JP2006228823A - Composition for polishing metal film - Google Patents

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慶治 太田
Toshika Tanaka
利香 田中
Hiroshi Nitta
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善隆 森岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for polishing a metal film of which the selectivity can be controlled to any value. <P>SOLUTION: The composition for polishing a metal film contains fumed silica as abrasive grains. The specific surface area of the fumed silica is not less than 50 m<SP>2</SP>/g nor more than 190 m<SP>2</SP>/g, and a half-value width in the particle size distribution is less than 0.1 μm. By adjusting the specific surface area and the half-value width in the particle size distribution of the fumed silica within a predetermined range, the selectivity which is a ratio of a metal film polishing speed to an oxide film polishing speed can be controlled to any value. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、CMP研磨処理に用いる研磨用組成物であり、特に金属膜を研磨するときに使用する金属膜研磨用組成物に関する。   The present invention relates to a polishing composition used for CMP polishing treatment, and more particularly to a metal film polishing composition used when polishing a metal film.

半導体製造の分野では、半導体素子の微細化および多層化による高集積化に伴い、半導体層、金属層の平坦化技術が重要な要素技術となっている。ウエハに集積回路を形成する際、電極配線などによる凹凸を平坦化せずに層を重ねると、段差が大きくなり、平坦性が極端に悪くなる。また段差が大きくなった場合、フォトリソグラフィにおいて凹部と凸部の両方に焦点を合わせることが困難になり微細化を実現することができなくなる。したがって、積層中の然るべき段階でウエハ表面の凹凸を除去するための平坦化処理を行う必要がある。平坦化処理には、エッチングにより凹凸部を除去するエッチバック法、プラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)などにより平坦な膜を形成する成膜法、熱処理によって平坦化する流動化法、選択CVDなどにより凹部の埋め込みを行う選択成長法などがある。   In the field of semiconductor manufacturing, with the high integration by miniaturization and multilayering of semiconductor elements, the planarization technology of semiconductor layers and metal layers has become an important elemental technology. When forming an integrated circuit on a wafer, if the layers are stacked without flattening the unevenness due to the electrode wiring or the like, the step becomes large and the flatness becomes extremely poor. Further, when the step becomes large, it becomes difficult to focus on both the concave portion and the convex portion in photolithography, and miniaturization cannot be realized. Therefore, it is necessary to perform a planarization process for removing irregularities on the wafer surface at an appropriate stage during the lamination. For the flattening process, an etching back method for removing uneven portions by etching, a film forming method for forming a flat film by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition), a fluidizing method for flattening by heat treatment, a concave portion by selective CVD, etc. There is a selective growth method for embedding.

以上の方法は、絶縁膜、金属膜など膜の種類によって適否があること、また平坦化できる領域がきわめて狭いという問題がある。このような問題を克服することができる平坦化処理技術としてCMP(Chemical Mechanical Polishing)による平坦化がある。   The above method has problems that it is appropriate depending on the type of film such as an insulating film and a metal film, and that the region that can be flattened is extremely narrow. As a planarization technique that can overcome such problems, there is planarization by CMP (Chemical Mechanical Polishing).

CMPによる平坦化処理では、微細なシリカ粒子(砥粒)を懸濁した研磨用組成物を研磨パッド表面に供給しながら、圧接した研磨パッドと、被研磨物であるシリコンウエハとを相対移動させて表面を研磨することにより、広範囲にわたるウエハ表面を高精度に平坦化することができる。   In the flattening process by CMP, while the polishing composition in which fine silica particles (abrasive grains) are suspended is supplied to the surface of the polishing pad, the pressed polishing pad and the silicon wafer as the object to be polished are relatively moved. By polishing the surface, the wafer surface over a wide range can be flattened with high accuracy.

タングステン(W)などの金属膜の平坦化工程では、金属膜研磨速度と酸化膜研磨速度との比である選択比が、工程能力および歩留まりに大きく関与しているため、ユーザは金属膜研磨用組成物の特性として選択比を重要視している。しかし、各半導体製品により要求される選択比が異なっているにもかかわらず、各研磨用組成物が示す選択比性能は一つであるため、平坦化工程の条件により合わせ込みを行う必要がある。具体的には、研磨初期段階ではW薄膜を早く研磨するため、研磨加重・研磨パッド回転数・キャリア回転数・スラリー流量などを大きくすることが必要であり、酸化膜が露出した時点で研磨を終了するが、上記のような研磨初期段階の研磨条件で研磨を行うと、Wのディッシングおよびエロージョンが発生する。そのため、研磨加重・研磨パッド回転数・キャリア回転数・スラリー流量を研磨初期条件から低くするなどの条件変更が必要である。   In the planarization process of a metal film such as tungsten (W), the selection ratio, which is the ratio between the metal film polishing rate and the oxide film polishing rate, is greatly related to the process capability and the yield. The selectivity is emphasized as a characteristic of the composition. However, although the selectivity required by each semiconductor product is different, the selectivity performance exhibited by each polishing composition is one, so it is necessary to perform adjustment according to the conditions of the planarization process. . Specifically, in order to polish the W thin film quickly in the initial stage of polishing, it is necessary to increase the polishing load, the number of rotations of the polishing pad, the number of rotations of the carrier, the slurry flow rate, etc., and polishing is performed when the oxide film is exposed. However, when polishing is performed under the polishing conditions in the initial stage of polishing as described above, dishing and erosion of W occur. Therefore, it is necessary to change the conditions such as lowering the polishing load, the polishing pad rotational speed, the carrier rotational speed, and the slurry flow rate from the initial polishing conditions.

特許文献1記載のスラリーは、酸化剤と多酸化部位を有する触媒とを含み、タングステンおよびチタンの研磨速度を高くし、特許文献2記載のスラリーは、アルコールアミンを含み、ポリシリコンの研磨速度を高くすることで選択比を変化させている。   The slurry described in Patent Document 1 includes an oxidizing agent and a catalyst having a multi-oxidation site, and increases the polishing rate of tungsten and titanium. The slurry described in Patent Document 2 includes alcohol amine and increases the polishing rate of polysilicon. The selection ratio is changed by increasing the value.

特開平10−265766号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-265766 特表2002−525383号公報Japanese translation of PCT publication No. 2002-525383

金属膜研磨用組成物の選択比は、実際に組成物を用いて研磨を行わないと不明であり、研磨条件を最適化するにも試行錯誤が必要であるため、最適化が困難である。   The selection ratio of the metal film polishing composition is unknown unless polishing is actually performed using the composition, and optimization is difficult because trial and error are necessary to optimize the polishing conditions.

また、当該選択比を変更する場合、特許文献1および2に記載されているように、新たな添加剤を加えたり、化学成分組成を変更する必要があるが、これにより被研磨物の表面粗さが悪化したり、コンタミネーションが発生したりするという問題がある。   In addition, when the selection ratio is changed, as described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to add a new additive or change the chemical component composition. There is a problem that it gets worse and contamination occurs.

本発明の目的は、選択比を任意に制御することが可能な金属膜研磨用組成物を提供することである。   An object of the present invention is to provide a metal film polishing composition capable of arbitrarily controlling the selection ratio.

本発明は、砥粒としてヒュームドシリカを含む金属膜研磨用組成物であって、
前記ヒュームドシリカの比表面積が50m/g以上190m/g以下であり、粒度分布における半価幅が0.1μm未満であることを特徴とする金属膜研磨用組成物である。
The present invention is a metal film polishing composition containing fumed silica as abrasive grains,
The fumed silica has a specific surface area of 50 m 2 / g or more and 190 m 2 / g or less, and a half-value width in a particle size distribution is less than 0.1 μm.

また本発明は、酸化剤および有機酸をさらに含むことを特徴とする。
また本発明は、前記酸化剤が、ヨウ素酸塩、過酸化物、硝酸塩、酸化物金属、塩化物金属からなる群より選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする。
The present invention is further characterized by further containing an oxidizing agent and an organic acid.
In addition, the present invention is characterized in that the oxidizing agent is one or more selected from the group consisting of iodate, peroxide, nitrate, oxide metal and chloride metal.

また本発明は、前記有機酸が、マロン酸、乳酸、ピロリン酸、酢酸、リン酸、カルボン酸、フタル酸、シュウ酸、アミノ酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、ニコチン酸、アジピン酸、およびこれらの誘導体からなる群より選択される1種または2種以上であることを特徴とする。   Further, in the present invention, the organic acid is malonic acid, lactic acid, pyrophosphoric acid, acetic acid, phosphoric acid, carboxylic acid, phthalic acid, oxalic acid, amino acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, nicotinic acid, adipic acid, and these It is characterized in that it is one or more selected from the group consisting of these derivatives.

本発明によれば、砥粒としてヒュームドシリカを含む金属膜研磨用組成物である。
前記ヒュームドシリカの比表面積を50m/g以上190m/g以下とし、粒度分布における半価幅を0.1μm未満とする。
According to this invention, it is a composition for metal film polishing which contains a fumed silica as an abrasive grain.
The specific surface area of the fumed silica is 50 m 2 / g or more and 190 m 2 / g or less, and the half width in the particle size distribution is less than 0.1 μm.

ヒュームドシリカの比表面積と、粒度分布における半価幅とを制御することで、金属膜研磨速度と酸化膜研磨速度との比である選択比を任意に制御することができる。   By controlling the specific surface area of the fumed silica and the half width in the particle size distribution, the selection ratio which is the ratio between the metal film polishing rate and the oxide film polishing rate can be arbitrarily controlled.

選択比の制御が可能になると、最適な研磨条件を見出すための試行錯誤は不要で、さらに初期段階や最終段階など研磨段階が変わっても、研磨条件を変更する必要もなくなる。   If the selection ratio can be controlled, trial and error for finding the optimum polishing conditions is unnecessary, and even if the polishing stage changes such as the initial stage or the final stage, it is not necessary to change the polishing conditions.

また本発明によれば、金属膜研磨用組成物は、酸化剤および有機酸をさらに含むことで研磨特性を向上させることができる。   According to the invention, the metal film polishing composition can further improve the polishing characteristics by further containing an oxidizing agent and an organic acid.

前記酸化剤としては、ヨウ素酸塩、過酸化物、硝酸塩、酸化物金属、塩化物金属からなる群より選ばれる1種または2種以上を用いることができ、前記有機酸としては、マロン酸、乳酸、ピロリン酸、酢酸、リン酸、カルボン酸、フタル酸、シュウ酸、アミノ酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、ニコチン酸、アジピン酸、およびこれらの誘導体からなる群より選択される1種または2種以上を用いることができる。   As the oxidant, one or more selected from the group consisting of iodate, peroxide, nitrate, oxide metal, and chloride metal can be used. As the organic acid, malonic acid, One or two selected from the group consisting of lactic acid, pyrophosphoric acid, acetic acid, phosphoric acid, carboxylic acid, phthalic acid, oxalic acid, amino acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, nicotinic acid, adipic acid, and derivatives thereof More than seeds can be used.

本発明は、砥粒としてヒュームドシリカを含み、このヒュームドシリカの比表面積が50m/g以上190m/g以下であり、粒度分布における半価幅が0.1μm未満であることを特徴とする金属膜研磨用組成物である。 The present invention includes fumed silica as abrasive grains, the specific surface area of the fumed silica is 50 m 2 / g or more and 190 m 2 / g or less, and the half width in the particle size distribution is less than 0.1 μm. A metal film polishing composition.

ヒュームドシリカの比表面積と、粒度分布における半価幅(以下では単に「半価幅」と呼ぶ。)とを所定の範囲に調整することで、金属膜研磨速度と酸化膜研磨速度との比である選択比を制御することができる。図1は、半価幅を説明するための模式図である。図1に示すように半価幅は、粒度分布のような山形の分布を表す曲線において、最大値の半分(1/2)となる分布の幅である。   The ratio between the metal film polishing rate and the oxide film polishing rate is adjusted by adjusting the specific surface area of fumed silica and the half-value width in the particle size distribution (hereinafter simply referred to as “half-value width”) to a predetermined range. It is possible to control the selection ratio. FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the half width. As shown in FIG. 1, the half width is a distribution width that is half (1/2) of the maximum value in a curve representing a mountain-shaped distribution such as a particle size distribution.

ヒュームドシリカの比表面積は、50m/g以上190m/g以下であることが好ましく、半価幅は、0.1μm未満であることが好ましい。また、半価幅は、0.075μm未満がより好ましく、0.06μm未満が特により好ましく、0.02μm以上が特に好ましい。 The specific surface area of fumed silica is preferably 50 m 2 / g or more and 190 m 2 / g or less, and the half-value width is preferably less than 0.1 μm. The half width is more preferably less than 0.075 μm, particularly preferably less than 0.06 μm, and particularly preferably 0.02 μm or more.

金属膜研磨用組成物の選択比は、実際に組成物を用いて研磨を行わないと不明であり、研磨条件を最適化するにも試行錯誤が必要であるため、最適化が困難であるが、ヒュームドシリカの比表面積と半価幅とを適切な範囲内で選択することにより、選択比を所望の値に制御し、研磨条件を容易に最適化することができる。   The selection ratio of the metal film polishing composition is unclear unless polishing is actually performed using the composition, and trial and error are necessary to optimize the polishing conditions. By selecting the specific surface area and half-value width of fumed silica within an appropriate range, the selection ratio can be controlled to a desired value, and the polishing conditions can be easily optimized.

また、所望の選択比を得るために、化学成分組成の変更、新たな添加剤が不要であるため、被研磨物の表面粗さなど選択比以外の研磨特性が大幅に変動したり、コンタミネーションが発生することが無く、研磨条件を容易に最適化することができる。   Moreover, in order to obtain a desired selection ratio, it is not necessary to change the chemical composition or add new additives, so the polishing characteristics other than the selection ratio such as the surface roughness of the object to be polished may vary greatly, and contamination Thus, the polishing conditions can be easily optimized.

ヒュームドシリカの含有量は、特に制限されず、既存の金属膜研磨用組成物と同程度、たとえば0.1重量%以上26重量%以下が好ましい。0.1重量%未満では砥粒としての働きが十分でなく、26重量%を超える場合は他の成分の含有量に影響を及ぼすため好ましくない。   The content of fumed silica is not particularly limited, and is preferably about the same as an existing metal film polishing composition, for example, 0.1 wt% or more and 26 wt% or less. If it is less than 0.1% by weight, the function as abrasive grains is not sufficient, and if it exceeds 26% by weight, the content of other components is affected.

本発明は、ヒュームドシリカ以外に、酸化剤および有機酸を含むことで研磨レートなどの研磨特性を向上させることができる。酸化剤としては、ヨウ素酸塩、過酸化物、硝酸塩、酸化物金属、塩化物金属からなる群より選ばれる1種または2種以上が挙げられ、有機酸としては、マロン酸、乳酸、ピロリン酸、酢酸、リン酸、カルボン酸、フタル酸、シュウ酸、アミノ酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、ニコチン酸、アジピン酸、およびこれらの誘導体からなる群より選択される1種または2種以上が挙げられる。   The present invention can improve polishing characteristics such as a polishing rate by including an oxidizing agent and an organic acid in addition to fumed silica. Examples of the oxidizing agent include one or more selected from the group consisting of iodate, peroxide, nitrate, oxide metal, and chloride metal. Examples of the organic acid include malonic acid, lactic acid, and pyrophosphoric acid. , Acetic acid, phosphoric acid, carboxylic acid, phthalic acid, oxalic acid, amino acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, nicotinic acid, adipic acid, and one or more selected from the group consisting of these derivatives It is done.

酸化剤および有機酸の含有量は、特に制限されず、既存の金属膜研磨用組成物と同程度であればよい。   The contents of the oxidizing agent and the organic acid are not particularly limited, and may be the same as those of the existing metal film polishing composition.

図2〜5は、金属膜研磨用組成物の粒度分布を示す図である。縦軸は頻度(%)を示し、横軸は粒径(μm)を示す。   2-5 is a figure which shows the particle size distribution of the composition for metal film polishing. The vertical axis represents frequency (%), and the horizontal axis represents particle size (μm).

粒度分布は以下のような条件で測定した。
・ヒュームドシリカ
比表面積:50m/g(実施例1)、90m/g(実施例2)、130m/g(実施例3)、200m/g(比較例1)
含有量 :5重量%
・酸化剤(ヨウ素酸カリウム、過酸化水素水)
含有量 :3重量%(ヨウ素酸カリウム)、2重量%(過酸化水素水)
・有機酸(マロン酸)
含有量 :2重量%
粒径測定:レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製作所製:LA920)
The particle size distribution was measured under the following conditions.
-Fumed silica Specific surface area: 50 m 2 / g (Example 1), 90 m 2 / g (Example 2), 130 m 2 / g (Example 3), 200 m 2 / g (Comparative Example 1)
Content: 5% by weight
・ Oxidizing agent (potassium iodate, hydrogen peroxide solution)
Content: 3% by weight (potassium iodate), 2% by weight (hydrogen peroxide solution)
・ Organic acid (malonic acid)
Content: 2% by weight
Particle size measurement: Laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (Horiba, Ltd .: LA920)

図2は、ヒュームドシリカの比表面積が50m/gである実施例1の粒度分布を示している。図2に示すグラフから粒度分布の半価幅W1は0.025μmであることがわかる。図3は、ヒュームドシリカの比表面積が90m/gである実施例2の粒度分布を示している。図3に示すグラフから粒度分布の半価幅W2は0.045μmであることがわかる。図4は、ヒュームドシリカの比表面積が130m/gである実施例3の粒度分布を示している。図4に示すグラフから粒度分布の半価幅W3は0.05μmであることがわかる。図5は、ヒュームドシリカの比表面積が200m/gである比較例1の粒度分布を示している。図5に示すグラフから粒度分布の半価幅W4は0.1μmであることがわかる。 FIG. 2 shows the particle size distribution of Example 1 in which the specific surface area of fumed silica is 50 m 2 / g. It can be seen from the graph shown in FIG. 2 that the half-value width W1 of the particle size distribution is 0.025 μm. FIG. 3 shows the particle size distribution of Example 2 in which the specific surface area of fumed silica is 90 m 2 / g. From the graph shown in FIG. 3, it can be seen that the half width W2 of the particle size distribution is 0.045 μm. FIG. 4 shows the particle size distribution of Example 3 in which the specific surface area of fumed silica is 130 m 2 / g. It can be seen from the graph shown in FIG. 4 that the half-value width W3 of the particle size distribution is 0.05 μm. FIG. 5 shows the particle size distribution of Comparative Example 1 in which the specific surface area of fumed silica is 200 m 2 / g. It can be seen from the graph shown in FIG. 5 that the half width W4 of the particle size distribution is 0.1 μm.

次に各実施例を用いて金属膜であるタングステン(W)膜および酸化膜であるTEOS(Tetraethoxysilane)膜の研磨を行い、研磨レートを測定した。研磨レートは、単位時間当たりに研磨によって除去された膜厚み(Å)である。なお、比較例1は、粘性が非常に高く、凝集粒子が数多く存在するため、研磨レートを測定することができなかった。   Next, using each example, a tungsten (W) film as a metal film and a TEOS (Tetraethoxysilane) film as an oxide film were polished, and the polishing rate was measured. The polishing rate is the film thickness (Å) removed by polishing per unit time. In Comparative Example 1, since the viscosity was very high and there were many aggregated particles, the polishing rate could not be measured.

図6は、各実施例を用いたときのW膜の研磨レート測定結果を示す図である。図7は、各実施例を用いたときのTEOS膜の研磨レート測定結果を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing the results of measuring the polishing rate of the W film when each example is used. FIG. 7 is a diagram showing the results of measuring the TEOS film polishing rate when each example is used.

W膜研磨時およびTEOS膜研磨時の研磨レートは以下のような条件で測定した。
研磨パッド回転数:120rpm
キャリア回転数 :64rpm
スラリー流量 :26ml/min
研磨時間 :60秒間
研磨加重 :5psi(3.4×10Pa)
The polishing rate during W film polishing and TEOS film polishing was measured under the following conditions.
Polishing pad rotation speed: 120 rpm
Carrier rotation speed: 64 rpm
Slurry flow rate: 26 ml / min
Polishing time: 60 seconds Polishing load: 5 psi (3.4 × 10 4 Pa)

図6に示すように、ヒュームドシリカの比表面積が大きいほどW膜の研磨レートが高いことがわかる。また、図7に示すように、TEOS膜の研磨レートは、ヒュームドシリカの比表面積にかかわらずほぼ一定であることがわかる。   As shown in FIG. 6, it can be seen that the larger the specific surface area of fumed silica, the higher the polishing rate of the W film. Further, as shown in FIG. 7, it can be seen that the polishing rate of the TEOS film is substantially constant regardless of the specific surface area of the fumed silica.

図8は、W膜研磨レートとTEOS膜研磨レートとの比である選択比を示す図である。上記のような研磨レートを示す特性により、各実施例の選択比は、ヒュームドシリカの比表面積が大きいほど大きくなり、ヒュームドシリカの比表面積が小さいほど小さくなることがわかる。   FIG. 8 is a diagram showing a selection ratio which is a ratio between the W film polishing rate and the TEOS film polishing rate. It can be seen from the above characteristics indicating the polishing rate that the selectivity of each example increases as the specific surface area of fumed silica increases, and decreases as the specific surface area of fumed silica decreases.

金属膜は、酸化剤により酸化され表面状態が非常に脆くなる。そこに濃度が同じであって、半価幅が小さく、比表面積が異なるヒュームドシリカを用いた場合、比表面積が大きいヒュームドシリカは粒子の数が比表面積の小さいものと比較して多く組成物中に存在するため、研磨レートが早くなるものと考えられる。一方、酸化膜は、酸性下でその表面が金属膜表面よりも硬く、粒子の数に左右されず、すなわち比表面積に左右されず研磨レートが一定であるものと考えられる。   The metal film is oxidized by the oxidizing agent and the surface state becomes very brittle. When fumed silica with the same concentration, small half width, and different specific surface area is used, fumed silica with a large specific surface area has a larger number of particles compared to those with a small specific surface area. It is considered that the polishing rate becomes faster because it exists in the object. On the other hand, it is considered that the surface of the oxide film is harder than that of the metal film under acidity, and does not depend on the number of particles, that is, does not depend on the specific surface area and has a constant polishing rate.

このように、ヒュームドシリカの比表面積および粒度分布における半価幅を所定の範囲に調整することにより、ヒュームドシリカを含む金属膜研磨用組成物の選択比を制御することが可能となる。従来金属膜研磨を行う際は、試行錯誤により研磨段階ごとに最適な研磨条件を見出し、見出した研磨条件を変更しながら平坦化を行う必要があった。たとえば、初期段階では、研磨パッド回転数65rpm、キャリア回転数65rpm、スラリー流量150ml/min、研磨加重5psi(3.4×10Pa)の条件で研磨行い、終了段階では、研磨パッド回転数60rpm、キャリア回転数60rpm、スラリー流量100ml/min、研磨加重3psi(2.1×10Pa)の条件に変更して研磨を行うことになる。 Thus, by adjusting the specific surface area of the fumed silica and the half-value width in the particle size distribution to a predetermined range, the selection ratio of the metal film polishing composition containing fumed silica can be controlled. Conventionally, when performing metal film polishing, it has been necessary to find the optimum polishing conditions for each polishing stage by trial and error, and to perform planarization while changing the found polishing conditions. For example, in the initial stage, polishing is performed under the conditions of a polishing pad rotational speed of 65 rpm, a carrier rotational speed of 65 rpm, a slurry flow rate of 150 ml / min, and a polishing load of 5 psi (3.4 × 10 4 Pa), and in the final stage, the polishing pad rotational speed of 60 rpm. Then, polishing is performed by changing the conditions to a carrier rotation speed of 60 rpm, a slurry flow rate of 100 ml / min, and a polishing load of 3 psi (2.1 × 10 4 Pa).

本発明の金属膜研磨用組成物は、選択比を制御することが可能であるので、最適な研磨条件を見出すための試行錯誤は不要で、さらに研磨段階が変わっても、選択比が異なるスラリーを供給するだけでよく、研磨条件を変更する必要もなくなるという効果を発揮する。   Since the metal film polishing composition of the present invention can control the selection ratio, trial and error for finding the optimum polishing conditions is not necessary, and even if the polishing stage changes, the slurry having a different selection ratio. It is only necessary to supply, and it is not necessary to change the polishing conditions.

上記では、金属膜としてタングステン膜を用いたが、これはタングステン膜の研磨に対して顕著な効果が見られるからであり、選択比の制御が可能という本発明の効果は、アルミニウム膜、銅膜などの金属膜を用いた場合でも同様に発揮される。   In the above, a tungsten film is used as the metal film. This is because a remarkable effect is seen with respect to the polishing of the tungsten film. Even when a metal film such as is used, the same effect is obtained.

半価幅を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a half value width. 金属膜研磨用組成物(実施例1)の粒度分布を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution of the composition for metal film polishing (Example 1). 金属膜研磨用組成物(実施例2)の粒度分布を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution of the composition for metal film polishing (Example 2). 金属膜研磨用組成物(実施例3)の粒度分布を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution of the composition for metal film polishing (Example 3). 金属膜研磨用組成物(比較例1)の粒度分布を示す図である。It is a figure which shows the particle size distribution of the composition for metal film polishing (comparative example 1). 各実施例を用いたときのW膜の研磨レート測定結果を示す図である。It is a figure which shows the polishing rate measurement result of W film | membrane when using each Example. 各実施例を用いたときのTEOS膜の研磨レート測定結果を示す図である。It is a figure which shows the polishing rate measurement result of a TEOS film when using each Example. W膜研磨レートとTEOS膜研磨レートとの比である選択比を示す図である。It is a figure which shows the selection ratio which is ratio of W film | membrane polishing rate and TEOS film | membrane polishing rate.

Claims (4)

砥粒としてヒュームドシリカを含む金属膜研磨用組成物であって、
前記ヒュームドシリカの比表面積が50m/g以上190m/g以下であり、粒度分布における半価幅が0.1μm未満であることを特徴とする金属膜研磨用組成物。
A metal film polishing composition containing fumed silica as abrasive grains,
A metal film polishing composition, wherein the fumed silica has a specific surface area of 50 m 2 / g or more and 190 m 2 / g or less, and a half-value width in a particle size distribution is less than 0.1 μm.
酸化剤および有機酸をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の金属膜研磨用組成物。   The metal film polishing composition according to claim 1, further comprising an oxidizing agent and an organic acid. 前記酸化剤が、ヨウ素酸塩、過酸化物、硝酸塩、酸化物金属、塩化物金属からなる群より選ばれる1種または2種以上であることを特徴とする請求項2記載の金属膜研磨用組成物。   3. The metal film polishing apparatus according to claim 2, wherein the oxidizing agent is one or more selected from the group consisting of iodate, peroxide, nitrate, oxide metal, and chloride metal. Composition. 前記有機酸が、マロン酸、乳酸、ピロリン酸、酢酸、リン酸、カルボン酸、フタル酸、シュウ酸、アミノ酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸、ニコチン酸、アジピン酸、およびこれらの誘導体からなる群より選択される1種または2種以上であることを特徴とする請求項2記載の金属膜研磨用組成物。   The organic acid is a group consisting of malonic acid, lactic acid, pyrophosphoric acid, acetic acid, phosphoric acid, carboxylic acid, phthalic acid, oxalic acid, amino acid, malic acid, citric acid, tartaric acid, nicotinic acid, adipic acid, and derivatives thereof The metal film polishing composition according to claim 2, wherein the composition is one or more selected from the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010158747A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Nitta Haas Inc Polishing compound
CN106687552A (en) * 2014-09-12 2017-05-17 信越化学工业株式会社 Polishing composition and polishing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010158747A (en) * 2009-01-08 2010-07-22 Nitta Haas Inc Polishing compound
CN106687552A (en) * 2014-09-12 2017-05-17 信越化学工业株式会社 Polishing composition and polishing method
KR20170054397A (en) 2014-09-12 2017-05-17 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Polishing composition and polishing method
CN106687552B (en) * 2014-09-12 2019-09-03 信越化学工业株式会社 Abrasive composition and grinding method

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