WO1998050200A1 - Abrasive and method for polishing semiconductor substrate - Google Patents

Abrasive and method for polishing semiconductor substrate Download PDF

Info

Publication number
WO1998050200A1
WO1998050200A1 PCT/JP1998/002014 JP9802014W WO9850200A1 WO 1998050200 A1 WO1998050200 A1 WO 1998050200A1 JP 9802014 W JP9802014 W JP 9802014W WO 9850200 A1 WO9850200 A1 WO 9850200A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polishing
water
abrasive
film
soluble cellulose
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP1998/002014
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Naoto Miyashita
Yoshihiro Minami
Kenji Doi
Jun Takayasu
Hiroyuki Kohno
Hiroshi Kato
Kazuhiko Hayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Tokuyama Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokuyama Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to DE69817143T priority Critical patent/DE69817143T2/de
Priority to US09/214,431 priority patent/US6354913B1/en
Priority to EP98919496A priority patent/EP0933166B1/en
Publication of WO1998050200A1 publication Critical patent/WO1998050200A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • 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
    • B24B37/11—Lapping tools
    • B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
    • B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
    • 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
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B24B37/0056—Control means for lapping machines or devices taking regard of the pH-value of lapping agents
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24D—TOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/342—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties incorporated in the bonding agent
    • B24D3/344—Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties incorporated in the bonding agent the bonding agent being organic
    • 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
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P52/00—Grinding, lapping or polishing of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P52/40—Chemomechanical polishing [CMP]
    • H10P52/403—Chemomechanical polishing [CMP] of conductive or resistive materials

Definitions

  • the present invention relates to an abrasive, and more particularly, to polishing a surface of a semiconductor layer such as silicon or forming a film on a semiconductor substrate by a chemical mechanical polishing method (CMP).
  • CMP chemical mechanical polishing method
  • the present invention relates to an abrasive used for polishing by polishing, and a polishing method using the polishing agent.
  • Silicone Eno has polished silicon sliced ingots from silicon ingots in the primary polishing process, secondary polishing process, etc., sequentially increasing the accuracy of the abrasive grains. It is known that finishing polishing is performed last.
  • US Pat. No. 3,715,842 discloses an abrasive comprising an inorganic oxide such as silicon dioxide, a water-soluble cellulose derivative, and aluminum oxide. It has been shown that in this polishing agent, the generation of polishing scratches on the wafer due to polishing can be reduced by adding a water-soluble cellulose derivative to the polishing agent.
  • a polishing machine to which such an abrasive is applied is a polishing machine in which a polishing cloth is adhered to the surface of the polishing machine, and a polishing plate which is rotated by a motor or the like, and which can support the substrate rotatably and polish the rotating substrate. And a suction plate for pressing against the plate.
  • a polishing surface of a rotating substrate is pressed against a polishing cloth on a rotating polishing plate to form a slurry.
  • a polishing agent is applied onto the polishing cloth, and the polishing is performed while supplying the polishing agent between the polishing cloth and the substrate.
  • the policing technology using this polisher is applied to the manufacture of miniaturized products such as semiconductor devices and liquid crystals.
  • semiconductor devices such as ICs and LSIs have a design process of designing an integrated circuit on a semiconductor substrate, a mask making process for drawing an electron beam used for forming an integrated circuit, and a single crystal ingot.
  • metal, polysilicon, silicon oxide film (Sio 2 ), and silicon nitride film (S i.) are formed in trenches such as trenches and contact holes.
  • Etch back RIE (Reactive Ion Etching) method is known as a method for planarizing the surface after embedding an arbitrary material such as).
  • this Etchino, RIE method includes, The number of processes such as application of resist is large, and ⁇ RIE damage easily enters the wafer surface, good flattening is difficult, and vacuum equipment is used for manufacturing equipment. There are various problems, such as a complicated structure of the device, and the use of a dangerous etching gas.
  • the CMP method is a method of flattening the surface of a device when manufacturing a semiconductor device, and a high precision is required for an abrasive used.
  • the object to be polished is a silicon wafer or a polysilicon film formed on the wafer
  • a water-soluble material is used to suppress the generation of a watermark.
  • abrasives with added polymers. Since the clean silicon surface has water repellency, the silicon or polysilicon film repels water in the polishing and cleaning processes, forming a cluster of dust called a water mark. Is done. This watermark may reduce ⁇ 18 cleanliness ⁇ device yield.
  • a method has been adopted in which a water-soluble polymer is added to the abrasive to form a hydrophilic film on the wafer, thereby preventing the generation of the watermark. It has been.
  • the polishing agent used for policing the surface of a substrate such as silicon and a film formed on the substrate is, for example, silica.
  • abrasive particles water as a solvent, water-soluble cellulose for forming a hydrophilic film, and a pH adjuster such as ammonia added as needed.
  • water-soluble cellulose on the market contains a large amount of alkali metal impurities such as Na, and when Na is present, the wafer is contaminated and a wiring short-circuit accident formed on the wafer 18 occurs. Cause. Therefore, conventionally, the Na amount was reduced to about 5 to 10 ppm and added to the abrasive.
  • polishing a substrate or the like using such an abrasive it is usually used after being diluted with a dispersant such as pure water or ionized water. For example, when polishing semiconductor wafers, they are diluted 2 to 10 times.
  • polishing a film formed on a semiconductor substrate it is generally used, for example, by diluting it to about 20 times.
  • the dispersion medium used for dilution is usually applied from a dispersion medium nozzle provided separately from an abrasive nozzle for applying the abrasive on the polishing cloth. In this way, the abrasive is diluted on the polishing cloth by the dispersion medium.
  • policing can be performed by providing two nozzles in this manner and applying two types of abrasives having different compositions from each nozzle.
  • the polishing agent may contaminate the wafer, and if cleaning after polishing is insufficient, the device yield may be reduced.
  • abrasive particles are used as abrasive particles, so that overpolishing is likely to occur. Therefore, when the CVD oxide film embedded in the groove of the semiconductor substrate is polished, an undesired dishing-shaped depression may be formed on the surface of the CVD oxide film in the groove. Further, in addition to the recess, the corner of the groove of the semiconductor substrate itself may be etched. In this case, when proceeding with the subsequent process, for example, n +-or p + -formed polysilicon or metal residue may be generated in the dent, resulting in abnormal polysilicon resistance or wiring short-circuit. There was a problem that occurs. Therefore, it was necessary to reduce the abrasive particles as much as possible.
  • the first object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has excellent stability and storage stability for each lot, and has a substrate and a cover.
  • the purpose is to obtain an abrasive that does not damage the lithographic film.
  • a second object of the present invention is to provide a semiconductor wafer that performs a good finish polishing without damaging the substrate and the polished film, and does not vary from lot to lot.
  • An object of the present invention is to provide a polishing method of the above.
  • a third object of the present invention is to planarize a polished film of a semiconductor substrate by using a CMP method without causing any dicing or the like and without causing variations from lot to lot.
  • An object of the present invention is to provide a method for polishing a semiconductor wafer to be obtained.
  • the abrasive of the present invention contains abrasive particles mainly composed of silica particles, a solvent composed of water, and water-soluble cellulose.
  • abrasive particles mainly composed of silica particles, a solvent composed of water, and water-soluble cellulose.
  • concentration of the water-soluble cellulose is C% by weight, alkali metal is not present. It is characterized by having a pure content of 5 Cppm or less.
  • the polishing method of the present invention for polishing a semiconductor wafer comprises: polishing a polishing surface of a semiconductor wafer sliced from an ingot and polished a plurality of times; A polishing agent containing water-soluble cellulose and water-soluble cellulose, and having a water-soluble cellulose concentration of C wt% and an alkali metal impurity content of 5 Cppm or less is applied. Including a step of performing policing.
  • a polishing film containing silica particles as a main component and a solvent composed of water are added to a polishing target film formed on a semiconductor substrate.
  • water-soluble cellulose and when the concentration of water-soluble cellulose is C wt%, the content of alkali metal impurities is 5 Cppm or less.
  • performing a chemical mechanical polishing while supplying an abrasive The abrasive of the present invention does not reduce the purity of the wafer after polishing because the content of the alkali metal element of the water-soluble cellulose used is adjusted to be low.
  • the abrasive of the present invention uses abrasive particles in combination with water-soluble cellulose having a low content of an alkali metal element, so that the abrasive has no variation among lots.
  • the stability of the physical properties of the abrasive, particularly the pH value is excellent, and stable polishing without variation can be performed.
  • the polishing agent of the present invention is most suitable for finishing polishing of silicon semiconductors and the like, and when polishing is performed using this polishing agent, a water mark can be formed.
  • the wafer can be polished.
  • policing can be performed without forming a dent-like depression.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a polishing apparatus to which the abrasive of the present invention can be applied.
  • 2A to 2E are cross-sectional views illustrating respective manufacturing steps of the semiconductor device.
  • 3A to 3G are cross-sectional views showing each step of policing.
  • FIG. 4A to 4C are cross-sectional views showing each step of forming a Cu wiring.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view for explaining a polishing part.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a polishing portion.
  • FIG. 7 is a schematic sectional view showing a state of a sectional view of a semiconductor substrate on which CMP has been performed.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the silica concentration, the polished singularity (nmZmin), and the uniformity (1%) of the film to be polished.
  • FIG. 9 shows a Draft diagram showing the relationship between silica concentration and the amount of dicing.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the silica concentration and the thinning amount.
  • the abrasive of the present invention contains abrasive particles mainly composed of silica particles, water, and water-soluble cellulose.
  • the polishing agent contains an alkali metal impurity. The amount is less than 5 Cppm.
  • the above-mentioned abrasive is applied to the polishing surface of a semiconductor 18 sliced from an ingot and polished a plurality of times to finish the polishing.
  • a method of polishing a semiconductor wafer including a step of performing the method is obtained.
  • a semiconductor wafer including a step of applying the above-mentioned polishing agent to a polished film formed on a semiconductor substrate and performing planarization by chemical mechanical polishing.
  • the policing method can be obtained.
  • the kind of the water-soluble cellulose used in the present invention is not particularly limited, and known ones can be used. Examples thereof include water-soluble cellulose such as methyl cellulose, methyl hydroxy acetyl cellulose, methyl hydroxy propyl cellulose, hydroxy acetyl cellulose, and hydroxy propyl cellulose, and derivatives thereof.
  • the action of the water-soluble cellulose is mainly to reduce the damage on the wafer during polishing and to form a hydrophilic film on the wafer. From this viewpoint, among the above-mentioned water-soluble celluloses, hydroxyshethyl cellulose is preferable since it easily forms a hydrophilic film.
  • the content of water-soluble cellulose in the abrasive cannot be unconditionally limited because it also depends on the molecular weight of the water-soluble cellulose used. Is in the range of 0.05 to 4% by weight, preferably in the range of 0.1 to 1% by weight, and more preferably in the range of 0.1 to 0.5% by weight, based on the total amount of the abrasive. Is preferred. If it is less than 0.05% by weight, it may be difficult to form a uniform hydrophilic film. In addition, depending on the molecular weight of the water-soluble cellulose used, if it exceeds 4% by weight, the viscosity of the abrasive tends to be too high to make it difficult to handle.
  • metal of water-soluble cellulose particularly alkali metal impurities, was unexpectedly greatly contained in commercially available water-soluble cellulose.
  • These aluminum metal impurities contribute to problems such as impairing the stability of wafer purity and the stability of properties such as the pH of abrasives in polishing of silicon wafers.
  • water-soluble cellulose generally available from factories contains thousands to tens of thousands of ppm of impurities such as Na.
  • impurities greatly varies from lot to lot, it is difficult to produce a polishing agent having a constant quality for each lot, even using a commercially available water-soluble cellulose.
  • water-soluble cellulose contains a large amount of alkali metal elements is as follows.
  • Water-soluble celluloses are generally: It is obtained by producing alcoholic cellulose once using caustic soda using lupcotone as a raw material, and then reacting with ethylene oxide to synthesize water-soluble cellulose. However, since the removal of impurities, especially Na components, etc. by washing etc. is not complete, the obtained water-soluble cellulose is Element remains.
  • a method for removing the alkali metal component of the catalyst is disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-83427 discloses that only sodium ions in sodium acetate are produced from hydroxyethyl cellulose containing sodium acetate as an impurity.
  • a method for purification using a positive ion exchange resin for removal is shown. In this example, only the cation exchange resin is used, and the purpose is to add ammonium hydroxide and prevent the generation of mold by the produced ammonium acetate.
  • the method for removing the metallic alkali metal from the aqueous solution of water-soluble cellulose there is no particular limitation on the method for removing the metallic alkali metal from the aqueous solution of water-soluble cellulose.
  • Preferable examples include a method in which a water-soluble cell-mouth aqueous solution is brought into contact with an H-type ion exchange resin and a 0H-type ion exchange resin, respectively.
  • H-type ion exchange resin and 0H-type ion entraining resin for high purification.
  • metal ions such as Na, but also ions other than hydroxyl groups can be removed.
  • a conventional method for removing impurities from water-soluble cellulose can be used in combination, if necessary.
  • the concentration of the water-soluble cellulose in the aqueous solution of the water-soluble cellulose used in the above-mentioned ion-exchange treatment is generally determined because water-soluble cellulose has various molecular weight cell openings. However, for example, a range of 0.05 to 4% by weight is preferable, and a range of 0.1 to 1% by weight is preferable. From the viewpoint of the workability of the ion exchange process, the preferable viscosity of the water-soluble cellulose aqueous solution is in the range of 5 to 100, more preferably 10 to 300 cP.
  • the water-soluble cellulose aqueous solution after the ion exchange treatment can be diluted with pure water, or, on the contrary, can be concentrated or dried.
  • the concentration of the water-soluble cellulose can be adjusted to an arbitrary final concentration for application to a polishing apparatus.
  • the H-type ion exchange resin and the OH-type ion exchange resin may be separately contacted, or may be simultaneously contacted with a mixture of the H-type ion exchange resin and the OH-type ion exchange resin. No. Such contact may be of a batch type or a flow type.
  • a preferred example is a method of supplying a water-soluble cellulose aqueous solution at a constant rate from one direction to a resin filled with a mixture of an H-type ion exchange resin and a 0H-type ion exchange resin.
  • the water-soluble cellulose aqueous solution subjected to the above-mentioned ion exchange treatment can remove fine particles by filtration or the like.
  • the pore size of the filtration filter which can be used at this time is preferably 5 or less, more preferably 10 m or less, and further preferably the following. As described above, it is preferable to use water-soluble cellulose filtered with a filter as the polishing agent of the present invention, since the amount of dust after polishing is reduced.
  • the water-soluble cellulose used in the present invention has an alkali metal element content of the specified value, ie, the concentration of water-soluble cellulose of C wt%, by the above purification treatment. It can be refined to have a metal impurity content of 5 ppm or less.
  • the polishing agent according to the present invention preferably has its pH adjusted by a pH adjusting agent.
  • the pH adjuster is added to make the pH of the abrasive alkaline, and to promote the polishing action.
  • abrasives containing silica it is added to adjust the pH at the time of polishing to 8 or more in order to prevent aggregation of water and water-soluble cellulose. It is.
  • the pH of the polishing agent during polishing is in the range of 8 to 11, preferably in the range of 9 to 10.5, more preferably in the range of 9.5 to 10.3.
  • the pH is less than 8, the policing speed is insufficient, and the water-soluble cellulose and the silica tend to cause a gelling reaction. If the pH exceeds 11, the wafer surface tends to be rough.
  • the pH adjuster preferably has a vapor pressure at 20 ° C. of 133 Pa or less.
  • a water-soluble amine is preferably used as a pH adjuster.
  • Use of a water-soluble amine having a vapor pressure of 13 Pa or less at 20 ° C. has an effect of improving the storage stability of the abrasive, the stability of polishing, and the like. Those with a vapor pressure higher than 13 3 Pa are more easily scattered than in abrasives, which improves the storage stability and polishing stability of abrasives in cooperation with the purity of the water-soluble cell opening. Effect tends to decrease.
  • water-soluble amines include diethanolamine, triethanolamine, diethylentriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, tetraethylenepentamine, Examples include pentaethylenehexamine, triethylenediamine, 2-aminoethanol, polyethyleneimine, and aminoethylethanolamine.
  • it may contain a relatively high value.
  • the amount of water-soluble amine added should be within the range that can maintain the performance of the abrasive. There is no particular limitation as long as it exists.
  • the pH is appropriately selected from the range of 0.1 to 20% by weight so that the pH at the time of polishing the polishing agent becomes a target value, specifically, a value of 8 to 11.
  • the high polishing speed is not so important, and when the water-soluble amine is used, a weaker basic one is used when the polishing agent is used. It tends to have excellent storage stability and polishing action stability.
  • triethanolamine has a very low vapor pressure and a relatively low basicity, and therefore has poor storage stability and polishing action stability when used in an abrasive. Excellent and preferred.
  • the amount of triethanolamine is preferably relatively high, and is preferably 1 to 1% based on the total weight of the abrasive. It can be added in the range of 15% by weight, more preferably in the range of 3 to 10% by weight.
  • a typical silica is a colloidal silica produced by hydrolysis using an alkoxysilane as a raw material.
  • Co-idal silica has an average primary particle diameter of silica particles, for example, as measured by an electron microscope, in which it is relatively easy to reduce the total amount of metallic impurities other than Si to 1 ppm or less.
  • the diameter is preferably in the range of 10 to: LOO nm, more preferably in the range of 30 to 60 nm.
  • the average secondary particle size for example, the average particle size measured by a particle size distribution meter is preferably in the range of 20 to 200 nm, more preferably in the range of 30 to 120 nm. It is.
  • the particle size distribution of the dust particles may have a certain width, but a narrower particle size distribution is desirable. It preferably does not contain coarse particles of 500 nm or more, more preferably 200 nm or more.
  • silica used in the present invention is a fumed silica produced by burning silicon tetrachloride in a flame composed of oxygen and hydrogen.
  • Film silica can be highly purified depending on the production method, and is suitably used.
  • the fume doricicas that are generally marketed, those with a content of metals of 1 ppm or less other than Si can be selected and used.
  • Such fumed Shi Li mosquitoes are present, the specific surface area is in the range of 5 0 ⁇ 5 0 0 m 2 Z g can be prepared, for use in Po Li Tsu Thing Shi Li co Nuwe one Ha Ya device Therefore, those having a specific surface area of 2 OO m ZZ g or more are preferable.
  • fumed silica in the abrasive of the present invention it is desirable that silica is finely dispersed in the abrasive.
  • the content of silica is preferably from 0.1 to 50% by weight, more preferably from 0.1 to 50% by weight of the total weight of the abrasive in order to sufficiently exert the effect of silica. It is 5 to 20% by weight.
  • the content of the alkali metal element in the abrasive is adjusted by controlling the content of the alkali metal element of the water-soluble cellulose used and the purity of the silica. The content of the alkali metal element is assumed to be 5 Cppm or less when the cell mouth concentration is C wt%.
  • the content of the alkali metal element can be reduced to 5 Cppm or less.
  • the re-limiting and stability of the abrasive can be improved.
  • metal elements other than the alkali metal element and anions other than the OH ion it is more preferable to prepare metal elements other than the alkali metal element and anions other than the OH ion to the same extent as the above-mentioned alkali metal element.
  • Cellulose contains not only alkali metal elements such as Na, but also metal elements other than alkali metal elements and anionic impurities.
  • ion click Roma DOO the cellulose solution of crude, NO n as the negative ions impurities -. 3 5. 3 ppm, the P 0 4 ⁇ "7. 9 ppm has been detected this
  • anionic impurities affect the pH value of the polishing agent in the same manner as cationic impurities such as alkali metal elements, etc. That is, when a large amount of cationic impurities and anionic impurities is present. There is a problem that the variation in the pH value between the lots of the polishing agent becomes large, and the polishing rate varies.
  • the cationic impurities contained in the abrasive include Zn, Pb, Ni, Co, Fe, Cr, Mg, Cu, and Ag in addition to the alkali metal elements described above. , Ti, Ca, Al and the like.
  • the anion impurities NO 3 -, PO, 3 one, F-, CI-, B r-, there are S 0 4 2 like.
  • the concentration of the water-soluble cellulose is C% by weight, the content of the alkali metal element must be 5 Cppm or less.
  • the amount of cation impurities including the alkali metal element and other metal elements be 5 Cppm or less.
  • the content of anionic impurities be 5 Cppm or less.
  • the use of the abrasive of the present invention is not particularly limited, and it can be used for policing used in such a composition.
  • it may be used for chemical mechanical polishing.
  • the polishing agent of the present invention is used in the above composition at the time of polishing, but for ease of handling, a composition prepared by adjusting this composition to a concentration of 2 to 20 times the solvent is used as a commercial product. It is preferable to do so.
  • the substrate is usually diluted with a dispersion medium such as pure water or ionic water.
  • a dispersion medium such as pure water or ionic water.
  • polishing semiconductor wafers dilute them by a factor of 2 to 10 and use them.
  • polishing a film (polished film) on a semiconductor substrate Use it after diluting it about 20 times. Therefore, the abrasive is used after being diluted about 2 to 20 times.
  • the abrasive and the dispersant are supplied from both the abrasive nozzle and the dispersion medium nozzle to the semiconductor wafer on the polishing plate for polishing the wafer or the like.
  • the concentration of the water-soluble cellulose at the time of polishing the substrate by diluting the above polishing agent is preferably 0.025 to 0.8% by weight, and more preferably 0.005 to 0.8%. 2% by weight, particularly preferably 0.05 to 0.1% by weight, is suitable.
  • the content of water-soluble amine added to the abrasive is preferably 0.05 to 4% by weight.
  • the amount is particularly preferably 0.05 to 3% by weight, and more preferably 0.15 to 2% by weight.
  • the content of silica is preferably 0.05 to 10% by weight, particularly 0.25 to 4% by weight.
  • abrasive particles mainly composed of silica particles, a solvent composed of water, and 0.05 to 4% by weight of water-soluble cellulose. %, And 0.1 to 20% by weight of a water-soluble amine whose vapor pressure at 20 ° C. is 133 Pa or less.
  • an abrasive characterized in that the content of metal impurities is 5 Cppm or less.
  • a water-soluble cellulose from which an alkali metal has been removed to a specific value or less and a specific amine selected as a pH adjuster are used in combination.
  • the storage stability of the abrasive, the uniformity of the abrasive for each mouth, and the stability of policing can be remarkably improved.
  • the content of silicic acid is preferably from 5 to 20% by weight and the concentration of water-soluble cellulose is preferably from 0.1 to 1% by weight, particularly preferably. 0.1 to 0.5% by weight, and the content of water-soluble amine added to the abrasive is 1 to 1%. 5% by weight is preferred, more preferably 3 to 10% by weight o
  • the abrasive When CMP is performed using this abrasive, the abrasive may be diluted with a dispersant such as ionized water.
  • a dispersant such as ionized water.
  • the viscosity of the abrasive is suitably from 1 to 10 centimeters (cP).
  • the polishing agent of the present invention includes a polishing agent such as silica, water as a solvent, water-soluble cellulose for forming a hydrophilic film, and pH adjustment of water-soluble amine and the like added as necessary. And chemicals.
  • the Na impurity contained in the water-soluble cellulose is about 0.05 to 1 ppm.
  • the polishing agent of the present invention and a polishing agent having a different composition from the polishing agent are used in combination for polishing.
  • the polishing slurry is supplied from both the polishing agent nozzle of the present invention and the other polishing agent nozzle to the semiconductor wafer on the polishing plate for polishing the substrate.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a polishing apparatus to which the polishing slurry of the present invention can be applied, in which a film formed on a wafer such as a silicon semiconductor is formed. Shows a policing device for policing. The mechanism will be described below.
  • a polishing plate receiver 23 is arranged on a stage 21 via a bearing 22.
  • a polishing disk 24 is mounted on the polishing disk receiver 23.
  • a polishing cloth 25 for polishing the wafer is attached on the polishing board 24.
  • a drive shaft 26 is connected to the central portions of the polishing disc receivers 23 and 24 to rotate the polishing discs 24 and 24. This drive The dynamic shaft 26 is rotated by a motor 27 via a rotary belt 28.
  • the sheet 20 is disposed at a position facing the polishing cloth 25 and is fixed to the suction cloth 30 and the template 29 attached to the suction cup 31 by vacuum or water filling. .
  • the suction cup 31 is connected to the drive shaft 32.
  • the drive shaft 32 is rotated by a motor 33 via gears 34 and 35.
  • the drive shaft 32 is fixed to the drive base 36.
  • the drive base 36 is attached to a cylinder 37, and the drive base 36 moves up and down as the cylinder 37 moves up and down.
  • the abrasive of the present invention is supplied between the polishing pad 20 fixed to the suction cup 31 and the polishing pad 25. In this manner, policing of wafer 20 is performed.
  • FIGS. 2A to 2E are cross-sectional views showing each manufacturing process of the semiconductor device. These figures show an element isolation method and a process in which a groove is formed in a silicon semiconductor substrate, the groove is filled with a CVD oxide film, and the groove is planarized by a polishing device. First, a silicon nitride film 2 serving as a stopper film for polishing an oxide film is deposited on a silicon semiconductor substrate 1 to a thickness of about 70 nm.
  • a CVD oxide film serving as a mask for forming a groove is deposited on the silicon nitride film 2.
  • a photo resist (not shown) is applied to the entire surface of the CVD oxide film to pattern the mask and the stopper film.
  • this photo resist is patterned, and using this as a mask, a CVD oxide film and a silicon nitride film 2 as a stop film thereunder are opened by RIE or the like.
  • a trench 5 is formed in the silicon semiconductor substrate 1 by RIE using the opened CVD oxide film and silicon nitride film 2 as a mask.
  • a CVD process is performed to remove a CVD oxide film, a reaction product during RIE processing, and a damage layer.
  • a CVD oxide film 6 or a BPSG film is deposited on the silicon nitride film 2 and in the trench 5.
  • the CVD oxide film 6 is used as a film to be polished, and is polished by using a polisher shown in FIG.
  • the polishing agent according to the present invention is applied to this polishing apparatus.
  • the silicon nitride particles are dispersed in a colloidal state so as to be uniformly dispersed in the abrasive.
  • the viscosity of the abrasive is suitably from 1 to 10 cP. The reason is that if the viscosity is low, it is difficult to uniformly disperse the abrasive particles, and if the viscosity is high, the mechanical polish property becomes strong, and the wafer warpage and the film thickness uniformity may be reduced after CMP. This greatly affects the uniformity of the surface.
  • a suitable polishing temperature is 20 to 70 ° C, and the chemical action is particularly strong in high-temperature treatment. Policing by this polisher is performed, for example, by pressing against a polishing cloth 25 on a polishing plate 24 rotating at about 100 rpm. You. The rotation speed of the polishing machine 24 at that time is 20 to 200 rpm, and the pressing pressure is 50 to 500 g / cm 2 .
  • FIG. 2C shows a state after the CVD oxide film 6 has been flattened by this polishing apparatus.
  • the silicon nitride film 2 which is the film of the film is removed by etching. Then, finishing policing is performed to finish the semiconductor substrate surface and the surface of the CVD oxide film 6 uniformly as shown in FIG. 2D. By this polishing, it was possible to obtain a good processed shape without dishing in the silicon semiconductor substrate 1 and the embedded CVD oxide film 6.
  • FIG. 3A to FIG. 3G are cross-sectional views showing each step of the polishing.
  • Sheet to form a re co down the parts of the depth 1 0-5 about 0 nm in the main surface of the substrate 1 is thermally oxidized of buffers oxide (S i O n) 8.
  • the silicon nitride film 2 used as a stopper film when polishing the polysilicon film for the second time and used as a mask for protecting the element region is buffered.
  • a thickness of about 70 nm is deposited on the oxide film 8.
  • a CVD oxide film 3 serving as a trench forming mask is deposited on the silicon nitride film 2.
  • a photo resist is applied to the entire surface of the CVD oxide film 3 and is patterned.
  • the CVD oxide film 3 and the A silicon nitride film 2 serving as a coating film is simultaneously opened by RIE or the like.
  • a groove 7 is formed in the semiconductor substrate 1, and thereafter, a reaction product and a damage layer during RIE processing are removed by an edging process, and then the inner surface of the groove is thermally oxidized to form an oxide film 11. I do.
  • a polysilicon film 12 is deposited inside the trench and on the CVD oxide film 3 by low pressure CVD or the like.
  • the first polishing is performed by using the polishing film shown in FIG. 1 using the polysilicon film 12 as a film to be polished.
  • the CVD oxide film 3 is used as the stopper film in the first policing.
  • the polysilicon film 12 is planarized by policing.
  • the CVD oxide film 3 is etched with an etching solution containing HF, as shown in FIG. 3B. As shown in the figure, the polysilicon film 12 protrudes from the semiconductor substrate 1 as a result of removing the CVD oxide film 3.
  • the second polishing is performed using the polishing apparatus shown in FIG. 1 as a polishing target film with the protruding polysilicon film 12 as a polishing target film.
  • the polishing agent used in this polishing apparatus is the same as that used in the first polishing.
  • the polysilicon film 12 is planarized with respect to the silicon nitride film 2.
  • the trench is filled with the polysilicon film 12 without dishing by this flattening. Since a part of the silicon nitride film 2 is used as it is as a mask for L0C0S, as shown in FIG.
  • the photo resist 13 is formed through a photolithography process.
  • the photo resist is peeled off as shown in FIG. 3F.
  • the surface of the semiconductor substrate 1 is covered with an LOCOS oxide film 14 by heat treatment.
  • the L0C0S mask becomes thinner due to overpolishing at the periphery, resulting in a parse beak. The decrease is not large enough to significantly affect device characteristics.
  • a good flat shape as shown in FIG. 3D can be obtained by using an abrasive having a novel configuration, and as a result, L 0 C as shown in FIG. 3G can be obtained. 0 Good processing shape without S pattern conversion difference can be obtained.
  • FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views showing each step of forming a Cu wiring.
  • a CVD oxide film 17 made of SiO 2 and the like and an oxide film 15 (hereinafter referred to as a plasma oxide film) such as SiO 2 formed by plasma CVD are successively formed.
  • the plasma oxide film 15 is patterned to form a groove 19 at a predetermined position on the semiconductor substrate 1.
  • a Cu film 16 is deposited in the groove 19 and on the entire surface of the plasma oxide film 15. Stack.
  • the Cu film 16 is polished using the plasma oxide film 15 as a stopper film using the polishing apparatus shown in FIG.
  • the polishing of the Cu film 16 is terminated when the plasma oxide film 15 is exposed.
  • the Cu film is buried only in the groove, and the buried wiring 16 of the Cu film is formed as shown in FIG. 4B.
  • a plasma oxide film (S i 0) 18 is formed on the plasma oxide film 15 and the Cu film 16.
  • the surface of the semiconductor substrate 1 can be flattened without dating.
  • the formation of the second layer of bra Zuma oxide (S i 0 2) 1 8 is facilitated.
  • This planarization by the CMP method also facilitates the formation of the second and third layers of electrode wiring (not shown).
  • a plasma CVD SiO 2 film, a Cu film, or the like is used as the base oxide film or the wiring metal material.
  • Other materials such as plasma CVD i 3 N 4 film, Al, Au, W and other alloys may be used as long as they are filled.
  • the depth of the wiring groove formed in this base oxide film and the metal The thickness of the material can also be appropriately selected.
  • the polishing agent used in the polishing method of the present invention supplies the polishing agent to the processing point of the semiconductor substrate when polishing the semiconductor substrate mounted on the polishing apparatus during the CMP process.
  • a dispersant ion water
  • FIG. 5 is a schematic view for explaining a polishing processing portion including a polishing disk and a suction disk which are a part of the polishing apparatus shown in FIG. 1 and a means for supplying an abrasive onto the polishing disk.
  • FIG. 6 shows a schematic perspective view, and FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view for explaining a polishing part.
  • ion water is used as a dispersant during policing.
  • Pure water and ultrapure water are recognized for their usefulness in semiconductor device manufacturing technology.
  • Pure water is high-purity water with a resistivity of about 5 to 18 ⁇ cm, with almost no impurities such as ions, fine particles, and microorganisms removed.
  • Ultrapure water is extremely high-purity water that has higher purity than suspended water, dissolved substances and pure water removed with high efficiency by the ultrapure water production equipment.
  • the conductivity / 0 of pure water is smaller than l O / z S cm, and the conductivity P of ultra pure water is smaller than 0.055 S cm.
  • a pipe for injecting an abrasive into a processing point of a polishing cloth and another pipe for injecting ion water can be provided. That is, the polishing agent can be supplied after being diluted at the processing point of the semiconductor substrate on which the polishing target film is formed.
  • the polishing machine shown in FIG. A drive shaft (not shown) is connected to the central portion of the polishing machine 24 via a polishing machine receiver (not shown).
  • a polishing cloth 25 for polishing a substrate such as a semiconductor wafer is attached on the polishing board 24.
  • the polishing cloth 25 is made of foamed polyurethane / polyurethane nonwoven fabric.
  • the drive shaft is rotated by a motor to rotate the polishing plate receiver and the polishing plate 24.
  • the semiconductor wafer is suctioned by a vacuum or the like by a suction plate 31 provided with a suction cloth (not shown) so as to come to a position facing the polishing cloth 25.
  • the suction disk 31 is connected to a drive shaft 32, and the movement of the drive shaft 32 pushes the semiconductor 118 held by the suction disk 31 onto the polishing cloth 25. Get loose and get away.
  • the polishing slurry according to the present invention is supplied from a polishing slurry tank 40 to a polishing cloth 25 through a polishing agent supply pipe 38 as shown in FIG. While supplying the ionic water generated in the electrolytic cell 41 from the ionic water supply pipe 39.
  • the abrasive supply pipe 38 and the ion water supply pipe 39 have their nozzles disposed above the polishing pad 25 in the vicinity of the suction plate 31 that holds the semiconductor wafer.
  • the polishing agent and the ionic water supplied from the supply pipes 38 and 39 are supplied to the additional portion on the semiconductor wafer placed on the polishing cloth 25 and mixed. And so on.
  • the supply pipes 3 8, 3 9 can be located anywhere on the polishing cloth 25. It can be moved to. Unnecessary ion water generated in the electrolytic cell 41 is discharged to the outside by a drain pipe 42.
  • Ionic water includes alkaline ionized water and acidic ionized water.
  • a solid electrolyte is placed in the electrolytic cell, and the electrolyte, that is, pure water or ultrapure water containing no metal impurities is electrolyzed at low voltage.
  • alkaline water if the polishing rate fluctuates during polishing, the PH can be controlled to be more alkaline to increase the rate, and to neutral to decrease the rate. Stable polishing becomes possible.
  • acidic ionized water if the polishing rate fluctuates during polishing, the pH can be stabilized by controlling the pH to a more acidic side to increase the rate and to a neutral side to decrease the rate. Polishing becomes possible.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a cross-sectional view of a semiconductor substrate subjected to CMP, and FIGS. 8 to 10 are polished when the content of abrasive particles in an abrasive is changed.
  • FIG. 9 is a graph showing a change in characteristics.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the silicon concentration and the polished singularity (nm / min) and the uniformity (1 ⁇ %) of the film to be plated.
  • 101 is a graph representing a polysilicon rate
  • 102 is a graph representing the uniformity of a film to be polished.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the silicon concentration and the amount of dishing (depth nm)
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the silicon concentration and the thinning. amount (Depth nm) are respectively shown in a graph.
  • FIG. 7 shows a process of forming a trench (trench) in a semiconductor substrate and embedding polysilicon in the trench.
  • the silicon nitride (Si 3 ) film 2 is made to have a volume on the silicon semiconductor substrate 1, and then an opening is formed in the silicon nitride film 2 at a predetermined position in a predetermined size. Using the opening as a mask, a groove 5 is formed in the semiconductor substrate 1.
  • a polysilicon film 12 is deposited on the silicon nitride film 2 and inside the trench 5.
  • the polysilicon film 12 is polished by CMP.
  • the silicon nitride film 2 is used as a stopper for this CMP.
  • the silicon nitride film 2 is exposed to the semiconductor substrate 1 by polishing, and the polysilicon film 12 is formed in the trench 5. Embedded.
  • the polysilicon film 12 and the silicon nitride film 2 are over-polished, and the silicon nitride film around the surface of the polysilicon film 12 and the trench 5 is formed. 2
  • the surface is cut deeper than the original surface. That is, a dishing-like depression 7 is formed in the shaved portion.
  • the amount by which the silicon nitride film is removed the most is called the thinning amount (t), and the amount by which the polysilicon film is removed the most is called the dishing amount (d).
  • the positions where these are measured are substantially at the edge (t) of the groove 5 of the silicon nitride film 2 and at the approximate center of the groove 5 of the polysilicon film 12. As shown in FIG. 8 or FIG.
  • the polishing rate increases as the silica concentration (% by weight) increases, and reaches a peak at approximately 7.5% by weight. Uniformity is uniform up to about 5% by weight Becomes smaller (improves uniformity) and peaks at 7.5% by weight. However, the amount of dishing and the amount of thinning increase as the silica concentration increases, and the pit becomes larger, so that precise policing cannot be performed. In consideration of such conflicting properties, the concentration of silica contained in the abrasive of the present invention is suitably 7.5% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, especially 5% by weight. Appropriate.
  • polishing can be carried out by using the polishing agent of the present invention and a polishing agent having a different composition from that of the polishing agent.
  • the polishing slurry is supplied to both the semiconductor wafer on the polishing plate for polishing the substrate from the polishing agent nozzle of the present invention and the other polishing agent nozzle.
  • a slurry containing silica particles as abrasive particles, water as a solvent and a piper is supplied from a first abrasive nozzle to a semiconductor substrate, and a second abrasive nozzle is used.
  • the slurry of the present invention is supplied from the spill.
  • solution I a 0.56% by weight aqueous solution was prepared. This is hereinafter referred to as solution I).
  • Liquid I had a viscosity of 217 cP and a pH of 6.5. The viscosity was measured at 25 ° C. using a B-type viscometer and the pH was measured using a pH meter.
  • H-type ion exchange resin and 0 H-type ion exchange resin The mixture (manufactured by Organo, Amberlite; MB-2) was packed in a 10 liter tube, and 50 liters of liquid I was flowed from the lower portion of the tube at a speed of 1 liter. The first 10 liters were discarded, and the next 30 liters were dispensed.
  • the obtained solution is hereinafter referred to as solution ⁇ .
  • the pH of the solution was 4.4 and dried at 100 ° C., and the solid content was measured. As a result, it was 0.56% by weight.
  • liquid m When the purity of this amine was analyzed, all the anions other than the metal elements and OH were 0.1 ppm or less. Metal elements were analyzed by atomic absorption (Na and K) and ICP (metal elements other than Na and K), and anions were analyzed by ion chromatography.
  • liquid IV To the above liquid, 4.8 kg of high-purity colloidal silica produced by hydrolysis using alkoxysilane as a raw material as abrasive grains, and 20.8 kg of pure water were added. In addition, it was stirred well. Hereinafter, this is referred to as liquid IV.
  • the particle size of the colloidal silica was observed by an electron microscope. As a result, 99% or more of the particles were in the range of 35 to 65 nm. The purity analysis of this colloidal silica showed that the metal elements were all less than 0.1 ppm in terms of silica.
  • a polishing test of silicon carbide was performed using the above abrasive.
  • a commercially available polishing machine was used for the polishing machine, and a nonwoven fabric type pad was used for the pad.
  • a solution obtained by diluting the above abrasive 5 times with pure water is supplied onto the polishing pad at a supply speed of 200 ml Z min., While applying a load of 200 g / cm 2 and a platen rotation speed of 25 rpm.
  • a 6-inch silicon wafer was polished under the following conditions.
  • Example 2 An abrasive similar to that in Example 1 was produced using ammonia water having a vapor pressure of 483 to 837 kPa at 20 ° C. The test was performed in the same manner as in Example 1, and the reproducibility of the polishing speed was measured. Table 2 shows the obtained results.
  • the obtained abrasive material The properties were all 25 ° C., ⁇ .2, viscosity 11.5 cP, specific gravity 1.059.
  • the abrasive according to the present invention was obtained by increasing the purity of the abrasive by polishing the water-soluble cell opening to high purity. ⁇ It has been found that the purity of (c) can be greatly improved. It is clear that it is useful not only as a finishing abrasive for wafers but also as an abrasive for devices.
  • Example 1 the use of a water-soluble amine having a vapor pressure of 13 Pa or less at 20 ° C. makes it possible to improve the preservability of the developer and stabilize it. A very excellent abrasive which can perform the polished polished is obtained.
  • An abrasive was produced in the same manner as in Example 1 except that the solution I before the ion exchange treatment was used instead of the solution B.
  • Example 2 the purity of the wafer after polishing was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3 below.
  • the physical properties of each of the abrasives were 25 ° C, pH 9.95, viscosity 23 cP, and specific gravity 1.065.
  • the upper limit of the content of the alkali metal element calculated from the above formula from the water-soluble cellulose concentration (0.23% by weight) is 1.2 ppm.
  • the content of the alkali metal element in the abrasive of Comparative Example 1 was 3.5 Ppm.
  • Example 2 In addition, in the same manner as in Example 1 except that the liquid I before performing the ion exchange treatment was used, five types of abrasives were prepared using five hydroxyls of different hydroxyshethyl celluloses.
  • the polishing rate also varied greatly.
  • the cellulose used has a different concentration of impurities such as cations and anions for each lot, and if the cellulose is not purified, the pH value of the abrasive will fluctuate. It was found that the polishing performance (polishing speed) varied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Description

明 細 書
研磨剤及び半導体基板のポ リ ッ シング方法
技術分野
本発明は、 研磨剤に関し、 と く にシ リ コ ンなどの半導体ゥ ェ一八の表面をポ リ ッ シ ングしたり半導体基板表面の成膜を 化学的機械的研磨法 （ C M P ： Chemical Mechanical Polish ing ) によりポ リ ツ シングする際に用いられる研磨剤及びこ れを用いたポリ ッ シング方法に関する ものである。
背景技術
従来、 シ リ コ ンゥエ ーノヽはシ リ コ ンのイ ンゴッ 卜からスラ イス したゥヱ一ハを、 一次研磨工程、 二次研磨工程等におい て、 順次砥粒の精度を上げて研磨し、 最後に仕上げの研磨を 行う こ とが知られている。
仕上げ研磨には、 ゥエ ーハ表面の凹凸や歪みを極限まで取 り去ることが必要とされている。 また、 近年の U L S I の製 造においては、 デバイスの微細化の進展とと もにゥヱーハの 汚染度 （純度） についても重要視されるようになってきた。 そのため、 高精度の研磨が可能で且つゥユ ーハの純度を損な わない高純度の研磨剤が求められている。
上記のような研磨剤と しては、 米国特許 3 7 1 5 8 4 2号 に、 二酸化珪素等の無機酸化物と水溶性セルロース誘導体と アル力 リからなる研磨剤が開示されている。 この研磨剤では、 研磨剤中に水溶性セルロース誘導体を添加することによって、 研磨によるゥヱーハ上の研磨傷の発生を低減できることが示 されている。 こ のよ うな研磨剤が適用されるポリ ツ シ ング装置は、 研磨 布がその表面に張り付けられ、 モータなどにより回転される 研磨盤と、 基板を回転自在に支持し得、 回転する基板を研磨 盤に押し付けるための吸着盤とを備えている。
こ のポリ ッ シ ング装置を用いて基板をポリ ッ シ ングするに は、 回転する基板のポリ ッ シュに供される面を、 回転する研 磨盤上の研磨布に押し付けて、 スラ リ ー状の研磨剤をこの研 磨布上に適用し、 研磨剤を研磨布と基板の間に供給しながら ポ リ ツ シ ングするのが通常である。 こ のポリ ッ シ ング装置を 利用したポ リ ッ シング技術は、 半導体装置や液晶などの微細 化された製品の製造などに適用されている。
一般に、 I Cや L S I などの半導体装置は、 半導体基板の 集積回路を設計する設計工程、 集積回路の形成に用いられる 電子ビームなどを描画するためのマスク作成工程、 単結晶ィ ン ゴ ッ トから所定の厚みのゥヱーハを形成するゥヱ ーハ製造 工程、 ゥユ ーハに集積回路などの半導体素子を形成するゥ ーハ処理工程、 ゥヱーハを各半導体基板に分離し、 パッケ一 ジ ングして半導体装置を形成する組立工程、 及び検査工程等 の諸工程を経て形成される。
ゥエ ーハ処理工程において、 ト レンチやコ ンタク ト孔等の 溝部に金属、 ポリ シ リ コ ン、 シリ コ ン酸化膜 （ S i o 2 ) 、 及びシ リ コ ン窒化膜 （ S i 。 Ν ) 等の任意の材料を埋め込 んだ後に、 その表面を平坦化するための方法と してエッチバ ッ ク R I E ( Reactive Ion Etching) 法力 知られている。
しかし、 このエツチノ、ッ ク R I E方法には、 エツチノ、ッ ク レジス トの塗布等、 その工程数が多いこ と、 ゥ ユ ーハ表面に R I Eダメ ージが入りやすいこ と、 良好な平坦化が難しいこ と、 また真空系の装置を用いるために製造装置の構造が複雑 化する、 及び危険なエッ チングガスを使用するこ となどの様 々な問題点がある。
そこで、 最近では、 ゥヱー ハ処理工程の平坦化の方法と し て、 エッチバッ ク R I Eに代わって上記 C M P法が研究され るようになってきた。
この C M P法は、 半導体装置を製造する際にデバイスの表 面を平坦化する手法であり、 使用される研磨剤には高い精度 が求められている。 と く に、 研磨の対象がシ リ コ ンゥヱ一ハ その ものであったり、 ゥェ一ハ上に形成したポリ シ リ コ ン膜 の場合には、 ウォーターマークの発生を抑えるために、 水溶 性高分子を添加した研磨剤を使用することが提案されている。 清浄なシ リ コ ン表面は撥水性を有するために、 研磨工程及 び清浄工程においてシリ コ ン又はポ リ シリ コ ン膜が水を弾い て、 ウ ォータ一マーク と呼ばれるダス 卜の集団が形成される。 このウォーターマークは、 ゥヱ一八の清浄度ゃデバイスの歩 留りを低下させる場合がある。 このよ うな問題を防止するた めに、 研磨剤中に水溶性高分子を添加し、 ゥエ ーハ上に親水 性膜を形成させることによって、 上記ウォーターマークの発 生を防止する方法が採用されてきた。
通常、 上記のようなシ リ コ ンなどの基板表面及び基板上の 成膜をポ リ ツ シングするために用いる研磨剤は、 シリ カなど の研磨粒子と、 溶媒である水と、 親水性膜を形成するための 水溶性セルロースと、 必要に応じて添加されるア ンモニアな どの p H調整剤とから構成されている。
通常市販されている水溶性セルロースは、 多量の N aなど のアルカ リ金属不純物を含んでおり、 N aが存在するとゥェ ーハが汚染されゥュ一八に形成された配線の短絡事故などを 生ずる。 このため、 従来は N a量を 5〜 1 0 p p m程度に少 なく して研磨剤に添加していた。
このよ うな研磨剤を用いて基板などをポリ ッ シングする場 合は、 通常、 純水やイオ ン水などの分散剤で希釈して用いら れる。 例えば半導体ゥヱ一ハをポリ ツ シングする場合は、 2 〜 1 0倍に希釈して用いる。 半導体基板上の成膜 （被ポリ ッ シング膜） をポリ ッ シングする場合は、 例えば 2 0倍程度に 希釈して用いるのが一般的である。
希釈に用いられる分散媒は、 通常、 研磨布上に研磨剤を適 用するための研磨剤ノズルとは別に設けられた分散媒ノズル から適用される。 このようにして、 研磨剤は分散媒によって 研磨布上で希釈される。
また、 このよう に 2つのノズルを設け、 組成の異なる 2種 類の研磨剤を各ノ ズルから適用し、 ポリ ッ シングを行なう こ と もできる。
しかし、 従来の研磨剤には、 いく つかの問題点が懸念され ていた。 例えば、 シ リ コ ンゥヱーハの研磨やデバイ スの研磨 においては、 研磨剤によってゥヱーハが汚染され、 研磨後の 洗浄が不十分な場合にはデバイスの歩留りが低下する場合が あった 0
また、 N a量をある程度低減した水溶性セルロースを添加 し、 アルカ リ剤の添加量を一定にしても、 p H等の研磨剤の 物性が一定せず、 それによつて、 繰り返し研磨を行なった場 合のポリ ッ シングの安定性等に問題が生じる場合があった。 さ らに、 従来の研磨剤では、 アルカ リ剤と してア ンモニア のような蒸気圧の高いものを使用した場合には、 アルカ リ剤 が気化し易いため、 研磨剤の保存性やその時のポリ ッ シング の安定性等に問題があった。 そのため、 高純度でしかも安定 性に優れた研磨剤が求められていた。
また、 従来のポ リ ッ シング装置では、 例えば研磨粒子と し てシ リ カを用いており、 オーバーポリ ッ シングが発生し易か つた。 このため、 半導体基板の溝に埋め込まれた C V D酸化 膜をポリ ツ シングした場合に、 溝中の C V D酸化膜の表面に 不所望なディ シング形状の窪みができるこ とがあった。 さ ら に、 この窪みの他に、 半導体基板自体の溝のコーナー部分も エッ チングされることがあった。 この場合、 後工程を進める 際に、 例えば窪みに n +化や p +化したポリ シ リ コ ンやメ タ ル残りが生じるこ とにより、 ポリ シ リ コ ン抵抗異常や配線シ ョー トなどの発生するという問題があった。 したがって、 研 磨粒子をできるだけ少な く することが必要であつた。
発明の開示
本発明の第 1の目的は、 上記従来技術の問題に鑑みてなさ れたもので、 ロ ッ ト毎の安定性や保存性に優れ、 基板ゃ被ポ リ ッ シング膜に傷の付かない研磨剤を得るこ とにある。
本発明の第 2の目的は、 基板ゃ被ポ リ ツ シ ング膜に傷をつ ける こ とな く、 ロ ッ ト ごとにばらつきを起こさずに、 良好な 仕上げ研磨を行なう半導体ゥェ一ハの研磨方法を提供する こ とにある。
本発明の第 3の目的は、 C M P法を用いて、 デイ ツ シング 等を引き起こすこ となく 、 かつロ ッ ト ごとにばらつきを起こ さずに、 半導体基板の被ポ リ ツ シング膜を平坦化し得る半導 体ゥ ュ一ハの研磨方法を提供するこ とにある。
本発明の研磨剤は、 シリカ粒子を主成分とする研磨粒子と、 水からなる溶媒と、 水溶性セルロースとを含有し、 前記水溶 性セルロースの濃度を C重量％と したとき、 アルカ リ金属不 純物の含有量が 5 C p p m以下である ことを特徴とする。
また、 本発明の半導体ウェハのポリ ッ シング方法は、 イ ン ゴッ トからスライ スされ、 複数回研磨された半導体ゥヱーハ のポ リ ツ シング面に、 シリ力粒子を主成分とする研磨粒子と、 水からなる溶媒と、 水溶性セルロースとを含有し、 水溶性セ ルロースの濃度を C重量％と したとき、 アルカ リ金属不純物 の含有量が 5 C p p m以下である研磨剤を適用し、 仕上げの ポ リ ッ シングを行なう工程を含む。
さ らに、 本発明の他の半導体ウェハのポリ ッシング方法は、 半導体基板上に形成された被ポ リ ッ シング膜に、 シ リ 力粒子 を主成分とする研磨粒子と、 水からなる溶媒と、 水溶性セル ロースとを含有し、 水溶性セルロースの濃度を C重量％と し たと き、 アルカ リ金属不純物の含有量が 5 C p p m以下であ る研磨剤を供給しながら化学的機械的研磨を行う工程を含む。 本発明の研磨剤は、 使用される水溶性セルロースのアル力 リ金属元素の含有量を低く調整されているため、 研磨後のゥ ェ一ハの純度を低下させるこ とがない。
また、 本発明の研磨剤は、 研磨粒子と、 アルカ リ金属元素 の含有量を低く調整された水溶性セルロースとを組み合わせ て用いるこ とによ って、 ロ ッ ト毎にばらつきのない研磨剤が 得られ、 研磨剤の物性値と く に p H値の安定性に優れ、 ばら つきのない安定した研磨を行なう こ とができる。
本発明の研磨剤は、 シ リ コ ン半導体などのゥ 一ハの仕上 げ研磨に最適であり、 この研磨剤を用いてポリ ッ シングをお こな う と、 ウ ォーターマークを形成する こ とな く 、 ウェハの 研磨を行なう ことができる。 また、 ゥエーハ上の被ポリ ッ シ ング膜を研磨する場合には、 デイ ツ シング状の窪みを形成す る こ とな く ポ リ ツ シングが可能になる。
図面の簡単な説明
図 1、 本発明の研磨剤を適用 し得るポリ ッ シング装置の概 略を表わす図を示す。
図 2 Aないし図 2 Eは、 半導体装置の各製造工程を表わす 断面図を示す。
図 3 Aないし図 3 Gは、 ポ リ ツ シングの各工程を表わす断 面図を示す。
図 4 Aないし図 4 Cは、 C u配線を形成する各工程を表わ す断面図を示す。 図 5 は、 ポリ ツ シング加工部分を説明するための概略的な 斜視図を示す。
図 6 は、 ポリ ツ シング加工部分を説明するための概略的な 断面図を示す。
図 7 、 C M Pを行った半導体基板の断面図の様子を表わす 概略断面図を示す。
図 8 は、 シリ カ濃度と、 ポ リ ツ シングレー ト （ n m Z m i n ) 及び被ポリ ツ シング膜の均一性 （ 1 び％) との関係を表 わすグラフ図を示す。
図 9 は、 シリ カ濃度と、 デイ ツ シング量との関係を表わす ダラフ図を示す。
図 1 0 は、 シリ カ濃度と、 シ ンニング量との関係を表わす グラフ図を示す。
発明を実施するための最良の形態 本発明者らは、 上記目的を達成するために鋭意研究を重ね た。 その結果、 特にウ ォーターマークの防止等に効果が大き い水溶性セル口ースを研磨剤中に使用した場合、 その原料中 に多量に含有されているナ ト リ ゥムの様なアル力 リ金属元素 が多量に研磨剤中に存在し、 上記問題の原因となっていると いう知見を得た。
そ して、 かかる水溶性セルロースを精製することにより、 アルカ リ金属を特定の値以下まで取り除き、 研磨剤の純度を 飛躍的に高めた。 このような研磨剤を用いる ことによってシ リ コ ンゥ ヱ ーハ及びデバイ スの汚染を大幅に抑える ことによ り、 本発明を完成するに至った。 本発明の研磨剤は、 シリ カ粒子を主成分とする研磨粒子と、 水と、 水溶性セルロースとを含有し、 水溶性セルロースの濃 度を C重量％と したとき、 アルカ リ金属不純物の含有量が 5 C p p m以下であることを特徴とする。
また、 本発明によれば、 上述の研磨剤を、 ィ ンゴッ トから スライ スされ、 複数回研磨された半導体ゥヱ一八のポ リ ッ シ ング面に適用し、 仕上げのポ リ ッ シングを行なう工程を含む 半導体ウェハのポ リ ッ シング方法が得られる。
さ らに、 本発明によれば、 上述の研磨剤を、 半導体基板上 に形成された被ポ リ ツ シング膜に適応し、 化学的機械的研磨 によ り平坦化を行なう工程を含む半導体ウェハのポリ ッ シン グ方法が得られる。
本発明に使用される水溶性セルロースの種類は、 特に制限 無く 公知のものが使用できる。 例えば、 メ チルセルロース、 メ チルヒ ドロキシェチルセルロース、 メ チルヒ ドロキシプロ ピルセルロース、 ヒ ドロキシェチルセルロース、 ヒ ドロキシ プロ ピルセルロース等の水溶性のセルロース及びその誘導体 が挙げられる。
水溶性セルロースの作用は、 主と してポリ ッ シング時のゥ エ ーハ上への傷を減らすこ ととゥュ一ハ上に親水性膜を形成 することである。 かかる観点より、 上記水溶性セルロースの 中でも、 ヒ ドロキシェチルセルロースは、 親水性膜を形成さ せ易く好ま しい。
研磨剤中の水溶性セルロースの含有量は、 用いる水溶性セ ルロースの分子量等にも依存するため一概には限定できない が、 研磨剤全量に対し、 0 . 0 5〜 4重量％の範囲、 好ま し く は 0 . 1 〜 1重量％の範囲、 さ らに好ま しく は 0 . 1〜 0 . 5重量％の範囲が好適である。 0 . 0 5重量％未満では均一 な親水性膜が形成しに く い場合がある。 また、 使用する水溶 性セルロースの分子量等にも依るが、 4重量％を越えると研 磨剤の粘度が高く なり過ぎて取り扱い難く なる傾向がある。 本発明者らが調べたと ころ、 水溶性セルロースの金属、 特 にアルカ リ金属不純物は市販の水溶性セルロース中に意外に 多く 含まれている こ とがわかった。 これらのアル力 リ金属不 純物は、 シ リ コ ンゥエーハのポ リ ッ シング等においてウェハ の純度、 及び研磨剤の p H等の特性の安定性を損なうなどの 問題の一因となっている。 因みに、 一般的に巿場から入手で きる水溶性セルロースは N a等の不純物を数千〜数万 p p m 含んでいる。 また、 このような不純物の含有量は、 ロ ッ ト毎 にばらつきが大きいため、 市販の水溶性セルロースを用いて も、 ロ ッ ト毎に一定の品質の研磨剤を製造することが難しい。 このよ う に水溶性セルロースがアル力 リ金属元素を多く 含 む理由は次の通りである。 水溶性セルロースは、 一般に、 ノ、。 ルプゃコ ッ ト ンを原料と して、 苛性ソーダを用いて一旦アル カ リ セルロースを生成させ、 続いて酸化エチレ ン等を反応さ せて水溶性セルロースを合成することによって得られる。 し かしながら、 洗浄等による不純物、 特に N a成分等の除去が 完全でないため、 得られた水溶性セルロースにアル力 リ金属 元素が残留する。
水溶性セルロースから不純物を取り除く試みはいく つか報 告されている。 例えば、 特開昭 5 3— 1 0 2 3 9 3号ではグ リオキザ一ルをヒ ドロキシェチルセルロースに結合せしめ、 一旦セルロースを不溶性にして洗浄し、 その後架橋を解いて 元のヒ ドロキシェチルセルロースに戻す方法が示されている。 しかしながら、 このような水洗だけでは、 N a等の不純物を 完全に取り除く こ とは難しい。 また、 特開昭 6 2— 3 2 1 0 1号には、 ヒ ドロキシェチルセルロースを酸性アルキル燐酸 エステルを含む有機溶剤または有機溶剤と水の混合溶媒で処 理するこ とにより、 該セルロース中のアルカ リ金属分を除去 する方法が示されている。 また、 特開昭 5 0— 8 3 4 2 7号 には、 不純物と して酢酸ナ ト リ ウムを含んだヒ ドロキシェチ ルセルロースから、 酢酸ナ ト リ ゥム中のナ ト リ ゥムイオンだ けを除去するために、 陽ィォン交換樹脂を用いて精製する方 法が示されている。 この例では陽イオン交換樹脂のみを使用 しており、 さ らに水酸化アンモニゥムを添加し、 生成した酢 酸アンモニゥムによってカビの発生を防止するこ とを目的と している。
本発明においては、 水溶性セルロース水溶液中からアル力 リ金属元素を除去する方法はと く に限定されない。 好適な例 と しては、 水溶性セル口一ス水溶液を H型ィォン交換樹脂及 び 0 H型ィォン交換樹脂とそれぞれ接触させる方法を挙げる こ とができ る。 H型イオ ン交換樹脂と 0 H型イオ ン交喚樹脂 の両者を使用して高純度化する こ とによって、 上述したよう に、 N a等の金属イオンのみではなく 、 水酸基以外の陰ィォ ン も除去できる。 また、 水溶性セルロースから不純物を取り 除く ための従来の方法を、 必要に応じて併用するこ と もでき 本発明においては、 上述のように、 用いられる水溶性セル ロースの精製において、 N a等の金属イオンのみではなく 、 水酸基以外の陰イオンも除く ことが望ま しい。 その一理由は、 水酸基以外の陰ィォンが存在した場合には、 水溶性セル口一 ス水溶液は酸性を呈するため、 p H調製に必要な水溶性ア ミ ンの添加量が一定しなく なり、 また、 ロ ッ ト毎に p H値が変 動して一定の品質の研磨剤が得られないこ とにある。
本発明において、 上述のイオン交換処理に使用される水溶 性セルロース水溶液中の水溶性セルロースの濃度は、 水溶性 セルロースと して様々な分子量のセル口一スが存在するため、 一概には決められないが、 たとえば好ま しく は 0 . 0 5〜 4 重量％の範囲、 好ま し く は 0 . 1〜 1重量％の範囲が良ぃ。 イオ ン交換処哩の作業性から見れば、 水溶性セルロース水溶 液の好ま しい粘度は、 5〜 1 0 0 0、 さ らに好ま し く は 1 0 〜 3 0 0 c Pの範囲である。 イオン交換処理後の水溶性セル ロース水溶液は純水で薄めるこ ともできる し、 逆に濃縮や乾 燥させるこ ともできる。
このようにして水溶性セルロースの濃度を、 ポリ ッ シング 装置に適用するための最終的な任意の濃度に合わせるこ とが できる。
上記水溶性セルロース水溶液とイオ ン交換樹脂との接触方 法は、 H型イオン交換樹脂と O H型イオン交換樹脂とにそれ ぞれ別々に接触させても良いし、 あるいは H型イオン交換樹 脂と O H型イオン交換樹脂の混合物に同時に接触させても良 い。 またかかる接触は、 回分式でも流通式でもよい。 好ま し い例と して、 H型イオ ン交換樹脂と 0 H型イオ ン交換樹脂の 混合物を充填した樹脂等に、 一方方向から水溶性セルロース 水溶液を一定速度で供給する方法が挙げられる。
なお、 上記のイオン交換処理された水溶性セルロース水溶 液は、 ろ過等により微粒子を取り除く こ とができる。 このと き使用し得るろ過フィ ルタの孔径は、 好ま し く は 5 以 下、 さ らに好ま し く は 1 0 m以下、 さ らにまた好ま しく は 以下である。 このよう に、 フィ ルタでろ過した水溶性 セルロースを本発明の研磨剤に使用すると、 ポリ ツ シング後 のゥヱ 一ハ上のダス ト量が低下するので好ま しい。
このよ うにして、 本発明に使用される水溶性セルロースは、 そのアルカ リ金属元素含有量が、 上記精製処理により、 規定 値すなわち水溶性セルロースの濃度を C重量％と したとき、 アル力 リ金属不純物の含有量が 5 p p m以下であるように精 製され得る。
本発明に係る研磨剤は、 好ま しく は、 p H調整剤により、 その p Hが調製されている。
P H調整剤は、 研磨剤の p Hをアルカ リ側にし、 ポリ ッ シ ング作用を促進するために添加される。 また、 シリ カを含む 研磨剤においては、 シリ 力と水溶性セルロースの凝集を防ぐ ために、 ポ リ ツ シ ング時の p Hを 8以上にするために添加さ れる。
具体的には、 ポリ ツ シング時の研磨剤の p Hを 8 〜 1 1 の 範囲、 好ま し く は 9 〜 1 0 . 5の範囲、 さらに好ま しく は 9 . 5 〜 1 0 . 3の範囲にするこ とができる。 p H 8未満ではポ リ ッ シング速度が不十分であつたり、 水溶性セルロースと シ リ 力がゲル化反応を起こす傾向がある。 p Hが 1 1 を超える とゥヱ ー ハ表面が荒れる傾向がある。
P H調整剤は、 好ま し く は 2 0 °Cにおける蒸気圧が 1 3 3 P a以下である。 p H調整剤と しては水溶性ァ ミ ンが好ま し く 用いられる。 2 0 °Cにおける蒸気圧が 1 3 3 P a以下であ る水溶性ァ ミ ンを用いると、 研磨剤の保存性やポリ ッ シング の安定性等を向上する効果がある。 蒸気圧が 1 3 3 P a より 高いものは、 研磨剤中より気散し易いため、 水溶性セル口— スの純度と共働して研磨剤の保存性やポリ ッ シングの安定性 を向上させる作用が低下する傾向がある。
水溶性ァ ミ ンの代表例を例示すると、 ジエタノールァミ ン、 ト リ エタ ノ ールァ ミ ン、 ジエチ レン 卜 リ ア ミ ン、 ト リヱチ レ ンテ ト ラ ミ ン、 テ トラエチレンペン夕 ミ ン、 ペンタエチ レン へキサ ミ ン、 ト リエチレンジァ ミ ン、 2—ア ミ ノエタノール、 ポ リ エチレンィ ミ ン、 ア ミ ノエチルエタノールア ミ ン等が挙 げられる。 また、 上記ァ ミ ンの群の中の 2つ以上の混合物、 あるいは 2 0重量％以下の比率で上記以外のアル力 リ剤でァ ルカ リ金属元素を含有しないもの、 例えば、 アンモニア、 蒸 気圧が比較的高いァ ミ ン等を含んでいても良い。
水溶性ア ミ ンの添加量は研磨剤の性能を維持できる範囲で あれば特に限定されない。 通常、 研磨剤のポ リ ッ シング時の p Hが目的の値、 具体的には、 8〜 1 1の値となるように 0 . 1 〜 2 0重量％の範囲から適宜選択される。 なお、 仕上げ研 磨剤においては、 ポリ ツ シング速度の高さはあま り重要視さ れないため、 水溶性ア ミ ンと しては、 塩基性の弱いものの方 が研磨剤に用いたときの保存性や研磨作用の安定性に優れて いる傾向にある。
上記例示した水溶性ァ ミ ンの中でも、 ト リエタノ ールア ミ ンは蒸気圧が非常に低く 、 かつ比較的塩基性が弱いために研 磨剤に用いたときの保存性や研磨作用の安定性に優れており 好ま しい。 水溶性ァ ミ ンと して ト リエタノールア ミ ンを用い た場合、 ト リエタノ ールァ ミ ンの配合量は比較的高い方が良 く 、 その研磨剤全重量に対し、 好ま し く は 1 〜 1 5重量％の 範囲、 さ らに好ま し く は 3〜 1 0重量％の範囲となるように 添加するこ とができる。
シ リ カと しては、 高純度のものが好ま しく 用いられる。 代 表的なシリ カと しては、 アルコキシシラ ンを原料に用いて、 加水分解して製造されるコロイダルシリ カがあげられる。 コ 口ィダルシ リ カは、 S i 以外の全金属不純物量を 1 p p m以 下にするこ とが比較的容易である、 シ リ カ粒子の平均一次粒 子径例えば電子顕微鏡で測定される平均粒子径は、 この好ま し く は 1 0〜 ： L O O n mの範囲、 より好ま し く は 3 0〜 6 0 n mの範囲が好ま しい。 また、 平均二次粒子径例えば粒度分 布計で測定される平均粒子径は、 好ま し く は 2 0〜 2 0 0 η mの範囲、 より好ま し く は 3 0〜 1 2 0 n mの範囲である。 シ リ 力粒子の粒度分布はある程度の幅を持っていてもよいが、 粒度分布は狭い方が望ま しい。 また、 好ま し く は 5 0 0 n m 以上、 より好ま し く は 2 0 0 n m以上の粗粒を含まない。
本発明に用いられる他のシリ カと しては、 酸素と水素より なる火炎中で四塩化硅素を燃焼させて製造されるフユ一ム ド シリ カがあげられる。 フユ一ム ドシ リ カは、 製造方法によつ ては高純度化が可能であり、 好適に使用される。 一般的に市 販されているフューム ドシ リ カのうち、 S i 以外の金属の含 有量が 1 p p m以下のものを選択して使用することができる。 かかるフューム ドシ リ カは、 現在、 比表面積が 5 0 〜 5 0 0 m 2 Z gの範囲のものが製造可能であるが、 シ リ コ ンゥヱ一 ハゃデバイスのポ リ ッ シングに使用するために比表面積が 2 O O m Z Z g以上のものが好ま しい。 また、 フユ一ム ドシリ 力を本発明の研磨剤に使用する場合には、 研磨剤中にシリ カ が微分散していることが望ま しい。
本発明の研磨剤において、 シ リ カの含有量は、 シ リ カの効 果を十分発揮させるために、 研磨剤全重量の好ま し く は 0 . 1 〜 5 0重量％、 より好ま しく は 5〜 2 0重量％である。 本発明では、 研磨剤中のアルカ リ金属元素の含有量を、 使 用する水溶性セルロースのアル力 リ金属元素の含有量、 及び シ リ カの純度を管理するこ とにより調整し、 水溶性セル口一 スの濃度を C重量％と したときのアルカ リ金属元素の含有量 力 5 C p p m以下となるようにしている。
また、 P H調製剤と して水溶性ア ミ ンを用いた場合にも、 アルカ リ金属元素の含有量を 5 C p p m以下することにより、 研磨剤の再限定及び安定性を良好とすることができる。
本発明の研磨剤において、 アルカ リ金属元素以外の金属元 素や O Hイオン以外の陰イオンについても上記アル力 リ金属 元素と同程度に調製する こ とがより好ま しい。 セルロース中 には N a等のアルカ リ金属元素と同時に、 アルカ リ金属元素 以外の金属元素や陰イオ ン不純物が含有されている。 イオ ン ク ロマ トの測定によって、 未精製のセルロース溶液中には、 陰イオ ン不純物と して N On — 3 5. 3 p p m、 P 04 υ" 7. 9 p p mが検出されている。 このよ うな陰イオン不純 物は、 アルカ リ金属元素等の陽イオン不純物と同様に、 研磨 剤の p H値に影響を与える。 つま り、 陽イオ ン不純物ゃ陰ィ オ ン不純物が多量に存在すると研磨剤のロ ッ ト間で p H値の ばらつきが大き く なり、 研磨速度のばらつきにながるという 問題がある。
一般に、 研磨剤中に含まれている陽イオン不純物としては、 前記したアルカ リ金属元素以外に Z n、 P b、 N i、 C o、 F e、 C r、 M g、 C u、 A g、 T i、 C a、 A l等の金属 元素のイオンがある。 また、 陰イオン不純物と しては、 N O 3 — 、 P O , 3一、 F― 、 C I— 、 B r― 、 S 04 2 等がある。 本発明においては、 水溶性セルロースの濃度を C重量％と したときアルカ リ金属元素の含有量を 5 C p p m以下と しな ければならないが、 研磨剤の研磨速度のばらつきを防止する ためには、 アルカ リ金属元素とそれ以外の金属元素を含めた 陽イオ ン不純物を 5 C p p m以下とすることが好ま しい。 さ らに、 陰イオン不純物の含有量も 5 C p p m以下とするこ と が好ま しい。
こ のよ う に陽イ オ ン不純物および陰イオ ンを上記値以下に 調整するこ とによって、 ロ ッ ト間での p H値のばらつきが小 さ く なり、 研磨速度のばらつきの小さい研磨剤を得る こ とが できる。
本発明の研磨剤の用途は特に制限無く、 かかる組成で使用 されるポ リ ッ シ ングに使用する こ とができる。 例えば、 化学 的機械的研磨に使用してもよい。
本発明の研磨剤は、 ポ リ ッ シング時には前記組成で使用さ れるが、 取り扱い時の容易性のため、 この組成を溶媒に対し、 2〜 2 0倍の濃度に調整されたものを商品とするこ とが好ま しい。
上述のように 2 〜 2 0倍の濃度に調整された研磨剤を希釈 して使用するときには、 純水を使用して、 アルカ リ金属元素 の混入を防止する ことが望ま しい。
また、 本発明の研磨剤を用いて基板などをポリ ツ シ ングす る場合は、 通常純水やイオン水などの分散媒で希釈して用い る。 半導体ゥヱ一ハをポ リ ツ シ ングする場合は、 2 〜 1 0倍 に希釈して用い、 半導体基板上の成膜 （被ポ リ ッ シング膜） をポ リ ツ シ ングする場合は、 2 0倍程度に希釈して用いる。 したがって、 研磨剤は、 2 〜 2 0倍程度に希釈して用いられ る。 この場合、 ゥエ ーハなどをポ リ ッ シ ングする研磨盤上の 半導体ゥュ一ハには研磨剤のノ ズルと分散媒のノズルの両方 から研磨剤と分散剤とをそれぞれ供給する。 上記の研磨剤を希釈して基板をポ リ ッ シングする時の水溶 性セルロースの濃度は、 0. 0 0 2 5〜 0. 8重量％が良く、 好ま しく は 0. 0 0 5〜0. 2重量％、 とく に好ま しく は 0. 0 0 5〜 0. 1重量％が適当である。 また研磨剤に添加され る水溶性ァ ミ ンの含有量は、 0. 0 0 5〜 4重量％が良ぃ。 と く に 0. 0 5〜 3重量％が良く、 好ま しく は 0. 1 5〜 2 重量％が適当である。 この時のシリ カの含有量は、 0. 0 0 5〜 1 0重量％が良く、 と く に 0. 2 5〜 4重量％が適当で ある o
また、 本発明の好ま しい態様によれば、 シ リ カ粒子を主成 分とする研磨粒子 0. 1〜5 0重量％と、 水からなる溶媒と、 水溶性セルロース 0. 0 5〜 4重量％と、 2 0 °Cにおける蒸 気圧が 1 3 3 P a以下の水溶性ァ ミ ン 0. 1〜 2 0重量％を 含有し、 前記水溶性セルロースの濃度を C重量％としたとき、 アルカ リ金属不純物の含有量が 5 C p p m以下であるこ とを 特徴とする研磨剤が提供される。
本発明の好ま しい態様によれば、 アルカ リ金属を特定の値 以下まで取り除いた水溶性セルロースと、 p H調整剤と して 選択された特定のァ ミ ンとを併用する こ とによ り、 研磨剤の 保存性、 口 ッ ト毎の研磨剤のばらつきのなさ、 及びポリ ッ シ ングの安定性を著しく 向上させる こ とが可能となる。
本発明の好ま しい態様においては、 シリ 力の含有量は好ま し く は 5〜 2 0重量％、 水溶性セルロースの濃度は、 好ま し く は 0. 1〜 1重量％、 と く に好ま し く は 0. 1〜 0. 5重 量％、 研磨剤に添加される水溶性ァ ミ ンの含有量は、 1〜 1 5重量％が好ま し く、 さ らに好ま しく は 3 〜 1 0重量％であ る o
この研磨剤を用いて C M Pを実施する場合、 研磨剤をィォ ン水などの分散剤で希釈して用いるようにしても良い。 研磨 剤の粘度は 1 〜 1 0セ ンチボイズ （ c P ) が適当である。
本発明の研磨剤は、 シ リ カなどの研磨粒子と、 溶媒である 水と、 親水性膜を形成する水溶性セルロースと、 必要に応じ て添加される水溶性ア ミ ンなどの p H調整剤とから構成され ている。 水溶性セルロースに含まれる N a不純物は、 0 . 0 5 〜 1 p p m程度である。
また、 本発明のポ リ ッ シング方法では、 本発明の研磨剤と この研磨剤とは組成の異なる研磨剤とを併用してポ リ ッ シ ン グするこ とが好ま しい。 この場合、 基板をポリ ツ シングする 研磨盤上の半導体ゥエ ーハには本発明の研磨剤のノズルと他 の研磨剤のノ ズルの両方からそれぞれ研磨剤を供給する。
図 1 は、 本発明の研磨剤を適用し得るポリ ッ シング装置の 概略を表わす図であって、 シ リ コ ン半導体などのゥヱ一ハゃ ゥヱ一ハ上に形成された成膜をポリ ッ シングするためのポ リ ッ シング装置を示す。 以下にその機構を説明する。
図示するように、 ステージ 2 1上にベア リ ング 2 2を介し て研磨盤受け 2 3が配置されている。 この研磨盤受け 2 3上 には研磨盤 2 4が取り付けられている。 研磨盤 2 4の上には ゥヱーハをポリ ッ シングする研磨布 2 5が張り付けられてい る。 研磨盤受け 2 3及び研磨盤 2 4を回転させるためにこれ らの中心部分に駆動シャ フ ト 2 6が接続されている。 この駆 動シャ フ ト 2 6 は、 モータ 2 7 により回転ベル ト 2 8を介し て回転される。 一方、 ゥヱ一ハ 2 0 は、 研磨布 2 5 と対向す る位置に配置され、 真空又は水張り により吸着盤 3 1 に取り 付けられた吸着布 3 0及びテンプレー ト 2 9 に固定されてい る。 吸着盤 3 1 は、 駆動シャ フ ト 3 2 に接続されている。 ま た、 この駆動シャ フ ト 3 2 は、 モータ 3 3 によりギア 3 4及 び 3 5を介して回転される。 駆動シャ フ ト 3 2 は、 駆動台 3 6 に固定されている。 駆動台 3 6 は、 シ リ ンダ 3 7 に取り付 けられ、 このシ リ ンダ 3 7による上下の移動に伴い、 駆動台 3 6 は、 上下する。 吸着盤 3 1 に固定されたゥ 一ハ 2 0 と 研磨布 2 5の間には、 本発明の研磨剤が供給される。 このよ うにしてゥェ一ハ 2 0のポリ ッ シングが行われる。
次に、 図 2 Aないし図 2 Eを参照し、 半導体基板上の被ポ リ ッ シング膜を図 1のポリ ッ シング装置によりポリ ッ シング する方法を説明する。
図 2 Aないし図 2 Eは半導体装置の各製造工程を表わす断 面図である。 これらの図は、 シ リ コ ン半導体基板に溝部を形 成し、 この溝部を C V D酸化膜で埋め込み、 ポリ ツ シング装 置により平坦化する素子分離法とそのプロセスを示している。 まず、 シ リ コ ン半導体基板 1上に酸化膜をポ リ ッ シングす るときのス ト ッパー膜となる窒化珪素膜 2を厚さ約 7 0 n m 堆積する。
その後、 溝部形成用マスク となる C V D酸化膜を窒化珪素 膜 2の上に体積する。 マスク及びス ト ッパ一膜をパターニングするために図示し ないフ ォ ト レ ジス トを C V D酸化膜の全面に塗布する。 次に、 このフ ォ ト レジス トをパターニングし、 これをマスクにして C V D酸化膜とその下のス ト ッ パー膜である窒化珪素膜 2を R I E法などにより開口する。 次に、 開口された C V D酸化 膜と窒化珪素膜 2をマスクにしてさ らに R I E法でシ リ コ ン 半導体基板 1 に、 図 2 Aに示すように、 溝部 5を形成する。 溝部 5を形成した後にゥュ ッ ト処理により C V D酸化膜や R I E加工時の反応生成物とダメ ージ層を取り除く。
そ して、 図 5 Bに示すように、 窒化珪素膜 2の上及び溝部 5に C V D酸化膜 6 も し く は B P S G膜を堆積する。
この C V D酸化膜 6を被ポリ ッ シング膜と して図 1 に示す ポリ ッ シ ング装置を用いてポ リ ツ シ ングする。 このポリ ッ シ ング装置には本発明にかかる研磨剤を適用する。 研磨剤に均 一に分散するために窒化珪素粒子をコロイ ド状態にして分散 する。 研磨剤の粘度は 1〜 1 0 c Pが適当である。 なぜなら、 粘性が低いと研磨粒子を均一に分散させるこ とが難しく、 ま た、 粘度が高いとメ カニカルポ リ ッ シュ性が強く なり、 ゥェ ーハの反りや膜厚の均一性が C M P後の均一性に大き く影響 するようになる。 したがって均一性を得ることは難しくなる。 ポ リ ッ シング温度は、 2 0〜 7 0 °Cが適しており、 と く に 高温処理ではケ ミ カルな作用が強く なる。 こ のポリ ッ シ ング 装置によるポリ ッ シングは、 例えば、 1 0 0 r p m程度で回 転する研磨盤 2 4の上の研磨布 2 5 に押し付けられて行われ る。 その時の研磨盤 2 4の回転数は、 2 0〜 2 0 0 r p mで あり、 押し付け圧力は、 5 0〜 5 0 0 g/ c m2 である。
図 2 Cに、 C V D酸化膜 6をこのポ リ ッ シング装置で平坦 化した後の状態を示す。
ポ リ ツ シング後、 図 2 Dに示すように、 ス ト ッ ノ、°一膜であ る窒化珪素膜 2をエッ チング除去する。 このあと、 仕上げの ポ リ ツ シングを行い、 図 2 Dに示すように、 半導体基板面と C V D酸化膜 6の表面を一様な面に仕上げる。 このポリ ッ シ ングにより、 シ リ コ ン半導体基板 1及び埋め込んだ C V D酸 化膜 6にディ ッ シングが無い良好な加工形状を得ることがで きた。
次に、 図 3 Aないし図 3 Gを用いて、 半導体基板に形成し た溝部にポ リ シリ コンを埋め込む工程を説明する。 図 3 Aな いし図 3 Gは、 ポリ ツ シングの各工程を表わす断面図を示す。 シ リ コ ン基板 1の主面の深さ 1 0〜 5 0 n m程度までの部 分を熱酸化してバッ フ ァ酸化膜 （S i On ) 8を形成する。 その後 2回目のポ リ シ リ コ ン膜をポリ ッ シングするときのス ト ッパー膜に用いられ、 且つ素子領域を保護するためのマス ク と して用いられる窒化珪素膜 2を、 バッ フ ァ酸化膜 8の上 に厚さ 7 0 n m程度堆積する。 その後、 溝部形成用マスク と なる C V D酸化膜 3を窒化珪素膜 2の上に堆積させる。 マス ク及び窒化珪素膜をパターニングするために、 フ ォ ト レジス トを C V D酸化膜 3全面に塗布しこれをパターニングする。 このフ ォ ト レジス トをマスク に して C V D酸化膜 3 とス ト ツ パ一膜となる窒化珪素膜 2を R I E法などにより同時に開口 する。 半導体基板 1 に溝部 7を形成し、 その後、 ゥエ ツ ト処 理により R I E加工時の反応生成物とダメ一ジ層を取り除き、 その後溝部の内表面を熱酸化して酸化膜 1 1を形成する。 次 に、 図 3 Aに示すように、 減圧 C V Dなどにより ポ リ シ リ コ ン膜 1 2を溝部の内部及び C V D酸化膜 3の上に堆積させる。 次に、 ポ リ シ リ コ ン膜 1 2を被ポリ ッ シング膜と して図 1 に示すポリ ッ シ ング装置を用いて 1回目のポ リ ッ シ ングを行 う。 この 1回目のポ リ ッ シングにおけるス ト ッパ一膜には C V D酸化膜 3が用いられる。 ポ リ ツ シ ングにより、 図 3 Bに 示すように、 ポリ シ リ コ ン膜 1 2が平坦化される。
1回目のポリ ツ シング後、 図 3 Bに示すように、 C V D酸 化膜 3を H Fを含むェッチ ング液によりエッチングする。 図 示するように、 C V D酸化膜 3を取り除く結果ポ リ シ リ コ ン 膜 1 2は、 半導体基板 1 から突出した状態になっている。
次に、 こ の突出した状態のポ リ シ リ コ ン膜 1 2を被ポリ ッ シ ング膜と して図 1 に示すポリ ッ シ ング装置を用いて 2回目 のポ リ ッ シ ングを行う。 このポリ ッ シ ング装置に用いる研磨 剤は前記 1回目のポリ ツ シ ングと同じである。 2回目のポ リ ッ シングにより、 図 3 Dに示すように、 ポ リ シ リ コ ン膜 1 2 が窒化珪素膜 2 に対し平坦化される。 この平坦化によりディ ッ シングされずに溝部がポリ シリ コン膜 1 2で埋め込まれる。 窒化珪素膜 2の一部は、 そのまま L 0 C 0 S用のマスク と し て使用されるので、 その部分の上には、 図 3 Eに示すように、 フ ォ ト リ ソグラフィ 工程を経てフ オ ト レジス ト 1 3が形成さ れる。
そ して、 窒化珪素膜 2のフ オ ト レジス ト 1 3で被覆されて いる領域を除く領域を R I E等で除去後、 図 3 Fに示すよう にフ ォ ト レジス トを剥離する。 そ して、 熱処理によ り半導体 基板 1表面を図 3 Gに示すよ う に L O C O S酸化膜 1 4で被 覆する。 L 0 C 0 Sマスクは周辺部がオーバーポリ ッ シュの ために薄く なりパーズビークができるが、 この場合はバ一ズ ビークは従来より小さ く 形成されるので、 パーズビークの形 成によるエリ ア面積の減少がデバイス特性に大き く影響する ほどのこ とはない。
本発明では、 新規な構成の研磨剤を使用するこ とによ り図 3 Dに示すような良好な平坦形状を得るこ とができ、 その結 果、 図 3 Gに示すような L 0 C 0 Sパターン変換差がない良 好な加工形状を得るこ とができる。
次に、 図 4 Aないし図 4 Cを参照して、 図 1のポ リ ツ シン グ装置を用いて半導体基板上の埋め込み C u配線を形成する 工程を説明する。 図 4 Aないし 4 Cは、 C u配線を形成する 各工程を表わす断面図を示す。
半導体基板 1上に S i 0 2 などからなる C V D酸化膜 1 7 及びプラズマ C V Dで形成された S i 0 2 などの酸化膜 （以 下、 プラズマ酸化膜という） 1 5を続けて形成する。 次に、 プラズマ酸化膜 1 5をパターニングして半導体基板 1の所定 箇所に溝部 1 9を形成する。 その後、 図 4 Aに示すように、 溝部 1 9内及びプラズマ酸化膜 1 5の全面に C u膜 1 6を堆 積させる。
次に、 図 1のポ リ ツ シ ング装置を用いて、 プラズマ酸化膜 1 5をス ト ッパー膜と して C u膜 1 6をポリ ッ シングする。 プラズマ酸化膜 1 5が露出した段階で C u膜 1 6のポ リ ッ シ ングを終了させる。 この処理により溝部内にのみ C u膜が埋 め込まれ、 図 4 Bに示すように、 C u膜の埋め込み配線 1 6 が形成される。
続いて、 図 4 Cに示すように、 プラズマ酸化膜 1 5及び C u膜 1 6上に、 プラズマ酸化膜 （S i 0。 ） 1 8を形成する。 このポ リ ッ シングによ り半導体基板 1の表面がデイ ツ シン グのない平坦化された表面が得られる。 また、 2層目のブラ ズマ酸化膜 （S i 02 ) 1 8の形成が容易になる。 この C M P法による平坦化により 2層目、 3層目の電極配線 （図示せ ず） の形成も容易となる。
この発明の実施の形態において、 下地酸化膜や配線金属材 料と して、 プラズマ C V D S i 02 膜や C u膜などを用いた がそれぞれの所定の絶縁性能や金属配線と しての性能を満た せば、 プラズマ C V D S i 3 N 4 膜や A l、 A u、 Wその他 合金等他の材料であっても良く、 この下地酸化膜に形成され た配線溝の深さや被着した配線用金属材料の膜厚も適宜選択 する こ とができる。
本発明のポリ ツ シング方法に用いる研磨剤は、 C M P処理 時においてポリ ッ シング装置に装着された半導体基板をポ リ ッ シ ングする際に、 研磨剤を半導体基板の加工点に供給する と同時に分散剤 （イオ ン水） も加工点に供給する。
次に、 図 5及び図 6を参照して本発明のポ リ ッ シング方法 を説明する。
図 5 は、 図 1 に示すポ リ ッ シ ング装置の一部分である研磨 盤及び吸着盤と、 研磨盤上に研磨剤を供給する手段とを含む ポ リ ッ シング加工部分を説明するための概略的な斜視図を示 し、 図 6 は、 ポリ ツ シング加工部分を説明するための概略的 な断面図を示す。
こ こでは、 ポリ ツ シング時にィォン水を分散剤と して用い る。 純水や超純水は、 半導体装置の製造技術においてその有 用性は認められている。 純水は、 イオ ン、 微粒子、 微生物有 機物などの不純物をほとんど除去した抵抗率が 5〜 1 8 Μ Ω c m程度の高純度の水である。 超純水は、 超純水製造装置に より水中の懸濁物質、 溶解物質及び高効率に取り除いた純水 より さ らに純度の高い極めて高純度の水である。 電気伝導度 で表現する と、 純水の伝導率 /0は、 l O /z S c mより小さ く、 超純水の伝導率 Pは、 0 . 0 5 5 S c mより小さい。 これ らの水を電気分解するこ とによって半導体装置の製造に用い られる酸化性の強い酸性イオン水や還元性の強いアルカ リ ィ ォン水が生成される。
半導体製造装置に用いられるポ リ ッ シング装置において、 研磨布の加工点に研磨剤を注入するパイプと共に、 イオ ン水 を注入する別のパイプを設ける こ とができる。 すなわち、 研 磨剤は、 被ポ リ ッ シング膜が形成された半導体基板の加工点 で希釈して供給されるようにするこ とができる。 図 5のポ リ ツ シング装置は、 研磨盤 2 4を備えている。 研 磨盤 2 4には、 図示しない研磨盤受けを介して、 図示しない 駆動シャ フ トがその中心部分に接続されている。 そして研磨 盤 2 4の上には半導体ゥエ ーハなどの基板を研磨する研磨布 2 5が貼り付けられている。 研磨布 2 5 は、 発泡ポ リ ウ レタ ンゃポ リ ウ レタ ン不織布などから構成されている。 駆動シャ フ トは、 モータにより回転され、 研磨盤受け及び研磨盤 2 4 を回転させる。 半導体ゥュ一ハは、 研磨布 2 5 と対向する位 置にく るように真空などにより、 図示しない吸着布が設けら れた吸着盤 3 1 により吸着されている。 吸着盤 3 1 は、 駆動 シャ フ ト 3 2 に接続され、 この駆動シャ フ ト 3 2の移動によ つて吸着盤 3 1 に保持されている半導体ゥヱ一八が研磨布 2 5に押し付げられたり離れたりする。
半導体ゥヱ 一ハをポリ ッ シングする場合は、 本発明にかか る研磨剤を、 図 6 に示すように、 研磨剤タ ンク 4 0から研磨 剤供給パイプ 3 8を介して研磨布 2 5 に供給するとと もに、 電解槽 4 1 で生成されたイオン水をイオ ン水供給パイプ 3 9 から供給しながら行う。 そのために研磨剤供給パイプ 3 8 と イオン水供給パイプ 3 9 とは、 それらの先端のノズルが研磨 布 2 5の上方に半導体ゥ —ハを保特する吸着盤 3 1の近傍 に配置される。
そ して、 研磨布 2 5上に載置された半導体ゥユ ーハ上の加 ェ部分にこれらの供給パイプ 3 8 , 3 9から供給された研磨 剤とイオン水とが供給され、 混ぜ合わされるようになつてい る。 供給パイプ 3 8 , 3 9は、 研磨布 2 5の上の任意の位置 に移動可能になっている。 電解槽 4 1で生成された不要なィ オン水は、 排水パイプ 4 2により外部に排出される。
イオン水には、 アルカ リ イオン水と酸性イオン水があり、 電解槽内に固体電解質を配置し、 電解質つま り金属不純物を 含まない純水あるいは超純水を低電圧で電気分解を行う こ と によって任意の p Hのイオン水が生成される。 アルカ リ ィォ ン水の場合は、 研磨中に研磨レー トが変動した場合、 レー ト を速く するには P Hをよりアルカ リ性側に、 遅く するには中 性側に制御するこ とで安定した研磨が可能になる。 また、 酸 性イオン水の場合も研磨中に研磨レー トが変動した場合、 レ 一 トを速く するには p Hをより酸性側に、 遅く するには中性 側に制御することで安定した研磨が可能になる。
次に、 図 7ないし図 1 0を参照して研磨剤に含まれるシ リ 力粒子について説明する。
図 7 は、 C M Pを行った半導体基板の断面図の様子を表わ す概略断面図、 図 8ないし図 1 0は、 研磨剤の研磨粒子の含 有量を変化させたときのポリ ッ シ ング特性の変化を表わすグ ラ フ図である。
図 8 は、 シリ 力濃度と、 ポ リ ツ シングレー ト （ n m / m i n ) 及び被ポリ ツ シ ング膜の均一性 （ 1 σ % ) との関係を表 わすグラフ図を示す。 図中、 1 0 1 はポリ ツ シ ングレー トを 表わすグラフ、 1 0 2 は被ポリ ツ シング膜の均一性を表わす グラフを示す。 また、 図 9 は、 シリ カ濃度と、 デイ ツ シ ング ( di shing ) 量 （深さ n m ) との関係を表わすグラフ図、 及び図 1 0 は、 シ リ 力濃度と、 シ ンニング （thinning) 量 (深さ n m ) との関係を表わすグラフ図をそれぞれ示して いる。
図 7 は、 半導体基板に溝部 （ ト レ ンチ） を形成し、 この溝 部にポ リ シ リ コ ンを埋め込む工程を示している。 まず、 シ リ コ ン半導体基板 1 に窒化珪素 （ S i 3 ) 膜 2を体積させ てから、 所定の位置に所定の大きさで窒化珪素膜 2 に開口を 形成する。 この開口をマスク にして、 半導体基板 1 に溝部 5 を形成する。 次に、 窒化珪素膜 2 と溝部 5の内部とにポ リ シ リ コ ン膜 1 2を堆積させる。 このポリ シ リ コ ン膜 1 2を C M P によ りポ リ ツ シングする。 窒化珪素膜 2 は、 この C M Pの ス ト ッパーと して用いられ、 半導体基板 1 にはポリ ッ シング により窒化珪素膜 2が露出し、 溝部 5 には、 ポ リ シ リ コ ン膜 1 2が埋め込まれる。
この C M Pがうま く できないと、 ポ リ シ リ コ ン膜 1 2及び 窒化珪素膜 2がオーバ一ポリ ッ シュされて、 ポ リ シ リ コ ン膜 1 2表面及び溝部 5の周辺の窒化珪素膜 2表面は、 本来の表 面より深く 削られてしま う。 すなわち削られた部分にはディ ッ シング状の窪み 7が形成される。 窒化珪素膜が最も大き く 削られる量をシンニング量 （ t ) といい、 ポ リ シ リ コ ン膜が 最も大き く 削られる量をディ ッ シング量 （ d ) という。 これ らが量られる位置は、 窒化珪素膜 2の溝部 5の縁部分 （ t ) 及びポリ シ リ コ ン膜 1 2 の溝都 5のほぼ中心にある。 図 8な いし図 1 0 に記載されているように、 ポリ ッシングレー トは、 シリ カ濃度 （重量％) が濃いほど上昇し、 ほぼ 7 . 5重量％ でピークに達する。 均一性は 5重量％程度までは一様である が次第に小さ く なり （均一性が良く なる） 、 7 . 5重量％で ピークになる。 しかし、 ディ ッ シング量及びシンニング量は、 シ リ カ濃度が濃く なる と増大して窪みを大き く してしまい精 密なポリ ッ シングができなく なる。 この様な相反する特性を 勘案すると本発明の研磨剤に含有される シリ カ濃度は、 7 . 5重量％以下が適当であり、 より好ましく は、 5重量％以下、 と く に 5重量％が適当である。
本発明のポリ ツ シング方法では、 本発明の研磨剤とこの研 磨剤とは組成の異なる研磨剤とを併用してポ リ ッ シングする こ と もできる。 この場合には基板をポ リ ツ シングする研磨盤 上の半導体ゥュ一ハには本発明の研磨剤のノ ズルと他の研磨 剤のノズルの両方からそれぞれ研磨剤を供給する。 例えば、 第 1 の研磨剤ノズルからは研磨粒子と してシ リ カ粒子、 溶媒 と して水を用いピぺラ ジンを加えたスラ リ ーを半導体基板に 供給し、 第 2の研磨剤ノ ズルからは本発明のスラ リ ーを供給 する。
以下、 本発明を実施例を挙げて具体的に説明するが、 本発 明は、 これらの実施例に何ら制限される ものではない。
実施例 1
市販のヒ ドロキシェチルセルロースを用いて 0 . 5 6重量 %の水溶液 1 0 0 リ ッ トルを調製した。 これを以下、 液 I と いう） 。 液 I の粘度は 2 1 7 c P、 p Hは 6 . 5であった。 なお、 粘度は B型粘度計、 p Hは p Hメ ータ一を用いて、 そ れぞれ 2 5 °Cで測定した。
次に、 H型のイオン交換樹脂と 0 H型のイオン交換樹脂の 混合物 （オルガノ製、 ア ンバーライ ト ； M B— 2 ) を 1 0 リ ッ トルの筒に詰め、 該筒の下部から液 I 5 0 リ ッ トルを 1 リ ッ トル 分の速度で流した。 最初に出てきた約 1 0 リ ッ トル を捨て、 次に出てきた 3 0 リ ッ トルを分取した。 得られた溶 液を、 以下液 Π という。 液 Πの p Hは 4. 4、 1 0 0 °Cで乾 燥させて固形分濃度を測定したところ 0. 5 6重量％であつ た。
続いて、 上記液 II 2 0 k gに対してト リエタノールァミ ン， 純度 9 9 %以上， 2 0 °Cにおける蒸気圧は 1. 3 P a以下， を 2. 4 k g加えて均一に混合した。 以下、 これを液 mとい う。 なおこのァ ミ ンの純度分析を行ったところ、 金属元素及 び O H以外の陰イオンは全て 0. l p p m以下であった。 金 属元素については、 原子吸光法 （N a と K) 及び I C P法 (N a と K以外の金属元素） で、 陰イオンについてはイオン ク ロマ ト法によつて分析した。
上記液 ΙΠに、 さ らに砥粒と して、 アルコキシシラ ンを原料 に用いて加水分解して製造した高純度のコロイダルシリ カを 4. 8 k g と、 純水 2 0. 8 k g とを加え、 良く攪拌した。 以下、 これを液 IVという。 このコロイダルシリカの粒子径は、 電子顕微鏡で観察したところ、 9 9 %以上の粒子が 3 5〜 6 5 n mの範囲に入っていた。 なお、 このコロイダルシリ カの 純度分析を行ったところ、 金属元素はシリ カ換算で全て 0. 1 p p m以下であった。
さ らに、 上記液 IVを 6 〃 mのフィ ルターを通してろ過し、 仕上げ研磨剤を製造した。 この研磨剤の物性は、 何れも 2 5 °Cにおいて、 p H 1 0 . 1 2、 粘度 2 1 c P、 比重 1 . 0 6 7であった。 また、 上記研磨剤について、 不純物の分析を行 つたところ、 下記表 1 に示すような結果が得られた。
下記表 1 の結果からわかるよ う に、 イオン交換したものは アルカ リ金属元素及びその他の金属元素、 さ らには代表的な 陰イオンについても、 0 . 1 p P m以下の高純度化が達成で きているこ とがわかった。
以上の結果が示すよ う に、 H型イオ ン交換樹脂及び 0 H型 ィォン交換樹脂を用いて精製された水溶性セルロースと厳選 された高純度の水溶性ァ ミ ンおよびシ リ 力を用いる ことによ り、 水溶性セルロース濃度 0 . 2 3重量％より前記式により 算出されるアルカ リ金属元素の含有量の上限である 1 . 2 p P m以下の仕上げ研磨剤を製造するこ とができた。
次に、 上記のように製造した研磨剤の特性を調べた。
上記研磨剤を用いてシ リ コ ンゥヱ一ハのポ リ ツ シング試験 を行った。 ポリ ツ シング装置には市販の研磨機を用い、 パッ ドには不織布タイプのものを用いた。 上記研磨剤を純水で 5 倍に希釈した溶液を、 供給速度 2 0 0 m l Z分で研磨パッ ド 上に供給しながら、 荷重 2 0 0 g / c m 2 、 定盤の回転数 2 5 r p mの条件で 6 イ ンチのシ リ コ ンゥエ ーハをポリ ッ シン グした。
上記研磨剤の保存性を調べるために、 上記研磨剤を純水で 5倍に希釈したものを約 5 0 リ ッ トル調製し、 その 1 日、 3 日、 7 日、 1 4 日、 及び 2 0 日放置後の各研磨剤を用いて、 上述の条件で研磨を行ない、 各研磨剤についてポリ ッ シング 速度を調べた。 なお、 使用時以外は容器に入れたまま放置し ておいた。 得られた結果を下記表 2に示す。 なお研磨剤は、 上記の純水で 5倍に希釈したものを約 5 0 リ ッ トル調製して おき、 なお、 使用時以外は容器に入れたまま放置しておいた ものを使用 した。
また、 ポ リ ツ シ ング後のゥェ一ハを洗浄した後、 ゥェ一ハ 表面の純度分折を行った。 得られた結果を下記表 3 に示す。 さ らに、 ロ ッ ト毎の研磨剤のばらつきを調べるために 5個 のロ ッ トの異なる ヒ ドロキシェチルセルロースを用いた以外 は、 上記実施例 1 と同様にしてヒ ドロキシェチルセルロース を精製し、 5種類の研磨剤を調製した。
得られた研磨剤について p H値及びポリ ッ シング速度を測 定した。 その結果を下記表 4に示す。 表 4から明らかなよう に、 研磨剤の P H値は 1 0 . 1 〜 1 0 . 2の範囲でばらつき は極めて小さかった。 また、 他の物性値も殆ど一定であった。 研磨速度に関しても、 セルロースのロ ッ 卜の違いは殆ど無い こ とがわかった。
実施例 2
ト リエタノ ールア ミ ンを用いる代わりに、 2 0 °Cにおける 蒸気圧が 4 8 3〜 8 3 7 k P a のアンモニア水を用いて実施 例 1 と同様の研磨剤を製造し、 実施例 1 と同様にして試験し 実施例 1 と同様にしてポ リ ッ シング速度の再現性を測定し た。 得られた結果を表 2 に示す。 なお、 得られた研磨剤の物 性は、 何れも 2 5 °Cで、 ρ Η Ι Ο . 2、 粘度 1 1. 5 c P、 比重 1. 0 5 9であった。
下記表 2の結果からわかるように、 蒸気圧の高いア ンモニ ァを用いた場合には、 研磨剤を調製してから長期間保存して おく と、 ポ リ ッ シング速度が実施例 1に比べて多少低下する こ とがわかった。
以上、 実施例 1及び 2及び比較例からわかるように、 本発 明にかかる研磨剤は、 水溶性セル口一スを高純度化する こ と により研磨剤の純度及びポ リ ッ シ ング後のゥ 一ハの純度を 大幅に向上できる ことがわかった。 ゥュ一ハ用の仕上げ研磨 剤のみならず、 デバイス用の研磨剤と しても有用である こ と は明白である。
また、 実施例 1に示すように、 好ま しく は 2 0 °Cにおける 蒸気圧が 1 3 3 P a以下の水溶性ァミ ンを用いることにより、 現像剤の保存性がより良好であり、 安定したポ リ ツ シ ングを 行なう こ とができる非常に優れた研磨剤が得られる。
比較例 1
B液を用いる代わり に、 イオン交換処理を行う前の液 Iを 用いた以外は実施例 1 と同様に して研磨剤を製造した。
得られた研磨剤について、 実施例 1 と同様にして研磨剤の 純度分折を行なった。 その結果を下記表 1に しめす。
また、 ポ リ ツ シング後のゥ ーハの純度を実施例 1 と同様 にして測定した。 その結果を下記表 3に示す。 なお、 この研 磨剤の物性は、 何れも 2 5 °Cで、 p H 9. 9 5、 粘度 2 3 c P、 比重 1. 0 6 5であった。 実施例 1 の研磨剤において、 水溶性セルロース濃度 （ 0 . 2 3重量％) より前記式により算出されるアルカ リ金属元素 の含有量の上限は 1 . 2 p p mであり、 これに対して、 この 比較例 1の研磨剤中のアルカ リ金属元素の含有量は、 3 . 5 P p mであった。
また、 イオン交換処理を行う前の液 I を用いる以外は、 実 施例 1 と同様にして、 5個のロ ッ 卜の異なる ヒ ドロキシェチ ルセルロースを使用し、 5種類の研磨剤を調製した。
得られた研磨剤を用いてポリ ッ シング速度及び p H値を測 定し、 その結果を下記表 4 に示す。 下記表 4の結果から、 ァ ルカ リ金属元素および陰ィォン不純物の含有量は、 前記式で 算出される上限を大き く 超えているこ とがわかった。
また、 研磨剤の P H値は 9 . 7〜 1 0 . 4の範囲でばらつ きが大き く、 再現性が乏しいこ とがわかった。
研磨速度に関してもばらつきが大きかった。 即ち、 使用す るセルロースは、 ロ ッ ト毎に、 陽イオン及び陰イオン等の不 純物濃度が異なるため、 セルロースを精製しなかった場合に は研磨剤の p H値がばらつき、 それによつて研磨性能 （研磨 速度） にばらつきが生じる ことがわかった。
表 1
Figure imgf000039_0002
表 2
Figure imgf000039_0003
表 3
Figure imgf000039_0001
表 4
磨速度 （nra/分） 口ッ 卜 研磨剤 Ρ Η 研
実施例 1 比 較 例 実施例 1 比 較 例
1 10.12 9.95 185.5 172.8
2 10.13 10.39 184.4 188.5
3 10.16 10.01 185.5 177.5
4 10.12 10.20 185.3 183.0
5 10.14 9.73 186.7 170.2

Claims

請求の範囲
1. シリ カ粒子を主成分とする研磨粒子と、 水からな る溶媒と、 水溶性セルロースとを含有し、 前記水溶性セル口 ースの濃度を C重量％と したとき、 アルカ リ金属不純物の含 有量が 5 C p p m以下であるこ とを特徴とする研磨剤。
2. 前記水溶性セルロースの濃度 （C) が 0. 0 5〜 4重量％であるこ とを特徴とする請求項 1に記載の研磨剤。
3. 前記シ リ カ粒子の含有量は 0. 1〜 5 0重量％以 下であるこ とを特徴とする請求項 1に記載の研磨剤。
4. p H調整剤をさ らに含有することを特徴とする請 求項 1に記載の研磨剤。
5. 前記 p H調整剤は、 その 2 0 °Cにおける蒸気圧が 1 3 3 P a以下である請求項 4に記載の研磨剤。
6. 前記 p H調整剤は、 水溶性ア ミ ンからなるこ とを 特徴とする請求項 4に記載の研磨剤。
7. その p Hが 8〜 1 1であるこ とを特徴とする請求 項 6に記載の研磨剤。
8. イ ンゴッ 卜からスライスされ、 複数回研磨された 半導体ゥエ ーハのポリ ツ シング面に、 請求項 1に記載の研磨 剤を適用し、 仕上げのポリ ツ シングを行なう工程を含む半導 体ウェハのポリ ッ シング方法。
9. 半導体基板上に形成された被ポリ ッ シング膜に、 請求項 1に記載の研磨剤を供給しながら化学的機械的研磨を 行う工程を含む半導体ウェハのポリ ッ シング方法。
1 0 . 前記被ポリ ッ シング膜に前記研磨剤と共に分散 媒を供給するこ とを特徴とする請求項 9 に記載のポ リ ッ シン グ方法。
1 1 . 前記分散剤は、 イオン水もしく は純水である こ とを特徴とする請求項 1 0 に記載のポ リ ッ シ ング方法。
PCT/JP1998/002014 1997-05-07 1998-05-06 Abrasive and method for polishing semiconductor substrate Ceased WO1998050200A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE69817143T DE69817143T2 (de) 1997-05-07 1998-05-06 Schleifmittel und verfahren zum polieren von halbleitersubstraten
US09/214,431 US6354913B1 (en) 1997-05-07 1998-05-06 Abrasive and method for polishing semiconductor substrate
EP98919496A EP0933166B1 (en) 1997-05-07 1998-05-06 Abrasive and method for polishing semiconductor substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11704597A JPH10309660A (ja) 1997-05-07 1997-05-07 仕上げ研磨剤
JP9/117045 1997-05-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1998050200A1 true WO1998050200A1 (en) 1998-11-12

Family

ID=14702072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1998/002014 Ceased WO1998050200A1 (en) 1997-05-07 1998-05-06 Abrasive and method for polishing semiconductor substrate

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6354913B1 (ja)
EP (1) EP0933166B1 (ja)
JP (1) JPH10309660A (ja)
KR (1) KR100332700B1 (ja)
DE (1) DE69817143T2 (ja)
TW (1) TW434094B (ja)
WO (1) WO1998050200A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6159077A (en) * 1999-07-30 2000-12-12 Corning Incorporated Colloidal silica polishing abrasive
US6322425B1 (en) 1999-07-30 2001-11-27 Corning Incorporated Colloidal polishing of fused silica

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60038948D1 (de) * 1999-08-31 2008-07-03 Shinetsu Handotai Kk Verfahren und vorrichtung zum polieren von halbleiterscheiben
JP2001077060A (ja) * 1999-09-08 2001-03-23 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
TW586157B (en) * 2000-04-13 2004-05-01 Showa Denko Kk Slurry composition for polishing semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device using the same
JP3945964B2 (ja) 2000-06-01 2007-07-18 株式会社ルネサステクノロジ 研磨剤、研磨方法及び半導体装置の製造方法
JP2002022646A (ja) * 2000-07-07 2002-01-23 Horiba Ltd 粒径分布測定装置
KR100481651B1 (ko) * 2000-08-21 2005-04-08 가부시끼가이샤 도시바 화학 기계 연마용 슬러리 및 반도체 장치의 제조 방법
KR100416587B1 (ko) * 2000-12-22 2004-02-05 삼성전자주식회사 씨엠피 연마액
US6612911B2 (en) * 2001-01-16 2003-09-02 Cabot Microelectronics Corporation Alkali metal-containing polishing system and method
US6685757B2 (en) * 2002-02-21 2004-02-03 Rodel Holdings, Inc. Polishing composition
KR100499403B1 (ko) * 2002-03-06 2005-07-07 주식회사 하이닉스반도체 슬러리 제조 방법
US6955914B2 (en) * 2002-04-10 2005-10-18 Geneohm Sciences, Inc. Method for making a molecularly smooth surface
JP4593064B2 (ja) 2002-09-30 2010-12-08 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
DE10247202A1 (de) * 2002-10-10 2003-10-30 Wacker Siltronic Halbleitermat Verfahren zur Herstellung einer polierten Siliciumscheibe mit niedrigem Kupfergehalt
JP2004266155A (ja) * 2003-03-03 2004-09-24 Jsr Corp 化学機械研磨用水系分散体およびこれを用いた化学機械研磨方法ならびに半導体装置の製造方法
US7005382B2 (en) 2002-10-31 2006-02-28 Jsr Corporation Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, chemical mechanical polishing process, production process of semiconductor device and material for preparing an aqueous dispersion for chemical mechanical polishing
JPWO2005029563A1 (ja) * 2003-09-24 2007-11-15 日本化学工業株式会社 シリコンウエハ研磨用組成物および研磨方法
US7427361B2 (en) * 2003-10-10 2008-09-23 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Particulate or particle-bound chelating agents
JP4532149B2 (ja) * 2004-03-30 2010-08-25 ニッタ・ハース株式会社 シリコンウエハ研磨用組成物およびシリコンウエハの研磨方法
JP4918223B2 (ja) * 2005-01-13 2012-04-18 ニッタ・ハース株式会社 シリコンウエハ研磨用組成物およびシリコンウエハの研磨方法
US20060205218A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Mueller Brian L Compositions and methods for chemical mechanical polishing thin films and dielectric materials
JP5121128B2 (ja) * 2005-06-20 2013-01-16 ニッタ・ハース株式会社 半導体研磨用組成物
JP5335183B2 (ja) * 2006-08-24 2013-11-06 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及び研磨方法
KR100725803B1 (ko) * 2006-12-05 2007-06-08 제일모직주식회사 실리콘 웨이퍼 최종 연마용 슬러리 조성물　및 이를 이용한실리콘 웨이퍼 최종 연마 방법
US20080274618A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 Ferro Corporation Polishing composition and method for high selectivity polysilicon cmp
JP5315516B2 (ja) * 2007-09-28 2013-10-16 国立大学法人 熊本大学 研磨方法
US20110141641A1 (en) * 2010-06-30 2011-06-16 General Electric Company Circuit breaker with overvoltage protection
TWI434725B (zh) * 2011-03-08 2014-04-21 Asia Union Electronical Chemical Corp 利用氫氧基化合物和離子交換樹脂吸附以純化氟酸系蝕刻液的處理方法
KR20120136882A (ko) * 2011-06-10 2012-12-20 동우 화인켐 주식회사 결정성 실리콘 웨이퍼의 텍스쳐 에칭액 조성물 및 텍스쳐 에칭방법
TWI650408B (zh) * 2012-01-16 2019-02-11 日商福吉米股份有限公司 研磨用組成物，其製造方法，矽基板之製造方法及矽基板
JP2013016832A (ja) * 2012-08-29 2013-01-24 Fujimi Inc 研磨用組成物、ｌｐｄ低減剤及びそれを用いたｌｐｄ低減方法
JP2013021343A (ja) * 2012-08-29 2013-01-31 Fujimi Inc Ｌｐｄ低減剤、シリコンウエハの欠陥低減方法、及びシリコンウエハの製造方法
JP2014080461A (ja) * 2012-10-12 2014-05-08 Fujimi Inc 研磨用組成物の製造方法及び研磨用組成物
US20140179049A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Nanogram Corporation Silicon/germanium-based nanoparticle pastes with ultra low metal contamination
EP3260515A1 (en) * 2013-09-20 2017-12-27 Fujimi Incorporated Polishing composition
US10076817B2 (en) * 2014-07-17 2018-09-18 Applied Materials, Inc. Orbital polishing with small pad
US10105812B2 (en) 2014-07-17 2018-10-23 Applied Materials, Inc. Polishing pad configuration and polishing pad support
TWI692385B (zh) * 2014-07-17 2020-05-01 美商應用材料股份有限公司 化學機械硏磨所用的方法、系統與硏磨墊
CN205703794U (zh) * 2015-06-29 2016-11-23 智胜科技股份有限公司 研磨垫的研磨层
CN106531776B (zh) * 2015-09-11 2021-06-29 联华电子股份有限公司 半导体结构
JP7330676B2 (ja) * 2018-08-09 2023-08-22 株式会社フジミインコーポレーテッド シリコンウェーハ研磨用組成物
CN110551453A (zh) * 2018-12-25 2019-12-10 清华大学 一种抛光组合物
JP7467188B2 (ja) * 2020-03-24 2024-04-15 キオクシア株式会社 Ｃｍｐ方法及びｃｍｐ用洗浄剤
CN115070603A (zh) * 2022-07-07 2022-09-20 保定通美晶体制造有限责任公司 氢氧化钠溶液作为还原剂在晶片抛光过程中的应用及晶片的抛光方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715842A (en) * 1970-07-02 1973-02-13 Tizon Chem Corp Silica polishing compositions having a reduced tendency to scratch silicon and germanium surfaces
JPH0386468A (ja) * 1989-08-30 1991-04-11 Sony Corp 半導体基板の研磨方法
JPH03202269A (ja) * 1989-10-12 1991-09-04 Nalco Chem Co 低ナトリウム低金属シリカ研磨スラリー
JPH0593183A (ja) * 1991-02-08 1993-04-16 Santsuule:Kk 高速仕上用研磨剤
JPH05326469A (ja) * 1992-05-26 1993-12-10 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH08153696A (ja) * 1994-09-30 1996-06-11 Hitachi Ltd 研磨剤及び研磨方法
JPH09199455A (ja) * 1995-11-13 1997-07-31 Toshiba Corp ポリッシング方法、半導体装置の製造方法及び半導体製造装置。

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260396A (en) * 1978-01-16 1981-04-07 W. R. Grace & Co. Compositions for polishing silicon and germanium
US4169337A (en) * 1978-03-30 1979-10-02 Nalco Chemical Company Process for polishing semi-conductor materials
US4747954A (en) * 1985-09-16 1988-05-31 The Dow Chemical Company Removal of metals from solutions
JPH02163130A (ja) 1988-12-16 1990-06-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 半導体用高純度非電解質高分子水溶液の精製方法
JP3202269B2 (ja) 1991-10-04 2001-08-27 キヤノン株式会社 カラーファクシミリ装置
JP2946963B2 (ja) 1992-09-09 1999-09-13 信越化学工業株式会社 剥離性皮膜形成用シリコーン組成物及び剥離性皮膜
US5266088A (en) 1992-09-23 1993-11-30 Nicsand Water-based polish
JPH09502998A (ja) 1993-09-29 1997-03-25 ザ、プロクター、エンド、ギャンブル、カンパニー 実質的抗菌性ホスフェート
US5658185A (en) * 1995-10-25 1997-08-19 International Business Machines Corporation Chemical-mechanical polishing apparatus with slurry removal system and method
US5769689A (en) * 1996-02-28 1998-06-23 Rodel, Inc. Compositions and methods for polishing silica, silicates, and silicon nitride

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715842A (en) * 1970-07-02 1973-02-13 Tizon Chem Corp Silica polishing compositions having a reduced tendency to scratch silicon and germanium surfaces
JPH0386468A (ja) * 1989-08-30 1991-04-11 Sony Corp 半導体基板の研磨方法
JPH03202269A (ja) * 1989-10-12 1991-09-04 Nalco Chem Co 低ナトリウム低金属シリカ研磨スラリー
JPH0593183A (ja) * 1991-02-08 1993-04-16 Santsuule:Kk 高速仕上用研磨剤
JPH05326469A (ja) * 1992-05-26 1993-12-10 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH08153696A (ja) * 1994-09-30 1996-06-11 Hitachi Ltd 研磨剤及び研磨方法
JPH09199455A (ja) * 1995-11-13 1997-07-31 Toshiba Corp ポリッシング方法、半導体装置の製造方法及び半導体製造装置。

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0933166A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6159077A (en) * 1999-07-30 2000-12-12 Corning Incorporated Colloidal silica polishing abrasive
US6322425B1 (en) 1999-07-30 2001-11-27 Corning Incorporated Colloidal polishing of fused silica
US6616718B2 (en) 1999-07-30 2003-09-09 Corning Incorporated Aqueous solution for colloidal polishing of silicate substrates

Also Published As

Publication number Publication date
KR100332700B1 (ko) 2002-04-15
KR20000023851A (ko) 2000-04-25
DE69817143T2 (de) 2004-06-03
TW434094B (en) 2001-05-16
EP0933166A1 (en) 1999-08-04
DE69817143D1 (de) 2003-09-18
US6354913B1 (en) 2002-03-12
EP0933166A4 (en) 2001-06-13
EP0933166B1 (en) 2003-08-13
JPH10309660A (ja) 1998-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1998050200A1 (en) Abrasive and method for polishing semiconductor substrate
US6267909B1 (en) Planarization composition for removing metal films
JP4052607B2 (ja) 研磨剤及び半導体基板のポリッシング方法
KR100398141B1 (ko) 화학적 기계적 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용한반도체소자의 제조방법
US6322600B1 (en) Planarization compositions and methods for removing interlayer dielectric films
JP5552475B2 (ja) 酸化セリウム製造方法、これから得られる酸化セリウムおよびこれを含むｃｍｐスラリー
US8409990B2 (en) Chemical-mechanical polishing compositions and methods of making and using the same
JP5957777B2 (ja) ポリシリコン、酸化ケイ素および窒化ケイ素を含む基体を研磨する方法
KR20070105301A (ko) 메탈레이트 개질된 실리카 입자를 함유하는 수성 슬러리
JP7766391B2 (ja) 研磨用組成物
CN101126012A (zh) 半导体晶片研磨用组合物、其制造方法和研磨加工方法
TWI500749B (zh) 使用適用於增加氧化矽移除之研磨組成物化學機械研磨基板之方法
KR20050049395A (ko) 고 선택도 콜로이드 실리카 슬러리
JP2020155775A (ja) アモルファスシリコンの除去速度を抑制するためのケミカルメカニカル研磨組成物および方法
JP2019143119A (ja) ポリシリコン研磨用の低ディッシングシリカ粒子の水性組成物
KR102005254B1 (ko) 기판의 폴리싱 방법
CN111471401B (zh) 具有增强的缺陷抑制的酸性抛光组合物和抛光衬底的方法
JPH10321570A (ja) 半導体ウェーハポリッシング用研磨剤及びその製造方法、ポリッシング方法
JP5613067B2 (ja) 半導体ウエハ研磨用組成物、その製造方法、及び研磨方法
JP3725357B2 (ja) 素子分離形成方法
CN110283532B (zh) 具有增强缺陷抑制的抛光组合物和抛光衬底方法
CN115247028B (zh) 具有增强的缺陷减少的抛光组合物和抛光衬底的方法
JP7776956B2 (ja) 研磨用組成物、研磨方法、および半導体基板の製造方法
JP2003017445A (ja) Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法
JP4532149B2 (ja) シリコンウエハ研磨用組成物およびシリコンウエハの研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 09214431

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019997000035

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1998919496

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1019997001066

Country of ref document: KR

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1019997000035

Country of ref document: KR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1998919496

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1019997001066

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1019997001066

Country of ref document: KR

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1998919496

Country of ref document: EP

WWR Wipo information: refused in national office

Ref document number: 1019997000035

Country of ref document: KR