JP5567261B2 - 化学機械研磨の構成物 - Google Patents
化学機械研磨の構成物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5567261B2 JP5567261B2 JP2008202884A JP2008202884A JP5567261B2 JP 5567261 B2 JP5567261 B2 JP 5567261B2 JP 2008202884 A JP2008202884 A JP 2008202884A JP 2008202884 A JP2008202884 A JP 2008202884A JP 5567261 B2 JP5567261 B2 JP 5567261B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- composition
- polishing
- chemical mechanical
- mechanical polishing
- metal
- 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
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 75
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 53
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 26
- FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N sarcosine Chemical compound C[NH2+]CC([O-])=O FSYKKLYZXJSNPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 108010077895 Sarcosine Proteins 0.000 claims description 12
- 229940043230 sarcosine Drugs 0.000 claims description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 4
- NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N Histamine Chemical compound NCCC1=CN=CN1 NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960001340 histamine Drugs 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 32
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 23
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 13
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 12
- -1 triazole compound Chemical class 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007521 mechanical polishing technique Methods 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- ZUFONQSOSYEWCN-UHFFFAOYSA-M sodium;2-(methylamino)acetate Chemical compound [Na+].CNCC([O-])=O ZUFONQSOSYEWCN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- BBOPKBHSDDSVFS-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-4-ethoxy-2-fluorobenzene Chemical compound CCOC1=CC=C(Cl)C(F)=C1 BBOPKBHSDDSVFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NGOZDSMNMIRDFP-UHFFFAOYSA-N 2-[methyl(tetradecanoyl)amino]acetic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CC(O)=O NGOZDSMNMIRDFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DIOYAVUHUXAUPX-KHPPLWFESA-N Oleoyl sarcosine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)N(C)CC(O)=O DIOYAVUHUXAUPX-KHPPLWFESA-N 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M aluminum;oxygen(2-);hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[Al+3] VXAUWWUXCIMFIM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N dinuclear copper ion Chemical compound [Cu].[Cu] ALKZAGKDWUSJED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000400 lauroyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 108700004121 sarkosyl Proteins 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- KSAVQLQVUXSOCR-UHFFFAOYSA-M sodium lauroyl sarcosinate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCC(=O)N(C)CC([O-])=O KSAVQLQVUXSOCR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/04—Heavy metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Description
本発明は、化学機械研磨の抑制剤構成物に関するもので、一種の化学機械研磨に用いる抑制剤構成物を提供することで、研磨対象物の平坦化効果を向上することに係る。
電子部品の限界寸法(Critical
Dimension)が益々小さくなり、配線層数が急激に増加していることにより、ＲＣタイム遅延(RC Time
Delay)は回路全体の操作速度に重大な影響を及ぼしている。金属連接線幅縮小によって発生したタイム遅延及び電子移動の信頼性の問題を改善するため、電気抵抗率が低く、電子移動破壊能力が高い銅配線剤を選択するようになり、アルミニウム金属に取って代わっている。しかしながら、銅金属はエッチングしにくいという特性を具えるため、別一種のダマシン方式で銅金属配線を行わなければならない。
Dimension)が益々小さくなり、配線層数が急激に増加していることにより、ＲＣタイム遅延(RC Time
Delay)は回路全体の操作速度に重大な影響を及ぼしている。金属連接線幅縮小によって発生したタイム遅延及び電子移動の信頼性の問題を改善するため、電気抵抗率が低く、電子移動破壊能力が高い銅配線剤を選択するようになり、アルミニウム金属に取って代わっている。しかしながら、銅金属はエッチングしにくいという特性を具えるため、別一種のダマシン方式で銅金属配線を行わなければならない。
ダマシン(Damascene)方式工程は、公知と異なり先ず金属図案を定義して次に誘電層で溝を充填する金属化工程である。その方法は、先ず平坦な一誘電上で金属線の溝をエッチングした後、金属層を充填し、最後に余った金属を除去し、金属を具え誘電層内にダマシンした平坦構造を得る。ダマシン式工程は、従来の従来の金属化工程より以下の長所を具える。(1）基底表面を隨時平坦に保つ。(2）公知工程の誘電材料が金属配線隙間に充填しにくい欠点を排除する。(3）金属材がエッチングしにくい問題、特に銅金属のエッチングの問題を解決する。
他に内連接線の工程内の接触窓構造と配線図案をそれぞれ別々に制作しなければならず、工程ステップが煩雑になる公知の欠点を克服するため、現在、別に一種のデュアルダマシン（dual damascene）工程を開発しており、その製作工程は二回の選択性エッチングを実施し、それぞれ誘電体線路（line dielectric）とビア誘電体（via dielectric）をエッチングすると、金属層と差し込んで塞ぐ阻害層が一度に完成し、更に一度で導電金属を誘電窓と内連接線溝槽を充填し、工程ステップの簡素化に効果がある。近年、部品サイズの縮小化の発展と、部品操作の速度の向上に対応するため、低抵抗常数と高電子移動抵抗を具えた金属は、徐々に金属の内連接線の材質として応用されており、従来のアルミ金属工程技術と取って代わっている。銅金属のダマシン式内連接線技術は、内連接線の縮小化を達成するだけでなく、更にRCタイム遅延を減らし、同時に金属銅がエッチングしにくい問題を解決したため、現在、更に内連接線の主な発展を加速させている。
モノダマシンもしくはデュアルダマシンの銅工程に係りなく、銅金属の充填後に平坦化工程を実施しなければならず、誘電層上に残った金属を除去する必要がある。現在、通常では化学機械研磨の工程でこの目的を達成している。しかしながら、金属化学機械研磨の技術において、金属層の表面にはやはり研磨過剰(Dishing)及び侵食(Erosion)等研磨欠陥が発生しやすい。
研磨過剰及び侵食現象と研磨速度率及びエッチング比(RR/DER)は極めて大きな関係があり、比較的低いエッチング速度率は図案の凹陥箇所の除去率が低い。研磨過剰の欠陥を抑制することには有効であるが、一単位にかかる時間を考慮すると、研磨速度率は需要範囲内でなければならない。この他、研磨均一度も平坦化の結果に一定の影響を及ぼし、均一度が悪いと、多くの時間を研磨除去にかかり、それが原因で重大な研磨過剰及び侵食現象が発生しやすい。
一単位の産出量及び研磨過剰及び侵食現象の抑制を兼ね備えるため、通常では銅の化学機械研磨工程において、二個のステップに分ける。第一階段は、比較的早い研磨速度率で大部分の銅を除去して一単位の産出量を増やす。第二階段では、比較的遅い研磨速度率で残った少量の銅を除去し、凹槽内の銅が角の侵食される現象を防止する。通常，二段階銅研磨工程では、異なる構成の研磨構成物に交換して異なる段階の銅研磨の要求に応えることができる。しかしながら、研磨構成物を交換することは工程の簡素化に不利であり、また廃材を増やす可能性がある。
特許文献１が提示する一種の研磨構成物は、少なくとも一種の砥粒を含み、少なくとも１０個の炭素原子の脂肪族カルボン酸、アルカリ性成分、加速剤、防錆剤(anticorrosive)、過酸化水素、及び水を具える。該研磨構成物は、銅金属のエッチング速度率を下げることができるが、大部分の銅層(bulk copper)の除去率にも不利な影響が発生する。他に特許文献２は、二酸化ケイ素、酸化剤、アミン基酸、トリアゾール化合物、及び水の銅金属研磨構成物を含む。しかしながら、該特許は共同抑制剤として未提示であり、高研磨除去率を維持する条件の下、研磨構成物が金属のエッチング速度率を緩めることができ、同時に第一及び第二段階の銅金属研磨に適用できる。
米国 特許登録第6,679,929号
米国 特許登録第2004/0020135号
解決しようとする問題点は、金属化学機械研磨の技術において、金属層の表面にはやはり研磨過剰(Dishing)及び侵食(Erosion)等研磨欠陥が発生しやすい点である。
本発明は、少なくともダゾリノン類化合物もしくはトリアゾール類化合物もしくはその混合物，及びサルコシン及びその塩類化合物もしくはその混合物を含む。該抑制剤の構成物は化学機械研磨において応用し、金属層の高研磨除去率を維持すると同時に、金属エッチングの抑制の特性を兼ね備え、研磨過剰及び侵食等の研磨欠陥を減らすことができることを最も主要な特徴とする。
本発明の化学機械研磨の構成物は、化学機械研磨時に加工物件の表面に一層の保護膜を形成し、加工物件が過度に侵食するのを防止し、加工物件の侵食抑制能力を高め、研磨対象物の平坦化効果を向上するという利点がある。
一種の化学機械研磨の抑制剤構成物を提供して加工物件のエッチング速度率抑制を高めることを本発明の主な目的とする。
一種の二段階金属研磨に適用する化学機械研磨構成物を提供することを本発明の別の目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の抑制剤の構成物は、少なくともダゾリノン類化合物もしくはトリアゾール類化合物もしくはその混合物、及びサルコシン及びその塩類化合物もしくはその混合物を含む。そのうち、該ダゾリノン類化合物もしくはトリアゾール類化合物もしくはその混合物は、1-H-ベンゾトリアゾールであり、また該サルコシン及びその塩類化合物はN-アシル基サルコシン(N-acyl sarcosine)である。該抑制剤の構成物は、化学機械研磨の構成物に用い、化学機械研磨時に、加工物件の表面に対して一層の保護膜を形成し、金属層の高研磨除去率を維持すると同時に，エッチング速度率を有効に抑制する特性を兼ね備え、研磨過剰及び侵食欠陥を減らす。
本発明「化学機械研磨の構成物」の該抑制剤構成物は、少なくともダゾリノン類化合物もしくはトリアゾール類化合物もしくはその混合物，及びサルコシン及びその塩類化合物もしくはその混合物を含む。また該抑制剤構成物は化学機械研磨構成物において使用し、化学機械研磨時に加工物件の表面に一層の保護膜を形成し、加工物件が過度に侵食するのを防止し、加工物件の侵食抑制能力を高める。該化学機械研磨構成物は、侵食抑制剤の他に、更に砥粒、酸化剤、加速剤以及び溶剤を含む。
該砥粒の実施例は、鍛造した二酸化ケイ素、ケイ酸ナトリウムもしくはケイ酸カリウムの加水分解もしくはシランの加水分解及び縮合によって生成された二酸化ケイ素ゾル、沈殿もしくは鍛造した二酸化アルミニウム、沈殿もしくは鍛造した二酸化チタン、高分子材、及び金属酸化物及び高分子材料のハイブリッド(hybrid)を含むが、それに限らない。良好なものは二酸化ケイ素ゾルとする。仮に砥粒用量が低すぎると、機械研磨に不利で期待する研磨除去率を達成することができない。反対に砥粒用量が高すぎると機械研磨の効果が加速して阻害及び絶縁酸化層の除去率を上げて表面侵食の研磨の欠陥を発生してしまう。具体的実施例において、該ケイ素ゾルは構成物総重量の0.01から30％を占め、良好なのは0.1から15％とする。
銅層を研磨する化学機械研磨の構成物にとって、良好なのは過酸化水素を酸化剤として使用することである。通常、該酸化剤は、構成物総重量の0.25から5％を占め、良好なのは0.5から3％である。
該化学機械研磨に用いる構成物の加速剤の実施例にはクエン酸、シュウ酸、酒石酸、ヒスタミン、アラニン、もしくはグリシンを含むがそれに限らない。該加速剤は、金属の研磨促進、例として銅の溶解に用いる。研磨構成物内の加速剤添加量を高め、金属層の研磨去除率を上げ、第一段階の金属層研磨に適用する。しかしながら、構成物内の加速材の添加量を高め、同時に静態エッチングの速度率を高めるのは、第二段階の細微研磨には不利である。一具体実施例において、該加速剤は構成物総重量の0.01から10％を占め、良好なのは0.1から5％を占め、更に良いのは0.3〜3％である。
該抑制剤の構成物は高研磨除去率の条件の下、静態エッチング速度率を有効に抑制する。第一段階及び第二段階の研磨平坦化工程に適用する。本発明のダゾリノン類化合物もしくはトリアゾール類化合物もしくはその混合物は、1-H-ベンゾトリアゾール（1H-benzotriazole; BTA)であり、且つそれは構成物の総重量の0.001から1%を占め、良好なのは構成物の総重量の0.005から0.8%を占め、更に良好なのは構成物の総重量の0.01から0.5%を占める。また該サルコシン及びその塩類化合物もしくはその混合物は、構成物の総重量の0.0005から1%を占め、良好なのは、構成物の総重量の0.001から0.5%を占め、更に良好なのは構成物の総重量の0.005から0.1%を占める。
そのうち、該サルコシン及びその塩類の実施例は、
サルコシン(sarcosine)、
N-アシル基サルコシン(N-acyl sarcosine)、ココイル・サルコシン(cocoyl sarcosine)、オレオイル・サルコシン(oleoyl sarcosine)、ステアロイル・サルコシン(stearoyl sarcosine)、及びミリストイル・サルコシン(myristoyl
sarcosine)もしくはそのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、もしくはアミン塩等もしくはその混合物、例としてラウロイル基サルコシン・ナトリウム塩(Sodium n-Lauroyl Sarcosinate)，
もしくはココイル・サルコシン・ナトリウム(Sodium Cocoyl Sarcosinate)を含むがそれに限らない。
サルコシン(sarcosine)、
sarcosine)もしくはそのリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、もしくはアミン塩等もしくはその混合物、例としてラウロイル基サルコシン・ナトリウム塩(Sodium n-Lauroyl Sarcosinate)，
本発明の構成物は、水を用材として使用することもできるが、良好なのは、脱イオン水を研磨構成物の用材として使用するがよい。
以下は特に具体的実施例を挙げて、本発明の特徴及び効果を説明するが、本発明の範囲を制限するものではない。
表１に示すとおり、二酸化ケイ素ゾル砥粒、グリシン、過酸化水素、1-H-ベンゾトリアゾール、ココイル・サルコシン・ナトリウムを含み、及び溶剤を水とした研磨液の構成物を使用した対照サンプルテストを実施した。
研磨テストは下述の条件に基づき実施した。
研磨機台：Mirra polisher
(Applied Materials)
ウエハー類型：8インチの銅薄膜ラミネートウエハー(Ramco
Co)
研磨下圧力：1.5 psig及び0 psig
平台回転速度：93 rpm
キャリア具回転速度：87 rpm
研磨パッド：IC 1010(Rodel Inc)
研磨液の流れる速度：150 ml/min。
研磨機台：Mirra polisher
(Applied Materials)
ウエハー類型：8インチの銅薄膜ラミネートウエハー(Ramco
Co)
研磨下圧力：1.5 psig及び0 psig
平台回転速度：93 rpm
キャリア具回転速度：87 rpm
研磨パッド：IC 1010(Rodel Inc)
研磨液の流れる速度：150 ml/min。
該ウエハーは、4点ブローブ測量研磨を使用した速度率で、その結果は表２のとおりである。
そのうち、該RRは、研磨除去率(Removal Rate)を指し、WIWNUは、ウエハー表面均一度(With-in-wafer-non-uniformity)を指し、またDERは、動態エッチング速度率(Dynamic etching rate)を指す。
表２の結果から分かるとおり、対照例1は低研磨去除率及び高エッチング速度率で、RR/DER比較値は低い。対照例2は高RR/DER値であるが、ウエハー表面均一度は悪い。この結果から本発明の抑制剤の構成物(対照例3)を使用すると、銅の高研磨去除率を維持し、また銅のエッチング速度率を有効に下げ、RR/DER値を向上させることができることがわかる。
表３に示すとおり、使用包括二酸化ケイ素ゾル砥粒、グリシン、過酸化水素、1-H-ベンゾトリアゾール、ココイル・サルコシン・ナトリウムを含み、及び溶剤は水とした研磨液の構成物を使用した対照サンプルでテストを実施した。
研磨テストは、下述の条件の下、実施し、その結果記録は表四のとおりである。
研磨機台：Mirra polisher
(Applied Materials)
研磨下圧力：3 psig、 1.5 psig及び0
psig
平台回転速度：93 rpm
キャリア具回転速度：87rpm
研磨パッド：IC 1010(Rodel Inc)
研磨液の流れる速度：150 ml/min。
研磨機台：Mirra polisher
(Applied Materials)
研磨下圧力：3 psig、 1.5 psig及び0
psig
平台回転速度：93 rpm
キャリア具回転速度：87rpm
研磨パッド：IC 1010(Rodel Inc)
研磨液の流れる速度：150 ml/min。
表４の結果のとおり、サルコシン濃度を固定した状況において、研磨除去率はベンゾトリアゾール濃度が増えるに従って下がり、良好な構成を獲得し(対照例6)、銅の高研磨除去率，及び低エッチング速度率を具え、高いRR/DER値を具える。
本発明の技術内容及び技術特徴は上述のとおりであるが、本領域に習熟したものが本発明の提示を基にした各種の本発明の精神から乖離しない入替えおよび修飾を実施するかもしれない。因って本発明の保護範囲は、実施例の表示に制限されず、本発明から乖離しない各種の入替え及び修飾は、本発明の請求範囲に含まれるものとする。
Claims (6)
- ココイル・サルコシン・ナトリウム、
1-H-ベンゾトリアゾール、
二酸化ケイ素ゾルの砥粒、
過酸化水素、
クエン酸、シュウ酸、酒石酸、ヒスタミン、アラニン、及びグリシンのグループから選択する加速剤、及び
溶剤
のみを含むことを特徴とする化学機械研磨の構成物。 - 前記砥粒は、構成物総重量の0.01から30%を占めることを特徴とする請求項１記載の化学機械研磨の構成物。
- 前記加速剤は、構成物総重量の0.01から5%を占めることを特徴とする請求項１記載の化学機械研磨の構成物。
- 前記1-H-ベンゾトリアゾールは、構成物の総重量の0.001から1%を占めることを特徴とする請求項１記載の化学機械研磨の構成物。
- 前記ココイル・サルコシン・ナトリウムは、構成物の総重量の0.001から1%を占めることを特徴とする請求項１記載の化学機械研磨の構成物。
- 前記溶剤は、水であることを特徴とする請求項１記載の化学機械研磨の構成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW097114974A TW200945429A (en) | 2008-04-24 | 2008-04-24 | Composition of chemical mechanical polishing |
| TW097114974 | 2008-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009267325A JP2009267325A (ja) | 2009-11-12 |
| JP5567261B2 true JP5567261B2 (ja) | 2014-08-06 |
Family
ID=41392753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008202884A Active JP5567261B2 (ja) | 2008-04-24 | 2008-08-06 | 化学機械研磨の構成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5567261B2 (ja) |
| SG (2) | SG171692A1 (ja) |
| TW (1) | TW200945429A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9528030B1 (en) * | 2015-10-21 | 2016-12-27 | Cabot Microelectronics Corporation | Cobalt inhibitor combination for improved dishing |
| JP6901297B2 (ja) | 2017-03-22 | 2021-07-14 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002348562A (ja) * | 2001-05-25 | 2002-12-04 | Minebea Co Ltd | 板金塗装用コンパウンド |
| JP2004153086A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Showa Denko Kk | 金属研磨組成物、金属膜の研磨方法および基板の製造方法 |
| JP2005340755A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-12-08 | Showa Denko Kk | 研磨組成物および研磨方法 |
| EP1682625A1 (en) * | 2003-11-14 | 2006-07-26 | Showa Denko K.K. | Polishing composition and polishing method |
| JP2006179845A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-07-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 金属用研磨液及び研磨方法 |
| JP2007088379A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Fujifilm Corp | 水系研磨液、及び、化学機械的研磨方法 |
| JP2007189148A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Fujifilm Corp | 化学的機械的研磨方法 |
| WO2008013226A1 (fr) * | 2006-07-28 | 2008-01-31 | Showa Denko K.K. | Composition de polissage |
| JP2007221170A (ja) * | 2007-05-18 | 2007-08-30 | Hitachi Chem Co Ltd | 金属用研磨液の調製方法 |
| JP2009081300A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Fujifilm Corp | 金属研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 |
| JP2009094430A (ja) * | 2007-10-12 | 2009-04-30 | Adeka Corp | Ｃｍｐ用研磨組成物 |
| JP2009123880A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Showa Denko Kk | 研磨組成物 |
| US7955520B2 (en) * | 2007-11-27 | 2011-06-07 | Cabot Microelectronics Corporation | Copper-passivating CMP compositions and methods |
| US9202709B2 (en) * | 2008-03-19 | 2015-12-01 | Fujifilm Corporation | Polishing liquid for metal and polishing method using the same |
-
2008
- 2008-04-24 TW TW097114974A patent/TW200945429A/zh unknown
- 2008-08-05 SG SG201103505-2A patent/SG171692A1/en unknown
- 2008-08-05 SG SG200805785-3A patent/SG156559A1/en unknown
- 2008-08-06 JP JP2008202884A patent/JP5567261B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200945429A (en) | 2009-11-01 |
| TWI355026B (ja) | 2011-12-21 |
| SG171692A1 (en) | 2011-06-29 |
| JP2009267325A (ja) | 2009-11-12 |
| SG156559A1 (en) | 2009-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5567293B2 (ja) | 二段階で銅を除去する化学機械研磨工程の両段階における金属層を平坦化するための研磨組成物 | |
| US7931714B2 (en) | Composition useful to chemical mechanical planarization of metal | |
| JP4044287B2 (ja) | 銅／タンタル基体に有用な化学的機械研磨スラリー | |
| JP4261058B2 (ja) | 銅／タンタル基体に有用な化学的機械研磨スラリー | |
| KR100924251B1 (ko) | 연마용 조성물 및 이를 사용하는 연마 방법 | |
| JP5381701B2 (ja) | 金属用研磨液及び研磨方法 | |
| JP5620673B2 (ja) | ケミカルメカニカル研磨組成物およびそれに関する方法 | |
| WO2013112490A1 (en) | Slurry for cobalt applications | |
| CN108250977B (zh) | 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液 | |
| JP2002075927A (ja) | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 | |
| EP1894978B1 (en) | Polishing composition and polishing process | |
| JP2011082537A (ja) | 化学機械研磨用研磨剤 | |
| US20100193728A1 (en) | Chemical Mechanical Polishing Composition | |
| WO2009056491A1 (en) | Cmp slurry composition and process for planarizing copper containing surfaces provided with a diffusion barrier layer | |
| CN101580700B (zh) | 化学机械研磨的组成物 | |
| JP2001085372A (ja) | 金属用研磨液及び基板の研磨方法 | |
| JP5567261B2 (ja) | 化学機械研磨の構成物 | |
| CN103205205A (zh) | 一种碱性化学机械抛光液 | |
| CN102051125B (zh) | 一种化学机械抛光液 | |
| CN101525751B (zh) | 化学机械研磨组成物 | |
| JP2004259867A (ja) | 化学的機械的研磨用スラリー | |
| JP2007287832A (ja) | 化学的機械的研磨方法 | |
| CN111378373A (zh) | 一种用于抛光钨的化学机械抛光液 | |
| JP2009152647A (ja) | 金属用研磨液及びそれを用いた基板の研磨方法 | |
| JP2006191131A (ja) | 化学機械研磨用研磨剤及び基板の研磨法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110602 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110606 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110905 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110913 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20111003 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20111018 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20111102 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111128 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20111129 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120213 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120510 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120517 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120607 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120704 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120710 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120717 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120726 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120924 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121220 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130603 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130828 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20131007 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131224 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140114 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20140203 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140417 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140508 |
|
| 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: 20140604 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140619 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5567261 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| 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 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| 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 |