JP4166487B2 - Polishing composition and method for forming wiring structure using the same - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属、特にタングステンを好適に研磨することができる研磨用組成物及びそれを用いた配線構造の形成方法である。より詳しくは、集積回路などの半導体装置の製造工程においてウエハ表面の金属、特にタングステンを好適に研磨することができる研磨用組成物、及びその研磨用組成物を用いた半導体装置における配線構造の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の研磨用組成物としては、例えば特開平１０−２６５７６６号公報に開示される研磨用組成物が知られている。この研磨用組成物は過酸化水素と硝酸鉄を含有し、それらの相乗効果によってタングステンを高速度で研磨することができるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記公報に開示される研磨用組成物では、研磨用組成物に含有される硝酸鉄に由来する鉄イオンが研磨加工後の被研磨物に残留しやすく、その結果、鉄による汚染に起因して被研磨物の表面に欠陥が生じたり、半導体装置においては電気的特性が低下したりするなどの問題があった。
【０００４】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、タングステンを高速度で研磨することができると同時に、鉄による被研磨物の汚染を防止することができる研磨用組成物及びそれを用いた配線構造の形成方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、タングステン研磨用の研磨用組成物であって、（Ａ）二酸化ケイ素としてヒュームドシリカ、（Ｂ）過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種、（Ｃ）水酸化テトラアルキルアンモニウム及び塩化テトラアルキルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種、（Ｄ）塩酸、並びに（Ｅ）水を含有し、鉄を実質含有しないことを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の研磨用組成物において、塩酸の濃度（質量分率）が１０〜１０００ｐｐｍであることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の研磨用組成物において、周期表の２族〜１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）がそれぞれ１００ｐｐｂ以下であることを要旨とする。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の研磨用組成物において、ｐＨが２〜３であることを要旨とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、凹部が形成された絶縁体層の上層にタングステンからなる導体層を含むメタル層を形成する第１の工程と、前記凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで前記メタル層を研磨して前記凹部内に配線部を形成する第２の工程とを含む配線構造の形成方法において、前記第２の工程で、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて前記メタル層を研磨することを要旨とする。
【０００９】
請求項６に記載の発明は、凹部が形成された絶縁体層の上層にタングステンからなる導体層を含むメタル層を形成する第１の工程と、前記凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで前記メタル層を研磨して前記凹部内に配線部を形成する第２の工程とを含む配線構造の形成方法において、前記第２の工程で、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて前記メタル層の大部分を研磨除去した後に、前記導体層のタングステンを研磨する速度を１としたときに前記絶縁体層を研磨する速度が０．６７〜１．５の範囲にある研磨用組成物を用いて前記メタル層及び絶縁体層を仕上げ研磨することを要旨とする。
【００１０】
請求項７に記載の発明は、凹部が形成された絶縁体層の上層にタングステンからなる導体層を含むメタル層を形成する第１の工程と、前記凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで前記メタル層を研磨して前記凹部内に配線部を形成する第２の工程とを含む配線構造の形成方法において、前記第２の工程で、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて前記メタル層の大部分を研磨除去した後に、（ａ）二酸化ケイ素、（ｂ）過ヨウ素酸、（ｃ）アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム及び過ヨウ素酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種、並びに（ｄ）水を含有し、鉄を実質含有しない研磨用組成物を用いて前記メタル層及び絶縁体層を仕上げ研磨することを要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態について説明する。
本実施形態の研磨用組成物は、（Ａ）二酸化ケイ素、（Ｂ）過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種、（Ｃ）水酸化テトラアルキルアンモニウム及び塩化テトラアルキルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種、（Ｄ）塩酸、並びに（Ｅ）水から構成されている。
【００１２】
まずはじめに、Ａ成分である二酸化ケイ素について説明する。
二酸化ケイ素には、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、沈殿法シリカなど結晶形態や製造方法が異なる種々のものが知られているが、これらいずれの種類の二酸化ケイ素も本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素として使用可能であり、その中でも好ましいのはヒュームドシリカである。ヒュームドシリカは一般に、四塩化ケイ素を酸水素炎中で気相加水分解することによって製造される。こうして製造されるヒュームドシリカは、数個から数十個の粒子が三次元的に凝集した鎖状構造を形成している。またヒュームドシリカは、金属不純物の含有量が少ないという特徴も有している。
【００１３】
本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素のＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径は、下限については１０ｎｍ以上が好ましく、２０ｎｍ以上がより好ましい。一方、上限については５０ｎｍ以下が好ましく、４０ｎｍ以下がより好ましい。また、光散乱法で測定される二酸化ケイ素の平均粒子径は、下限については８０ｎｍ以上が好ましく、１００ｎｍ以上がより好ましい。一方、上限については２５０ｎｍ以下が好ましく、２００ｎｍ以下がより好ましい。
【００１４】
本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の量は、下限については２０ｇ／リットル以上が好ましく、５０ｇ／リットル以上がより好ましい。一方、上限については２００ｇ／リットル以下が好ましく、１５０ｇ／リットル以下がより好ましい。
【００１５】
次に、Ｂ成分である過ヨウ素酸及びその塩について説明する。
本実施形態の研磨用組成物には、Ｂ成分として過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種が配合されている。過ヨウ素酸には、オルト過ヨウ素酸（Ｈ5ＩＯ6）、メタ過ヨウ素酸（ＨＩＯ4）、二メソ過ヨウ素酸（Ｈ4Ｉ2Ｏ9）、メソ過ヨウ素酸（Ｈ3ＩＯ5）、二オルト過ヨウ素酸（Ｈ8Ｉ2Ｏ11）など形態が異なる種々のものが知られている。これらいずれの種類の過ヨウ素酸も本実施形態の研磨用組成物に配合される過ヨウ素酸として使用可能であるが、その中でも好ましいのはオルト過ヨウ素酸である。というのも、オルト過ヨウ素酸は組成が安定しているとともに入手が容易であるからである。また、本実施形態の研磨用組成物に配合される過ヨウ素酸塩としては、いずれの種類の過ヨウ素酸塩も使用可能であるが、好ましいのは過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム又は過ヨウ素酸ナトリウムである。
【００１６】
本実施形態の研磨用組成物に配合されるＢ成分の量は、下限については５ｇ／リットル以上が好ましく、１０ｇ／リットル以上がより好ましい。一方、上限については５０ｇ／リットル以下が好ましく、３０ｇ／リットル以下がより好ましい。
【００１７】
次に、Ｃ成分である水酸化テトラアルキルアンモニウム及び塩化テトラアルキルアンモニウムについて説明する。
本実施形態の研磨用組成物には、Ｃ成分として水酸化テトラアルキルアンモニウム及び塩化テトラアルキルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種が配合されている。水酸化テトラアルキルアンモニウム及び塩化テトラアルキルアンモニウムにおけるアルキル基は特に限定されないが、メチル基又はエチル基が好ましい。
【００１８】
本実施形態の研磨用組成物に配合されるＣ成分の量は、研磨用組成物のｐＨが２〜３になる量が好ましく、ｐＨが２．１〜２．８になる量がより好ましい。
次に、Ｄ成分である塩酸について説明する。
【００１９】
本実施形態の研磨用組成物における塩酸の濃度（質量分率）は、下限については１０ｐｐｍ以上が好ましく、３０ｐｐｍ以上がより好ましい。一方、上限については１０００ｐｐｍ以下が好ましく、２００ｐｐｍ以下がより好ましい。この塩酸の濃度は、イオンクロマトグラフィで測定される塩素濃度（質量分率）から換算される値である。なお、上記のＡ〜Ｃ成分あるいは下記のＥ成分に不純物として塩酸が含まれる場合（例えばＡ成分である二酸化ケイ素がヒュームドシリカである場合）、その不純物として含まれる塩酸によって研磨用組成物における塩酸の濃度が所望の量に達していれば、改めて塩酸を配合する必要がないことはもちろんである。
【００２０】
最後に、Ｅ成分である水について説明する。
分散媒及び溶媒としての役割を担う水は、不純物をできるだけ含まないものが好ましく、具体的にはイオン交換水を濾過したものが好ましい。
【００２１】
本実施形態の研磨用組成物は以上説明したＡ〜Ｅ成分を混合して調製される。こうして調製される研磨用組成物のｐＨは、下限については２以上が好ましく、２．１以上がより好ましい。一方、上限については３以下が好ましく、２．８以下がより好ましい。
【００２２】
また本実施形態の研磨用組成物は、不純物をできるだけ含まないことが好ましい。具体的には、周期表の２族〜１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）が、それぞれ１００ｐｐｂ以下であることが好ましく、５０ｐｐｂ以下であることがより好ましい。その中でも銅、鉄、ニッケル、クロム及びマンガンは、ＳｉＯ2膜などの絶縁体層中に拡散しやすく、半導体装置の歩留まりに影響を及ぼすため、特にこれらの元素の濃度は上記範囲に抑えることが好ましい。
【００２３】
なお、上記の族番号の表記は、ＩＵＰＡＣ無機化学命名法改訂版（１９８９）に基づくものである。また、上記の不純物の濃度は、誘導結合プラズマ質量分析装置（ＩＣＰ−ＭＳ）、誘導結合高周波プラズマ分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ）、原子吸光分析装置、全反射蛍光Ｘ線分析装置（ＴＸＲＦ）などを使って測定される。
【００２４】
続いて、上記の研磨用組成物を用いた半導体装置における配線構造の形成方法について説明する。
本実施形態の配線構造の形成方法では、凹部が形成された絶縁体層の上層にタングステンからなる導体層を形成した後、凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで前記導体層を研磨することにより、凹部内に配線部を形成する。
【００２５】
まずはじめに、凹部が形成された絶縁体層の上層にタングステンからなる導体層を形成する第１の工程について説明する。
この第１の工程においてはまず、半導体基板上の絶縁体層に回路設計に基づく所定パターンの凹部を形成する。この凹部の形成は、公知のリソグラフィ技術及びエッチング技術によって行われる。なお、前記絶縁体層の具体例としては、ＳｉＯ2膜、ＳｉＯＦ膜、ＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜などが挙げられる。凹部が形成される前の絶縁体層の表面は、できるだけ平坦であることが望ましい。
【００２６】
絶縁体層に凹部を形成した後には、少なくとも凹部が完全に埋まるようにタングステンからなる導体層を絶縁体層の上層に形成する。絶縁体層の上層にタングステンからなる導体層を形成する際には、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法などが用いられる。
【００２７】
次に、凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで前記導体層を研磨して凹部内に配線部を形成する第２の工程について説明する。
この第２の工程においては、上記の研磨用組成物を用いて前記導体層の大部分を研磨除去した後に、後述の仕上げ研磨用組成物を用いて前記導体層及び絶縁体層を仕上げ研磨する。ここで、“導体層の大部分を研磨除去する”とは、凹部以外の箇所の導体層の厚みが２００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以下になるまで研磨することをいう。
【００２８】
前記仕上げ研磨用組成物として好ましいものとしては、次の３つが挙げられる。一つ目は、タングステンを研磨する速度を１としたときに絶縁体層を研磨する速度が０．６７〜１．５、好ましくは０．７５〜１．２の範囲にあるような研磨用組成物である。二つ目は、（ａ）二酸化ケイ素、（ｂ）過ヨウ素酸、（ｃ）アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム及び過ヨウ素酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種、並びに（ｄ）水を含有し、鉄を実質含有しない研磨用組成物である。そして三つ目は、タングステンを研磨する速度を１としたときに絶縁体層を研磨する速度が０．６７〜１．５、好ましくは０．７５〜１．２の範囲にあり、なおかつ、上記（ａ）〜（ｄ）の各成分を含有し、鉄を実質含有しない研磨用組成物である。
【００２９】
ここで、上記した二つ目及び三つ目の仕上げ研磨用組成物に含まれる上記（ａ）〜（ｄ）の各成分について詳細に説明する。
まず、はじめにａ成分である二酸化ケイ素について説明する。
【００３０】
仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素としてはいずれの種類の二酸化ケイ素も使用可能であるが、好ましいのはゾルゲル法で合成されるコロイダルシリカである。ゾルゲル法によるコロイダルシリカの合成は一般に、メタノール、アンモニア及び水からなる溶媒中にケイ酸メチルを滴下し、加水分解させることによって行なわれる。こうして製造されるコロイダルシリカは、不純物が極めて少ないという特徴を有している。
【００３１】
仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素のＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径は、下限については４０ｎｍ以上が好ましく、６０ｎｍ以上がより好ましい。一方、上限については１２０ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましい。また、光散乱法で測定される二酸化ケイ素の平均粒子径は、下限については８０ｎｍ以上が好ましく、１５０ｎｍ以上がより好ましい。一方、上限については３００ｎｍ以下が好ましく、２５０ｎｍ以下がより好ましい。
【００３２】
仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の量は、下限については１０ｇ／リットル以上が好ましく、３０ｇ／リットル以上がより好ましい。一方、上限については２００ｇ／リットル以下が好ましく、１５０ｇ／リットル以下がより好ましい。
【００３３】
次に、ｂ成分である過ヨウ素酸について説明する。
仕上げ研磨用組成物に配合される過ヨウ素酸の量は、下限については２ｇ／リットル以上が好ましく、３．５ｇ／リットル以上がより好ましい。一方、上限については９ｇ／リットル以下が好ましく、６ｇ／リットル以下がより好ましい。
【００３４】
次に、ｃ成分であるアンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム及び過ヨウ素酸ナトリウムについて説明する。仕上げ研磨用組成物には、ｃ成分としてこれらの化合物から選ばれる少なくとも一種が配合されている。
【００３５】
仕上げ研磨用組成物に配合されるｃ成分の量は、研磨用組成物のｐＨが４．５〜７になる量が好ましく、ｐＨが５〜６になる量がより好ましく、ｐＨが５．３〜５．８となる量が最も好ましい。
【００３６】
最後に、ｄ成分である水について説明する。
分散媒及び溶媒としての役割を担う水は、不純物をできるだけ含まないものが好ましく、具体的にはイオン交換水を濾過したものが好ましい。
【００３７】
仕上げ研磨用組成物は以上説明したａ〜ｄ成分と随意で他の添加剤とを混合して調製される。
こうして調製される仕上げ研磨用組成物のｐＨは、下限については４．５以上が好ましく、５以上がより好ましく、５．３以上が最も好ましい。一方、上限については７以下が好ましく、６以下がより好ましく、５．８以下が最も好ましい。
【００３８】
また仕上げ研磨用組成物は、不純物をできるだけ含まないことが好ましい。具体的には、周期表の２族〜１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）は、それぞれ１００ｐｐｂ以下であることが好ましく、５０ｐｐｂ以下であることがより好ましい。その中でも銅、鉄、ニッケル、クロム及びマンガンは、ＳｉＯ2膜などの絶縁体層中に拡散しやすく、半導体装置の歩留まりに大きく影響するため、特にこれらの元素の濃度は上記範囲に抑えることが好ましい。
【００３９】
本実施形態によって得られる効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態の研磨用組成物は、（Ａ）二酸化ケイ素、（Ｂ）過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種、（Ｃ）水酸化テトラアルキルアンモニウム及び塩化テトラアルキルアンモニウムから選ばれる少なくとも一種、（Ｄ）塩酸、並びに（Ｅ）水から構成され、鉄を実質含有しない。従って、研磨加工後の被研磨物に鉄イオンが残留するおそれがなく、鉄による被研磨物の汚染を防止することができる。よって、鉄による汚染に起因して被研磨物の表面に欠陥が生じたり、半導体装置においては電気的特性が低下したりするおそれがない。
【００４０】
・ 本実施形態の研磨用組成物によれば、二酸化ケイ素の機械的研磨作用と、過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種並びに塩酸の化学的研磨作用の相乗効果によって、被研磨物、特にタングステンを高速度で研磨することができる。なお、本実施形態の研磨用組成物が特にタングステンの研磨に好適なのは、過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種がその酸化作用によってタングステンを、脆弱で二酸化ケイ素の機械的研磨作用によって容易に研磨除去されうる三酸化タングステンに変化させるように働くためである。
【００４１】
・ 本実施形態の研磨用組成物は、水酸化テトラアルキルアンモニウム又は塩化テトラアルキルアンモニウムを含有しているので、ＳｉＯ2膜などの絶縁体層を研磨する速度が小さくなっている。このため、半導体装置の配線構造の形成過程におけるタングステン研磨の際に絶縁体層が研磨されるのを抑制することができる。
【００４２】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素をヒュームドシリカとすれば、タングステンの研磨速度をさらに大きくし、ＳｉＯ2膜などの絶縁体層の研磨速度をさらに小さくすることができる。この効果は、数個から数十個の粒子が三次元的に凝集した鎖状構造を形成するヒュームドシリカの独特の形態によるものと推測される。
【００４３】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素のＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径を１０ｎｍ以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きい研磨用組成物を提供することができる。また、この平均粒子径を２０ｎｍ以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００４４】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素のＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径を５０ｎｍ以下とすれば、絶縁体層を研磨する速度が小さい研磨用組成物を提供することができる。また、この平均粒子径を４０ｎｍ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００４５】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の光散乱法で測定される平均粒子径を８０ｎｍ以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きい研磨用組成物を提供することができる。また、この平均粒子径を１００ｎｍ以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００４６】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の光散乱法で測定される平均粒子径を２５０ｎｍ以下とすれば、絶縁体層を研磨する速度が小さい研磨用組成物を提供することができる。また、この平均粒子径を２００ｎｍ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００４７】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の量を２０ｇ／リットル以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きい研磨用組成物を提供することができる。また、この配合量を５０ｇ／リットル以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００４８】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の量を２００ｇ／リットル以下とすれば、絶縁体層を研磨する速度が小さい研磨用組成物を提供することができる。また、この配合量を１５０ｇ／リットル以下とすれば、その効果を一段と高めることができる。
【００４９】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合されるＢ成分（過ヨウ素酸及びその塩から選ばれる少なくとも一種）の量を５ｇ／リットル以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きい研磨用組成物を提供することができる。また、この配合量を１０ｇ／リットル以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５０】
・ 本実施形態の研磨用組成物に配合されるＢ成分の量を５０ｇ／リットル以下とすれば、絶縁体層を研磨する速度が小さい研磨用組成物を提供することができる。また、この配合量を３０ｇ／リットル以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５１】
・ 本実施形態の研磨用組成物における塩酸の濃度（質量分率）を１０ｐｐｍ以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きく、絶縁体層を研磨する速度が小さい研磨用組成物を提供することができる。また、３０ｐｐｍ以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５２】
・ 本実施形態の研磨用組成物における塩酸の濃度（質量分率）を１０００ｐｐｍ以下とすれば、研磨用組成物のゲル化を防止することができるので、そのゲル化によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。また、２００ｐｐｍ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５３】
・ 本実施形態の研磨用組成物のｐＨを２以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きく、絶縁体層を研磨する速度が小さい研磨用組成物を提供することができるとともに、取扱性を向上させることができると。また、ｐＨを２．１以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５４】
・ 本実施形態の研磨用組成物のｐＨを３以下とすれば、研磨用組成物のゲル化を防止することができるので、そのゲル化によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。また、ｐＨを２．８以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５５】
・ 本実施形態の研磨用組成物における周期表の２族〜１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）をそれぞれ１００ｐｐｂ以下とすれば、これらの元素による汚染に起因して被研磨物の表面に欠陥が生じるのを抑制することができる。また半導体装置においては、これらの元素による汚染に起因して電気的特性が低下するのを抑制することができる。なお、これらの元素の濃度（質量分率）を５０ｐｐｂ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５６】
・ 仕上げ研磨用組成物を、タングステンを研磨する速度を１としたときに絶縁体層を研磨する速度が０．６７〜１．５の範囲にあるような研磨用組成物とすれば、平坦な仕上がり面を得ることができる。これは、タングステンと絶縁体層の研磨速度の比が上記範囲内にあれば、タングステンからなる導体層と絶縁体層がほぼ同速度で研磨されるからである。なお、仕上げ研磨用組成物として、タングステンを研磨する速度を１としたときに絶縁体層を研磨する速度が０．７５〜１．２の範囲にあるような研磨用組成物を用いるようにすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００５７】
・ 仕上げ研磨用組成物を、上記（ａ）〜（ｄ）の各成分を含有し、鉄を実質含有しない研磨用組成物とすれば、仕上げ研磨後の被研磨物に鉄イオンが残留するおそれがないので、鉄による汚染に起因する弊害を防ぐことができる。
【００５８】
・ 仕上げ研磨用組成物を、タングステンを研磨する速度を１としたときに絶縁体層を研磨する速度が０．６７〜１．５の範囲にあり、なおかつ、上記（ａ）〜（ｄ）の各成分を含有し、鉄を実質含有しないものとすれば、平坦な仕上がり面を得られると同時に、鉄による汚染に起因する弊害を防ぐことができる。
【００５９】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素のＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径を４０ｎｍ以上とすれば、タングステンを研磨する速度、絶縁体層を研磨する速度とも大きい仕上げ研磨用組成物を提供することができる。また、この平均粒子径を６０ｎｍ以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６０】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素のＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径を１２０ｎｍ以下とすれば、仕上げ研磨用組成物の粘度が過大になるのを防ぐことができる。加えて、二酸化ケイ素を均一に分散させることできるので、二酸化ケイ素の沈降によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。また、この平均粒子径を１００ｎｍ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６１】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の光散乱法で測定される平均粒子径を８０ｎｍ以上とすれば、タングステンを研磨する速度、絶縁体層を研磨する速度とも大きい仕上げ研磨用組成物を提供することができる。また、この平均粒子径を１５０ｎｍ以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６２】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の光散乱法で測定される平均粒子径を３００ｎｍ以下とすれば、仕上げ研磨用組成物の粘度が過大になるのを防ぐことができる。加えて、二酸化ケイ素を均一に分散させることできるので、二酸化ケイ素の沈降によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。また、この平均粒子径を２５０ｎｍ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６３】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の量を１０ｇ／リットル以上とすれば、タングステンを研磨する速度、絶縁体層を研磨する速度とも大きい仕上げ研磨用組成物を提供することができる。また、この配合量を３０ｇ／リットル以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６４】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される二酸化ケイ素の量を２００ｇ／リットル以下とすれば、仕上げ研磨用組成物の粘度が過大になるのを防ぐことができる。加えて、二酸化ケイ素を均一に分散させることできるので、二酸化ケイ素の沈降によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。また、この配合量を１５０ｇ／リットル以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６５】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される過ヨウ素酸の量を２ｇ／リットル以上とすれば、タングステンを研磨する速度、絶縁体層を研磨する速度とも大きい仕上げ研磨用組成物を提供することができる。また、この配合量を３．５ｇ／リットル以上とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６６】
・ 仕上げ研磨用組成物に配合される過ヨウ素酸の量を９ｇ／リットル以下とすれば、仕上げ研磨用組成物が有する酸化力が過大になるのを防ぐことができる。また、この配合量を６ｇ／リットル以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００６７】
・ 仕上げ研磨用組成物のｐＨを４．５以上とすれば、タングステンを研磨する速度が大きい仕上げ研磨用組成物を提供することができる。また、このｐＨを５以上とすれば上記の効果を一段と高めることができ、５．３以上とすれば上記の効果をさらに高めることができる。
【００６８】
・ 仕上げ研磨用組成物のｐＨを７以下とすれば、絶縁体層を研磨する速度が大きい仕上げ研磨用組成物を提供することができる。また、このｐＨを６以下とすれば上記の効果を一段と高めることができ、５．８以下とすれば上記の効果をさらに高めることができる。
【００６９】
・ 仕上げ研磨用組成物における周期表の２族〜１２族に属する各元素、並びにアルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム、スズ、鉛及びビスマスの濃度（質量分率）をそれぞれ１００ｐｐｂ以下とすれば、これらの元素による汚染に起因して被研磨物の表面に欠陥が生じるのを抑制することができる。また半導体装置においては、これらの元素による汚染に起因して電気的特性が低下するのを抑制することができる。なお、これらの元素の濃度（質量分率）を５０ｐｐｂ以下とすれば、上記の効果を一段と高めることができる。
【００７０】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記実施形態の研磨用組成物に、従来の研磨用組成物で一般的に使用されている各種の添加剤を添加してもよい。
【００７１】
・ 前記実施形態の配線構造の形成方法において、仕上げ研磨を省略し、凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで研磨用組成物で導体層を研磨して前記凹部内に配線部を形成するようにしてもよい。
【００７２】
・ 前記実施形態の配線構造の形成方法では絶縁体層の上層に直接タングステンからなる導体層を形成するようにしたが、凹部が形成された絶縁体層の上層にチタン又は窒化チタンからなる下地層を形成した後、その下地層の上層に導体層を形成するようにしてもよい。すなわち、凹部が形成された絶縁体層の上層に下地層と導体層からなるメタル層を形成し、凹部以外の箇所の絶縁体層が露出するまで前記メタル層を研磨して凹部内に配線部を形成するようにしてもよい。このようにすれば、導体層、ひいては配線部が絶縁体層から剥離するのを防ぐことができる。
【００７３】
・ 前記実施形態の研磨用組成物及び仕上げ研磨用組成物の供給形態として、使用時に混合される２以上の剤からなる多剤式を採用するようにしてもよい。研磨用組成物であれば、例えば上記（Ａ），（Ｄ），（Ｅ）の各成分を含有する第１剤と、上記（Ｂ），（Ｃ），（Ｅ）の各成分を含有する第２剤とからなる二剤式としてもよい。また仕上げ研磨用組成物であれば、例えば上記（ａ），（ｄ）の各成分を含有する第１剤と、上記（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各成分を含有する第２剤とからなる二剤式としてもよい。このようにすれば、保存安定性を向上させることができる。また、（特に仕上げ研磨用組成物では）各剤の配合割合を研磨機の状態や研磨時の環境等に応じて調整することで、研磨速度を微調整することが可能である。
【００７４】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（実施例１〜２５、参考例２６及び比較例１〜５）
実施例１〜２４では、ヒュームドシリカ、過ヨウ素酸、塩酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物をそれぞれ調製した。実施例２５では、ヒュームドシリカ、過ヨウ素酸、過ヨウ素酸カリウム、塩酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物を調製した。参考例２６では、コロイダルシリカ、過ヨウ素酸、塩酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物を調製した。
【００７５】
比較例１では、ヒュームドシリカ、塩酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物を調製した。比較例２では、ヒュームドシリカ、過ヨウ素酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物を調製した。比較例３では、ヒュームドシリカ、過ヨウ素酸、塩酸及び水を混合して研磨用組成物を調製した。比較例４では、ヒュームドシリカ、過ヨウ素酸、塩酸、水酸化カリウム及び水を混合して研磨用組成物を調製した。比較例５では、ヒュームドシリカ、硝酸鉄、塩酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物を調製した。
【００７６】
但し、各例の研磨用組成物におけるヒュームドシリカ及び過ヨウ素酸の配合量並びに塩素濃度及びｐＨは下記表１に示す通りである。なお、比較例３，４を除く各例の研磨用組成物における水酸化テトラメチルアンモニウムの配合量、及び比較例４の研磨用組成物における水酸化カリウムの配合量は、ｐＨが表１に示す値になる量である。また、実施例１〜２５及び比較例１〜５の研磨用組成物に配合したヒュームドシリカのＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径は３０ｎｍ、光散乱法で測定される平均粒子径は１００ｎｍである。
【００７７】
（実施例２７〜３９）
ヒュームドシリカ、過ヨウ素酸、塩酸、水酸化テトラメチルアンモニウム及び水を混合して研磨用組成物をそれぞれ調製した。但し、各例の研磨用組成物に配合したヒュームドシリカのＢＥＴ比表面積と粒子密度とから計算される平均粒子径（Ｄ１）、及び光散乱法で測定される平均粒子径（Ｄ２）は下記表２に示す通りである。なお、各例の研磨用組成物におけるヒュームドシリカの配合量は１００ｇ／リットル、過ヨウ素酸の配合量は２０ｇ／リットル、塩素濃度は１００ｐｐｍ、水酸化テトラメチルアンモニウムの配合量はｐＨが２．３になる量である。
【００７８】
以上の実施例１〜３９及び比較例１〜５の各例の研磨用組成物を用いてタングステンとＳｉＯ2、それぞれのブランケットウエハを下記の研磨条件１で研磨し、以下に示す計算式に基づいてタングステンの研磨速度及びＳｉＯ2の研磨速度を求めた。また、各例の研磨用組成物を用いて研磨加工した後のウエハ表面の鉄イオン濃度を、全反射蛍光Ｘ線分析装置（ＴＲＥ−６１０Ｔ；株式会社テクノス製）を用いて測定した。それらの結果を下記表１及び表２に併せて示す。
研磨速度［ｎｍ／ｍｉｎ］＝（研磨加工前のブランケットウエハの厚み［ｎｍ］−研磨加工後のブランケットウエハの厚み［ｎｍ］）÷研磨時間［ｍｉｎ］
なお、研磨加工前後のタングステン膜の厚みはシート抵抗測定器（ＶＲ−１２０；国際電気システムサービス株式会社製）、シリコン酸化膜の厚みは光学式膜厚測定器（大日本スクリーン製造株式会社製）を用いて測定した。
【００７９】
＜研磨条件１＞
研磨機：片面ＣＭＰ用研磨機（Ｍｉｒｒａ；アプライドマテリアルズ社製）、研磨パッド：ポリウレタン製の積層研磨パッド（ＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００；ロデール社製）、研磨圧力：４ｐｓｉ（＝約２８ｋＰａ）、研磨時間：６０秒、定盤回転数：８０ｒｐｍ、研磨用組成物の供給速度：１５０ｍｌ／分、キャリア回転数：８０ｒｐｍ
【００８０】
【表１】
【表２】
【００８２】
（実施例４０〜５８）
実施例４０〜５８では、実施例４の研磨用組成物を使って上記の研磨条件１でパターンウエハを研磨加工した後に、仕上げ研磨用組成物を使って下記の研磨条件２で仕上げ研磨を行なった。このとき、５０％密度、ホール径１μｍのエリアにおけるディッシング及びエロージョンの量をそれぞれ測定した。その結果を下記表３に示す。但し、各例で使用される仕上げ研磨用組成物は、コロイダルシリカ、過ヨウ素酸、アンモニア及び水を混合して調製され、そのコロイダルシリカ及び過ヨウ素酸の配合量並びにｐＨは下記表３に示す通りである。また、各例で使用される仕上げ研磨用組成物について、タングステン及びＳｉＯ2の研磨速度を測定した結果を、その研磨速度の比（ＳｉＯ2の研磨速度／タングステンの研磨速度）と併せて下記表３に示す。
【００８３】
＜研磨条件２＞
研磨機：片面ＣＭＰ用研磨機（Ｍｉｒｒａ；アプライドマテリアルズ社製）、研磨パッド：ポリウレタン製の積層研磨パッド（ＩＣ−１０００／Ｓｕｂａ４００；ロデール社製）、研磨圧力：４ｐｓｉ（＝約２８ｋＰａ）、研磨時間：６０秒、定盤回転数：６０ｒｐｍ、研磨用組成物の供給速度：２００ｍｌ／分、キャリア回転数：６０ｒｐｍ
【００８４】
【表３】
【００８５】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、タングステンを高速度で研磨することができると同時に、鉄による被研磨物の汚染を防止することができる。また、絶縁体層の研磨速度をさらに小さくすることができる。
【００８６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、タングステンの研磨速度をさらに大きくすることができると同時に、研磨用組成物のゲル化によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。
【００８７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、不純物元素による汚染に起因して被研磨物の表面に欠陥が生じたり、半導体装置においては電気的特性が低下したりするのを抑制することができる。
【００８９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、研磨用組成物の取扱性を向上させることができると同時に、絶縁体層の研磨速度をさらに小さくすることができる。また、研磨用組成物のゲル化によって誘発される研磨傷の発生を防止することができる。
【００９０】
請求項５に記載の発明によれば、鉄による汚染に起因する弊害を防ぐことができる。
請求項６に記載の発明によれば、仕上げ研磨の際にメタル層と絶縁体層をほぼ同速度で研磨できるので、平坦な仕上がり面を得ることができる。
【００９１】
請求項７に記載の発明によれば、鉄による汚染に起因する弊害を防ぐことができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a polishing composition capable of suitably polishing a metal, particularly tungsten, and a method for forming a wiring structure using the same. More specifically, a polishing composition capable of suitably polishing metal on the wafer surface, particularly tungsten, in a manufacturing process of a semiconductor device such as an integrated circuit, and formation of a wiring structure in the semiconductor device using the polishing composition It is about the method.
[0002]
[Prior art]
As this type of polishing composition, for example, a polishing composition disclosed in JP-A-10-265766 is known. This polishing composition contains hydrogen peroxide and iron nitrate, and is configured so that tungsten can be polished at a high speed by a synergistic effect thereof.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the polishing composition disclosed in the above publication, iron ions derived from iron nitrate contained in the polishing composition are likely to remain in the object to be polished after polishing, resulting in contamination with iron. As a result, defects occur on the surface of the object to be polished, and electrical characteristics are deteriorated in the semiconductor device.
[0004]
The present invention has been made paying attention to the problems existing in the prior art as described above. The object is to provide a polishing composition capable of polishing tungsten at a high speed and at the same time preventing contamination of an object to be polished by iron, and a method of forming a wiring structure using the same. There is.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1A polishing composition for polishing tungsten,(A) Silicon dioxideAs fumed silica(B) at least one selected from periodic acid and salts thereof, (C) at least one selected from tetraalkylammonium hydroxide and tetraalkylammonium chloride, (D) hydrochloric acid, and (E) water, The main point is that the substance is not substantially contained.
[0006]
The gist of the invention described in claim 2 is that, in the polishing composition according to claim 1, the concentration (mass fraction) of hydrochloric acid is 10 to 1000 ppm.
The invention according to claim 3 is the polishing composition according to claim 1 or 2, wherein each element belonging to groups 2 to 12 of the periodic table, and aluminum, gallium, indium, thallium, tin, lead And the concentration (mass fraction) of bismuth is 100 ppb or less.
[0007]
ContractClaim4The invention described in claim 1 to claim 13In the polishing composition according to any one of the above, the gist is that the pH is 2 to 3.
[0008]
Claim5The invention described in 1 is a first step of forming a metal layer including a conductor layer made of tungsten on an insulator layer in which a recess is formed, and the metal until the insulator layer in a portion other than the recess is exposed. A method of forming a wiring structure including a second step of polishing a layer and forming a wiring portion in the recess, wherein the second step includes:4The gist is to polish the metal layer using the polishing composition according to any one of the above.
[0009]
Claim6The invention described in 1 is a first step of forming a metal layer including a conductor layer made of tungsten on an insulator layer in which a recess is formed, and the metal until the insulator layer in a portion other than the recess is exposed. A method of forming a wiring structure including a second step of polishing a layer and forming a wiring portion in the recess, wherein the second step includes:4A rate at which the insulator layer is polished when the rate at which the tungsten of the conductor layer is polished is set to 1 after most of the metal layer is polished and removed using the polishing composition according to any one of Is to finish polish the metal layer and the insulator layer using a polishing composition in the range of 0.67 to 1.5.
[0010]
Claim7The invention described in 1 is a first step of forming a metal layer including a conductor layer made of tungsten on an insulator layer in which a recess is formed, and the metal until the insulator layer in a portion other than the recess is exposed. A method of forming a wiring structure including a second step of polishing a layer and forming a wiring portion in the recess, wherein the second step includes:4After polishing and removing most of the metal layer using the polishing composition according to any one of (1), (a) silicon dioxide, (b) periodic acid, (c) ammonia, potassium hydroxide, water At least one selected from sodium oxide, ammonium periodate, potassium periodate and sodium periodate, and (d) the metal layer and the insulator using a polishing composition containing water and substantially free of iron The gist is to finish and polish the layer.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described.
The polishing composition of the present embodiment is (A) silicon dioxide, (B) at least one selected from periodic acid and salts thereof, (C) at least one selected from tetraalkylammonium hydroxide and tetraalkylammonium chloride, (D) It is comprised from hydrochloric acid and (E) water.
[0012]
First, silicon dioxide which is the component A will be described.
Various silicon dioxides having different crystal forms and production methods such as colloidal silica, fumed silica, and precipitated silica are known, and any of these types of silicon dioxide can be used as the polishing composition of the present embodiment. It can be used as silicon dioxide to be blended, and fumed silica is preferred among them. Fumed silica is generally produced by gas phase hydrolysis of silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame. The fumed silica produced in this way forms a chain structure in which several to several tens of particles are three-dimensionally aggregated. Fumed silica is also characterized by a low content of metal impurities.
[0013]
The average particle diameter calculated from the BET specific surface area and particle density of silicon dioxide blended in the polishing composition of the present embodiment is preferably 10 nm or more, and more preferably 20 nm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 50 nm or less, and more preferably 40 nm or less. The average particle diameter of silicon dioxide measured by the light scattering method is preferably 80 nm or more, and more preferably 100 nm or more for the lower limit. On the other hand, the upper limit is preferably 250 nm or less, and more preferably 200 nm or less.
[0014]
The lower limit of the amount of silicon dioxide blended into the polishing composition of the present embodiment is preferably 20 g / liter or more, and more preferably 50 g / liter or more. On the other hand, the upper limit is preferably 200 g / liter or less, and more preferably 150 g / liter or less.
[0015]
Next, periodic acid and its salt which are B components are demonstrated.
In the polishing composition of the present embodiment, at least one selected from periodic acid and salts thereof is blended as the B component. Periodic acid includes orthoperiodic acid (HFiveIO6), Metaperiodic acid (HIO)Four), Dimesoperiodic acid (HFourI2O9), Mesoperiodic acid (HThreeIOFive), Diorthoperiodic acid (H8I2O11Various types having different forms are known. Any of these types of periodic acid can be used as the periodic acid blended in the polishing composition of the present embodiment. Among them, orthoperiodic acid is preferable. This is because orthoperiodic acid has a stable composition and is easily available. Further, as the periodate to be blended in the polishing composition of the present embodiment, any type of periodate can be used, but ammonium periodate, potassium periodate or periodate is preferred. Sodium iodate.
[0016]
The amount of component B blended in the polishing composition of the present embodiment is preferably 5 g / liter or more, more preferably 10 g / liter or more for the lower limit. On the other hand, the upper limit is preferably 50 g / liter or less, and more preferably 30 g / liter or less.
[0017]
Next, the tetraalkylammonium hydroxide and tetraalkylammonium chloride which are C components will be described.
In the polishing composition of this embodiment, at least one selected from tetraalkylammonium hydroxide and tetraalkylammonium chloride is blended as the C component. The alkyl group in the tetraalkylammonium hydroxide and tetraalkylammonium chloride is not particularly limited, but a methyl group or an ethyl group is preferable.
[0018]
The amount of component C blended in the polishing composition of the present embodiment is preferably such that the polishing composition has a pH of 2 to 3, and more preferably an pH of 2.1 to 2.8.
Next, hydrochloric acid that is a component D will be described.
[0019]
About the density | concentration (mass fraction) of hydrochloric acid in the polishing composition of this embodiment, 10 ppm or more is preferable about a minimum, and 30 ppm or more is more preferable. On the other hand, the upper limit is preferably 1000 ppm or less, and more preferably 200 ppm or less. The concentration of hydrochloric acid is a value converted from the chlorine concentration (mass fraction) measured by ion chromatography. In addition, when hydrochloric acid is contained as an impurity in the above A to C components or the following E component (for example, when silicon dioxide as the A component is fumed silica), the hydrochloric acid contained as the impurities in the polishing composition Of course, if the concentration of hydrochloric acid reaches the desired amount, it is not necessary to add hydrochloric acid again.
[0020]
Finally, water which is an E component will be described.
The water serving as a dispersion medium and a solvent is preferably one containing as little impurities as possible, and more specifically, one obtained by filtering ion-exchanged water.
[0021]
The polishing composition of this embodiment is prepared by mixing the components A to E described above. The pH of the polishing composition thus prepared is preferably 2 or more and more preferably 2.1 or more for the lower limit. On the other hand, the upper limit is preferably 3 or less, and more preferably 2.8 or less.
[0022]
Moreover, it is preferable that the polishing composition of this embodiment does not contain impurities as much as possible. Specifically, the concentration (mass fraction) of each element belonging to Groups 2 to 12 of the periodic table and aluminum, gallium, indium, thallium, tin, lead and bismuth is preferably 100 ppb or less, More preferably, it is 50 ppb or less. Among them, copper, iron, nickel, chromium and manganese are SiO.2In particular, the concentration of these elements is preferably limited to the above range, because it easily diffuses into an insulator layer such as a film and affects the yield of the semiconductor device.
[0023]
In addition, the above-mentioned notation of the group number is based on the IUPAC inorganic chemical nomenclature revised edition (1989). In addition, the concentration of the above-described impurities may be determined by inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS), inductively coupled plasma spectrometer (ICP-AES), atomic absorption spectrometer, total reflection X-ray fluorescence spectrometer (TXRF), etc. Measured using
[0024]
Then, the formation method of the wiring structure in the semiconductor device using said polishing composition is demonstrated.
In the method for forming a wiring structure according to the present embodiment, a conductor layer made of tungsten is formed on the insulator layer in which the recesses are formed, and then the conductor layer is polished until the insulator layers other than the recesses are exposed. Thereby, a wiring part is formed in the recess.
[0025]
First, the first step of forming a conductor layer made of tungsten on the upper layer of the insulator layer having the recesses will be described.
In this first step, first, recesses having a predetermined pattern based on circuit design are formed in an insulator layer on a semiconductor substrate. The formation of the recess is performed by a known lithography technique and etching technique. A specific example of the insulator layer is SiO.2Examples thereof include a film, a SiOF film, a BSG film, a PSG film, and a BPSG film. It is desirable that the surface of the insulator layer before the recess is formed is as flat as possible.
[0026]
After the recess is formed in the insulator layer, a conductor layer made of tungsten is formed on the insulator layer so that at least the recess is completely filled. When a conductor layer made of tungsten is formed on the insulator layer, a PVD (Physical Vapor Deposition) method or the like is used.
[0027]
Next, a description will be given of a second step in which the conductor layer is polished to form a wiring portion in the recess until the insulator layer in a portion other than the recess is exposed.
In this second step, after most of the conductor layer is removed by polishing using the polishing composition, the conductor layer and the insulator layer are finish-polished using the finish polishing composition described later. . Here, “polishing and removing most of the conductor layer” means polishing until the thickness of the conductor layer in a portion other than the concave portion is 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
[0028]
The following three are preferable as the finish polishing composition. The first is a polishing composition in which the rate of polishing the insulator layer is 0.67 to 1.5, preferably 0.75 to 1.2, assuming that the rate of polishing tungsten is 1. It is a thing. The second is at least one selected from (a) silicon dioxide, (b) periodic acid, (c) ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium periodate, potassium periodate and sodium periodate. And (d) a polishing composition containing water and substantially free of iron. The third is that when the rate of polishing tungsten is 1, the rate of polishing the insulator layer is in the range of 0.67 to 1.5, preferably 0.75 to 1.2, and the above The polishing composition contains the components (a) to (d) and does not substantially contain iron.
[0029]
Here, each component of said (a)-(d) contained in the above-mentioned 2nd and 3rd finish polishing composition is demonstrated in detail.
First, silicon dioxide which is component a will be described.
[0030]
Any type of silicon dioxide can be used as the silicon dioxide to be blended in the finish polishing composition, but colloidal silica synthesized by a sol-gel method is preferred. The synthesis of colloidal silica by the sol-gel method is generally performed by dropping methyl silicate into a solvent composed of methanol, ammonia and water and hydrolyzing it. The colloidal silica produced in this way is characterized by very few impurities.
[0031]
The average particle diameter calculated from the BET specific surface area and the particle density of silicon dioxide blended in the final polishing composition is preferably 40 nm or more, more preferably 60 nm or more. On the other hand, the upper limit is preferably 120 nm or less, and more preferably 100 nm or less. The average particle diameter of silicon dioxide measured by the light scattering method is preferably 80 nm or more, and more preferably 150 nm or more for the lower limit. On the other hand, the upper limit is preferably 300 nm or less, and more preferably 250 nm or less.
[0032]
The lower limit of the amount of silicon dioxide added to the finish polishing composition is preferably 10 g / liter or more, and more preferably 30 g / liter or more. On the other hand, the upper limit is preferably 200 g / liter or less, and more preferably 150 g / liter or less.
[0033]
Next, periodic acid which is b component is demonstrated.
The lower limit of the amount of periodic acid added to the finish polishing composition is preferably 2 g / liter or more, more preferably 3.5 g / liter or more. On the other hand, the upper limit is preferably 9 g / liter or less, and more preferably 6 g / liter or less.
[0034]
Next, ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium periodate, potassium periodate and sodium periodate, which are component c, will be described. The finish polishing composition contains at least one selected from these compounds as the c component.
[0035]
The amount of component c blended in the final polishing composition is preferably such that the polishing composition has a pH of 4.5 to 7, more preferably an pH of 5 to 6, and a pH of 5.3. An amount of ~ 5.8 is most preferred.
[0036]
Finally, water as the d component will be described.
The water serving as a dispersion medium and a solvent is preferably one containing as little impurities as possible, and more specifically, one obtained by filtering ion-exchanged water.
[0037]
The finish polishing composition is prepared by mixing the components a to d described above and optionally other additives.
The final polishing composition thus prepared has a pH of preferably 4.5 or more, more preferably 5 or more, and most preferably 5.3 or more for the lower limit. On the other hand, the upper limit is preferably 7 or less, more preferably 6 or less, and most preferably 5.8 or less.
[0038]
The finish polishing composition preferably contains as little impurities as possible. Specifically, the concentration (mass fraction) of each element belonging to Groups 2 to 12 of the periodic table, and aluminum, gallium, indium, thallium, tin, lead and bismuth is preferably 100 ppb or less, More preferably, it is 50 ppb or less. Among them, copper, iron, nickel, chromium and manganese are SiO.2In particular, the concentration of these elements is preferably limited to the above range because it easily diffuses into an insulator layer such as a film and greatly affects the yield of the semiconductor device.
[0039]
The effects obtained by this embodiment will be described below.
The polishing composition of this embodiment is at least one selected from (A) silicon dioxide, (B) periodic acid and salts thereof, (C) at least one selected from tetraalkylammonium hydroxide and tetraalkylammonium chloride. , (D) hydrochloric acid and (E) water, substantially free of iron. Therefore, there is no possibility that iron ions remain on the object to be polished after polishing, and contamination of the object to be polished by iron can be prevented. Therefore, there is no possibility that defects will occur on the surface of the object to be polished due to contamination with iron, or electrical characteristics of the semiconductor device will be deteriorated.
[0040]
-According to the polishing composition of the present embodiment, due to the synergistic effect of the mechanical polishing action of silicon dioxide, at least one selected from periodic acid and its salt and the chemical polishing action of hydrochloric acid, Tungsten can be polished at high speed. The polishing composition of the present embodiment is particularly suitable for polishing tungsten. At least one selected from periodic acid and its salt is easily oxidized by its oxidizing action, and is easily fragile by the mechanical polishing action of silicon dioxide. This is because it works to change to tungsten trioxide that can be polished and removed.
[0041]
-Since the polishing composition of this embodiment contains tetraalkylammonium hydroxide or tetraalkylammonium chloride, SiO2The rate at which an insulator layer such as a film is polished is reduced. For this reason, it can suppress that an insulator layer is grind | polished in the case of tungsten grinding | polishing in the formation process of the wiring structure of a semiconductor device.
[0042]
If the silicon dioxide compounded in the polishing composition of this embodiment is fumed silica, the polishing rate of tungsten is further increased, and SiO 22The polishing rate of an insulator layer such as a film can be further reduced. This effect is presumed to be due to a unique form of fumed silica in which a chain structure in which several to several tens of particles are three-dimensionally aggregated is formed.
[0043]
-If the average particle diameter calculated from the BET specific surface area and particle density of silicon dioxide blended in the polishing composition of this embodiment is 10 nm or more, a polishing composition having a high rate of polishing tungsten is provided. can do. Moreover, if this average particle diameter is 20 nm or more, the above effect can be further enhanced.
[0044]
-If the average particle diameter calculated from the BET specific surface area and particle density of silicon dioxide mix | blended with the polishing composition of this embodiment shall be 50 nm or less, the polishing composition with a small speed | rate which grind | polishes an insulator layer is small. Can be provided. Moreover, if this average particle diameter is set to 40 nm or less, the above effect can be further enhanced.
[0045]
-If the average particle diameter measured by the light scattering method of silicon dioxide mix | blended with the polishing composition of this embodiment shall be 80 nm or more, the polishing composition with a large speed | rate which grind | polishes tungsten can be provided. . Moreover, if this average particle diameter is 100 nm or more, the above effect can be further enhanced.
[0046]
To provide a polishing composition having a low rate of polishing an insulator layer when the average particle diameter measured by the light scattering method of silicon dioxide blended in the polishing composition of this embodiment is 250 nm or less. Can do. In addition, when the average particle diameter is 200 nm or less, the above effect can be further enhanced.
[0047]
-If the quantity of silicon dioxide mix | blended with the polishing composition of this embodiment shall be 20 g / liter or more, the polishing composition with a large speed | rate which grind | polishes tungsten can be provided. Moreover, if this compounding quantity shall be 50 g / liter or more, said effect can be improved further.
[0048]
-If the quantity of the silicon dioxide mix | blended with the polishing composition of this embodiment shall be 200 g / liter or less, the polishing composition with a small speed | rate which grind | polishes an insulator layer can be provided. Moreover, if this compounding quantity shall be 150 g / liter or less, the effect can be improved further.
[0049]
-Polishing composition with high speed | rate which grind | polishes tungsten, if the quantity of B component (at least 1 type chosen from periodic acid and its salt) mix | blended with the polishing composition of this embodiment is 5 g / liter or more. Can be provided. Moreover, if this compounding quantity shall be 10 g / liter or more, said effect can be improved further.
[0050]
-If the quantity of B component mix | blended with the polishing composition of this embodiment shall be 50 g / liter or less, the polishing composition with a small speed | rate which grind | polishes an insulator layer can be provided. Moreover, if this compounding quantity shall be 30 g / liter or less, said effect can be improved further.
[0051]
To provide a polishing composition having a high rate of polishing tungsten and a low rate of polishing an insulator layer when the concentration (mass fraction) of hydrochloric acid in the polishing composition of this embodiment is 10 ppm or more. Can do. Moreover, if it is 30 ppm or more, said effect can be improved further.
[0052]
-If the concentration (mass fraction) of hydrochloric acid in the polishing composition of this embodiment is 1000 ppm or less, gelation of the polishing composition can be prevented, so that polishing scratches induced by the gelation can be prevented. Occurrence can be prevented. Moreover, if it is 200 ppm or less, said effect can be improved further.
[0053]
-If the polishing composition of the present embodiment has a pH of 2 or more, it is possible to provide a polishing composition having a high speed for polishing tungsten and a low speed for polishing an insulator layer, and has a handleability. I can improve it. Moreover, if pH is 2.1 or more, said effect can be improved further.
[0054]
-If the polishing composition of the present embodiment has a pH of 3 or less, gelation of the polishing composition can be prevented, so that generation of polishing flaws induced by the gelation can be prevented. . Moreover, if pH is 2.8 or less, said effect can be improved further.
[0055]
The concentration (mass fraction) of each element belonging to Groups 2 to 12 of the periodic table and the aluminum, gallium, indium, thallium, tin, lead and bismuth in the polishing composition of the present embodiment is 100 ppb or less. For example, it is possible to suppress the occurrence of defects on the surface of the object to be polished due to contamination by these elements. Further, in the semiconductor device, it is possible to suppress deterioration in electrical characteristics due to contamination by these elements. In addition, if the density | concentration (mass fraction) of these elements shall be 50 ppb or less, said effect can be improved further.
[0056]
If the polishing composition is such that the polishing rate of the insulator layer is in the range of 0.67 to 1.5 when the polishing rate of tungsten is 1, the flat polishing composition is flat. A finished surface can be obtained. This is because the conductor layer made of tungsten and the insulator layer are polished at substantially the same speed if the ratio of the polishing rates of tungsten and the insulator layer is within the above range. As the final polishing composition, a polishing composition having a polishing rate of 0.75 to 1.2 when the rate of polishing tungsten is set to 1 is used. In this case, the above effect can be further enhanced.
[0057]
-If the final polishing composition is a polishing composition that contains the components (a) to (d) and does not substantially contain iron, iron ions may remain on the polished object after final polishing. Therefore, harmful effects caused by iron contamination can be prevented.
[0058]
The final polishing composition has a rate of polishing the insulator layer in the range of 0.67 to 1.5 when the rate of polishing of tungsten is 1, and the above (a) to (d) If each component is contained and iron is not substantially contained, a flat finished surface can be obtained, and at the same time, harmful effects caused by iron contamination can be prevented.
[0059]
・ If the average particle diameter calculated from the BET specific surface area and particle density of silicon dioxide blended in the final polishing composition is 40 nm or more, the finish for polishing the tungsten layer and the insulator layer is large. A polishing composition can be provided. In addition, when the average particle diameter is 60 nm or more, the above effect can be further enhanced.
[0060]
-If the average particle diameter calculated from the BET specific surface area and particle density of silicon dioxide blended in the final polishing composition is 120 nm or less, it is possible to prevent the viscosity of the final polishing composition from becoming excessive. it can. In addition, since silicon dioxide can be uniformly dispersed, it is possible to prevent the occurrence of polishing flaws induced by the precipitation of silicon dioxide. Moreover, if this average particle diameter is 100 nm or less, the above effect can be further enhanced.
[0061]
-If the average particle diameter measured by the light scattering method of silicon dioxide blended in the final polishing composition is 80 nm or more, the final polishing composition has a high rate of polishing tungsten and a high rate of polishing the insulator layer. Can be provided. Moreover, if this average particle diameter is 150 nm or more, the above effect can be further enhanced.
[0062]
-If the average particle diameter measured by the light scattering method of silicon dioxide mix | blended with the composition for final polishing shall be 300 nm or less, it can prevent that the viscosity of the composition for final polishing becomes excessive. In addition, since silicon dioxide can be uniformly dispersed, it is possible to prevent the occurrence of polishing flaws induced by the precipitation of silicon dioxide. Moreover, if this average particle diameter is 250 nm or less, the above effect can be further enhanced.
[0063]
-If the quantity of silicon dioxide mix | blended with a composition for final polishing shall be 10 g / liter or more, the final polishing composition with a large speed | rate which grind | polishes tungsten and the speed | rate which grind | polishes an insulator layer can be provided. Moreover, if this compounding quantity shall be 30 g / liter or more, said effect can be improved further.
[0064]
-If the quantity of silicon dioxide mix | blended with the composition for final polishing shall be 200 g / liter or less, it can prevent that the viscosity of the composition for final polishing becomes excessive. In addition, since silicon dioxide can be uniformly dispersed, it is possible to prevent the occurrence of polishing flaws induced by the precipitation of silicon dioxide. Moreover, if this compounding quantity shall be 150 g / liter or less, said effect can be improved further.
[0065]
-If the amount of periodic acid blended in the final polishing composition is 2 g / liter or more, it is possible to provide a final polishing composition having a high rate of polishing tungsten and a high rate of polishing the insulator layer. . Moreover, if this compounding quantity shall be 3.5 g / liter or more, said effect can be improved further.
[0066]
-If the amount of periodic acid blended in the finish polishing composition is 9 g / liter or less, the oxidizing power of the finish polishing composition can be prevented from becoming excessive. Moreover, if this compounding quantity shall be 6 g / liter or less, said effect can be improved further.
[0067]
-If the pH of the composition for final polishing shall be 4.5 or more, the final polishing composition with a large speed | rate which grind | polishes tungsten can be provided. If the pH is 5 or more, the above effect can be further enhanced, and if the pH is 5.3 or more, the above effect can be further enhanced.
[0068]
-If the pH of the finish polishing composition is 7 or less, it is possible to provide a finish polishing composition having a high rate of polishing the insulator layer. Moreover, if this pH is 6 or less, said effect can be improved further, and if it is 5.8 or less, said effect can be further improved.
[0069]
If each element belonging to Groups 2 to 12 of the periodic table in the composition for final polishing and the concentration (mass fraction) of aluminum, gallium, indium, thallium, tin, lead and bismuth are 100 ppb or less, these It is possible to suppress the occurrence of defects on the surface of the object to be polished due to contamination by these elements. Further, in the semiconductor device, it is possible to suppress deterioration in electrical characteristics due to contamination by these elements. In addition, if the density | concentration (mass fraction) of these elements shall be 50 ppb or less, said effect can be improved further.
[0070]
In addition, the said embodiment can also be changed and comprised as follows.
-You may add the various additives generally used with the conventional polishing composition to the polishing composition of the said embodiment.
[0071]
In the method for forming a wiring structure according to the embodiment, finish polishing is omitted, and the conductor layer is polished with the polishing composition until the insulator layer in a portion other than the recess is exposed, thereby forming a wiring portion in the recess. You may do it.
[0072]
In the method for forming a wiring structure according to the above embodiment, the conductor layer made of tungsten is directly formed on the upper layer of the insulator layer, but the underlying layer made of titanium or titanium nitride is formed on the upper layer of the insulator layer in which the recesses are formed. After forming, a conductor layer may be formed on the underlayer. That is, a metal layer composed of a base layer and a conductor layer is formed on the insulating layer in which the concave portion is formed, and the metal layer is polished until the insulating layer in a portion other than the concave portion is exposed, and the wiring portion is formed in the concave portion. May be formed. In this way, it is possible to prevent the conductor layer, and thus the wiring portion, from being peeled off from the insulator layer.
[0073]
-You may make it employ | adopt the multi-agent type which consists of two or more agents mixed at the time of use as a supply form of the polishing composition of the said embodiment, and a finishing polishing composition. If it is polishing composition, it contains the 1st agent containing each component of said (A), (D), (E), and each component of said (B), (C), (E), for example. It is good also as a 2 agent type which consists of a 2nd agent. In the case of a finish polishing composition, for example, a first agent containing the components (a) and (d) and a second agent containing the components (b), (c), and (d). It is good also as a 2 agent type which consists of an agent. In this way, storage stability can be improved. In addition, the polishing rate can be finely adjusted by adjusting the blending ratio of each agent according to the state of the polishing machine, the environment during polishing, etc. (especially in the composition for final polishing).
[0074]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
(Example 125, Reference example26 and Comparative Examples 1-5)
In Examples 1 to 24, fumed silica, periodic acid, hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide and water were mixed to prepare polishing compositions. In Example 25, a polishing composition was prepared by mixing fumed silica, periodic acid, potassium periodate, hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide, and water.referenceIn Example 26, a polishing composition was prepared by mixing colloidal silica, periodic acid, hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide and water.
[0075]
In Comparative Example 1, a polishing composition was prepared by mixing fumed silica, hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide, and water. In Comparative Example 2, a polishing composition was prepared by mixing fumed silica, periodic acid, tetramethylammonium hydroxide, and water. In Comparative Example 3, a polishing composition was prepared by mixing fumed silica, periodic acid, hydrochloric acid and water. In Comparative Example 4, a polishing composition was prepared by mixing fumed silica, periodic acid, hydrochloric acid, potassium hydroxide and water. In Comparative Example 5, a polishing composition was prepared by mixing fumed silica, iron nitrate, hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide, and water.
[0076]
However, the compounding amount of fumed silica and periodic acid, the chlorine concentration and the pH in the polishing composition of each example are as shown in Table 1 below. In addition, as for the compounding quantity of the tetramethylammonium hydroxide in the polishing composition of each example except the comparative examples 3 and 4, and the compounding quantity of potassium hydroxide in the polishing composition of the comparative example 4, pH shows in Table 1. It is an amount that becomes a value. Moreover, the average particle diameter calculated from the BET specific surface area and particle density of the fumed silica compounded in the polishing compositions of Examples 1 to 25 and Comparative Examples 1 to 5 is 30 nm, an average measured by the light scattering method The particle diameter is 100 nm.
[0077]
(Examples 27 to 39)
A polishing composition was prepared by mixing fumed silica, periodic acid, hydrochloric acid, tetramethylammonium hydroxide and water. However, the average particle diameter (D1) calculated from the BET specific surface area and particle density of fumed silica blended in the polishing composition of each example and the average particle diameter (D2) measured by the light scattering method are as follows: As shown in Table 2. In addition, the compounding amount of fumed silica in the polishing composition of each example is 100 g / liter, the compounding amount of periodic acid is 20 g / liter, the chlorine concentration is 100 ppm, and the compounding amount of tetramethylammonium hydroxide is pH 2. It is an amount that becomes 3.
[0078]
Using the polishing compositions of Examples 1 to 39 and Comparative Examples 1 to 5 above, tungsten and SiO2Each blanket wafer was polished under the following polishing condition 1, and the tungsten polishing rate and SiO 2 were calculated based on the calculation formula shown below.2The polishing rate was determined. Further, the iron ion concentration on the wafer surface after polishing using the polishing composition of each example was measured using a total reflection X-ray fluorescence spectrometer (TRE-610T; manufactured by Technos Co., Ltd.). The results are also shown in Table 1 and Table 2 below.
Polishing rate [nm / min] = (Thickness of blanket wafer before polishing [nm] −Thickness of blanket wafer after polishing [nm]) ÷ Polishing time [min]
The thickness of the tungsten film before and after polishing is a sheet resistance measuring instrument (VR-120; manufactured by Kokusai Electric System Service Co., Ltd.), and the thickness of the silicon oxide film is an optical film thickness measuring instrument (manufactured by Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.). It measured using.
[0079]
<Polishing condition 1>
Polishing machine: single-side CMP polishing machine (Mirra; manufactured by Applied Materials), polishing pad: polyurethane laminated polishing pad (IC-1000 / Suba400; manufactured by Rodel), polishing pressure: 4 psi (= about 28 kPa), polishing Time: 60 seconds, platen rotation speed: 80 rpm, polishing composition supply speed: 150 ml / min, carrier rotation speed: 80 rpm
[0080]
[Table 1]
[Table 2]
[0082]
(Examples 40 to 58)
In Examples 40 to 58, the pattern wafer was polished under the above polishing condition 1 using the polishing composition of Example 4, and then the final polishing was performed under the following polishing condition 2 using the final polishing composition. It was. At this time, the amount of dishing and erosion in an area having a 50% density and a hole diameter of 1 μm was measured. The results are shown in Table 3 below. However, the finish polishing composition used in each example was prepared by mixing colloidal silica, periodic acid, ammonia and water, and the blending amount and pH of the colloidal silica and periodic acid are shown in Table 3 below. Street. Also, for the finish polishing composition used in each example, tungsten and SiO2The result of measurement of the polishing rate was calculated as the ratio of the polishing rates (SiO2Table 3 below is shown together with (Polishing rate / Tungsten polishing rate).
[0083]
<Polishing condition 2>
Polishing machine: single-side CMP polishing machine (Mirra; manufactured by Applied Materials), polishing pad: polyurethane laminated polishing pad (IC-1000 / Suba400; manufactured by Rodel), polishing pressure: 4 psi (= about 28 kPa), polishing Time: 60 seconds, platen rotation speed: 60 rpm, polishing composition supply speed: 200 ml / min, carrier rotation speed: 60 rpm
[0084]
[Table 3]
[0085]
【The invention's effect】
Since this invention is comprised as mentioned above, there exist the following effects.
According to the first aspect of the present invention, tungsten can be polished at a high speed, and at the same time, contamination of the object to be polished by iron can be prevented.In addition, the polishing rate of the insulator layer can be further reduced.
[0086]
According to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the polishing rate of tungsten can be further increased, and at the same time, polishing scratches induced by gelation of the polishing composition Can be prevented.
[0087]
According to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in claim 1 or 2, the surface of the object to be polished is defective due to contamination by the impurity element. It can suppress that an electrical property falls.
[0089]
Claim4According to the invention described in claim 1, the claims 1 to3In addition to the effect of the invention described in any one of the above, the handleability of the polishing composition can be improved, and at the same time, the polishing rate of the insulator layer can be further reduced. Moreover, generation | occurrence | production of the grinding | polishing damage | wound induced by the gelatinization of polishing composition can be prevented.
[0090]
Claim5According to the invention described in (4), it is possible to prevent harmful effects caused by iron contamination.
Claim6Since the metal layer and the insulator layer can be polished at substantially the same speed during finish polishing, a flat finished surface can be obtained.
[0091]
Claim7According to the invention described in (4), it is possible to prevent harmful effects caused by iron contamination.
Claims (7)
前記第２の工程で、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて前記メタル層を研磨することを特徴とする配線構造の形成方法。 A first step of forming a metal layer including a conductor layer made of tungsten on an insulating layer formed with a recess; and polishing the metal layer until an insulator layer in a portion other than the recess is exposed. In a method for forming a wiring structure including a second step of forming a wiring portion in a recess,
A method for forming a wiring structure, wherein the metal layer is polished by using the polishing composition according to any one of claims 1 to 4 in the second step .
前記第２の工程で、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて前記メタル層の大部分を研磨除去した後に、前記導体層のタングステンを研磨する速度を１としたときに前記絶縁体層を研磨する速度が０．６７〜１．５の範囲にある研磨用組成物を用いて前記メタル層及び絶縁体層を仕上げ研磨することを特徴とする配線構造の形成方法。A first step of forming a metal layer including a conductor layer made of tungsten on an insulating layer formed with a recess; and polishing the metal layer until an insulator layer in a portion other than the recess is exposed. In a method for forming a wiring structure including a second step of forming a wiring portion in a recess,
The speed | rate which grind | polishes and removes most of the said metal layers using the polishing composition as described in any one of Claims 1-4 at the said 2nd process, and grind | polishes the tungsten of the said conductor layer. Wiring characterized in that the metal layer and the insulating layer are finish- polished using a polishing composition having a polishing rate of 0.67 to 1.5 when the insulating layer is set to 1 Structure formation method.
前記第２の工程で、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の研磨用組成物を用いて前記メタル層の大部分を研磨除去した後に、（ａ）二酸化ケイ素、（ｂ）過ヨウ素酸、（ｃ）アンモニア、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、過ヨウ素酸アンモニウム、過ヨウ素酸カリウム及び過ヨウ素酸ナトリウムから選ばれる少なくとも一種、並びに（ｄ）水を含有し、鉄を実質含有しない研磨用組成物を用いて前記メタル層及び絶縁体層を仕上げ研磨することを特徴とする配線構造の形成方法。A first step of forming a metal layer including a conductor layer made of tungsten on an insulating layer formed with a recess; and polishing the metal layer until an insulator layer in a portion other than the recess is exposed. In a method for forming a wiring structure including a second step of forming a wiring portion in a recess,
In the second step, after polishing and removing most of the metal layer using the polishing composition according to any one of claims 1 to 4 , (a) silicon dioxide, (b) Periodic acid, (c) ammonia, potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonium periodate, at least one selected from potassium periodate and sodium periodate, and (d) contains water and substantially contains iron A method of forming a wiring structure, wherein the metal layer and the insulator layer are finish-polished using a polishing composition that is not polished.
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