JP2006352096A - Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing method, and kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットに関する。 The present invention relates to a chemical mechanical polishing aqueous dispersion, a chemical mechanical polishing method, and a kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion.
更に詳しくは、半導体装置の製造工程に用いられる化学機械研磨用水系分散体であって、半導体基板上に設けられた各種の被研磨材料の各々を高い効率で化学機械的に研磨することができ、かつ十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得ることができる化学機械研磨用水系分散体及びそれを用いた化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットに関する。 More specifically, it is an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing used in the manufacturing process of a semiconductor device, and each of various materials to be polished provided on a semiconductor substrate can be chemically mechanically polished with high efficiency. And a chemical mechanical polishing aqueous dispersion capable of obtaining a sufficiently flat and highly accurate finished surface, a chemical mechanical polishing method using the same, and a kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion .
近年、半導体装置の高密度化に伴い、形成される配線の微細化が進んでいる。この配線の更なる微細化を達成することができる技術として、ダマシン法と呼ばれる技術が知られている。この方法は、絶縁材中に形成された溝等に配線材料を埋め込んだ後、化学機械研磨により溝以外に堆積した余剰な配線材料を除去することによって、所望の配線を形成する方法である。ここで、配線材料として銅又は銅合金を用いる場合には、銅又は銅合金と絶縁体との界面に、銅原子の絶縁体中へのマイグレーション(migration)を避けるため、通常、タンタル、窒化タンタル、窒化チタン等を材料とするバリアメタル膜が形成される。 In recent years, with the increase in the density of semiconductor devices, miniaturization of formed wirings has progressed. As a technique that can achieve further miniaturization of the wiring, a technique called a damascene method is known. This method is a method of forming a desired wiring by embedding a wiring material in a groove or the like formed in an insulating material and then removing excess wiring material deposited other than the groove by chemical mechanical polishing. Here, when copper or a copper alloy is used as a wiring material, tantalum or tantalum nitride is usually used to avoid migration of copper atoms into the insulator at the interface between copper or the copper alloy and the insulator. A barrier metal film made of titanium nitride or the like is formed.
銅又は銅合金を配線材料として用いる半導体装置の製造においてダマシン法を採用する場合、その化学機械研磨の方法は種々であるが、主として銅又は銅合金を除去する第一研磨処理工程と、主としてバリアメタル膜を除去する第二研磨処理工程からなる2段階の化学機械研磨が好ましく行われている。 When the damascene method is employed in the manufacture of a semiconductor device using copper or a copper alloy as a wiring material, there are various chemical mechanical polishing methods. The first polishing process step mainly removes copper or the copper alloy, and mainly the barrier. Two-stage chemical mechanical polishing comprising a second polishing treatment step for removing the metal film is preferably performed.
ここで、第二研磨処理工程においては、第一研磨処理工程において配線部分に少なからず発生するディッシングやエロージョンといった凹状の表面欠陥を修正して、高度に平坦化された被研磨面を得るために、配線部分以外のバリアメタル膜を除去するのみならず、バリアメタル膜を除去した後に露出する絶縁膜も少し研磨することが行われている。このとき、絶縁膜の他に、配線部分においては、配線材料である銅又は銅合金と、配線材料と絶縁膜との間に形成されたバリアメタル膜とを同時に化学機械研磨することとなる。 Here, in the second polishing treatment step, in order to obtain a highly flat surface to be polished by correcting concave surface defects such as dishing and erosion that occur in the wiring portion in the first polishing treatment step. In addition to removing the barrier metal film other than the wiring portion, the insulating film exposed after removing the barrier metal film is slightly polished. At this time, in addition to the insulating film, in the wiring portion, copper or copper alloy as a wiring material and a barrier metal film formed between the wiring material and the insulating film are simultaneously subjected to chemical mechanical polishing.
そこで、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得るためには、第二研磨処理工程において使用される化学機械研磨用水系分散体は、銅又は銅合金、バリアメタル膜、および絶縁膜の除去速度が相等しいものであることが望ましい。 Therefore, in order to obtain a sufficiently flat finished surface with high accuracy, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion used in the second polishing process is made of copper or a copper alloy, a barrier metal film, and an insulating film. It is desirable that the removal rates are equal.
このような目的のもと、特開2001−196336号公報には、研磨剤、酸化剤及び特定の研磨速度調整剤を含有する化学機械研磨用水系分散体が開示されており、その実施例において、銅膜の研磨速度RCuとバリアメタル膜の研磨速度RBMの比RCu/RBMが0.66〜1.11であり、銅膜の研磨速度RCuと絶縁膜の研磨速度RInの比RCu/RInが0.72〜1.42である化学機械研磨用水系分散体を第二研磨処理工程に用いた2段階研磨を行なっている。 Under such a purpose, JP 2001-196336 A discloses an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing containing an abrasive, an oxidizing agent, and a specific polishing rate adjusting agent. , the ratio R Cu / R BM of the polishing rate R BM of the polishing rate R Cu and the barrier metal film of copper film is 0.66 to 1.11, the polishing speed R an in the polishing rate R Cu and the insulating film of the copper film The two-stage polishing is performed using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion having a ratio R Cu / R In of 0.72 to 1.42 in the second polishing treatment step.
ところで、従来から、半導体装置における絶縁膜としては、化学蒸着法(CVD(Chemical Vapor Deposit)法)などの真空プロセスで形成された酸化シリコン膜が多用されているが、この真空プロセスによって形成された酸化シリコン膜は、誘電率が比較的高いものである。 Conventionally, as an insulating film in a semiconductor device, a silicon oxide film formed by a vacuum process such as a chemical vapor deposition method (CVD (Chemical Vapor Deposition) method) has been widely used. The silicon oxide film has a relatively high dielectric constant.
近年、半導体装置の性能向上を目的として、絶縁膜の低誘電率化が進んでおり、低誘電率絶縁膜材料を用いた半導体装置が開発されている。低誘電率絶縁膜材料としては、例えばケイ素含有化合物をプラズマ重合して得られる絶縁膜、ポリシロキサン、ポリシラザン、ポリアリーレンエーテル、ポリベンゾオキサゾール、ポリイミド、シルセスキオキサン等を挙げることができる。 In recent years, for the purpose of improving the performance of a semiconductor device, the dielectric constant of the insulating film has been reduced, and a semiconductor device using a low dielectric constant insulating film material has been developed. Examples of the low dielectric constant insulating film material include an insulating film obtained by plasma polymerization of a silicon-containing compound, polysiloxane, polysilazane, polyarylene ether, polybenzoxazole, polyimide, silsesquioxane, and the like.
しかし、これらの低誘電率絶縁膜は、真空プロセスによって形成された酸化シリコン膜に比べて機械的強度が小さく、柔らかくて脆いため、これらの材料を絶縁膜とする半導体基板をダマシン法によって製造するにあたり、従来知られている化学機械研磨用水系分散体を用いて化学機械研磨を施すと、被研磨体である半導体基板にスクラッチや剥がれが発生することがあり、製品の歩留まり上問題となっている。
本発明は、上記事情を鑑みなされたものであり、その目的は、各種被研磨体を高い効率で研磨することができ、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得ることができるとともに、機械的強度の弱い低誘電率材料を絶縁膜として有する半導体基板を化学機械研磨しても、被研磨体である半導体基板におけるスクラッチや剥がれの発生を低減することができる化学機械研磨用水系分散体及びそれを用いる化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to be able to polish various objects to be polished with high efficiency, and to obtain a sufficiently flat finished surface with high precision, An aqueous dispersion for chemical mechanical polishing that can reduce the occurrence of scratches and peeling in a semiconductor substrate to be polished even when the semiconductor substrate having a low dielectric constant material with low mechanical strength as an insulating film is chemically mechanically polished. And a chemical mechanical polishing method using the same, and a kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing.
本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体は、
(A)成分:無機粒子、
(B)成分:有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、
(C)成分:キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、
(D)成分:ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、
(E)成分:酸化剤、及び
(F)成分:水
を含み、
前記(A)成分の配合量が0.05〜2.0質量%であり、前記(B)成分の配合量が0.005〜1.5質量%であり、前記(A)成分の配合量(WA)と前記(B)成分の配合量(WB)との比(WA/WB)が0.1〜200であり、かつ、pHが1〜5である。
The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first aspect of the present invention comprises:
(A) component: inorganic particles,
(B) component: at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles,
(C) component: at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid,
(D) component: at least one selected from the group consisting of benzotriazole and its derivatives,
(E) component: oxidizing agent, and (F) component: containing water,
The amount of the component (A) is 0.05 to 2.0% by mass, the amount of the component (B) is 0.005 to 1.5% by mass, and the amount of the component (A) is The ratio (W A / W B ) between (W A ) and the blending amount (W B ) of the component ( B ) is 0.1 to 200, and the pH is 1 to 5.
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記(C)成分の配合量が0.005〜3.0質量%であることができる。 In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the amount of the component (C) may be 0.005 to 3.0% by mass.
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記(A)成分がシリカ粒子であることができる。 In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the component (A) may be silica particles.
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記(D)成分がベンゾトリアゾールであり、かつ、その配合量が0.01〜5.0質量%であることができる。 In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the component (D) may be benzotriazole, and the blending amount may be 0.01 to 5.0% by mass.
上記化学機械研磨用水系分散体において、前記(E)成分が過酸化水素であり、かつ、その配合量が0.01〜5.0質量%であることができる。 In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the component (E) may be hydrogen peroxide, and the amount thereof may be 0.01 to 5.0% by mass.
本発明の第2の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットは、液(I)および液(II)を混合して、上記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットであって、
前記液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、及び(F)水を含む水系分散体であり、
前記液(II)は、(E)酸化剤および(F)水を含む。
The kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the second aspect of the present invention comprises mixing the liquid (I) and the liquid (II) to prepare the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. A kit,
The liquid (I) is at least one selected from the group consisting of (A) inorganic particles, (B) organic particles and organic-inorganic composite particles, (C) quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid ( However, quinolinic acid is excluded.) And at least one selected from the group consisting of hydroxyl acids, (D) at least one selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof, and (F) an aqueous dispersion containing water And
The liquid (II) contains (E) an oxidizing agent and (F) water.
本発明の第3の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットは、液(I)および液(II)を混合して、前記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットであって、
前記液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む水系分散体であり、
前記液(II)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む。
The kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the third aspect of the present invention is for mixing the liquid (I) and the liquid (II) to prepare the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. A kit,
The liquid (I) is an aqueous dispersion containing (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, and (F) water.
The liquid (II) comprises (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, and (F) water. Including.
本発明の第4の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットは、液(I)、液(II)、および液(III)を混合して、上記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットであって、
前記液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む水系分散体であり、
前記液(II)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含み、
前記液(III)は、(E)酸化剤および(F)水を含む。
The kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the fourth aspect of the present invention comprises mixing the liquid (I), the liquid (II), and the liquid (III) to obtain the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. A kit for preparing the body,
The liquid (I) is an aqueous dispersion containing (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, and (F) water.
The liquid (II) comprises (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, and (F) water. Including
The liquid (III) contains (E) an oxidizing agent and (F) water.
上記キットにおいて、前記液(I)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、および(E)酸化剤から選ばれる1種類以上の成分をさらに含むことができる。 In the kit, the liquid (I) is (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, (D ) At least one selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof, and (E) one or more components selected from oxidizing agents.
上記キットにおいて、前記液(II)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、及び(E)酸化剤から選ばれる1種類以上の成分をさらに含むことができる。 In the kit, the liquid (II) is at least one selected from the group consisting of (A) inorganic particles, (B) organic particles, and organic-inorganic composite particles, and (D) a group consisting of benzotriazole and derivatives thereof. It can further contain at least one selected from one or more components selected from (E) an oxidizing agent.
本発明の第5の態様の化学機械研磨方法は、銅膜、バリアメタル膜及び絶縁膜を、同一の条件においてそれぞれ化学機械研磨した場合に、銅膜の研磨速度RCuとバリアメタル膜の研磨速度RBMの比RCu/RBMが50以上であり、かつ、銅膜の研磨速度RCuと絶縁膜の研磨速度RInの比RCu/RInが50以上である化学機械研磨用水系分散体を使用して被研磨体を化学機械研磨した後、上記第1の態様の化学機械研磨用水系分散体を使用して該被研磨体を化学機械研磨することを含む。 In the chemical mechanical polishing method of the fifth aspect of the present invention, when the copper film, the barrier metal film, and the insulating film are respectively chemically mechanically polished under the same conditions, the polishing rate R Cu of the copper film and the polishing of the barrier metal film are performed. the ratio R Cu / R BM rate R BM is 50 or more, and the chemical mechanical polishing aqueous ratio R Cu / R in the polishing rate R an in the polishing rate R Cu and the insulating film of the copper film is 50 or more After chemical mechanical polishing of the object to be polished using the dispersion, the object to be polished is subjected to chemical mechanical polishing using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of the first aspect.
上記化学機械研磨用水系分散体及びそれを用いる化学機械研磨方法、ならびに上記化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットによれば、各種被研磨体を高い効率で研磨することができ、十分に平坦化された精度の高い仕上げ面を得ることができるとともに、機械的強度の弱い低誘電率材料を絶縁膜として有する半導体基板を化学機械研磨しても、被研磨体である半導体基板におけるスクラッチや剥がれの発生を低減することができる。 According to the chemical mechanical polishing aqueous dispersion and the chemical mechanical polishing method using the same, and the kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, it is possible to polish various objects to be polished with high efficiency, Even if a semiconductor substrate having a low dielectric constant material with low mechanical strength as an insulating film can be obtained by a chemical mechanical polishing, a sufficiently flat finished surface with high accuracy can be obtained. The occurrence of scratches and peeling can be reduced.
1.化学機械研磨用水系分散体
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、(A)成分:無機粒子、(B)成分:有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(C)成分:キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)成分:ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、(E)成分:酸化剤、及び(F)成分:水を含む。前記化学機械研磨用水系分散体において、(A)成分の配合量が0.05〜2.0質量%であり、(B)成分の配合量が0.005〜1.5質量%であり、(A)成分の配合量(WA)と(B)成分の配合量(WB)との比(WA/WB)が0.1〜200であり、かつ、pHが1〜5である。本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、上述の各成分を水系媒体に溶解及び/又は分散したものである。
1. Chemical mechanical polishing aqueous dispersion The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is composed of (A) component: inorganic particles, (B) component: organic particles and organic-inorganic composite particles. At least one selected from component (C): at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, component (D) : At least one selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof, (E) component: oxidizing agent, and (F) component: water. In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, the blending amount of the component (A) is 0.05 to 2.0 mass%, the blending amount of the component (B) is 0.005 to 1.5 mass%, (a) the amount of component (W a) and (B) the amount of component (W B) and the ratio of (W a / W B) is 0.1 to 200, and a pH of 1-5 is there. The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is obtained by dissolving and / or dispersing the above-described components in an aqueous medium.
以下、本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される各成分について詳述する。 Hereinafter, each component blended in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.
1.1.(A)成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(A)成分(以下、「(A)無機粒子」ともいう。)は、無機粒子である。(A)無機粒子としては、例えばシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、セリア等を挙げることができる。シリカとしては、例えば、ヒュームド法シリカ、ゾルゲル法により合成されたシリカ、ヒュームド法シリカ等を挙げることができる。ヒュームド法シリカは、気相中で塩化ケイ素等を酸素及び水と反応させることにより得ることができる。ゾルゲル法により合成されたシリカは、アルコキシケイ素化合物を原料として、加水分解反応及び/又は縮合反応により得ることができる。コロイダルシリカは、例えば予め精製した原料を使用した無機コロイド法等により得ることができる。
1.1. (A) component (A) component (henceforth "(A) inorganic particle") mix | blended with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on the 1st Embodiment of this invention is inorganic particle. Examples of (A) inorganic particles include silica, alumina, titania, zirconia, and ceria. Examples of the silica include fumed silica, silica synthesized by a sol-gel method, and fumed silica. Fumed silica can be obtained by reacting silicon chloride or the like with oxygen and water in the gas phase. Silica synthesized by the sol-gel method can be obtained by hydrolysis and / or condensation reaction using an alkoxysilicon compound as a raw material. Colloidal silica can be obtained, for example, by an inorganic colloid method using a raw material purified in advance.
(A)無機粒子としては、上記のうち、シリカがより好ましい。 (A) Among the above, silica is more preferable as the inorganic particles.
(A)無機粒子としては、不純物金属含有量を、砥粒に対して好ましくは10ppm以下、より好ましくは5ppm以下、更に好ましくは3ppm以下、特に1ppm以下にすることが好ましい。不純物金属としては、例えば鉄、ニッケル、亜鉛等を挙げることができる。 (A) As an inorganic particle, it is preferable that impurity metal content shall be 10 ppm or less with respect to an abrasive grain, More preferably, it is 5 ppm or less, More preferably, it is 3 ppm or less, Especially 1 ppm or less. Examples of the impurity metal include iron, nickel, and zinc.
(A)無機粒子の平均分散粒子径は、好ましくは5〜1,000nmであり、より好ましくは7〜700nmであり、更に好ましくは10〜500nmである。この範囲の平均分散粒径の砥粒を使用することにより、研磨速度と被研磨面の平滑性等の品質とを両立することができる。 (A) The average dispersed particle diameter of the inorganic particles is preferably 5 to 1,000 nm, more preferably 7 to 700 nm, and still more preferably 10 to 500 nm. By using abrasive grains having an average dispersed particle diameter in this range, both the polishing rate and the quality such as the smoothness of the surface to be polished can be achieved.
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(A)無機粒子の配合量は、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して0.05〜2.0質量%であるが、好ましくは0.1〜2.0質量%であり、より好ましくは0.1〜1.5質量%である。(A)無機粒子の配合量を、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して0.05〜2.0質量%とすることにより、低誘電率の絶縁膜のダメージを最小にするとともに、大きな研磨速度の化学機械研磨用水系分散体とすることができる。 The compounding amount of the inorganic particles (A) blended in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is 0.05-2. Although it is 0 mass%, Preferably it is 0.1-2.0 mass%, More preferably, it is 0.1-1.5 mass%. (A) By making the compounding amount of the inorganic particles 0.05 to 2.0% by mass with respect to the total amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, damage to the insulating film having a low dielectric constant is minimized. An aqueous dispersion for chemical mechanical polishing having a high polishing rate can be obtained.
1.2.(B)成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(B)成分は、有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種である。
1.2. (B) Component (B) component mix | blended with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles. .
(B)成分として使用可能な有機粒子としては、例えばポリ塩化ビニル、スチレン(共)重合体、ポリアセタール、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、オレフィン(共)重合体、フェノキシ樹脂、アクリル(共)重合体等を挙げることができる。オレフィン(共)重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン等を挙げることができる。アクリル(共)重合体としては、例えばポリメチルメタクリレート等を挙げることができる。 Examples of organic particles usable as the component (B) include polyvinyl chloride, styrene (co) polymer, polyacetal, polyester, polyamide, polycarbonate, olefin (co) polymer, phenoxy resin, acrylic (co) polymer, and the like. Can be mentioned. Examples of the olefin (co) polymer include polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, and the like. Examples of the acrylic (co) polymer include polymethyl methacrylate.
また、(B)成分として使用可能な有機無機複合粒子としては、上記の有機粒子と無機粒子とが、化学機械研磨工程の際に容易に分離しない程度に一体に形成されていればよく、その種類、構成等は特に限定されない。有機無機複合粒子に使用可能な無機粒子としては、例えば上記(A)無機粒子として例示したものを用いることができる。 Moreover, as the organic-inorganic composite particles usable as the component (B), it is sufficient that the organic particles and the inorganic particles are integrally formed to such an extent that they are not easily separated during the chemical mechanical polishing step. The type, configuration, etc. are not particularly limited. As an inorganic particle which can be used for an organic inorganic composite particle, what was illustrated as said (A) inorganic particle can be used, for example.
有機無機複合粒子は、例えば以下の構成を採ることができる。 The organic-inorganic composite particles can take the following configuration, for example.
(i)有機粒子の存在下で金属又はケイ素のアルコキシド化合物を重縮合させて得られた有機無機複合粒子。ここで、金属又はケイ素のアルコキシド化合物としては、例えばアルコキシシラン、アルミニウムアルコキシド、チタンアルコキシド等を挙げることができる。この場合、精製する重縮合体は、有機粒子が有する官能基に直接結合されていてもよいし、適当なカップリング剤(例えばシランカップリング剤等)を介して結合さていてもよい。 (I) Organic-inorganic composite particles obtained by polycondensation of metal or silicon alkoxide compounds in the presence of organic particles. Here, examples of the metal or silicon alkoxide compound include alkoxysilane, aluminum alkoxide, and titanium alkoxide. In this case, the polycondensate to be purified may be directly bonded to the functional group of the organic particles, or may be bonded via an appropriate coupling agent (for example, a silane coupling agent).
(ii)相異なる符号のゼータ電位を有する有機粒子と無機粒子が、静電力によって結合している有機無機複合粒子。この場合、有機粒子のゼータ電位の符号と無機粒子のゼータ電位の符号とが異なるpH領域において両者を混合することにより形成された複合粒子であってもよく、あるいは、有機粒子のゼータ電位の符号と無機粒子のゼータ電位の符号とが同じpH領域で両者を混合した後、有機粒子のゼータ電位と無機粒子のゼータ電位の符号とが異なるpH領域に液性を変化させることにより形成された複合粒子であってもよい。 (Ii) Organic-inorganic composite particles in which organic particles and inorganic particles having zeta potentials with different signs are combined by electrostatic force. In this case, it may be a composite particle formed by mixing both in a pH range where the sign of the zeta potential of the organic particle and the sign of the zeta potential of the inorganic particle are different, or the sign of the zeta potential of the organic particle. Formed by changing the liquidity to a pH range where the zeta potential of organic particles and the zeta potential of inorganic particles are different from each other after mixing both in the same pH range. It may be a particle.
(iii)上記(ii)の複合粒子の存在下で、金属又はケイ素のアルコキシド化合物を重縮合させて得られた有機無機複合粒子。ここで、金属又はケイ素のアルコキシド化合物としては、上記(1)の場合と同様のものを使用することができる。 (Iii) Organic-inorganic composite particles obtained by polycondensation of a metal or silicon alkoxide compound in the presence of the composite particles of (ii) above. Here, as the metal or silicon alkoxide compound, the same compounds as in the above (1) can be used.
(B)成分の粒子の平均分散粒子径は、好ましくは20〜5,000nmであり、より好ましくは30〜2,000nmであり、更に好ましくは50〜1,000nmである。この範囲の平均分散粒径とすることにより、良好な被研磨面と研磨速度とのバランスを図ることができる。 The average dispersed particle size of the component (B) particles is preferably 20 to 5,000 nm, more preferably 30 to 2,000 nm, and still more preferably 50 to 1,000 nm. By setting the average dispersed particle size within this range, a good balance between the polished surface and the polishing rate can be achieved.
(B)成分の配合量は、本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体の総量に対して0.005〜1.5質量%であり、好ましくは0.01〜1.0質量%であり、より好ましくは0.05〜0.5質量%である。(B)成分の配合量を、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して0.005〜1.5質量%とすることにより、配線部分のディッシング及び基板上の欠陥をともに最小限とする化学機械研磨用水系分散体とすることができる。 (B) The compounding quantity of a component is 0.005-1.5 mass% with respect to the total amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on the 1st Embodiment of this invention, Preferably it is 0.01-1. It is 0.0 mass%, More preferably, it is 0.05-0.5 mass%. (B) By making the compounding quantity of component 0.005-1.5 mass% with respect to the total amount of the said chemical mechanical polishing aqueous dispersion, both dishing of wiring parts and defects on the substrate are minimized. It can be set as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion.
(A)成分の配合量(WA)と(B)成分の配合量(WB)との比(WA/WB)は0.1〜200であり、好ましくは0.5〜150であり、より好ましくは1〜100である。両粒子の比(WA/WB)を0.1〜200とすることにより、特に低誘電率材料を絶縁膜として有する半導体装置を化学機械研磨する際に、絶縁膜のダメージ及び配線部分のディッシングをともに最小限にする化学機械研磨用水系分散体とすることができる。 (A) the amount of component (W A) and (B) the amount of component (W B) ratio of (W A / W B) is 0.1 to 200, preferably 0.5 to 150 Yes, more preferably 1-100. By setting the ratio of both particles (W A / W B ) to 0.1 to 200, particularly when a semiconductor device having a low dielectric constant material as an insulating film is chemically mechanically polished, damage to the insulating film and the wiring portion A chemical mechanical polishing aqueous dispersion that minimizes dishing can be obtained.
1.3.(C)成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(C)成分は、キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種である。
1.3. (C) Component (C) component mix | blended with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention excludes quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, and divalent organic acids (however, quinolinic acid is excluded). And at least one selected from the group consisting of hydroxyl acids.
(C)成分は、炭素数4以上の化合物であるのがより好ましい。炭素数4以上の2価のカルボン酸としては、例えばマレイン酸、コハク酸、フマル酸、グルタル酸、アジピン酸等を挙げることができる。炭素数4以上のヒドロキシル酸としては、例えばクエン酸、リンゴ酸、酒石酸等を挙げることができる。 The component (C) is more preferably a compound having 4 or more carbon atoms. Examples of the divalent carboxylic acid having 4 or more carbon atoms include maleic acid, succinic acid, fumaric acid, glutaric acid, and adipic acid. Examples of the hydroxyl acid having 4 or more carbon atoms include citric acid, malic acid, tartaric acid and the like.
(C)成分としては、キナルジン酸(2−キノリンカルボン酸)、キノリン酸(2,3−ピリジンジカルボン酸)、マレイン酸、クエン酸、およびリンゴ酸から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。 The component (C) is more preferably at least one selected from quinaldic acid (2-quinolinecarboxylic acid), quinolinic acid (2,3-pyridinedicarboxylic acid), maleic acid, citric acid, and malic acid. .
(C)成分の配合量は、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して好ましくは0.005〜3.0質量%であり、より好ましくは0.01〜2.0質量%である。(C)成分の配合量を0.005〜3.0質量%とすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。 The amount of component (C) is preferably 0.005 to 3.0% by mass, more preferably 0.01 to 2.0% by mass, based on the total amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. . By setting the blending amount of the component (C) to 0.005 to 3.0% by mass, a balance between the polishing rate and a good surface to be polished can be achieved.
1.4.(D)成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(D)成分は、ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種である。ここで、「ベンゾトリアゾール誘導体」とは、ベンゾトリアゾールが有する一個又は二個以上の水素原子を、例えばカルボキシル基、メチル基、アミノ基、ヒドロキシル基等の官能基で置換したものをいう。
1.4. (D) component (D) component mix | blended with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on the 1st Embodiment of this invention is at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a benzotriazole and its derivative (s). Here, the “benzotriazole derivative” refers to one obtained by substituting one or two or more hydrogen atoms of benzotriazole with a functional group such as a carboxyl group, a methyl group, an amino group, or a hydroxyl group.
(D)成分としては、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール、4−カルボキシベンゾトリアゾール及びその塩、7―カルボキベンゾトリアゾール及びその塩、ベンゾトリアゾールブチルエステル、1−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール、1−(2,3−ジヒドロキシプロピル)−ベンゾトリアゾール、1−(2−ヒドロキシエチル)−ベンゾトリアゾール、2−(ベンゾトリアジイル)−エタンスルホン酸及びその塩、1−(2−エチルヘキシルアミノメチル)−ベンゾトリアゾール等が好ましく、ベンゾトリアゾール、メチルベンゾトリアゾール、4−カルボキシベンゾトリアゾール及びその塩、7―カルボキベンゾトリアゾール及びその塩、ベンゾトリアゾールブチルエステル、1−ヒドロキシメチルベンゾトリアゾール、1−ヒドロキシベンゾトリアゾールがより好ましく、ベンゾトリアゾールが最も好ましい。 As the component (D), benzotriazole, methylbenzotriazole, 4-carboxybenzotriazole and its salt, 7-carboxybenzotriazole and its salt, benzotriazole butyl ester, 1-hydroxymethylbenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole, 1- (2,3-dihydroxypropyl) -benzotriazole, 1- (2-hydroxyethyl) -benzotriazole, 2- (benzotriadiyl) -ethanesulfonic acid and its salts, 1- (2-ethylhexylaminomethyl) -Benzotriazole and the like are preferable, benzotriazole, methylbenzotriazole, 4-carboxybenzotriazole and its salt, 7-carboxybenzotriazole and its salt, benzotriazole butyl ester, 1- Mud carboxymethyl benzotriazole, more preferably 1-hydroxybenzotriazole, benzotriazole is most preferred.
(D)成分の配合量は、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して好ましくは0.01〜5.0質量%であり、より好ましくは0.05〜2.0質量%である。(D)成分の配合量を、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して0.01〜5.0質量%とすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。 The amount of component (D) is preferably 0.01 to 5.0% by mass, more preferably 0.05 to 2.0% by mass, based on the total amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. . The blending amount of the component (D) is 0.01 to 5.0% by mass with respect to the total amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, thereby achieving a balance between the polishing rate and a good surface to be polished. Can do.
1.5.(E)成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(E)成分は、酸化剤(以下、「(E)酸化剤」ともいう。)である。(E)酸化剤としては、例えば、過硫酸塩、過酸化水素、無機酸、有機過酸化物、多価金属塩等を挙げることができる。過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどが挙げられる。無機酸としては、硝酸、硫酸などが挙げられる。有機過酸化物としては、過酢酸、過安息香酸、tert−ブチルハイドロパーオキサイドなどが挙げられる。多価金属塩としては、過マンガン酸化合物、重クロム酸化合物などが挙げられ、より具体的には、過マンガン酸化合物としては、過マンガン酸カリウム等が挙げられ、重クロム酸化合物としては、重クロム酸カリウム等が挙げられる。これらのうち、(E)酸化剤としては、過酸化水素、過硫酸塩及び無機酸がさらに好ましく、過酸化水素が特に好ましい。
1.5. (E) component (E) component mix | blended with the chemical mechanical polishing aqueous dispersion which concerns on the 1st Embodiment of this invention is an oxidizing agent (henceforth "(E) oxidizing agent"). (E) As an oxidizing agent, a persulfate, hydrogen peroxide, an inorganic acid, an organic peroxide, a polyvalent metal salt etc. can be mentioned, for example. Examples of the persulfate include ammonium persulfate and potassium persulfate. Examples of the inorganic acid include nitric acid and sulfuric acid. Examples of the organic peroxide include peracetic acid, perbenzoic acid, tert-butyl hydroperoxide, and the like. Examples of the polyvalent metal salt include permanganic acid compounds and dichromic acid compounds. More specifically, examples of the permanganic acid compounds include potassium permanganate and the like. Examples thereof include potassium dichromate. Among these, as (E) oxidizing agent, hydrogen peroxide, persulfate and inorganic acid are more preferable, and hydrogen peroxide is particularly preferable.
(E)酸化剤の配合量は、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して、好ましくは0.01〜5.0質量%であり、さらに好ましくは0.05〜2.0質量%である。(E)酸化剤の配合量を、前記化学機械研磨用水系分散体の総量に対して0.01〜5.0質量%とすることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。 (E) The compounding amount of the oxidizing agent is preferably 0.01 to 5.0% by mass, more preferably 0.05 to 2.0% by mass, based on the total amount of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. It is. (E) By making the compounding quantity of an oxidizing agent 0.01-5.0 mass% with respect to the total amount of the said aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, the balance between a polishing rate and a favorable to-be-polished surface is aimed at. be able to.
なお、前記化学機械研磨用水系分散体において、(E)酸化剤として過酸化水素を用いる場合、適当な多価金属イオンをさらに含有させてもよい。過酸化水素の存在下で多価金属イオンを含有させることにより、過酸化水素の酸化剤としての機能を促進させることができるとともに、研磨速度をより向上させることができる。 In the chemical mechanical polishing aqueous dispersion, when (E) hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent, an appropriate polyvalent metal ion may be further contained. By containing polyvalent metal ions in the presence of hydrogen peroxide, the function of hydrogen peroxide as an oxidizing agent can be promoted, and the polishing rate can be further improved.
1.6.(F)成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体に配合される(F)成分は、水(以下、「(F)水」ともいう。)である。(F)水は、前記化学機械研磨用水系分散体の水系媒体として機能する。水系媒体としては、(F)水と水に混和する有機溶剤(例えば、アルコール類、アルキレングリコール誘導体等)との混合媒体が挙げられる。より好ましくは、水、あるいは、水と水溶性アルコールとの混合媒体等であり、上記水溶性アルコールとしては、例えばメタノール、エタノール等が挙げられる。さらに好ましくは、水とメタノールとの混合媒体である。
1.6. Component (F) The component (F) blended in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is water (hereinafter also referred to as “(F) water”). (F) Water functions as an aqueous medium of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. Examples of the aqueous medium include (F) a mixed medium of water and an organic solvent miscible with water (for example, alcohols, alkylene glycol derivatives, etc.). More preferably, it is water or a mixed medium of water and a water-soluble alcohol, and examples of the water-soluble alcohol include methanol and ethanol. More preferable is a mixed medium of water and methanol.
1.7.(G)その他の成分
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、上記した成分以外に、必要に応じて(G)その他の成分を含むことができる。(G)その他の成分としては、例えば、界面活性剤、pH調整剤等が挙げられる。
1.7. (G) Other components The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention may contain (G) other components as necessary in addition to the above-described components. Examples of other components (G) include surfactants and pH adjusters.
上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、水溶性ポリマー等が挙げられ、特にアニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤又は水溶性高分子が好ましく用いられる。 Examples of the surfactant include a cationic surfactant, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, a water-soluble polymer, and the like, and in particular, an anionic surfactant and a nonionic surfactant. An activator or a water-soluble polymer is preferably used.
アニオン系界面活性剤としては、例えばカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、リン酸エステル塩等を挙げることができる。カルボン酸塩としては、例えば脂肪酸石鹸、アルキルエーテルカルボン酸塩等を挙げることができ、スルホン酸塩としては、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等を挙げることができ、硫酸エステル塩としては、例えば高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩等を挙げることができ、リン酸エステル塩としては、例えばアルキルリン酸エステル塩などを挙げることができる。これらのうち、スルホン酸塩が好ましく、アルキルベンゼンスルホン酸塩が更に好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウムが特に好ましく用いられる。 Examples of the anionic surfactant include carboxylate, sulfonate, sulfate ester salt, phosphate ester salt and the like. Examples of the carboxylate include fatty acid soaps and alkyl ether carboxylates, and examples of the sulfonate include alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, and α-olefin sulfonate. Examples of sulfate salts include higher alcohol sulfate salts, alkyl ether sulfate salts, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate salts, and phosphate ester salts such as alkyl phosphate ester salts. Can be mentioned. Of these, sulfonates are preferred, alkylbenzene sulfonates are more preferred, and potassium dodecylbenzene sulfonate is particularly preferred.
非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコール型界面活性剤、アセチレングリコール、アセチレングリコールのエチレンオキサイド付加物、アセチレンアルコール等の非イオン性界面活性剤等を挙げることができる。 Examples of the nonionic surfactant include a polyethylene glycol type surfactant, acetylene glycol, an ethylene oxide adduct of acetylene glycol, and a nonionic surfactant such as acetylene alcohol.
上記pH調整剤としては、有機塩基、無機塩基又は無機酸を挙げることができる。 As said pH adjuster, an organic base, an inorganic base, or an inorganic acid can be mentioned.
有機塩基としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルアミン等を挙げることができる。 Examples of the organic base include tetramethylammonium hydroxide and triethylamine.
無機塩基としては、アンモニア、水酸化カリウム等を挙げることができる。 Examples of the inorganic base include ammonia and potassium hydroxide.
無機酸としては、硝酸、硫酸等を挙げることができる。 Examples of the inorganic acid include nitric acid and sulfuric acid.
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体のpHは1〜5であり、好ましくは1.5〜4.5であり、より好ましくは2.0〜4.0である。前記化学機械研磨用水系分散体のpHが1〜5であることにより、研磨速度と良好な被研磨面とのバランスを図ることができる。なお、上記pHの値は、25℃において測定された値であると理解されるべきである。 The pH of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is 1 to 5, preferably 1.5 to 4.5, more preferably 2.0 to 4.0. . When the pH of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is 1 to 5, a balance between the polishing rate and a good surface to be polished can be achieved. It should be understood that the pH value is a value measured at 25 ° C.
1.8.化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体は、調製後にそのまま研磨用組成物として使用できる状態で供給することができる。あるいは、上述の化学機械研磨用水系分散体の各成分を高濃度で含有する研磨用組成物(すなわち濃縮された研磨用組成物)を準備しておき、使用時にこの濃縮された研磨用組成物を希釈して、所望の化学機械研磨用水系分散体を得てもよい。
1.8. Kit for Preparing Chemical Mechanical Polishing Aqueous Dispersion The chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention can be supplied in a state where it can be used as a polishing composition as it is after preparation. Alternatively, a polishing composition containing a high concentration of each component of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion described above (ie, a concentrated polishing composition) is prepared, and this concentrated polishing composition is used at the time of use. May be diluted to obtain the desired chemical mechanical polishing aqueous dispersion.
例えば、本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を複数の液(例えば、2つまたは3つの液)に分けて準備しておき、使用時にこれら複数の液を混合して使用することが可能である。例えば、以下に示す第1〜第3のキットを用いて、複数の液を混合することにより、上述の本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製することができる。 For example, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is prepared by dividing it into a plurality of liquids (for example, two or three liquids), and these liquids are mixed at the time of use. Can be used. For example, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention described above can be prepared by mixing a plurality of liquids using the first to third kits shown below. .
1.8.1.第1のキット
第1のキットは、液(I)および液(II)を混合して、本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットである。第1のキットにおいて、液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含み、液(II)は、(E)酸化剤および(F)水を含む。
1.8.1. First Kit The first kit is a kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention by mixing the liquid (I) and the liquid (II). In the first kit, the liquid (I) is at least one selected from the group consisting of (A) inorganic particles, (B) organic particles and organic-inorganic composite particles, (C) quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, 2 At least one selected from the group consisting of divalent organic acids (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acids, (D) at least one selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof, and (F) water The liquid (II) contains (E) an oxidizing agent and (F) water.
第1のキットを構成する液(I)および液(II)を調製する場合、液(I)および液(II)を混合して得られた水系分散体中に、前述した各成分が前述した濃度範囲で含まれるように、液(I)および液(II)に含有される各成分の濃度を決定する必要がある。また、液(I)および液(II)は、各成分をそれぞれ高濃度で含有していてもよく(すなわち濃縮されたものでもよく)、この場合、使用時に希釈することにより、液(I)および液(II)を得ることが可能である。第1のキットによれば、液(I)と液(II)とを分けておくことで、特に(F)酸化剤の保存安定性を向上させることができる。 When preparing the liquid (I) and the liquid (II) constituting the first kit, the respective components described above are described in the aqueous dispersion obtained by mixing the liquid (I) and the liquid (II). It is necessary to determine the concentration of each component contained in the liquid (I) and the liquid (II) so as to be included in the concentration range. In addition, the liquid (I) and the liquid (II) may contain each component at a high concentration (that is, may be concentrated). In this case, the liquid (I) is diluted by use at the time of use. And liquid (II) can be obtained. According to the first kit, the storage stability of the (F) oxidizing agent can be improved by separating the liquid (I) and the liquid (II).
第1のキットを用いて本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製する場合、液(I)および液(II)が別個に用意又は供給され、且つ研磨時に一体となっていればよく、その混合の方法およびタイミングは特に限定されない。 When the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is prepared using the first kit, the liquid (I) and the liquid (II) are separately prepared or supplied, and are integrated during polishing. The mixing method and timing are not particularly limited.
例えば、液(I)と液(II)とが別々に研磨装置に供給され、定盤上にて混合されてもよいし、研磨装置に供給する前に混合されてもよいし、研磨装置内でライン混合されてもよいし、あるいは、混合タンクを設けて該混合タンク内で混合されてもよい。また、ライン混合の際に、より均一な水系分散体を得るために、ラインミキサーなどを用いてもよい。 For example, the liquid (I) and the liquid (II) may be separately supplied to the polishing apparatus and mixed on the surface plate, or may be mixed before being supplied to the polishing apparatus, or in the polishing apparatus. Or may be mixed in the mixing tank by providing a mixing tank. Further, a line mixer or the like may be used in order to obtain a more uniform aqueous dispersion during line mixing.
1.8.2.第2のキット
第2のキットは、液(I)および液(II)を混合して、本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットである。第2のキットにおいて、液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む水系分散体であり、液(II)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む。
1.8.2. Second Kit The second kit is a kit for preparing the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention by mixing the liquid (I) and the liquid (II). In the second kit, the liquid (I) is an aqueous dispersion containing (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, and (F) water. The liquid (II) is (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, and (F) water including.
第2のキットを構成する液(I)および液(II)を調製する場合、液(I)および液(II)を混合して得られた水系分散体中に、前述した各成分が前述した濃度範囲で含まれるように、液(I)および液(II)に含有される各成分の濃度を決定する必要がある。また、液(I)および液(II)は、各成分をそれぞれ高濃度で含有していてもよく(すなわち濃縮されたものでもよく)、この場合、使用時に希釈することにより、液(I)および液(II)を得ることが可能である。第2のキットによれば、液(I)と液(II)とを分けておくことで、水系分散体の保存安定性を高めることができる。 When preparing the liquid (I) and the liquid (II) constituting the second kit, the respective components described above are contained in the aqueous dispersion obtained by mixing the liquid (I) and the liquid (II). It is necessary to determine the concentration of each component contained in the liquid (I) and the liquid (II) so as to be included in the concentration range. In addition, the liquid (I) and the liquid (II) may contain each component at a high concentration (that is, may be concentrated). In this case, the liquid (I) is diluted by use at the time of use. And liquid (II) can be obtained. According to the second kit, the storage stability of the aqueous dispersion can be improved by separating the liquid (I) and the liquid (II).
第2のキットを用いて本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製する場合、液(I)および液(II)が別個に用意又は供給され、且つ研磨時に一体となっていればよく、その混合の方法およびタイミングは特に限定されない。 When the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is prepared using the second kit, the liquid (I) and the liquid (II) are separately prepared or supplied, and are integrated during polishing. The mixing method and timing are not particularly limited.
例えば、液(I)と液(II)とが別々に研磨装置に供給され、定盤上にて混合されてもよいし、研磨装置に供給する前に混合されてもよいし、研磨装置内でライン混合されてもよいし、あるいは、混合タンクを設けて該混合タンク内で混合されてもよい。また、ライン混合の際に、より均一な水系分散体を得るために、ラインミキサーなどを用いてもよい。 For example, the liquid (I) and the liquid (II) may be separately supplied to the polishing apparatus and mixed on the surface plate, or may be mixed before being supplied to the polishing apparatus, or in the polishing apparatus. Or may be mixed in the mixing tank by providing a mixing tank. Further, a line mixer or the like may be used in order to obtain a more uniform aqueous dispersion during line mixing.
1.8.3.第3のキット
第3のキットは、液(I)、液(II)、および液(III)を混合して、本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキットである。第3のキットにおいて、液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む水系分散体であり、液(II)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含み、液(III)は、(E)酸化剤および(F)水を含む。
1.8.3. Third Kit The third kit mixes the liquid (I), the liquid (II), and the liquid (III) to prepare the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention. It is a kit for. In the third kit, the liquid (I) is an aqueous dispersion containing (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, and (F) water. The liquid (II) is (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, and (F) water The liquid (III) contains (E) an oxidizing agent and (F) water.
第3のキットを構成する液(I)、液(II)、および液(III)を調製する場合、液(I)、液(II)、および液(III)を混合して得られた水系分散体中に、前述した各成分が前述した濃度範囲で含まれるように、液(I)、液(II)、および液(III)に含有される各成分の濃度を決定する必要がある。また、液(I)、液(II)、および液(III)は、各成分をそれぞれ高濃度で含有していてもよく(すなわち濃縮されたものでもよく)、この場合、使用時に希釈することにより、液(I)、液(II)、および液(III)を得ることが可能である。第3のキットによれば、液(I)、液(II)、および液(III)を分けておくことで、水系分散体の保存安定性を高めることができる。 When preparing liquid (I), liquid (II), and liquid (III) constituting the third kit, an aqueous system obtained by mixing liquid (I), liquid (II), and liquid (III) It is necessary to determine the concentration of each component contained in the liquid (I), the liquid (II), and the liquid (III) so that the above-described components are included in the dispersion in the concentration range described above. In addition, liquid (I), liquid (II), and liquid (III) may contain each component at a high concentration (that is, may be concentrated), and in this case, dilute at the time of use. Thus, it is possible to obtain liquid (I), liquid (II), and liquid (III). According to the third kit, the storage stability of the aqueous dispersion can be enhanced by separating the liquid (I), the liquid (II), and the liquid (III).
第3のキットを用いて本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を調製する場合、液(I)、液(II)、および液(III)が別個に用意又は供給され、且つ研磨時に一体となっていればよく、その混合の方法およびタイミングは特に限定されない。 When the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention is prepared using the third kit, the liquid (I), the liquid (II), and the liquid (III) are separately prepared or supplied. The mixing method and timing are not particularly limited as long as they are integrated during polishing.
例えば、液(I)、液(II)、および液(III)が別々に研磨装置に供給され、定盤上にて混合されてもよいし、研磨装置に供給する前に混合されてもよいし、研磨装置内でライン混合されてもよいし、あるいは、混合タンクを設けて該混合タンク内で混合されてもよい。また、ライン混合の際に、より均一な水系分散体を得るために、ラインミキサーなどを用いてもよい。 For example, the liquid (I), the liquid (II), and the liquid (III) may be separately supplied to the polishing apparatus and mixed on the surface plate, or may be mixed before being supplied to the polishing apparatus. Then, line mixing may be performed in the polishing apparatus, or mixing may be performed by providing a mixing tank. Further, a line mixer or the like may be used in order to obtain a more uniform aqueous dispersion during line mixing.
なお、第2および第3のキットにおいて、液(I)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、および(E)酸化剤から選ばれる1種類以上の成分をさらに含むことができ、液(II)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、および(E)酸化剤から選ばれる1種類以上の成分をさらに含むことができる。 In the second and third kits, the liquid (I) is selected from the group consisting of (C) quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid. The liquid (II) may further contain at least one component selected from the group consisting of at least one (D) benzotriazole and derivatives thereof, and (E) an oxidizing agent. (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, (D) at least one selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof, and (E) One or more components selected from oxidizing agents may be further included.
2.化学機械研磨方法
本発明の第2の実施形態に係る化学機械研磨方法は、上記化学機械研磨用水系分散体を用いて化学機械研磨する工程を含む。より具体的には、本発明の第2の実施形態に係る化学機械研磨方法は、上記化学機械研磨用水系分散体は、例えば銅ダマシン配線を形成するための後述する二段階研磨処理における第二研磨処理工程の化学機械研磨用水系分散体として好適に用いることができる。特に、上記化学機械研磨用水系分散体は、後述する第一化学機械研磨用水系分散体を第一研磨処理用の化学機械研磨用水系分散体として使用する場合において、後述する第二研磨処理工程の化学機械研磨用水系分散体として用いることによって、より優れた研磨特性を発揮することができる。ここで化学機械研磨される被研磨体は、好ましくは少なくとも銅膜、バリアメタル膜及び絶縁膜を有する。
2. Chemical Mechanical Polishing Method A chemical mechanical polishing method according to the second embodiment of the present invention includes a step of chemical mechanical polishing using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion. More specifically, in the chemical mechanical polishing method according to the second embodiment of the present invention, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is a second in a two-step polishing process described later for forming a copper damascene wiring, for example. It can be suitably used as an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing in the polishing process. In particular, when the chemical mechanical polishing aqueous dispersion is used as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion for the first polishing treatment, the second chemical polishing polishing step described later is used. By using it as an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, it is possible to exhibit more excellent polishing characteristics. Here, the object to be polished by chemical mechanical polishing preferably has at least a copper film, a barrier metal film, and an insulating film.
本発明の第2の実施形態に係る化学機械研磨方法は、銅膜及びバリアメタル膜の各々を同一条件において化学機械研磨した場合に、銅膜の研磨速度(RCu)とバリアメタル膜の研磨速度(RBM)との研磨速度比(RCu/RBM)が50以上の研磨特性を有する化学機械研磨用水系分散体(以下、「第一研磨用水系分散体」ともいう。)を用いて被研磨面に対して化学機械研磨を行う第一研磨処理工程と、この第一研磨処理工程において化学機械研磨が施された被研磨面に対して、上記化学機械研磨用水系分散体(以下、「第二研磨用水系分散体」ともいう。)を用いて化学機械研磨を行う第二研磨処理工程とを有する。 In the chemical mechanical polishing method according to the second embodiment of the present invention, when each of the copper film and the barrier metal film is chemically mechanically polished under the same conditions, the copper film polishing rate (R Cu ) and the barrier metal film polishing are performed. A chemical mechanical polishing aqueous dispersion (hereinafter, also referred to as “first polishing aqueous dispersion”) having polishing characteristics with a polishing rate ratio (R Cu / R BM ) of 50 or more with respect to the speed (R BM ). A first polishing process for performing chemical mechanical polishing on the surface to be polished, and the chemical mechanical polishing aqueous dispersion (hereinafter referred to as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion) And a second polishing treatment step in which chemical mechanical polishing is performed using “second polishing aqueous dispersion”).
本実施形態では、第一研磨処理工程と第二研磨処理工程とを、同一の研磨装置を用い、被研磨体を装着したまま、供給する研磨用水系分散体を順次切り替えることにより連続的に行ってもよく、また、同一の研磨装置を用い、第一研磨処理工程の終了後に被研磨体をいったん取り出し、供給する研磨用水系分散体を切り替えた後に取り出した被研磨体を改めて装着して第二研磨処理工程を実施してもよい。 In the present embodiment, the first polishing process step and the second polishing process step are continuously performed by sequentially switching the polishing aqueous dispersion to be supplied with the object to be polished mounted while using the same polishing apparatus. Alternatively, using the same polishing apparatus, after the first polishing process step is finished, the object to be polished is once taken out, and after switching the polishing aqueous dispersion to be supplied, the object to be polished taken out is mounted again. Two polishing processes may be performed.
また、第一研磨処理工程と第二研磨処理工程とを別個の研磨装置を用いて実施してもよい。 Moreover, you may implement a 1st grinding | polishing processing process and a 2nd grinding | polishing processing process using a separate grinding | polishing apparatus.
更に、複数の研磨パッドを備える研磨装置を使用する場合には、第一研磨処理工程と第二研磨処理工程とを異なる種類の研磨パッドを用いて研磨してもよいし、第一研磨処理工程と第二研磨処理工程とで同種の研磨パッドを用いてもよい。 Furthermore, when using a polishing apparatus having a plurality of polishing pads, the first polishing process step and the second polishing process step may be polished using different types of polishing pads, or the first polishing process step The same type of polishing pad may be used in the second polishing treatment step.
被研磨体である銅膜は、純銅よりなるものに限られず、例えば、銅−シリコンや銅−アルミニウムなどの銅の含有割合が95質量%以上である銅合金からなるものであってもよい。 The copper film as the object to be polished is not limited to one made of pure copper, and may be made of, for example, a copper alloy having a copper content of 95% by mass or more such as copper-silicon or copper-aluminum.
被研磨体であるバリアメタル膜は、タンタル、チタンなどの硬度の高い金属、それらの窒化物、酸化物などにより形成される。バリアメタル膜を形成する金属は純金属に限られず、例えばタンタル−ニオブなどの合金であってもよい。また、バリアメタル膜が窒化物によって形成される場合に、窒化タンタルや窒化チタンなども必ずしも純品である必要はない。このバリアメタル膜の材質は、タンタルおよび/または窒化タンタルであることが特に好ましい。 The barrier metal film that is the object to be polished is formed of a metal having high hardness such as tantalum or titanium, a nitride or oxide thereof. The metal forming the barrier metal film is not limited to a pure metal, and may be an alloy such as tantalum-niobium. In addition, when the barrier metal film is formed of nitride, tantalum nitride, titanium nitride, or the like is not necessarily pure. The material of the barrier metal film is particularly preferably tantalum and / or tantalum nitride.
バリアメタル膜は、タンタル、チタンなどのうちの1種のみにより形成されることが多いが、異なる材質、例えばタンタル膜と窒化タンタル膜の両方がバリアメタル膜として同一基板上に形成されていてもよい。 The barrier metal film is often formed of only one of tantalum and titanium, but different materials, for example, both tantalum film and tantalum nitride film may be formed on the same substrate as the barrier metal film. Good.
被研磨体である絶縁膜は、例えば、SiO2膜、SiO2に少量のホウ素およびリンを添加したホウ素リンシリケート膜(BPSG膜)、SiO2にフッ素をドープしたFSG(Fluorine−doped silicate glass)と呼ばれる絶縁膜、低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜、有機系絶縁膜等を挙げることができる。 Insulating film to be polished body, for example, SiO 2 film, a boron phosphorus silicate film (BPSG film) obtained by adding a small amount of boron and phosphorus to SiO 2, FSG fluorine-doped SiO 2 (Fluorine-doped silicate glass ) And an insulating film called a low dielectric constant silicon oxide insulating film, an organic insulating film, and the like.
SiO2膜としては、例えば、熱酸化膜、PETEOS膜(Plasma Enhanced−TEOS膜)、HDP膜(High Density Plasma Enhanced−TEOS膜)、熱CVD法により得られる酸化シリコン膜等を挙げることができる。 Examples of the SiO 2 film include a thermal oxide film, a PETEOS film (Plasma Enhanced-TEOS film), an HDP film (High Density Plasma Enhanced-TEOS film), and a silicon oxide film obtained by a thermal CVD method.
熱酸化膜は、高温に加熱したシリコンを酸化性雰囲気に晒し、シリコンと酸素あるいはシリコンと水分を化学的に反応させることにより、形成することができる。PETEOS膜は、テトラエチルオルトシリケート(TEOS)を原料とし、促進条件としてプラズマを利用して、化学気相成長法により形成することができる。HDP膜は、テトラエチルオルトシリケート(TEOS)を原料として、促進条件として高密度プラズマを利用して、化学気相成長法により形成することができる。 The thermal oxide film can be formed by exposing silicon heated to a high temperature to an oxidizing atmosphere and chemically reacting silicon and oxygen or silicon and moisture. The PETEOS film can be formed by chemical vapor deposition using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a raw material and using plasma as a promoting condition. The HDP film can be formed by chemical vapor deposition using tetraethylorthosilicate (TEOS) as a raw material and using high-density plasma as an acceleration condition.
また、酸化シリコン膜は、熱CVD法により形成することができる。熱CVD法としては、例えば、常圧CVD法(AP−CVD法)又は減圧CVD法(LP−CVD法)が挙げられる。ホウ素リンシリケート膜(BPSG膜)は、常圧CVD法(AP−CVD法)又は減圧CVD法(LP−CVD法)により得ることができる。FSG(Fluorine doped silicate glass)と呼ばれる絶縁膜は、促進条件として高密度プラズマを利用して化学気相成長により形成することができる。 The silicon oxide film can be formed by a thermal CVD method. Examples of the thermal CVD method include an atmospheric pressure CVD method (AP-CVD method) or a low pressure CVD method (LP-CVD method). The boron phosphorus silicate film (BPSG film) can be obtained by an atmospheric pressure CVD method (AP-CVD method) or a low pressure CVD method (LP-CVD method). An insulating film called FSG (Fluorine doped silicate glass) can be formed by chemical vapor deposition using high-density plasma as an accelerating condition.
更に、上記低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜は、原料を例えば回転塗布法によって基体上に塗布した後、酸化性雰囲気において加熱することにより得ることができる。このようにして得られる低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜としては、トリエトキシシランを原料とするHSQ膜(Hydrogen Silsesquioxane膜)、テトラエトキシシラン及び少量のメチルトリメトキシシランを原料とするMSQ膜(Methyl Silsesquioxane膜)、その他のシラン化合物を原料とする低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜を挙げることができる。低誘電率の酸化シリコン系絶縁膜は、例えば、適当な有機ポリマー粒子などを原料に混合して用いることにより、当該ポリマーが加熱工程で焼失して空孔が形成されることにより、一層の低誘電率化が図られた絶縁膜であってもよい。 Further, the low dielectric constant silicon oxide insulating film can be obtained by applying a raw material on a substrate by, for example, a spin coating method and then heating in an oxidizing atmosphere. As the low dielectric constant silicon oxide insulating film thus obtained, an HSQ film (Hydrogen Silsesquioxane film) using triethoxysilane as a raw material, an MSQ film using tetraethoxysilane and a small amount of methyltrimethoxysilane as a raw material ( Methyl Silsesquioxane film) and other low dielectric constant silicon oxide insulating films made from silane compounds. A silicon oxide insulating film having a low dielectric constant can be obtained by, for example, mixing suitable organic polymer particles and the like with raw materials, so that the polymer is burned out in the heating process and voids are formed. An insulating film having a dielectric constant may be used.
また、有機系絶縁膜としては、例えば、ポリアリーレン系ポリマー、ポリアリーレンエーテル系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ベンゾシクロブテンポリマーなどの有機ポリマーを原料とする低誘電率の有機系絶縁膜が挙げられる。 Examples of the organic insulating film include low dielectric constant organic insulating films made from organic polymers such as polyarylene polymers, polyarylene ether polymers, polyimide polymers, and benzocyclobutene polymers.
本発明の第2の実施形態に係る化学機械研磨方法に供される被研磨体としては、例えば、図1(a)に示すような構造を有する複合基板素材1を挙げることができる。この複合基板素材1は、例えば、シリコン等よりなる基板11と、この基板11の表面に積層され、溝等の配線用凹部が形成された、PETEOS膜(テトラエトキシシランを用いてCVD法により形成された膜)等よりなる絶縁膜12と、絶縁膜12の表面ならびに配線用凹部の底部および内壁面を覆うよう設けられ、タンタルや窒化タンタル等の高融点金属からなるバリアメタル膜13と、上記配線用凹部を充填し、かつバリアメタル膜13上に形成された銅等の金属配線材料よりなる金属膜14とを有する。
As an object to be polished used in the chemical mechanical polishing method according to the second embodiment of the present invention, for example, a
また、本発明の第2の実施形態の化学機械研磨方法に供される被研磨体は、図2(a)に示すように、基板11と絶縁膜12との間に、シリコン酸化物等よりなる絶縁膜21と、この絶縁膜21上に形成されたシリコン窒化物等よりなる絶縁膜22とを有していてもよい。
Further, the object to be polished provided for the chemical mechanical polishing method of the second embodiment of the present invention is made of silicon oxide or the like between the
本発明の第2の実施形態の化学機械研磨方法は、このような被研磨体(複合基板素材1)を、例えば、以下のような手順に従って研磨してもよい。まず、第一研磨処理工程において、第一研磨用水系分散体を用いて、金属膜14のうち、配線用凹部に埋設された金属配線部以外の除去すべき金属材料を、例えばバリアメタル膜13が露出するまで化学機械研磨する(図1(b)および図2(b)参照)。その後、第二研磨処理工程において、上記本発明の第1の実施形態に係る化学機械研磨用水系分散体を用いて、バリアメタル膜13のうち、配線用凹部の底部および内壁面以外の部分に形成されたバリアメタル膜13が完全に除去されるように化学機械研磨する。その際に、絶縁膜12の表面も同時に研磨されることにより、高度に平坦化されたダマシン配線が得られる(図1(c)および図2(c)参照)。
In the chemical mechanical polishing method of the second embodiment of the present invention, such an object to be polished (composite substrate material 1) may be polished, for example, according to the following procedure. First, in the first polishing treatment step, using the first polishing aqueous dispersion, the metal material to be removed other than the metal wiring portion embedded in the wiring recess in the
上記第一研磨用水系分散体は、上述したように銅膜の研磨速度(RCu)とバリアメタル膜の研磨速度(RBM)との研磨速度比(RCu/RBM)が50以上であり、かつ銅膜の研磨速度(RCu)と絶縁膜の研磨速度(RIn)の比(RCu/RIn)が50以上となる研磨特性を有する。研磨速度比(RCu/RBM)は、好ましくは60以上であり、更に好ましくは70以上である。研磨速度比(RCu/RBM)が50未満であると、第一研磨処理工程終了後、銅膜を除去すべき部分に銅が過剰に残存し、第二研磨処理工程に多くの時間を要することとなり、また、多量な化学機械研磨用水系体が必要となることがある。 In the first polishing aqueous dispersion, the polishing rate of the copper film, as described above (R Cu) and the polishing rate (R BM) and the polishing rate ratio of the barrier metal film (R Cu / R BM) of 50 or more And a polishing characteristic in which the ratio (R Cu / R In ) of the polishing rate (R Cu ) of the copper film to the polishing rate (R In ) of the insulating film is 50 or more. The polishing rate ratio (R Cu / R BM ) is preferably 60 or more, and more preferably 70 or more. When the polishing rate ratio (R Cu / R BM ) is less than 50, after the first polishing process step, excessive copper remains in the portion where the copper film is to be removed, and much time is spent in the second polishing process step. In addition, a large amount of chemical mechanical polishing aqueous body may be required.
このような第一研磨用水系分散体は、研磨速度比(RCu/RBM)が上記範囲であれば、その組成は特に限定されるものではないが、例えば、水系媒体中に、砥粒、有機酸および酸化剤を含有するものであることが好ましい。第一研磨用水系分散体は、これらの成分以外に、更にアンモニアまたはアンモニウムイオンを含有するものであることがより好ましい。 The composition of the first aqueous dispersion for polishing is not particularly limited as long as the polishing rate ratio (R Cu / R BM ) is in the above range. For example, in the aqueous medium, abrasive grains The organic acid and the oxidizing agent are preferably contained. It is more preferable that the first polishing aqueous dispersion further contains ammonia or ammonium ions in addition to these components.
第一研磨用水系分散体に用いられる水系媒体としては、例えば、上記本発明の第1の実施形態の化学機械研磨用水系分散体において水系媒体として例示したものが挙げられ、これらのうち、水のみを用いることが好ましい。 Examples of the aqueous medium used in the first polishing aqueous dispersion include those exemplified as the aqueous medium in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of the first embodiment of the present invention. It is preferable to use only.
第一研磨用水系分散体に用いられる砥粒としては、例えば、上記本発明の第1の実施形態の化学機械研磨用水系分散体で使用される(A)成分、(B)成分として例示したものが挙げられ、これらから選択される少なくとも一種の砥粒を用いることができる。これらのうち、二酸化ケイ素、有機粒子または有機無機複合粒子が好ましく用いられる。 Examples of the abrasive grains used in the first polishing aqueous dispersion include the components (A) and (B) used in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion according to the first embodiment of the present invention. And at least one kind of abrasive selected from these can be used. Of these, silicon dioxide, organic particles, or organic-inorganic composite particles are preferably used.
第一研磨用水系分散体に用いられる有機酸としては、例えば、上記本発明の第1の実施形態の化学機械研磨用水系分散体で使用される(C)成分として例示したもの及びアミノ酸を挙げることができ、これらから選択される少なくとも一種を用いることができる。これらのうち、より大きな研磨速度比(RCu/RBM)が得られるという観点から、グリシン、アラニン、クエン酸、リンゴ酸、2−キノリンカルボン酸、2,3−ピリジンジカルボン酸が好ましく用いられる。 Examples of the organic acid used in the first polishing aqueous dispersion include those exemplified as the component (C) and amino acids used in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of the first embodiment of the present invention. And at least one selected from these can be used. Of these, glycine, alanine, citric acid, malic acid, 2-quinolinecarboxylic acid, and 2,3-pyridinedicarboxylic acid are preferably used from the viewpoint that a larger polishing rate ratio (R Cu / R BM ) can be obtained. .
第一研磨用水系分散体に用いられる酸化剤としては、例えば、上記本発明の第1の実施形態の化学機械研磨用水系分散体で使用される(E)成分として例示したものが挙げられ、これらから選択される少なくとも一種を用いることができる。これらのうち、過酸化水素又は過硫酸塩が好ましく、特に過硫酸アンモニウムが好ましく用いられる。 Examples of the oxidizing agent used in the first polishing aqueous dispersion include those exemplified as the component (E) used in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of the first embodiment of the present invention, At least one selected from these can be used. Of these, hydrogen peroxide or persulfate is preferable, and ammonium persulfate is particularly preferably used.
第一研磨用水系分散体は、更にアンモニア又はアンモイウムイオンを含有するものであることができる。第一研磨用水系分散体がアンモイウムイオンを含有するものである場合、アンモニウムイオンは、上記した有機酸のアンモニウム塩、酸化剤として無機酸のアンモニウム塩から生成させることができ、又は任意的に添加することのできるアニオン性界面活性剤のカウンターカチオンとして添加してもよい。 The first polishing aqueous dispersion may further contain ammonia or ammonium ions. In the case where the first polishing aqueous dispersion contains ammonium ions, ammonium ions can be generated from the above-mentioned ammonium salts of organic acids, ammonium salts of inorganic acids as oxidizing agents, or optionally You may add as a counter cation of the anionic surfactant which can be added.
砥粒の含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、好ましくは0.001〜3.0質量%であり、より好ましくは0.01〜3.0質量%であり、更に好ましくは0.01〜2.5質量%であり、特に0.01〜2.0質量%が好ましい。 The content of abrasive grains is preferably 0.001 to 3.0% by mass, more preferably 0.01 to 3.0% by mass, and still more preferably based on the entire first polishing aqueous dispersion. Is 0.01 to 2.5% by mass, particularly preferably 0.01 to 2.0% by mass.
有機酸の含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.1〜5.0質量%である。 The content of the organic acid is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.1 to 5.0% by mass with respect to the entire first polishing aqueous dispersion.
酸化剤の含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.02〜5.0質量%である。 The content of the oxidizing agent is preferably 0.01 to 10% by mass and more preferably 0.02 to 5.0% by mass with respect to the entire first polishing aqueous dispersion.
第一研磨用水系分散体がアンモニア又はアンモニウムイオンを含有するものである場合、その含有量は、第一研磨用水系分散体中に好ましくは5.0mol/L以下であり、より好ましくは0.01〜5.0mol/Lであり、更に好ましくは0.01〜1.0mol/Lであり、特好ましくは0.03〜0.5mol/Lである。 When the first polishing aqueous dispersion contains ammonia or ammonium ions, the content thereof is preferably 5.0 mol / L or less in the first polishing aqueous dispersion, more preferably 0.8. It is 01-5.0 mol / L, More preferably, it is 0.01-1.0 mol / L, Most preferably, it is 0.03-0.5 mol / L.
第一研磨用水系分散体は、更に必要に応じて、界面活性剤、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、消泡剤等を含んでいてもよい。 The first polishing aqueous dispersion may further contain a surfactant, benzotriazole or a derivative thereof, an antifoaming agent, and the like, if necessary.
上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、水溶性ポリマー等が挙げることができる。 Examples of the surfactant include a cationic surfactant, an anionic surfactant, an amphoteric surfactant, a nonionic surfactant, and a water-soluble polymer.
上記ベンゾトリアゾール又はその誘導体としては、例えば、上記本発明の第1の実施形態の化学機械研磨用水系分散体で使用される(D)ベンゾトリアゾール又はその誘導体として例示したものを挙げることができる。その含有量は、第一研磨用水系分散体全体に対して、5.0質量%以下であることが好ましく、0.001〜5.0質量%であることがより好ましく、0.005〜1.0質量%であることが更に好ましく、特に0.01〜0.5質量%であることが好ましい。 Examples of the benzotriazole or derivatives thereof include those exemplified as (D) benzotriazole or derivatives thereof used in the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of the first embodiment of the present invention. The content is preferably 5.0% by mass or less, more preferably 0.001 to 5.0% by mass, and more preferably 0.005 to 1%, based on the entire first polishing aqueous dispersion. The content is more preferably 0.0% by mass, and particularly preferably 0.01 to 0.5% by mass.
第一研磨用水系分散体のpHは、酸性領域、中性近辺の領域及びアルカリ性領域のいずれの値に設定してもよい。第一研磨用水系分散体のpHを酸性領域に設定する場合、そのpHは2〜4が好ましい。第一研磨用水系分散体のpHを中性近辺の領域及びアルカリ性領域に設定する場合、そのpHは6〜12が好ましい。第一研磨用水系分散体のpHとしては、6〜12がより好ましい。 The pH of the first polishing aqueous dispersion may be set to any value in the acidic region, the neutral region, and the alkaline region. When the pH of the first polishing aqueous dispersion is set in the acidic region, the pH is preferably 2-4. When the pH of the first polishing aqueous dispersion is set in a neutral region and an alkaline region, the pH is preferably 6-12. The pH of the first polishing aqueous dispersion is more preferably 6-12.
本発明の第2の実施形態に係る化学機械研磨方法による化学機械研磨は、市販の化学機械研磨装置(例えば、LGP510、LGP552(以上、ラップマスターSFT(株)製)、EPO112、EPO222(以上、(株)荏原製作所製)、Mirra(アプライドマテリアルズ社製)、AVANTI−472(アイペック社製)等)を用いて、公知の研磨条件で行うことができる。 The chemical mechanical polishing by the chemical mechanical polishing method according to the second embodiment of the present invention is performed by using a commercially available chemical mechanical polishing apparatus (for example, LGP510, LGP552 (manufactured by Lapmaster SFT Co., Ltd.), EPO112, EPO222 (and above, (Made by Ebara Corporation), Mirra (Applied Materials Co., Ltd.), AVANTI-472 (Ipec Co., Ltd.), etc.) can be performed under known polishing conditions.
好ましい研磨条件としては、使用する化学機械研磨装置により適宜に設定されるべきであるが、例えば化学機械研磨装置としてEPO112を使用する場合、第一研磨処理工程および第二研磨処理工程共に例えば下記の条件とすることができる。 Preferred polishing conditions should be appropriately set depending on the chemical mechanical polishing apparatus to be used. For example, when EPO112 is used as the chemical mechanical polishing apparatus, both the first polishing processing step and the second polishing processing step are, for example, the following: It can be a condition.
定盤回転数:好ましくは30〜120rpm、より好ましくは40〜100rpm
ヘッド回転数:好ましくは30〜120rpm、より好ましくは40〜100rpm
定盤回転数/ヘッド回転数比:好ましくは0.5〜2、より好ましくは0.7〜1.5
研磨圧力:好ましくは100〜500g/cm2、より好ましくは200〜350g/cm2
化学機械研磨用水系分散体の供給速度:好ましくは50〜300ml/分、より好ましくは100〜200ml/分
Surface plate rotation speed: preferably 30 to 120 rpm, more preferably 40 to 100 rpm
Head rotation speed: preferably 30 to 120 rpm, more preferably 40 to 100 rpm
Surface plate rotation speed / head rotation speed ratio: preferably 0.5 to 2, more preferably 0.7 to 1.5
Polishing pressure: preferably 100 to 500 g / cm 2 , more preferably 200 to 350 g / cm 2
Feed rate of chemical mechanical polishing aqueous dispersion: preferably 50 to 300 ml / min, more preferably 100 to 200 ml / min
3.実施例
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。
3. Examples Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. However, the present invention is not limited to the examples.
3.1.無機粒子を含む水分散体の調製
3.1.1.ヒュームドシリカ粒子を含む水分散体の調製
ヒュームドシリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名「アエロジル#90」、平均一次粒子径20nm)2kgを、超音波分散機を用いてイオン交換水6.7kg中に分散させた。これを孔径5μmのフィルターで濾過することにより、ヒュームドシリカ粒子を23質量%含有する水分散体を得た。この水分散体中に含まれるヒュームドシリカの平均二次粒子径は、220nmであった。
3.1. Preparation of aqueous dispersion containing inorganic particles 3.1.1. Preparation of aqueous dispersion containing fumed silica particles 2 kg of fumed silica particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name “Aerosil # 90”, average primary particle size 20 nm) are ion-exchanged water using an ultrasonic disperser. Dispersed in 6.7 kg. This was filtered with a filter having a pore size of 5 μm to obtain an aqueous dispersion containing 23% by mass of fumed silica particles. The average secondary particle diameter of fumed silica contained in this aqueous dispersion was 220 nm.
3.1.2.コロイダルシリカ粒子を含む水分散体の調製
3.1.2−1.コロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体の調製
濃度25質量%のアンモニア水75質量部、イオン交換水40質量部、エタノール165質量部及びテトラエトキシシラン15質量部をフラスコに仕込み、回転速度180rpmで攪拌しながら60℃に昇温した。温度を60℃に維持しながら攪拌を2時間継続した後、室温まで冷却した。これにより、コロイダルシリカ粒子のアルコール分散体を得た。
3.1.2. Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica particles 3.1.2-1. Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1 A flask was charged with 75 parts by mass of ammonia water having a concentration of 25% by mass, 40 parts by mass of ion-exchanged water, 165 parts by mass of ethanol and 15 parts by mass of tetraethoxysilane, and stirred at a rotational speed of 180 rpm. The temperature was raised to 60 ° C. Stirring was continued for 2 hours while maintaining the temperature at 60 ° C., and then cooled to room temperature. Thereby, an alcohol dispersion of colloidal silica particles was obtained.
次いで、ロータリーエバポレータを用い、得られた分散体の温度を80℃に維持しながら、イオン交換水を添加しつつアルコール分を除去する操作を数回繰り返した。この操作により、コロイダルシリカ粒子C1を20質量%含む水分散体を調製した。 Subsequently, using a rotary evaporator, the operation of removing the alcohol content while adding ion-exchanged water was repeated several times while maintaining the temperature of the obtained dispersion at 80 ° C. By this operation, an aqueous dispersion containing 20% by mass of colloidal silica particles C1 was prepared.
この水分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子C1の平均一次粒子径は15nmであり、平均二次粒子径は40nmであり、平均会合度は2.7であった。 The average primary particle diameter of the colloidal silica particles C1 contained in this aqueous dispersion was 15 nm, the average secondary particle diameter was 40 nm, and the average degree of association was 2.7.
3.1.2−2.コロイダルシリカ粒子C2乃至C4をそれぞれ含む水分散体の調製
上記「3.1.2−1.コロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体の調製」において、濃度25質量%のアンモニア水75質量部、エタノール165質量部及びテトラエトキシシランの使用量を表1に記載の通りとした他は上記の手順と同様の手順にて、コロイダルシリカ粒子C2乃至C4を含む水分散体をそれぞれ調製した。
3.1-2. Preparation of Water Dispersion Containing Colloidal Silica Particles C2 to C4 In the above “3.1.2-1. Preparation of Water Dispersion Containing Colloidal Silica Particles C1”, 75 parts by mass of ammonia water having a concentration of 25% by mass, ethanol A water dispersion containing colloidal silica particles C2 to C4 was prepared by the same procedure as described above except that 165 parts by mass and the amount of tetraethoxysilane used were as described in Table 1.
3.1.3.有機無機複合粒子を含む水分散体の調製
3.1.3−1.表面処理した有機粒子を含む水分散体の調製
メチルメタクリレ−ト90質量部、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名「NKエステルM−90G」、#400)5質量部、4−ビニルピリジン5質量部、アゾ系重合開始剤(和光純薬工業(株)製、商品名「V50」)2質量部及びイオン交換水400質量部をフラスコに仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら70℃に昇温した。この温度で攪拌しつつ6時間保持した。この反応混合物をイオン交換水で希釈することにより、アミノ基の陽イオン及びポリエチレングリコール鎖を有する官能基を備えた平均粒子径150nmのポリメチルメタクリレート系粒子を10質量%含む水分散体を得た。重合収率は95%であった。
3.1.3. Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles 3.1.3-1. Preparation of aqueous dispersion containing surface-treated organic particles 90 parts by mass of methyl methacrylate, 5 parts by mass of methoxypolyethylene glycol methacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name “NK Ester M-90G”, # 400) Part, 4-vinylpyridine 5 parts by mass, azo polymerization initiator (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., trade name “V50”) 2 parts by mass and ion-exchanged water 400 parts by mass were placed in a flask, under a nitrogen gas atmosphere The temperature was raised to 70 ° C. with stirring. The mixture was held for 6 hours while stirring at this temperature. By diluting this reaction mixture with ion-exchanged water, an aqueous dispersion containing 10% by mass of polymethyl methacrylate particles having an average particle diameter of 150 nm and having a functional group having an amino group cation and a polyethylene glycol chain was obtained. . The polymerization yield was 95%.
この水分散体100質量部をフラスコに仕込み、これにメチルトリメトキシシラン1質量部を添加し、40℃で2時間攪拌した。その後、1規定硝酸水溶液を添加してpHを2.0に調整することにより、表面処理した有機粒子を含む水分散体を得た。この水分散体に含まれる表面処理した有機粒子のゼータ電位は+17mVであった。 100 parts by mass of this aqueous dispersion was charged into a flask, 1 part by mass of methyltrimethoxysilane was added thereto, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 2 hours. Thereafter, a 1N aqueous nitric acid solution was added to adjust the pH to 2.0, whereby an aqueous dispersion containing surface-treated organic particles was obtained. The zeta potential of the surface-treated organic particles contained in this aqueous dispersion was +17 mV.
3.1.3−2.無機粒子(コロイダルシリカ粒子)を含む水分散体の調製
コロイダルシリカ粒子(日産化学(株)製、商品名「スノーテックスO」、平均一次粒子径12nm)を水中に分散させ、これに1規定水酸化カリウム水溶液を添加してpHを調整することにより、コロイダルシリカ粒子を10質量%含有するpHが8.0の水分散体を得た。
3.1.3-2. Preparation of Water Dispersion Containing Inorganic Particles (Colloidal Silica Particles) Colloidal silica particles (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., trade name “Snowtex O”, average
この水分散体に含まれるコロイダルシリカ粒子のゼータ電位は−40mVであった。 The zeta potential of the colloidal silica particles contained in this aqueous dispersion was −40 mV.
3.1.3−3.有機無機複合粒子を含む水分散体の調製
上記「3.1.3−1.表面処理した有機粒子を含む水分散体の調製」で調製した水分散体100質量部に、上記「3.1.3−2.無機粒子(コロイダルシリカ粒子)を含む水分散体の調製」で調製した水分散体50質量部を攪拌しながら2時間かけて徐々に添加し、更にその後2時間攪拌することにより、ポリメチルメタクリレート系粒子にシリカ粒子が付着した粒子を含む水分散体を得た。
3.1.3-3. Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles To 100 parts by weight of the aqueous dispersion prepared in “3.1.3-1. Preparation of aqueous dispersion containing surface-treated organic particles” above, “3.1. By gradually adding 50 parts by mass of the aqueous dispersion prepared in “3-2.Preparation of aqueous dispersion containing inorganic particles (colloidal silica particles)” over 2 hours while stirring, and further stirring for 2 hours thereafter. Then, an aqueous dispersion containing particles in which silica particles are adhered to polymethyl methacrylate particles was obtained.
次いで、得られた水分散体にビニルトリエトキシシラン2質量部を添加して1時間攪拌した後、更にテトラエトキシシラン1質量部を添加した。これを60℃に昇温させ、攪拌を3時間継続した後、室温まで冷却することにより、平均粒子径180nmの無機有機複合粒子を10質量%含有する水分散体を調製した。 Next, 2 parts by mass of vinyltriethoxysilane was added to the obtained aqueous dispersion and stirred for 1 hour, and then 1 part by mass of tetraethoxysilane was further added. This was heated to 60 ° C., and stirring was continued for 3 hours, followed by cooling to room temperature to prepare an aqueous dispersion containing 10% by mass of inorganic / organic composite particles having an average particle diameter of 180 nm.
この水分散体に含有される無機有機複合粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、ポリメチルメタクリレート系粒子の表面の80%にシリカ粒子が付着しているものであった。 When the inorganic-organic composite particles contained in the aqueous dispersion were observed with a scanning electron microscope, silica particles were adhered to 80% of the surface of the polymethyl methacrylate particles.
3.1.4.有機粒子を含む水分散体の調製
メチルメタクリレート90質量部、スチレン10質量部、アクリル酸5質量部、過硫酸アンモニウム2質量部、界面活性剤0.1質量部およびイオン交換水400部をフラスコ内に投入し、窒素ガス雰囲気下で撹拌しながら70℃に昇温させ、重合転化率約100%まで8時間重合させた。これにより、カルボキシル基を有し、平均粒子径150nmのポリメタクリレート−スチレン系重合体からなる有機粒子を含む水系分散体を得、これに水を添加して希釈することにより、有機粒子の含有割合が10質量%に調整された水系分散体を得た。
3.1.4. Preparation of aqueous dispersion containing organic particles 90 parts by weight of methyl methacrylate, 10 parts by weight of styrene, 5 parts by weight of acrylic acid, 2 parts by weight of ammonium persulfate, 0.1 part by weight of surfactant and 400 parts of ion-exchanged water are placed in a flask. The temperature was raised to 70 ° C. with stirring in a nitrogen gas atmosphere, and polymerization was carried out for 8 hours until the polymerization conversion was about 100%. Thus, an aqueous dispersion containing organic particles composed of a polymethacrylate-styrene polymer having a carboxyl group and an average particle diameter of 150 nm is obtained, and by adding water to this and diluting it, the content ratio of the organic particles An aqueous dispersion adjusted to 10% by mass was obtained.
3.1.5.低誘電率の絶縁膜の製造
3.1.5−1.ポリシロキサンゾルの調製
101.5gのメチルトリメトキシシラン、276.8gのメトキシプロピオン酸メチルおよび9.7gのテトライソプロポキシチタン/アセト酢酸エチル錯体からなる混合溶液を60℃に加熱し、この混合溶液に92.2gのγ−ブチロラクトンと20.1gの水との混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃で1時間反応させ、ポリシロキサンゾルを得た。
3.1.5. Production of insulating film with low dielectric constant 3.1.5-1. Preparation of polysiloxane sol A mixed solution consisting of 101.5 g of methyltrimethoxysilane, 276.8 g of methyl methoxypropionate and 9.7 g of tetraisopropoxy titanium / ethyl acetoacetate complex was heated to 60 ° C. A mixture of 92.2 g of γ-butyrolactone and 20.1 g of water was added dropwise over 1 hour. After completion of dropping, the reaction was carried out at 60 ° C. for 1 hour to obtain a polysiloxane sol.
3.1.5−2.ポリスチレン粒子の製造
スチレン100部、アゾ系重合開始剤(和光純薬(株)製、商品名「V60」)2部、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム0.5部およびイオン交換水400部をフラスコに投入し、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら70℃に昇温させ、6時間重合させた。これにより、平均粒子径150nmのポリスチレン粒子を得た。
3.1.5-2. Manufacture of polystyrene particles 100 parts of styrene, 2 parts of azo polymerization initiator (trade name “V60”, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.5 part of potassium dodecylbenzenesulfonate and 400 parts of ion-exchanged water are charged into a flask. The mixture was heated to 70 ° C. with stirring under a nitrogen gas atmosphere and polymerized for 6 hours. Thereby, polystyrene particles having an average particle diameter of 150 nm were obtained.
3.1.5−3.低誘電率の絶縁膜の製造
上記3.1.5−1.で得られたポリシロキサンゾル15gと、上記3.1.5−2.で得られたポリスチレン粒子1gとを混合し、得られた混合物を、直径8インチの熱酸化膜付きシリコン基板上にスピンコート法によって塗布して塗膜を形成し、その後、オーブン中で80℃にて5分間、続いて200℃にて5分間加熱し、次いで真空下で340℃にて30分間、360℃にて30分間、380℃にて30分間加熱し、更に450℃にて1時間加熱することにより、厚さ2000Åの無色透明の皮膜を形成した。
3.1.5-3. Production of insulating film having low dielectric constant 3.1.5-1. 15 g of the polysiloxane sol obtained in the above and 3.1.5-2. 1 g of the polystyrene particles obtained in 1 above was mixed, and the resulting mixture was applied by spin coating on a silicon substrate with a thermal oxide film having a diameter of 8 inches to form a coating film. For 5 minutes, followed by heating at 200 ° C for 5 minutes, then under vacuum at 340 ° C for 30 minutes, 360 ° C for 30 minutes, 380 ° C for 30 minutes, and further at 450 ° C for 1 hour By heating, a colorless and transparent film having a thickness of 2000 mm was formed.
この皮膜の断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、微細な空孔が多数形成されていることが確認された。また、比誘電率は1.98、弾性率は3GPaであり、空隙率は15%であった。 When the cross section of this film was observed with a scanning electron microscope, it was confirmed that many fine pores were formed. The relative dielectric constant was 1.98, the elastic modulus was 3 GPa, and the porosity was 15%.
3.1.6.第一研磨用水系分散体の調製とその研磨性能の評価
3.1.6−1.第一研磨用水系分散体の調製
ヒュームドシリカ粒子(日本アエロジル(株)製、商品名「アエロジル#90」、一次粒子径20nm、二次粒子径220nm)2kgを、超音波分散機を用いてイオン交換水6.7kg中に分散させた後、孔径5μmのフィルターによって濾過して、ヒュームドシリカ粒子を23.0質量%含有する水分散体を得た。
3.1.6. Preparation of aqueous dispersion for first polishing and evaluation of polishing performance 3.1.6-1. Preparation of aqueous dispersion for first polishing 2 kg of fumed silica particles (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., trade name “Aerosil # 90”, primary particle diameter 20 nm, secondary particle diameter 220 nm) using an ultrasonic disperser After being dispersed in 6.7 kg of ion-exchanged water, it was filtered through a filter having a pore size of 5 μm to obtain an aqueous dispersion containing 23.0% by mass of fumed silica particles.
次いで、ポリエチレン製の瓶に、上記水分散体を、シリカの質量に換算して1.2質量%に相当する量だけ仕込み、これに、キナルジン酸を0.5質量%相当量、サーフィノール465(商品名、三重結合を有する非イオン系界面活性剤、エアープロダクツジャパン(株)製)を0.05質量%相当量及び過硫酸アンモニウムを1.0質量%相当量添加し、更にイオン交換水を加えて希釈した後、十分に攪拌した。次いで、1規定水酸化カリウム水溶液によりpHを9.5に調整した後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、第一研磨用水系分散体を得た。 Next, the above-mentioned aqueous dispersion was charged into a polyethylene bottle in an amount corresponding to 1.2% by mass in terms of silica, and quinaldic acid was added to 0.5% by mass, Surfynol 465. (Trade name, nonionic surfactant having a triple bond, manufactured by Air Products Japan Co., Ltd.) 0.05 mass% equivalent amount and ammonium persulfate equivalent 1.0 mass% equivalent amount, and further ion exchange water After addition and dilution, the mixture was thoroughly stirred. Subsequently, after adjusting pH to 9.5 with 1 N potassium hydroxide aqueous solution, it filtered with the filter of the hole diameter of 5 micrometers, and obtained the 1st polishing aqueous dispersion.
3.1.6−2.第一研磨用水系分散体の研磨性能の評価
3.1.6−2A.パターンなしウェハの化学機械研磨実験
化学機械研磨装置((株)荏原製作所製、型式「EPO112」)に、多孔質ポリウレタン製研磨パッド(ニッタ・ハース(株)製、品番「IC1000」)を装着し、上記第一研磨用水系分散体を供給しながら、下記の各種研磨速度測定用基板につき、下記研磨条件にて1分間化学機械研磨処理を行ない、下記の手法によって研磨速度を算出した。
3.1.6-2. Evaluation of polishing performance of first aqueous dispersion for polishing 3.1.6-2A. Chemical mechanical polishing experiment on wafer without pattern Chemical mechanical polishing equipment (Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “EPO112”) was equipped with a porous polyurethane polishing pad (Nitta Haas Co., product number “IC1000”). While supplying the first polishing aqueous dispersion, the following various polishing rate measurement substrates were subjected to a chemical mechanical polishing treatment under the following polishing conditions for 1 minute, and the polishing rate was calculated by the following method.
(i)研磨速度測定用基板
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚15,000Åの銅膜が設けられたもの。
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚2,000Åのタンタル膜が設けられたもの。
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚2,000Åの窒化タンタル膜が設けられたもの。
・8インチシリコン基板上に膜厚10,000ÅのPETEOS膜が設けられたもの。
(I) A polishing rate measuring substrate / a silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film provided with a 15,000 mm thick copper film.
-A tantalum film with a thickness of 2,000 mm is provided on a silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film.
-A tantalum nitride film with a thickness of 2,000 mm is provided on a silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film.
-A PETEOS film with a thickness of 10,000 mm is provided on an 8-inch silicon substrate.
(ii)研磨条件
・ヘッド回転数:70rpm
・ヘッド荷重:250g/cm2
・テーブル回転数:70rpm
・第一研磨用水系分散体の供給速度:200ml/分
(Ii) Polishing conditions and head rotation speed: 70 rpm
Head load: 250 g / cm 2
・ Table rotation speed: 70rpm
-Supply rate of the first polishing aqueous dispersion: 200 ml / min
(iii)研磨速度の算出方法
銅膜、タンタル膜及び窒化タンタル膜については、電気伝導式膜厚測定器(ケーエルエー・テンコール(株)製、形式「オムニマップRS75」)を用いて研磨処理後の膜厚を測定し、化学機械研磨により減少した膜厚と研磨時間とから研磨速度を算出した。
(Iii) Calculation method of polishing rate About copper film, a tantalum film, and a tantalum nitride film, after polishing processing using an electric conduction type film thickness measuring device (manufactured by KLA Tencor Co., Ltd., type “Omnimap RS75”) The film thickness was measured, and the polishing rate was calculated from the film thickness reduced by chemical mechanical polishing and the polishing time.
PETEOS膜については、光干渉式膜厚測定器(SENTEC社製、型式「FPT500」)を用いて研磨処理後の膜厚を測定し、化学機械研磨により減少した膜厚と研磨時間とから研磨速度を算出した。 For the PETEOS film, the film thickness after the polishing treatment was measured using an optical interference film thickness measuring instrument (manufactured by SENTEC, model “FPT500”), and the polishing rate was determined from the film thickness decreased by chemical mechanical polishing and the polishing time. Was calculated.
(iv)研磨速度
・銅膜の研磨速度(RCu):5200Å/分
・タンタル膜の研磨速度(RBM(Ta)):30Å/分
・窒化タンタル膜の研磨速度(RBM(TaN)):40Å/分
・PETEOS膜の研磨速度(RIn):20Å/分
・銅膜の研磨速度/タンタル膜の研磨速度(RCu/RBM):173
・銅膜の研磨速度/窒化タンタル膜の研磨速度(RCu/RBM):130
・銅膜の研磨速度/PETEOS膜の研磨速度(RCu/RIn):260
(Iv) Polishing rate / Copper film polishing rate (R Cu ): 5200 Å / min · Tantalum film polishing rate (R BM (Ta)): 30 Å / min · Tantalum nitride film polishing rate (R BM (TaN)) : 40 Å / min · PETOS film polishing rate (R In ): 20 Å / min · Copper film polishing rate / Tantalum film polishing rate (R Cu / R BM ): 173
Copper film polishing rate / tantalum nitride film polishing rate (R Cu / R BM ): 130
Polishing rate of copper film / Polishing rate of PETEOS film (R Cu / R In ): 260
3.1.6−2B.パターン付き基板の化学機械研磨実験
化学機械研磨装置((株)荏原製作所製、型式「EPO112」)に、多孔質ポリウレタン製研磨パッド(ニッタ・ハース(株)製、品番「IC1000」)を装着し、上記第一研磨用水系分散体を供給しながら、下記の2種のパターン付き基板につき、下記研磨条件にてそれぞれ化学機械研磨処理を行った。
3.1.6-2B. Chemical Mechanical Polishing Experiment on Patterned Substrate A porous polyurethane polishing pad (made by Nitta Haas Co., product number “IC1000”) was attached to a chemical mechanical polishing device (manufactured by Ebara Corporation, model “EPO112”). While supplying the first polishing aqueous dispersion, chemical mechanical polishing treatment was performed on the following two kinds of patterned substrates under the following polishing conditions.
(i)パターン付き基板
・SEMATECH社製、品番「854CMP100」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上にタンタル膜(厚さ250Å)、銅シード膜(厚さ1,000Å)及び銅メッキ膜(厚さ10,000Å)を順次積層したもの。
・SEMATECH社製、品番「854CMP101」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上に窒化タンタル膜(厚さ250Å)、銅シード膜(厚さ1,000Å)及び銅メッキ膜(厚さ10,000Å)を順次積層したもの。
(I) Substrate with a pattern, manufactured by SEMATECH, product number “854CMP100”, a concave portion formed of various patterns is formed on a silicon substrate, and a tantalum film (thickness 250 mm), a copper seed film (thickness 1,000 mm) ) And a copper plating film (thickness 10,000 mm) in sequence.
-SEMATECH Co., product number "854CMP101", concave portions made of various patterns are formed on a silicon substrate, and a tantalum nitride film (thickness 250 mm), a copper seed film (thickness 1,000 mm), and a copper plating film (Thickness 10,000 mm) stacked in sequence.
(ii)研磨条件
・ヘッド回転数:70rpm
・ヘッド荷重:250g/cm2
・テーブル回転数:70rpm
・第一研磨用水系分散体の供給速度:200ml/分
・研磨時間:2.75分
第一研磨処理終了後には、バリアメタル膜より上にある余剰の銅膜がすべて除去され、バリアメタル膜の上面が露出した状態にあるものと推定される。
(Ii) Polishing conditions and head rotation speed: 70 rpm
Head load: 250 g / cm 2
・ Table rotation speed: 70rpm
-Feed rate of the first polishing aqueous dispersion: 200 ml / min-Polishing time: 2.75 min After the completion of the first polishing treatment, all of the excess copper film above the barrier metal film is removed, and the barrier metal film It is presumed that the upper surface is exposed.
第一研磨処理工程終了後に、被研磨面のうち幅100μmの銅配線部分に生じたディッシングの大きさを、表面粗さ計(KLA−Tencor社製、型式「P−10」)を用いて測定したところ、500Åであった。 After completion of the first polishing process, the size of dishing in the copper wiring portion having a width of 100 μm on the surface to be polished was measured using a surface roughness meter (model “P-10” manufactured by KLA-Tencor). As a result, it was 500cm.
なお、ここで、「ディッシング」とは、研磨後の被研磨面において、測定位置の銅配線を挟むバリアメタル膜の上面と、測定位置の銅配線の最低部位との高低差をいう。 Here, “dishing” refers to the difference in height between the upper surface of the barrier metal film sandwiching the copper wiring at the measurement position and the lowest part of the copper wiring at the measurement position on the polished surface after polishing.
また、光学顕微鏡を用いて、暗視野にて、銅配線部分について、領域120μm×120μmを単位領域としてランダムに200箇所観察し、スクラッチの発生している単位領域の数をスクラッチ数として測定したところ、スクラッチ数は0個であった。 In addition, using an optical microscope, in a dark field, the copper wiring portion was observed at 200 random locations with a region of 120 μm × 120 μm as a unit region, and the number of scratched unit regions was measured as the number of scratches. The number of scratches was 0.
3.2.実施例1
3.2.1.第二研磨用水系分散体(本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体)の調製
上記「3.1.2−1.コロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体のシリカに換算して1質量%に相当する量及び上記「3.1.3.有機無機複合粒子を含む水分散体の調製」で調製した有機無機複合粒子を含む水分散体の有機無機複合粒子に換算して0.1質量%に相当する量をポリエチレン製の瓶に入れ、これにベンゾトリアゾール0.2質量%、マレイン酸0.1質量%、及び35質量%過酸化水素水の過酸化水素に換算して0.3質量%に相当する量を順次に入れ、15分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が100質量%となるようにイオン交換水を加えた後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、pHが2.3の第二研磨用水系分散体S1を得た。
3.2. Example 1
3.2.1. Preparation of Second Polishing Aqueous Dispersion (Chemical Mechanical Polishing Aqueous Dispersion of First Aspect of the Present Invention) Prepared in “3.1.2-1. Preparation of Aqueous Dispersion Containing Colloidal Silica Particles C1” above. In an amount equivalent to 1% by mass in terms of silica of the aqueous dispersion containing the colloidal silica particles C1 and the organic-inorganic composite prepared in the above "3.1.3. Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles" An amount corresponding to 0.1% by mass in terms of organic-inorganic composite particles of an aqueous dispersion containing particles is put in a polyethylene bottle, and 0.2% by mass of benzotriazole, 0.1% by mass of maleic acid, And the amount corresponding to 0.3% by mass in terms of hydrogen peroxide of 35% by mass hydrogen peroxide was sequentially added and stirred for 15 minutes. Next, ion-exchanged water is added so that the total amount of all the constituent components becomes 100% by mass, and then filtered through a filter having a pore diameter of 5 μm to obtain a second polishing aqueous dispersion S1 having a pH of 2.3. It was.
3.2.2.第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
3.2.2−1.パターンなし基板の研磨試験
化学機械研磨装置((株)荏原製作所製、型式「EPO112」)に多孔質ポリウレタン製研磨パッド(ニッタ・ハース(株)製、品番「IC1000」)を装着し、上記第二研磨用水系分散体を供給しながら、下記の各種研磨速度測定用基板につき、下記研磨条件にて1分間化学機械研磨処理を行ない、下記の手法によって研磨速度を算出した。
3.2.2. Evaluation of polishing performance of second polishing aqueous dispersion 3.2.2-1. Polishing test of unpatterned substrate A chemical polishing machine (made by Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “EPO112”) was equipped with a porous polyurethane polishing pad (made by Nitta Haas Co., product number “IC1000”). While supplying the two polishing aqueous dispersions, the following various polishing rate measurement substrates were subjected to a chemical mechanical polishing treatment under the following polishing conditions for 1 minute, and the polishing rate was calculated by the following method.
(i)研磨速度測定用基板
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚15,000Åの銅膜が設けられたもの。
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚2,000Åのタンタル膜が設けられたもの。
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に膜厚2,000Åの窒化タンタル膜が設けられたもの。
・8インチシリコン基板上に膜厚10,000ÅのPETEOS膜が設けられたもの。
・8インチ熱酸化膜付きシリコン基板上に上記「(5)低誘電率の絶縁膜の製造」で製造された膜厚2,000Åの低誘電率絶縁膜設けられたもの。
(I) A polishing rate measuring substrate / a silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film provided with a 15,000 mm thick copper film.
-A tantalum film with a thickness of 2,000 mm is provided on a silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film.
-A tantalum nitride film with a thickness of 2,000 mm is provided on a silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film.
-A PETEOS film with a thickness of 10,000 mm is provided on an 8-inch silicon substrate.
-A silicon substrate with an 8-inch thermal oxide film provided with a low dielectric constant insulating film having a thickness of 2,000 mm manufactured in "(5) Production of low dielectric constant insulating film" above.
(ii)研磨条件
・ヘッド回転数:70rpm
・ヘッド荷重:250g/cm2
・テーブル回転数:70rpm
・第二研磨用水系分散体の供給速度:200ml/分
(Ii) Polishing conditions and head rotation speed: 70 rpm
Head load: 250 g / cm 2
・ Table rotation speed: 70rpm
-Supply rate of the second polishing aqueous dispersion: 200 ml / min
(iii)研磨速度の算出方法
銅膜、タンタル膜及び窒化タンタル膜については、電気伝導式膜厚測定器(ケーエルエー・テンコール(株)製、形式「オムニマップRS75」)を用いて、研磨処理後の膜厚を測定し、化学機械研磨により減少した膜厚及び研磨時間から研磨速度を算出した。
(Iii) Calculation method of polishing rate About copper film, tantalum film, and tantalum nitride film, after polishing treatment using an electric conduction type film thickness measuring device (model OMNIMAP RS75, manufactured by KLA-Tencor Corporation) The film thickness was measured, and the polishing rate was calculated from the film thickness decreased by chemical mechanical polishing and the polishing time.
PETEOS膜及び低誘電率絶縁膜については、光干渉式膜厚測定器(SENTEC社製、型式「FPT500」)を用いて研磨処理後の膜厚を測定し、化学機械研磨により減少した膜厚及び研磨時間から研磨速度を算出した。 For the PETEOS film and the low dielectric constant insulating film, the film thickness after the polishing treatment was measured using an optical interference film thickness measuring instrument (manufactured by SENTEC, model “FPT500”). The polishing rate was calculated from the polishing time.
(iv)研磨速度
・銅膜の研磨速度(RCu):70Å/分
・タンタル膜の研磨速度(RBM(Ta)):550Å/分
・窒化タンタル膜の研磨速度(RBM(TaN)):620Å/分
・PETEOS膜の研磨速度(RIn):40Å/分
・低誘電率絶縁膜の研磨速度(RIn):15Å/分
・タンタル膜の研磨速度/銅膜の研磨速度(RBM(Ta)/RCu):7.86
・窒化タンタル膜の研磨速度/銅膜の研磨速度(RBM(TaN)/RCu):8.86
・タンタル膜の研磨速度/PETEOS膜の研磨速度(RBM(Ta)/RIn(TEOS膜)):13.75
・窒化タンタル膜の研磨速度/PETEOS膜の研磨速度(RBM(TaN)/RIn(TEOS膜)):15.50
・タンタル膜の研磨速度/低誘電率絶縁膜の研磨速度(RBM(Ta)/RIn(低誘電率絶縁膜)):36.67
・窒化タンタル膜の研磨速度/低誘電率絶縁膜の研磨速度(RBM(TaN)/RIn(低誘電率絶縁膜)):41.33
(Iv) Polishing rate / Copper film polishing rate (R Cu ): 70 Å / min · Tantalum film polishing rate (R BM (Ta)): 550 Å / min · Tantalum nitride film polishing rate (R BM (TaN)) : 620 Å / min · Polishing rate of PETEOS film (R In ): 40 Å / min · Polishing rate of low dielectric constant insulating film (R In ): 15 Å / min · Polishing rate of tantalum film / Polishing rate of copper film (R BM (Ta) / R Cu ): 7.86
-Polishing speed of tantalum nitride film / polishing speed of copper film (R BM (TaN) / R Cu ): 8.86
Polishing rate of tantalum film / Polishing rate of PETEOS film (R BM (Ta) / R In (TEOS film)): 13.75
Polishing rate of tantalum nitride film / Polishing rate of PETEOS film (R BM (TaN) / R In (TEOS film)): 15.50
Polishing rate of tantalum film / polishing rate of low dielectric constant insulating film (R BM (Ta) / R In (low dielectric constant insulating film)): 36.67
Polishing speed of tantalum nitride film / polishing speed of low dielectric constant insulating film (R BM (TaN) / R In (low dielectric constant insulating film)): 41.33
(v)低誘電率絶縁膜の研磨後の評価方法
外周部における剥がれの有無を目視および光学顕微鏡にて観察した。
(V) Evaluation method after polishing of low dielectric constant insulating film The presence or absence of peeling at the outer periphery was observed visually and with an optical microscope.
また、目視、光学顕微鏡、およびパターンなしウェハ表面異物検査装置(ケーエルエー・テンコール(株)製、形式「サーフスキャンSP1」)によって被研磨面の全面を観察し、スクラッチ数の評価を行った。 Further, the entire surface to be polished was observed by visual inspection, an optical microscope, and a pattern-less wafer surface foreign matter inspection apparatus (manufactured by KLA-Tencor Co., Ltd., type “Surfscan SP1”), and the number of scratches was evaluated.
3.2.2−2.パターン付き基板の研磨試験
化学機械研磨装置((株)荏原製作所製、型式「EPO112」)に多孔質ポリウレタン製研磨パッド(ニッタ・ハース(株)製、品番「IC1000」)を装着し、下記の2種のパターン付き基板につき、下記研磨条件にてそれぞれ2段階の化学機械研磨処理を行った。
3.2.2-2. Polishing test of patterned substrate A chemical polishing machine (made by Ebara Manufacturing Co., Ltd., model “EPO112”) was equipped with a porous polyurethane polishing pad (made by Nitta Haas Co., product number “IC1000”). Two-stage chemical mechanical polishing was performed on the two types of patterned substrates under the following polishing conditions.
(i)パターン付き基板
・SEMATECH社製、品番「854CMP100」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上にタンタル膜(厚さ250Å)、銅シード膜(厚さ1,000Å)及び銅メッキ膜(厚さ10,000Å)を順次積層したもの。
・SEMATECH社製、品番「854CMP101」、シリコン基板上に各種のパターンからなる凹部を形成し、その上に窒化タンタル膜(厚さ250Å)、銅シード膜(厚さ1,000Å)及び銅メッキ膜(厚さ10,000Å)を順次積層したもの。
(I) Substrate with a pattern, manufactured by SEMATECH, product number “854CMP100”, a concave portion formed of various patterns is formed on a silicon substrate, and a tantalum film (thickness 250 mm), a copper seed film (thickness 1,000 mm) ) And a copper plating film (thickness 10,000 mm) in sequence.
-SEMATECH Co., product number "854CMP101", concave portions made of various patterns are formed on a silicon substrate, and a tantalum nitride film (thickness 250 mm), a copper seed film (thickness 1,000 mm), and a copper plating film (Thickness 10,000 mm) stacked in sequence.
(ii)第一研磨処理工程の研磨条件
・化学機械研磨用水系分散体種類:上記「3.1.6−1.第一研磨用水系分散体の調製」で調製した第一研磨用水系分散体
・第一研磨用水系分散体の供給速度:200ml/分
・ヘッド回転数:70rpm
・ヘッド荷重:250g/cm2
・テーブル回転数:70rpm
・研磨時間:2.75分
(Ii) Polishing conditions of first polishing treatment step / type of chemical mechanical polishing aqueous dispersion: first polishing aqueous dispersion prepared in “3.1.6-1. Preparation of first polishing aqueous dispersion” above Body / first polishing aqueous dispersion supply speed: 200 ml / min. / Head rotation speed: 70 rpm
Head load: 250 g / cm 2
・ Table rotation speed: 70rpm
・ Polishing time: 2.75 minutes
(iii)第二研磨処理工程の研磨条件
・化学機械研磨用水系分散体種類:上記「3.2.1.第二研磨用水系分散体(本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体)の調製」で調製した第二研磨用水系分散体
・第二研磨用水系分散体の供給速度:200ml/分
・ヘッド回転数:70rpm
・ヘッド荷重:250g/cm2
・テーブル回転数:70rpm
・研磨時間:854CMP100を用いたパターン付き基板につき、0.68分、854CMP101を用いたパターン付き基板につき0.60分
(Iii) Polishing conditions of the second polishing treatment step / type of chemical mechanical polishing aqueous dispersion: “3.2.1. Second polishing aqueous dispersion (chemical mechanical polishing aqueous system according to the first aspect of the present invention) Supply speed of second polishing aqueous dispersion / second polishing aqueous dispersion prepared in “Preparation of dispersion)”: 200 ml / min. Head rotation speed: 70 rpm
Head load: 250 g / cm 2
・ Table rotation speed: 70rpm
Polishing time: 0.68 minutes per patterned substrate using 854 CMP100, 0.60 minutes per patterned substrate using 854 CMP101
なお、研磨時間は、下記式により算出した時間である。
研磨時間(分)={バリアメタル膜の厚さ(Å)÷上記「3.2.2−1.パターンなし基板の研磨試験」で算出したバリアメタル膜(タンタル又は窒化タンタル)の研磨速度(Å/分)}×1.5(分)
The polishing time is a time calculated by the following formula.
Polishing time (min) = {thickness of barrier metal film (÷) / polishing rate of barrier metal film (tantalum or tantalum nitride) calculated in the above “3.2.2-1. Polishing test of unpatterned substrate” ( Å / min)} x 1.5 (min)
第二研磨処理終了後には、PETEOS膜の最上面より上にある余剰のバリアメタル膜がすべて除去され、PETEOS膜の上面が露出した状態にあるものと推定される。 After the second polishing process is completed, it is estimated that all of the excess barrier metal film above the uppermost surface of the PETEOS film is removed and the upper surface of the PETEOS film is exposed.
第二研磨処理工程終了後に、被研磨面のうち幅100μmの銅配線部分に生じたディッシングの大きさを、表面粗さ計(KLA−Tencor社製、型式「P−10」)を用いて測定したところ、854CMP100を用いたパターン付き基板につき330Å、854CMP101を用いたパターン付き基板につき320Åであった。 After completion of the second polishing treatment step, the size of dishing generated on the copper wiring portion having a width of 100 μm on the surface to be polished was measured using a surface roughness meter (model “P-10” manufactured by KLA-Tencor). As a result, it was 330 mm per patterned substrate using 854 CMP100 and 320 mm per patterned substrate using 854 CMP101.
なお、ここで、「ディッシング」とは、研磨後の被研磨面において、測定位置の銅配線を挟むPETEOS膜の上面と、測定位置の銅配線の最低部位との高低差をいう。 Here, “dishing” refers to the difference in height between the upper surface of the PETEOS film sandwiching the copper wiring at the measurement position and the lowest part of the copper wiring at the measurement position on the polished surface after polishing.
また、パターンのないフィールド領域(領域120μm×120μmより広いフィールド領域)の絶縁膜研磨量を、光干渉式膜厚測定器(SENTEC社製、型式「FPT500」)を用いて研磨処理後の膜厚を測定し、初期膜厚5000Åから減少した膜厚量として算出したところ、854CMP100を用いたパターン付き基板および854CMP101を用いたパターン付き基板において共に20Å以下であった。 In addition, the amount of polishing of the insulating film in the field region having no pattern (field region wider than 120 μm × 120 μm) is measured by using an optical interference film thickness measuring device (manufactured by SENTEC, model “FPT500”). When the film thickness was calculated from the initial film thickness of 5000 mm, it was found to be 20 mm or less for both the patterned substrate using 854CMP100 and the patterned substrate using 854CMP101.
更に、光学顕微鏡を用いて、暗視野にて、銅配線部分について、領域120μm×120μmを単位領域としてランダムに200箇所観察し、スクラッチの発生している単位領域の数をスクラッチ数として測定したところ、スクラッチ数は、854CMP100を用いたパターン付き基板および854CMP101を用いたパターン付き基板において共に0個であった。 Furthermore, using an optical microscope, in a dark field, the copper wiring portion was observed at 200 random locations with a region of 120 μm × 120 μm as a unit region, and the number of scratched unit regions was measured as the number of scratches. The number of scratches was 0 in both the patterned substrate using 854CMP100 and the patterned substrate using 854CMP101.
3.3.実施例2乃至5、比較例1乃至2
実施例1において、第二研磨用水系分散体の各成分の種類及び添加量並びに水系分散体のpHを表2の通りとした他は、実施例1と同様の手順にて、第二研磨用水系分散体S2乃至S5並びにR1乃至R2を調製した。なお、表2中、「−」は、対応する欄に相当する成分を添加しなかったことを示す。また、実施例4は(B)成分として2種類の粒子を使用し、実施例5は(A)成分として2種類の粒子を使用した。
3.3. Examples 2 to 5 and Comparative Examples 1 to 2
In Example 1, the second polishing water was prepared in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of each component of the second polishing aqueous dispersion and the pH of the aqueous dispersion were as shown in Table 2. System dispersions S2 to S5 and R1 to R2 were prepared. In Table 2, “-” indicates that the component corresponding to the corresponding column was not added. In addition, Example 4 used two types of particles as the component (B), and Example 5 used two types of particles as the component (A).
第二研磨用水系分散体として、S1の代わりに上記で合成した各水系分散体を使用した他は、実施例1と同様にして評価した。結果を表3に示す。 Evaluation was conducted in the same manner as in Example 1 except that each of the aqueous dispersions synthesized above was used instead of S1 as the second polishing aqueous dispersion. The results are shown in Table 3.
表2及び表3によると、本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体を第二研磨用水系分散体として用いることにより、第二研磨処理工程につき、機械的強度が小さい低誘電率の層間絶縁膜を有する半導体基板よりなる被研磨体の研磨処理に用いたときにも、被研磨面におけるスクラッチの発生が大幅に抑制されたものとなり、しかも、当該絶縁膜が過度に研磨されることがなく、十分に平坦化されて精度の高い被研磨面が得られることがわかった。 According to Table 2 and Table 3, by using the chemical mechanical polishing aqueous dispersion of the first aspect of the present invention as the second polishing aqueous dispersion, the low dielectric constant having low mechanical strength for the second polishing treatment step. Even when used for polishing a polished body made of a semiconductor substrate having an interlayer insulating film with a high rate, the generation of scratches on the surface to be polished is greatly suppressed, and the insulating film is excessively polished. It was found that a highly polished surface with sufficient flatness was obtained.
3.4.実施例6
3.4.1.第二研磨用水系分散体(本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット)の調製
3.4.1−1.液(I)の調製
上記「3.1.2−1.コロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体のシリカに換算して1.06質量%に相当する量及び上記「3.1.3.有機無機複合粒子を含む水分散体の調製」で調製した有機無機複合粒子を含む水分散体の有機無機複合粒子に換算して0.11質量%に相当する量をポリエチレン製の瓶に入れ、これにベンゾトリアゾール0.21質量%、及びマレイン酸0.11質量%に相当する量を順次に入れ、15分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が100質量%となるようにイオン交換水を加えた後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液(I)A1を得た。
3.4. Example 6
3.4.1. Preparation of second polishing aqueous dispersion (kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion of first aspect of the present invention) 3.4.1-1. Preparation of liquid (I) 1.06 mass in terms of silica of the aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1 prepared in the above-mentioned "3.1.2-1. Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1". % And 0.11 in terms of organic-inorganic composite particles of an aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles prepared in “3.1.3. Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles”. An amount corresponding to mass% was placed in a polyethylene bottle, and 0.21 mass% of benzotriazole and an amount corresponding to 0.11 mass% of maleic acid were sequentially added thereto and stirred for 15 minutes. Subsequently, after adding ion-exchange water so that the total amount of all the structural components may be 100 mass%, it filtered with a filter with a hole diameter of 5 micrometers, and obtained liquid (I) A1 which is an aqueous dispersion.
3.4.1−2.液(II)の調製
過酸化水素濃度が5質量%となるようにイオン交換水で濃度調節を行ない、液(II)B1を得た。
3.4.1-2. Preparation of Liquid (II) The concentration was adjusted with ion-exchanged water so that the hydrogen peroxide concentration was 5% by mass to obtain Liquid (II) B1.
3.4.2.第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
上記で調製した液(I)A1の100質量部と、液(II)B1の6.38質量部とを混合し、化学機械研磨用水系分散体S6を調製した。この化学機械研磨用水系分散体S6のpHは2.3であった。この化学機械研磨用水系分散体S6は、上記実施例1で調製した化学機械研磨用水系分散体S1と同一の組成およびpHを有することから、化学機械研磨用水系分散体S6は、上記実施例1で調製した化学機械研磨用水系分散体S1と同一の化学機械研磨用水系分散体であると見なすことが出来る。
3.4.2. Evaluation of polishing performance of second polishing aqueous dispersion 100 parts by mass of liquid (I) A1 prepared above and 6.38 parts by mass of liquid (II) B1 were mixed to obtain an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing. S6 was prepared. The pH of this chemical mechanical polishing aqueous dispersion S6 was 2.3. Since this chemical mechanical polishing aqueous dispersion S6 has the same composition and pH as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 prepared in Example 1, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S6 is used in the above Examples. It can be considered that the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 prepared in 1 is the same chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1.
本実施例において、第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体S1の代わりに、上記で合成した化学機械研磨用水系分散体S6を使用した他は、実施例1と同様にして評価したところ、実施例1と同じ結果が得られた。 In this example, as the second polishing aqueous dispersion, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S6 synthesized above was used instead of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 in the same manner as in Example 1. The same results as in Example 1 were obtained.
3.5.実施例7
3.5.1.第二研磨用水系分散体(本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット)の調製
3.5.1−1.液(I)の調製
上記「3.1.2−1.コロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体のシリカに換算して2.0質量%に相当する量及び上記「3.1.3.有機無機複合粒子を含む水分散体の調製」で調製した有機無機複合粒子を含む水分散体の有機無機複合粒子に換算して0.2質量%に相当する量および35質量%過酸化水素水の過酸化水素に換算して0.6質量%に相当する量をポリエチレン製の瓶に順次入れ、15分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が100質量%となるようにイオン交換水を加えた後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液(I)A2を得た。
3.5. Example 7
3.5.1. Preparation of second polishing aqueous dispersion (kit for preparing chemical mechanical polishing aqueous dispersion of first aspect of the present invention) 3.5.1-1. Preparation of liquid (I) 2.0 mass in terms of silica of the aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1 prepared in the above “3.1.2-1. Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1”. % In terms of the amount corresponding to% and 0.2 in terms of the organic-inorganic composite particles of the aqueous dispersion containing the organic-inorganic composite particles prepared in “3.1.3. Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles”. The amount corresponding to mass% and the amount corresponding to 0.6 mass% in terms of hydrogen peroxide of 35 mass% hydrogen peroxide water were sequentially put into a polyethylene bottle and stirred for 15 minutes. Next, ion-exchanged water was added so that the total amount of all components was 100% by mass, followed by filtration with a filter having a pore diameter of 5 μm to obtain liquid (I) A2 as an aqueous dispersion.
3.5.1−2.液(II)の調製
ポリエチレン製の瓶に、ベンゾトリアゾール0.4質量%、マレイン酸0.2質量%に相当する量を順次に入れ、15分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が100質量%となるようにイオン交換水を加えた後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液(II)A3を得た。
3.5.1-2. Preparation of Liquid (II) In a polyethylene bottle, an amount corresponding to 0.4% by mass of benzotriazole and 0.2% by mass of maleic acid was sequentially added and stirred for 15 minutes. Next, ion-exchanged water was added so that the total amount of all the constituent components was 100% by mass, followed by filtration with a filter having a pore size of 5 μm to obtain liquid (II) A3 as an aqueous dispersion.
3.5.2.第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
上記で調製した液(I)A2の50質量部と、液(II)A3の50質量部とを混合し、化学機械研磨用水系分散体S7を調製した。この化学機械研磨用水系分散体S7のpHは2.3であった。この化学機械研磨用水系分散体S7は、上記実施例1で調製した化学機械研磨用水系分散体S1と同一の組成およびpHを有することから、化学機械研磨用水系分散体S7は、上記実施例1で調製した化学機械研磨用水系分散体S1と同一の化学機械研磨用水系分散体であると見なすことが出来る。
3.5.2. Evaluation of Polishing Performance of Second Polishing Aqueous Dispersion 50 parts by mass of the liquid (I) A2 prepared above and 50 parts by mass of the liquid (II) A3 were mixed, and the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S7 was prepared. Prepared. The pH of this chemical mechanical polishing aqueous dispersion S7 was 2.3. Since this chemical mechanical polishing aqueous dispersion S7 has the same composition and pH as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 prepared in Example 1, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S7 is the same as that of the above example. It can be considered that the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 prepared in 1 is the same chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1.
本実施例において、第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体S1の代わりに、上記で合成した化学機械研磨用水系分散体S7を使用した他は、実施例1と同様にして評価したところ、実施例1と同じ結果が得られた。 In this example, as the second polishing aqueous dispersion, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S7 synthesized above was used instead of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 in the same manner as in Example 1. The same results as in Example 1 were obtained.
3.6.実施例8
3.6.1.第二研磨用水系分散体(本発明の第1の態様の化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット)の調製
3.6.1−1.液(I)の調製
上記「3.1.2−1.コロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体の調製」で調製したコロイダルシリカ粒子C1を含む水分散体のシリカに換算して2.13質量%に相当する量及び上記「3.1.3.有機無機複合粒子を含む水分散体の調製」で調製した有機無機複合粒子を含む水分散体の有機無機複合粒子に換算して0.21質量%に相当する量をポリエチレン製の瓶に順次入れ、15分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が100質量%となるようにイオン交換水を加えた後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液(I)A4を得た。
3.6. Example 8
3.6.1. Preparation of Second Polishing Aqueous Dispersion (Kit for Preparing Chemical Mechanical Polishing Aqueous Dispersion of First Aspect of the Present Invention) 3.6.1-1. Preparation of liquid (I) 2.13 mass in terms of silica of the aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1 prepared in the above-mentioned "3.1.2-1. Preparation of aqueous dispersion containing colloidal silica particles C1". % And 0.21 in terms of organic-inorganic composite particles of an aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles prepared in “3.1.3. Preparation of aqueous dispersion containing organic-inorganic composite particles”. The amount corresponding to mass% was sequentially put into a polyethylene bottle and stirred for 15 minutes. Subsequently, after adding ion-exchange water so that the total amount of all the structural components may be 100 mass%, it filtered with the filter of the hole diameter of 5 micrometers, and obtained liquid (I) A4 which is an aqueous dispersion.
3.6.1−2.液(II)の調製
ポリエチレン製の瓶に、ベンゾトリアゾール0.43質量%、マレイン酸0.21質量%に相当する量を順次に入れ、15分間攪拌した。次いで、全構成成分の合計量が100質量%となるようにイオン交換水を加えた後、孔径5μmのフィルターで濾過することにより、水系分散体である液(II)A5を得た。
3.6.1-2. Preparation of Liquid (II) In a polyethylene bottle, an amount corresponding to 0.43% by mass of benzotriazole and 0.21% by mass of maleic acid was sequentially added and stirred for 15 minutes. Next, ion-exchanged water was added so that the total amount of all components was 100% by mass, followed by filtration with a filter having a pore size of 5 μm to obtain liquid (II) A5 which was an aqueous dispersion.
3.6.2.第二研磨用水系分散体の研磨性能の評価
上記で調製した液(I)A4の50質量部と、液(II)A5の50質量部と、液(III)B1の6.38質量部とを混合し、化学機械研磨用水系分散体S8を調製した。この化学機械研磨用水系分散体S8のpHは2.3であった。この化学機械研磨用水系分散体S8は、上記実施例1で調製した化学機械研磨用水系分散体S1と同一の組成およびpHを有することから、化学機械研磨用水系分散体S8は、上記実施例1で調製した化学機械研磨用水系分散体S1と同一の化学機械研磨用水系分散体であると見なすことが出来る。
3.6.2. Evaluation of polishing performance of second polishing aqueous dispersion 50 parts by mass of liquid (I) A4 prepared above, 50 parts by mass of liquid (II) A5, 6.38 parts by mass of liquid (III) B1 Were mixed to prepare a chemical mechanical polishing aqueous dispersion S8. The pH of this chemical mechanical polishing aqueous dispersion S8 was 2.3. Since this chemical mechanical polishing aqueous dispersion S8 has the same composition and pH as the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 prepared in Example 1, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S8 is used in the above Examples. It can be considered that the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 prepared in 1 is the same chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1.
本実施例において、第二研磨用水系分散体として、化学機械研磨用水系分散体S1の代わりに、上記で合成した化学機械研磨用水系分散体S8を使用した他は、実施例1と同様にして評価したところ、実施例1と同じ結果が得られた。 In this example, the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S8 synthesized above was used in place of the chemical mechanical polishing aqueous dispersion S1 as the second polishing aqueous dispersion, in the same manner as in Example 1. The same results as in Example 1 were obtained.
1 複合基板素材
11 基板(例えば、シリコン製)
12 絶縁膜(例えば、PETEOS製)
13 バリアメタル膜
14 金属膜
21 絶縁膜(例えば、シリコン酸化物製)
22 絶縁膜(例えば、シリコン窒化物)
1
12 Insulating film (for example, made by PETEOS)
13
22 Insulating film (eg, silicon nitride)
Claims (11)
(B)成分:有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、
(C)成分:キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、
(D)成分:ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、
(E)成分:酸化剤、及び
(F)成分:水
を含み、
前記(A)成分の配合量が0.05〜2.0質量%であり、前記(B)成分の配合量が0.005〜1.5質量%であり、前記(A)成分の配合量(WA)と前記(B)成分の配合量(WB)との比(WA/WB)が0.1〜200であり、かつ、pHが1〜5である、化学機械研磨用水系分散体。 (A) component: inorganic particles,
(B) component: at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles,
(C) component: at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid,
(D) component: at least one selected from the group consisting of benzotriazole and its derivatives,
(E) component: oxidizing agent, and (F) component: containing water,
The amount of the component (A) is 0.05 to 2.0% by mass, the amount of the component (B) is 0.005 to 1.5% by mass, and the amount of the component (A) is Chemical mechanical polishing water having a ratio (W A / W B ) of (W A ) to the blending amount (W B ) of the component ( B ) of 0.1 to 200 and a pH of 1 to 5. System dispersion.
前記(C)成分の配合量が0.005〜3.0質量%である、化学機械研磨用水系分散体。 In claim 1,
An aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, wherein the amount of the component (C) is 0.005 to 3.0% by mass.
前記(A)成分がシリカ粒子である、化学機械研磨用水系分散体。 In claim 1 or 2,
An aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, wherein the component (A) is silica particles.
前記(D)成分がベンゾトリアゾールであり、かつ、その配合量が0.01〜5.0質量%である、化学機械研磨用水系分散体。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The chemical mechanical polishing aqueous dispersion, wherein the component (D) is benzotriazole and the blending amount is 0.01 to 5.0% by mass.
前記(E)成分が過酸化水素であり、かつ、その配合量が0.01〜5.0質量%である、化学機械研磨用水系分散体。 In any of claims 1 to 4,
The chemical mechanical polishing aqueous dispersion, wherein the component (E) is hydrogen peroxide and the blending amount is 0.01 to 5.0 mass%.
前記液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、及び(F)水を含む水系分散体であり、
前記液(II)は、(E)酸化剤および(F)水を含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。 A kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 5, comprising mixing liquid (I) and liquid (II),
The liquid (I) is at least one selected from the group consisting of (A) inorganic particles, (B) organic particles and organic-inorganic composite particles, (C) quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid ( However, quinolinic acid is excluded.) And at least one selected from the group consisting of hydroxyl acids, (D) at least one selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof, and (F) an aqueous dispersion containing water And
The liquid (II) is a kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing containing (E) an oxidizing agent and (F) water.
前記液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む水系分散体であり、
前記液(II)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。 A kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 5, comprising mixing liquid (I) and liquid (II),
The liquid (I) is an aqueous dispersion containing (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, and (F) water.
The liquid (II) comprises (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, and (F) water. A kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion.
前記液(I)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含む水系分散体であり、
前記液(II)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、および(F)水を含み、
前記液(III)は、(E)酸化剤および(F)水を含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。 A kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 5, comprising mixing liquid (I), liquid (II), and liquid (III),
The liquid (I) is an aqueous dispersion containing (A) inorganic particles, (B) at least one selected from the group consisting of organic particles and organic-inorganic composite particles, and (F) water.
The liquid (II) comprises (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, and (F) water. Including
The liquid (III) is a kit for preparing a chemical mechanical polishing aqueous dispersion containing (E) an oxidizing agent and (F) water.
前記液(I)は、(C)キノリンカルボン酸、キノリン酸、2価の有機酸(ただしキノリン酸を除く。)及びヒドロキシル酸からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、および(E)酸化剤から選ばれる1種類以上の成分をさらに含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。 In claim 7 or 8,
The liquid (I) is (C) at least one selected from the group consisting of quinolinecarboxylic acid, quinolinic acid, divalent organic acid (excluding quinolinic acid) and hydroxyl acid, (D) benzotriazole and A kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, further comprising at least one selected from the group consisting of derivatives thereof and one or more components selected from (E) an oxidizing agent.
前記液(II)は、(A)無機粒子、(B)有機粒子及び有機無機複合粒子からなる群から選択される少なくとも1種、(D)ベンゾトリアゾール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種、及び(E)酸化剤から選ばれる1種類以上の成分をさらに含む、化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット。 In any of claims 7 to 9,
The liquid (II) is at least one selected from the group consisting of (A) inorganic particles, (B) organic particles and organic-inorganic composite particles, and (D) at least selected from the group consisting of benzotriazole and derivatives thereof. A kit for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, further comprising one type and one or more components selected from (E) an oxidizing agent.
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