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JP2002261051A - Polishing slurry and polishing method using the same - Google Patents

Polishing slurry and polishing method using the same

Info

Publication number
JP2002261051A
JP2002261051A JP2001056659A JP2001056659A JP2002261051A JP 2002261051 A JP2002261051 A JP 2002261051A JP 2001056659 A JP2001056659 A JP 2001056659A JP 2001056659 A JP2001056659 A JP 2001056659A JP 2002261051 A JP2002261051 A JP 2002261051A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
slurry
present
abrasive
wiring
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
JP2001056659A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Yoshida
節夫 吉田
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh 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 Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP2001056659A priority Critical patent/JP2002261051A/en
Publication of JP2002261051A publication Critical patent/JP2002261051A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】マンガン酸化物を含むスラリーの条件を一定p
H領域に設定することにより配線材料となる銅の加工が
可能となり、得られる加工表面はスクラッチ等の無い金
属光沢を有する平滑性に優れた表面となる研磨剤スラリ
ー及びこのような研磨スラリーを用いて研磨する方法を
提供する。 【解決の手段】MnO2、Mn23及びMn34からな
る群より選ばれる一種以上を有するスラリーであって、
前記スラリーのpHが0.1〜3.0であることを特徴
とする研磨用スラリー及びこれを用いた研磨方法を用い
る。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To maintain a constant slurry condition including manganese oxide
By setting it to the H region, it becomes possible to process copper as a wiring material, and the obtained processed surface uses an abrasive slurry and a polishing slurry having a smooth surface having metallic luster without scratches and the like. And a method for polishing. A slurry comprising at least one selected from the group consisting of MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 ,
A slurry for polishing, characterized in that the slurry has a pH of 0.1 to 3.0, and a polishing method using the same.

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】本発明は研磨剤として用いら
れる研磨用スラリーに関するものであり、さらに詳しく
は半導体集積回路の配線工程における化学機械研磨技術
による平坦化に用いられる研磨用スラリーに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polishing slurry used as an abrasive, and more particularly to a polishing slurry used for flattening by a chemical mechanical polishing technique in a wiring process of a semiconductor integrated circuit. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報化技術の急速な進展に伴い大
規模集積回路(LSI、ULSI、VLSI)の微細
化、高密度化、高集積化による高速化が成される動向に
あり、配線の多層化による技術開発が行われている。配
線の多層化を達成するには配線ピッチ幅の縮小及び配線
間容量の低減等を行うことが必要となり配線ピッチ幅の
縮小解決策として現有の金属配線材料であるタングステ
ン及びアルミニウムをより抵抗率の低い銅(Cu)に変
更する技術開発が精力的に研究されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid progress of information technology, there has been a trend to increase the speed by miniaturization, higher density, and higher integration of large-scale integrated circuits (LSI, ULSI, VLSI). Technology development is being carried out by increasing the number of layers. In order to achieve multi-layered wiring, it is necessary to reduce the wiring pitch width and the capacitance between wirings. As a solution for reducing the wiring pitch width, tungsten and aluminum, which are existing metal wiring materials, have higher resistivity. Technology development to change to low copper (Cu) is being vigorously studied.

【0003】銅配線はドライエッチング法では生成物の
蒸気圧の関係で形成が困難とされており、従って、埋め
込みによるダマシンプロセスが主流となる傾向にある。
また、配線材料をCuとすることによりウエハ素材のシ
リコン(Si)及び熱酸化膜(SiO2)への拡散速度
が極めて大きくなりトランジスタ機能に影響を及ぼすこ
とより拡散を阻止するバリアメタルを介在させる構造が
適用される。
[0003] It is considered difficult to form copper wiring due to the vapor pressure of the product by the dry etching method. Therefore, the damascene process by embedding tends to be the mainstream.
Further, when the wiring material is made of Cu, the diffusion speed of the wafer material into silicon (Si) and the thermal oxide film (SiO 2 ) becomes extremely high, which affects the transistor function, thereby interposing a barrier metal that prevents diffusion. The structure is applied.

【0004】配線の多層化は各層の配線パターン及び配
線層の高精度平坦化にあり、ダマシン法により埋め込み
形成された配線の平坦化は機械的研磨作用と化学的研磨
作用の相乗性を利用した所謂、CMP(Chemica
l MechanicalPolishing)法によ
り成されており、銅配線材料も同一方法で研磨が成され
ている。
[0004] Multi-layering of wiring is based on high-precision flattening of wiring patterns and wiring layers of respective layers, and flattening of wiring buried by the damascene method utilizes a synergistic property of a mechanical polishing action and a chemical polishing action. So-called CMP (Chemica)
1 Mechanical Polishing), and the copper wiring material is polished by the same method.

【0005】従来の一般的な金属配線層のCMP剤とし
ては砥粒としてアルミナ、酸化セリウム等を用い、ま
た、化学的作用を付与するために酸化剤を添加した系で
の研磨剤が適用されている。しかし、Cuは酸化力を有
する媒体に対し耐食性が低く制御が難しくなること、ま
た、酸化剤を含有する研磨剤は配線凹部に微細欠陥等を
有した場合、研磨進行時に欠陥部に侵入し欠陥を拡大す
ること等の問題を生じる可能性がある。
As a conventional general CMP agent for a metal wiring layer, alumina, cerium oxide or the like is used as abrasive grains, and a polishing agent in a system to which an oxidizing agent is added to impart a chemical action is applied. ing. However, Cu has low corrosion resistance with respect to a medium having an oxidizing power and is difficult to control. In addition, when a polishing agent containing an oxidizing agent has minute defects or the like in wiring recesses, the polishing agent penetrates into a defective portion during polishing and causes defects. There is a possibility of causing a problem such as enlarging.

【0006】また、新規な研磨材料として例えば、特開
平9−22887号公報には二酸化マンガン(Mn
2)と添加剤よりなる研磨剤により金属配線層、特
に、タングステンを平坦化する技術が提案されている。
また、特開平9−69501号公報にはMnO2を含む
研磨剤を用い、高融点金属のチッ化物をストッパとして
金属配線層を研磨する技術が提案されている。これらの
提案はMnO2が有する自己酸化力を応用した研磨剤で
あり、酸化剤を添加する研磨剤とは相違するものであ
る。しかしながら、本発明者等が検討した結果、これら
の提案における研磨剤のスラリー組成は主に水を溶媒と
するものであり、これらのスラリー組成ではCuの配線
材料は研磨できないか、研磨が極めて不十分となること
が明らかとなった。
As a new polishing material, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-22887 discloses manganese dioxide (Mn).
There has been proposed a technique for planarizing a metal wiring layer, particularly tungsten, using an abrasive comprising O 2 ) and an additive.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-69501 proposes a technique of polishing a metal wiring layer using an abrasive containing MnO 2 and using a nitride of a high melting point metal as a stopper. These proposals are polishing agents that apply the self-oxidizing power of MnO 2 and are different from polishing agents to which an oxidizing agent is added. However, as a result of investigations by the present inventors, the slurry composition of the polishing agent in these proposals mainly uses water as a solvent, and with these slurry compositions, the Cu wiring material cannot be polished or the polishing is extremely difficult. It turned out to be sufficient.

【0007】一方、特開平10−72578号公報には
Mn23、Mn34及びその混合物からなる研磨剤を用
いる技術が提案されており、これらのマンガン酸化物は
絶縁層の研磨には適正であるが金属配線の研磨には加工
速度が不十分となる記述がある。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-72578 proposes a technique using an abrasive composed of Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 and a mixture thereof. These manganese oxides are used for polishing an insulating layer. There is a statement that the processing speed is insufficient for polishing metal wiring.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は配線材料がC
uで構成される半導体デバイスの研磨に対する前記問題
点を解消するものであり、マンガン酸化物を含むスラリ
ーの条件を一定pH領域に設定することにより配線材料
となる銅の加工が可能となり、得られる加工表面はスク
ラッチ等の無い金属光沢を有する平滑性に優れた表面と
なる研磨剤スラリー及びこのような研磨スラリーを用い
て研磨する方法を提供するところにある。
According to the present invention, the wiring material is C
In order to solve the above-mentioned problem with respect to polishing of a semiconductor device composed of u, it is possible to process copper as a wiring material by setting conditions of a slurry containing manganese oxide in a constant pH region, and obtain the obtained slurry. An object of the present invention is to provide an abrasive slurry having a processed surface having a metallic luster without scratches and the like and having excellent smoothness, and a method of polishing using such an abrasive slurry.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記課題を
解決する目的で鋭意検討を行った結果、マンガン酸化物
を含むスラリーのpHをある領域に維持させることによ
り配線材料をCuとして構成する半導体デバイスの表面
が金属光沢を呈し凹凸度の極めて小さい、且つ表面傷の
無い加工面となること、また、pHを調整することによ
り加工速度が任意に制御できること、さらには、低級マ
ンガン酸化物においてもpHをある一定領域に制御する
ことにより銅の研磨が可能となることをを見出し、本発
明を提案するに至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies for the purpose of solving the above-mentioned problems, and as a result, by maintaining the pH of the slurry containing manganese oxide in a certain range, the wiring material was formed as Cu. That the surface of the semiconductor device to be formed has a metallic luster and has a very small degree of unevenness and has no scratches on the surface, that the processing speed can be arbitrarily controlled by adjusting the pH, and that the lower manganese oxide It was also found that copper can be polished by controlling the pH to a certain range, and the present invention was proposed.

【0010】すなわち、本発明はMnO2、Mn23
びMn34からなる群より選ばれる一種以上を有するス
ラリーであって、前記スラリーのpHが0.1〜3.0
である研磨用スラリー及びこの研磨用スラリーを用いて
半導体集積回路を研磨する方法である。殊に本発明の研
磨用スラリーは、半導体集積回路の配線材料が銅(C
u)であり、そのCuを研磨し平坦化を行うに好適であ
る。
That is, the present invention relates to a slurry having at least one selected from the group consisting of MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 , wherein the slurry has a pH of 0.1 to 3.0.
And a method for polishing a semiconductor integrated circuit using the polishing slurry. Particularly, in the polishing slurry of the present invention, the wiring material of the semiconductor integrated circuit is copper (C).
u), which is suitable for polishing and flattening the Cu.

【0011】本発明をさらに詳述する。The present invention will be described in more detail.

【0012】本発明に用いられる研磨用スラリーはMn
2、Mn23、Mn34の内の少なくとも1種を研磨
剤として含むものである。すなわち、研磨剤としてこれ
らを用いる場合、1種単独のみならず、任意の2種ある
いはこれら全てが研磨用スラリーとして用いられる。
The polishing slurry used in the present invention is Mn.
It contains at least one of O 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 as an abrasive. That is, when these are used as abrasives, not only one kind alone, but also two kinds or all of them are used as a polishing slurry.

【0013】スラリーのpHは0.1〜3.0の範囲で
あることが望ましく、さらに0.1〜2.0の範囲であ
ることが好ましい。pHが3.0を超える場合、スラリ
ーによる金属配線の研磨作用は得られず、また、Cu配
線材料の表面は酸化物の被膜形成を生じる。一方、pH
が0.1未満の場合、研磨剤としての基本的効果には支
障を来たすことはないが作業性、及び装置材料への保
守、管理に対し問題となる可能性を生じる。
The pH of the slurry is preferably in the range from 0.1 to 3.0, and more preferably in the range from 0.1 to 2.0. When the pH exceeds 3.0, the slurry does not have a polishing effect on the metal wiring, and the surface of the Cu wiring material forms an oxide film. On the other hand, pH
If is less than 0.1, the basic effect as an abrasive is not hindered, but there is a possibility that workability and maintenance and management of equipment materials may be problematic.

【0014】スラリーのpH調整するために用いられる
剤としては特に限定されるものではなく、塩酸、硫酸、
硝酸などの鉱酸を代表とする無機酸や、ギ酸等の有機酸
等が用いられるが、通常は無機酸を用いることが操作上
好ましい。研磨剤の粒子径は限定されるものではないが
スクラッチ等の配線材料表面に与える影響を考慮すると
微細であるほうが望ましく、通常は平均粒子径(D5
0)として1.0μm以下とすることが好適である。
The agent used for adjusting the pH of the slurry is not particularly limited, and hydrochloric acid, sulfuric acid,
An inorganic acid represented by a mineral acid such as nitric acid, an organic acid such as formic acid, and the like are used, but usually an inorganic acid is preferably used for operation. Although the particle size of the abrasive is not limited, it is preferable that the particle size is fine in consideration of the influence of the abrasive on the surface of the wiring material such as scratches.
0) is preferably 1.0 μm or less.

【0015】研磨剤の濃度としては低濃度から高濃度ま
で本発明の目的を達せられる範囲であれば如何なる範囲
でも適用できるが、経済性及びスラリー処理工数を考慮
すれば極力低濃度で使用することが好ましく、本発明の
研磨用スラリーによれば、実施例にも示されるように、
1重量%程度という従来にない低濃度での研磨をも可能
とする。
The concentration of the abrasive can be applied in any range from the low concentration to the high concentration as long as the object of the present invention can be achieved. However, considering the economy and the number of man-hours for slurry treatment, use the abrasive at the lowest concentration possible. Preferably, according to the polishing slurry of the present invention, as shown in Examples,
Polishing at an unprecedented low concentration of about 1% by weight is also possible.

【0016】本発明の研磨用スラリーは半導体集積回路
の配線材料がCuで構成される場合に好適に用いること
ができ、このCu配線は通常、スパッタ、CVD及びメ
ッキ法等により形成される。
The polishing slurry of the present invention can be suitably used when the wiring material of a semiconductor integrated circuit is composed of Cu, and this Cu wiring is usually formed by sputtering, CVD, plating or the like.

【0017】本発明の研磨用スラリーにおいて研磨剤と
して用いられるMnO2は、γ−MnO2、β−MnO2
等、特に制限されるものではないが、通常はγ−MnO
2である電解二酸化マンガンを用いることが好ましい。
MnO 2 used as an abrasive in the polishing slurry of the present invention is γ-MnO 2 , β-MnO 2
Although not particularly limited, usually γ-MnO
It is preferable to use electrolytic manganese dioxide which is 2 .

【0018】MnO2を研磨剤とする研磨用スラリーを
用いて銅配線材料を研磨する場合、スラリーのpHが
3.0以上では加工されないか、極めて低いものとな
る。また、研磨表面は酸化被膜の形成を生じる。一方、
スラリーのpHを3.0以下とすることにより研磨特性
が出現する。さらに、pH低下と共に研磨特性は向上す
る。特に、スラリーのpHを2.0以下に設定すること
によりCu表面は劇的に変化し金属光沢を呈し、スクラ
ッチの無い平滑な表面形状を形成する。本発明の研磨用
スラリーにおいて研磨剤として用いられるMn23は、
その粉体物質及び合成法等、特に制限されるものではな
いが、一般的にはマンガン酸化物を大気中、450〜9
00℃で焼成することにより容易に得ることができる。
When polishing a copper wiring material using a polishing slurry containing MnO 2 as an abrasive, if the pH of the slurry is 3.0 or more, the slurry is not processed or becomes extremely low. Also, the polished surface results in the formation of an oxide film. on the other hand,
By setting the pH of the slurry to 3.0 or less, polishing characteristics appear. Further, the polishing characteristics improve as the pH decreases. In particular, by setting the pH of the slurry at 2.0 or less, the Cu surface changes dramatically, exhibits metallic luster, and forms a smooth surface without scratches. Mn 2 O 3 used as an abrasive in the polishing slurry of the present invention is:
Although there is no particular limitation on the powder material and the synthesis method, etc., generally, manganese oxide is used in air at 450 to 9
It can be easily obtained by firing at 00 ° C.

【0019】本発明の研磨用スラリーにおいて研磨剤と
して用いられるMn34は、その粉体物質及び合成法等
も特に限定されるものではなく如何なるものが適用でき
る。通常はマンガン酸化物を大気中、900℃以上で焼
成することにより得ることが可能である。
The Mn 3 O 4 used as an abrasive in the polishing slurry of the present invention is not particularly limited in its powder material, synthesis method, etc., and any material can be used. Usually, it can be obtained by firing manganese oxide in air at 900 ° C. or higher.

【0020】このように、本発明の研磨用スラリーはM
nO2、Mn23、Mn34の少なくとも一種以上を含
有することにより構成される。
As described above, the polishing slurry of the present invention contains M
It is constituted by containing at least one or more of nO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 .

【0021】また、一般的にCMPスラリーの添加剤と
して添加される分散剤、キレート剤等の適用は本発明の
スラリーpH領域を逸脱する条件としない限り何ら問題
を生じるものではなく、本発明の研磨特性を好適に成ら
しめる場合もある。
The application of a dispersant, a chelating agent, etc., which is generally added as an additive of a CMP slurry, does not cause any problem unless the conditions deviate from the pH range of the slurry of the present invention. In some cases, the polishing characteristics can be suitably achieved.

【0022】また、本発明の研磨用スラリーは研磨工程
においてそのまま用いることができるが、保存時、輸送
時等を考慮して、一旦保存できる形態とすることもでき
る。この場合、研磨用スラリー中の研磨剤や液体、添加
剤等も適宜選択することができ、また、この剤のpHに
ついても本発明の目的を達成することができる範囲であ
ればよく、研磨工程に用いられる研磨用スラリーへ供す
ることができればよい。そして、研磨作業の前あるいは
研磨時に適当な液体等と混和して用いればよい。
The polishing slurry of the present invention can be used as it is in the polishing step, but may be in a form that can be temporarily stored in consideration of storage, transportation and the like. In this case, the abrasive, liquid, additives and the like in the polishing slurry can be appropriately selected, and the pH of this agent may be within a range that can achieve the object of the present invention. What is necessary is just to be able to provide to the polishing slurry used for the above. Then, it may be mixed with an appropriate liquid or the like before or during the polishing operation.

【0023】本発明に用いられる研磨剤である酸化マン
ガン種は化学大辞典3、941頁(共立出版株式会社出
版、昭和39年9月39日初版発行)に記されているよ
うに、希酸の存在下で還元剤、例えばH22により還元
されて容易にMn2+として溶解することより半導体デバ
イスの研磨後の洗浄にも好適である利点を有する。
As described in Chemical Dictionary 3, page 941 (published by Kyoritsu Shuppan Co., Ltd., first edition published on September 39, 1964), the manganese oxide species used as an abrasive in the present invention is a dilute acid. Has the advantage that it is reduced by a reducing agent, for example, H 2 O 2, and is easily dissolved as Mn 2+ in the presence of, so that it is also suitable for cleaning after polishing a semiconductor device.

【0024】本発明の研磨用スラリーを用いて研磨する
場合には公知の研磨方法を用いて行うことができ、例え
ば、研磨される材料である半導体集積回路を研磨用定盤
に押しつけ、この半導体集積回路と研磨用定盤とを両者
あるいはいずれか一方を摺擦運動させながら、本発明の
研磨用スラリーを加えつつ研磨することで、半導体集積
回路を研磨し平坦化することができる。
The polishing using the polishing slurry of the present invention can be performed by a known polishing method. For example, a semiconductor integrated circuit, which is a material to be polished, is pressed against a polishing platen, The semiconductor integrated circuit can be polished and flattened by polishing while adding the polishing slurry of the present invention while sliding the integrated circuit and / or the polishing platen in rubbing motion of both or one of them.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明を実施例により詳述するが、本
発明はこれらの実施例に何ら制限されるものではない。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0026】実施例1 平均粒子径(D50)が1μmを有する電解二酸化マン
ガン(東ソー日向製)を超純水で1wt%スラリーと
し、特級試薬を希釈した水酸化カリウム及び硫酸を滴下
してスラリーのpHを13.5から0.2までの任意の
スラリーに調整した。次に、Cuメッキを施したウエハ
の15mm角ダイシング品を試料とし、図1に示すワー
クプレート1に装着し、修正リング2に挿入した。先に
調整したスラリーを図1のスラリー供給ノズル4より2
0ml/minの滴下速度で供給しつつ図1の定盤3の
回転速度を30rpmとして研磨を行った。荷重量は2
50g/cm2とし、パッドはロデール・ニッタ製のI
C1000/SUBA400を用いた。
Example 1 An electrolytic manganese dioxide (manufactured by Tosoh Hyuga) having an average particle diameter (D50) of 1 μm was made into a 1 wt% slurry with ultrapure water. The pH was adjusted to any slurry from 13.5 to 0.2. Next, a 15 mm square dicing product of a Cu-plated wafer was used as a sample, mounted on the work plate 1 shown in FIG. The previously adjusted slurry is passed through the slurry supply nozzle 4 of FIG.
Polishing was performed with the rotation speed of the platen 3 in FIG. 1 set to 30 rpm while supplying at a dropping speed of 0 ml / min. Load amount is 2
50 g / cm 2 , and the pad was made by Rodale Nitta
C1000 / SUBA400 was used.

【0027】四端子によるシート抵抗測定での加工速度
の結果を図2に示すが、pHが4.0以上ではほとんど
加工されないことは明らかである。また、スラリーのp
Hを3.0とすることにより研磨特性が出現し加工速度
は100nm/minを示す。さらにスラリーのpHを
低下させると加工速度はpH低下に伴い上昇する。ま
た、Cu表面はpHが2.0以下では光沢性が著しく向
上しスクラッチ等の形跡は全く確認されず、表面粗さの
指標であるRaは0.7nmを示した。
FIG. 2 shows the results of the processing speed in the sheet resistance measurement using the four terminals. It is apparent that the processing is hardly performed when the pH is 4.0 or more. Also, the slurry p
By setting H to 3.0, polishing characteristics appear and the processing speed is 100 nm / min. If the pH of the slurry is further reduced, the processing speed increases with the pH. When the pH of the Cu surface was 2.0 or less, the glossiness was remarkably improved and no trace of scratches or the like was observed, and Ra as an index of the surface roughness was 0.7 nm.

【0028】実施例2 平均粒子径(D50)が4μmを有する電解二酸化マン
ガン(東ソー日向製)を用いて1wt%スラリーを調合
し、特級試薬を希釈した硫酸を滴下してスラリーのpH
を4.0から0.5まで任意に調整した。実施例1と同
一の条件で同様の評価を行ったところ、pHが4.0で
は研磨できないことが確認された。しかしながら、スラ
リーのpHを3.0とすることにより加工特性が出現し
加工速度は100nm/minを示した。更にpHを低
下させると加工速度は上昇し、pHが2.0以下ではC
u表面は光沢を呈し顕微鏡観察による表面傷等は確認さ
れなかった。
Example 2 A 1 wt% slurry was prepared using electrolytic manganese dioxide having an average particle diameter (D50) of 4 μm (manufactured by Tosoh Hyuga), and sulfuric acid diluted with a special grade reagent was added dropwise to adjust the pH of the slurry.
Was arbitrarily adjusted from 4.0 to 0.5. When the same evaluation was performed under the same conditions as in Example 1, it was confirmed that polishing was impossible at a pH of 4.0. However, by setting the pH of the slurry to 3.0, processing characteristics appeared, and the processing speed was 100 nm / min. When the pH is further lowered, the processing speed increases.
The u surface exhibited luster, and no surface damage or the like was observed by microscopic observation.

【0029】実施例3 実施例1の二酸化マンガンを用い、特級の硝酸を用いて
スラリーのpHを4.0から1.0まで任意に設定し
た。このスラリーを用い、Cuメッキを施したウエハの
50mm角ダイシング品を試料として研磨を行った。研
磨条件は実施例1と同一とした。得られた結果を図2に
示すが挙動は実施例1と同様となり、スラリーのpHが
3.0以下で研磨作用が出現し、研磨後のCu表面への
スクラッチ等の発生は認められなかった。
Example 3 Using the manganese dioxide of Example 1, the pH of the slurry was arbitrarily set from 4.0 to 1.0 using special grade nitric acid. Using this slurry, a 50 mm square dicing product of a Cu-plated wafer was polished as a sample. The polishing conditions were the same as in Example 1. The obtained results are shown in FIG. 2, but the behavior was the same as in Example 1. When the pH of the slurry was 3.0 or less, a polishing action appeared, and scratches and the like on the Cu surface after polishing were not observed. .

【0030】実施例4 MnOOHを焼成して合成したβ−MnO2を用い、ス
ラリー化したpHを実施例1で使用した硫酸を用いるこ
とにより4.0から1.0まで任意に調整した。スラリ
ーのpHが4.0では研磨できないことが確認された。
一方、pHが3.0以下では研磨作用が認められる挙動
を示した。
Example 4 Using β-MnO 2 synthesized by calcining MnOOH, the pH of the slurry was arbitrarily adjusted from 4.0 to 1.0 by using the sulfuric acid used in Example 1. It was confirmed that polishing was not possible when the pH of the slurry was 4.0.
On the other hand, when the pH was 3.0 or less, a behavior showing a polishing action was observed.

【0031】実施例5 電解二酸化マンガンを大気中、700℃で焼成して、得
られたMn23を粉砕して平均粒径1μmを有する粉体
とし、実施例1に示す方法でスラリーのpHを変動させ
実施例1と同一条件で研磨特性を評価した。結果を図3
に示すが、得られた研磨挙動は実施例1と同様であるこ
とが確認された。
Example 5 Electrolytic manganese dioxide was calcined in the air at 700 ° C., and the obtained Mn 2 O 3 was pulverized into a powder having an average particle diameter of 1 μm. The polishing characteristics were evaluated under the same conditions as in Example 1 by changing the pH. Fig. 3 shows the results.
It was confirmed that the obtained polishing behavior was the same as in Example 1.

【0032】実施例6 電解二酸化マンガンを大気中、950℃で焼成して、得
られたMn34を粉砕して平均粒径1μmを有する粉体
とし、実施例1に示す方法でスラリーのpHを変動させ
研磨特性を検討した。その結果、得られた研磨挙動は実
施例1と同様であることが確認された。
Example 6 Electrolytic manganese dioxide was calcined at 950 ° C. in the air, and the obtained Mn 3 O 4 was pulverized into a powder having an average particle diameter of 1 μm. The polishing characteristics were examined by changing the pH. As a result, it was confirmed that the obtained polishing behavior was the same as in Example 1.

【0033】実施例7 実施例2の電解二酸化マンガンと実施例5のMn23
1:1の割合で混合しスラリー化した後、スラリーのp
Hを4.0から1.0まで任意に設定した。得られた結
果は、基本的には実施例2とほとんど変化しないことが
確認された。
Example 7 The electrolytic manganese dioxide of Example 2 and Mn 2 O 3 of Example 5 were mixed at a ratio of 1: 1 to form a slurry.
H was arbitrarily set from 4.0 to 1.0. It was confirmed that the obtained results were basically the same as those in Example 2.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、詳述したように本発明の研磨用ス
ラリーはMnO2、Mn23、Mn3 4の一種以上を研
磨剤とし、この研磨剤を含有するスラリーのpHを0.
1〜3.0とするものであり、本発明の研磨用スラリー
を用いて種々の研磨される材料の研磨が可能となり、殊
に半導体集積回路の配線材料がCuの場合に好適とな
る。さらには、配線材料がCuで構成される半導体デバ
イスの平坦化が高精度で確立できるものである。
As described in detail above, the polishing pad of the present invention
Rally is MnOTwo, MnTwoOThree, MnThreeO FourMore than one kind of
An abrasive is used, and the pH of the slurry containing the abrasive is adjusted to 0.1.
The polishing slurry of the present invention.
Can be used to polish various materials to be polished,
It is suitable when the wiring material of the semiconductor integrated circuit is Cu.
You. Furthermore, a semiconductor device in which the wiring material is made of Cu
The flattening of the chair can be established with high accuracy.

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

【図1】本発明に用いた実施態様の研磨装置概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view of a polishing apparatus according to an embodiment used in the present invention.

【図2】本発明の効果を示す実施例1及び実施例2の説
明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a first embodiment and a second embodiment showing the effect of the present invention.

【図3】本発明の効果を示す実施例5の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of Embodiment 5 showing the effects of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:ワークプレート 2:修正リング 3:定盤 4:スラリー供給ノズル 1: Work plate 2: Correction ring 3: Surface plate 4: Slurry supply nozzle

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】MnO2、Mn23及びMn34からなる
群より選ばれる一種以上を有するスラリーであって、前
記スラリーのpHが0.1〜3.0であることを特徴と
する研磨用スラリー。
1. A slurry having at least one selected from the group consisting of MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4 , wherein the slurry has a pH of 0.1 to 3.0. Polishing slurry.
【請求項2】請求項1に記載の研磨用スラリーに供され
るスラリーであって、MnO2、Mn23及びMn34
からなる群より選ばれる一種以上を有する研磨用スラリ
ー。
2. A slurry provided to the polishing slurry according to claim 1, wherein the slurry is MnO 2 , Mn 2 O 3 and Mn 3 O 4.
A polishing slurry having at least one member selected from the group consisting of:
【請求項3】半導体集積回路の配線材料が銅であり、当
該配線材料を研磨し平坦化しうることを特徴とする請求
項1に記載の研磨用スラリー。
3. The polishing slurry according to claim 1, wherein the wiring material of the semiconductor integrated circuit is copper, and the wiring material can be polished and planarized.
【請求項4】半導体集積回路を研磨用定盤に押しつけ、
前記半導体集積回路及び/又は前記研磨用定盤を摺擦運
動させながら、請求項1又は請求項3に記載の研磨用ス
ラリーを加えつつ、前記半導体集積回路を研磨し平坦化
することを特徴とする研磨方法。
4. A semiconductor integrated circuit is pressed against a polishing platen,
The semiconductor integrated circuit is polished and flattened while the polishing slurry according to claim 1 or 3 is added while the semiconductor integrated circuit and / or the polishing platen are rubbed. Polishing method.
【請求項5】半導体集積回路の配線材料が銅であること
を特徴とする研磨方法。
5. A polishing method, wherein a wiring material of a semiconductor integrated circuit is copper.
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