JPH11279534A - 半導体製品表面用研磨液組成物 - Google Patents
半導体製品表面用研磨液組成物Info
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- JPH11279534A JPH11279534A JP7970498A JP7970498A JPH11279534A JP H11279534 A JPH11279534 A JP H11279534A JP 7970498 A JP7970498 A JP 7970498A JP 7970498 A JP7970498 A JP 7970498A JP H11279534 A JPH11279534 A JP H11279534A
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- JP
- Japan
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- polishing
- semiconductor product
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- silica sol
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた研磨効率を持ち、且つ安定して良好な
研磨性を与える半導体製品表面用研磨液組成物を提供す
ること。 【解決手段】 アミノエチルエタノールアミン、モノエ
タノールアミン、モノメチルアミン、ヒドラジン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、水酸化テトラメ
チルアンモニウム等の有機水溶性アミンを含有し、とく
に低金属含量であるアルカリ性シリカゾルからなること
を特徴とする半導体製品表面用研磨液組成物。
研磨性を与える半導体製品表面用研磨液組成物を提供す
ること。 【解決手段】 アミノエチルエタノールアミン、モノエ
タノールアミン、モノメチルアミン、ヒドラジン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、水酸化テトラメ
チルアンモニウム等の有機水溶性アミンを含有し、とく
に低金属含量であるアルカリ性シリカゾルからなること
を特徴とする半導体製品表面用研磨液組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の半導体
製品の表面を研磨して平坦化を行うために適した半導体
製品表面用研磨液組成物に関する。ＬＳＩ等の半導体製
品表面の、例えば絶縁酸化膜の平坦化プロセスは、ＣＶ
Ｄ（化学蒸着）法に於いてレベリング性に優れたソース
を選択し、平坦性の高い絶縁酸化膜自体を得る手法と、
平坦性をそれほど考慮せずに一旦絶縁酸化膜を得た後、
化学的機械的な研磨によりこの絶縁酸化膜を平坦化する
手法があり、本発明は後者の方法に用いる研磨液組成物
である。
製品の表面を研磨して平坦化を行うために適した半導体
製品表面用研磨液組成物に関する。ＬＳＩ等の半導体製
品表面の、例えば絶縁酸化膜の平坦化プロセスは、ＣＶ
Ｄ（化学蒸着）法に於いてレベリング性に優れたソース
を選択し、平坦性の高い絶縁酸化膜自体を得る手法と、
平坦性をそれほど考慮せずに一旦絶縁酸化膜を得た後、
化学的機械的な研磨によりこの絶縁酸化膜を平坦化する
手法があり、本発明は後者の方法に用いる研磨液組成物
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の化学的機械的な研磨法としては、
研磨剤スラリー（研磨液）を研磨盤に取り付けた研磨布
面に滴下しつつ、これを絶縁酸化膜付きシリコンウェハ
面等に一定荷重をかけて押し付け、研磨加工を施してい
る。この際、シリコン系絶縁酸化膜の研磨に於いては、
通常シリカ系砥粒を成分とするスラリーを用いて研磨す
るプロセスがとられている。具体的な工程としては研磨
ブロックに絶縁酸化膜付きシリコンウェハを貼り付け、
この研磨ブロックを回転研磨盤上に接着した研磨布（ポ
リッシャー）に適切なる圧力で押し付けて、主にｐＨ９
〜１２程度の水に分散した超微粉シリカの研磨液を滴下
することにより、研磨液と絶縁酸化膜がメカノケミカル
作用を起こし研磨が進行される。
研磨剤スラリー（研磨液）を研磨盤に取り付けた研磨布
面に滴下しつつ、これを絶縁酸化膜付きシリコンウェハ
面等に一定荷重をかけて押し付け、研磨加工を施してい
る。この際、シリコン系絶縁酸化膜の研磨に於いては、
通常シリカ系砥粒を成分とするスラリーを用いて研磨す
るプロセスがとられている。具体的な工程としては研磨
ブロックに絶縁酸化膜付きシリコンウェハを貼り付け、
この研磨ブロックを回転研磨盤上に接着した研磨布（ポ
リッシャー）に適切なる圧力で押し付けて、主にｐＨ９
〜１２程度の水に分散した超微粉シリカの研磨液を滴下
することにより、研磨液と絶縁酸化膜がメカノケミカル
作用を起こし研磨が進行される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の研磨液
は、主に超微粉シリカ系スラリー液であるため、液中で
は二次凝集を起こし易く、分散安定性の点で満足される
ものではなく、分散性維持のため攪拌工程を追加する等
システムが必要となっている。一方、分散安定性を改善
する方法としては、特開昭６３−２８５１１２号公報、
平２−２７８８２２号公報、平４−２６０６号公報等に
提案されており、シリカゾル系を成分とする半導体用研
磨剤が開示されている。しかし、前記のシリカゾル系研
磨剤はアンモニアの揮発による作業環境の悪化や、研磨
液が経時的に変化するため安定して良好な研磨を得るこ
とは難しい。
は、主に超微粉シリカ系スラリー液であるため、液中で
は二次凝集を起こし易く、分散安定性の点で満足される
ものではなく、分散性維持のため攪拌工程を追加する等
システムが必要となっている。一方、分散安定性を改善
する方法としては、特開昭６３−２８５１１２号公報、
平２−２７８８２２号公報、平４−２６０６号公報等に
提案されており、シリカゾル系を成分とする半導体用研
磨剤が開示されている。しかし、前記のシリカゾル系研
磨剤はアンモニアの揮発による作業環境の悪化や、研磨
液が経時的に変化するため安定して良好な研磨を得るこ
とは難しい。
【０００４】従って、本発明の目的は、優れた研磨効率
を持ち、且つ安定して良好な研磨性を与える半導体製品
表面用研磨液組成物を提供することにある。
を持ち、且つ安定して良好な研磨性を与える半導体製品
表面用研磨液組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は有機水溶
性アミンを含有するアルカリ性シリカゾルからなること
を特徴とする半導体製品表面用研磨液組成物であり、と
くにアルカリ性シリカゾルが低金属含量である半導体製
品表面用研磨液組成物である。
性アミンを含有するアルカリ性シリカゾルからなること
を特徴とする半導体製品表面用研磨液組成物であり、と
くにアルカリ性シリカゾルが低金属含量である半導体製
品表面用研磨液組成物である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明に使用するアルカリ性シリ
カゾルは、シリカとして平均粒子径１５〜１００ｎｍの
シリカを含有することが研磨効率及び研磨精度の点で好
ましく、下記の如き有機水溶性アミンでアルカリ性にし
たアルカリ性シリカゾル溶液、もしくは市販のアルカリ
性シリカゾルを、下記の如き有機水溶性アミンでｐＨ調
整したアルカリ性シリカゾルである。
カゾルは、シリカとして平均粒子径１５〜１００ｎｍの
シリカを含有することが研磨効率及び研磨精度の点で好
ましく、下記の如き有機水溶性アミンでアルカリ性にし
たアルカリ性シリカゾル溶液、もしくは市販のアルカリ
性シリカゾルを、下記の如き有機水溶性アミンでｐＨ調
整したアルカリ性シリカゾルである。
【０００７】又、アルカリ性シリカゾル溶液は、半導体
製品の表面研磨用途に使用できるものとして従来公知の
程度に低金属含量とするのが好ましく、従ってｐＨ調整
用のアルカリ剤である有機水溶性アミンも低金属含量で
あることが好ましい。
製品の表面研磨用途に使用できるものとして従来公知の
程度に低金属含量とするのが好ましく、従ってｐＨ調整
用のアルカリ剤である有機水溶性アミンも低金属含量で
あることが好ましい。
【０００８】ここで言う「低金属含量」とは、金属イオ
ンの含有量の低いものを指す（商取引などでは半導体グ
レードとも言う）。金属イオンが多いと半導体製品を構
成する材料に化学的な悪影響を及ぼすので、金属イオン
の含有量は極力低くするのが好ましいが、特にＮａイオ
ンを１５ｐｐｍ未満とするのが良い。
ンの含有量の低いものを指す（商取引などでは半導体グ
レードとも言う）。金属イオンが多いと半導体製品を構
成する材料に化学的な悪影響を及ぼすので、金属イオン
の含有量は極力低くするのが好ましいが、特にＮａイオ
ンを１５ｐｐｍ未満とするのが良い。
【０００９】汎用シリカゾル（コロイダルシリカとも言
う）の金属分を除去するには、カチオン交換樹脂で処理
すればよい。カチオン交換樹脂としては、例えばアンバ
ーライトＩＲ−１１６、ＩＲ−１２０Ｂ（ローム・アン
ド・ハース社製）、デュオライトＣ−２０、Ｃ−２６
（住友化学工業製）等ポリスチレンスルホン酸型が代表
的なものとして使用できる。又、ＩＲＡ−４００、ＩＲ
Ａ−４１０（ローム・アンド・ハース社製）等のアニオ
ン交換樹脂との併用により更に精製度を上げることも可
能である。
う）の金属分を除去するには、カチオン交換樹脂で処理
すればよい。カチオン交換樹脂としては、例えばアンバ
ーライトＩＲ−１１６、ＩＲ−１２０Ｂ（ローム・アン
ド・ハース社製）、デュオライトＣ−２０、Ｃ−２６
（住友化学工業製）等ポリスチレンスルホン酸型が代表
的なものとして使用できる。又、ＩＲＡ−４００、ＩＲ
Ａ−４１０（ローム・アンド・ハース社製）等のアニオ
ン交換樹脂との併用により更に精製度を上げることも可
能である。
【００１０】また、水不溶性若しくは水難溶性の金属化
合物等（単体を含む）を含む場合、上記金属イオンのよ
うに化学的な悪影響を及ぼすことは少ないが、水不溶性
若しくは水難溶性の金属化合物等の粒子径がシリカゾル
中のシリカ粒子より大きいと物理的な悪影響を及ぼすこ
とがあるので、概ねシリカ粒子径の１５０％以上の粒子
径のものは濾別するのが良い。
合物等（単体を含む）を含む場合、上記金属イオンのよ
うに化学的な悪影響を及ぼすことは少ないが、水不溶性
若しくは水難溶性の金属化合物等の粒子径がシリカゾル
中のシリカ粒子より大きいと物理的な悪影響を及ぼすこ
とがあるので、概ねシリカ粒子径の１５０％以上の粒子
径のものは濾別するのが良い。
【００１１】尚、研磨後の洗浄性を上げる等のため、低
金属含量の界面活性剤等を添加することもできる。
金属含量の界面活性剤等を添加することもできる。
【００１２】本発明に用いるアルカリ性シリカゾル溶液
は、シリカ固形分として、１０〜５５重量％のものが使
用できるが、良好な研磨効率と安定した研磨を発揮する
ためには２０〜５０重量％であることが好ましい。
は、シリカ固形分として、１０〜５５重量％のものが使
用できるが、良好な研磨効率と安定した研磨を発揮する
ためには２０〜５０重量％であることが好ましい。
【００１３】本発明で用いる有機水溶性アミンは、炭素
原子数が１〜６の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアミン
で、例えば、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、アミ
ノエチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、モ
ノメチルアミン、モノエチルアミン、ヒドラジン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、ベンジルアミ
ン、１−アミノエチルピペラジン等を例示することがで
き、溶液の安定性の点で、上記有機水溶性アミンとして
更に好ましいのはアルカノールアミン及びアルキルアミ
ンであり、特に好ましいのはアミノエチルエタノールア
ミン、モノエタノールアミン、モノメチルアミン、ヒド
ラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、水
酸化テトラメチルアンモニウムである。
原子数が１〜６の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアミン
で、例えば、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、アミ
ノエチルエタノールアミン、モノエタノールアミン、モ
ノメチルアミン、モノエチルアミン、ヒドラジン、エチ
レンジアミン、ジエチレントリアミン、ベンジルアミ
ン、１−アミノエチルピペラジン等を例示することがで
き、溶液の安定性の点で、上記有機水溶性アミンとして
更に好ましいのはアルカノールアミン及びアルキルアミ
ンであり、特に好ましいのはアミノエチルエタノールア
ミン、モノエタノールアミン、モノメチルアミン、ヒド
ラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、水
酸化テトラメチルアンモニウムである。
【００１４】アルカリ性シリカゾルはｐＨ９〜１２であ
ることが好ましいが、安定性、研磨効率の観点よりｐＨ
９．６〜１１．５に調整することがより好ましい。有機
水溶性アミンは、アルカリ性シリカゾルが上記のような
pＨ範囲になるように適宜添加すればよいが、例えば組
成物全体に対し０．１〜５重量％が望ましい。
ることが好ましいが、安定性、研磨効率の観点よりｐＨ
９．６〜１１．５に調整することがより好ましい。有機
水溶性アミンは、アルカリ性シリカゾルが上記のような
pＨ範囲になるように適宜添加すればよいが、例えば組
成物全体に対し０．１〜５重量％が望ましい。
【００１５】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 平均粒子径２５ｎｍ、シリカ固形分３０重量％のアルカ
リ性シリカゾル溶液〔アデライトＥＸ−３０Ｎ：旭電化
工業（株）製、ジエチレントリアミンによりｐＨ１０．
５に調整〕を成分とする研磨液（液中の金属分は、Ｆｅ
０．４ｐｐｍ、Ａｌ ２５ｐｐｍ、Ｃａ０．２ｐｐｍ、
Ｍｇ０．３ｐｐｍ、Ｎａ１０ｐｐｍ）を使用して以下の
条件で絶縁酸化膜付きシリコンウェハの研磨を行った。
が、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例１ 平均粒子径２５ｎｍ、シリカ固形分３０重量％のアルカ
リ性シリカゾル溶液〔アデライトＥＸ−３０Ｎ：旭電化
工業（株）製、ジエチレントリアミンによりｐＨ１０．
５に調整〕を成分とする研磨液（液中の金属分は、Ｆｅ
０．４ｐｐｍ、Ａｌ ２５ｐｐｍ、Ｃａ０．２ｐｐｍ、
Ｍｇ０．３ｐｐｍ、Ｎａ１０ｐｐｍ）を使用して以下の
条件で絶縁酸化膜付きシリコンウェハの研磨を行った。
【００１６】研磨機：ラップマスター社製ＬＰＨ−１５
改良型 研磨盤直径：１５インチ 研磨盤回転数：９０ｒｐｍ 研磨試料：熱酸化膜（厚さ１μｍ）付き６インチウェハ
×１０枚 圧力：１８０ｇ／cm2 研磨液温度：３０℃ 研磨剤供給量：１００ml／分 研磨時間： ３分
改良型 研磨盤直径：１５インチ 研磨盤回転数：９０ｒｐｍ 研磨試料：熱酸化膜（厚さ１μｍ）付き６インチウェハ
×１０枚 圧力：１８０ｇ／cm2 研磨液温度：３０℃ 研磨剤供給量：１００ml／分 研磨時間： ３分
【００１７】研磨後のウェハ面酸化膜の研磨除去量を偏
光解析装置（溝尻光学工業所製）にてウェハ面内２４点
測定を行い、１０枚研磨の平均値を研磨効率とし、又表
面状態は顕微鏡により観察した。結果は、研磨効率は２
７００Å／分、ウェハの表面状態はスクラッチ（傷付
き）はなく、遠心分離法（３５００ｒｐｍ×３０分）で
評価した結果、沈澱物の発生もなく、良好な安定性を示
した。
光解析装置（溝尻光学工業所製）にてウェハ面内２４点
測定を行い、１０枚研磨の平均値を研磨効率とし、又表
面状態は顕微鏡により観察した。結果は、研磨効率は２
７００Å／分、ウェハの表面状態はスクラッチ（傷付
き）はなく、遠心分離法（３５００ｒｐｍ×３０分）で
評価した結果、沈澱物の発生もなく、良好な安定性を示
した。
【００１８】実施例２ ｐＨ調整用アルカリとしてアミノエチルエタノールアミ
ンを使用する以外は実施例１と同様の方法で研磨液を調
整し、絶縁酸化膜付きシリコンウェハの研磨を行った。
結果は、研磨効率は２６５０Å／分、表面状態はスクラ
ッチはなく、研磨液の安定性も、沈澱物はなく良好であ
った。
ンを使用する以外は実施例１と同様の方法で研磨液を調
整し、絶縁酸化膜付きシリコンウェハの研磨を行った。
結果は、研磨効率は２６５０Å／分、表面状態はスクラ
ッチはなく、研磨液の安定性も、沈澱物はなく良好であ
った。
【００１９】比較例１ 平均粒子径２５ｎｍ、シリカ固形分１２％の超微粉シリ
カ（日本アエロジル（株）製）スラリーをジエチレント
リアミンにてｐＨ１０．５に調整し研磨液とし、実施例
１と同様の条件で絶縁酸化膜付きのシリコンウェハの研
磨を行った。結果は、表面状態にはスクラッチはなかっ
たが、研磨液の安定性を遠心分離法により測定した結
果、沈澱物の発生が見られた。研磨液は一部２次凝集を
起こしたため研磨効率は２３００Å／分と低いものであ
った。
カ（日本アエロジル（株）製）スラリーをジエチレント
リアミンにてｐＨ１０．５に調整し研磨液とし、実施例
１と同様の条件で絶縁酸化膜付きのシリコンウェハの研
磨を行った。結果は、表面状態にはスクラッチはなかっ
たが、研磨液の安定性を遠心分離法により測定した結
果、沈澱物の発生が見られた。研磨液は一部２次凝集を
起こしたため研磨効率は２３００Å／分と低いものであ
った。
【００２０】比較例２ 平均粒子径１２ｎｍ、シリカ固形分３０重量％のアルカ
リ性シリカゾル溶液〔アデライトＡＴ−３０Ｎ：旭電化
工業（株）製、アンモニアによりｐＨ１０．５に調整〕
を成分とする研磨液（研磨原液）を使用し、実施例１と
同様の条件で絶縁酸化膜付きシリコンウェハの研磨を行
った。結果は、アンモニアの揮発により液組成が変化し
たため研磨効率は２２５０Å／分と低いものであった。
表面状態にはスクラッチはなく、又研磨液を遠心分離法
により測定した結果、沈澱物の発生もなかった。
リ性シリカゾル溶液〔アデライトＡＴ−３０Ｎ：旭電化
工業（株）製、アンモニアによりｐＨ１０．５に調整〕
を成分とする研磨液（研磨原液）を使用し、実施例１と
同様の条件で絶縁酸化膜付きシリコンウェハの研磨を行
った。結果は、アンモニアの揮発により液組成が変化し
たため研磨効率は２２５０Å／分と低いものであった。
表面状態にはスクラッチはなく、又研磨液を遠心分離法
により測定した結果、沈澱物の発生もなかった。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、優れた研磨効率を持
ち、且つ安定して良好な研磨性を与える半導体製品表面
用研磨液組成物が提供される。
ち、且つ安定して良好な研磨性を与える半導体製品表面
用研磨液組成物が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ａ 21/308 21/308 Ｇ
Claims (3)
- 【請求項１】 有機水溶性アミンを含有するアルカリ性
シリカゾルからなることを特徴とする半導体製品表面用
研磨液組成物。 - 【請求項２】 アルカリ性シリカゾルが低金属含量であ
る請求項１に記載の半導体製品表面用研磨液組成物。 - 【請求項３】 有機水溶性アミンが、アミノエチルエタ
ノールアミン、モノエタノールアミン、モノメチルアミ
ン、ヒドラジン、エチレンジアミン、ジエチレントリア
ミンおよび水酸化テトラメチルアンモニウムからなる群
から選択された少なくとも１種である請求項１または２
に記載の半導体製品表面用研磨液組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7970498A JPH11279534A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 半導体製品表面用研磨液組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7970498A JPH11279534A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 半導体製品表面用研磨液組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11279534A true JPH11279534A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13697606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7970498A Pending JPH11279534A (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | 半導体製品表面用研磨液組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11279534A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319900A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体基板の研磨方法 |
| JP2002201462A (ja) * | 2000-10-23 | 2002-07-19 | Kao Corp | 研磨液組成物 |
| US6544307B2 (en) | 2000-07-19 | 2003-04-08 | Rodel Holdings, Inc. | Polishing composition and manufacturing and polishing methods |
| JP2003321700A (ja) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Catalysts & Chem Ind Co Ltd | 基板洗浄用粒子および該基板洗浄用粒子を含む洗浄材、基材の洗浄方法 |
| US7059941B2 (en) | 2000-10-23 | 2006-06-13 | Kao Corporation | Polishing composition |
| CN105802509A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种组合物在阻挡层抛光中的应用 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP7970498A patent/JPH11279534A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001319900A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Toshiba Ceramics Co Ltd | 半導体基板の研磨方法 |
| US6544307B2 (en) | 2000-07-19 | 2003-04-08 | Rodel Holdings, Inc. | Polishing composition and manufacturing and polishing methods |
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| CN105802509A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种组合物在阻挡层抛光中的应用 |
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