JP2010003732A - Cmp用研磨組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】銅(II)またはニッケル(II)の化合物0.05〜5質量%、研磨砥粒0.01〜10質量%、および酸化剤0.01〜10質量%を含有してなることを特徴とするCMP用研磨組成物、および当該CMP用研磨組成物を使用することを特徴とする銅膜のCMP研磨方法。
【選択図】なし
Description
当該化合物は、無機塩でもよく、有機酸塩でもよく、水酸化物でもよく、キレート錯体化合物でもよい。また、これらの化合物は、水和物でもよく、無水和物でもよい。本発明のCMP用研磨組成物は水を分散媒としているので、特段ことわりのないかぎり水和物と無水和物を区別しない。
表1に記載の銅(II)またはニッケル(II)の化合物、平均粒径120nmのコロイダルシリカ1.0質量%、過硫酸アンモニウム1.5質量%、ベンゾトリアゾール0.001質量%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02質量%、数平均分子量17,000のポリビニルピロリドンと1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03質量%、数平均分子量200のポリエチレングリコール0.02質量%、グリシン1.0質量%、水酸化カリウム0.4質量%、炭酸水素アンモニウム0.3質量%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.1〜5を製造した。
上記実施例1から、銅(II)またはニッケル(II)の化合物を除いた組成からなる比較用CMP用研磨組成物である比較1を製造した。また、上記実施例1の銅(II)またはニッケル(II)の化合物に換え、表1に記載の金属塩化合物を使用した組成からなる比較用CMP用研磨組成物である比較2〜7を製造した。
上記実施例1〜5、比較例1〜7で得たCMP用研磨組成物について、電解めっき法で銅膜をシリコン基板上に4,000nm成膜したウエハを3×3cm正方形に切断した銅ブランケットテストピースを被研磨体として、下記研磨条件による研磨の評価を行った。結果を表1に示す。なお、研磨量は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定し、銅の腐食については光学顕微鏡で観察した。銅の腐食は、銅(II)またはニッケル(II)の化合物、金属塩化合物を含有しない比較例1の腐食状態を基準として、これとの比較により評価した。
研磨機:NF−300(ナノファクター社製)、研磨パッド:IC1000(XY溝付)(ロームアンドハース社製)、研磨時間:30秒、定盤回転数:60rpm、キャリア回転数:60rpm、研磨加工圧力:2psi、研磨液供給速度:30ml/分。
表2に記載の銅(II)またはニッケル(II)の化合物、平均粒径120nmのコロイダルシリカ1.0質量%、過硫酸アンモニウム1.5質量%、ベンゾトリアゾール0.001質量%、ドデシルベンゼンスルホン酸0.02質量%、数平均分子量17,000のポリビニルピロリドンと1−ブテンの共重合体(P−904LC;ISP社製)0.03質量%、数平均分子量200のポリエチレングリコール0.02質量%、グリシン1.0質量%、水酸化カリウム0.4質量%、炭酸水素アンモニウム0.3質量%および水(残分)からなるCMP用研磨組成物No.6〜12を製造した。
上記実施例6から銅(II)またはニッケル(II)の化合物を除いた組成からなる比較用CMP用研磨組成物である比較8を製造した。また、上記実施例6の銅(II)またはニッケル(II)の化合物に換え、表2に記載の金属塩化合物を使用した組成からなる比較用CMP用研磨組成物である比較9を製造した。
上記実施例6〜12、比較例8、9で得たCMP用研磨組成物について、テトラキスエトキシシランを用いたプラズマCVD法で硬質シリカ膜を500nm成膜したウエハの硬質シリカ層に深さ500nm、長さ120μm、幅120μmの正方形の溝を作成した後、スパッタリング法でタンタル膜を25nm堆積させ、さらにスパッタリングで100nmの銅シード層を堆積した後、電解めっき法により銅膜1,000nmを形成した8インチウエハを5×5cm正方形に切断したテストピースを被研磨体として下記条件による研磨の評価を行った。なお、研磨量は、Loresta GP(三菱化学製)を使用し、研磨前後の膜厚差から測定し、ディッシングは120μm×120μmの正方形銅配線部分の最凸部と最凹部の段差を原子間力顕微鏡(AFM)Nanopics(セイコーインスツルメンツ社製)を用いて測定した。
研磨機:NF−300(ナノファクター社製)、研磨パッド:IC1000(XY溝付)(ロームアンドハース社製)、研磨時間:1000nmの銅膜をすべて除去する時間の2倍の研磨時間、定盤回転数:60rpm、キャリア回転数:60rpm、研磨加工圧力:1.4psi、研磨液供給速度:30ml/分。
Claims (6)
- 銅(II)またはニッケル(II)の化合物0.05〜5質量%、研磨砥粒0.01〜10質量%、および酸化剤0.01〜10質量%を含有してなることを特徴とするCMP用研磨組成物。
- 銅(II)またはニッケル(II)の化合物が、硫酸塩、硝酸塩または酢酸塩である請求項1に記載のCMP用研磨組成物。
- ニッケル(II)の化合物が、ニッケル(II)の塩化合物である請求項1または2に記載のCMP用研磨組成物。
- 酸化剤が、過硫酸塩化合物である請求項1〜3のいずれか1項に記載のCMP用研磨組成物。
- 研磨砥粒が、コロイダルシリカである請求項1〜4のいずれか1項に記載のCMP用研磨組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のCMP用研磨組成物を使用することを特徴とする銅膜のCMP研磨方法。
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