JP6685744B2 - 半導体基板を研磨する方法 - Google Patents
半導体基板を研磨する方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6685744B2 JP6685744B2 JP2016021674A JP2016021674A JP6685744B2 JP 6685744 B2 JP6685744 B2 JP 6685744B2 JP 2016021674 A JP2016021674 A JP 2016021674A JP 2016021674 A JP2016021674 A JP 2016021674A JP 6685744 B2 JP6685744 B2 JP 6685744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chemical mechanical
- mechanical polishing
- substrate
- minute
- polishing composition
- 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 159
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 105
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 73
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 70
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 37
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 26
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 21
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 16
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 16
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- IPCAPQRVQMIMAN-UHFFFAOYSA-L zirconyl chloride Chemical compound Cl[Zr](Cl)=O IPCAPQRVQMIMAN-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 7
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 2
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 11
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N nitric acid;oxozirconium Chemical compound [Zr]=O.O[N+]([O-])=O.O[N+]([O-])=O UJVRJBAUJYZFIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYTNHSCLZRMKON-UHFFFAOYSA-L oxygen(2-);zirconium(4+);diacetate Chemical compound [O-2].[Zr+4].CC([O-])=O.CC([O-])=O LYTNHSCLZRMKON-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical class O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
- H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
- H01L21/31055—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step the removal being a chemical etching step, e.g. dry etching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
- B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
- B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
-
- 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
-
- 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
- H01L21/02002—Preparing wafers
- H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
- H01L21/02008—Multistep processes
- H01L21/0201—Specific process step
- H01L21/02024—Mirror polishing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
Description
本発明は、ケミカルメカニカルポリッシングの分野に関する。詳しくは、本発明は、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって：初期成分として、水、コロイダルシリカ砥粒及びジルコニル化合物を含有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を提供すること（ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨは、≦６である）；研磨面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面近くに分注すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面に動的接触を作り出すこと（ここで、この基板が研磨される）を含む方法に関する。
集積回路及び他の電子デバイスの組立において、複数層の導電材料、半導体材料及び絶縁材料が、半導体ウェーハの表面に堆積されるか、又は表面から除去される。導電材料、半導体材料、及び絶縁材料の薄層は、幾つかの堆積技術により堆積することができる。現代の加工における一般的な堆積技術は、スパッタリングとしても知られている物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、及び電気化学めっき法（ＥＣＰ）を含む。
材料層が連続的に堆積及び除去されるにつれ、ウェーハの最上部表面は非平面になる。後続の半導体加工（例えば、メタライゼーション）はウェーハが平坦面を有することを要求するため、ウェーハを平坦化する必要がある。平坦化は、粗面、凝集した材料、結晶格子の損傷、スクラッチ及び汚染された層又は材料のような、望ましくない表面トポグラフィー及び表面欠陥を除去するのに有用である。
ケミカルメカニカルプラナリゼーション、即ち、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）は、半導体ウェーハのような基板を平坦化するために使用される一般的な技術である。従来のＣＭＰでは、ウェーハはキャリアアセンブリに取り付けられ、ＣＭＰ装置内で研磨パッドと接触して配置される。このキャリアアセンブリは、ウェーハに制御可能な圧力を提供して、ウェーハを研磨パッドに押しつける。このパッドは、外部駆動力によりウェーハに対して移動（例えば、回転）させる。それと同時に、研磨組成物（「スラリー」）又は他の研磨溶液が、ウェーハと研磨パッドとの間に提供される。よって、ウェーハ表面は、パッド表面及びスラリーの化学的及び機械的作用によって研磨及び平坦化される。
金属フィーチャーを研磨する組成物及び方法は、Puppeらにより開示されている。具体的には、米国特許出願公開番号20030157804号において、Puppeらは、３０重量％カチオン修飾シリカゾル（そのカチオン修飾ＳｉＯ２粒子は、１２〜３００nmの平均粒径を有する）２．５〜７５体積％、及び少なくとも１種の酸化剤 ０．５〜２２重量％を含有する、ｐＨ２．５〜６の組成物を開示している。
それにもかかわらず、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する基板のケミカルメカニカルポリッシングの改善法が継続して要望されている。
本発明は、基板を研磨する方法であって：基板（ここで、この基板は、二酸化ケイ素フィーチャーを有する）を提供すること；初期成分として、水、０．０１〜４０重量％コロイダルシリカ砥粒、ジルコニル化合物及び０重量％酸化剤を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物（ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨは、≦６である）を提供すること；研磨面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面近くに分注すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すこと（ここで、基板が研磨され；そして少量の露出二酸化ケイ素フィーチャーが基板から除去される）を含む方法を提供する。
本発明は、基板を研磨する方法であって：基板（ここで、この基板は、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する）を提供すること；初期成分として、水、０．０１〜４０重量％コロイダルシリカ砥粒、ジルコニル化合物及び０重量％酸化剤よりなるケミカルメカニカルポリッシング組成物（ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨは、≦６である）を提供すること；研磨面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面近くに分注すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すこと（ここで、基板が研磨され；そして少量の露出二酸化ケイ素フィーチャーが基板から除去される）を含む方法を提供する。
詳細な説明
本発明の基板を研磨する方法は、ジルコニル化合物と組合せて酸化ケイ素砥粒を含有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を使用するが、ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、驚くべきことに、ジルコニル化合物を含まないこと以外は同一の組成物により示される二酸化ケイ素除去速度よりも、著しく（好ましくは、＞５００％）高い除去速度を有している。
本発明の基板を研磨する方法は、ジルコニル化合物と組合せて酸化ケイ素砥粒を含有するケミカルメカニカルポリッシング組成物を使用するが、ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、驚くべきことに、ジルコニル化合物を含まないこと以外は同一の組成物により示される二酸化ケイ素除去速度よりも、著しく（好ましくは、＞５００％）高い除去速度を有している。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法は、基板（ここで、この基板は、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する）を提供すること；初期成分として、水、０．０１〜４０重量％（更に好ましくは０．１〜２５重量％、更になお好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは３〜７重量％）コロイダルシリカ砥粒、ジルコニル化合物（好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニル、硝酸ジルコニル及び酢酸ジルコニルよりなる群から選択され；更に好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニルであり；最も好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、塩化ジルコニルである）及び０重量％酸化剤を含むケミカルメカニカルポリッシング組成物（ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨは、≦６である）を提供すること；研磨面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面近くに分注すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すこと（ここで、基板が研磨され；そして少量の露出二酸化ケイ素フィーチャーが基板から除去される）を含む。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供される基板は、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する。更に好ましくは、提供される基板は、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する半導体基板である。最も好ましくは、提供される基板は、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）から誘導される露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する半導体基板である。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれる水は、偶発的不純物を制限するために脱イオン水及び蒸留水の少なくとも１種である。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれるコロイダルシリカ砥粒は、動的光散乱法により測定するとき平均粒径≦１００nm（好ましくは、５〜１００nm；更に好ましくは、１０〜６０nm；最も好ましくは、２０〜６０nm）を有する。好ましくは、このケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれるコロイダルシリカ砥粒は、ジルコニル化合物の非存在下で水中で測定すると、ケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨで負の固有表面電荷を有する。好ましくは、このケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれるコロイダルシリカは、二酸化ケイ素系であり、そしてアルミニウムを含まない。好ましくは、このケミカルメカニカルポリッシング組成物に含まれるコロイダルシリカは、ケイ酸アルミニウムではない。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．０１〜４０重量％（更に好ましくは０．１〜２５重量％、更になお好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは３〜７重量％）コロイダルシリカ砥粒を含有する。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．１〜５重量部（砥粒１００に対する重量）（parts per hundred abrasive）（PPHA）（好ましくは、０．２５〜２ PPHA；更に好ましくは、０．５〜１．５ PPHA；最も好ましくは、０．７５〜１．１ PPHA）ジルコニル化合物を含有するが、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニル、硝酸ジルコニル及び酢酸ジルコニルよりなる群から選択される。更に好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．１〜５重量部（砥粒１００に対する重量）（PPHA）（好ましくは、０．２５〜２ PPHA；更に好ましくは、０．５〜１．５ PPHA；最も好ましくは、０．７５〜１．１ PPHA）ジルコニル化合物を含有するが、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニルである。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．１〜５重量部（砥粒１００に対する重量）（PPHA）（好ましくは、０．２５〜２ PPHA；更に好ましくは、０．５〜１．５ PPHA；最も好ましくは、０．７５〜１．１ PPHA）ジルコニル化合物を含有するが、ここで、このジルコニル化合物は、塩化ジルコニルである。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．１〜５重量％（固体に基づく）ジルコニル化合物を含有する。更に好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．５〜２重量％（固体に基づく）ジルコニル化合物を含有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、０．７５〜１．１重量％（固体に基づく）ジルコニル化合物を含有する。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、水；０．０１〜４０重量％（更に好ましくは０．１〜２５重量％、更になお好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは３〜７重量％）コロイダルシリカ砥粒；及び０．１〜５重量部（砥粒１００に対する重量）（PPHA）ジルコニル化合物（好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニル、硝酸ジルコニル及び酢酸ジルコニルよりなる群から選択され；更に好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニルであり；最も好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、塩化ジルコニルである）を含有するが、ここで、このコロイダルシリカ砥粒とこのジルコニル化合物とが、水中で相互作用することにより、コロイダルシリカ砥粒上の負の固有表面電荷を正の表面電荷に変換する。更に好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、水；０．０１〜４０重量％（更に好ましくは０．１〜２５重量％、更になお好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは３〜７重量％）コロイダルシリカ砥粒；及び０．１〜５重量部（砥粒１００に対する重量）（PPHA）ジルコニル化合物（好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニル、硝酸ジルコニル及び酢酸ジルコニルよりなる群から選択され；更に好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニルであり；最も好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、塩化ジルコニルである）を含有するが、ここで、このコロイダルシリカ砥粒とこのジルコニル化合物とが、水中で相互作用することにより、コロイダルシリカ砥粒上の負の固有表面電荷を正の表面電荷に変換し；ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧２５mVのゼータ電位を有し；そしてここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≦６のｐＨを有する。更になお好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、初期成分として、水；０．０１〜４０重量％（更に好ましくは０．１〜２５重量％、更になお好ましくは１〜１５重量％、最も好ましくは３〜７重量％）コロイダルシリカ砥粒；及び０．１〜５重量部（砥粒１００に対する重量）（PPHA）ジルコニル化合物（好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニル、硝酸ジルコニル及び酢酸ジルコニルよりなる群から選択され；更に好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、ハロゲン化ジルコニルであり；最も好ましくは、ここで、このジルコニル化合物は、塩化ジルコニルである）を含有するが、ここで、このコロイダルシリカ砥粒とこのジルコニル化合物とが、水中で相互作用することにより、コロイダルシリカ砥粒上の負の固有表面電荷を正の表面電荷に変換し；ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≧３０mVのゼータ電位を有し；そしてここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≦５のｐＨを有する。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、酸化剤を含まない（即ち、０重量％酸化剤を含有する）。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、腐食防止剤を含まない。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、このケミカルメカニカルポリッシング組成物は、腐食防止剤を含まない。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、≦６のｐＨを有する。更に好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、３〜５のｐＨを有する。更になお好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、滴定剤（好ましくは、無機酸）を加えることにより３〜５に調整されたｐＨを有する。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、塩酸（ＨＣｌ）を加えることにより３〜５に調整されたｐＨを有する。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、当該分野で公知の任意の適切な研磨パッドであってよい。当業者であれば、本発明の方法において使用するのに適したケミカルメカニカルポリッシングパッドの選び方を知っているだろう。更に好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、織物及び不織の研磨パッドから選択される。更になお好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、ポリウレタン研磨層を含む。最も好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む。好ましくは、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、研磨面上に少なくとも１本の溝を有する。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面又はその近くに分注される。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、動的接触は、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面に、研磨される基板の表面に対して垂直な０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで作り出される。
好ましくは、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、３００mm研磨機でプラテン速度９３回転／分、キャリア速度８７回転／分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、公称ダウンフォース２０．６８kPaで、≧１，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を有するが、ここで、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む。
好ましくは、基板が露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する、本発明の基板を研磨する方法において、提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物は、３００mm研磨機でプラテン速度９３回転／分、キャリア速度８７回転／分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、公称ダウンフォース２０．６８kPaで、≧１，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を有するが、ここで、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドは、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む。
本発明の幾つかの実施態様は、以下の実施例に今から詳細に説明される。
［比較実施例ＺＣ１〜ＺＣ２及び実施例Ｚ１〜Ｚ９］
比較実施例ＺＣ１〜ＺＣ２及び実施例Ｚ１〜Ｚ９のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、表１にリストされる量の成分を合わせて残りを脱イオン水とし、塩酸により表１にリストされる最終ｐＨまで組成物のｐＨを調整することによって調製した。次にこのケミカルメカニカルポリッシング組成物のゼータ電位は、Malvern製のZetasizerを用いて測定した。測定ゼータ電位は、表１に提供される。
比較実施例ＺＣ１〜ＺＣ２及び実施例Ｚ１〜Ｚ９のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、表１にリストされる量の成分を合わせて残りを脱イオン水とし、塩酸により表１にリストされる最終ｐＨまで組成物のｐＨを調整することによって調製した。次にこのケミカルメカニカルポリッシング組成物のゼータ電位は、Malvern製のZetasizerを用いて測定した。測定ゼータ電位は、表１に提供される。
比較実施例Ｃ１〜Ｃ３及び実施例１〜１０のケミカルメカニカルポリッシング組成物は、表２にリストされる量の成分を合わせて残りを脱イオン水とし、塩酸により表２にリストされる最終ｐＨまで組成物のｐＨを調整することによって調製した。
二酸化ケイ素除去速度研磨試験は、比較実施例Ｃ１〜Ｃ３及び実施例１〜１０により調製されたケミカルメカニカルポリッシング組成物を用いて、それぞれ比較実施例ＰＣ１〜ＰＣ３及び実施例Ｐ１〜Ｐ１０で実施された。研磨除去速度実験は、Applied Materials ２００mm Mirra（登録商標）研磨機に取り付けた２００mmブランケットウェーハで実施された。全ての研磨実験は、ダウンフォース ２０．７kPa（３psi）、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、テーブル回転速度９３rpm及びキャリア回転速度８７rpmで、IC1000（商標）ポリウレタン研磨パッド（Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.から販売されている）を用いて実施した。研磨パッドをコンディショニングするために、Saesol（登録商標）AM02BSL8031-C1ダイヤモンドパッドコンディショナー（Saesol Diamond Ind. Co. Ltd.から販売されている）を使用した。この研磨パッドは、ダウンフォース ９lbs（４．０８kg）を用いてコンディショナーで３０分間ならし運転した。研磨パッドは、ダウンフォース ７lbs（３．１８kg）を用いて１０分間、研磨の前に実験施設内で更にコンディショニングした。研磨パッドは、ダウンフォース ７lbs（３．１８kg）で、研磨パッドの中心から１．７〜９．２インチを１０スイープ／分で研磨中にその場で更にコンディショニングした。除去速度は、３mm端を除いて４９点渦巻状走査を利用するKLA-Tencor FX200計測ツールを用いて、研磨の前後の膜厚を測定することにより求めた。除去速度実験の結果は、表３に提供される。
Claims (10)
- 基板を研磨する方法であって：
基板（ここで、この基板は、露出二酸化ケイ素フィーチャーを有する）を提供すること；
初期成分として、
水；
０．０１〜４０重量％コロイダルシリカ砥粒；及び
ジルコニル化合物
を含み、かつ、酸化剤を含まないケミカルメカニカルポリッシング組成物（ここで、このケミカルメカニカルポリッシング組成物のｐＨは、≦６である）を提供すること；
研磨面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；
ケミカルメカニカルポリッシング組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨面上のケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面近くに分注すること；及び
ケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との接触面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すこと（ここで、基板が研磨され；そして幾らかの露出二酸化ケイ素フィーチャーが基板から除去される）を含む方法。 - 露出二酸化ケイ素フィーチャーが、オルトケイ酸テトラエチルから誘導される、請求項１記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、腐食防止剤を含まない、請求項２記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、３００mm研磨機でプラテン速度９３回転／分、キャリア速度８７回転／分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、公称ダウンフォース２０．６８kPaで、≧１，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を有しており；そして、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む、請求項２記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、３００mm研磨機でプラテン速度９３回転／分、キャリア速度８７回転／分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、公称ダウンフォース２０．６８kPaで、≧１，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を有しており；そして、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む、請求項３記載の方法。
- 提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、初期成分として、
水；
０．１〜４０重量％コロイダルシリカ砥粒；
ジルコニル化合物；及び
無機酸
からなる、請求項１記載の方法。 - 露出二酸化ケイ素フィーチャーが、オルトケイ酸テトラエチルから誘導される、請求項６記載の方法。
- ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、３００mm研磨機でプラテン速度９３回転／分、キャリア速度８７回転／分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、公称ダウンフォース２０．６８kPaで、≧１，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を有しており；そして、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む、請求項７記載の方法。
- ジルコニル化合物が、塩化ジルコニルであり、そして無機酸が、塩酸である、請求項６記載の方法。
- 露出二酸化ケイ素フィーチャーが、オルトケイ酸テトラエチルから誘導され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、３００mm研磨機でプラテン速度９３回転／分、キャリア速度８７回転／分、ケミカルメカニカルポリッシング組成物流量２００mL/分、公称ダウンフォース２０．６８kPaで、≧１，０００Å/分の二酸化ケイ素除去速度を有しており；そして、提供されるケミカルメカニカルポリッシングパッドが、ポリマー中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織サブパッドを含む、請求項９記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/863,548 | 2015-09-24 | ||
| US14/863,548 US9293339B1 (en) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Method of polishing semiconductor substrate |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017063173A JP2017063173A (ja) | 2017-03-30 |
| JP2017063173A5 JP2017063173A5 (ja) | 2019-03-14 |
| JP6685744B2 true JP6685744B2 (ja) | 2020-04-22 |
Family
ID=55487475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016021674A Active JP6685744B2 (ja) | 2015-09-24 | 2016-02-08 | 半導体基板を研磨する方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9293339B1 (ja) |
| JP (1) | JP6685744B2 (ja) |
| KR (1) | KR102410159B1 (ja) |
| CN (1) | CN106553119B (ja) |
| DE (1) | DE102016001732A1 (ja) |
| FR (1) | FR3041813B1 (ja) |
| TW (1) | TWI677544B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10221336B2 (en) * | 2017-06-16 | 2019-03-05 | rohm and Hass Electronic Materials CMP Holdings, Inc. | Aqueous silica slurry compositions for use in shallow trench isolation and methods of using them |
| TW202134364A (zh) * | 2020-01-31 | 2021-09-16 | 美商恩特葛瑞斯股份有限公司 | 用於研磨硬質材料之化學機械研磨(cmp)組合物 |
| US11384254B2 (en) * | 2020-04-15 | 2022-07-12 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing composition containing composite silica particles, method of making the silica composite particles and method of polishing a substrate |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3007878A (en) | 1956-11-01 | 1961-11-07 | Du Pont | Aquasols of positively-charged coated silica particles and their production |
| US4959113C1 (en) * | 1989-07-31 | 2001-03-13 | Rodel Inc | Method and composition for polishing metal surfaces |
| US5382272A (en) | 1993-09-03 | 1995-01-17 | Rodel, Inc. | Activated polishing compositions |
| US6103627A (en) * | 1996-02-21 | 2000-08-15 | Micron Technology, Inc. | Treatment of a surface having an exposed silicon/silica interface |
| US6068787A (en) * | 1996-11-26 | 2000-05-30 | Cabot Corporation | Composition and slurry useful for metal CMP |
| US6270395B1 (en) * | 1998-09-24 | 2001-08-07 | Alliedsignal, Inc. | Oxidizing polishing slurries for low dielectric constant materials |
| DE10164262A1 (de) | 2001-12-27 | 2003-07-17 | Bayer Ag | Zusammensetzung für das chemisch-mechanische Polieren von Metall- und Metall/Dielektrikastrukturen |
| US20050104048A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-19 | Thomas Terence M. | Compositions and methods for polishing copper |
| US7771669B2 (en) * | 2006-03-20 | 2010-08-10 | Ford Global Technologies, Llc | Soot oxidation catalyst and method of making |
| US7300340B1 (en) * | 2006-08-30 | 2007-11-27 | Rohm and Haas Electronics Materials CMP Holdings, Inc. | CMP pad having overlaid constant area spiral grooves |
| CN101568615B (zh) * | 2006-12-28 | 2013-02-06 | 花王株式会社 | 研磨液组合物 |
| US20080276543A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-13 | Thomas Terence M | Alkaline barrier polishing slurry |
| US20100176335A1 (en) | 2007-06-08 | 2010-07-15 | Techno Semichem Co., Ltd. | CMP Slurry Composition for Copper Damascene Process |
| SG10201605686XA (en) * | 2008-02-01 | 2016-08-30 | Fujimi Inc | Polishing Composition And Polishing Method Using The Same |
| US8735293B2 (en) * | 2008-11-05 | 2014-05-27 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto |
| JP5334891B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2013-11-06 | 富士フイルム株式会社 | シリカ分散液の製造方法、インク受容層形成用組成物の製造方法、インクジェット記録媒体の製造方法、及び画像形成方法 |
| JP2010258418A (ja) * | 2009-04-02 | 2010-11-11 | Jsr Corp | 化学機械研磨用水系分散体調製用キットおよび化学機械研磨用水系分散体の調製方法 |
| US8119529B2 (en) * | 2009-04-29 | 2012-02-21 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Method for chemical mechanical polishing a substrate |
| 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 |
| US8568610B2 (en) * | 2010-09-20 | 2013-10-29 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Stabilized, concentratable chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate |
| JP2013104023A (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-30 | Tosoh Corp | ジルコニア研磨剤及びその製造方法 |
| JP6378890B2 (ja) * | 2013-03-01 | 2018-08-22 | 株式会社荏原製作所 | 基板処理方法 |
| US9633831B2 (en) * | 2013-08-26 | 2017-04-25 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing composition for polishing a sapphire surface and methods of using same |
| US9012327B2 (en) * | 2013-09-18 | 2015-04-21 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Low defect chemical mechanical polishing composition |
-
2015
- 2015-09-24 US US14/863,548 patent/US9293339B1/en active Active
-
2016
- 2016-01-28 TW TW105102755A patent/TWI677544B/zh active
- 2016-02-08 JP JP2016021674A patent/JP6685744B2/ja active Active
- 2016-02-15 DE DE102016001732.5A patent/DE102016001732A1/de active Pending
- 2016-02-16 CN CN201610087216.5A patent/CN106553119B/zh active Active
- 2016-02-19 FR FR1651389A patent/FR3041813B1/fr active Active
- 2016-02-22 KR KR1020160020881A patent/KR102410159B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3041813B1 (fr) | 2019-10-18 |
| TW201712083A (zh) | 2017-04-01 |
| FR3041813A1 (fr) | 2017-03-31 |
| DE102016001732A1 (de) | 2017-03-30 |
| CN106553119B (zh) | 2019-05-28 |
| US9293339B1 (en) | 2016-03-22 |
| JP2017063173A (ja) | 2017-03-30 |
| CN106553119A (zh) | 2017-04-05 |
| TWI677544B (zh) | 2019-11-21 |
| KR20170036589A (ko) | 2017-04-03 |
| KR102410159B1 (ko) | 2022-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5361306B2 (ja) | 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法 | |
| JP4644434B2 (ja) | 研磨用組成物 | |
| TWI753987B (zh) | 針對鎢的化學機械拋光方法 | |
| TWI761423B (zh) | 鎢的化學機械拋光方法 | |
| JP2015063687A (ja) | 低欠陥化学機械研磨組成物 | |
| JP6685744B2 (ja) | 半導体基板を研磨する方法 | |
| TWI819019B (zh) | 用於鎢的中性至鹼性化學機械拋光組成物及方法 | |
| TWI712664B (zh) | 鎢之化學機械研磨方法 | |
| TWI733755B (zh) | 鎢之化學機械研磨方法 | |
| JP6721704B2 (ja) | 半導体基材をケミカルメカニカル研磨する方法 | |
| TW202330818A (zh) | 提高多晶矽的移除速率之方法 | |
| KR102600276B1 (ko) | 화학적 기계적 연마 방법 | |
| US9534148B1 (en) | Method of polishing semiconductor substrate | |
| WO2017147768A1 (en) | Method of chemical mechanical polishing a substrate | |
| JP2019537277A (ja) | 第四級ホスホニウム化合物を含有する方法及び組成物を使用したタングステンの化学機械研磨 | |
| JP2007123759A (ja) | 半導体研磨用組成物および研磨方法 | |
| TW201714211A (zh) | 化學機械硏磨半導體基板之方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A524 | Written submission of copy of amendment under article 19 pct |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A524 Effective date: 20190125 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200116 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200121 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200129 |
|
| 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: 20200310 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200401 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6685744 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |