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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Polierzusammensetzung zum chemisch-mechanischen
Polieren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Polierzusammensetzung,
die eine hohe Polierrate beziehungsweise Poliergeschwindigkeit aufweist,
womit ein effizientes Polieren ermöglicht wird, wenig Korrosionsstellen
oder Vertiefungen gebildet werden, sodass bearbeitete hochpräzise Oberflächen erzeugt
werden, und die bevorzugt zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen
einsetzbar ist.
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STAND DER
TECHNIK FÜR
DIE ERFINDUNG
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Das
chemisch-mechanische Polieren wurde allgemein als effektives Verfahren
zur Erzielung einer hochpräzisen
behandelten Oberfläche
verwendet. Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen steigen
die durch die Tiefenschärfe
verursachten Anforderungen in dem Fotolithografieverfahren, sowie
auch andere Anforderungen, mit der Erhöhung des Integrationsgrades
und der Verwendung von Mehrschichtstrukturen in Halbleitervorrichtungen,
und die Einführung
des chemisch-mechanischen Polierens ist vorgeschlagen und aktiv
untersucht worden, um diese Anforderungen zu erfüllen. Beispielsweise offenbaren
die Japanische Patentveröffentlichung
Heisei 6(1994)-103681, die offen gelegte Japanische Patentanmeldung
Nr. Heisei 6(1994)-132287 und die offen gelegte Japanische Patentanmeldung
Nr. Heisei 7(1995)-233485 Verfahren, in denen ein Material für Schaltkreise,
wie beispielsweise Kupfer, in Löcher
und Vertiefungen, die in einem Isolierfilm auf einem Prozess-Wafer
gebildet sind, eingefüllt
wird, und wobei Schaltkreise gebildet werden, indem der Anteil des
Materials für
die Schaltkreise, der oberhalb der Oberfläche des Isolierfilms vorliegt,
durch Polieren entfernt wird.
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Beim
chemisch-mechanischen Polieren zur Erzielung einer hochpräzisen Oberfläche, insbesondere beim
chemisch-mechanischen
Polieren bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wird angenommen, dass
es, um eine mechanische Beschädigung
auf zu polierenden Produkten so weit wie möglich zu vermeiden, bevorzugt
ist, Schleifkörner
mit geringer mechanischer Polierfähigkeit, d.h. weiche Schleifkörner mit
kleinen Durchmessern, zu verwenden. In einigen extremen Fällen ist
eine Durchführung
des Polierens ohne Verwendung von Schleifkörnern untersucht worden, um
den Beitrag des mechanischen Polierens mit Schleifkörnern auszuschalten. Überdies
ist es bei einem Verfahren zur Bildung einer Schaltkreisschicht
durch chemisch-mechanisches Polieren bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen
bevorzugt, dass die Polierrate eines Isolierfilms so niedrig wie
möglich
gehalten wird. Eine Verminderung des Beitrags des mechanischen Polierens ist
auch zur Verminderung der Polierrate bevorzugt.
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Damit
eine Polierzusammensetzung eine geringe Fähigkeit des mechanischen Polierens
bei einer hohen Polierrate aufweist, ist es wesentlich, dass die
Polierzusammensetzung mit einer großen chemischen Polierfähigkeit
ausgestattet wird. Eine übermäßig große chemische
Polierfähigkeit
verursacht jedoch Probleme. Dies kann beispielsweise anhand der
nachfolgenden Beschreibung verstanden werden, veröffentlicht
in Denshi Zairyo, Mai 1996, Seite 82: Eine Polierzusammensetzung
umfasst allgemein ein Additiv zum Oxidieren oder Ätzen eines
Materials für
Schaltkreise (eines Metalls) und Schleifkörner zur mechanischen Bearbeitung,
und die für
eine Polier zusammensetzung benötigten
Eigenschaften sind eine hohe Selektivität für ein Schaltkreismaterial gegenüber einem
Isolierfilm (SiO2) sowie die Abwesenheit
von Vertiefungsbildungen (übermäßiges Ätzen).
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Verschiedene
Zusammensetzungen sind als Polierzusammensetzung zur Bildung einer
Kupferschaltkreisschicht vorgeschlagen worden. Die meisten dieser
Polierzusammensetzungen enthalten herkömmliche Oxidationsmittel wie
Wasserstoffperoxid und Übergangsmetallsalze.
Eine Polierzusammensetzung, welche Schleifkörner, ein komplexiertes Salz
eines Übergangsmetalls
und ein Lösungsmittel
für das
Salz enthält,
ist in der Japanischen Patentveröffentlichung
Heisei 6(1994)-103681 offenbart. Eine Polierzusammensetzung, die
aus Aluminiumoxid zusammengesetzte Schleifkörner enthält, Kaliumhydroxid als Hauptbestandteil
enthält und
einen pH von etwa 3 aufweist, ist in der offen gelegten Japanischen
Patentanmeldung Nr. Heisei 6(1994)-132287 offenbart. Eine Polierzusammensetzung,
umfassend Schleifkörner,
die aus einem wässerigen kolloidalen
Siliciumdioxidsol oder Gel aufgebaut sind, sowie einen aus einem
Perschwefelsäuresalz
aufgebauten Polierbeschleuniger, ist in der offen gelegten Japanischen
Patentanmeldung Nr. Heisei 6(1994)-313164 offenbart. Eine Polierzusammensetzung,
umfassend mindestens eine organische Säure, die aus Aminoessigsäuren und
Amidoschwefelsäuren
ausgewählt
ist, ein Oxidationsmittel und Wasser, ist in der offen gelegten Japanischen
Patentanmeldung Nr. Heisei 7(1995)-233485 offenbart. Eine Polierzusammensetzung,
umfassend ein Ätzmittel,
welches eine Aminoessigsäure
und/oder eine Amidoschwefelsäure
enthält,
ein Oxidationsmittel und Wasser sowie ein chemisches Mittel, welches
mindestens Benzotriazol oder ein Derivat von Benzotriazol enthält, und
eine Schutzschicht auf einem Schaltkreismaterial bildet, ist in
der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 8(1996)-83780
offenbart. Eine Polierzusammensetzung, die durch Vermischen einer
im Handel erhältlichen
Aufschlämmung,
enthaltend eine wässerige
Lösung
einer organischen Säure
und in der Lösung
suspendiertes Aluminiumoxid enthält,
und einer 30% wässerigen
Lösung
von Wasserstoffperoxid direkt vor Verwendung erhalten wird, und
einen pH von 3,6 bis 3,8 aufweist, ist im Vorabdruck von Semicon
Kansai 96 ULSI Technical Seminar, Seiten 2-49 bis 2-50 offenbart.
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Eine
Polierzusammensetzung, umfassend Wasser, α-Aluminiumoxid, Böhmit, und
ein Ammoniumsalz einer anorganischen oder organischen Säure, ist
in der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 2(1990)-158683
offenbart, obwohl diese Zusammensetzung kaum in die Kategorie der
chemisch-mechanischen
Polierzusammensetzungen einbezogen werden kann.
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Als
Ergebnis einer erhöhten
chemischen Polierfähigkeit
zeigen viele der obigen Polierzusammensetzungen ein Problem dahingehend,
dass Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gebildet werden, und das
Phänomen
der Ausbildung von Vertiefungen auf der Oberfläche durch übermäßiges Ätzen eines Materials für Schaltkreise,
d.h. eine so genannte Vertiefungsbildung (englisch: dishing) im
tatsächlichen
industriellen Verfahren leicht auftritt, obwohl sicherlich eine
höhere
Polierrate erzielt wird.
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Das
Problem der Bildung von Korrosionsmarken und der Vertiefungsbildung
wird in einem gewissen Ausmaß durch
die Polierzusammensetzungen überwunden,
die in der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei
7(1995)-233485 und der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung
Nr. Heisei 8(1996)-83780 offenbart sind. Die in den Beispielen dieser Anmeldungen
beschriebene Polierrate beträgt
jedoch höchstens
220 nm/min. Überdies
muss der pH auf einen Wert bis zu 10,5 eingestellt werden, um die
größte Polierrate
zu erhalten. Die in den Beschreibungen dieser Anmeldungen beschriebene
Polierrate neutraler Polierzusammensetzungen ist beispielsweise
so geringfügig
wie 77 nm/min. In der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung
Nr. Heisei 7(1995)-233485 ist beschrieben, dass eine Polierrate
bis 950 nm/min in einem System erreicht werden kann, welches eine
Amidoschwefelsäure
und Wasserstoffperoxid enthält.
Das Problem der Bildung von Korrosionsmarken und der Vertiefungsbildung
kann jedoch in diesem Fall nicht vollständig gelöst werden, da die Ätzgeschwindigkeit
einen beträchtlich
großen
Wert von 50 nm/min aufweist.
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Die
in der offen gelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 2(1990)-158683
offenbarte Polierzusammensetzung ist im Wesentlichen eine mechanische
Polierzusammensetzung. Diese Zusammensetzung erfordert α-Aluminiumoxid,
welches bei einer Temperatur von 1.100°C oder höher wärmebehandelt wurde und eine
starke mechanische Polierfähigkeit
aufweist. Das in der Zusammensetzung enthaltene Ammoniumsalz einer
anorganischen oder organischen Säure
wird zur Steuerung der Dispergierung von Körnchen in dem System, welches α-Aluminiumoxid
und Böhmitsol
enthält,
zugegeben. Eine Polierzusammensetzung mit einer starken mechanischen
Polierfähigkeit,
wie beispielsweise diese Polierzusammensetzung, weist eine nur vernachlässigbare
chemische Polierwirkung auf einem zu polierenden Produkt auf. Diese
Polierzusammensetzung ist daher zur Erzielung einer hochpräzisen Oberfläche, welches
das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, unzureichend.
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Viele
herkömmliche
Polierzusammensetzungen zum chemisch-mechanischen Polieren sind alkalisch oder
sauer. Daher ist eine neutrale Zusammensetzung vom Standpunkt der
Korrosion der Materialien von Vorrichtungen, der Handhabbarkeit
der Zusammensetzung im Betrieb und der Entsorgung von Abwasserfluiden gewünscht worden.
Viele herkömmliche
Polierzusammensetzungen zum chemisch-mechanischen Polieren weisen
Metallbestandteile auf, welche die Eigenschaften der Halbleitervorrichtungen
nachteilig beeinflussen, setzen bestimmte teure Chemikalien ein
oder enthalten Substanzen als Hauptbestandteil, die für die menschliche
Gesundheit schädlich
sind. Es ist eine Polierzusammensetzung gewünscht worden, welche derartige Probleme
nicht aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Polierzusammensetzung
beziehungsweise Schleifzusammensetzung bereitzustellen, die beim
chemisch-mechanischen Polieren zur Gewinnung einer hochpräzisen Oberfläche, insbesondere
beim chemisch-mechanischen Polieren zur Bildung einer Schaltkreisschicht
bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen, eine hohe Polierrate,
eine hohe Selektivität
für Schaltkreismaterialien
gegenüber
Isolierfilmen/Isolierschichten aufweist, die wenige Korrosionsmarken
oder Vertiefungen bildet, einen neutralen pH aufweist, die keine
metallischen Bestandteile enthält,
welche die Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nachteilig
beeinflussen, die keine speziellen teuren chemischen Mittel erfordert und
die nicht irgendwelche Substanzen als Hauptbestandteil enthält, die
für die
menschliche Gesundheit schädlich
sind.
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Als
Ergebnis ausgiebiger Untersuchungen, die durch die vorliegenden
Erfinder durchgeführt
wurden, um obige Probleme zu überwinden,
wurde gefunden, dass eine Polierzusammensetzung zum chemisch-mechanischen
Polieren, umfassend eine Carbonsäure,
ein Oxidationsmittel und Wasser, welche einen durch Zugabe einer
geeigneten Menge Alkali auf 5 bis 9 eingestellten pH aufweist, eine
hohe Polierrate zeigt, eine hohe Selektivität für Schaltkreismaterialien gegenüber Isolierfilmen
aufweist und das Polieren mit einer verminderten Bildung von Korrosionsmarken
oder Vertiefungsbildung beim chemisch-mechanischen Polieren zur
Gewinnung einer hochpräzisen
Oberfläche
ermöglicht,
insbesondere beim chemisch-mechanischen Polieren zur Bildung einer
Schaltkreisschicht bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen.
Die vorliegende Erfindung wurde auf Grundlage dieses Wissens fertig
gestellt.
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Durch
die vorliegende Erfindung wird daher bereitgestellt:
- (1) Eine Polierzusammensetzung bzw. Schleifzusammensetzung zum
chemisch-mechanischen Polieren, die eine Carbonsäure, ein Oxidationsmittel und
Wasser umfasst, und einen mit Alkali auf 5 bis 9 eingestellten pH
aufweist;
- (2) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei das
Alkali Ammoniak ist;
- (3) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Carbonsäure
eine oder mehrere Verbindungen ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Äpfelsäure, Nicotinsäure, Gluconsäure, Zitronensäure und
Weinsäure;
- (4) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei das
Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid ist;
- (5) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Polierzusammensetzung weiterhin Phosphorsäure enthält;
- (6) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Polierzusammensetzung weiterhin Schleifkörner enthält; und
- (7) Eine in (6) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Schleifkörner
Körner
eines oder mehrerer Schleifmittel sind, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend
aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid und Zirkonoxid.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beinhalten:
- (8)
Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei der pH auf
6 bis 8 eingestellt ist;
- (9) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Carbonsäure
ein Molekulargewicht von 100 bis 300 aufweist;
- (10) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Polierzusammensetzung 0,1 bis 5 Gew.-Teile der Carbonsäure pro
100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthält;
- (11) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Polierzusammensetzung 0,01 bis 10 Gew.-Teile des Oxidationsmittels
pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthält;
- (12) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Polierzusammensetzung 0,0005 bis 0,1 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthält; und
- (13) Eine in (1) beschriebene Polierzusammensetzung, wobei die
Polierzusammensetzung 1 bis 20 Gew.-Teile der Schleifkörner pro
100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthält.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Polierzusammensetzung zum chemisch-mechanischen Polieren der vorliegenden
Erfindung umfasst eine Carbonsäure,
ein Oxidationsmittel und Wasser, und weist einen mit Alkali auf
5 bis 9 eingestellten pH auf.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung beträgt das Molekulargewicht
der Carbonsäure
bevorzugt 100 bis 300. Wenn das Molekulargewicht der Carbonsäure kleiner
als 100 ist, ist die Polierrate beziehungsweise Poliergeschwindigkeit
klein, und es besteht die Möglichkeit,
dass Korrosionsmarken gebildet werden. Wenn das Molekulargewicht
der Carbonsäure
größer als
300 ist, wird eine Auflösung
der Carbonsäure in
Wasser schwierig, und es besteht die Möglichkeit, dass die vorteilhaften
Wirkungen, d.h. die Erhöhung
der Polierrate und Verminderung der Bildung von Korrosionsmarken,
nicht erhalten werden können. Überdies
besteht, wenn Schleifkörner
verwendet werden, die Möglichkeit,
dass die Dispergierung der Körner
nachteilig beeinflusst wird. Unter den Carbonsäuren mit einem Molekulargewicht
von 100 bis 300 sind Äpfelsäure, Nicotinsäure, Gluconsäure, Zitronensäure und
Weinsäure
zur Erhöhung
der Polierrate und Verminderung der Bildung von Korrosionsmarken
bevorzugt. Diese Carbonsäuren
weisen weitere vorteilhafte Eigenschaften dahingehend auf, dass
diese Säuren
nicht irgendwelche Metallbestandteile enthalten, die für Halbleitervorrichtungen schädlich sind,
dass sie preiswert und leicht erhältlich sind und keine schädlichen
Wirkungen auf die menschliche Gesundheit zeigen, da diese Säuren als
Lebensmittelzusätze
verwendet werden.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist die Carbonsäure bevorzugt
in einem Anteil von 0,1 bis 5 Gew.-Teilen, bevorzugter in einem Anteil
von 0,4 bis 3 Gew.- Teilen,
pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthalten. Wenn der
Anteil der Carbonsäure
weniger als 0,1 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
beträgt,
besteht die Möglichkeit,
dass die Polierrate nicht ausreichend erhöht wird. Wenn der Anteil der
Carbonsäure
mehr als 5 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
beträgt,
besteht die Möglichkeit,
dass die Neigung zur Bildung von Korrosionsmarken auf der polierten
Oberfläche
erhöht
ist. Eine einzelne oder eine Kombination zweier oder mehrerer Carbonsäuren können in
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Die
Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Oxidationsmittel.
Das Oxidationsmittel hat die Funktion der Beschleunigung von Oxidationsreaktionen
von Metallen zur Erhöhung
der Polierrate beim chemisch-mechanischen Polieren. Das Oxidationsmittel
ist nicht besonders eingeschränkt,
solange das Oxidationsmittel in Wasser löslich ist. Beispiele des Oxidationsmittels
beinhalten Wasserstoffperoxid; Derivate von Permangansäure, wie
beispielsweise Kaliumpermanganat; Chromsäurederivate wie Natriumchromat;
Salpetersäure
und Salpetersäurederivate;
Peroxosäurederivate
wie Peroxodischwefelsäure;
Oxosäurederivate
wie Perchlorsäure;
Salze von Übergangsmetallen
wie Kaliumferricyanid und organische Oxidationsmittel wie Peressigsäure und
Nitrobenzol. Unter diesen Oxidationsmitteln ist Wasserstoffperoxid
bevorzugt, da Wasserstoffperoxid keine metallischen Bestandteile
enthält,
harmlose Nebenprodukte und Zersetzungsprodukte in der Reaktion bildet
und tatsächlich
als chemisches Reinigungsfluid in der Halbleiterindustrie verwendet
wurde.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist das Oxidationsmittel
bevorzugt in einem Anteil von 0,01 bis 10 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teilen
der Polierzusammensetzung enthalten. Wenn der Anteil des Oxidationsmittels
weniger als 0,01 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
beträgt,
wird die Funktion der Erhöhung
der Polierfähigkeit
nicht wirksam gezeigt, und es besteht die Möglichkeit, dass die Polierrate
nicht erhöht
wird. Wenn der Anteil des Oxidationsmittels mehr als 10 Gew.-Teile
pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung beträgt, wird
die Polierrate nicht in dem Ausmaß erhöht, wie entsprechend der erhöhten Menge
an Oxidationsmittel erwartet wird, und eine solche Menge ist wirtschaftlich
nachteilig.
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Wenn
Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel in der Polierzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist es zur Vermeidung
einer Veränderung
in der Zusammensetzung, die durch die Zersetzung von Wasserstoffperoxid
während
der Aufbewahrung bewirkt wird, bevorzugt, dass eine wässerige
Lösung
von Wasserstoffperoxid einer vorbeschriebenen Konzentration und
eine Zusammensetzung, welche die gewünschte Polierzusammensetzung
bereitstellt, indem sie mit der wässerigen Lösung von Wasserstoffperoxid
vermischt wird, separat im Voraus hergestellt werden, und diese
zwei Bestandteile direkt vor Verwendung zum chemisch-mechanischen
Polieren zusammen vermischt werden.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird der pH
mit Alkali auf 5 bis 9, bevorzugt 6 bis 8, eingestellt. Durch Einstellen
des pH der Polierzusammensetzung auf 5 bis 9 kann eine aktivierte
Auflösung
von Schaltkreismaterialien unterdrückt werden, womit die Bildung
von Korrosionsmarken verhindert wird, und es kann auch eine hohe
Polierrate erzielt werden. Durch Einstellen des pH der Polierzusammensetzung
auf 6 bis 8 kann die Bildung von Korrosionsmarken noch weiter vermindert
werden, die Möglichkeit
der Korrosion von Vorrichtungsmaterialien kann ausgeschaltet werden,
und die Handhabbarkeit der Zusammensetzung im Betrieb und die Entsorgung
von Abwasserfluiden kann erleichtert werden. Das Verfahren zur Einstellung
des pH ist nicht besonders eingeschränkt. Beispielsweise kann ein
Alkali direkt zu der Polierzusammensetzung gegeben werden, oder
ein Teil oder die gesamte Menge des zu verwendenden Alkalis kann
in Form eines Alkalisalzes einer Carbonsäure oder Phosphorsäure zugegeben
werden. Das Alkali, welches zur Einstellung des pH verwendet wird,
ist nicht besonders eingeschränkt.
Beispiele des Alkalis beinhalten Hydroxide von Alkalimetallen wie
Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid; Alkalimetallcarbonate wie Natriumcarbonat und
Kaliumcarbonat; Hydroxide von Erdalkalimetallen wie Calciumhydroxid;
Ammoniak und Amine. Unter diesen Alkalisubstanzen ist Ammoniak bevorzugt,
da Ammoniak keine Alkalimetalle enthält, die eine Verschlechterung
der Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen verursachen, und auch,
weil Ammoniak tatsächlich
als chemisches Mittel zur Reinigung in der Halbleiterindustrie verwendet
wird. Ammoniak hat dahingehend Nachteile, dass die Konzentration
einer Lösung
sich leicht verändert,
da Ammoniak eine große
Flüchtigkeit
im alkalischen Bereich aufweist, und dass Ammoniak einen störenden Geruch
aufweist. Die Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist
aber einen pH im neutralen Bereich auf, und Ammoniak bleibt in Wasser
als Ammoniumion stabil. Daher treten die obigen Probleme nicht auf.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich Phosphorsäure enthalten sein.
Wenn eine sehr kleine Menge Phosphorsäure enthalten ist, wird die
Bildung von Korrosionsmarken verhindert, und die Polierrate wird erhöht, womit
die Zusammensetzung mit einer vorteilhaften Poliereigenschaft bereitgestellt
wird. Es wird angenommen, dass Phosphorsäure eine katalytische Wirkung
auf die chemische Reaktion ausübt,
während
das chemisch-mechanische Polieren abläuft. In der Polierzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung beträgt
der Anteil an Phosphorsäure
bevorzugt 0,0005 bis 0,1 Gew.-Teile, bevorzugter 0,001 bis 0,01
Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung. Wenn
die Phosphorsäuremenge weniger
als 0,0005 Gew.-Teile
pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung beträgt, zeigt
sich die Wirkung der Erhöhung
der Polierrate nicht merklich. Wenn der Anteil an Phosphorsäure mehr
als 0,1 Gew.-Teile pro
100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung beträgt, wird die aktivierte Auflösung beim
chemisch-mechanischen Polieren vorherrschend, und es besteht die
Möglichkeit,
dass die Tendenz zur Bildung von Korrosionsmarken auf der polierten
Oberfläche
verstärkt
ist.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass
die erforderliche Polierrate beim chemisch-mechanischen Polieren von Materialien
für Schaltkreise
durch Abschleifen mit einem Polierkissen alleine ohne Verwendung
von Schleifkörnern
in der Polierzusammensetzung erreicht wird, wenn der Betriebsdruck
und die Rotationsgeschwindigkeit einer Druckplatte geeignet erhöht werden.
Um eine noch höhere
Polierrate zu erhalten, ist es aber bevorzugt, dass die Polierzusammensetzung
zusätzlich
Schleifkörner enthält. Der
Anteil der Schleifkörner
beträgt
bevorzugt 1 bis 20 Gew.-Teile
pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung. Wenn der Anteil der
Schleifkörner
weniger als 1 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
beträgt,
ist der Beitrag der Schleifkörner
zur mechanischen Polierfähigkeit
gering, und es besteht die Möglichkeit,
dass die Wirkung der Schleifkörner
nicht merklich ausgeübt
wird. Wenn der Anteil der Schleifkörner mehr als 20 Gew.-Teile
pro 100 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung beträgt, wird
die mechanische Polierfähigkeit
nicht in dem Ausmaß erhöht, wie
anhand der verwendeten Menge an Schleifkörnern erwartet wird. Dies bedeutet,
dass der Anteil der Schleifkörner
für das
chemisch-mechanische
Polieren, die im Allgemeinen teuer sind, höher als notwendig ist und somit
wirtschaftlich nachteilig ist.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt
Schleifkörner
mit einer geringen mechanischen Polierfähigkeit, d.h. weiche Schleifkörner mit
kleinen Korndurchmessern, welche allgemein beim chemisch-mechanischen Polieren
verwendet werden, als Schleifkörner
verwendet. Hochreine Schleifkörner,
die wenig Verunreinigungen enthalten, welche eine Verschlechterung
der Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen verursachen, sind
bevorzugt. Beispiele solcher Schleifkörner beinhalten Schleifkörner aus
Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Titanoxid und Zirkonoxid. In der Polierzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung können
ein Typ oder eine Kombination zweier oder mehrerer Typen der Schleifkörner verwendet werden.
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In
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung können verschiedene
Typen herkömmlicher
Additive, die weithin in Polierzusammensetzungen verwendet werden,
wie beispielsweise Dispersionsmittel, Puffer und Viskositätsmodifikatoren,
innerhalb eines Bereichs enthalten sein, in welchem die vorteilhaften Eigenschaften
der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung nicht nachteilig
beeinflusst werden.
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Beim
chemisch-mechanischen Polieren zur Gewinnung einer hochpräzisen Oberfläche, insbesondere beim
chemisch-mechanischen
Polieren zur Bildung einer Schaltkreisschicht bei der Herstellung
von Halbleitervorrichtungen, ist es allgemein zur Verminderung des
Beitrags des mechanischen Polierens erforderlich, dass die Polierzusammensetzung
mit einer großen
chemischen Polierfähigkeit
ausgestattet wird. Wenn das Material zum Polieren ein Metall ist,
wie beispielsweise ein Material für Schaltkreise, ist es effektiv,
dass ein Oxidationsmittel, welches die Korrosionsreaktion, die auf
der Metalloberfläche
stattfindet, antreibt, zugegeben wird. Es wird angenommen, dass
die Korrosion eines Metalls immer durch eine Reaktion der Bildung
eines Films auf der Oberfläche
stattfindet. Wenn der gebildete Film eine große Löslichkeit und eine große Auflösungsgeschwindigkeit
aufweist, findet eine aktivierte Auflösung statt.
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Wenn
die aktivierte Auflösung
dominiert und die Auflösungsgeschwindigkeit
groß ist,
werden Korrosionsmarken auf der Oberfläche eines Metalls gebildet,
da die lokale Auflösungsgeschwindigkeit
von der Mikrostruktur des Metalls abhängt. Das Vertiefungsbildungsphänomen tritt
zusätzlich
zur Bildung von Korrosionsmarken beim chemisch-mechanischen Polieren
von Schaltkreismaterialien in einem industriellen Verfahren auf.
Dieses tritt auf, da ein Isolierfilm nicht korrodiert wird, während die
Auflösung
eines Schaltkreismaterials weiter abläuft, wenn das Polieren das
Stadium erreicht, in welchem die Oberfläche des Isolierfilms exponiert ist.
Mit anderen Worten werden Korrosionsmarken und die Vertiefungsbildung
durch die gleiche Ursache gebildet, und das Ausmaß der Bildung
der Vertiefungsbildung in einem industriellen Verfahren kann durch
Abschätzung
des Ausmaßes
der Bildung von Korrosionsmarken abgeschätzt werden.
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Die
Polierzusammensetzung zum chemisch-mechanischen Polieren der vorliegenden
Erfindung umfasst eine Carbonsäure,
ein Oxidationsmittel und Wasser, und weist einen mit Alkali auf
einen neutralen Bereich eingestellten pH auf. Daher zeigt die Polierzusammensetzung
eine hohe Polierrate, weist eine hohe Selektivität für Schaltkreismaterialien gegenüber Isolierfilmen
auf und bildet wenig Korrosionsmarken oder Vertiefungen beim chemisch-mechanischen
Polieren zur Erzielung einer hochpräzisen Oberfläche, insbesondere beim
chemisch-mechanischen
Polieren zur Bildung einer Schaltkreisschicht bei der Herstellung
von Halbleitervorrichtungen. Da die Polierzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung keine Metallbestandteile enthält, welche die Eigenschaften
der Halbleitervorrichtungen nachteilig beeinflussen, und sie neutral
ist, sind die Handhabung der Polierzusammensetzung im Betrieb und
die Entsorgung von Abwasserfluiden einfacher. Die vorteilhaften
Poliereigenschaften der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung
können
noch weiter verbessert werden, wenn die Polierzusammensetzung zusätzlich Phosphorsäure oder
Schleifkörner
nach Bedarf enthält.
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Um
die Vorteile der vorliegenden Erfindung zusammenzufassen, kann die
Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft beim
chemisch-mechanischen Polieren zur Erzielung einer hochpräzisen Oberfläche verwendet
werden, insbesondere beim chemisch-mechanischen Polieren zur Bildung
einer Schaltkreisschicht bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen,
da die Polierzusammensetzung eine hohe Polierrate aufweist, eine
hohe Selektivität
für Schaltkreismaterialien
gegenüber
Isolierfilmen aufweist, wenig Korrosionsmarken oder Vertiefungen
bildet, einen neutralen pH aufweist, nicht irgendwelche Metallbestandteile
enthält,
welche die Eigenschaften von Halbleitervorrichtungen nachteilig
beeinflussen, keine teuren chemischen Mittel erfordert und keine
Substanzen als Hauptbestandteile enthält, die für die menschliche Gesundheit schädlich sind.
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BEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird ausführlicher
mit Bezug auf die folgenden Beispiele beschrieben. Die vorliegende
Erfindung ist jedoch nicht durch die Beispiele eingeschränkt.
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Beispiel 1
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Vorbeschriebene
Mengen hochreinen Wassers, Äpfelsäure (special
reagent grade; Molekulargewicht 134), Phosphorsäure für die Elektronikindustrie,
eine wässerige
Lösung
von Wasserstoffperoxid für
die Elektronikindustrie und ein aus hochreinem Aluminium hergestelltes
Aluminiumoxid-Schleifmittel (ein Produkt von SHOWA DENKO K. K.)
wurden zusammen vermischt, und der pH des erhaltenen Gemisches wurde
durch Zugabe einer geeigneten Menge einer wässerigen Lösung von Ammoniak für die Elektronikindustrie
auf neutral eingestellt. Nach Verdünnung des erhaltenen Gemisches
mit hochreinem Wasser wurde eine Polierzusammensetzung erhalten,
die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels, 1 Gew.-Teil Äpfelsäure, 2 Gew.-Teile
Wasserstoffperoxid und 0,01 Gew.-Teile
Phosphorsäure,
pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung, enthielt und einen
pH von 7,5 aufwies.
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Die
Fähigkeit
dieser Polierzusammensetzung, Kupfer zu polieren, wurde gemäß dem folgenden
Verfahren bewertet:
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[Polierbedingungen]
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- Arbeitsstück:
ein Pellet mit 20 mm ∅ und 5 mm Dicke aus Kupfer (Sollreinheit:
3N5) × 5
(hergestellt durch Anbringen an ein Glassubstrat von 110 mm ∅)
- Kissen (pad): zweischichtiges Kissen zum chemisch-mechanischen Polieren
- Poliergerät:
Einflächenpoliergerät; Durchmesser
einer Druckplatte, 320 mm
- Rotationsgeschwindigkeit einer Druckplatte: 60 UpM
- Arbeitsdruck: 220 gf/cm2
- Zufuhrgeschwindigkeit einer Polierzusammensetzung: 30 ml/min
- Polierzeit: 30 Minuten
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[Bewertungspunkte]
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- Polierrate: erhalten durch Messung der Dicke eines Arbeitsstücks vor
und nach Polieren mit einem Mikrometer
- Korrosionsmarken: bewertet durch visuelle Beobachtung und Beobachtung
unter Verwendung eines Lichtmikroskops.
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Es
wurde gefunden, dass die Polierrate bis zu 310 nm/min betrug. Auf
der polierten Oberfläche
wurde keine Korrosionsmarke gefunden.
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Dann
wurde zur Bewertung der Selektivität für das Schaltkreismaterial gegenüber dem
Isolierfilm die Fähigkeit
zum Polieren eines thermisch oxidierten Films, gebildet auf einem
Siliciumsubstrat, durch Verwendung der gleichen Polierzusammensetzung
gemäß dem folgenden
Verfahren bestimmt:
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[Polierbedingungen]
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- Arbeitsstück:
ein thermisch oxidierter Film, gebildet auf einem 5''∅ Silicium-Wafer (Filmdicke
etwa 1,5 μm)
- Kissen: zweischichtiges Kissen zum chemisch-mechanischen Polieren
- Poliergerät:
Einflächenpoliergerät; Durchmesser
einer Druckplatte, 720 mm
- Rotationsgeschwindigkeit einer Druckplatte: 30 UpM
- Arbeitsdruck: 220 gf/cm2
- Zufuhrgeschwindigkeit einer Polierzusammensetzung: 100 ml/min
- Polierzeit: 5 Minuten
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[Bewertungspunkt]
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- Polierrate: erhalten durch Messen der Dicke eines Arbeitsstücks vor
und nach Polieren mit einem Ellipsometer
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Es
wurde gefunden, dass die Polierrate so wenig wie 5 nm/min betrug.
Die Selektivität
für das
Material für
Schaltkreise gegenüber
dem Isolierfilm ist daher ein sehr hoher Wert, der 60 überschreitet.
-
Anschließend wurde
eine Polierzusammensetzung, die nur die Fähigkeit zum mechanischen Polieren aufwies,
durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen hochreinem Wasser und 5,3 Gew.-Teilen
eines aus hochreinem Aluminiumoxid hergestellten Aluminiumoxid-Schleifmittels
(ein Produkt von SHOWA DENKO K. K.) hergestellt, und die Fähigkeit
zum Polieren eines thermisch oxidierten Films wurde gemäß dem gleichen
Verfahren wie oben bewertet. Die Polierrate wurde zu 5 nm/min bestimmt.
Aus den obigen Ergebnisse wird geschlossen, dass die mechanische
Polierfähigkeit
alleine zur Polierrate der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung
beiträgt,
wenn der Isolierfilm poliert wird.
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Beispiel 2
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
5 Gew.-Teile Äpfelsäure, 2 Gew.-Teile
Wasserstoffperoxid und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure pro 105,3 Gew.-Teilen der
Polierzusammensetzung enthielt, und die einen pH von 7,5 aufwies,
wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 730 nm/min, und es wurden
sehr wenig Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 3
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
0,5 Gew.-Teile Äpfelsäure, 2 Gew.-Teile
Wasserstoffperoxid und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
enthielt, und die einen pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 150 nm/min, und es wurden
keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 4
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Äpfelsäure und
2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
enthielt, und die einen pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 210 nm/min, und es wurde
keine Korrosionsmarke auf der polierten Oberfläche gefunden.
-
Die
Ergebnisse der Beispiele 1 bis 4 sind in Tabelle 1 gezeigt.
-
-
In
den in den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Polierzusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung war die Polierrate umso größer, je
größer die
Menge an Äpfelsäure war.
Wenn der Äpfelsäureanteil
gleich gehalten wurde, zeigte die Zusammensetzung, die Phosphorsäure enthielt,
eine größere Polierrate
als die der Zusammensetzung, die keine Phosphorsäure enthielt. Eine Polierzusammensetzung
mit einer gewünschten
Polierrate kann daher hergestellt werden, indem die Mengen an Äpfelsäure und
Phosphorsäure
geeignet gewählt werden.
Es wurden überhaupt
keine Korrosionsmarken gefunden, ausgenommen dass sehr wenig Korrosionsmarken
in Beispiel 2 gefunden wurden, in welchem die Polierrate am größten war.
Mit der Polierzusammensetzung zum chemisch-mechanischen Polieren
der vorliegenden Erfindung konnte somit eine hochpräzise Oberfläche erhalten
werden, obwohl die Polierrate groß war.
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Beispiel 5
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Nicotinsäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid und 0,001 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen
pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 500 nm/min, und es wurden
keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 6
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
2 Gew.-Teile Gluconsäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid und 0,001 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen
pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 310 nm/min, und es wurden
keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 7
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
2 Gew.-Teile Zitronensäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid
und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure
pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die
einen pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen Verfahren, die in
Beispiel 1 durchgeführt
wurden, erhalten.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 450 nm/min, und es wurden
sehr wenig Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 8
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Weinsäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid und 0,001 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen
pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 450 nm/min, und es wurden
sehr wenig Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 9
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Milchsäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen
pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 500 nm/min, und es wurden
wenig Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 10
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Essigsäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid und 0,001 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen
pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 110 nm/min, und es wurden
wenig Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 11
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Oxalsäure,
0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid und 0,001 Gew.-Teile Phosphorsäure pro
105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen
pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 130 nm/min, und es wurden
wenig Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Die
Ergebnisse der Beispiele 5 bis 11 sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Es
versteht sich anhand der obigen Ergebnisse, dass wenn die Anteile
der Carbonsäure
und Phosphorsäure
in der Polierzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in den Beispielen
5 bis 11 gleich gehalten wurde, die Polierzusammensetzungen, die
eine Carbonsäure
mit einem Molekulargewicht von 100 oder mehr enthielten, eine höhere Polierrate
und ein besseres Ergebnis bezüglich
der Korrosionsmarken zeigten als diejenigen der Polierzusammensetzungen,
die eine Carbonsäure
mit einem Molekulargewicht kleiner als 100 enthielten.
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Beispiel 12
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile eines Siliciumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Äpfelsäure, 2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid
und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure
pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die
einen pH von 7,5 aufwies, wurde gemäß den gleichen Verfahren, die
in Beispiel 1 durchgeführt
wurden, erhalten.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 290 nm/min, und es wurden
keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 13
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile eines Titanoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Äpfelsäure, 2 Gew.-Teile
Wasserstoffperoxid und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure pro 105,3 Gew.-Teilen der
Polierzusammensetzung enthielt, und die einen pH von 7,5 aufwies,
wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 510 nm/min, und es wurden
keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Beispiel 14
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile eines Zirkonoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Äpfelsäure, 2 Gew.-Teile
Wasserstoffperoxid und 0,01 Gew.-Teile Phosphorsäure pro 105,3 Gew.-Teilen der
Polierzusammensetzung enthielt, und die einen pH von 7,5 aufwies,
wurde gemäß den gleichen
Verfahren, die in Beispiel 1 durchgeführt wurden, erhalten.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde gemäß dem gleichen Verfahren, das
in Beispiel 1 durchgeführt
wurde, bewertet. Die Polierrate betrug 470 nm/min, und es wurden
keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Die
Ergebnisse der Beispiele 12 bis 14 sind in Tabelle 3 gezeigt.
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Es
versteht sich anhand der Ergebnisse der Beispiele 12 bis 14, dass
mit den Polierzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung, in welchen
Siliciumoxid, Titanoxid oder Zirkonoxid als Schleifmittel anstelle von
Aluminiumoxid verwendet wurden, eine hochpräzise Oberfläche erzielt werden konnte,
obwohl die Polierrate groß war.
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Beispiel 15
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Es
wurde die gleiche Polierzusammensetzung hergestellt, die in Beispiel
1 hergestellt wurde. Ein Arbeitsstück mit 5 Pellets von 20 mm ∅ und
5 mm Dicke, hergestellt aus Aluminium (hergestellt durch Anbringen an
ein Glassubstrat von 110 mm ∅) wurde anstelle des in Beispiel
1 verwendeten Arbeitsstücks
aus Kupfer verwendet, und die Fähigkeit
zur Polieren von Aluminium wurde gemäß den gleichen Verfahren bewertet,
die in Beispiel 1 durchgeführt
wurden.
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Die
Polierrate betrug bis zu 250 nm/min, und es wurden sehr wenig Korrosionsmarken
auf der polierten Oberfläche
gefunden.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels
und 0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid pro 105,3 Gew.-Teilen der
Polierzusammensetzung enthielt, und die einen mit Salpetersäure auf
3,2 eingestellten pH aufwies, wurde hergestellt.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 160
nm/min, und es wurden Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Vergleichsbeispiel 2
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels
und 1 Gew.-Teil Ammoniumnitrat pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
enthielt, und die einen mit Ammoniak auf 7,0 eingestellten pH aufwies,
wurde hergestellt.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 60 nm/min,
und es wurden Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Vergleichsbeispiel 3
-
Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Ammoniumnitrat und 0,2 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid pro 105,3 Gew.-Teilen
der Polierzusammensetzung enthielt, und die einen mit Ammoniak auf
7,0 eingestellten pH aufwies, wurde hergestellt.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 90 nm/min,
und es wurden Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Vergleichsbeispiel 4
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels
und 1 Gew.-Teil Ammoniumpersulfat pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
enthielt, und die einen pH von 7,8 aufwies, wurde hergestellt.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 290
nm/min, und es wurden zahlreiche Korrosionsmarken auf der polierten
Oberfläche
gefunden.
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Vergleichsbeispiel 5
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
0,1 Gew.-Teile Aminoessigsäure
und 5 Gew.-Teile Wasserstoffperoxid pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt,
und die einen pH von 5,8 aufwies, wurde hergestellt.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 30 nm/min,
und es wurde keine Korrosionsmarke auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Vergleichsbeispiel 6
-
Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels,
1 Gew.-Teil Aminoessigsäure
und 1 Gew.-Teil
Wasserstoffperoxid pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung
enthielt, und die einen pH von 5,9 aufwies, wurde hergestellt.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 380
nm/min, und es wurden Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Vergleichsbeispiel 7
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Eine
Polierzusammensetzung, die 5,3 Gew.-Teile des Aluminiumoxid-Schleifmittels
und 1 Gew.-Teil Essigsäure
pro 105,3 Gew.-Teilen der Polierzusammensetzung enthielt, und die
einen mit Ammoniak auf 7,0 eingestellten pH aufwies, wurde hergestellt.
-
Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 30 nm/min,
und es wurden keine Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Vergleichsbeispiel 8
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Es
wurde eine Polierzusammensetzung hergestellt, welches die gleiche
war, wie die, die in Beispiel 1 hergestellt wurde, ausgenommen dass
die Einstellung des pH durch Verwendung einer wässerigen Ammoniaklösung nicht
durchgeführt
wurde. Die hergestellte Polierzusammensetzung wies einen pH von
2,5 auf.
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Die
Fähigkeit
zum Polieren von Kupfer wurde durch Verwendung der hergestellten
Polierzusammensetzung gemäß dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 bewertet. Die Polierrate betrug 640
nm/min, und es wurden Korrosionsmarken auf der polierten Oberfläche gefunden.
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Die
Ergebnisse der Vergleichsbeispiele 1 bis 8 sind in Tabelle 4 gezeigt.
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Unter
den herkömmlichen
Polierzusammensetzungen zum chemisch-mechanischen Polieren, die in den Vergleichsbeispielen
1 bis 7 verwendet wurden, und in der in Vergleichsbeispiel 8 verwendeten
Polierzusammensetzung, die ohne Einstellung des pH mit Alkali hergestellt
wurde, wiesen die Polierzusammensetzungen, die in den Vergleichsbeispielen
5 und 7 verwendet wurden, sehr kleine Polierraten auf, obwohl keine
Korrosionsmarke auf den polierten Oberflächen gefunden wurde. Die in
den Vergleichsbeispielen 1, 5, 6 und 8 verwendeten Polierzusammensetzungen
wiesen relativ große
Polierraten auf, es wurden aber Korrosionsmarken auf den polierten
Oberflächen
gefunden. Die in den Vergleichsbeispielen 2 und 3 verwendeten Polierzusammensetzungen
wiesen kleine Polierraten auf, und es wurden Korrosionsmarken auf
den polierten Oberflächen
gefunden.
