JP4814502B2 - 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 - Google Patents

研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4814502B2
JP4814502B2 JP2004262759A JP2004262759A JP4814502B2 JP 4814502 B2 JP4814502 B2 JP 4814502B2 JP 2004262759 A JP2004262759 A JP 2004262759A JP 2004262759 A JP2004262759 A JP 2004262759A JP 4814502 B2 JP4814502 B2 JP 4814502B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
polishing composition
polished
mass
derivatives
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2004262759A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006080302A (ja
Inventor
健次 阪本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujimi Inc filed Critical Fujimi Inc
Priority to JP2004262759A priority Critical patent/JP4814502B2/ja
Priority to GB0517939A priority patent/GB2419134B/en
Priority to DE102005042096.6A priority patent/DE102005042096B4/de
Priority to CN2005100995612A priority patent/CN1746254B/zh
Priority to TW094130674A priority patent/TWI400324B/zh
Priority to US11/221,991 priority patent/US20060049143A1/en
Priority to KR1020050083707A priority patent/KR101205241B1/ko
Publication of JP2006080302A publication Critical patent/JP2006080302A/ja
Priority to US12/371,840 priority patent/US20090156008A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4814502B2 publication Critical patent/JP4814502B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02024Mirror polishing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09GPOLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00Polishing compositions
    • C09G1/02Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463Aqueous liquid suspensions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

本発明は、半導体基板等の研磨対象物の表面を研磨する用途に用いられる研磨用組成物、及びそうした研磨用組成物を用いて半導体基板等の研磨対象物の表面を研磨する方法に関する。
半導体基板の表面を研磨する用途に用いられる研磨用組成物には、高い研磨速度を有することや、基板の表面品質(表面粗さやヘイズなど)を良好に仕上げられることとともに、基板に金属汚染を生じさせないことが要求されている。特許文献1及び2に開示されている研磨用組成物はこうした要求に応えるべく改良されたものであるが、その要求を十分に満足するものではなく、依然として改良の余地を残している。
特開昭63−272460号公報 特開2001−77063号公報
本発明の目的は、半導体基板等の表面を研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物を提供すること、及びそうした研磨用組成物を用いて研磨対象物の表面を研磨する方法を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、シリコンウエハを研磨する用途に用いられ、研磨材と、イミダゾール及びその誘導体の少なくともいずれか一種と、水と、キレート剤とを含有することを特徴とする研磨用組成物を提供する。
求項に記載の発明は、研磨促進剤をさらに含有する請求項1に記載の研磨用組成物を提供する。
請求項に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の研磨用組成物を用いてシリコンウエハの表面を研磨する研磨方法を提供する。
本発明によれば、半導体基板等の表面を研磨する用途においてより好適に使用可能な研磨用組成物が提供される。また本発明によれば、そうした研磨用組成物を用いて研磨対象物の表面を研磨する方法も提供される。
以下、本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態に係る研磨用組成物は、研磨材と、アゾール類又はその誘導体と、水とからなる。
前記研磨材は、研磨対象物を機械的に研磨する役割を担う。研磨材は、ケイ素酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、セリウム酸化物、及びチタン酸化物のいずれを含んでもよく、好ましくは二酸化ケイ素を含み、より好ましくは二酸化ケイ素からなる。二酸化ケイ素は、研磨対象物をより平滑に研磨する能力に優れている。二酸化ケイ素は、フュームドシリカ、コロイダルシリカ、及び沈殿法シリカのいずれであってもよく、好ましくはフュームドシリカ又はコロイダルシリカ、より好ましくはコロイダルシリカである。フュームドシリカ及びコロイダルシリカは、二酸化ケイ素の中でも水中での分散安定性に優れており、コロイダルシリカは、研磨対象物に傷等の欠陥を生じさせる虞が小さい。
平均粒子径が小さすぎる研磨材は、研磨対象物を研磨する能力があまり高くない。従って、研磨材による研磨対象物の研磨を迅速化するという観点から見た場合、BET法により測定される研磨材の比表面積から求められる研磨用組成物中の研磨材の平均粒子径は、好ましくは0.001μm以上、より好ましくは0.01μm以上である。一方、研磨材の平均粒子径が大きすぎる場合には、研磨用組成物の安定性が低下して研磨用組成物がゲル化したり研磨材が沈殿したりする虞がある。従って、研磨用組成物の安定性の低下を抑制するという観点から見た場合、BET法により測定される研磨材の比表面積から求められる研磨用組成物中の研磨材の平均粒子径は、好ましくは1.0μm以下、より好ましくは0.3μm以下である。
研磨材を少量しか含有しない研磨用組成物は研磨能力があまり高くない。従って、研磨用組成物の研磨能力をより確実に向上させるという観点から見た場合、研磨用組成物中の研磨材の含有量は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、研磨用組成物が研磨材を大量に含有する場合には、研磨用組成物の粘度が過剰に増大する虞がある。従って、研磨用組成物の粘度を適正化するという観点から見た場合、研磨用組成物中の研磨材の含有量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。
前記アゾール類及びその誘導体は、研磨用組成物に添加されることによって研磨用組成物の研磨能力の向上に寄与する。アゾール類及びその誘導体が研磨能力の向上に寄与する理由は、複素五員環の窒素原子の非共有電子対が研磨対象物に直接作用するためと考えられる。
アゾール類及びその誘導体は、モノエタノールアミンなどの他のアミンや1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7(略称DBU)及び1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−ノネン−5(略称DBN)と違って研磨対象物を金属汚染する虞が小さい。これは、アゾール類及びその誘導体が金属イオンに配位しにくいことが理由と推測される。一般にモノエタノールアミンなどのアミンは金属イオンに配位する。しかし、金属イオンに配位したアミンは比較的解離を起こしやすい。そのため、例えばモノエタノールアミンを含む研磨用組成物を用いて研磨対象物を研磨した場合には、モノエタノールアミンと結合していた研磨用組成物中の金属不純物が研磨時に研磨対象物の近傍でモノエタノールアミンから離れて研磨対象物に受け渡されてしまう虞がある。また、DBUやDBNは、それ自身は金属イオンに配位しにくいが、研磨用組成物中の水分により加水分解を受けるとアミン化して金属イオンに配位するようになり、その結果、モノエタノールアミンなどのアミンと同様に研磨対象物を金属汚染する虞がある。それに対し、アゾール類及びその誘導体は、金属イオンに配位しにくく、また加水分解も受けないため、モノエタノールアミンやDBU及びDBNの場合のようなことが起こりにくいと考えられる。アゾール類及びその誘導体が金属イオンに配位しにくい理由は、立体障害によるものと思われる。
アゾール類の誘導体は、例えば、アゾール類の複素五員環を構成する窒素原子又は炭素原子に結合している水素原子のうちの少なくとも一つがメチル基及びエチル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基によって置き換えられたものであってもよい。
研磨用組成物中に含まれるアゾール類又はその誘導体は、イミダゾール、トリアゾール、又はそれらの誘導体であることが好ましい。研磨用組成物中のアゾール類又はその誘導体がイミダゾール、トリアゾール、又はそれらの誘導体である場合には、研磨対象物が金属汚染される虞はより小さくなる。
イミダゾール誘導体は、例えば、イミダゾール環の1位の窒素原子、2位の炭素原子、4位の炭素原子、及び5位の炭素原子に結合している水素原子のうちの少なくとも一つがメチル基及びエチル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基によって置き換えられたものであってもよい。トリアゾール誘導体は、例えば、トリアゾール環の1位の窒素原子及び3位、5位の炭素原子に結合している水素原子のうちの少なくとも一つがメチル基及びエチル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基によって置き換えられたものであってもよい。
アゾール類又はその誘導体を少量しか含有しない研磨用組成物は研磨能力があまり高くない。従って、研磨用組成物の研磨能力をより確実に向上させるという観点から見た場合、研磨用組成物中のアゾール類又はその誘導体の含有量は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、研磨用組成物がアゾール類又はその誘導体を大量に含有する場合には、研磨用組成物の化学的腐食作用が強くなりすぎるため、研磨後の研磨対象物の表面に荒れが生じる虞がある。従って、面荒れの発生を抑制するという観点から見た場合、研磨用組成物中のアゾール類又はその誘導体の含有量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下である。
前記水は、研磨用組成物中の水以外の成分を分散又は溶解する媒質としての役割を担う。水は、工業用水、水道水、蒸留水、又はそれらをフィルター濾過したものであってもよく、不純物をできるだけ含有しないことが好ましい。
本実施形態に係る研磨用組成物は、例えば、シリコンウエハ等の半導体基板の表面を研磨する用途に用いられる。換言すれば、研磨用組成物は、例えば、研磨製品としての半導体基板を得るべく半導体基板の半製品の表面を研磨する用途に用いられる。研磨用組成物を用いて研磨対象物の表面を研磨するときには、例えば、研磨対象物の表面に研磨パッド等の研磨部材を接触させて、その接触部分に研磨用組成物を供給しながら研磨対象物及び研磨部材のいずれか一方を他方に対して摺動させる。
本実施形態は、以下の利点を有する。
・ 本実施形態に係る研磨用組成物は、研磨用組成物の研磨能力の向上に寄与するアゾール類又はその誘導体を含有している。そのため、本実施形態に係る研磨用組成物は、従来の研磨用組成物に比べて高い研磨能力を有しており、研磨対象物の表面、特に半導体基板の表面を迅速に研磨することができる。従って、本実施形態に係る研磨用組成物は、半導体基板の表面を研磨する用途において特に有用である。
・ アゾール類及びその誘導体は、モノエタノールアミンなどの他のアミンやDBU及びDBNと違って研磨対象物を金属汚染する虞が小さい。従って、本実施形態に係る研磨用組成物を用いて研磨された後の研磨対象物は、モノエタノールアミンなどの他のアミンやDBU及びDBNを含有する研磨用組成物を用いて研磨された後の研磨対象物に比べて金属汚染の程度が低い。金属汚染された半導体基板から半導体装置を作製した場合には、半導体装置の電気的特性が低下する虞がある。しかし、本実施形態に係る研磨用組成物を用いて研磨された後の半導体基板は金属汚染の程度が低いので、その半導体基板からは電気的特性の低下が抑制された半導体装置を作製することができる。
・ 本実施形態に係る研磨用組成物に酸化剤を添加した場合、添加される酸化剤の量によっては、研磨中の研磨対象物の表面に酸化不動態層が形成される虞がある。研磨対象物の表面に酸化不動態層が形成されると、研磨用組成物の化学的研磨作用による研磨対象物の研磨が進みにくくなるため、研磨用組成物の研磨能力が低下する虞がある。しかし、本実施形態に係る研磨用組成物は酸化剤を含有していないので、こうした酸化剤に起因する弊害を回避することができる。
前記実施形態は以下のように変更されてもよい。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物は研磨促進剤をさらに含有してもよい。研磨促進剤は、研磨対象物を化学的に研磨する役割を担い、研磨用組成物の研磨能力の向上に寄与する。研磨促進剤は、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属塩、アンモニウム水酸化物、及びアンモニウム塩のいずれを含んでもよいが、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、第4級アンモニウム塩、又は第4級アンモニウム水酸化物のいずれかを含むことが好ましく、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化テトラメチルアンモニウムのいずれかを含むことがより好ましい。水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化アンモニウム、炭酸アンモニウム、第4級アンモニウム塩、及び第4級アンモニウム水酸化物は、研磨対象物を研磨する能力が高く、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化テトラメチルアンモニウムは、研磨対象物を研磨する能力が特に高い。
研磨用組成物が研磨促進剤を少量しか含有しない場合、研磨用組成物の研磨能力は大して向上しない。従って、研磨用組成物の研磨能力を大きく向上させるという観点からは、研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量は、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは、研磨促進剤がアルカリ金属水酸化物又はアルカリ金属塩からなるときには0.1質量%以上、アンモニウム水酸化物又はアンモニウム塩からなるときには0.05質量%以上である。一方、研磨用組成物が研磨促進剤を大量に含有する場合には、研磨用組成物の化学的腐食作用が強くなりすぎるため、研磨後の研磨対象物の表面に荒れが生じる虞がある。従って、面荒れの発生を抑制するという観点から見た場合、研磨用組成物中の研磨促進剤の含有量は、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは、研磨促進剤がアルカリ金属水酸化物又はアルカリ金属塩からなるときには1.0質量%以下、研磨促進剤がアンモニウム水酸化物又はアンモニウム塩からなるときには2.0質量%以下である。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物はキレート剤をさらに含有してもよい。キレート剤は、研磨用組成物中の金属不純物と錯イオンを形成してこれを捕捉することにより、金属不純物による研磨対象物の汚染を抑制する。
キレート剤は、鉄、ニッケル、銅、カルシウム、クロム、亜鉛を効果的に捕捉することができるものが好ましい。こうしたキレート剤としては、例えば、アミノカルボン酸系キレート剤又はホスホン酸系キレート剤が挙げられ、より具体的には、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、エチレンジアミン四メチル燐酸、又はジエチレントリアミン五メチル燐酸が挙げられる。
研磨用組成物がキレート剤を少量しか含有しない場合、研磨対象物の金属汚染は大して抑制されない。従って、研磨対象物の金属汚染を強く抑制するという観点から見た場合、研磨用組成物中のキレート剤の含有量は、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上である。一方、キレート剤を大量に含有する研磨用組成物はゲル化しやすい。従って、ゲル化の防止という観点から見た場合、研磨用組成物中のキレート剤の含有量は、好ましくは0.2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下である。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物は水溶性高分子をさらに含有してもよい。水溶性高分子は、研磨対象物の表面濡れ性を向上するように作用する。高い表面濡れ性を有する研磨対象物の場合、たとえ研磨材が研磨対象物に付着したとしても、簡単な洗浄によって付着した研磨材は容易に除去される。水溶性高分子は、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、及びポリエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましく、ヒドロキシエチルセルロースを含むことがより好ましい。ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキサイド、及びポリエチレングリコールは、研磨対象物の表面濡れ性を向上する能力が高く、ヒドロキシエチルセルロールは、研磨対象物の表面濡れ性を向上する能力が特に高い。
水溶性高分子の分子量が低すぎる場合、研磨後の研磨対象物のヘイズ値が増大する虞がある。従って、研磨後の研磨対象物のヘイズ値を低く抑えるという観点から見た場合、ヒドロキシエチルセルロースの分子量は、好ましくは30万以上、より好ましくは60万以上である。同様に、ポリビニルアルコールの分子量は、好ましくは1千以上、より好ましくは5千以上であり、ポリエチレンオキサイドの分子量は好ましくは2万以上であり、ポリエチレングリコールの分子量は、好ましくは1百以上、より好ましくは3百以上である。一方、水溶性高分子の分子量が高すぎる場合、研磨用組成物の粘度が過剰に増大する虞がある。従って、研磨用組成物の粘度を適正化するという観点から見た場合、ヒドロキシエチルセルロースの分子量は、好ましくは300万以下、より好ましくは200万以下である。同様に、ポリビニルアルコールの分子量は、好ましくは100万以下、より好ましくは50万以下であり、ポリエチレンオキサイドの分子量は、好ましくは5000万以下、より好ましくは3000万以下であり、ポリエチレングリコールの分子量は好ましくは2万以下である。
研磨用組成物が水溶性高分子を少量しか含有しない場合、研磨対象物の表面濡れ性は大して向上しない。従って、研磨対象物の表面濡れ性を大きく向上させるという観点から見た場合、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量は、好ましくは0.0001質量%以上、より好ましくは0.001質量%以上、最も好ましくは0.005質量%以上である。一方、研磨用組成物が水溶性高分子を大量に含有する場合には、研磨用組成物の粘度が過剰に増大する虞がある。従って、研磨用組成物の粘度を適正化するという観点から見た場合、研磨用組成物中の水溶性高分子の含有量は、好ましくは0.5質量%以下、より好ましくは0.3質量%以下、最も好ましくは0.15質量%以下である。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物は少量の酸化剤を含有してもよい。研磨用組成物が酸化剤を大量に含有する場合(例えば研磨用組成物中の酸化剤の含有量が1.2質量%以上である場合)には、上述したように研磨対象物の表面に酸化不動態層が形成されて研磨用組成物の研磨能力に低下が生じる虞がある。しかし、酸化剤の含有量が少量である場合には、酸化不動態層が形成されないか、あるいは研磨材の機械的研磨作用によって容易に除去されるようなごく薄い酸化不動態層しか形成されない。従って、研磨用組成物の研磨能力の低下を防ぐという観点から見た場合、研磨用組成物中の酸化剤の含有量は、好ましくは0.1質量%以下、より好ましくは0.01質量%以下である。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物は、アゾール類及びその誘導体の両方を含有してもよい。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物に含まれるアゾール類は、二種類以上の化合物の混合物であってもよい。前記実施形態に係る研磨用組成物に含まれるアゾール類の誘導体は、二種類以上の化合物の混合物であってもよい。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物は原液を水で希釈することによって調製されてもよい。
・ 前記実施形態に係る研磨用組成物は、半導体基板以外の研磨対象物の表面を研磨する用途に用いられてもよい。
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〜18、及び参考例1〜5においては、研磨材、アゾール類又はその誘導体、及び水を混合し、必要に応じて研磨促進剤又はキレート剤をさらに加えて研磨用組成物の原液を調製した。比較例1〜8においては、研磨材及び水を混合し、必要に応じて、アゾール類若しくはその誘導体、アゾール類及びその誘導体に代わる化合物、研磨促進剤、又はキレート剤をさらに加えて研磨用組成物の原液を調製した。実施例〜18、及び参考例1〜5及び比較例1〜8に係る各原液を体積比で15倍にまで水で希釈して実施例〜18、及び参考例1〜5及び比較例1〜8に係る研磨用組成物を調製した。実施例〜18、及び参考例1〜5に係る各研磨用組成物中の研磨材、アゾール類又はその誘導体、研磨促進剤、及びキレート剤の詳細は表1に示すとおりである。また、比較例1〜8に係る各研磨用組成物中の研磨材、アゾール類若しくはその誘導体又はそれらに代わる化合物、研磨促進剤、及びキレート剤の詳細は表2に示すとおりである。
実施例〜18、及び参考例1〜5及び比較例1〜8に係る各研磨用組成物を用いて表3に示す研磨条件に従ってシリコンウエハの表面を研磨した。
表3に示す研磨条件に従って研磨を実施したとき、研磨前後のシリコンウエハの厚みをダイヤルゲージで測定し、測定された研磨前後のウエハの厚みから研磨によるウエハの厚み減少量を求めた。こうして求められたウエハの厚み減少量を研磨時間で除することによって得られる研磨速度を表1及び表2の“研磨速度”欄に示す。
WYKO社製の表面粗さ測定器“RST Plus”を用いて対物レンズ10倍、多倍率0.5の計5倍の測定倍率により、研磨後のシリコンウエハの表面粗さRaを測定した。その結果を表1及び表2の“表面粗さRa”欄に示す。
研磨後のシリコンウエハを200℃で1時間加熱した後に、気相分解−誘導結合プラズマ質量分析法(VPD-ICP-MS)によってウエハ中の金属不純物を定量分析した。その結果を表1及び表2の“金属汚染”欄に示す。
なお、研磨速度及び表面粗さRaの測定の際に使用したシリコンウエハは、抵抗率が0.1Ω・cm以上のものであり、金属汚染の評価の際に使用したシリコンウエハは、抵抗率が0.01Ω・cm未満のものである。
Figure 0004814502
Figure 0004814502
表1及び表2の“研磨材”欄において、“コロイダルシリカ*1”は平均粒子径が55nmであるコロイダルシリカを表し、“コロイダルシリカ*2”は平均粒子径が9.5nmであるコロイダルシリカを表し、“コロイダルシリカ*3”は平均粒子径が90nmであるコロイダルシリカを表す。これらのコロイダルシリカの平均粒子径は、BET法により測定される比表面積から求められる。表1及び表2の“研磨促進剤”欄において、“KOH”は水酸化カリウムを表し、“TMAH”は水酸化テトラメチルアンモニウムを表し、“NaOH”は水酸化ナトリウムを表し、“NH4OH”は水酸化アンモニウムを表す。表1及び表2の“キレート剤”欄において、“TTHA”はトリエチレンテトラミン六酢酸を表し、“EDTA”はエチレンジアミン四酢酸を表し、“DTPA”はジエチレントリアミン五酢酸を表し、“EDTPO”はエチレンジアミン四メチル燐酸を表す。
Figure 0004814502
表1及び表2に示す結果を以下にまとめる。
参考例5に係る研磨用組成物の使用時に測定される研磨速度は、比較例2に係る研磨用組成物の使用時に測定される研磨速度に比べて大きい。この結果は、研磨用組成物の研磨能力がアゾール類又はその誘導体の添加によって向上することを示唆するものである。
・ 実施例〜18及び参考例1〜5に係る各研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの金属汚染の程度は、モノエタノールアミン、DBU又はDBNを含有する比較例3〜8に係る各研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの金属汚染の程度に比べて低い。この結果は、アゾール類又はその誘導体がモノエタノールアミンやDBU、DBNに比べてシリコンウエハを金属汚染しないこと示唆するものである。
・ キレート剤を含有する実施例6〜18に係る各研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの金属汚染の程度は、キレート剤を含有しない参考例1〜5に係る各研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの金属汚染の程度に比べて低い。この結果は、シリコンウエハの金属汚染がキレート剤の添加によって更に抑制されることを示唆するものである。
・ 研磨促進剤を含有しない参考例1〜4及び実施例6に係る各研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの表面粗さは、研磨促進剤を含有する参考例5、実施例7〜18及び比較例1,2に係る各研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの表面粗さに比べて小さい。また、イミダゾールの含有量が多い参考例4に係る研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの表面粗さは、イミダゾールの含有量が少ない参考例1に係る研磨用組成物の使用時に測定されるシリコンウエハの表面粗さと同程度である。この結果は、研磨促進剤の添加によって面荒れが生じる虞があること、及びアゾール類又はその誘導体を増量しても面荒れが発生する虞は少ないことを示唆するものである。
前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 水溶性高分子をさらに含有する前記研磨用組成物。
・ 酸化剤をさらに含有し、研磨用組成物中の酸化剤の含有量が1.2質量%未満である前記研磨用組成物。
・ 酸化剤をさらに含有し、研磨用組成物中の酸化剤の含有量が0.1質量%以下である前記研磨用組成物。
・ 酸化剤を含有しない前記研磨用組成物
前記研磨用組成物を用いて半製品の表面を研磨する工程を経て得られる研磨製品。
前記研磨用組成物を用いて半導体基板の半製品の表面を研磨する工程を経て得られる半導体基板。
・ 研磨材と、
アゾール類及びその誘導体の少なくともいずれか一種と、
水と
のみから実質的になる研磨用組成物。
・ 研磨材と、
アゾール類及びその誘導体の少なくともいずれか一種と、
研磨促進剤、キレート剤、及び水溶性高分子の少なくともいずれか一種と、
水と
のみから実質的になる研磨用組成物。
・ 前記誘導体は、アゾール類の複素五員環を構成する窒素原子又は炭素原子に結合している水素原子のうちの少なくとも一つがメチル基及びエチル基等のアルキル基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、又はアミノ基によって置き換えられたものである前記研磨用組成物。

Claims (3)

  1. シリコンウエハを研磨する用途に用いられ、
    研磨材と、
    イミダゾール及びその誘導体の少なくともいずれか一種と、
    水と
    キレート剤と
    を含有することを特徴とする研磨用組成物。
  2. 研磨促進剤をさらに含有する請求項1に記載の研磨用組成物。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の研磨用組成物を用いてシリコンウエハの表面を研磨する研磨方法。
JP2004262759A 2004-09-09 2004-09-09 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 Active JP4814502B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004262759A JP4814502B2 (ja) 2004-09-09 2004-09-09 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
DE102005042096.6A DE102005042096B4 (de) 2004-09-09 2005-09-05 Polierzusammensetzung und Polierverfahren unter Verwendung derselben
GB0517939A GB2419134B (en) 2004-09-09 2005-09-05 Polishing composition and polishing method using the same
TW094130674A TWI400324B (zh) 2004-09-09 2005-09-07 研磨用組成物及其研磨方法
CN2005100995612A CN1746254B (zh) 2004-09-09 2005-09-07 抛光组合物和使用该抛光组合物的抛光方法
US11/221,991 US20060049143A1 (en) 2004-09-09 2005-09-08 Polishing composition and polishing method using the same
KR1020050083707A KR101205241B1 (ko) 2004-09-09 2005-09-08 연마용 조성물 및 그것을 이용한 연마방법
US12/371,840 US20090156008A1 (en) 2004-09-09 2009-02-16 Polishing Composition and Polishing Method Using The Same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004262759A JP4814502B2 (ja) 2004-09-09 2004-09-09 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006080302A JP2006080302A (ja) 2006-03-23
JP4814502B2 true JP4814502B2 (ja) 2011-11-16

Family

ID=35220792

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004262759A Active JP4814502B2 (ja) 2004-09-09 2004-09-09 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20060049143A1 (ja)
JP (1) JP4814502B2 (ja)
KR (1) KR101205241B1 (ja)
CN (1) CN1746254B (ja)
DE (1) DE102005042096B4 (ja)
GB (1) GB2419134B (ja)
TW (1) TWI400324B (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5026665B2 (ja) * 2004-10-15 2012-09-12 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP5204960B2 (ja) * 2006-08-24 2013-06-05 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び研磨方法
KR100839355B1 (ko) * 2006-11-28 2008-06-19 삼성전자주식회사 기판의 재생 방법
US8157876B2 (en) * 2007-07-31 2012-04-17 Cabot Microelectronics Corporation Slurry composition containing non-ionic polymer and method for use
CN101899265B (zh) * 2009-05-25 2013-12-25 长兴开发科技股份有限公司 用于移除锯痕的化学机械研磨组合物
US8367594B2 (en) * 2009-06-24 2013-02-05 Lam Research Corporation Damage free, high-efficiency, particle removal cleaner comprising polyvinyl alcohol particles
US8883034B2 (en) * 2009-09-16 2014-11-11 Brian Reiss Composition and method for polishing bulk silicon
US8697576B2 (en) * 2009-09-16 2014-04-15 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing polysilicon
US8232208B2 (en) * 2010-06-15 2012-07-31 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Stabilized chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
CN102477261B (zh) * 2010-11-26 2015-06-17 安集微电子(上海)有限公司 一种化学机械抛光液
DE112012000662T5 (de) 2011-02-03 2013-11-14 Nitta Haas Incorporated Polierzusammensetzung und Polierverfahren unter Verwendung derselben
CN102358824B (zh) * 2011-07-29 2013-08-21 清华大学 一种用于硬盘盘基片超精密表面制造的抛光组合物
JP2013084876A (ja) * 2011-09-30 2013-05-09 Fujimi Inc 研磨用組成物
EP2662885A1 (en) * 2012-05-07 2013-11-13 Basf Se A process for the manufacture of semiconductor devices comprising the chemical mechanical polishing (cmp) of iii-v material in the presence of a cmp composition comprising a compound containing an n-heterocycle
WO2014126051A1 (ja) * 2013-02-13 2014-08-21 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物、研磨用組成物製造方法および研磨物製造方法
CN104650739A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 安集微电子(上海)有限公司 一种用于抛光二氧化硅基材的化学机械抛光液
JP6482200B2 (ja) * 2014-07-18 2019-03-13 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US10106705B1 (en) 2017-03-29 2018-10-23 Fujifilm Planar Solutions, LLC Polishing compositions and methods of use thereof
JP7157651B2 (ja) * 2017-12-27 2022-10-20 ニッタ・デュポン株式会社 研磨用組成物
US11111435B2 (en) * 2018-07-31 2021-09-07 Versum Materials Us, Llc Tungsten chemical mechanical planarization (CMP) with low dishing and low erosion topography
CN110561284B (zh) * 2019-09-09 2020-09-08 合肥工业大学 一种单晶蓝宝石加工用磨具及其制备工艺

Family Cites Families (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715842A (en) * 1970-07-02 1973-02-13 Tizon Chem Corp Silica polishing compositions having a reduced tendency to scratch silicon and germanium surfaces
US4169337A (en) * 1978-03-30 1979-10-02 Nalco Chemical Company Process for polishing semi-conductor materials
US4462188A (en) * 1982-06-21 1984-07-31 Nalco Chemical Company Silica sol compositions for polishing silicon wafers
US4588421A (en) * 1984-10-15 1986-05-13 Nalco Chemical Company Aqueous silica compositions for polishing silicon wafers
JPS63272460A (ja) 1987-04-28 1988-11-09 Mitsubishi Monsanto Chem Co ウエハ−用研磨剤組成物
US5352277A (en) * 1988-12-12 1994-10-04 E. I. Du Pont De Nemours & Company Final polishing composition
US5230833A (en) * 1989-06-09 1993-07-27 Nalco Chemical Company Low sodium, low metals silica polishing slurries
JP3290189B2 (ja) * 1991-04-11 2002-06-10 旭電化工業株式会社 シリコンウェハーの研磨方法
US5916819A (en) 1996-07-17 1999-06-29 Micron Technology, Inc. Planarization fluid composition chelating agents and planarization method using same
US6099604A (en) * 1997-08-21 2000-08-08 Micron Technology, Inc. Slurry with chelating agent for chemical-mechanical polishing of a semiconductor wafer and methods related thereto
US5897375A (en) * 1997-10-20 1999-04-27 Motorola, Inc. Chemical mechanical polishing (CMP) slurry for copper and method of use in integrated circuit manufacture
JPH11349925A (ja) * 1998-06-05 1999-12-21 Fujimi Inc エッジポリッシング用組成物
JP3810588B2 (ja) * 1998-06-22 2006-08-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
JP2000160139A (ja) * 1998-12-01 2000-06-13 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
CN100368496C (zh) * 1999-08-13 2008-02-13 卡伯特微电子公司 抛光系统及其使用方法
JP3551238B2 (ja) 1999-09-07 2004-08-04 三菱住友シリコン株式会社 シリコンウェーハの研磨液及びこれを用いた研磨方法
US6503418B2 (en) 1999-11-04 2003-01-07 Advanced Micro Devices, Inc. Ta barrier slurry containing an organic additive
US6454820B2 (en) * 2000-02-03 2002-09-24 Kao Corporation Polishing composition
US6733553B2 (en) * 2000-04-13 2004-05-11 Showa Denko Kabushiki Kaisha Abrasive composition for polishing semiconductor device and method for producing semiconductor device using the same
JP2002075927A (ja) 2000-08-24 2002-03-15 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP3768402B2 (ja) 2000-11-24 2006-04-19 Necエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
JP3768401B2 (ja) * 2000-11-24 2006-04-19 Necエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
JP2002231666A (ja) * 2001-01-31 2002-08-16 Fujimi Inc 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP3440419B2 (ja) * 2001-02-02 2003-08-25 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
JP2002229762A (ja) * 2001-02-06 2002-08-16 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成システム
JP2002249762A (ja) * 2001-02-27 2002-09-06 Sanyo Chem Ind Ltd 研磨材用添加剤
US7232514B2 (en) * 2001-03-14 2007-06-19 Applied Materials, Inc. Method and composition for polishing a substrate
JP4707864B2 (ja) * 2001-04-18 2011-06-22 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法
US7279119B2 (en) * 2001-06-14 2007-10-09 Ppg Industries Ohio, Inc. Silica and silica-based slurry
SG144688A1 (en) * 2001-07-23 2008-08-28 Fujimi Inc Polishing composition and polishing method employing it
CN1162498C (zh) * 2001-07-25 2004-08-18 长兴化学工业股份有限公司 化学机械研磨浆液组合物及其使用方法
CN100336179C (zh) * 2002-04-30 2007-09-05 日立化成工业株式会社 研磨液及研磨方法
JP2004031443A (ja) * 2002-06-21 2004-01-29 Hitachi Chem Co Ltd 研磨液及び研磨方法
JP2004071673A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Nec Electronics Corp 銅系金属研磨スラリー
JP4083502B2 (ja) * 2002-08-19 2008-04-30 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨方法及びそれに用いられる研磨用組成物
JP4212861B2 (ja) * 2002-09-30 2009-01-21 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いたシリコンウエハの研磨方法、並びにリンス用組成物及びそれを用いたシリコンウエハのリンス方法
JP4593064B2 (ja) 2002-09-30 2010-12-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
US6733533B1 (en) * 2002-11-19 2004-05-11 Zimmer Technology, Inc. Artificial spinal disc
JP2004231748A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Fuji Photo Film Co Ltd 金属用研磨液及び研磨方法
US7071105B2 (en) 2003-02-03 2006-07-04 Cabot Microelectronics Corporation Method of polishing a silicon-containing dielectric
US6910951B2 (en) * 2003-02-24 2005-06-28 Dow Global Technologies, Inc. Materials and methods for chemical-mechanical planarization
JP4152218B2 (ja) * 2003-02-25 2008-09-17 Necエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
US7736405B2 (en) * 2003-05-12 2010-06-15 Advanced Technology Materials, Inc. Chemical mechanical polishing compositions for copper and associated materials and method of using same
JP4668528B2 (ja) * 2003-09-05 2011-04-13 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US20050136670A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Ameen Joseph G. Compositions and methods for controlled polishing of copper
JP2005268665A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2005268664A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP2005268667A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujimi Inc 研磨用組成物
JP4644434B2 (ja) * 2004-03-24 2011-03-02 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物
US20050211950A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Cabot Microelectronics Corporation Chemical-mechanical polishing composition and method for using the same
US7253111B2 (en) * 2004-04-21 2007-08-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holding, Inc. Barrier polishing solution

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006080302A (ja) 2006-03-23
DE102005042096A1 (de) 2006-04-13
US20090156008A1 (en) 2009-06-18
KR20060051110A (ko) 2006-05-19
GB2419134B (en) 2009-10-14
DE102005042096B4 (de) 2019-05-23
CN1746254A (zh) 2006-03-15
TW200617151A (en) 2006-06-01
GB0517939D0 (en) 2005-10-12
GB2419134A (en) 2006-04-19
CN1746254B (zh) 2011-09-21
TWI400324B (zh) 2013-07-01
US20060049143A1 (en) 2006-03-09
KR101205241B1 (ko) 2012-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4814502B2 (ja) 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
US7597729B2 (en) Polishing composition and polishing method using the same
JP5204960B2 (ja) 研磨用組成物及び研磨方法
US7485162B2 (en) Polishing composition
JP5335183B2 (ja) 研磨用組成物及び研磨方法
US20050205837A1 (en) Polishing composition and polishing method
EP1894978B1 (en) Polishing composition and polishing process
EP1670047B1 (en) Polishing composition and polishing method
JP2008041781A (ja) 研磨用組成物及び研磨方法
JP2007103515A (ja) 研磨方法
JP5333744B2 (ja) 化学機械研磨用水系分散体、化学機械研磨方法および化学機械研磨用水系分散体の製造方法
JP2007073548A (ja) 研磨方法
TW201619346A (zh) 研磨用組成物及使用其之研磨方法
EP3605589A1 (en) Polishing composition and polishing method
EP3584298A1 (en) Polishing composition, method for producing same, and polishing method using polishing composition
JP5220428B2 (ja) 研磨用組成物を用いた研磨方法
JP5314839B2 (ja) 研磨用組成物及び研磨方法
JP2009187984A (ja) 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP2013065873A (ja) Lpd低減剤及びそれを用いたシリコンウエハの欠陥低減方法
JP5580441B2 (ja) 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP2009187986A (ja) 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
JP2013016832A (ja) 研磨用組成物、lpd低減剤及びそれを用いたlpd低減方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070906

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100330

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100531

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110802

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 4814502

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140902

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250