下のコロイダルシリカ、コロイダルアルミナがより好ましい。また、一次粒子が平均２粒子未満しか凝集していない粒子が好ましく、一次粒子が平均１．２粒子未満しか凝集していない粒子がより好ましい。さらに、平均粒度分布の標準偏差が１０ｎｍ以下であることが好ましく、平均粒度分布の標準偏差が５ｎｍ以下であるのがより好ましい。これらは１種類単独で、もしくは２種類以上混合して用いることができる。 Abrasive grains may be added to the CMP polishing liquid of the present invention. The abrasive grains may be any of inorganic abrasive grains such as silica, alumina, zirconia, ceria, titania, germania and silicon carbide, and organic abrasive grains such as polystyrene, polyacryl and polyvinyl chloride. Silica, alumina, zirconia, ceria, titania, and germania are preferred. Particularly, the colloidal has good dispersion stability in the polishing liquid, has a small number of polishing scratches (scratches) generated by CMP, and has an average particle size of 200 nm or less. Silica and colloidal alumina are preferred, and colloidal silica and colloidal alumina having an average particle size of 100 nm or less are more preferred. Further, particles in which the primary particles are aggregated less than 2 particles on average are preferable, and particles in which the primary particles are aggregated less than 1.2 particles on average are more preferable. Furthermore, the standard deviation of the average particle size distribution is preferably 10 nm or less, and the standard deviation of the average particle size distribution is more preferably 5 nm or less. These may be used alone or in combination of two or more.
コロイダルシリカはシリコンアルコキシドの加水分解または珪酸ナトリウムのイオン交換による製造方法が知られており、コロイダルアルミナは硝酸アルミニウムの加水分解による製造方法が知られている。コロイダルシリカは、粒径制御性やアルカリ金属不純物の点で、シリコンアルコキシドの加水分解による製造方法によるものが最も利用される。シリコンアルコキシドとしては、TEMS（テトラメトキシシラン）又はTEOS（テトラエトキシシラン）が一般に用いられる。アルコール溶媒中で加水分解する方法において、粒径に影響するパラメータとしては、シリコンアルコキシドの濃度、触媒として用いられるアンモニア濃度とｐＨ、反応温度、アルコール溶媒の種類（分子量）及び反応時間などがある。これらのパラメータを調整することによって、所望の粒径及び凝集度のコロイダルシリカ分散液を得ることができる。 Colloidal silica is known for its production by hydrolysis of silicon alkoxide or ion exchange of sodium silicate, and colloidal alumina is known for its production by hydrolysis of aluminum nitrate. Colloidal silica is most often used in terms of particle size controllability and alkali metal impurities by a production method by hydrolysis of silicon alkoxide. As the silicon alkoxide, TEMS (tetramethoxysilane) or TEOS (tetraethoxysilane) is generally used. In the method of hydrolyzing in an alcohol solvent, parameters affecting the particle size include the concentration of silicon alkoxide, the concentration and pH of ammonia used as a catalyst, the reaction temperature, the type (molecular weight) of the alcohol solvent, and the reaction time. By adjusting these parameters, a colloidal silica dispersion having a desired particle size and agglomeration degree can be obtained.
本発明のＣＭＰ用研磨液に金属の酸化剤を添加しても良い。金属の酸化剤としては、過酸化水素、硝酸、過ヨウ素酸カリウム、次亜塩素酸、オゾン水等が挙げられ、その中でも過酸化水素が特に好ましい。これらは１種類単独で、もしくは２種類以上混合して用いることができる。基板が集積回路用素子を含むシリコン基板である場合、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物などによる汚染は望ましくないので、不揮発成分を含まない酸化剤が望ましい。但し、オゾン水は組成の時間変化が激しいので過酸化水素が最も適している。但し、適用対象の基体が半導体素子を含まないガラス基板などである場合は不揮発成分を含む酸化剤であっても差し支えない。 A metal oxidizing agent may be added to the polishing slurry for CMP of the present invention. Examples of the metal oxidizing agent include hydrogen peroxide, nitric acid, potassium periodate, hypochlorous acid, ozone water, etc. Among them, hydrogen peroxide is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. When the substrate is a silicon substrate including an integrated circuit element, contamination by alkali metal, alkaline earth metal, halide, or the like is not desirable, and thus an oxidizing agent that does not include a nonvolatile component is desirable. However, hydrogen peroxide is most suitable because ozone water has a severe compositional change over time. However, when the substrate to be applied is a glass substrate or the like that does not include a semiconductor element, an oxidizing agent that includes a nonvolatile component may be used.
本発明のＣＭＰ用研磨液に重量平均分子量が５００以上の水溶性ポリマを添加しても良い。重量平均分子量が５００以上の水溶性ポリマとしては、特に制限はなく、例えばアルギン酸、ペクチン酸、カルボキシメチルセルロ−ス、寒天、カ−ドラン及びプルラン等の多糖類；ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリシン、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸アンモニウム塩、ポリメタクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリ（ｐ−スチレンカルボン酸）、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、アミノポリアクリルアミド、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリル酸ナトリウム塩、ポリアミド酸、ポリアミド酸アンモニウム塩、ポリアミド酸ナトリウム塩及びポリグリオキシル酸等のポリカルボン酸、ポリカルボン酸エステル及びその塩；ポリビニルアルコ−ル、ポリビニルピロリドン及びポリアクロレイン等のビニル系ポリマ等；ポリエチレングリコール等が挙げられる。これらは１種類単独で、もしくは２種類以上混合して用いることができる。但し、適用する基板が半導体集積回路用シリコン基板などの場合はアルカリ金属、アルカリ土類金属、ハロゲン化物等による汚染は望ましくないため、酸もしくはそのアンモニウム塩が望ましい。基体がガラス基板等である場合はその限りではない。その中でもペクチン酸、寒天、ポリリンゴ酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸アンモニウム塩、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール及びポリビニルピロリドン、それらのエステル及びそれらのアンモニウム塩が好ましい。重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより標準ポリスチレンの検量線を用いて測定することができる。 A water-soluble polymer having a weight average molecular weight of 500 or more may be added to the polishing slurry for CMP of the present invention. The water-soluble polymer having a weight average molecular weight of 500 or more is not particularly limited. For example, polysaccharides such as alginic acid, pectic acid, carboxymethyl cellulose, agar, cardran, and pullulan; polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine , Polymalic acid, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, poly (p-styrenecarboxylic acid), polyacrylic acid, polyacrylamide, aminopoly Polycarboxylic acids such as acrylamide, polyacrylic acid ammonium salt, polyacrylic acid sodium salt, polyamic acid, polyamic acid ammonium salt, polyamic acid sodium salt and polyglyoxylic acid, polycarboxylic acid esters and salts thereof; Niruaruko - le, vinyl polymers such as polyvinyl pyrrolidone and polyacrolein; polyethylene glycol, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. However, when the substrate to be applied is a silicon substrate for a semiconductor integrated circuit or the like, contamination with an alkali metal, an alkaline earth metal, a halide, or the like is not desirable, so an acid or an ammonium salt thereof is desirable. This is not the case when the substrate is a glass substrate or the like. Among these, pectinic acid, agar, polymalic acid, polymethacrylic acid, ammonium polyacrylate, polyacrylamide, polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone, esters thereof and ammonium salts thereof are preferable. The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography using a standard polystyrene calibration curve.
また、本発明のＣＭＰ用研磨液に金属防食剤を添加しても良い。金属防食剤として、例えば、２−メルカプトベンゾチアゾ−ル、１，２，３−トリアゾ−ル、１，２，４−トリアゾ−ル、３−アミノ−１Ｈ−１，２，４−トリアゾ−ル、ベンゾトリアゾ−ル、１−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、１−ジヒドロキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、２，３−ジカルボキシプロピルベンゾトリアゾ−ル、４−ヒドロキシベンゾトリアゾ−ル、４−カルボキシル（−１Ｈ−）ベンゾトリアゾ−ル、４−カルボキシル(−１Ｈ−)ベンゾトリアゾ−ルメチルルエステル、４−カルボキシル(−１Ｈ−)ベンゾトリアゾ−ルブチルエステル、４−カルボキシル(−１Ｈ−)ベンゾトリアゾ−ルオクチルエステル、５−ヘキシルベンゾトリアゾ−ル、[１，２，３−ベンゾトリアゾリル−１−メチル][１，２，４−トリアゾリル−１−メチル][２−エチルヘキシル]アミン、トリルトリアゾ−ル、ナフトトリアゾ−ル、ビス[（１−ベンゾトリアゾリル）メチル]ホスホン酸等が挙げられる。
また、ピリミジン骨格を有するピリミジン、1,2,4-トリアゾロ[1,5-a]ピリミジン、1,3,4,6,7,8-ヘキサハイドロ-2Ｈ-ピリミド[1,2-a]ピリミジン、1,3-ジフェニル-ピリミジン-2,4,6-トリオン、1,4,5,6-テトラハイドロピリミジン、2,4,5,6-テトラアミノピリミジンサルフェイト、2,4,5-トリハイドロキシピリミジン、2,4,6-トリアミノピリミジン、2,4,6-トリクロロピリミジン、2,4,6-トリメトキシピリミジン、2,4,6-トリフェニルピリミジン、2,4-ジアミノ-6-ヒドロキシルピリミジン、2,4-ジアミノピリミジン、2-アセトアミドピリミジン、2-アミノピリミジン、2-メチル-5,7-ジフェニル-(1,2,4)トリアゾロ(1,5-a)ピリミジン、2-メチルサルファニル-5,7-ジフェニル-(1,2,4)トリアゾロ(1,5-a) ピリミジン、2-メチルサルファニル-5,7-ジフェニル-4,7-ジヒドロ-(1,2,4)トリアゾロ(1,5-A) ピリミジン、4-アミノピラゾロ[3,4,-d]ピリミジン等が挙げられる。これらは１種類単独で、もしくは２種類以上混合して用いることができる。
Further, a metal anticorrosive may be added to the CMP polishing liquid of the present invention. Examples of metal anticorrosives include 2-mercaptobenzothiazol, 1,2,3-triazole, 1,2,4-triazole, 3-amino-1H-1,2,4-triazol. Benzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1-dihydroxypropylbenzotriazole, 2,3-dicarboxypropylbenzotriazole, 4-hydroxybenzotriazole, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole methyl ester, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazole butyl ester, 4-carboxyl (-1H-) benzotriazol octyl ester , 5-hexylbenzotriazol, [1,2,3-benzotriazolyl-1-methyl] [1,2,4-triazolyl- - methyl] [2-ethylhexyl] amine, Torirutoriazo - le, Nafutotoriazo - le, bis [(1-benzotriazolyl) methyl] phosphonic acid.
In addition, pyrimidine having a pyrimidine skeleton, 1,2,4-triazolo [1,5-a] pyrimidine, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine 1,3-diphenyl-pyrimidine-2,4,6-trione, 1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 2,4,5,6-tetraaminopyrimidine sulfate, 2,4,5-trione Hydroxypyrimidine, 2,4,6-triaminopyrimidine, 2,4,6-trichloropyrimidine, 2,4,6-trimethoxypyrimidine, 2,4,6-triphenylpyrimidine, 2,4-diamino-6- Hydroxylpyrimidine, 2,4-diaminopyrimidine, 2-acetamidopyrimidine, 2-aminopyrimidine, 2-methyl-5,7-diphenyl- (1,2,4) triazolo (1,5-a) pyrimidine, 2-methyl Sulfanyl-5,7-diphenyl- (1,2,4) triazolo (1,5-a) pyrimidine, 2-methylsulfanyl-5,7-diphenyl-4,7-dihydro- (1,2,4 ) Triazolo (1,5-A) pyrimid And 4-aminopyrazolo [3,4, -d] pyrimidine. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明の研磨液における界面活性剤の配合量は、研磨液中０．０００１〜０．１重量％含有するのが好ましい。つまり、全容液量１００ｇに対して、０．０００１〜０．１ｇとすることが好ましく、０．０００５〜０．０１ｇとすることがより好ましく、０．００１〜０．００５ｇとすることが特に好ましい。配合量が０．０００１ｇ未満では、研磨液の基板に対する濡れ性が低く、０．１ｇを超えると各種膜の研磨速度が低下する傾向がある。 The compounding amount of the surfactant in the polishing liquid of the present invention is preferably 0.0001 to 0.1% by weight in the polishing liquid. That is, it is preferably 0.0001 to 0.1 g, more preferably 0.0005 to 0.01 g, and particularly preferably 0.001 to 0.005 g with respect to 100 g of the total liquid volume. . If the blending amount is less than 0.0001 g, the wettability of the polishing liquid to the substrate is low, and if it exceeds 0.1 g, the polishing rate of various films tends to decrease.
本発明における酸化金属溶解剤の配合量は、研磨液の全量１００ｇに対して、０．００１〜２０ｇとすることが好ましく、０．００２〜１０ｇとすることがより好ましく、０．００５〜５ｇとすることが特に好ましい。配合量が０．００１ｇ未満では、研磨速度が低く、２０ｇを超えるとエッチングの抑制が困難となり研磨面に荒れが生じる傾向がある。なお、前記７成分のうち、水の配合量は残部でよく、含有されていれば特に制限はない。 The compounding amount of the metal oxide solubilizer in the present invention is preferably 0.001 to 20 g, more preferably 0.002 to 10 g, and more preferably 0.005 to 5 g with respect to 100 g of the total amount of the polishing liquid. It is particularly preferable to do this. When the blending amount is less than 0.001 g, the polishing rate is low, and when it exceeds 20 g, it is difficult to suppress etching and the polished surface tends to be rough. In addition, among the seven components, the blending amount of water may be the remainder, and there is no particular limitation as long as it is contained.
有機溶剤を配合する場合、有機溶剤の配合量は、研磨液の全量１００ｇに対して０．１〜２０ｇ含有するのが好ましく、０．２〜１０ｇとすることがより好ましく、０．５〜５ｇとすることが特に好ましい。配合量が０．１ｇ未満では、研磨液の基板に対する濡れ性改善効果が低く、２０ｇを超えるとオルガノシリケートグラスの研磨速度は向上するが二酸化ケイ素膜の研磨速度が低下する傾向がある。 When the organic solvent is blended, the blending amount of the organic solvent is preferably 0.1 to 20 g, more preferably 0.2 to 10 g, and more preferably 0.5 to 5 g with respect to 100 g of the total amount of the polishing liquid. It is particularly preferable that When the blending amount is less than 0.1 g, the wettability improving effect of the polishing liquid on the substrate is low, and when it exceeds 20 g, the polishing rate of the organosilicate glass is improved, but the polishing rate of the silicon dioxide film tends to decrease.
砥粒を配合する場合、本発明における砥粒の配合量は、研磨液の全量１００ｇに対して、０．０１〜２０ｇとすることが好ましく、０．１〜１５ｇとすることがより好ましい。配合量が０．０１ｇ未満では研磨速度が低く、30ｇを超えると研磨キズが多く発生する傾向にある。 When mix | blending an abrasive grain, it is preferable to set it as 0.01-20g with respect to 100g of whole quantity of polishing liquid, and, as for the compounding quantity of the abrasive grain in this invention, it is more preferable to set it as 0.1-15g. When the blending amount is less than 0.01 g, the polishing rate is low, and when it exceeds 30 g, many polishing scratches tend to occur.
酸化剤を配合する場合、本発明における酸化剤の配合量は、研磨液の全量１００ｇに対して、０．０１〜５０ｇとすることが好ましく、０．０２〜２０ｇとすることがより好ましく、０．０５〜１０ｇとすることが特に好ましい。配合量が０．０１ｇ未満では、金属の酸化が不十分で金属膜のＣＭＰ速度が低く、５０ｇを超えると、金属膜の研磨面に荒れが生じる傾向がある。 When the oxidizing agent is blended, the blending amount of the oxidizing agent in the present invention is preferably 0.01 to 50 g, more preferably 0.02 to 20 g, and more preferably 0 to 100 g of the total amount of the polishing liquid. 0.05 to 10 g is particularly preferable. If the blending amount is less than 0.01 g, the metal oxidation is insufficient and the CMP rate of the metal film is low, and if it exceeds 50 g, the polished surface of the metal film tends to be rough.
本発明における水溶性ポリマの配合量は、研磨液の全量１００ｇに対して０〜１ｇとすることが好ましく、０．００１〜０．５ｇとすることがより好ましく、０．０２〜０．００５ｇとすることが特に好ましい。この配合量が１ｇを超えるとオルガノシリケートグラス膜の研磨速度が低下する傾向がある。 The blending amount of the water-soluble polymer in the present invention is preferably 0 to 1 g, more preferably 0.001 to 0.5 g, and 0.02 to 0.005 g with respect to 100 g of the total amount of the polishing liquid. It is particularly preferable to do this. If this amount exceeds 1 g, the polishing rate of the organosilicate glass film tends to decrease.
水溶性ポリマの重量平均分子量は５００以上とすることが好ましく、１５００以上とすることがより好ましく、５０００以上とすることが特に好ましい。重量平均分子量の上限は特に規定するものではないが、溶解性の観点から５００万以下が好ましい。重量平均分子量が５００未満では高い研磨速度が発現しない傾向にある。 The weight average molecular weight of the water-soluble polymer is preferably 500 or more, more preferably 1500 or more, and particularly preferably 5000 or more. The upper limit of the weight average molecular weight is not particularly specified, but is preferably 5 million or less from the viewpoint of solubility. When the weight average molecular weight is less than 500, a high polishing rate tends not to be exhibited.
本発明における金属防食剤の配合量は、研磨液の全量１００ｇに対して０〜１０ｇとすることが好ましく、０．００１〜５ｇとすることがより好ましく、０．００２〜２ｇとすることが特に好ましい。この配合量が１０ｇを超えると研磨速度が低くなる傾向がある。 The compounding amount of the metal anticorrosive agent in the present invention is preferably 0 to 10 g, more preferably 0.001 to 5 g, and particularly preferably 0.002 to 2 g with respect to 100 g of the total amount of the polishing liquid. preferable. If this amount exceeds 10 g, the polishing rate tends to be low.
本発明のＣＭＰ用研磨液には、上述した各種成分のほかに、ビクトリアピュアブルー等の染料、フタロシアニングリーン等の顔料等の着色剤等を含有させてもよい。 In addition to the various components described above, the CMP polishing liquid of the present invention may contain a dye such as Victoria Pure Blue, a colorant such as a pigment such as phthalocyanine green, and the like.
導電性物質としては、銅、銅合金、銅の酸化物または銅合金の酸化物、タングステン、タングステン合金、銀、金等の、金属が主成分の物質が挙げられ、銅が主成分であるのが好ましい。導電性物質層として公知のスパッタ法、メッキ法により前記物質を成膜した膜を使用できる。 Examples of conductive substances include copper, copper alloys, copper oxides or copper alloy oxides, tungsten, tungsten alloys, silver, gold, and other metal-based materials, and copper is the main component. Is preferred. As the conductive material layer, a film in which the material is formed by a known sputtering method or plating method can be used.
絶縁膜としては、シリコン系被膜や有機ポリマ膜が挙げられる。シリコン系被膜としては、二酸化ケイ素、フルオロシリケートグラス、トリメチルシランやジメトキシジメチルシランを出発原料として得られるオルガノシリケートグラス、シリコンオキシナイトライド、水素化シルセスキオキサン等のシリカ系被膜や、シリコンカーバイド及びシリコンナイトライドが挙げられる。また、有機ポリマ膜としては、全芳香族系低誘電率層間絶縁膜が挙げられる。特に、オルガノシリケートグラスが好ましい。これらの膜は、ＣＶＤ法、スピンコート法、ディップコート法、またはスプレー法によって成膜される。絶縁膜の具体例としては、ＬＳＩ製造工程、特に多層配線形成工程における層間絶縁膜等が挙げられる。 Examples of the insulating film include a silicon-based film and an organic polymer film. Silicon-based coatings include silicon dioxide, fluorosilicate glass, organosilicate glass obtained using trimethylsilane and dimethoxydimethylsilane as starting materials, silicon-based coatings such as silicon oxynitride and silsesquioxane hydride, silicon carbide and A silicon nitride is mentioned. Examples of the organic polymer film include a wholly aromatic low dielectric constant interlayer insulating film. In particular, organosilicate glass is preferable. These films are formed by a CVD method, a spin coating method, a dip coating method, or a spray method. Specific examples of the insulating film include an interlayer insulating film in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process.
バリア層は絶縁膜中への導電性物質拡散防止、および絶縁膜と導電性物質との密着性向上のために形成され、タングステン、窒化タングステン、タングステン合金、その他のタングステン化合物、チタン、窒化チタン、チタン合金、その他のチタン化合物、タンタル、窒化タンタル、タンタル合金、その他のタンタル化合物から選ばれた少なくとも１種のバリア層、およびこのバリア層を含む積層膜が挙げられる。 The barrier layer is formed to prevent diffusion of the conductive material into the insulating film and to improve the adhesion between the insulating film and the conductive material. Tungsten, tungsten nitride, tungsten alloy, other tungsten compounds, titanium, titanium nitride, Examples thereof include at least one barrier layer selected from titanium alloys, other titanium compounds, tantalum, tantalum nitride, tantalum alloys, and other tantalum compounds, and a laminated film including this barrier layer.
本発明の研磨方法は、表面が凹部および凸部からなる層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を表面に沿って被覆するバリア層と、前記凹部を充填してバリア層を被覆する導電性物質層とを有する基板の、導電性物質層を研磨して前記凸部のバリア層を露出させる第１の研磨工程と、少なくともバリア層および凹部の導電性物質層を前記本発明のＣＭＰ用研磨液を供給しながら化学機械研磨して凸部の層間絶縁膜を露出させる第２の研磨工程とを含む。
ここで、化学機械研磨には、被研磨面を有する基板を研磨定盤の研磨布（パッド）上に押圧した状態で研磨液を供給しながら研磨定盤と基板とを相対的に動かすことによって被研磨面を研磨する方法が挙げられる。層間絶縁膜を露出させるには、他に、金属製または樹脂製のブラシを接触させる方法、研磨液を所定の圧力で吹きつける方法が挙げられる。
The polishing method of the present invention comprises an interlayer insulating film having a concave portion and a convex surface, a barrier layer that covers the interlayer insulating film along the surface, and a conductive material layer that fills the concave portion and covers the barrier layer. A first polishing step of polishing the conductive material layer of the substrate having the convex portion to expose the barrier layer of the convex portion, and at least the conductive layer of the barrier layer and the concave portion with the polishing slurry for CMP of the present invention. And a second polishing step of exposing the convex interlayer insulating film by chemical mechanical polishing while supplying.
Here, in the chemical mechanical polishing, by moving the polishing platen and the substrate relatively while supplying the polishing liquid while pressing the substrate having the surface to be polished onto the polishing cloth (pad) of the polishing platen. A method of polishing the surface to be polished is mentioned. Other methods for exposing the interlayer insulating film include a method of contacting a metal or resin brush and a method of spraying a polishing liquid at a predetermined pressure.
研磨する装置としては、例えば研磨布により研磨する場合、研磨される基板を保持できるホルダと、回転数が変更可能なモータ等と接続し、研磨布を貼り付けた定盤とを有する一般的な研磨装置が使用できる。研磨布としては、一般的な不織布、発泡ポリウレタン、多孔質フッ素樹脂などが使用でき、特に制限がない。研磨条件には制限はないが、定盤の回転速度は基板が飛び出さないように２００ｒｐｍ以下の低回転が好ましい。被研磨面を有する半導体基板の研磨布への押し付け圧力が１〜１００ｋＰａであることが好ましく、ＣＭＰ速度のウエハ面内均一性及びパターンの平坦性を満足するためには、５〜５０ｋＰａであることがより好ましい。研磨している間、研磨布にはＣＭＰ用研磨液をポンプ等で連続的に供給する。この供給量に制限はないが、研磨布の表面が常に研磨液で覆われていることが好ましい。研磨終了後の基板は、流水中でよく洗浄後、スピンドライ等を用いて基板上に付着した水滴を払い落としてから乾燥させることが好ましい。研磨布の表面状態を常に同一にして化学機械研磨を行うために、研磨の前に研磨布のコンディショニング工程を入れるのが好ましい。例えば、ダイヤモンド粒子のついたドレッサを用いて少なくとも水を含む液で研磨布のコンディショニングを行う。続いて本発明による化学機械研磨工程を実施し、さらに、基板洗浄工程を加えるのが好ましい。 As an apparatus for polishing, for example, when polishing with a polishing cloth, a general apparatus having a holder that can hold a substrate to be polished, and a surface plate that is connected to a motor that can change the number of rotations and has a polishing cloth attached thereto. A polishing apparatus can be used. As an abrasive cloth, a general nonwoven fabric, a polyurethane foam, a porous fluororesin, etc. can be used, and there is no restriction | limiting in particular. The polishing conditions are not limited, but the rotation speed of the surface plate is preferably a low rotation of 200 rpm or less so that the substrate does not jump out. The pressure applied to the polishing cloth of the semiconductor substrate having the surface to be polished is preferably 1 to 100 kPa, and 5 to 50 kPa in order to satisfy the uniformity in the wafer surface of the CMP rate and the flatness of the pattern. Is more preferable. During polishing, a polishing slurry for CMP is continuously supplied to the polishing cloth with a pump or the like. Although there is no restriction | limiting in this supply amount, it is preferable that the surface of polishing cloth is always covered with polishing liquid. The substrate after polishing is preferably washed in running water and then dried after removing water droplets adhering to the substrate using spin drying or the like. In order to perform chemical mechanical polishing with the surface state of the polishing cloth always the same, it is preferable to perform a conditioning process of the polishing cloth before polishing. For example, the polishing cloth is conditioned with a liquid containing at least water using a dresser with diamond particles. Subsequently, it is preferable to perform a chemical mechanical polishing process according to the present invention, and further add a substrate cleaning process.
本発明の研磨方法は、例えば半導体デバイスにおける配線層の形成に適用できる。以下、本発明の研磨方法の実施態様を、半導体デバイスにおける配線層の形成に沿って説明する。
まず、シリコンの基板上に二酸化ケイ素等の層間絶縁膜を積層する。次いで、レジスト層形成、エッチング等の公知の手段によって、層間絶縁膜表面に所定パターンの凹部（基板露出部）を形成して凸部と凹部とを有する層間絶縁膜とする。この層間絶縁膜上に、表面の凸凹に沿って層間絶縁膜を被覆するタンタル等のバリア層を蒸着またはＣＶＤ等により成膜する。さらに、前記凹部を充填するようにバリア層を被覆する銅等の金属導電性物質層を蒸着、めっきまたはＣＶＤ等により形成する。層間絶縁膜、バリア層および導電性物質の形成厚さは、それぞれ０．０１〜２．０μｍ、１〜１００ｎｍ、０．０１〜２．５μｍ程度が好ましい。
The polishing method of the present invention can be applied to the formation of a wiring layer in a semiconductor device, for example. Hereinafter, embodiments of the polishing method of the present invention will be described along with formation of a wiring layer in a semiconductor device.
First, an interlayer insulating film such as silicon dioxide is laminated on a silicon substrate. Next, a known pattern concave portion (substrate exposed portion) is formed on the surface of the interlayer insulating film by a known means such as resist layer formation or etching to obtain an interlayer insulating film having convex portions and concave portions. On this interlayer insulating film, a barrier layer made of tantalum or the like covering the interlayer insulating film is formed along the surface irregularities by vapor deposition or CVD. Further, a metal conductive material layer such as copper covering the barrier layer is formed by vapor deposition, plating or CVD so as to fill the concave portion. The formation thickness of the interlayer insulating film, the barrier layer, and the conductive material is preferably about 0.01 to 2.0 μm, 1 to 100 nm, and 0.01 to 2.5 μm, respectively.
次に、この半導体基板の表面の導電性物質層を、例えば前記導電性物質／バリア層の研磨速度比が十分大きい前記導電性物質用の研磨液を用いて、ＣＭＰにより研磨する（第１の研磨工程）。これにより、基板上の凸部のバリア層が表面に露出し、凹部に前記導電性物質膜が残された所望の導体パターンが得られる。この得られたパターン面を、本発明のＣＭＰ用研磨液を使用する本発明の研磨方法における第２の研磨工程用の被研磨面として、研磨することができる。 Next, the conductive material layer on the surface of the semiconductor substrate is polished by CMP using, for example, a polishing liquid for the conductive material having a sufficiently high polishing rate ratio of the conductive material / barrier layer (first first material). Polishing process). Thereby, the barrier layer of the convex part on a board | substrate is exposed on the surface, and the desired conductor pattern with which the said electroconductive substance film was left in the recessed part is obtained. The obtained pattern surface can be polished as a surface to be polished for the second polishing step in the polishing method of the present invention using the CMP polishing liquid of the present invention.
第２の研磨工程では、導電性物質、バリア層および層間絶縁膜を研磨できる本発明の研磨剤を使用して、化学機械研磨により、少なくとも、前記露出しているバリア層および凹部の導電性物質を研磨する。凸部のバリア層の下の層間絶縁膜が全て露出し、凹部に配線層となる前記導電性物質層が残され、凸部と凹部との境界にバリア層の断面が露出した所望のパターンが得られた時点で研磨を終了する。研磨終了時のより優れた平坦性を確保するために、さらに、オーバー研磨（例えば、第２の研磨工程で所望のパターンを得られるまでの時間が１００秒の場合、この１００秒の研磨に加えて５０秒追加して研磨することをオーバー研磨５０％という。）して凸部の層間絶縁膜の一部を含む深さまで研磨しても良い。 In the second polishing step, at least the exposed conductive material of the barrier layer and the recess is formed by chemical mechanical polishing using the polishing agent of the present invention capable of polishing the conductive material, the barrier layer, and the interlayer insulating film. To polish. The interlayer insulating film under the convex barrier layer is all exposed, the conductive material layer that becomes the wiring layer is left in the concave portion, and the desired pattern in which the cross section of the barrier layer is exposed at the boundary between the convex portion and the concave portion The polishing is finished when it is obtained. In order to ensure better flatness at the end of polishing, over polishing (for example, if the time until a desired pattern is obtained in the second polishing step is 100 seconds, in addition to this 100 second polishing) Polishing for an additional 50 seconds may be referred to as over-polishing 50%), and may be polished to a depth including a portion of the convex interlayer insulating film.
このようにして形成された金属配線の上に、さらに、層間絶縁膜および第２層目の金属配線を形成し、その配線間および配線上に再度層間絶縁膜を形成後、研磨して半導体基板全面に渡って平滑な面とする。この工程を所定数繰り返すことにより、所望の配線層数を有する半導体デバイスを製造することができる。 An interlayer insulating film and a second-layer metal wiring are further formed on the metal wiring thus formed, an interlayer insulating film is formed again between and on the wiring, and then polished to obtain a semiconductor substrate. Make the surface smooth throughout. By repeating this step a predetermined number of times, a semiconductor device having a desired number of wiring layers can be manufactured.
本発明のＣＭＰ研磨剤は、上記のような半導体基板に形成されたケイ素化合物膜の研磨だけでなく、所定の配線を有する配線板に形成された酸化ケイ素膜、ガラス、窒化ケイ素等の無機絶縁膜、フォトマスク・レンズ・プリズムなどの光学ガラス、ＩＴＯ等の無機導電膜、ガラス及び結晶質材料で構成される光集積回路・光スイッチング素子・光導波路、光ファイバの端面、シンチレータ等の光学用単結晶、固体レーザ単結晶、青色レーザ用ＬＥＤサファイア基板、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡＳ等の半導体単結晶、磁気ディスク用ガラス基板、磁気ヘッド等の基板を研磨するためにも使用することができる。
The CMP polishing agent of the present invention is not only for polishing a silicon compound film formed on a semiconductor substrate as described above, but also for inorganic insulation such as a silicon oxide film, glass, silicon nitride formed on a wiring board having a predetermined wiring. Optical glass such as films, optical masks such as photomasks, lenses, and prisms, inorganic conductive films such as ITO, glass and crystalline materials, optical integrated circuits, optical switching elements, optical waveguides, end faces of optical fibers, scintillators, etc. It can also be used for polishing substrates such as single crystals, solid state laser single crystals, LED sapphire substrates for blue lasers, semiconductor single crystals such as SiC, GaP, and GaAS, glass substrates for magnetic disks, and magnetic heads.
以下、実施例により本発明を説明する。本発明はこれらの実施例により制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. The present invention is not limited by these examples.
（研磨液作製方法）
表１に示す原材料をそれぞれの配合で混合して実施例１〜3および比較例１〜3に使用するＣＭＰ用研磨液を調製した。
(Polishing liquid preparation method)
The raw materials shown in Table 1 were mixed in respective formulations to prepare CMP polishing liquids used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3.
（基板）
以下の基板を用意した。
ブランケット基板（a）：トリメチルシランを出発原料としてＣＶＤ法でオルガノシリケートグラス(厚さ：１０００ｎｍ)を形成したシリコン基板。
ブランケット基板(ｂ)：厚さ１０００ｎｍの二酸化ケイ素をＣＶＤ法で形成したシリコン基板。
ブランケット基板(ｃ)：厚さ２００ｎｍのタンタル膜をスパッタ法で形成したシリコン基板。
ブランケット基板(ｄ)：厚さ１６００ｎｍの銅膜をスパッタ法で形成したシリコン基板。
パターン基板(a)の作製：シリコン基板上に層間絶縁層として上記オルガノシリケートグラス(厚さ：１０００ｎｍ)をＣＶＤ法で成膜した。このオルガノシリケートグラスにフォトリソ法によって、幅４．５μｍ、間隔０．５μｍの溝を深さ８００ｎｍで総幅２．５ｍｍで形成し、別に幅１００μｍ、間隔１００μｍの溝を深さ８００ｎｍで形成して表面に凹部（溝部分）と凸部（非溝部分）を作製した。さらにこの表面にそって、スパッタ法によってバリア層として厚さ２００ｎｍのタンタル膜を形成した。前記タンタル膜の上に、スパッタ法により前記溝を全て埋める様に導電性物質層として銅膜を１．０μｍ形成した。突出している該銅膜を第１の研磨工程として、銅だけを研磨する高選択性のＣＭＰにより、被研磨面に凸部のバリア層が全て露出するまで研磨して平坦化されたパターン基板(a)を得た（研磨時間１８０秒間、最大研磨厚さは１．０μｍ。）
パターン基板(ｂ)：層間絶縁層として二酸化ケイ素を使用した以外はパターン基板(a)と同様にして作製した。
(substrate)
The following substrates were prepared.
Blanket substrate (a): A silicon substrate on which organosilicate glass (thickness: 1000 nm) is formed by CVD using trimethylsilane as a starting material.
Blanket substrate (b): A silicon substrate formed by CVD of silicon dioxide having a thickness of 1000 nm.
Blanket substrate (c): A silicon substrate on which a tantalum film having a thickness of 200 nm is formed by sputtering.
Blanket substrate (d): A silicon substrate on which a copper film having a thickness of 1600 nm is formed by sputtering.
Preparation of pattern substrate (a): The above-mentioned organosilicate glass (thickness: 1000 nm) was formed as a interlayer insulating layer on a silicon substrate by a CVD method. Grooves having a width of 4.5 μm and a spacing of 0.5 μm are formed on this organosilicate glass by a photolithographic method with a depth of 800 nm and a total width of 2.5 mm, and another groove having a width of 100 μm and a spacing of 100 μm is formed with a depth of 800 nm. A concave portion (groove portion) and a convex portion (non-groove portion) were formed on the surface. Further, along this surface, a tantalum film having a thickness of 200 nm was formed as a barrier layer by sputtering. On the tantalum film, a copper film having a thickness of 1.0 μm was formed as a conductive material layer so as to fill all the grooves by sputtering. The projecting copper film is used as a first polishing step, and a highly selective CMP that polishes only copper is polished and planarized until all of the convex barrier layer is exposed on the surface to be polished ( a) was obtained (polishing time 180 seconds, maximum polishing thickness 1.0 μm)
Pattern substrate (b): produced in the same manner as the pattern substrate (a) except that silicon dioxide was used as an interlayer insulating layer.
（実施例１〜3及び比較例１〜3）
上記で調製した各研磨液を用いて、上記で用意した各基板を、下記の研磨条件で化学機械研磨した。また、銅のエッチング速度を各研磨液に浸漬してもとめた。化学機械研磨による研磨速度、研磨速度の面内均一性、銅エッチング速度、ディッシング量、エロージョン量、及び配線抵抗値、研磨カスの量、研磨キズの評価結果を表２に示した。
(Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3)
Using each polishing liquid prepared above, each substrate prepared above was subjected to chemical mechanical polishing under the following polishing conditions. Also, the etching rate of copper was stopped by immersing in each polishing liquid. Table 2 shows the evaluation results of polishing rate by chemical mechanical polishing, in-plane uniformity of polishing rate, copper etching rate, dishing amount, erosion amount, wiring resistance value, amount of polishing residue, and polishing scratches.
（研磨条件）
研磨パッド：発泡ポリウレタン樹脂（ＩＣ１０００（ロデール社製））
研磨圧力：２０．６ｋＰａ（２１０ｇ／ｃｍ２）
基板と研磨定盤との相対速度：３６ｍ／ｍｉｎ
(Polishing conditions)
Polishing pad: Foam polyurethane resin (IC1000 (Rodel))
Polishing pressure: 20.6 kPa (210 g / cm 2 )
Relative speed between substrate and polishing surface plate: 36 m / min
（第２の研磨工程）
上記で調製した各研磨液を１00ｃｃ／分供給しながら、ブランケット基板（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、６０秒間、パターン基板（ａ）、（ｂ）は９０秒間で化学機械研磨し、研磨終了後、蒸留水で洗浄処理した。なお、パターン基板（ａ）および（ｂ）の第２研磨中、約３０秒で凸部の層間絶縁層は全て被研磨面に露出し、研磨終了時にはオーバー研磨されていた。
(Second polishing step)
While supplying each polishing solution prepared above at 100 cc / min, blanket substrates (a), (b), (c), (d) are for 60 seconds, and pattern substrates (a), (b) are for 90 seconds. Chemical mechanical polishing was performed, and after the polishing, the substrate was washed with distilled water. During the second polishing of the pattern substrates (a) and (b), the convex interlayer insulating layer was exposed to the surface to be polished in about 30 seconds, and was over-polished at the end of polishing.
（評価項目）
（１） 研磨速度：上記条件で研磨および洗浄した（ａ）〜（ｄ）のブランケット基板のうち、オルガノシリケートグラス（ａ）及び二酸化ケイ素（ｂ）の研磨速度を、研磨前後での膜厚差を大日本スクリーン製造株式会社製膜厚測定装置（製品名ラムダエースVL-M8000LS）を用いて測定し求めた。また、タンタル膜（ｃ）及び銅（ｄ）の研磨速度を研磨前後での膜厚差を電気抵抗値から換算して求めた。
（２） 研磨速度の面内均一性：上記（１）研磨速度の標準偏差を平均値に対して百分率（％）で表した。
（３）銅エッチング速度：ブランケット基板(d)を攪拌している研磨液（２５℃、攪拌１００ｒｐｍ）へ６０秒間浸漬した前後の銅膜厚差を電気抵抗値から換算して求めた。
（４） 平坦性（ディッシング量）：上記条件で研磨および洗浄したパターン基板(a)および(b)の、配線金属（銅）部幅１００μｍ、層間絶縁膜部幅１００μｍが交互に並んだストライプ状パターン部の表面形状から、触針式段差計で絶縁膜部に対する配線金属部の膜減り量を求めた。
（５） 平坦性（エロージョン量）：パターン基板(a)および(b)に形成された配線金属部幅４．５μｍ、層間絶縁膜部幅０．５μｍが交互に並んだ総幅２．５ｍｍのストライプ状パターン部の表面形状を触針式段差計により測定し、ストライプ状パターン周辺の層間絶縁膜部に対するパターン中央付近の層間絶縁膜部の膜減り量を求めた。
（６） 洗浄性（研磨カスの量）：パターン基板(a)および(b)の表面に残った研磨カスの量をＳＥＭを用いて観察し、１ｃｍ２当たりの個数で評価した。
（７） 研磨キズ：パターン基板(a)および(b)から、研磨キズの量をＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ社製パターンウエハ欠陥検出装置２１３８を用いて測定し、１ｃｍ２当たりの個数で評価した。
(Evaluation item)
(1) Polishing rate: Among the blanket substrates of (a) to (d) polished and washed under the above conditions, the polishing rate of organosilicate glass (a) and silicon dioxide (b) is determined by the difference in film thickness before and after polishing. Was measured using a film thickness measuring device (product name: Lambda Ace VL-M8000LS) manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Further, the polishing rate of the tantalum film (c) and copper (d) was obtained by converting the film thickness difference before and after polishing from the electric resistance value.
(2) In-plane uniformity of polishing rate: (1) The standard deviation of the polishing rate was expressed as a percentage (%) with respect to the average value.
(3) Copper etching rate: The copper film thickness difference before and after immersing the blanket substrate (d) in the polishing liquid (25 ° C., stirring 100 rpm) for 60 seconds was calculated from the electrical resistance value.
(4) Flatness (amount of dishing): Striped pattern in which wiring metal (copper) part width 100 μm and interlayer insulating film part width 100 μm of pattern substrates (a) and (b) polished and washed under the above conditions are arranged alternately From the surface shape of the pattern part, the amount of film reduction of the wiring metal part with respect to the insulating film part was obtained with a stylus profilometer.
(5) Flatness (the amount of erosion): the total width of 2.5 mm in which the wiring metal part width 4.5 μm and the interlayer insulating film part width 0.5 μm formed on the pattern substrates (a) and (b) are alternately arranged The surface shape of the stripe pattern portion was measured with a stylus type step meter, and the amount of film reduction of the interlayer insulating film portion near the center of the pattern with respect to the interlayer insulating film portion around the stripe pattern was determined.
(6) Detergency (amount of polishing residue): The amount of polishing residue remaining on the surfaces of the pattern substrates (a) and (b) was observed using an SEM and evaluated by the number per 1 cm 2 .
(7) Polishing scratches: The amount of polishing scratches was measured from the pattern substrates (a) and (b) using a pattern wafer defect detection device 2138 manufactured by KLA Tencor, and evaluated by the number per 1 cm 2 .
比較例1〜3では、オルガノシリケートグラス及び二酸化珪素の研磨速度が実施例1〜3と比較して小さい In Comparative Examples 1 to 3, the polishing rate of the organosilicate glass and silicon dioxide is small compared to Examples 1 to 3.
二酸化ケイ素膜を用いたパターンウエハでは、が比較例１〜3より、実施例１〜3のほうが、二酸化ケイ素膜の研磨速度が速い。 In the patterned wafer using the silicon dioxide film, the polishing rate of the silicon dioxide film is faster in Examples 1 to 3 than in Comparative Examples 1 to 3.
また、比較例1〜3及び実施例1〜3の研磨圧力を15.2ｋＰａ（157ｇ／ｃｍ２）としたところ表3に示す結果が得られた。実施例1〜3の研磨液では比較例1〜3の研磨液に対し研磨圧力を下げた場合でも高い研磨速度を保持することが確認できた。 Moreover, when the polishing pressure of Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 3 was 15.2 kPa (157 g / cm 2 ), the results shown in Table 3 were obtained. It was confirmed that the polishing liquids of Examples 1 to 3 maintained a high polishing rate even when the polishing pressure was lowered with respect to the polishing liquids of Comparative Examples 1 to 3.
表3
本発明では、前記一般式（I）または一般式（II）に示す材料を用いることにより層間絶縁膜の研磨速度を飛躍的に速めることができる。また、砥粒添加量の削減も可能である。そのため、スラリーのコスト及び、研磨時の廃液処理コストの低減が可能である。
In the present invention, the polishing rate of the interlayer insulating film can be dramatically increased by using the material represented by the general formula (I) or the general formula (II). Moreover, the amount of abrasive grains added can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the cost of the slurry and the waste liquid treatment cost during polishing.
Claims (7)
The barrier conductor layer is a barrier layer that prevents the conductive material from diffusing into the interlayer insulating film, and includes tantalum, tantalum nitride, tantalum alloy, other tantalum compounds, titanium, titanium nitride, titanium alloy, and other titanium compounds. 6. A polishing method using the polishing slurry for CMP according to claim 1, comprising at least one selected from tungsten, tungsten nitride, tungsten alloy, and other tungsten compounds.
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