JPH10172937A - Composition for polishing - Google Patents

Composition for polishing

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JPH10172937A
JPH10172937A JP32561996A JP32561996A JPH10172937A JP H10172937 A JPH10172937 A JP H10172937A JP 32561996 A JP32561996 A JP 32561996A JP 32561996 A JP32561996 A JP 32561996A JP H10172937 A JPH10172937 A JP H10172937A
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JP
Japan
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polishing
polishing composition
colloidal silica
composition
nitrogen
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JP32561996A
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Japanese (ja)
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Shiro Miura
浦 司 朗 三
Atsunori Kawamura
村 篤 紀 河
Kazumasa Tamai
井 一 誠 玉
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Fujimi Inc
Original Assignee
Fujimi Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a decrease in speed for polishing a surface to be polished even after repetitive use by specifying an electric conductivity of a composition for polishing containing colloidal silica, a nitrogen-containing basic compound, and water. SOLUTION: This composition for polishing is adjusted by mixing and dispersing or dissolving colloidal silica and a nitrogen-containing basic compound with/to water at a desired percentage content. The colloidal silica is aqueous colloidal silica or gel silica each including all of stable dispersing elements of amorphous silica in a liquid and its percentage content is preferably 0.1 to 30wt.% of the total quantity of the composition for polishing. The nitrogen basic compound promotes polishing to a surface to be polished by a chemical action and also acts as a dispersant of colloidal silica. Ammonia is typical of the compound and its content is preferably 0.01 to 5wt.%. Further, the electric conductivity of the composition for polishing is 30 to 1500μS/cm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、フォトマ
スク、各種メモリーハードディスク用基盤および合成樹
脂等各種工業製品またはその部材の研磨に使用される研
磨用組成物に関し、特に半導体産業等におけるデバイス
ウェーハの表面平坦化加工に好適な研磨用組成物に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing composition used for polishing various industrial products such as semiconductors, photomasks, bases for various types of memory hard disks and synthetic resins or members thereof, and more particularly to device wafers in the semiconductor industry and the like. The present invention relates to a polishing composition suitable for surface flattening processing.

【0002】さらに詳しくは、本発明は、従来よりCM
P技術(詳細後記)が適用されている層間絶縁膜である
二酸化ケイ素の研磨において高効率であり、優れた研磨
表面を形成することができる研磨用組成物に関するもの
で、特にリサイクル使用においても二酸化ケイ素膜を研
磨する速度の低下率が小さく、加工安定性が良好である
研磨用組成物に関するものである。
More specifically, the present invention
The present invention relates to a polishing composition that is highly efficient in polishing silicon dioxide as an interlayer insulating film to which P technology (described later in detail) is applied and can form an excellent polished surface. The present invention relates to a polishing composition having a small rate of decrease in the polishing rate of a silicon film and good processing stability.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年のコンピューターを始めとする所謂
ハイテク製品の進歩は目覚ましく、これに使用される部
品、例えばULSI、は年々高集積化・高速化の一途を
たどっている。これに伴い、半導体装置のデザインルー
ルは年々微細化が進み、デバイス製造プロセスでの焦点
深度は浅くなり、パターン形成面に要求される平坦性は
厳しくなってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, so-called high-tech products such as computers have been remarkably advanced, and components used in such products, for example, ULSI, have been increasing in integration and operating speed year by year. Along with this, the design rules of semiconductor devices have been miniaturized year by year, the depth of focus in the device manufacturing process has become shallower, and the flatness required for the pattern formation surface has become stricter.

【0004】また、配線の微細化による配線抵抗の増大
に対処するため、デバイスの多層化による配線長の短縮
が行われているが、形成されたパターン表面の段差が多
層化の障害として問題化してきている。
Further, in order to cope with an increase in wiring resistance due to miniaturization of wiring, the wiring length is shortened by increasing the number of devices. However, steps on the surface of the formed pattern are problematic as obstacles to multilayering. Have been doing.

【0005】このような微細化および多層化を行うに当
たっては、そのプロセス中で段差を取り除くための所望
表面の平坦化を行うことが必要であり、この手法とし
て、これまではスピンオングラス、レジストエッチバッ
クおよびその他の平坦化法が用いられていた。
In performing such miniaturization and multi-layering, it is necessary to flatten a desired surface in order to remove a step during the process. Back and other planarization methods have been used.

【0006】しかし、これらの手法では、部分的な平坦
化は可能であるが、次世代のデバイスに要求されるグロ
ーバルプレナリゼーション(完全平坦化)を達成するこ
とは困難な状況であり、現在では機械的ないし物理的研
磨と化学的研磨とを組み合わせたメカノケミカル研磨加
工による平坦化(Chemical Mechanical Polishing、以
下「CMP」という)が検討されるようになってきてい
る。
However, although these methods can partially planarize, it is difficult to achieve global planarization (complete planarization) required for next-generation devices. 2. Description of the Related Art Flattening (Chemical Mechanical Polishing, hereinafter referred to as "CMP") by mechanochemical polishing combining mechanical or physical polishing and chemical polishing has been studied.

【0007】このCMPに限らず、半導体ウェーハの各
種の研磨においては、研磨用組成物中に金属不純物、特
にナトリウム、の混入には注意が払われている。これ
は、研磨加工後の洗浄過程において金属不純物が完全に
除去されないと、半導体としての電気特性を変動させて
しまうからである。このために研磨用組成物には高純度
であることが求められており、必然的にその原材料に対
しても高純度であることが要求されている。
[0007] In addition to this CMP, in various kinds of polishing of a semiconductor wafer, attention is paid to the incorporation of metal impurities, particularly sodium, into the polishing composition. This is because if the metal impurities are not completely removed in the cleaning process after the polishing, the electrical characteristics of the semiconductor will fluctuate. For this reason, the polishing composition is required to have high purity, and the raw materials thereof are necessarily required to have high purity.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このような背景から、
半導体ウェーハの研磨用組成物に用いる研磨材として、
フュームドシリカが用いられることが多い。研磨材とし
て用いられるシリカのうち、フュームドシリカは他のシ
リカ、例えばコロイダルシリカ、に比べて高純度のもの
が得易いと同時に、研磨の対象となる二酸化ケイ素膜を
研磨する速度が大きいという特徴がある。このため、従
来のCMP加工においては、フュームドシリカおよび水
をベースに、水酸化カリウム、アンモニア、およびその
他を添加した研磨用組成物が使用されることが多かっ
た。
From such a background,
As an abrasive used in the polishing composition for semiconductor wafers,
Fumed silica is often used. Among the silicas used as abrasives, fumed silica is characterized in that it is easier to obtain high-purity silica than other silicas, for example, colloidal silica, and that the polishing speed of a silicon dioxide film to be polished is high. There is. For this reason, in the conventional CMP processing, a polishing composition to which potassium hydroxide, ammonia, and others are added based on fumed silica and water is often used.

【0009】しかし、CMP加工は高コストであるとい
う問題点を有している。これはCMPプロセスが複雑で
あること、それに伴い設備投資が必要であること、CM
P加工に用いられる研磨用組成物をはじめとする消耗品
が高価であること、およびその他の理由に起因してい
る。消耗品が高価である理由のひとつとして、フューム
ドシリカが高価であることが挙げられる。この点から、
より安価なコロイダルシリカを用いることが検討されて
いる。すなわち、比較的純度が低いコロイダルシリカを
イオン交換処理したり、製造法を改良することで高純度
のコロイダルシリカを得て、研磨用組成物に利用するこ
とが検討されている。
However, there is a problem that the CMP processing is expensive. This is due to the complexity of the CMP process, the need for capital investment,
This is due to the fact that consumables such as the polishing composition used for the P processing are expensive, and for other reasons. One of the reasons consumables are expensive is that fumed silica is expensive. From this point,
The use of cheaper colloidal silica is being studied. That is, it has been studied to obtain a high-purity colloidal silica by ion-exchange treatment of a relatively low-purity colloidal silica or to improve the production method, and to use the colloidal silica for a polishing composition.

【0010】一方、比較的高価なフュームドシリカを含
む研磨用組成物に関しても、様々な面からコストダウン
の検討がなされている。
On the other hand, with respect to polishing compositions containing relatively expensive fumed silica, cost reduction has been studied from various aspects.

【0011】そのうちのひとつとしてCMP加工に用い
る研磨用組成物をリサイクル使用することが考えられて
きた。しかし、研磨用組成物をリサイクル使用した場
合、使用回数を重ねるにつれて研磨用組成物が、被研磨
面、例えば二酸化ケイ素膜、を研磨する速度が徐々に低
下してしまうために、加工プロセスが安定しない、とい
う問題点があった。
As one of them, recycling of a polishing composition used for CMP processing has been considered. However, when the polishing composition is recycled, the polishing process gradually decreases the polishing rate of the polishing target surface, for example, a silicon dioxide film, as the number of times of use increases. No, there was a problem.

【0012】本発明者らは、これら問題点を解決するた
めに研究を重ねた結果、コロイダルシリカ、含窒素塩基
性化合物および水を含んでなる研磨用組成物に対して、
その電気伝導率を30〜1500μS/cmとすること
で、その研磨用組成物をリサイクル使用した場合に、被
研磨面、例えば二酸化ケイ素膜、を研磨する速度の低下
を抑えることができ、加工プロセスを安定化できること
を見出した。コロイダルシリカを含んでなる従来の研磨
用組成物は、研磨速度を高めるためか、大量のイオン性
化合物を含んでおり、このために本発明の研磨用組成物
よりも大きな電気伝導率を有していた。これに対して、
特定の電気伝導率を有する本発明の研磨用組成物が、研
磨速度を著しく損なうことなく、リサイクル使用した場
合にも研磨速度の低下が小さいことは驚くべきことであ
った。
The inventors of the present invention have conducted various studies to solve these problems.
By setting the electric conductivity to 30 to 1500 μS / cm, when the polishing composition is recycled, it is possible to suppress a reduction in the polishing rate of the surface to be polished, for example, a silicon dioxide film, and to improve the processing process. Can be stabilized. A conventional polishing composition containing colloidal silica has a higher electric conductivity than the polishing composition of the present invention because the polishing composition contains a large amount of an ionic compound in order to increase the polishing rate. I was On the contrary,
It was surprising that the polishing composition of the present invention having a specific electrical conductivity did not significantly reduce the polishing rate and did not significantly reduce the polishing rate when recycled.

【0013】本発明は、CMP加工に用いられる研磨用
組成物に従来から求められていた、被研磨面の研磨速度
が大きく、優れた研磨表面が得られ、またその他の基本
的な研磨性能を損なうことがないという性能に加え、特
にその研磨用組成物をリサイクル使用した場合、使用回
数を重ねても被研磨面を研磨する速度の低下が小さく、
加工プロセスを安定化することができる研磨用組成物を
提供することを目的とするものである。
[0013] The present invention provides a polishing composition used for CMP, which has been conventionally required to provide a high polishing rate on a surface to be polished, an excellent polished surface, and other basic polishing performance. In addition to the performance that does not impair, especially when the polishing composition is recycled, the rate of polishing the surface to be polished is small even if the number of uses is repeated,
It is an object of the present invention to provide a polishing composition that can stabilize a processing process.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

[発明の概要] <要旨>本発明の研磨用組成物は、コロイダルシリカ、
含窒素塩基性化合物および水を含んでなる研磨用組成物
であって、その電気伝導率が30〜1500μS/cm
であること、を特徴とするものである。
[Summary of the Invention] <Summary> The polishing composition of the present invention comprises colloidal silica,
A polishing composition comprising a nitrogen-containing basic compound and water, the electric conductivity of which is 30 to 1500 μS / cm.
It is characterized by that.

【0015】<効果>本発明の研磨用組成物は、被研磨
面を研磨する速度が大きく、またリサイクル使用した場
合に、従来あったような電気伝導率の高い研磨用組成物
に対して、使用回数を重ねたときの被研磨面を研磨する
速度の低下が小さくなっており、加工プロセスを安定化
することができる。
<Effect> The polishing composition of the present invention has a high polishing rate for the surface to be polished, and when recycled, has a higher electrical conductivity than conventional polishing compositions. The reduction in the rate of polishing the surface to be polished when the number of times of use is repeated is small, and the processing process can be stabilized.

【0016】[発明の具体的説明] <コロイダルシリカ>本発明の研磨用組成物には、主研
磨材としてコロイダルシリカを含んでなる。本発明でい
うコロイダルシリカは、水性コロイダルシリカまたはゲ
ルであり、これらは液中にある無定形シリカの安定な分
散体のすべてを包括する。これらのコロイダルシリカの
製造法には、湿式法、シリカゲル解膠法、イオン交換
法、有機ケイ素化合物の加水分解法、およびその他があ
るが、本発明のコロイダルシリカを製造する方法は、本
発明の効果を損なわない限り、特に限定されない。
[Specific Description of the Invention] <Colloidal Silica> The polishing composition of the present invention contains colloidal silica as a main abrasive. The colloidal silica referred to in the present invention is an aqueous colloidal silica or gel, which includes all stable dispersions of amorphous silica in a liquid. The method for producing these colloidal silicas includes a wet method, a silica gel peptization method, an ion exchange method, a hydrolysis method for an organosilicon compound, and others.The method for producing the colloidal silica of the present invention includes the method of the present invention. There is no particular limitation as long as the effect is not impaired.

【0017】なお、本発明に用いるコロイダルシリカ
は、金属含有量が少ないことが好ましい。これは、製造
法により金属含有量を下げるほかに、イオン交換処理な
どにより精製することにより達成される。
The colloidal silica used in the present invention preferably has a low metal content. This can be achieved by reducing the metal content by a production method and by purifying the metal content by ion exchange treatment or the like.

【0018】本発明で用いるコロイダルシリカは、砥粒
としてメカニカルな作用により被研磨面を研磨するもの
である。その粒子径は、BET法により測定した比表面
積から算出した球換算平均粒子径で、一般に5〜200
nm、好ましくは10〜150nm、である。平均粒子
径が200nmを超えると、被研磨物の表面粗さが大き
くなったり、スクラッチなどの問題が発生することがあ
り、逆に5nm未満であると研磨速度が極端に小さくな
り実用的ではない。
The colloidal silica used in the present invention is used for polishing a surface to be polished by mechanical action as abrasive grains. The particle diameter is a sphere-equivalent average particle diameter calculated from the specific surface area measured by the BET method, and generally ranges from 5 to 200.
nm, preferably 10 to 150 nm. If the average particle size exceeds 200 nm, the surface roughness of the object to be polished may increase, or problems such as scratching may occur. Conversely, if the average particle size is less than 5 nm, the polishing rate becomes extremely low and is not practical. .

【0019】本発明に用いるコロイダルシリカの含有量
は、研磨用組成物全量に対して、一般に0.05〜50
重量%、好ましくは0.1〜30重量%、である。コロ
イダルシリカの含有量が余りに少ないと研磨速度が極端
に小さくなって実用的ではなく、逆に余りに多くても、
均一分散が保てなくなり、かつ組成物の粘度が過大とな
って取扱い困難となることがある。
The content of the colloidal silica used in the present invention is generally 0.05 to 50 with respect to the total amount of the polishing composition.
%, Preferably 0.1 to 30% by weight. If the content of colloidal silica is too small, the polishing rate becomes extremely small and is not practical, and conversely, if it is too large,
In some cases, uniform dispersion cannot be maintained, and the viscosity of the composition becomes excessive, making it difficult to handle.

【0020】<含窒素塩基性化合物>本発明の研磨用組
成物に使用する含窒素塩基性化合物は、ケミカルな作用
により被研磨面の研磨を促進するものである。また、こ
の含窒素塩基性化合物は主研磨材であるコロイダルシリ
カの分散剤としても作用する。
<Nitrogen-containing basic compound> The nitrogen-containing basic compound used in the polishing composition of the present invention promotes polishing of the surface to be polished by a chemical action. The nitrogen-containing basic compound also functions as a dispersant for colloidal silica, which is the main abrasive.

【0021】本発明でいう含窒素塩基性化合物は、アン
モニウム化合物、アミン化合物、およびその他を包含す
るものであるが、使用する含窒素塩基性化合物は、本発
明の効果を損なわないものであればいかなるものを用い
ることができる。その代表はアンモニアである。好まし
い含窒素塩基性化合物の具体的な例としては、アンモニ
アの水酸化物、リン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸
塩、次亜塩素酸塩、および次亜臭素酸塩、カルボン酸
塩、例えばグルコン酸塩、乳酸塩、クエン酸塩、酒石酸
塩、リンゴ酸塩、グリコール酸塩、マロン酸塩、ギ酸
塩、およびシュウ酸塩、ならびにアミン化合物が挙げら
れ、弱酸のアンモニウム塩であることが好ましい。
The nitrogen-containing basic compound referred to in the present invention includes ammonium compounds, amine compounds, and others. The nitrogen-containing basic compound used is not limited as long as the effects of the present invention are not impaired. Any can be used. A representative is ammonia. Specific examples of preferred nitrogen-containing basic compounds include ammonia hydroxide, phosphate, carbonate, silicate, borate, hypochlorite, and hypobromite, and carboxylic acid. Salts include gluconate, lactate, citrate, tartrate, malate, glycolate, malonate, formate, and oxalate, and amine compounds, and are ammonium salts of weak acids Is preferred.

【0022】研磨用組成物中の含窒素塩基性化合物の含
有量は、研磨用組成物の全量に対して、0.01〜5重
量%であることが好ましい。含窒素塩基性化合物の含有
量があまりに少ないと研磨速度が極端に小さくなり、逆
に余りに多くても、リサイクル使用する場合に、初期の
二酸化ケイ素膜を研磨する速度はやや大きくなる傾向に
あるが、使用回数を重ねた場合に研磨する速度の低下が
大きくなる。
The content of the nitrogen-containing basic compound in the polishing composition is preferably 0.01 to 5% by weight based on the total amount of the polishing composition. When the content of the nitrogen-containing basic compound is too small, the polishing rate becomes extremely low.On the contrary, when the content is too large, the rate at which the initial silicon dioxide film is polished tends to be slightly higher when recycled. In addition, when the number of times of use is increased, a decrease in the polishing speed becomes large.

【0023】<研磨用組成物>本発明の研磨用組成物
は、一般に上記の各成分、すなわちコロイダルシリカ、
および含窒素塩基性化合物、を所望の含有率で水に混合
し、分散または溶解させることにより調製される。前記
の各成分、または必要に応じて添加する各種添加剤(詳
細後記)を分散または溶解させる順序は特に限定され
ず、例えば、コロイダルシリカを分散させたものに各添
加剤を溶解させてもよいし、各添加剤が溶解した水溶液
にコロイダルシリカを分散させてもよい。さらには、水
にコロイダルシリカおよび含窒素塩基性化合物を同時に
混合して、分散および/または溶解を同時に行ってもよ
い。さらに、本発明の研磨用組成物は含窒素塩基性化合
物を含んでなるが、研磨用組成物中で含窒素塩基性化合
物を得てもよい。すなわち、中性または酸性の含窒素
塩、例えば塩化アンモニウムや硝酸アンモニウムなど、
と、塩基性化合物、例えば水酸化ナトリウム、とを併用
し、研磨用組成物中で含窒素塩基性化合物を加えたのと
同等の状態を作り出すことも可能である。しかし、この
方法では後述する電気伝導率が大きくなりすぎたり、余
分なイオンが存在することになって不純物の問題も発生
するので、含窒素塩基性化合物を直接使用することが普
通である。分散または溶解は、任意の方法で行うことが
でき、例えば、翼式撹拌機で撹拌したり、超音波分散に
より分散または溶解させる。分散または溶解は、任意の
方法で行うことができ、例えば、翼式撹拌機で撹拌した
り、超音波分散により分散または溶解させる。
<Polishing Composition> The polishing composition of the present invention generally comprises the above-mentioned components, ie, colloidal silica,
And a nitrogen-containing basic compound at a desired content in water and dispersed or dissolved. The order of dispersing or dissolving each of the above components or various additives (details described later) as necessary is not particularly limited. For example, each additive may be dissolved in a dispersion of colloidal silica. Then, colloidal silica may be dispersed in an aqueous solution in which each additive is dissolved. Further, the colloidal silica and the nitrogen-containing basic compound may be mixed with water at the same time to simultaneously perform dispersion and / or dissolution. Furthermore, although the polishing composition of the present invention contains a nitrogen-containing basic compound, a nitrogen-containing basic compound may be obtained in the polishing composition. That is, neutral or acidic nitrogen-containing salts, such as ammonium chloride and ammonium nitrate,
And a basic compound, for example, sodium hydroxide, can be used in combination to create a state equivalent to a state in which a nitrogen-containing basic compound is added in the polishing composition. However, in this method, the electric conductivity, which will be described later, becomes too large, and the presence of extra ions causes the problem of impurities. Therefore, it is common to directly use a nitrogen-containing basic compound. Dispersion or dissolution can be performed by any method, for example, by stirring with a blade-type stirrer or dispersing or dissolving by ultrasonic dispersion. Dispersion or dissolution can be performed by any method, for example, by stirring with a blade-type stirrer or dispersing or dissolving by ultrasonic dispersion.

【0024】また、上記の研磨用組成物の調製に際して
は、製品の品質保持や安定化を図る目的や、被加工物の
種類、加工条件およびその他の研磨加工上の必要に応じ
て、各種の公知の添加剤をさらに加えてもよい。
In preparing the above polishing composition, various types of polishing compositions may be used depending on the purpose of maintaining and stabilizing the quality of the product, the type of the workpiece, the processing conditions, and other needs for polishing. Known additives may be further added.

【0025】すなわち、さらに加える添加剤の好適な例
としては、(イ)コロイダルシリカ以外の二酸化ケイ素
類、例えばフュームドシリカ、プレシピテイテッドシリ
カ、およびその他、(ロ)セルロース類、例えばセルロ
ース、カルボキシメチルセルロース、およびヒドロキシ
エチルセルロース、(ハ)水溶性アルコール類、例えば
エタノール、プロパノール、およびエチレングリコー
ル、(ニ)界面活性剤、例えばアルキルベンゼンスルホ
ン酸ソーダおよびナフタリンスルホン酸のホルマリン縮
合物、(ホ)有機ポリアニオン系物質、例えばリグニン
スルホン酸塩、およびポリアクリル酸塩、(ヘ)無機塩
類、例えば硫酸アンモニウム、塩化マグネシウム、酢酸
カリウム、および硝酸アルミニウム、(ト)水溶性高分
子(乳化剤)類、例えばポリビニルアルコール、(チ)
酸化アルミニウム類、例えばアルミナゾル、およびフュ
ームドアルミナ、(リ)酸化ジルコニウム類、例えばフ
ュームドジルコニア、(ヌ)酸化チタニウム類、、例え
ばフュームドチタニア、およびその他、が挙げられる。
That is, preferred examples of the additive to be added are (a) silicon dioxides other than colloidal silica, such as fumed silica, precipitated silica, and (b) celluloses, such as cellulose. Carboxymethylcellulose and hydroxyethylcellulose; (c) water-soluble alcohols such as ethanol, propanol and ethylene glycol; (d) surfactants such as formalin condensates of sodium alkylbenzenesulfonate and naphthalenesulfonic acid; (e) organic polyanions -Based materials such as lignin sulfonates and polyacrylates, (f) inorganic salts such as ammonium sulfate, magnesium chloride, potassium acetate and aluminum nitrate, (g) water-soluble polymers (emulsifiers), e.g. If polyvinyl alcohol, (h)
Aluminum oxides, such as alumina sol, and fumed alumina, (li) zirconium oxides, such as fumed zirconia, (nu) titanium oxides, such as fumed titania, and others.

【0026】本発明の研磨用組成物は、上記のようにし
て調製されるものであるが、その電気伝導率は30〜1
500μS/cm、好ましくは50〜1200μS/c
m、である。電気伝導率が、30μS/cm未満である
と、その研磨用組成物は十分な研磨速度を得ることが困
難であり、また1500μS/cmを超えると、研磨用
組成物リサイクル使用したときに、使用回数が重なった
ときの研磨速度の低下が大きくなる。また、本発明の研
磨用組成物は塩基性化合物を安定に含むために、pHが
7以上であることがふつうである。
The polishing composition of the present invention is prepared as described above, and has an electric conductivity of 30 to 1
500 μS / cm, preferably 50 to 1200 μS / c
m. If the electric conductivity is less than 30 μS / cm, it is difficult for the polishing composition to obtain a sufficient polishing rate. If the electric conductivity exceeds 1500 μS / cm, the polishing composition is not used when recycled. When the number of times is increased, the polishing rate is greatly reduced. In addition, the polishing composition of the present invention usually has a pH of 7 or more in order to stably contain a basic compound.

【0027】また、本発明の研磨用組成物は、比較的高
濃度の原液として調製して貯蔵または輸送などをし、実
際の研磨加工時に希釈して使用することもできる。前述
の好ましい濃度範囲は、実際の研磨加工時のものとして
記載したのであり、このような使用方法をとる場合、貯
蔵または輸送などをされる状態においてはより高濃度の
溶液となることは言うまでもない。
The polishing composition of the present invention may be prepared as a stock solution having a relatively high concentration, stored or transported, and diluted at the time of actual polishing. The above-mentioned preferred concentration range is described as an actual polishing process, and it goes without saying that when such a method of use is taken, a solution having a higher concentration is obtained in a state of being stored or transported. .

【0028】上述のようにして調製された本発明の研磨
用組成物は、優れた研磨面が得られることより、半導体
デバイス、フォトマスク、各種メモリーハードディスク
用基盤、合成樹脂およびその他の研磨に使用可能である
が、本発明の研磨用組成物をリサイクル使用した場合、
使用回数を重ねても二酸化ケイ素膜を研磨する速度の低
下が抑えられており、加工の安定性が良好であることか
ら、半導体産業におけるデバイスウェーハのCMP加工
技術において好適である。
The polishing composition of the present invention prepared as described above can be used for polishing semiconductor devices, photomasks, substrates for various types of memory hard disks, synthetic resins, and other polishing materials because excellent polishing surfaces can be obtained. Although it is possible, when the polishing composition of the present invention is recycled,
Since the reduction in the polishing rate of the silicon dioxide film is suppressed even if the number of times of use is increased, and the processing stability is good, it is suitable for the CMP processing technology of the device wafer in the semiconductor industry.

【0029】以下は、本発明の研磨用組成物を例を用い
て具体的に説明するものである。なお、本発明は、その
要旨を超えない限り、以下に説明する諸例の構成に限定
されない。
Hereinafter, the polishing composition of the present invention will be specifically described using examples. Note that the present invention is not limited to the configurations of the examples described below as long as the gist is not exceeded.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

<研磨用組成物の内容および調製>まず、研磨材である
コロイダルシリカを撹拌機を用いて水に分散させて、研
磨材濃度20重量%のスラリーを調製した。次いでこの
スラリーに含窒素塩基性化合物を表1に記載した割合で
添加混合して、実施例1〜3および比較例1〜3の試料
を調製した。
<Contents and Preparation of Polishing Composition> First, colloidal silica as an abrasive was dispersed in water using a stirrer to prepare a slurry having an abrasive concentration of 20% by weight. Next, the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared by adding and mixing the nitrogen-containing basic compound to the slurry at the ratio shown in Table 1.

【0031】<電気伝導率測定>実施例1〜3および比
較例1〜3のそれぞれの試料について、組成物調製後、
同一条件にて電気伝導率を測定した。得られた結果は表
1に示したとおりである。
<Measurement of Electric Conductivity> For each of the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, after preparing the composition,
The electric conductivity was measured under the same conditions. The obtained results are as shown in Table 1.

【0032】<研磨試験>次に、実施例1〜3および比
較例1〜3の試料による研磨試験を行った。被加工物と
しては、熱酸化法により二酸化ケイ素膜を成膜した6イ
ンチ・シリコンウェーハ(外径約150mm)の基盤を
使用し、それぞれ二酸化ケイ素膜の膜付き面を研磨し
た。
<Polishing Test> Next, polishing tests were performed on the samples of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3. As a workpiece, a 6-inch silicon wafer (outer diameter: about 150 mm) on which a silicon dioxide film was formed by a thermal oxidation method was used, and the surface of the silicon dioxide film with the film was polished.

【0033】研磨および研磨用組成物のリサイクルは以
下の方法で行った。まず、二酸化ケイ素膜付きウェーハ
を研磨機に装填して下記の条件にて3分間研磨した。引
き続いてウェーハを研磨機から取り出した後、研磨パッ
ドをドレッシング器材を使用して純水にて1分間洗浄し
た。一方、研磨に使用した研磨用組成物を回収し、ポン
プを使用して目開き10μmのフィルターと目開き5μ
mのフィルターで順次濾過し、次の研磨に使用した。上
記の一連の作業を1セットし、これを6セット繰り返し
た。
Polishing and recycling of the polishing composition were carried out in the following manner. First, a wafer with a silicon dioxide film was loaded into a polishing machine and polished for 3 minutes under the following conditions. Subsequently, after removing the wafer from the polishing machine, the polishing pad was washed with pure water for 1 minute using a dressing equipment. On the other hand, the polishing composition used for polishing was collected, and a filter having a mesh size of 10 μm and a mesh size of 5 μm were collected using a pump.
The resultant was sequentially filtered through a filter of m and used for the next polishing. One set of the above series of operations was performed, and this was repeated six sets.

【0034】研磨条件 研磨機 片面研磨機(定盤径570mm) 研磨機定盤 ポリウレタン製の積層研磨パッド(Ro
del社(米国)製IC一1000/Suba400) 加工圧力 490g/cm2 定盤回転数 35rpm 研磨剤供給量 150cc/分
Polishing conditions Polishing machine Single-side polishing machine (platen diameter 570 mm) Polishing machine platen Polyurethane laminated polishing pad (Ro
Del (USA) IC-1000 / Suba400) Processing pressure 490 g / cm 2 Platen rotation speed 35 rpm Abrasive supply 150 cc / min

【0035】研磨後、ウェーハを順次洗浄、乾燥した
後、研磨によるウェーハの膜厚減をそれぞれのウェーハ
あたり60点測定することにより、研磨速度を求めた。
また、6セット目の研磨速度を1セット目のそれで除す
ることにより、二酸化ケイ素膜を研磨する速度の低下率
を求めた。得られた結果は表1に示すとおりであった。
After the polishing, the wafers were sequentially washed and dried, and the polishing rate was determined by measuring the thickness reduction of the wafers by polishing at 60 points for each wafer.
Further, the rate of reduction in the polishing rate of the silicon dioxide film was determined by dividing the polishing rate of the sixth set by that of the first set. The results obtained are as shown in Table 1.

【0036】表1 電気 速度 添加 伝導 研磨速度[nm/分] 維持 含窒素塩基性 量 率 率 化合物の種類 [g/l] [μS 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th [%] /cm] 実施例1 アンモニア 5 1400 100 100 100 99 100 99 99.0 実施例2 エチレンジアミン 5 760 80 80 80 80 80 80 100.0 実施例3 リン酸 1 1080 80 79 80 80 79 79 98.8 三アンモニウム 比較例1 アンモニア 60 3200 120 119 116 113 111 110 91.7 比較例2 エチレンジアミン 60 2700 85 83 80 81 80 78 91.8 比較例3 リン酸 60 43000 85 85 82 82 80 77 90.6 三アンモニウム Table 1 Electric speed Addition Conduction Polishing rate [nm / min] Maintained Nitrogen-containing basic amount Rate Compound type [g / l] [μS 1st 2nd 3rd 4th 5th 6th [%] / cm] Example 1 Ammonia 5 1400 100 100 100 99 100 99 99.0 Example 2 Ethylenediamine 5 760 80 80 80 80 80 80 100.0 Example 3 Phosphoric acid 1 1080 80 79 80 80 79 79 98.8 Triammonium Comparative example 1 Ammonia 60 3200 120 119 116 113 111 110 91.7 Comparative example 2 Ethylenediamine 60 2700 85 83 80 81 80 78 91.8 Comparative example 3 Phosphoric acid 60 43000 85 85 82 82 80 77 90.6 triammonium

【0037】表1の結果より、本発明の研磨用組成物
は、従来あったような電気伝導率の高い研磨用組成物に
比較して研磨速度はほとんど損なわれておらず、さらに
リサイクル使用された場合にも、電気伝導率の高い研磨
用組成物に比べて研磨速度の低下が小さくなっており、
安定した研磨速度が得られることがわかる。
From the results shown in Table 1, the polishing rate of the polishing composition of the present invention is hardly impaired as compared with the conventional polishing composition having a high electric conductivity, and the polishing composition is recycled. Also, when compared with the polishing composition having a high electrical conductivity, the reduction in polishing rate is small,
It can be seen that a stable polishing rate can be obtained.

【0038】また、これらの試験に用いたいずれのウェ
ーハにも、スクラッチなどの表面欠陥は発生しておら
ず、研磨表面の状態には特に問題は見出されなかった。
No surface defects such as scratches were found on any of the wafers used in these tests, and no particular problem was found in the state of the polished surface.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の研磨用組成物は、リサイクル使
用した場合、使用回数を重ねても研磨速度の低下が小さ
く、リサイクル初期の高い研磨速度を安定に維持するこ
とが可能であり、加工プロセスを安定化できることは
[発明の概要]の項に前記したとおりである。
According to the polishing composition of the present invention, when it is recycled, the polishing rate is small even if it is repeatedly used, and a high polishing rate at the beginning of recycling can be stably maintained. The fact that the process can be stabilized is as described above in the Summary of the Invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G11B 5/84 G11B 5/84 A (72)発明者 玉 井 一 誠 愛知県西春日井郡西枇杷島町地領二丁目1 番地の1 株式会社フジミインコーポレー テッド内──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G11B 5/84 G11B 5/84 A (72) Inventor Kazu Makoto Tamai 1 Inside Fujimi Incorporated

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】コロイダルシリカ、含窒素塩基性化合物お
よび水を含んでなる研磨用組成物であって、その電気伝
導率が30〜1500μS/cmであることを特徴とす
る研磨用組成物。
1. A polishing composition comprising a colloidal silica, a nitrogen-containing basic compound and water, wherein the electric conductivity is 30 to 1500 μS / cm.
【請求項2】含窒素塩基性化合物が、アンモニアの水酸
化物、リン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、次亜塩
素酸塩、次亜臭素酸塩、およびカルボン酸塩、ならびに
アミン化合物からなる群から選ばれる、請求項2または
3のいずれか1項に記載の研磨用組成物。
2. The method of claim 1, wherein the nitrogen-containing basic compound is a hydroxide, phosphate, carbonate, silicate, borate, hypochlorite, hypobromite, and carboxylate of ammonia. The polishing composition according to any one of claims 2 and 3, wherein the polishing composition is selected from the group consisting of an amine compound.
【請求項3】含窒素塩基性化合物の含有量が、研磨用組
成物の全量を基準にして0.01〜5重量%である、請
求項1または2のいずれか1項に記載の研磨用組成物。
3. The polishing composition according to claim 1, wherein the content of the nitrogen-containing basic compound is 0.01 to 5% by weight based on the total amount of the polishing composition. Composition.
【請求項4】コロイダルシリカの一次粒子径が5〜20
0nmである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の研
磨用組成物。
4. The colloidal silica has a primary particle size of 5 to 20.
The polishing composition according to any one of claims 1 to 3, which has a thickness of 0 nm.
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