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JP2002155268A - Slurry for chemical and mechanical polishing and method for producing semiconductor device - Google Patents

Slurry for chemical and mechanical polishing and method for producing semiconductor device

Info

Publication number
JP2002155268A
JP2002155268A JP2000352451A JP2000352451A JP2002155268A JP 2002155268 A JP2002155268 A JP 2002155268A JP 2000352451 A JP2000352451 A JP 2000352451A JP 2000352451 A JP2000352451 A JP 2000352451A JP 2002155268 A JP2002155268 A JP 2002155268A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
slurry
surfactant
mechanical polishing
polishing
chemical mechanical
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.)
Pending
Application number
JP2000352451A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fukugaku Minami
学 南幅
Hiroyuki Yano
博之 矢野
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
Original Assignee
Toshiba 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 filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2000352451A priority Critical patent/JP2002155268A/en
Publication of JP2002155268A publication Critical patent/JP2002155268A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slurry for chemical and mechanical polishing, capable of achieving both of a high polishing rate and low erosion and so capable of forming high-performance wiring at a low cost, and to provide a method for producing semiconductor devices using CMP(Chemical Mechanical Polishing) utilizing the slurry. SOLUTION: This method comprises chemical mechanical polishing using a slurry for CMP, the slurry comprising a solvent, polishing particles dispersed in the solvent, at least one kind of first surfactant and at least one kind of second surfactant. A high polishing rate and low erosion are achieved by using the slurry. Moreover, the polishing rate is not significantly decreased after long polishing. The above mentioned first surfactant increases dispersibility of the polishing particles and density of the surface-protecting film formed on the surface of a metal film i.e., a film for being polished in polishing and the above mentioned second surfactant increase dispersibility of the polishing particles, density and hydrophilicity of the surface-protecting film and hydrophilicity of a polishing pad used in the polishing.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、DRAMや高速ロ
ジックLSIに搭載される半導体基板にAl、Cu、W
などのダマシン配線を形成するための化学的機械的研磨
(CMP:Chemical Mechanical Polishing )用スラリ
及びこのスラリを用いた半導体装置の製造方法に関する
ものである。
The present invention relates to a semiconductor substrate mounted on a DRAM or a high-speed logic LSI.
The present invention relates to a slurry for chemical mechanical polishing (CMP) for forming a damascene wiring such as the above, and a method for manufacturing a semiconductor device using the slurry.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の製造技術では、LS
Iの高性能化に伴い、配線の微細化、高密度化及び多層
化が急速に進んでいる。また、デザインルールがシュリ
ンクされていくばかりではなく、新しい材料の導入も活
発に行われている。例えば、配線材料にはCuを主成分
とするものや有機系や多孔質など低誘電率系の層間絶縁
膜などの開発が進んでいる。とくに、CMP技術は、配
線もしくは接続配線を絶縁膜に埋め込み形成するデュア
ルダマシンプロセスに適用すると工程数が削減でき、さ
らに、ウエハ最表面の凸凹を緩和することにより、リソ
グラフィプロセスのフォーカスマージンを確保すること
もできる。また、CMP技術は、Cuなどドライエッチ
ングが困難である材料で配線を形成することも可能であ
るため、欠かすことのできない重要技術となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in semiconductor device manufacturing technology, LS
With the increase in performance of I, finer wiring, higher density, and multi-layered wiring are rapidly progressing. Not only are design rules shrinking, but new materials are being actively introduced. For example, as a wiring material, development of a material containing Cu as a main component, an interlayer insulating film of a low dielectric constant such as an organic or porous material, and the like are progressing. In particular, when the CMP technique is applied to a dual damascene process in which a wiring or a connection wiring is buried in an insulating film, the number of steps can be reduced, and the focus margin of the lithography process can be secured by reducing unevenness on the outermost surface of the wafer. You can also. In addition, the CMP technique is an indispensable important technique because it is possible to form a wiring using a material such as Cu which is difficult to dry-etch.

【0003】現在のメタルダマシン配線プロセスでは、
スループットを向上させるために高研磨速度が望まれ、
また、高性能配線を形成するためには、配線などのメタ
ル部や層間絶縁膜などの低エロージョン(Erosio
n)及び配線などのメタル部や層間絶縁膜などの低スク
ラッチが達成できるCMPプロセスが望まれている。C
MP方法では配線などをオーバーポリッシングによるデ
ィッシング(Dishing)によるメタルロス、及び
絶縁膜に対するオーバーポリッシングで生じるシニング
(Thinning)によるメタルロスが起き易く、こ
れらを合わせてエロージョンという。CMP特性は、主
として、スラリと研磨パッドにより決まるものと発明者
等は考えている。研磨パッドは、低エロージョンを得る
ために、ある程度の堅さは必要である。現在、Rode
l社で市販されているハードPad(IC1000−P
ad)よりも柔らかいものではエロージョンを制御する
ことはどんなスラリを用いても困難であると考えてい
る。しかしながら、前記ハードPadでは、低エロージ
ョンは実現できるが、スラリ中に含まれる粗大粒子、過
度の凝集体によるスクラッチあるいはスクラッチに起因
する膜剥がれを無くすことは難しく、したがって、現状
では低エロージョンと低スクラッチ化はトレードオフの
関係にある。
In the current metal damascene wiring process,
High polishing rate is desired to improve throughput,
Further, in order to form a high-performance wiring, low erosion (Erosio) such as a metal part of a wiring or an interlayer insulating film is required.
n) There is a demand for a CMP process that can achieve low scratches on metal parts such as wiring and interlayer insulating films. C
In the MP method, metal loss due to dishing due to overpolishing of wiring and metal loss due to thinning due to overpolishing of an insulating film easily occur, and these are collectively referred to as erosion. The inventors believe that the CMP characteristics are mainly determined by the slurry and the polishing pad. The polishing pad needs some hardness to obtain low erosion. Currently, Rod
Hard Pad (IC1000-P
We believe that controlling the erosion with something softer than ad) is difficult with any slurry. However, although the hard Pad can achieve low erosion, it is difficult to eliminate coarse particles contained in the slurry, scratches due to excessive agglomerates or film peeling due to scratches, and therefore, at present, low erosion and low scratch Has a trade-off relationship.

【0004】したがって、低エロージョン及び低スクラ
ッチの両方を実現するためには、前記ハードPadを用
いてもスクラッチの生じないようにスラリ側の改善を図
る必要がある。一般的にスラリをデザインする時には研
磨面の表面状態、とくに表面に形成される変質層あるい
は保護膜と、それを研磨する研磨粒子の2つに注目する
必要がある。変質層あるいは保護膜は、メタルの酸化
物、錯化物などから形成されるものであるが、これら
は、高研磨速度、低エロージョン、保護膜が形成された
表面を有するメタル部のスクラッチに対しては重要な要
素である。また、ダマシン配線を形成する際には層間絶
縁膜に対してもケアしなければならない。すなわち、低
研磨速度、低エロージョン、低スクラッチであることが
望ましい。
[0004] Therefore, in order to realize both low erosion and low scratch, it is necessary to improve the slurry side so that no scratch occurs even when the hard pad is used. In general, when designing a slurry, it is necessary to pay attention to the surface state of the polished surface, in particular, an altered layer or a protective film formed on the surface and abrasive particles for polishing the surface. The deteriorated layer or the protective film is formed from a metal oxide, a complex compound, or the like. However, these materials have a high polishing rate, a low erosion, and a scratch on the metal portion having a surface on which the protective film is formed. Is an important factor. When forming a damascene wiring, care must be taken for the interlayer insulating film. That is, low polishing rate, low erosion, and low scratch are desirable.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、現在の
LSIなどの半導体装置の製造分野においてCMPは必
須のプロセスである。とくに、配線を形成する工程にお
いて、従来のRIE(Reactive Ion Ething) プロセスで
は、極めて難しいCuの加工及び1μm以上の厚膜のメ
タル、とくにアルミにウム(Al)の加工といった次世
代LSIには欠かせない配線構造の形成が対応できなく
なってきている。これらを解決するために、CMPを用
いた層間絶縁膜に配線を埋め込むダマシン配線プロセス
の研究・開発が急速に進んでいる。現在のCMP技術の
課題は、トレードオフの関係にある高研磨速度と低エロ
ージョンを両立することにある。本発明は、このような
事情によりなされたものであり、高研磨速度及び低エロ
ージョンの両方が実現でき、その結果、低コストで高性
能な配線を形成することができる化学的機械的研磨用ス
ラリ及びこのスラリを使用したCMPを用いた半導体装
置の製造方法を提供する。
As described above, CMP is an essential process in the field of manufacturing semiconductor devices such as current LSIs. In particular, in the process of forming wiring, the conventional RIE (Reactive Ion Ething) process is indispensable for next-generation LSIs such as processing of extremely difficult Cu and processing of metal having a thickness of 1 μm or more, particularly processing of aluminum (Al) on aluminum. It is becoming impossible to cope with the formation of a wiring structure that cannot be performed. In order to solve these problems, research and development of a damascene wiring process for embedding wiring in an interlayer insulating film using CMP is rapidly progressing. The problem of the current CMP technology is to achieve both a high polishing rate and a low erosion, which are in a trade-off relationship. The present invention has been made under such circumstances, and both a high polishing rate and low erosion can be realized, and as a result, a slurry for chemical mechanical polishing that can form a high-performance wiring at low cost. And a method for manufacturing a semiconductor device using CMP using the slurry.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、溶媒と、この
溶媒に分散した研磨粒子と、少なくとも1種類の第1の
界面活性剤と、少なくとも1種類の第2の界面活性剤と
を備えたCMP用スラリを用いて化学的機械的研磨を行
うことを特徴としている。このスラリを用いることによ
り高研磨速度及び低エロージョンを実現させることがで
きる。また、長時間研磨しても研磨速度が著しく低下し
ない特徴を有している。被研磨膜である金属膜が埋め込
まれる絶縁膜は、シラン系、テオス(TEOS)系ガス
を用いて形成された無機質の絶縁膜、誘電率を低くする
ことを目的に弗素(F)を含有した絶縁膜、有機系絶縁
膜、多孔質絶縁膜膜のように柔らかく、脆く、剥がれ易
く、疎水性を有する低誘電率化絶縁膜(Low−K膜)
に対してもダメージを殆ど与えることがないことを特徴
とする。また、研磨面と研磨パッド(Pad)の摩擦が
小さく、研磨面のスクラッチを低減させ、剥がれを小さ
くすることを特徴としている。
The present invention comprises a solvent, abrasive particles dispersed in the solvent, at least one first surfactant, and at least one second surfactant. The present invention is characterized in that chemical mechanical polishing is performed using a CMP slurry. By using this slurry, a high polishing rate and low erosion can be realized. In addition, the polishing rate is not remarkably reduced even if the polishing is performed for a long time. The insulating film in which the metal film to be polished is embedded is an inorganic insulating film formed using a silane-based or TEOS-based (TEOS) gas, and contains fluorine (F) for the purpose of lowering the dielectric constant. Soft, brittle, easily peelable, hydrophobic, low dielectric constant insulating film (Low-K film) like insulating film, organic insulating film, and porous insulating film
It is characterized in that it hardly causes damage to. Further, it is characterized in that friction between the polishing surface and the polishing pad (Pad) is small, scratches on the polishing surface are reduced, and peeling is reduced.

【0007】即ち、本発明の化学的機械的研磨用スラリ
は、溶媒と、この溶媒に分散した研磨粒子と、少なくと
も1種類の第1の界面活性剤と、少なくとも1種類の第
2の界面活性剤とを備えたことをを特徴としている。前
記第1の界面活性剤は、前記研磨粒子の分散性及び研磨
時に被研磨膜である金属膜の表面に形成される表面保護
膜の疎水性を高め、前記第2の界面活性剤は、前記研磨
粒子の分散性及び前記表面保護膜の緻密性を高め、且つ
研磨時に用いられる研磨パッド表面の緻密性及び親水化
を高めるようにしても良い。前記第1の界面活性剤及び
前記第2の界面活性剤は、互いに同電位であるか、もし
くは少なくとも一方が非イオン性であり、前記研磨粒子
は、前記第1及び第2の界面活性剤とは同電位であるよ
うにしても良い。前記第1の界面活性剤及び前記第2の
界面活性剤は、互いに同電位であるか、もしくは少なく
とも一方が非イオン性であり、前記研磨粒子は、前記第
1及び第2の界面活性剤とは逆電位であるようにしても
良い。前記金属膜は、Cu、Al、W、Ti、Mo、N
b、Ta、V、Ru、Agから選ばれた膜あるいはこれ
らの膜の積層膜であるようにしても良い。前記第1の界
面活性剤は、アニオン又はカチオン界面活性剤であり、
前記第2の界面活性剤は、非イオン性界面活性剤である
ようにしても良い。
That is, the slurry for chemical mechanical polishing of the present invention comprises a solvent, abrasive particles dispersed in the solvent, at least one first surfactant, and at least one second surfactant. And an agent. The first surfactant enhances the dispersibility of the abrasive particles and the hydrophobicity of a surface protection film formed on the surface of a metal film to be polished during polishing, and the second surfactant includes The dispersibility of the abrasive particles and the denseness of the surface protective film may be increased, and the denseness and hydrophilicity of the polishing pad surface used during polishing may be enhanced. The first surfactant and the second surfactant are at the same potential as each other, or at least one of them is nonionic, and the abrasive particles are the same as the first and second surfactants. May have the same potential. The first surfactant and the second surfactant are at the same potential as each other, or at least one of them is nonionic, and the abrasive particles are the same as the first and second surfactants. May have the opposite potential. The metal film is made of Cu, Al, W, Ti, Mo, N
It may be a film selected from b, Ta, V, Ru, and Ag, or a laminated film of these films. The first surfactant is an anionic or cationic surfactant,
The second surfactant may be a non-ionic surfactant.

【0008】前記アニオン又はカチオン界面活性剤は、
芳香環を有していても良い。前記アニオン又はカチオン
界面活性剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、
ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム、アルキルジ
メチルベンジルアンモニウムクロライド、アルキルナフ
タレンスルホン酸カリウムのいずれかの材料から選ばれ
るようにしても良い。前記研磨膜である金属と錯体を形
成する錯化剤が更に含まれているようにしても良い。前
記錯体は、前記スラリ又は水に対して難溶性あるいは不
溶性であるようにしても良い。前記錯体はカルボキシル
基を有するアミンであるようにしても良い。前記アミン
は、キノリン酸、キナルジン酸のいずれかでも良い。前
記第2の界面活性剤は、ポリオキシエチレンラウリルエ
ーテル、シュガーエステル、ソルビタンエステル、グリ
セリンエステル、ポリエキシエチレンアルキルアリルエ
ーテル、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレ
ンアルキルアミン、アルキルリン酸塩、アルキルトリメ
チルアンモニウム塩、アルキルアミン塩から選ばれた材
料からなるようにしても良い。前記第1及び第2の界面
活性剤は、各々が0.001wt%以上であり、両者を
合わせて0.5wt%以下であるようにしても良い。
[0008] The anionic or cationic surfactant is
It may have an aromatic ring. The anionic or cationic surfactant is potassium dodecylbenzenesulfonate,
The material may be selected from any of ammonium dodecylbenzenesulfonate, alkyldimethylbenzylammonium chloride, and potassium alkylnaphthalenesulfonate. A complexing agent that forms a complex with the metal that is the polishing film may be further included. The complex may be hardly soluble or insoluble in the slurry or water. The complex may be an amine having a carboxyl group. The amine may be either quinolinic acid or quinaldic acid. The second surfactant includes polyoxyethylene lauryl ether, sugar ester, sorbitan ester, glycerin ester, polyethoxyethylene alkyl allyl ether, fatty acid salt, alkyl sulfate, polyoxyethylene alkylamine, alkyl phosphate, alkyl phosphate It may be made of a material selected from a trimethylammonium salt and an alkylamine salt. Each of the first and second surfactants may be 0.001 wt% or more, and the total of both may be 0.5 wt% or less.

【0009】前記研磨粒子は、Al、Cu、Si、C
r、Ce、Ti、C、Feから選ばれた元素を主成分と
する酸化物、炭化物、窒化物あるいはこれらの混合物も
しくは混晶物から選んでも良い。酸化剤をさらに含み、
この酸化剤は、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、
過酸化水素水、硝酸第二鉄、硝酸第二アンモにウムセリ
ウムのいずれかであるようにしても良い。添加剤として
キナルジン酸、キノリン酸、ニコチン酸、ピコリン酸、
マロン酸、シュウ酸、コハク酸、グリシン、アラニン、
トリプトファンから選ばれた少なくとも1つを添加して
も良い。本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板
上に形成された絶縁膜表面に配線溝を形成する工程と、
前記配線溝内部を含む前記絶縁膜上に金属膜を堆積させ
る工程と、前記金属膜表面を前記化学的機械的研磨用ス
ラリを用いて化学的機械的研磨を行い、前記配線溝に埋
め込まれた前記金属膜以外の金属膜を除去する工程とを
備えたことを特徴としている。
The abrasive particles include Al, Cu, Si, C
It may be selected from oxides, carbides, nitrides, or mixtures or mixed crystals of these, which contain an element selected from r, Ce, Ti, C, and Fe as a main component. Further comprising an oxidizing agent,
This oxidizing agent includes ammonium persulfate, potassium persulfate,
The aqueous hydrogen peroxide, ferric nitrate, and ferric nitrate may be any of um-cerium. As additives quinaldic acid, quinolinic acid, nicotinic acid, picolinic acid,
Malonic acid, oxalic acid, succinic acid, glycine, alanine,
At least one selected from tryptophan may be added. A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of forming a wiring groove on a surface of an insulating film formed on a semiconductor substrate;
Depositing a metal film on the insulating film including the inside of the wiring groove, and performing chemical mechanical polishing on the surface of the metal film using the slurry for chemical mechanical polishing, thereby embedding the metal film in the wiring groove. Removing a metal film other than the metal film.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図1乃至図3を参照して第1
の実施例を説明する。図1は、CMPを用いて半導体基
板上の絶縁膜に埋め込まれた配線を形成する工程(デュ
アルダマシン配線形成)を説明する工程断面図である。
まず、半導体素子(図示しない)が形成されているシリ
コンなどの半導体基板100上にシリコン酸化膜などか
らなる絶縁膜101を形成する。絶縁膜101表面は平
坦化され、この表面に配線が埋め込まれる深さ600n
mの配線溝104及び半導体基板100とコンタクトを
とるための深さ500nmのコンタクト孔105を配線
溝底面に形成する。次いで、TaNライナ102をコン
タクト孔105の内部及び配線溝104の内部に20n
m厚程度堆積させる。そして、このTaNライナ102
の上にCu膜103を1200nm程度堆積させる。C
u膜103は、シード層をスパッタリングで形成し、シ
ード層に上にメッキ層を形成して構成される(図1
(a))。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, referring to FIG. 1 to FIG.
An example will be described. FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a process of forming a wiring embedded in an insulating film on a semiconductor substrate by using CMP (forming dual damascene wiring).
First, an insulating film 101 made of a silicon oxide film or the like is formed on a semiconductor substrate 100 made of silicon or the like on which a semiconductor element (not shown) is formed. The surface of the insulating film 101 is flattened, and a wiring is buried in the surface to a depth of 600 n.
A contact hole 105 having a depth of 500 nm for making contact with the wiring groove 104 of m and the semiconductor substrate 100 is formed on the bottom surface of the wiring groove. Next, the TaN liner 102 is placed 20n inside the contact hole 105 and inside the wiring groove 104.
Deposit about m thickness. And this TaN liner 102
A Cu film 103 is deposited to a thickness of about 1200 nm on the substrate. C
The u film 103 is formed by forming a seed layer by sputtering and forming a plating layer on the seed layer (see FIG. 1).
(A)).

【0011】次に、Cu膜103をCMP法により研磨
して配線溝104及びコンタクト孔105にあるもの以
外を除去する(図1(b))。ここで行われる研磨(ポ
リッシュ)は、TaNライナ102でストップさせる。
これは、エロージョンを小さく抑えること及び絶縁膜1
01へのダメージを低減することを目的としている。こ
のように2段階でCMP処理を行う工程を2ステッププ
ロセスという。この実施例は、このプロセス(図1
(b)参照)で行われ、1stステップに本発明のCM
P処理用スラリを適用する。この実施例におけるスラリ
は、酸化剤に過硫酸アンモニウム(1wt%)、錯化剤
としてキナルジン酸(0.5wt%)、アラニン(0.
1wt%)、研磨粒子としてシリカ(1wt%)を溶媒
の純水に加える。さらにこのスラリには、第1の界面活
性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸カリウム(アニ
オン)(0.05wt%)及び第2の界面活性剤として
ポリオキシエチレンラウリルエーテル(ノニオン)
(0.025wt%)を添加する。最後に、アンモニア
水でスラリのpHを9.2にコントロールする。ドデシ
ルベンゼンスルホン酸カリウムは、主としてCu膜の表
面保護膜の改質を行い、ポリオキシエチレンラウリルエ
ーテルは、Cu膜の表面保護膜の改質及び親水化、研磨
パッド表面の親水化を狙ったものである。
Next, the Cu film 103 is polished by a CMP method to remove portions other than those in the wiring groove 104 and the contact hole 105 (FIG. 1B). The polishing (polishing) performed here is stopped by the TaN liner 102.
This is because the erosion is kept small and the insulating film 1
It is intended to reduce damage to 01. Such a step of performing the CMP process in two stages is called a two-step process. This example illustrates this process (FIG. 1).
(B)), the CM of the present invention is included in the first step.
Apply slurry for P treatment. The slurry in this example was prepared by using ammonium persulfate (1 wt%) as an oxidizing agent, quinaldic acid (0.5 wt%) as a complexing agent, and alanine (0.5 wt%).
1 wt%) and silica (1 wt%) as abrasive particles are added to pure water as a solvent. Further, this slurry contains potassium dodecylbenzenesulfonate (anion) (0.05 wt%) as a first surfactant and polyoxyethylene lauryl ether (nonionic) as a second surfactant.
(0.025 wt%). Finally, the pH of the slurry is controlled at 9.2 with aqueous ammonia. Potassium dodecylbenzenesulfonate mainly modifies the surface protective film of the Cu film, and polyoxyethylene lauryl ether aims at modifying and hydrophilizing the surface protective film of the Cu film and hydrophilizing the polishing pad surface. It is.

【0012】研磨条件は、スラリフロー:200cc/
min、研磨パッドにIC1000/SUBA400
(ロデ−ル社の商品名)、荷重(DF):300g/c
2 、半導体ウェーハを回転させるトップリング(T
R)回転数:100rpm、研磨パッドを回転させるタ
ーンテーブル(TT)回転数:100rpmであり、こ
の条件で130秒間CMPによる研磨処理を行なった。
この実施例では、130秒のポリッシング(研磨)でウ
ェーハ全面の不要なメタルを研磨することができた。一
方、従来の界面活性剤無添加あるいは第1の界面活性剤
もしくは第2の界面活性剤の内の1種類だけの場合に
は、200秒のポリッシュを行っても不要なメタルを完
全に除去することはできなかった。次に、本発明による
効果を図2を参照して説明する。図2は、この実施例で
行われたCMP処理による本発明のCu削れ量と研磨時
間との関係を従来のCMP処理と比較して説明する特性
図である。図2の縦軸は、Cu削れ量(nm)を表し、
横軸は、研磨時間(秒)を表している。従来技術(点
線)の場合には、略90秒秒を過ぎたところで削れ量が
減少してくる。これに対し、本発明では、180秒を超
えても削れ量は時間に対しリニアであり、削れ量の低下
がみられない。また、エロージョンについても、配線幅
50μm、配線被覆率が80%のパターンの場合、従来
技術では150nmあったところ、本発明では60nm
に改善されていた。
The polishing conditions are as follows: slurry flow: 200 cc /
min, IC1000 / SUBA400 on polishing pad
(Trade name of Rodel), load (DF): 300 g / c
m 2 , a top ring (T
R) The number of revolutions was 100 rpm, and the turntable (TT) number of revolutions for rotating the polishing pad was 100 rpm. Under these conditions, the polishing treatment by CMP was performed for 130 seconds.
In this example, unnecessary metal was polished on the entire surface of the wafer by polishing (polishing) for 130 seconds. On the other hand, when no conventional surfactant is added or when only one of the first surfactant and the second surfactant is used, unnecessary metal is completely removed even after polishing for 200 seconds. I couldn't do that. Next, the effect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the relationship between the Cu shaving amount and the polishing time according to the present invention by the CMP processing performed in this embodiment in comparison with the conventional CMP processing. The vertical axis of FIG. 2 represents the Cu shaving amount (nm),
The horizontal axis represents the polishing time (second). In the case of the related art (dotted line), the amount of shaving decreases after approximately 90 seconds. On the other hand, in the present invention, the shaving amount is linear with respect to time even if it exceeds 180 seconds, and the shaving amount does not decrease. In the case of a pattern having a wiring width of 50 μm and a wiring coverage of 80%, the erosion was 150 nm in the prior art, but 60 nm in the present invention.
Had been improved.

【0013】このような特性は、界面活性剤による表面
保護膜の強化(つまり、疎水部の集まり方が、ベンゼン
環の存在により、被研磨膜表面がCMP向きとなる)
と、研磨基盤表面、反応生成物、研磨パッド表面の電気
的中性化によるものと考えられる。第1の界面活性剤と
第2の界面活性剤の関係をさらに詳しく説明する。例え
ば、前記スラリ成分の第2の界面活性剤のところだけを
アニオンとしてラウリル硫酸アンモニウム、カチオンと
してポリオキシエチレンアルキルアミンを各々0.02
5wt%添加してCMP特性を調べてみると、Cu研磨
速度は、ノニオン、アニオン、カチオン間で顕著な差は
みられず、約800nm/minであった。しかし、エ
ロージョンについては、ノニオン、アニオンが約60n
mであったのに対し、カチオンでは約150nm大きく
劣化していた。
Such a characteristic is that the surface protective film is strengthened by the surfactant (that is, the manner of gathering the hydrophobic parts is such that the surface of the film to be polished is oriented toward CMP due to the presence of the benzene ring).
This is considered to be due to electrical neutralization of the polishing substrate surface, reaction products, and polishing pad surface. The relationship between the first surfactant and the second surfactant will be described in more detail. For example, only the second surfactant of the slurry component is ammonium lauryl sulfate as an anion and polyoxyethylene alkylamine as a cation is 0.02 each.
When examining the CMP characteristics by adding 5 wt%, the Cu polishing rate was about 800 nm / min, with no remarkable difference between nonionic, anionic and cation. However, about erosion, nonionic and anion are about 60n.
m, whereas the cation was significantly degraded by about 150 nm.

【0014】これは、第1の界面活性剤及び第2の界面
活性剤と研磨粒子が逆電位となったため粗大粒子が形成
され、機械的研磨力が高められ、その結果エロージョン
が大きくなったものと考えられる。このため、第1の界
面活性剤がアニオンの場合には、第2の界面活性剤は同
じアニオンもしくはノニオンを用い、研磨粒子は、アニ
オンが望ましい。逆に、第1の界面活性剤がカチオンの
場合には、第2の界面活性剤は同じカチオンもしくはノ
ニオンを用い、研磨粒子は、カチオンが望ましい。つま
り、第1の界面活性剤、第2の界面活性剤及び研磨粒子
は、すべて同電位のものが望ましい。しかし、第2の界
面活性剤はノニオンを用いてもよい。さらに、第1の界
面活性剤及び第2の界面活性剤の濃度は、各々0.00
1wt%以上添加しないと効果は現れず、また、2種類
以上の総合界面活性剤濃度が0.5wt%以上では、研
磨速度が著しく低下するためにこの範囲内で使用するこ
とが望ましい(図3参照)。図3は、スラリ中の界面活
性剤濃度と研磨粒子分散性及び研磨レートバランスとの
関係を示す特性図である。横軸は、総合した界面活性剤
濃度(wt%)を表し、縦軸は、Cu研磨速度(nm/
min)及び研磨粒子分散性を表す粗大粒子数(個/m
l)を表している。
This is because the first surfactant, the second surfactant, and the abrasive particles have a reverse potential, so that coarse particles are formed, mechanical polishing power is increased, and as a result, erosion is increased. it is conceivable that. For this reason, when the first surfactant is an anion, the second surfactant uses the same anion or nonion, and the abrasive particles preferably have an anion. Conversely, when the first surfactant is a cation, the second surfactant uses the same cation or nonion, and the abrasive particles are preferably a cation. That is, it is desirable that the first surfactant, the second surfactant, and the abrasive particles all have the same potential. However, nonionics may be used as the second surfactant. Further, the concentrations of the first surfactant and the second surfactant are each 0.00
The effect is not exhibited unless it is added in an amount of 1 wt% or more, and when the total surfactant concentration of two or more kinds is 0.5 wt% or more, the polishing rate is remarkably reduced. reference). FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the surfactant concentration in the slurry, the abrasive particle dispersibility, and the polishing rate balance. The horizontal axis represents the total surfactant concentration (wt%), and the vertical axis represents the Cu polishing rate (nm /
min) and the number of coarse particles (particles / m
l).

【0015】最後にTaNライナ102の不要部分を、
例えば、研磨粒子としてコロイダルシリカ(粒子径30
nm)(3wt%)、エチレンジアミン(0.05wt
%)pH10の従来から用いられているスラリを用い、
スラリフロー:200cc/min、DF:300g/
cm2 、TR回転数:50rpm、TT回転数:50r
pmの条件で70秒間CMP処理を行う(2ndステッ
プ)ことにより除去する(図1(c))。これによりC
uデュアルダマシン配線が完成である。このように、こ
の実施例では第1及び第2の界面活性剤をスラリに加え
ることによりCMPの高研磨速度及び低エロージョンを
両立させることが可能となり、スループットが向上しつ
つ、抵抗の小さい低コストの高性能Cuダマシン配線の
形成が可能となる。
Finally, the unnecessary part of the TaN liner 102 is
For example, colloidal silica (particle diameter 30
nm) (3 wt%), ethylenediamine (0.05 wt%)
%) Using a conventionally used slurry of pH 10;
Slurry flow: 200cc / min, DF: 300g /
cm 2 , TR rotation speed: 50 rpm, TT rotation speed: 50 r
It is removed by performing a CMP process for 70 seconds under the condition of pm (2nd step) (FIG. 1C). This gives C
u Dual damascene wiring is completed. As described above, in this embodiment, by adding the first and second surfactants to the slurry, it is possible to achieve both a high polishing rate and low erosion of the CMP, thereby improving the throughput and reducing the cost and the resistance. Of the high-performance Cu damascene wiring can be formed.

【0016】次に、図4を参照して第2の実施例を説明
する。図4は、CMPを用いて半導体基板上の絶縁膜に
埋め込まれたAl配線を形成する工程(Alダマシン配
線形成)を説明する工程断面図である。この実施例で
は、スラリ中に第1及び第2の界面活性剤に加えて第3
の界面活性剤を添加することに特徴がある。このスラリ
を用いてAl埋め込み配線を形成する。この実施例のC
MP処理は、2ndステッププロセスを用いている。ま
ず、シリコンなどの半導体基板200上に深さ800n
mの配線溝204をパターニングしたシリコン酸化膜な
どからなる絶縁膜201を形成する。ここで絶縁膜20
1は、有機系膜のように柔らかく、脆く、剥がれ易い膜
である。また、絶縁膜201自体は疎水性である。疎水
性半導体基板は、パーティクルを吸着しやすいという問
題もある。次に、膜厚15nm程度のNbライナ202
及び膜厚1200nm程度のAl膜203をスパッタリ
ングにより堆積させる(図4(a))。次に、Al膜2
03の表面をCMPによりポリッシュし、配線溝204
に埋め込まれた部分を除いて不要部分を除去する(図4
(b))。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating a process of forming an Al wiring embedded in an insulating film on a semiconductor substrate by using CMP (forming an Al damascene wiring). In this embodiment, the slurry contains a third surfactant in addition to the first and second surfactants.
It is characterized by adding a surfactant. An Al buried wiring is formed using this slurry. C of this embodiment
The MP process uses a 2nd step process. First, a semiconductor substrate 200 of silicon or the like having a depth of 800 n
An insulating film 201 made of a silicon oxide film or the like in which the m wiring grooves 204 are patterned is formed. Here, the insulating film 20
Reference numeral 1 denotes a soft, brittle, and easily peelable film such as an organic film. Further, the insulating film 201 itself is hydrophobic. The hydrophobic semiconductor substrate also has a problem that particles are easily adsorbed. Next, an Nb liner 202 having a thickness of about 15 nm
Then, an Al film 203 having a thickness of about 1200 nm is deposited by sputtering (FIG. 4A). Next, the Al film 2
03 is polished by CMP to form wiring grooves 204
Unnecessary parts are removed except for the part embedded in (FIG. 4
(B)).

【0017】この実施例で用いられるスラリ成分は、酸
化剤として硝酸(0.1wt%)、錯化剤としてキノリ
ン酸(0.5wt%)を含み、研磨粒子であるアルミナ
(2%)を含んでいる。溶媒には純水を用いている。ス
ラリは、これに、本発明の第1の界面活性剤として、ド
デシルベンゼンスルホン酸カリウム(アニオン)(0.
05wt%)を添加し、第2の界面活性剤として、ポリ
オキシエチレンラウリルエーテル(ノニオン)(0.0
25wt%)を添加し、第3の界面活性剤として、ポリ
アクリル酸カリウム(0.001wt%)を添加し、水
酸化カリウムを用いてスラリpH4にコントロールされ
ている。それぞれの界面活性剤の役割は、ドデシルベン
ゼンスルホン酸カリウム(アニオン)は、主として表面
保護膜の改質を行い、ポリオキシエチレンラウリルエー
テル(ノニオン)は、表面保護膜の改質及び研磨パッド
表面の親水化を行い、第3の界面活性剤であるポリアク
リル酸カリウムは、研磨粒子であるアルミナを凝集して
研磨力を高める効果を狙っている。この実施例では、第
1の実施例とは異なり、研磨粒子と逆電位の界面活性剤
を加えることに特徴がある。CMPは、スラリーフロ
ー:200cc/min、研磨パッドに、IC1000
/SUBA400、DF:300g/cm2 、TR回転
数:100rpm、TT回転数:100rpmの研磨条
件で処理を行う。
The slurry component used in this embodiment contains nitric acid (0.1 wt%) as an oxidizing agent, quinolinic acid (0.5 wt%) as a complexing agent, and alumina (2%) as abrasive particles. In. Pure water is used as the solvent. The slurry further comprises potassium dodecylbenzenesulfonate (anion) (0. 1) as the first surfactant of the present invention.
05 wt%) and polyoxyethylene lauryl ether (nonion) (0.0%) as a second surfactant.
25 wt%), potassium polyacrylate (0.001 wt%) is added as a third surfactant, and the slurry is controlled to pH 4 using potassium hydroxide. The role of each surfactant is that potassium dodecylbenzenesulfonate (anion) mainly modifies the surface protective film, and polyoxyethylene lauryl ether (nonionic) modifies the surface protective film and modifies the surface of the polishing pad. Hydrophilization is performed, and potassium polyacrylate, which is the third surfactant, aims at the effect of increasing the polishing power by aggregating the alumina, which is the abrasive particles. This embodiment is different from the first embodiment in that a surfactant having a potential opposite to that of the abrasive particles is added. The CMP is performed with a slurry flow of 200 cc / min.
The processing is performed under the polishing conditions of / SUBA400, DF: 300 g / cm 2 , TR rotation speed: 100 rpm, and TT rotation speed: 100 rpm.

【0018】その結果170秒のポリッシュでウエハ全
面の不要なAl膜203をポリッシュすることができ
た。これに対し、従来の1種類の界面活性剤、例えば、
ドデシルスルホン酸カリウムのみあるいはポリオキシエ
チレンラウリルエーテルのみの場合においては、250
秒のポリッシュを行っても、不要なAl膜203を完全
に除去することはできなかった。ここでの1stステッ
プポリッシュではNb膜202でしっかりポリッシュス
トップをすることも重要である。つまりAlの研磨速度
は、高速であってもNb膜202は削れない方がよい。
本発明では、界面活性剤が、Nb膜202に吸着しポリ
ッシュを妨げるので、従来技術の4nm/minにくら
べて、Nb研磨速度を1/2(2nm/min)に低下
させることができる。次に、Nbライナ201の不要な
部分を除去する2ndポリッシュを行う(図4
(c))。
As a result, unnecessary Al film 203 could be polished on the entire surface of the wafer by polishing for 170 seconds. In contrast, one type of conventional surfactant, for example,
In the case of only potassium dodecyl sulfonate or only polyoxyethylene lauryl ether, 250
Unnecessary Al film 203 could not be completely removed even after a second polishing. In the first step polishing, it is also important that the Nb film 202 performs a firm polish stop. That is, it is preferable that the Nb film 202 is not polished even if the polishing rate of Al is high.
In the present invention, since the surfactant is adsorbed on the Nb film 202 and hinders polishing, the Nb polishing rate can be reduced to ((2 nm / min) as compared with 4 nm / min of the related art. Next, 2nd polishing is performed to remove unnecessary portions of the Nb liner 201 (FIG. 4).
(C)).

【0019】スラリ成分は、従来のスラリであり、酸化
剤として過硫酸アンモニウム(1wt%)、酸化抑制剤
としてキナルジン酸(0.01wt%)、さらに、カチ
オン界面活性剤(0.05wt%)、研磨粒子としてシ
リカ(3wt%)を加え、研磨パッドにpolitex
(ロデール社の商品名)、スラリフロー:200cc/
min、DF:300g/cm2 、TR回転数:60r
pm、TT回転数:100rpmの条件で120秒間ポ
リッシングを行なってAlダマシン配線が完成する。本
発明により1stステップにおいて、エロージョン抑制
を目的にハードパッドを用いたプロセスでも、有機系や
多孔質膜のように柔らかく、脆く、剥がれ易い膜に対し
てNb膜できちんとポリッシングストップすることによ
り、ダメージを与えること無くCMPが可能となる。以
上のようにAl膜を対象としてCMPを行っても、高研
磨速度と低エロージョンの両立が可能となった。また、
万一Nb膜がなくなったとしても、界面活性剤が有機系
絶縁膜の表面を親水化するためにスムースなポリッシュ
が行われる。この実施例においてもエロージョンを小さ
く抑え、スクラッチあるいは剥れを回避することができ
る。
The slurry component is a conventional slurry. Ammonium persulfate (1 wt%) as an oxidizing agent, quinaldic acid (0.01 wt%) as an oxidation inhibitor, a cationic surfactant (0.05 wt%), polishing Silica (3 wt%) was added as particles, and politex was added to the polishing pad.
(Rodale product name), Slurry flow: 200cc /
min, DF: 300 g / cm 2 , TR rotation speed: 60 r
Polishing is performed for 120 seconds under the conditions of pm and TT rotation speed: 100 rpm to complete Al damascene wiring. In the first step according to the present invention, even in a process using a hard pad for the purpose of suppressing erosion, damage is achieved by properly stopping the polishing of the Nb film against a soft, brittle and easily peelable film such as an organic or porous film. , CMP can be performed. As described above, even when the CMP is performed on the Al film, both high polishing rate and low erosion can be achieved. Also,
Even if the Nb film disappears, smooth polishing is performed because the surfactant hydrophilizes the surface of the organic insulating film. Also in this embodiment, erosion can be suppressed to a small value, and scratching or peeling can be avoided.

【0020】ここで欠陥検査を行ったところ、従来のス
クラッチ数:50個/ウエハに対し、10個以下に抑え
られてる。仕上がったAlダマシン配線は、配線幅0.
4μm、長さ10mの領域においては歩留まりが100
%であった。一方、従来技術で行うCMP処理では、5
0%程度である。なお、前述の実施例は1例にすぎず、
本発明は、これらに限定されるものではない。本発明の
要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。次に、図
5を参照して本発明を実施するCMP処理について説明
する。本発明のスラリを用いてCMP処理を実施するC
MP装置は、回転可能な研磨盤(ターンテーブル(T
T))1が取り付けられている。研磨盤1上にはシリコ
ンなどのウエハを研磨する研磨パッド2が張り付けられ
ている。ウエハは、研磨パッド2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(トップリング(T
R))3に取り付けられた吸着布及びテンプレートに固
定されている。トップリング(TR)3は、駆動シャフ
ト4に接続され、駆動シャフト4は、モーターにより回
転される。トップリング3に固定されたウエハと研磨パ
ッド2の間にはスラリが供給される。このようにしてウ
エハのCMPが行われる。
Here, when a defect inspection is performed, the number of scratches is reduced to 10 or less from the conventional number of scratches: 50 / wafer. The finished Al damascene wiring has a wiring width of 0.
The yield is 100 in a region of 4 μm and a length of 10 m.
%Met. On the other hand, in the CMP processing performed by the conventional technique, 5
It is about 0%. In addition, the above-mentioned embodiment is only an example,
The present invention is not limited to these. Various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Next, a CMP process for implementing the present invention will be described with reference to FIG. C for performing CMP processing using the slurry of the present invention
The MP device is a rotatable polishing machine (turntable (T
T)) 1 is attached. A polishing pad 2 for polishing a wafer made of silicon or the like is attached on the polishing board 1. The wafer is placed at a position facing the polishing pad 2 and is suctioned (vacuum or water filled) with a suction disk (top ring (T ring)).
R)) It is fixed to the suction cloth and the template attached to 3). The top ring (TR) 3 is connected to a drive shaft 4, and the drive shaft 4 is rotated by a motor. A slurry is supplied between the wafer fixed to the top ring 3 and the polishing pad 2. Thus, the CMP of the wafer is performed.

【0021】図5は、上記スラリを用いて実際にウエハ
をCMP処理するCMP装置の斜視図である。例えば、
約30回転/分で回転する研磨盤1に張り付けられた研
磨パッド2に、例えば、約30回転/分で回転する駆動
シャフト4に取り付けられたトップリング3に固定され
たウエハを所定の荷重(DF)で押し付け、スラリタン
クより導出されたスラリ供給パイプ5から供給されるス
ラリを加工点に滴下しながらCMP研磨を行う。
FIG. 5 is a perspective view of a CMP apparatus for actually performing a CMP process on a wafer using the above slurry. For example,
For example, a wafer fixed to a top ring 3 attached to a drive shaft 4 rotating at about 30 rotations / minute is loaded on a polishing pad 2 attached to a polishing board 1 rotating at about 30 rotations / minute at a predetermined load ( DF), and CMP polishing is performed while dropping the slurry supplied from the slurry supply pipe 5 derived from the slurry tank onto the processing point.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上、本発明によれば、2種類以上の界
面活性剤を添加することにより高研磨速度及び低エロー
ジョンの両方が実現でき、その結果、低コストで高性能
な配線を形成することができる。
As described above, according to the present invention, both a high polishing rate and a low erosion can be realized by adding two or more kinds of surfactants. As a result, a low-cost and high-performance wiring is formed. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスラリを用いたCMP方法を適用した
半導体装置の製造方法を説明する製造工程断面図。
FIG. 1 is a manufacturing process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device to which a CMP method using a slurry of the present invention is applied.

【図2】CMPにおけるCu削れ量と研磨時間の関係を
示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a Cu shaving amount and a polishing time in CMP.

【図3】スラリ中の界面活性剤濃度と研磨粒子分散性及
び研磨レートバランスとの関係を示す特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a surfactant concentration in a slurry, abrasive particle dispersibility, and a polishing rate balance.

【図4】本発明のスラリを用いたCMP方法を適用した
半導体装置の製造方法を説明する製造工程断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a manufacturing process illustrating a method of manufacturing a semiconductor device to which a CMP method using a slurry according to the present invention is applied.

【図5】本発明のスラリを用いたCMP方法を説明する
CMP装置の部分斜視図。
FIG. 5 is a partial perspective view of a CMP apparatus illustrating a CMP method using a slurry of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・研磨盤(ターンテーブルTT)、 2・・・
研磨パッド、3・・・トップリング、 4・・・駆動
シャフト、5・・・スラリ供給パイプ、100、200
・・・半導体基板、 101、201・・・絶縁膜、
102・・・TaNライナ、 103・・・Cu膜、
104、204・・・配線溝、 105・・・コンタ
クト孔、202・・・Nbライナ、 203・・・A
l膜。
1 ... polishing machine (turntable TT), 2 ...
Polishing pad, 3 ... top ring, 4 ... drive shaft, 5 ... slurry supply pipe, 100, 200
... semiconductor substrate, 101, 201 ... insulating film,
102 ... TaN liner, 103 ... Cu film,
104, 204: wiring groove, 105: contact hole, 202: Nb liner, 203: A
l membrane.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/306 H01L 21/306 M Fターム(参考) 3C058 CB01 CB02 CB05 DA02 DA12 DA17 5F043 AA21 AA26 AA31 DD16 FF07 GG03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/306 H01L 21/306 MF Term (Reference) 3C058 CB01 CB02 CB05 DA02 DA12 DA17 5F043 AA21 AA26 AA31 DD16 FF07 GG03

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶媒と、 この溶媒に分散した研磨粒子と、 少なくとも1種類の第1の界面活性剤と、少なくとも1
種類の第2の界面活性剤とを備えたことをを特徴とする
化学的機械的研磨用スラリ。
1. A solvent; abrasive particles dispersed in the solvent; at least one first surfactant;
A slurry for chemical mechanical polishing comprising a second surfactant of a kind.
【請求項2】 前記第1の界面活性剤は、前記研磨粒子
の分散性及び研磨時に被研磨膜である金属膜の表面に形
成される表面保護膜の緻密性を高め、前記第2の界面活
性剤は、前記研磨粒子の分散性及び前記表面保護膜の緻
密性及び親水性を高め、且つ研磨時に用いられる研磨パ
ッド表面の親水性を高めることを特徴とする請求項1に
記載の化学的機械的研磨用スラリ。
2. The first surfactant increases the dispersibility of the abrasive particles and the denseness of a surface protective film formed on the surface of a metal film to be polished during polishing, and improves the second interface. The chemical agent according to claim 1, wherein the activator enhances the dispersibility of the abrasive particles, the density and hydrophilicity of the surface protective film, and enhances the hydrophilicity of a polishing pad surface used during polishing. Slurry for mechanical polishing.
【請求項3】 前記第1の界面活性剤及び前記第2の界
面活性剤は、互いに同電位であるか、あるいは非イオン
性であり、前記研磨粒子は、前記第1及び第2の界面活
性剤とは同電位であるか非イオン性であることを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載の化学的機械的研磨用
スラリ。
3. The first surfactant and the second surfactant have the same potential as each other or are non-ionic, and the abrasive particles have the first and second surfactants. The slurry for chemical mechanical polishing according to claim 1 or 2, wherein the agent is at the same potential or nonionic.
【請求項4】 前記第1の界面活性剤及び前記第2の界
面活性剤は、互いに同電位であるか、あるいは少なくと
も一方が非イオン性であり、前記研磨粒子は、前記第1
及び第2の界面活性剤とは逆電位であることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載の化学的機械的研磨用ス
ラリ。
4. The first surfactant and the second surfactant have the same potential as each other, or at least one of the surfactants is nonionic, and the abrasive particles include the first surfactant.
The slurry for chemical mechanical polishing according to claim 1 or 2, wherein the potential of the slurry is opposite to that of the second surfactant.
【請求項5】 前記第1の界面活性剤は、アニオン又は
カチオン界面活性剤であり、前記第2の界面活性剤は、
非イオン性界面活性剤であることを特徴とする請求項1
乃至請求項4のいずれかに記載の化学的機械的研磨用ス
ラリ。
5. The first surfactant is an anionic or cationic surfactant, and the second surfactant is
2. A non-ionic surfactant.
The slurry for chemical mechanical polishing according to claim 4.
【請求項6】 前記アニオン又はカチオン界面活性剤
は、芳香環を有することを特徴とする請求項5に記載の
化学的機械的研磨用スラリ。
6. The slurry according to claim 5, wherein the anionic or cationic surfactant has an aromatic ring.
【請求項7】 前記アニオン又はカチオン界面活性剤
は、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸アンモニウム、アルキルジメチルベン
ジルアンモニウムクロライド、アルキルナフタレンスル
ホン酸カリウムのいずれかの材料から選ばれることを特
徴とする請求項6に記載の化学的機械的研磨用スラリ。
7. The method according to claim 1, wherein the anionic or cationic surfactant is selected from any of potassium dodecylbenzenesulfonate, ammonium dodecylbenzenesulfonate, alkyldimethylbenzylammonium chloride and potassium alkylnaphthalenesulfonate. A slurry for chemical mechanical polishing according to claim 6.
【請求項8】 前記研磨膜である金属と錯体を形成する
錯化剤がさらに含まれていることを特徴とする請求項1
乃至請求項7のいずれかに記載の化学的機械的研磨用ス
ラリ。
8. The method according to claim 1, further comprising a complexing agent for forming a complex with the metal as the polishing film.
A slurry for chemical mechanical polishing according to claim 7.
【請求項9】 前記錯体は、前記スラリ又は水に対して
難溶性あるいは不溶性であることを特徴とする請求項8
に記載の化学的機械的研磨用スラリ。
9. The method according to claim 8, wherein the complex is hardly soluble or insoluble in the slurry or water.
A slurry for chemical mechanical polishing according to claim 1.
【請求項10】 前記錯体はカルボキシル基を有するア
ミンであることを特徴とする請求項9に記載の化学的機
械的研磨用スラリ。
10. The slurry for chemical mechanical polishing according to claim 9, wherein the complex is an amine having a carboxyl group.
【請求項11】 前記アミンは、キノリン酸、キナルジ
ン酸のいずれかであることを特徴とする請求項10に記
載の化学的機械的研磨用スラリ。
11. The slurry according to claim 10, wherein the amine is one of quinolinic acid and quinaldic acid.
【請求項12】 前記第2の界面活性剤は、ポリオキシ
エチレンラウリルエーテル、シュガーエステル、ソルビ
タンエステル、グリセリンエステル、ポリエキシエチレ
ンアルキルアリルエーテル、脂肪酸塩、アルキル硫酸
塩、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルリン
酸塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルア
ミン塩から選ばれた材料からなることを特徴とする請求
項1乃至請求項11のいずれかに記載の化学的機械的研
磨用スラリ。
12. The second surfactant includes polyoxyethylene lauryl ether, sugar ester, sorbitan ester, glycerin ester, polyexethylene alkyl allyl ether, fatty acid salt, alkyl sulfate, polyoxyethylene alkylamine, and alkyloxyalkylamine. The slurry for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 11, comprising a material selected from a phosphate, an alkyltrimethylammonium salt, and an alkylamine salt.
【請求項13】 前記第1及び第2の界面活性剤は、各
々が0.001wt%以上であり、両者を合わせて0.
5wt%(注)(以下)であることを特徴とする請求項
1乃至請求項12のいずれかに記載の化学的機械的研磨
用スラリ。
13. The first and second surfactants are each 0.001 wt% or more, and the total of both surfactants is 0.1% by weight.
The slurry for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 12, wherein the amount is 5 wt% (note) (hereinafter, referred to as the following).
【請求項14】 酸化剤をさらに含み、この酸化剤は、
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過酸化水素水、
硝酸第二鉄、硝酸第二アンモにウムセリウムのいずれか
であることを特徴とする請求項1乃至請求項13のいず
れかに記載の化学的機械的研磨用スラリ。
14. An oxidizing agent further comprising an oxidizing agent,
Ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide,
The slurry for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 13, wherein the ferric nitrate or ferric nitrate is one of um-cerium.
【請求項15】 添加剤としてキナルジン酸、キノリン
酸、ニコチン酸、ピコリン酸、マロン酸、シュウ酸、コ
ハク酸、グリシン、アラニン、トリプトファンから選ば
れた少なくとも1つを添加したことを特徴とする請求項
1乃至請求項14のいずれかに記載の化学的機械的研磨
用スラリ。
15. The method according to claim 1, wherein at least one selected from quinaldic acid, quinolinic acid, nicotinic acid, picolinic acid, malonic acid, oxalic acid, succinic acid, glycine, alanine and tryptophan is added as an additive. The slurry for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 14.
【請求項16】 半導体基板上に形成された絶縁膜表面
に配線溝を形成する工程と、 前記配線溝内部を含む前記絶縁膜上に金属膜を堆積させ
る工程と、 前記金属膜表面を請求項1乃至請求項15のいずれかに
記載された化学的機械的研磨用スラリを用いて化学的機
械的研磨を行い、前記配線溝に埋め込まれた前記金属膜
以外の金属膜を除去する工程とを備えたことを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
16. A step of forming a wiring groove on a surface of an insulating film formed on a semiconductor substrate; a step of depositing a metal film on the insulating film including the inside of the wiring groove; Performing a chemical mechanical polishing using the slurry for chemical mechanical polishing according to any one of claims 1 to 15, and removing a metal film other than the metal film embedded in the wiring groove. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003005431A1 (en) * 2001-07-04 2003-01-16 Seimi Chemical Co., Ltd. Chemical mechanical polishing slurry for semiconductor integrated circuit, polishing method and semiconductor integrated circuit
WO2004013242A3 (en) * 2002-08-05 2004-06-03 Ppg Ind Ohio Inc Polishing slurry system and metal poslishing and removal process
JP2005026604A (en) * 2003-07-01 2005-01-27 Jsr Corp Water-based dispersing substance for chemical machinery polishing
WO2008013226A1 (en) 2006-07-28 2008-01-31 Showa Denko K.K. Polishing composition
JP2008041782A (en) * 2006-08-02 2008-02-21 Fujimi Inc Composition for polishing, and polishing method
WO2008105223A1 (en) * 2007-02-27 2008-09-04 Hitachi Chemical Co., Ltd. Cmp slurry for silicon film
US20090221213A1 (en) * 2006-10-06 2009-09-03 Jrs Corporation Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method for semiconductor device
JP2011009537A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Tokyo Electron Ltd Liquid processing apparatus, liquid processing method, and storage medium
JP2012104749A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Nitta Haas Inc Polishing slurry
US8864860B2 (en) 2007-12-28 2014-10-21 Fujimi Incorporated Polishing composition
CN114106704A (en) * 2021-12-16 2022-03-01 河北工业大学 Green environment-friendly titanium metal polishing solution
KR102728251B1 (en) 2021-12-31 2024-11-11 주식회사 케이씨텍 Slurry composition for polishing metal film for contact process

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003005431A1 (en) * 2001-07-04 2003-01-16 Seimi Chemical Co., Ltd. Chemical mechanical polishing slurry for semiconductor integrated circuit, polishing method and semiconductor integrated circuit
WO2004013242A3 (en) * 2002-08-05 2004-06-03 Ppg Ind Ohio Inc Polishing slurry system and metal poslishing and removal process
JP4637464B2 (en) * 2003-07-01 2011-02-23 Jsr株式会社 Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing
JP2005026604A (en) * 2003-07-01 2005-01-27 Jsr Corp Water-based dispersing substance for chemical machinery polishing
WO2008013226A1 (en) 2006-07-28 2008-01-31 Showa Denko K.K. Polishing composition
EP2075824A1 (en) * 2006-07-28 2009-07-01 Showa Denko Kabushiki Kaisha Polishing composition
EP2075824A4 (en) * 2006-07-28 2011-05-04 Showa Denko Kk Polishing composition
JP2008041782A (en) * 2006-08-02 2008-02-21 Fujimi Inc Composition for polishing, and polishing method
US8574330B2 (en) * 2006-10-06 2013-11-05 Jsr Corporation Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method for semiconductor device
US20090221213A1 (en) * 2006-10-06 2009-09-03 Jrs Corporation Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method for semiconductor device
WO2008105223A1 (en) * 2007-02-27 2008-09-04 Hitachi Chemical Co., Ltd. Cmp slurry for silicon film
JP5397218B2 (en) * 2007-02-27 2014-01-22 日立化成株式会社 CMP slurry for silicon film
US8864860B2 (en) 2007-12-28 2014-10-21 Fujimi Incorporated Polishing composition
JP2011009537A (en) * 2009-06-26 2011-01-13 Tokyo Electron Ltd Liquid processing apparatus, liquid processing method, and storage medium
US8617656B2 (en) 2009-06-26 2013-12-31 Tokyo Electron Limited Liquid processing apparatus, liquid processing method, and storage medium
KR101421494B1 (en) * 2009-06-26 2014-07-22 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Liquid processing apparatus, liquid processing method and storage medium
JP2012104749A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Nitta Haas Inc Polishing slurry
CN114106704A (en) * 2021-12-16 2022-03-01 河北工业大学 Green environment-friendly titanium metal polishing solution
KR102728251B1 (en) 2021-12-31 2024-11-11 주식회사 케이씨텍 Slurry composition for polishing metal film for contact process

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