JP2003138247A - Fixed abrasive grain - Google Patents
Fixed abrasive grainInfo
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- JP2003138247A JP2003138247A JP2001336189A JP2001336189A JP2003138247A JP 2003138247 A JP2003138247 A JP 2003138247A JP 2001336189 A JP2001336189 A JP 2001336189A JP 2001336189 A JP2001336189 A JP 2001336189A JP 2003138247 A JP2003138247 A JP 2003138247A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、研磨用固定砥粒に
係り、特に半導体ウエハ等のポリッシング対象物を平坦
且つ鏡面状に研磨する固定砥粒に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fixed abrasive grain for polishing, and more particularly to a fixed abrasive grain for polishing a polishing object such as a semiconductor wafer into a flat and mirror surface.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化が進む
につれて、回路の配線が微細化し、集積されるデバイス
の寸法もより微細化されつつある。そこで、半導体ウエ
ハの表面に形成された被膜を研磨により除去して、表面
を平坦化ずる工程が必要となる場合があるが、この平坦
化法の手段として、化学機械研磨(CMP)装置により
研磨することが行われている。この種の化学機械研磨
(CMP)装置は、研磨布(パッド)を貼りつけたター
ンテーブルとトップリングとを有し、ターンテーブルと
トップリングとの問にポリッシング対象物を介在させ
て、トップリングが一定の圧カを夕一ンテーブルに与え
つつ両者が回転し、研磨布に砥液(スラリ)を供給しつ
つポリッシング対象物の表面を平坦且つ鏡面状に研磨し
ている。2. Description of the Related Art In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices has increased, the wiring of circuits has become finer and the dimensions of integrated devices have also become finer. Therefore, it may be necessary to remove the coating film formed on the surface of the semiconductor wafer by polishing to flatten the surface. As a means of this planarization method, a chemical mechanical polishing (CMP) apparatus is used. Is being done. This type of chemical mechanical polishing (CMP) device has a turntable to which a polishing cloth (pad) is attached and a top ring, and a polishing target object is interposed between the turntable and the top ring to provide a top ring. Both rotate while applying a constant pressure to the evening table, and supply the polishing liquid (slurry) to the polishing cloth to polish the surface of the polishing object flat and mirror-like.
【0003】このような砥液(スラリ)を用いた化学機
械研磨(CMP)においては、比較的柔らかな研磨布に
研磨砥粒を多量に含む砥液(スラリ)を供給しつつ研磨
するので、パターン依存性に問題がある。パターン依存
性とは研磨前に存在する半導体ウエハ上の凹凸パターン
により研磨後にもその凹凸に起因した緩やかな凹凸が形
成され、完全な平坦度が得られにくいことである。即
ち、細かなピッチの凹凸の部分は研磨速度が早く、大き
なピッチの凹凸の部分は研磨速度が遅くなり、これによ
り研磨速度の早い部分と研磨速度の遅い部分とで緩やか
な凹凸が形成されるという問題である。In chemical mechanical polishing (CMP) using such an abrasive liquid (slurry), polishing is performed while supplying a relatively soft polishing cloth with an abrasive liquid (slurry) containing a large amount of abrasive grains. There is a problem with pattern dependence. The pattern dependency means that the uneven pattern existing on the semiconductor wafer before polishing forms gentle unevenness due to the unevenness even after polishing, and it is difficult to obtain perfect flatness. That is, the polishing rate is high for the fine pitch irregularities, and the polishing rate is low for the large pitch irregularities, whereby gentle irregularities are formed between the high polishing rate portion and the low polishing rate portion. Is a problem.
【0004】一方で、酸化セリウム(CeO2)等の砥
粒を例えばフェノール樹脂等のバインダを用いて固定し
た、いわゆる固定砥粒(砥石)を用いた半導体ウエハの
研磨が研究されている。このような固定砥粒による研磨
では、研磨材が従来の化学機械研磨と異なり硬質である
ため、凹凸の凸部を優先的に研磨し、凹部は研磨され難
いため、絶対的な平坦性が得やすいという利点がある。
又、固定砥粒の組成によっては、凸部の研磨が終了し平
坦面となると研磨速度が著しく低下し、研磨が事実上進
行しなくなるいわゆるセルフストップ機能が現れる。
又、固定砥粒を用いた研磨では砥粒を多量に含む研濁液
(スラリ)を使用しないため、環境問題の負荷が低減す
るという利点もある。On the other hand, polishing of semiconductor wafers using so-called fixed abrasives (grinding stones) in which abrasives such as cerium oxide (CeO 2 ) is fixed by using a binder such as phenol resin has been studied. In polishing with such fixed abrasives, the abrasive material is hard unlike conventional chemical mechanical polishing, so convex and concave convex portions are preferentially polished, and concave portions are difficult to polish, so absolute flatness is obtained. It has the advantage of being easy.
Further, depending on the composition of the fixed abrasive grains, when the polishing of the convex portion is completed and the surface becomes flat, the polishing rate is remarkably reduced, and a so-called self-stop function in which polishing practically does not proceed appears.
Further, polishing with fixed abrasive grains does not use a suspending liquid (slurry) containing a large amount of abrasive grains, so that there is an advantage that the load of environmental problems is reduced.
【0005】しかしながら、固定砥粒を用いる場合、以
下に述べる問題点がある。固定砥粒に用いる砥粒材料、
バインダ材料、添加剤は原材料以外の金属または金属化
合物等の不純物が多く含まれ、固定砥粒で研磨したウエ
ハは特に金属汚染が激しい。そのため、固定砥粒による
研磨後のウエハ洗浄方法を工夫することで半導体デバイ
スの製造プロセスに対応しているが、一度汚染されたウ
エハを歩留まりの高い十分なレベルまで洗浄することは
困難であった。However, the use of fixed abrasive grains has the following problems. Abrasive grain material used for fixed abrasive grains,
Binder materials and additives contain a large amount of impurities other than the raw materials, such as metals or metal compounds, and wafers polished with fixed abrasive grains are particularly heavily contaminated with metals. Therefore, while devising a method for cleaning the wafer after polishing with fixed abrasives, it is compatible with the semiconductor device manufacturing process, but it was difficult to clean the wafer once contaminated to a sufficient level with high yield. .
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に鑑みて為されたもので、研磨後のポリッシング対象物
の金属汚染が少ない固定砥粒を提供することを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a fixed abrasive having less metal contamination of an object to be polished after polishing.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ポリッシング対象物を平坦且つ鏡面状に研磨する固
定砥粒において、該固定砥粒に含まれる金属または金属
化合物の含有量を100ppm以下にしたことを特徴と
する固定砥粒である。これにより、固定砥粒に金属また
は金属化合物を含まない材料を用いることで、研磨時に
ポリッシング対象物に金属汚染を起こさず、クリーンな
研磨をすることが出来る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixed abrasive for polishing a polishing object in a flat and mirror-like manner, wherein the content of the metal or metal compound contained in the fixed abrasive is 100 ppm. It is a fixed abrasive characterized by the following. Thus, by using a material containing no metal or metal compound for the fixed abrasive grains, it is possible to perform clean polishing without causing metal contamination on the polishing target during polishing.
【0008】請求項2に記載の発明は、前記固定砥粒に
用いるバインダに含まれる、金属または金属化合物の含
有量を100ppm以下にしたことを特徴とする固定砥
粒である。これにより、固定砥粒原料の一つであるバイ
ンダに金属または金属化合物を含まないバインダを用い
ることにより、金属汚染のないクリーンな研磨をするこ
とが出来る。The invention according to claim 2 is the fixed abrasive characterized in that the content of the metal or the metal compound contained in the binder used for the fixed abrasive is 100 ppm or less. Thus, by using a binder containing no metal or metal compound as the binder that is one of the fixed abrasive grain raw materials, it is possible to perform clean polishing without metal contamination.
【0009】請求項3に記載の発明は、前記バインダの
製造工程で使用する水に含まれる金属または金属化合物
の含有量を100ppm以下にしたことを特徴とする固
定砥粒である。これにより、樹脂製造段階で使用する水
に金属汚染のない純水又は超純水を使用することで、金
属汚染のないバインダを製造することが出来、そのバイ
ンダを使用した固定砥粒での研磨では金属汚染のないク
リーンな研磨を行うことが出来る。The third aspect of the present invention is the fixed abrasive grain characterized in that the content of the metal or metal compound contained in water used in the step of producing the binder is 100 ppm or less. As a result, by using pure water or ultrapure water that does not have metal contamination as the water used in the resin manufacturing stage, it is possible to manufacture a binder that does not have metal contamination, and use the binder to polish with fixed abrasives. Can perform clean polishing without metal contamination.
【0010】請求項4に記載の発明は、前記バインダの
製造工程で使用する溶媒または化学薬品に含まれる金属
または金属化合物の含有量を100ppm以下にしたこ
とを特徴とする固定砥粒である。これにより、樹脂製造
段階で使用する溶媒及び化学薬品に、金属汚染のない溶
媒及び化学薬品を使用することで、金属汚染のないバイ
ンダを製造することが出来、そのバインダを使用した固
定砥粒での研磨では、金属汚染のないクリーンな研磨を
行うことが出来る。A fourth aspect of the present invention is a fixed abrasive grain characterized in that the content of the metal or the metal compound contained in the solvent or the chemical agent used in the binder manufacturing process is 100 ppm or less. As a result, by using a solvent and chemicals that do not have metal contamination as the solvent and chemicals used in the resin manufacturing stage, it is possible to produce a binder that does not have metal contamination, and with fixed abrasives using the binder. In the polishing, the clean polishing without metal contamination can be performed.
【0011】請求項5に記載の発明は、前記固定砥粒に
用いる砥粒原料において、スラリ状砥粒を含む該砥粒原
料の金属または金属化合物の含有量を100ppm以下
にしたことを特徴とするの固定砥粒である。固定砥粒原
料の一つであり、研磨作用に直接関与する砥粒原料に、
研磨砥粒以外の金属、金属化合物を含まない原料を用い
ることにより、金属汚染のないクリーンな研磨をするこ
とが出来る。The invention as set forth in claim 5 is characterized in that, in the abrasive raw material used for the fixed abrasive, the content of the metal or metal compound in the abrasive raw material containing the slurry abrasive is 100 ppm or less. It is a fixed abrasive grain. One of the fixed abrasive raw materials, the abrasive raw material directly involved in the polishing action,
By using a raw material containing no metal or metal compound other than the abrasive grains, clean polishing without metal contamination can be performed.
【0012】請求項6に記載の発明は、前記固定砥粒の
製造に用いる添加剤において、該添加剤に含まれる金属
または金属化合物の含有量を100ppm以下にしたこ
とを特徴とする固定砥粒である。一般に、固定砥粒製造
過程でマイクロカプセル薬剤を含む加工促進剤(アミン
など)、加工性能安定化剤(バッファー)、鏡面性向上
剤(水溶性高分子)、砥粒凝集防止剤(有機高分子)な
どの研磨助剤、及び砥粒自生量調整剤(結合剤の溶解
剤)、固定砥粒成形助剤を予め添加し、固定砥粒を成形
する。その際、固定砥粒に内包する該固定砥粒用添加剤
に含まれる金属、金属化合物を含まないものを使用する
ことにより、金属汚染のないクリーンな研磨をすること
が出来る。The invention as set forth in claim 6 is characterized in that, in the additive used for producing the fixed abrasive, the content of the metal or the metal compound contained in the additive is 100 ppm or less. Is. Generally, in the fixed abrasive grain manufacturing process, processing accelerators (such as amines) containing microcapsule chemicals, processing performance stabilizers (buffers), specularity improving agents (water-soluble polymers), abrasive grain aggregation inhibitors (organic polymers) ) Or the like, a polishing aid self-developing amount adjusting agent (a binder dissolving agent), and a fixed abrasive forming aid are added in advance to form the fixed abrasive. At this time, by using a metal or metal compound contained in the fixed abrasive grain additive contained in the fixed abrasive grains, clean polishing without metal contamination can be performed.
【0013】請求項7に記載の発明は、前記金属または
金属化合物は、Na,K,Ca,Al,Fe,Ni,C
r,Mn,Cu,Ti,Znまたはこれらの化合物であ
ることを特徴とする固定砥粒である。According to a seventh aspect of the present invention, the metal or metal compound is Na, K, Ca, Al, Fe, Ni, C.
It is a fixed abrasive characterized by being r, Mn, Cu, Ti, Zn or a compound thereof.
【0014】請求項8に記載の発明は、ポリッシング対
象物を平坦且つ鏡面状に研磨する固定砥粒の製造方法に
おいて、原料の調整、成形、装置取りつけ治具への装着
または接着を、クリーンルーム又はクリーンブース内で
行うことを特徴とする固定砥粒の製造方法である。原料
の金属汚染物質の完全除去を実現するだけでなく、製造
組立時にも金属汚染を防ぐため、クリーンな環境で行う
ことにより、金属汚染のないクリーンなポリッシング対
象物の研磨をすることが出来る。According to an eighth aspect of the present invention, in a method for producing fixed abrasive grains for polishing a polishing object in a flat and mirror-like manner, raw material adjustment, molding, attachment to a device mounting jig or adhesion is performed in a clean room or This is a method for producing fixed abrasive grains, which is characterized in that it is performed in a clean booth. Not only can the metal contaminants of the raw material be completely removed, but also metal contamination can be prevented during manufacturing and assembly, so that a clean polishing target without metal contamination can be polished by performing in a clean environment.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0016】図1は、本発明の固定砥粒の製造方法の一
例を示す。まず、微細な砥粒とバインダ及び界面活性剤
などの砥粒分散剤、バッファーなどの加工安定化剤、K
OHなどのpH調整剤に代表される加工促進剤、高分子
剤などの鏡面性向上剤等を含む固定砥粒添加剤を混合し
た固定砥粒原料を製作する。各原料は粉末または液状の
どちらでもよい。これらの原料を混合し、必要に応じ、
純水を加え、混合液を製作する。この際、攪拌機、超音
波分散器等の分散処理を行い、各原料の分散を十分に行
う。FIG. 1 shows an example of a method for producing fixed abrasive grains according to the present invention. First, fine abrasive grains, an abrasive grain dispersant such as a binder and a surfactant, a processing stabilizer such as a buffer, K
A fixed abrasive raw material is prepared by mixing a fixed abrasive additive including a processing accelerator typified by a pH adjusting agent such as OH and a specularity improving agent such as a polymer. Each raw material may be either powder or liquid. Mix these ingredients and, if necessary,
Pure water is added to produce a mixed solution. At this time, a dispersion process such as a stirrer and an ultrasonic disperser is performed to sufficiently disperse each raw material.
【0017】次に、スプレードライヤで代表される手法
を用い、乾燥造粒を行い、各種原料が均一に混合された
平均粒径50μm程度の造粒粉を製作する。そして、こ
の造粒粉をホットプレスで代表される圧縮成形技術によ
り成形し、固定砥粒を得る。上記により得られた固定砥
粒を補強板(支持体)に接着固定し、製品が完成する。Next, dry granulation is performed using a method typified by a spray dryer to produce granulated powder having an average particle diameter of about 50 μm in which various raw materials are uniformly mixed. Then, this granulated powder is molded by a compression molding technique typified by hot pressing to obtain fixed abrasive grains. The fixed abrasive grains obtained as described above are bonded and fixed to a reinforcing plate (support) to complete a product.
【0018】この固定砥粒の原料である砥粒原料は、粉
末砥粒原料またはスラリ状砥粒原料のどちらでもよい
が、中間生成物である造粒粉の組成比を均質にし、さら
には固定砥粒の均質性を向上することが可能であるた
め、微細砥粒として安定に存在するスラリ状砥粒原料を
用いることが望ましい。また、本発明の目的である金属
汚染の少ないウエハ研磨を実現するため、該砥粒原料に
含まれる金属混入量を出来るだけ少なくすることが望ま
しい。原料形態、原料組成比にもよるが、100ppm
以下、望ましくは10ppm以下、さらに望ましくは1
ppm以下にすることが望ましい。The abrasive raw material which is the raw material of the fixed abrasive may be either powder abrasive raw material or slurry abrasive raw material, but the composition ratio of the granulated powder which is an intermediate product is made uniform and further fixed. Since it is possible to improve the homogeneity of the abrasive grains, it is desirable to use a slurry-like abrasive grain raw material that stably exists as fine abrasive grains. Further, in order to realize wafer polishing with less metal contamination, which is the object of the present invention, it is desirable to reduce the amount of metal mixed in the abrasive grain raw material as much as possible. 100 ppm, depending on the raw material form and raw material composition ratio
Or less, preferably 10 ppm or less, more preferably 1
It is desirable to set it to ppm or less.
【0019】また、もうひとつの固定砥粒原料であるバ
インダ材料は、粉末原料、スラリ原料どちらでもよい
が、中間生成物である造粒粉の組成比を均質にし、さら
には固定砥粒の均質性を向上するために、液体に均質に
分散しているラテックス懸濁液の使用が望ましい。ま
た、本発明の目的である金属汚染の少ないポリッシング
対象物の研磨を実現するため、該バインダ原料に含まれ
る金属混入量を出来るだけ少なくすることが望ましい。
原料形態、原料組成比にもよるが、100ppm以下、
望ましくは10ppm以下、さらに望ましくは1ppm
以下にすることが望ましい。Further, the binder material which is another fixed abrasive grain raw material may be either a powder raw material or a slurry raw material, but the composition ratio of the granulated powder which is an intermediate product is made uniform, and further the fixed abrasive grain is made uniform. The use of a latex suspension that is homogeneously dispersed in the liquid is desirable to improve performance. Further, in order to realize polishing of an object to be polished with less metal contamination, which is an object of the present invention, it is desirable to reduce the amount of metal contained in the binder raw material as much as possible.
Depending on the raw material form and raw material composition ratio, 100 ppm or less,
Desirably 10 ppm or less, more desirably 1 ppm
The following is desirable.
【0020】また、バインダに、合成樹脂、すなわち合
成高分子化合物(ポリマー)を選定することが望まし
い。合成高分子化合物(ポリマー)は低分子化合物(モ
ノマー)を多数重合させて製作する。その製造段階に
は、付加重合、共重合、縮合重合、付加縮合などの操作
により製作するが、その際に有機金属化合物や無機金属
化合物に代表される重合触媒、重合抑制剤、分散剤、活
性剤、溶媒、触媒不活性化剤、安定化剤、乳化剤、酸化
防止剤など様々な薬剤及び水が使用され、複雑な工程を
経て製品となる。この固定砥粒に用いるバインダには金
属元素の混入を少なくするため、前述の様々な重合工程
で使用される薬品及び水の金属化合物を低減することが
望ましく、重合工程、薬品形態、薬品の製品残留量等に
もよるが、100ppm以下、望ましくは10ppm以
下、さらに望ましくは1ppm以下に、水においては純
水または超純水を使用することが望ましい。Further, it is desirable to select a synthetic resin, that is, a synthetic polymer compound (polymer) as the binder. A synthetic high molecular compound (polymer) is produced by polymerizing a large number of low molecular compounds (monomers). At the production stage, it is manufactured by operations such as addition polymerization, copolymerization, condensation polymerization, and addition condensation.At that time, a polymerization catalyst represented by an organometallic compound or an inorganic metal compound, a polymerization inhibitor, a dispersant, an activity is used. Various agents such as agents, solvents, catalyst deactivators, stabilizers, emulsifiers, antioxidants, and water are used, and a product is obtained through complicated steps. In order to reduce the mixing of metal elements in the binder used for this fixed abrasive, it is desirable to reduce the chemicals used in the various polymerization steps and the metal compounds of water. Although it depends on the residual amount and the like, it is desirable to use pure water or ultrapure water in water at 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less, more preferably 1 ppm or less.
【0021】さらに、固定砥粒原料のひとつであるマイ
クロカプセル薬剤を含む加工促進剤(アミンなど)、加
工性能安定化剤(バッファー)、鏡面性向上剤(水溶性
高分子)、砥粒凝集防止剤(有機高分子)などの研磨助
剤、及び砥粒自生量調整剤(結合剤の溶解剤)、固定砥
粒成形助剤などの固定砥粒添加剤においても、金属混入
量を出来るだけ低減することが望ましい。添加剤形態お
よび添加比率等にもよるが、同様に100ppm以下、
望ましくは10ppm以下、さらに望ましくは1ppm
以下に、水においては純水または超純水を使用すること
が望ましい。Further, a processing accelerator (such as amine) containing a microcapsule drug, which is one of the fixed abrasive grain raw materials, a processing performance stabilizer (buffer), a specularity improving agent (water-soluble polymer), and prevention of abrasive grain aggregation. The amount of metal mixed is reduced as much as possible even for polishing aids such as agents (organic polymers), abrasive grain autogenous amount adjusters (binder dissolving agents), fixed abrasive additive such as fixed abrasive molding aids, etc. It is desirable to do. Depending on the additive form and addition ratio, etc., similarly, 100 ppm or less,
Desirably 10 ppm or less, more desirably 1 ppm
In the following, it is desirable to use pure water or ultrapure water as water.
【0022】さらに、固定砥粒原料からの金属汚染を低
減するだけでなく、製造工程で混入される金属汚染物質
を低減する工夫が必要であり、材料の混合、分散を含む
原料調整工程、造粒工程、成形工程、装置取りつけ治具
への装着・接着工程などの作業を、クリーンルームまた
はクリーンブースなどのフィルターを通した清浄なエア
ーが供給される環境で行うことが望ましい。さらには、
使用治具、装置からの混入を防ぐため、金属を使用しな
い治具やコーティングによる金属接触面の保護が有効で
ある。Further, it is necessary to devise not only to reduce the metal contamination from the fixed abrasive raw material but also to reduce the metal contaminant mixed in the manufacturing process. It is desirable to carry out operations such as a granulating step, a molding step, and a step of attaching / adhering to a device mounting jig in a clean room or a clean booth in an environment in which clean air is supplied through a filter. Moreover,
In order to prevent contamination from the jigs and equipment used, it is effective to protect the metal contact surface with jigs and coatings that do not use metal.
【0023】これらの材料選定及び製造方法により、固
定砥粒内に含まれるNa,K,Ca,Al,Fe,N
i,Cr,Mn,Cu,Ti,Zn等、またはこれらの
化合物である金属汚染物質の量は十分に低減され、一部
に残留する金属汚染物質においても研磨後におこなう通
常のポリッシング対象物の洗浄工程で十分に除去可能で
ある。By selecting these materials and manufacturing methods, Na, K, Ca, Al, Fe, N contained in the fixed abrasive grains can be obtained.
The amount of metal contaminants such as i, Cr, Mn, Cu, Ti, Zn, etc., or their compounds is sufficiently reduced, and even for the metal contaminants remaining in a part, normal cleaning of an object to be polished after polishing. It can be removed sufficiently in the process.
【0024】図2は、スラリ又は砥粒と樹脂の混合液の
超音波分散処理装置を示す。本発明の固定砥粒の製造過
程においては、砥粒を含む懸濁液(スラリ)又は砥粒原
料とバインダ樹脂の混合液(以下、処理液という)を超
音波分散処理し、砥粒の完全な液体中の分散を行い、例
えば次工程で乾燥造粒する。FIG. 2 shows an ultrasonic dispersion treatment apparatus for a slurry or a mixed liquid of abrasive grains and a resin. In the manufacturing process of the fixed abrasive grains of the present invention, a suspension (slurry) containing the abrasive grains or a mixed liquid of the abrasive grain raw material and the binder resin (hereinafter referred to as a treatment liquid) is subjected to ultrasonic dispersion treatment to completely remove the abrasive grains. Dispersing in a different liquid, and dry granulation in the next step, for example.
【0025】超音波分散処理では、超音波振動子(振動
チップ)からの汚染を防止するため、振動チップで冷却
水を振動させ、その冷却水の振動でフラスコ内の処理液
を分散させる方法を採用している。この装置において
は、配管は樹脂チューブを用い、テフロン(登録商標)
製のバルブを使用している。また、加工が必要な部分は
冷却水として油や市水でなく純水を使用している。そし
て作業スペースはクリーンルーム等のクリーンな環境で
行っている。In the ultrasonic dispersion treatment, in order to prevent contamination from the ultrasonic vibrator (vibration tip), cooling water is vibrated by the vibration tip, and the treatment liquid in the flask is dispersed by the vibration of the cooling water. It is adopted. This equipment uses resin tubes for piping and uses Teflon (registered trademark)
I am using a valve made by. In addition, pure water is used as cooling water for the parts that require processing instead of oil or city water. The working space is in a clean environment such as a clean room.
【0026】次にこの装置の概要について説明する。タ
ンク11には分散処理前の処理液が貯留され、ポンプ1
2により超音波分散処理を行うフラスコ13に送られ
る。フラスコ13は冷却水としての純水を入れた容器1
5内に配置され、その容器15内のフラスコ13の下方
に振動チップを備えた超音波発生器16を備えている。
超音波発生器16は、電源部17より電力の供給を受け
て超音波を発振し、容器15内の純水及びフラスコ13
を介して、フラスコ13内の処理液に超音波振動を与え
る。Next, an outline of this device will be described. The tank 11 stores the processing liquid before the dispersion processing, and the pump 1
2 is sent to the flask 13 where the ultrasonic dispersion treatment is performed. The flask 13 is a container 1 containing pure water as cooling water.
An ultrasonic generator 16 provided with a vibrating tip is provided below the flask 13 in the container 15 of the ultrasonic generator 16.
The ultrasonic generator 16 receives electric power from the power supply unit 17 and oscillates ultrasonic waves to generate pure water in the container 15 and the flask 13.
Ultrasonic vibration is applied to the treatment liquid in the flask 13 via.
【0027】これにより、砥粒とバインダ樹脂との処理
液においては、砥粒が処理液中に均一に分散される。ま
た、砥粒を含む懸濁液においては砥粒が液体中に均一に
分散される。超音波分散処理が終了した処理液はポンプ
18により分散処理後の混合液を収納するタンク19に
送られる。また、この装置においては三方弁20を備
え、配管21を介して処理液を循環させつつ超音波分散
処理を行うようにしてもよい。また、これらの処理を併
用するようにしてもよい。As a result, in the treatment liquid of the abrasive grains and the binder resin, the abrasive grains are uniformly dispersed in the treatment liquid. Further, in the suspension containing abrasive grains, the abrasive grains are uniformly dispersed in the liquid. The treatment liquid after the ultrasonic dispersion treatment is sent by the pump 18 to the tank 19 which stores the mixed liquid after the dispersion treatment. In addition, this apparatus may be provided with a three-way valve 20 to perform the ultrasonic dispersion treatment while circulating the treatment liquid through the pipe 21. Also, these processes may be used together.
【0028】ここで超音波発生器16は、先端に振動子
としてチタンチップが付いている。しかしながら、直接
処理液中にこのチタンチップを入れると、砥粒がチタン
チップに衝突し、チップに穴が空いてその部分から金属
汚染が生じる等の問題がある。このため、容器15内の
冷却水を介してフラスコ13の外側から超音波振動を付
与することで、このようなチタンチップに起因する金属
汚染が防止できる。Here, the ultrasonic wave generator 16 has a titanium chip as a vibrator at the tip. However, when the titanium chips are directly put into the processing liquid, there are problems that the abrasive grains collide with the titanium chips, holes are formed in the chips, and metal contamination occurs from the holes. Therefore, by applying ultrasonic vibration from the outside of the flask 13 via the cooling water in the container 15, metal contamination due to such titanium chips can be prevented.
【0029】ポンプ12,18はテフロンチューブ等を
用いたチューブポンプを使用することが好ましく、これ
により金属汚染が防止できる。また、三方弁20はテフ
ロン製を用いることが好ましい。また、タンク11,1
9には、攪拌機22,23を備えるが、これらの攪拌機
はテフロンコーティングして、攪拌機から金属が処理液
中に流出することを防止し、これにより処理液の金属汚
染を防止するようになっている。The pumps 12 and 18 are preferably tube pumps using Teflon tubes or the like, which can prevent metal contamination. The three-way valve 20 is preferably made of Teflon. Also, the tanks 11 and 1
9 is equipped with stirrers 22 and 23. These stirrers are coated with Teflon to prevent the metal from flowing out of the stirrer into the processing liquid, thereby preventing metal contamination of the processing liquid. There is.
【0030】なお、上記分散処理装置においては、ポン
プ12,18の2台を備えているが、1台のみでもよ
く、またタンク19は必要に応じて省略することができ
る。また、超音波分散処理が終了した処理液はタンク1
9に貯留せず、直接次工程へのラインに導くようにして
もよい。次工程としては、例えばスプレードライヤによ
る乾燥造粒を行い造粒粉を製造する。Although the dispersion processing apparatus is provided with the two pumps 12 and 18, only one pump may be provided, and the tank 19 may be omitted if necessary. Further, the treatment liquid after the ultrasonic dispersion treatment is completed is in the tank 1.
It is also possible to directly lead to the line for the next process without storing in No. 9. In the next step, for example, dry granulation with a spray dryer is performed to produce granulated powder.
【0031】次に、金属含有量と汚染のレベルについて
検討する。一例として、500〜1000ppmのNa
含有量を有するバインダを用いた固定砥粒で、半導体ウ
エハを研磨する場合について検討する。研磨した半導体
ウエハ表面のNa汚染量を計測してみると、純水による
洗浄工程を加えた処理後で、ウエハ表面のNa,Na化
合物の単位面積当たりの個数で1010/cm2程度で
ある。従って、バインダ内部のNa含有量を上記の1/
10〜1/100とすれば、Na含有量は10〜100
ppmとなり、研磨後の半導体ウエハ表面のNa汚染量
を108〜10 9/cm2とすることができる。従っ
て、固定砥粒を構成する材料及び固定砥粒の製造過程で
使用する材料の金属または金属化合物の不純物含有量を
10〜100ppm以下にすることで、固定砥粒で研磨
した半導体ウエハの金属汚染を極めて少なくすることが
できる。Next, regarding the metal content and the level of pollution
consider. As an example, 500-1000 ppm Na
Fixed abrasive grains with a binder having a content of
Consider the case of polishing the roof. Polished semiconductor
The amount of Na contamination on the wafer surface was measured.
After the treatment including the cleaning process, the wafer surface is turned into Na and Na
10 per unit area of compound10/ CmTwoTo a degree
is there. Therefore, the Na content inside the binder is
If it is 10/100, the Na content is 10-100.
ppm, and the amount of Na contamination on the surface of the semiconductor wafer after polishing
108-10 9/ CmTwoCan be Obey
In the manufacturing process of the fixed abrasive grains and the materials that make up the fixed abrasive grains,
The impurity content of the metal or metal compound of the material used
Polishing with fixed abrasives by setting it to 10 to 100 ppm or less
To reduce metal contamination of semiconductor wafers
it can.
【0032】固定砥粒中の金属汚染物質の含有量を調べ
る方法としては、研磨前にドレッシング(目立て処理)
を行い、その排液中の金属含有量と、ドレッシングによ
る固定砥粒の減耗量(摩耗量)を測定して、これにより
金属濃度を算定することができる。また、固定砥粒の一
部を削って、液体に溶解させ、金属量を測定し、削った
部分の質量から金属含有量を算定することもできる。As a method for investigating the content of metal contaminants in the fixed abrasive grains, dressing (dressing treatment) is performed before polishing.
The metal content in the drainage and the amount of wear (wear) of the fixed abrasive grains due to the dressing are measured, and the metal concentration can be calculated from this. It is also possible to scrape a part of the fixed abrasive grains, dissolve the fixed abrasive grains in a liquid, measure the metal amount, and calculate the metal content from the mass of the scraped portion.
【0033】図3は、本発明の固定砥粒を備えた研磨工
具を示す。上述の固定砥粒25は、金属等の台座26に
接着固定され、研磨工具27として、CMP装置に着脱
するようになっている。接着は例えばエポキシ樹脂系接
着剤で行われる。このような台座26への固定砥粒25
の接着作業も、クリーンルーム内、もしくはクリーン度
クラス100,000程度よりも清浄な環境で行われ
る。FIG. 3 shows a polishing tool provided with the fixed abrasive grains of the present invention. The above-mentioned fixed abrasive 25 is adhered and fixed to a pedestal 26 made of metal or the like, and is attached to and detached from a CMP device as a polishing tool 27. Adhesion is performed with, for example, an epoxy resin adhesive. Fixed abrasive grains 25 on such a pedestal 26
The adhering work is also carried out in a clean room or in an environment cleaner than a cleanness class of about 100,000.
【0034】尚、上記実施例は、本発明の好ましい実施
例の一形態を述べたに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱する
ことなく、種々の変形実施例をとることが可能なことは
勿論である。It should be noted that the above-mentioned embodiment merely describes one mode of the preferred embodiment of the present invention, and various modifications can be taken without departing from the gist of the present invention. Is.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属または金属化合物含有量の非常に少ない原材料を使用
した固定砥粒を研磨に使用することにより、金属汚染の
ほとんどないクリーンなポリッシング対象物の研磨が可
能になる。As described above, according to the present invention, by using fixed abrasives for polishing, which use a raw material having a very low content of metal or metal compound, a clean polishing target with almost no metal contamination is obtained. Allows polishing of objects.
【図1】本発明の実施形態の固定砥粒の製造工程を示す
フロー図である。FIG. 1 is a flow chart showing a manufacturing process of fixed abrasive grains according to an embodiment of the present invention.
【図2】上記製造工程に好適な超音波分散処理装置の構
成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an ultrasonic dispersion treatment apparatus suitable for the manufacturing process.
【図3】本発明の実施形態の固定砥粒研磨工具の斜視図
である。FIG. 3 is a perspective view of a fixed-abrasive polishing tool according to an embodiment of the present invention.
11,19 タンク 12,18 ポンプ 13 フラスコ 15 容器 16 超音波発生器 17 電源部 20 三方弁 21 配管 22,23 攪拌機 11,19 tanks 12,18 pump 13 flasks 15 containers 16 Ultrasonic generator 17 power supply 20 three-way valve 21 piping 22,23 stirrer
Claims (8)
研磨する固定砥粒において、該固定砥粒に含まれる金属
または金属化合物の含有量を100ppm以下にしたこ
とを特徴とする固定砥粒。1. A fixed abrasive for polishing a polishing object flat and mirror-like, wherein the content of the metal or metal compound contained in the fixed abrasive is 100 ppm or less.
る、金属または金属化合物の含有量を100ppm以下
にしたことを特徴とする請求項1記載の固定砥粒。2. The fixed abrasive according to claim 1, wherein the content of the metal or the metal compound contained in the binder used for the fixed abrasive is 100 ppm or less.
含まれる金属または金属化合物の含有量を100ppm
以下にしたことを特徴とする請求項2記載の固定砥粒。3. The content of the metal or metal compound contained in water used in the binder manufacturing process is 100 ppm.
The fixed abrasive according to claim 2, characterized in that:
または化学薬品に含まれる金属または金属化合物の含有
量を100ppm以下にしたことを特徴とする請求項2
記載の固定砥粒。4. The content of the metal or metal compound contained in the solvent or chemical used in the binder manufacturing process is set to 100 ppm or less.
The fixed abrasive described.
て、スラリ状砥粒を含む該砥粒原料の金属または金属化
合物の含有量を100ppm以下にしたことを特徴とす
る請求項1記載の固定砥粒。5. The fixed abrasive according to claim 1, wherein, in the abrasive raw material used for the fixed abrasive, the content of the metal or metal compound in the abrasive raw material containing slurry-like abrasive is 100 ppm or less. Abrasive grain.
いて、該添加剤に含まれる金属または金属化合物の含有
量を100ppm以下にしたことを特徴とする請求項1
記載の固定砥粒。6. The additive used for producing the fixed abrasive grains, wherein the content of the metal or metal compound contained in the additive is 100 ppm or less.
The fixed abrasive described.
K,Ca,Al,Fe,Ni,Cr,Mn,Cu,T
i,Zn、またはこれらの化合物であることを特徴とす
る請求項1乃至6のいずれかに記載の固定砥粒。7. The metal or metal compound is Na,
K, Ca, Al, Fe, Ni, Cr, Mn, Cu, T
The fixed abrasive grain according to any one of claims 1 to 6, which is i, Zn, or a compound thereof.
研磨する固定砥粒の製造方法において、原料の調整、成
形、装置取りつけ治具への装着または接着を、クリーン
ルーム又はクリーンブース内で行うことを特徴とする固
定砥粒の製造方法。8. In a method for producing fixed abrasive grains for polishing a polishing object into a flat and mirror-like state, adjustment of raw materials, molding, attachment to a device mounting jig or adhesion is performed in a clean room or a clean booth. A method for producing a fixed abrasive grain characterized.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001336189A JP2003138247A (en) | 2001-11-01 | 2001-11-01 | Fixed abrasive grain |
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Publication Number | Publication Date |
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JP (1) | JP2003138247A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005103702A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | Polishing pad for chemico-mechanical polishing (cmp), and method for packing the same |
JP2019131814A (en) * | 2019-03-08 | 2019-08-08 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | Manufacturing method of polishing composition |
-
2001
- 2001-11-01 JP JP2001336189A patent/JP2003138247A/en active Pending
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