JP2002270549A - 研磨スラリー - Google Patents

研磨スラリー

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JP2002270549A
JP2002270549A JP2001068734A JP2001068734A JP2002270549A JP 2002270549 A JP2002270549 A JP 2002270549A JP 2001068734 A JP2001068734 A JP 2001068734A JP 2001068734 A JP2001068734 A JP 2001068734A JP 2002270549 A JP2002270549 A JP 2002270549A
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polishing
sec
viscosity
polishing slurry
shear rate
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Hideaki Hirabayashi
英明 平林
Takao Ino
隆生 猪野
Akiko Saito
晶子 齋藤
Kiichiro Mukai
喜一郎 向井
Naoaki Sakurai
直明 桜井
Nobuo Kobayashi
信雄 小林
Toshihide Hayashi
俊秀 林
Katsuhiko Yamauchi
克彦 山内
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Toshiba Corp
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Shibaura Mechatronics Corp
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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】 研磨装置の研磨布への供給量を少なくしても
研磨後、短時間で安定した研磨速度で研磨を実施するこ
とが可能な研磨スラリーを提供する。 【解決手段】 研磨砥粒を含む研磨スラリーであって、
研磨布上で剪断応力が加えられた時の剪断速度100/
secにおいて粘度が2mPa・sec以上で、この剪
断速度から剪断速度500/secに変化させた時の元
の粘度に対する粘度の減少量10%以であることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨スラリーに関
する。
【0002】
【従来の技術】研磨スラリーは、半導体ウェハ表面の研
磨、半導体ウェハ表面にAl,Cuなどの埋め込み配線
を形成するための配線材料層の研磨、または光ディスク
の研磨等に使用されている。この研磨スラリーとして
は、従来、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカ、アル
ミナ、酸化マンガン等の無機酸化物粒子からなる研磨砥
粒を水に分散させた組成を有する。
【0003】ところで、例えば半導体ウェハの研磨にお
いては硬質発泡ポリウレタンのような表面に微細な凹凸
を有する研磨布が被覆された回転テーブルと、前記研磨
布に研磨砥粒等を含む研磨スラリーを供給する供給管
と、前記ターンテーブルの上方に上下動自在でかつ回転
自在に配置されたホルダとを備えた構造を有する研磨装
置を用いて行われている。すなわち、前記半導体ウェハ
を前記ホルダに保持して前記研磨布上に押圧し、これら
ホルダおよび研磨布を同一方向に回転させながら、前記
研磨スラリーを前記研磨布上に供給して前記半導体ウェ
ハの研磨を実施している。
【0004】このような研磨操作において、アルミナの
ような研磨砥粒を水に分散させた従来の研磨スラリーを
研磨布上に供給した場合、前記研磨スラリーは前記研磨
布上での保持性(滞留性)が劣る。このため、前記ホル
ダに保持された半導体ウェハを研磨布に押圧してそれら
を同一方向に回転させて研磨する際、研磨布に供給する
研磨スラリーの量も比較的多くする必要がある。その結
果、研磨スラリーの供給量の増大により研磨コストが高
くなる問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、研磨装置の
研磨布への供給量を少なくしても研磨後、短時間で安定
した研磨速度で研磨を実施することが可能な研磨スラリ
ーを提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る研磨スラリ
ーは、研磨砥粒を含む研磨スラリーであって、研磨布上
で剪断応力が加えられた時の剪断速度100/secに
おいて粘度が2mPa・sec以上で、この剪断速度か
ら剪断速度500/secに変化させた時の元の粘度に
対する粘度の減少量が10%以上であることを特徴とす
るものである。
【0007】本発明に係る別の研磨スラリーは、銅と反
応して水に難溶性でかつ銅より機械的に脆弱な銅錯体を
形成する水溶性の有機酸、酸化剤、研磨砥粒および水を
含む研磨スラリーであって、研磨布上で剪断応力が加え
られた時の剪断速度100/secにおいて粘度が2m
Pa・sec以上で、この剪断速度から剪断速度500
/secに変化させた時の元の粘度に対する粘度の減少
量が10%以上であることを特徴とするものである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る研磨スラリー
を詳細に説明する。
【0009】この研磨スラリーは、研磨砥粒を含む組成
を有する。この研磨スラリーは、研磨砥粒を含む研磨ス
ラリーであって、研磨布上で剪断応力が加えられた時の
剪断速度100/secにおいて粘度が2mPa・se
c以上で、この剪断速度から剪断速度500/secに
変化させた時の元の粘度に対する粘度の減少量が10%
以上である。
【0010】前記研磨砥粒としては、例えばアルミナ粒
子、コロイダルシリカのようなシリカ粒子、またはこれ
らの混合粒子等を挙げることができる。
【0011】剪断速度100/secにおいて粘度を2
mPa・sec未満にすると、得られた研磨スラリーの
研磨布上での保持性(滞留性)が低下する虞がある。よ
り好ましい剪断速度100/secにおいての粘度は、
2.5〜50mPa・secである。
【0012】前記剪断速度100/secから剪断速度
500/secに変化させた時の元の粘度に対する粘度
の減少量が前記範囲を逸脱すると、安定した研磨性能を
発揮することが困難になる。より好ましい前記剪断速度
100/secから剪断速度500/secに変化させ
た時の元の粘度に対する粘度の減少量は、20%以上で
ある。
【0013】本発明に係る研磨スラリーは、前記研磨砥
粒に吸着される界面活性剤および分散剤の少なくとも1
つをさらに含有することを許容する。
【0014】前記界面活性剤は、陰イオン性界面活性剤
が好ましい。この陰イオン性界面活性剤としては、例え
ばドデシル硫酸アンモニウム、ドデシル硫酸ナトリウ
ム、ラピゾール等を挙げることができる。前記陰イオン
性界面活性剤は、前記研磨砥粒に対して0.5〜80重
量%配合することが好ましい。
【0015】前記分散剤としては、例えばポリビニルピ
ロリドン、ポリアクリル酸誘導体、セルロース誘導体等
を挙げることができる。この分散剤は、前記研磨砥粒に
対して2〜50重量%配合することが好ましい。
【0016】本発明に係る研磨スラリーは、研磨対象を
銅または銅合金とする場合、さらに銅と反応して水に実
質的に不溶性で、かつ銅よりも機械的に脆弱な銅錯体を
生成する水溶性の有機酸および酸化剤を含有することを
許容する。
【0017】前記有機酸としては、銅もしくは銅合金に
前記研磨スラリーを接触させた際に前記酸化剤により生
成された銅の水和物と反応して水に溶解されないもの
の、Cuに比べて脆弱である銅錯体を生成する作用を有
する。かかる有機酸としては、例えば2−キノリンカル
ボン酸(キナルジン酸)、2−ピリジンカルボン酸、
2,6−ピリジンカルボン酸、キノン等を挙げることが
できる。この有機酸は、前記研磨用スラリー中に0.1
重量%以上含有されることが好ましい。
【0018】前記酸化剤は、銅もしくは銅合金に前記研
磨スラリーを接触させた際に銅の水和物を生成する作用
を有する。かかる酸化剤としては、例えば過酸化水素
(H22 )、次亜塩素酸ソーダ(NaClO)のよう
な酸化剤を用いることができる。この酸化剤は、前記研
磨組成物中に前記有機酸に対して重量割合で10倍以
上、より好ましくは30倍以上、さらに好ましくは50
倍以上含有することが望ましい。
【0019】前記研磨スラリーによる研磨は、例えば次
に説明する図1の研磨装置を用いてなされる。すなわ
ち、図1のターンテーブル1上には例えば発泡樹脂から
作られた研磨パッド2が被覆されている。研磨砥粒を含
む研磨スラリーを供給するための供給管3は、前記研磨
パッド2の上方に配置されている。上面に支持軸4を有
する基板ホルダ5は、研磨パッド2の上方に上下動自在
でかつ回転自在に配置されている。
【0020】このような図1に示す研磨装置による研磨
は、ホルダ5により基板6をその研磨面が研磨パッド2
に対向するように保持する。つづいて、供給管3から研
磨砥粒を含む研磨スラリー7を供給しながら、支持軸4
により前記基板6を前記研磨パッド2に向けて所望の荷
重を加え、さらに前記ホルダ5およびターンテーブル1
を同方向に回転させる。このとき、前記基板6の研磨面
は主に前記研磨パッド2との間に供給された研磨スラリ
ー中の研磨砥粒により研磨される。
【0021】以上説明したように本発明に係る研磨スラ
リーは、研磨砥粒を含む研磨スラリーであって、研磨布
上で剪断応力が加えられた時の剪断速度100/sec
において粘度が2mPa・sec以上で、この剪断速度
から剪断速度500/secに変化させた時の元の粘度
に対する粘度の減少量が10%以上である構成を有す
る。
【0022】このような研磨スラリーは、研磨布上での
保持性(滞留性)に優れ、かつ良好な研磨特性を示す。
したがって、研磨布への研磨スラリー量を少なくしても
研磨処理から安定した研磨性能を発揮することができ
る。
【0023】
【実施例】以下、好ましい実施例を詳細に説明する。
【0024】(実施例1〜3)キナルジン酸0.57重
量%、過酸化水素水3.78重量%、平均粒径0.5μ
mのアルミナ粒子1.09重量%、消泡剤0.086重
量%、セルロース0.0058重量%、ドデシル硫酸ア
ンモニウム0.6重量%およびコロイダルシリカ0.5
重量%、1.0重量%、2重量%、残部水からなる3種
の研磨スラリーを調製した。
【0025】コロイダルシリカ0.5重量%、1.0重
量%、2重量%を含有する研磨スラリーは、それぞれ研
磨布上で剪断応力が加えられた時の剪断速度100/s
ecにおいて粘度が5.4mPa・sec、4.9mP
a・secおよび2.9mPa・secで、この剪断速
度から剪断速度500/secに変化させた時の元の粘
度に対する粘度の減少量がそれぞれ2.6mPa・se
c、2.3mPa・secおよび0.7mPa・sec
であった。
【0026】(比較例1)キナルジン酸0.57重量
%、過酸化水素水3.78重量%、平均粒径0.5μm
のアルミナ粒子1.09重量%、消泡剤0.086重量
%、セルロース0.0058重量%、およびドデシル硫
酸アンモニウム0.6重量%、残部水からなる研磨スラ
リーを調製した。この研磨スラリーは、研磨布上で剪断
応力が加えられた時の剪断速度100/secにおいて
粘度が1.08mPa・secで、この剪断速度から剪
断速度500/secに変化させた時の元の粘度に対す
る粘度の減少量がゼロであった。
【0027】得られた実施例1〜3および比較例1の研
磨スラリーを用いて図1に示す研磨装置による基板上の
銅被膜を研磨した。すなわち、ホルダ5により表面に銅
被膜が被覆された基板6をその銅被膜が研磨パッド(ロ
ーデル社製商品名;IC1000)2に対向するように
保持した。つづいて、供給管3から実施例1〜3および
比較例1の研磨スラリーを100〜300mL/分の流
量で供給しながら、支持軸4により前記基板6を前記研
磨パッド2に向けて150〜300gf/cm 2の荷重
を加え、さらに前記ホルダ5およびターンテーブル1を
同方向にそれぞれ60rpmおよび63rpmの速度で
回転させて前記基板6の銅薄膜を主に前記研磨パッド2
との間に供給された研磨スラリー中の研磨砥粒により研
磨した。
【0028】その結果、実施例1〜3の研磨スラリーは
200mL/分の供給流量で、銅被膜を740nm/分
の速度で安定的に研磨できた。これに対し、比較例1の
研磨スラリーは300mL/分の供給流量で、研磨速度
が464nm/分となり、銅被膜を十分な速度で安定的
に研磨することが困難であった。
【0029】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、研
磨装置の研磨布への供給量を少なくしても研磨後、短時
間で安定した研磨速度で研磨を実施することが可能で、
半導体ウェハ表面の研磨、半導体ウェハ表面にAl,C
uなどの埋め込み配線を形成するための配線材料層の研
磨、または光ディスクの研磨等に有用な研磨スラリーを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の研磨スラリーによる研磨において使用
される研磨装置を示す概略図。
【符号の説明】
1…ターンテーブル、 2…研磨パッド、 3…供給管、 5…ホルダ、 6…基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 猪野 隆生 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 (72)発明者 齋藤 晶子 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 (72)発明者 向井 喜一郎 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 (72)発明者 桜井 直明 神奈川県横浜市栄区笠間二丁目5番1号 芝浦メカトロニクス株式会社横浜事業所内 (72)発明者 小林 信雄 神奈川県横浜市栄区笠間二丁目5番1号 芝浦メカトロニクス株式会社横浜事業所内 (72)発明者 林 俊秀 神奈川県横浜市栄区笠間二丁目5番1号 芝浦メカトロニクス株式会社横浜事業所内 (72)発明者 山内 克彦 神奈川県横浜市栄区笠間二丁目5番1号 芝浦メカトロニクス株式会社横浜事業所内 Fターム(参考) 3C058 CB03 CB05 CB10 DA02 DA17

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 研磨砥粒を含む研磨スラリーであって、
    研磨布上で剪断応力が加えられた時の剪断速度100/
    secにおいて粘度が2mPa・sec以上で、この剪
    断速度から剪断速度500/secに変化させた時の元
    の粘度に対する粘度の減少量が10%以上であることを
    特徴とする研磨スラリー。
  2. 【請求項2】 銅と反応して水に難溶性でかつ銅より機
    械的に脆弱な銅錯体を形成する水溶性の有機酸、酸化
    剤、研磨砥粒および水を含む研磨スラリーであって、研
    磨布上で剪断応力が加えられた時の剪断速度100/s
    ecにおいて粘度が2mPa・sec以上で、この剪断
    速度から剪断速度500/secに変化させた時の元の
    粘度に対する粘度の減少量が10%以上であることを特
    徴とする研磨スラリー。
  3. 【請求項3】 前記研磨砥粒は、アルミナまたはシリカ
    から作られることを特徴とする請求項1または2記載の
    研磨スラリー。
  4. 【請求項4】 さらに前記研磨砥粒に吸着される界面活
    性剤および分散剤の少なくとも1つを含むことを特徴と
    する請求項1または2記載の研磨スラリー。
  5. 【請求項5】 前記有機酸は、2−キノリンカルボン
    酸、2−ビリジンカルボン酸、2,6−ピリジンカルボ
    ン酸、キノンから選ばれる少なくとも1種であることを
    特徴とする請求項2記載の研磨スラリー。
  6. 【請求項6】 前記分散剤は、ポリビニルピロリドン、
    ポリアクリル酸誘導体、セルロース誘導体から選ばれる
    少なくとも1種であることを特徴とする請求項4記載の
    研磨スラリー。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1757665A1 (en) 2005-08-24 2007-02-28 JSR Corporation Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, kit for preparing the aqueous dispersion for a chemical mechanical polishing process, and process for producing semiconductor devices
WO2008044477A1 (fr) 2006-10-06 2008-04-17 Jsr Corporation Dispersion aqueuse pour polissage chimico-mécanique et procédé de polissage chimico-mécanique pour dispositif semi-conducteur
JP2008205432A (ja) * 2007-01-25 2008-09-04 Jsr Corp 電気光学表示装置用基板に設けられた銅または銅合金からなる配線層を研磨するための化学機械研磨用水系分散体および該化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット、ならびに化学機械研磨方法
JPWO2007116770A1 (ja) * 2006-04-03 2009-08-20 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
US7842191B2 (en) 2005-04-28 2010-11-30 Kabushiki Kaisha Toshiba CMP slurry for metallic film, polishing method and method of manufacturing semiconductor device
US20100314576A1 (en) * 2005-09-26 2010-12-16 Cabot Microelectronics Corporation Compositions for cmp of semiconductor materials
JP2018199751A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 ニッタ・ハース株式会社 研磨用スラリー

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7842191B2 (en) 2005-04-28 2010-11-30 Kabushiki Kaisha Toshiba CMP slurry for metallic film, polishing method and method of manufacturing semiconductor device
US8337715B2 (en) 2005-04-28 2012-12-25 Kabushiki Kaisha Toshiba CMP slurry for metallic film, polishing method and method of manufacturing semiconductor device
EP1757665A1 (en) 2005-08-24 2007-02-28 JSR Corporation Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing, kit for preparing the aqueous dispersion for a chemical mechanical polishing process, and process for producing semiconductor devices
US20100314576A1 (en) * 2005-09-26 2010-12-16 Cabot Microelectronics Corporation Compositions for cmp of semiconductor materials
US8529680B2 (en) * 2005-09-26 2013-09-10 Cabot Microelectronics Corporation Compositions for CMP of semiconductor materials
JPWO2007116770A1 (ja) * 2006-04-03 2009-08-20 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法、ならびに化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット
WO2008044477A1 (fr) 2006-10-06 2008-04-17 Jsr Corporation Dispersion aqueuse pour polissage chimico-mécanique et procédé de polissage chimico-mécanique pour dispositif semi-conducteur
US8574330B2 (en) 2006-10-06 2013-11-05 Jsr Corporation Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method for semiconductor device
JP2008205432A (ja) * 2007-01-25 2008-09-04 Jsr Corp 電気光学表示装置用基板に設けられた銅または銅合金からなる配線層を研磨するための化学機械研磨用水系分散体および該化学機械研磨用水系分散体を調製するためのキット、ならびに化学機械研磨方法
JP2018199751A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 ニッタ・ハース株式会社 研磨用スラリー

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