JP2003309090A - Polishing agent for copper-system metal and polishing method - Google Patents

Polishing agent for copper-system metal and polishing method

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JP2003309090A
JP2003309090A JP2002113709A JP2002113709A JP2003309090A JP 2003309090 A JP2003309090 A JP 2003309090A JP 2002113709 A JP2002113709 A JP 2002113709A JP 2002113709 A JP2002113709 A JP 2002113709A JP 2003309090 A JP2003309090 A JP 2003309090A
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JP
Japan
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polishing
copper
weight
concentration
polishing liquid
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Application number
JP2002113709A
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Japanese (ja)
Inventor
Setsuo Yoshida
節夫 吉田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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  • Weting (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high processing characteristic in which, as a polishing agent for polishing a plane having Cu and a Cu alloy applied on a semiconductor device, adhesive grains leading to a factor of surface defects such as dishing or the like are not at all included, and a practical processing speed of 200 nm/min can be attained, and an etching speed is very low. <P>SOLUTION: In the polishing agent for a copper-system metal, a slurry contains condensed phosphate such as pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, hexametaphosphate, and a salt thereof of 0.2 weight % or more, periodate of 0.1 to 0.5 weight % and a reaction inhibitor such as benzotriazole or the like of 0.01 to 0.1 weight %, and a pH of the slurry is more than 3 and equal to or less than 6. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、銅系金属用研磨液
及び研磨方法に関するものであり、更に詳しくは、半導
体集積回路の銅配線工程における化学機械研摩技術によ
るデバイス平坦化に用いられる研磨液に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a copper-based metal polishing liquid and a polishing method. More specifically, the present invention relates to a polishing liquid used for flattening a device by a chemical mechanical polishing technique in a copper wiring process of a semiconductor integrated circuit. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報化技術の急速な発展に伴い大
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要求され、精度
の高い配線の多層化技術の開発が鋭意行われている。配
線の多層化を達成するためには、配線ピッチ幅の縮小及
び配線間容量の低減等を行なうことが必要となり、現有
の金属配線材料等であるアルミニウムから電気抵抗率の
低い銅(Cu)への変更技術開発が精力的に行なわれて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, with rapid development of information technology, miniaturization of large scale integrated circuits (LSI, ULSI, VLSI), high density and high speed due to high integration are required, and high precision wiring is required. The development of multi-layer technology is being earnestly pursued. In order to achieve the multi-layered wiring, it is necessary to reduce the wiring pitch width and the inter-wiring capacitance, and the existing metal wiring material such as aluminum is changed to copper (Cu) having a low electric resistivity. The change technology development is being energetically carried out.

【0003】Cu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配線形成が困難とされており、埋め
込みによるダマシンプロセスが主流となりつつある。
It is difficult to form Cu wiring by the dry etching method due to the vapor pressure of the product, and the damascene process by embedding is becoming the mainstream.

【0004】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(Si
2)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ためにCu拡散を阻止するバリアメ
タルを介在させた構造が適用される方向にある。
Further, by using Cu as the wiring material,
Wafer material silicon (Si) and thermal oxide film (Si
Since the diffusion rate into O 2 ) becomes extremely high and affects the transistor function, a structure in which a barrier metal intervening Cu diffusion is interposed is applied.

【0005】配線の多層化における課題の一つの要素
は、各層の配線パターン及び配線層に段差欠陥のない高
平滑化、高平坦化を確立することにあり、高精度の平坦
化技術として、ダマシン法により埋め込み形成された配
線を機械的研摩及び化学的研摩の相乗作用を適用した所
謂、CMP(Chemical Mechanical
Polishing)技術が用いられる。
One of the problems in multilayer wiring is to establish high smoothness and high flatness without step defects in the wiring pattern and wiring layer of each layer. As a highly accurate flattening technique, damascene is used. The so-called CMP (Chemical Mechanical), in which the synergistic action of mechanical polishing and chemical polishing is applied to the wiring embedded by the method,
Polishing) technology is used.

【0006】Cuは柔らかく貴な金属であり、酸素の存
在下で容易に酸化被膜を形成し不働態化する特性を有す
る。Cuの電気化学的溶出を誘起するには水素イオンよ
り強い酸化力が必要であり、通常は酸化剤を添加するこ
とにより溶出を図る。また、酸化剤が存在しない系で
は、CN-やNH4 +のようなイオンを含有する薬剤を添
加することにより成される。
Cu is a soft and noble metal, and has the property of easily forming an oxide film and making it passivated in the presence of oxygen. In order to induce electrochemical elution of Cu, a stronger oxidizing power than hydrogen ion is required, and elution is usually attempted by adding an oxidizing agent. Further, in a system in which an oxidizing agent is not present, it is made by adding an ion-containing agent such as CN or NH 4 + .

【0007】CMPの研磨機構は、酸化剤により表面に
形成された酸化被膜をパッド及び砥粒により機械的に除
去し、除去された面に再形成される被膜を再除去する、
繰り返し機構により研磨加工は進行するものと考えられ
る。また、Cu表面において溶出したCuイオンとの錯
体を形成する錯体形成剤は、Cu表面での反応を助長
し、表面に形成された酸化被膜を変質化させ、研磨加工
を容易にすると共に研磨により溶液中に遊離、溶出する
Cuイオンを固定化する働きを行ない、加工特性を向上
させる機能を有するものと考えられる。
The polishing mechanism of CMP mechanically removes an oxide film formed on the surface by an oxidizer with a pad and abrasive grains, and again removes a film re-formed on the removed surface.
It is considered that the polishing process proceeds by the repeating mechanism. In addition, the complex-forming agent that forms a complex with Cu ions eluted on the Cu surface promotes the reaction on the Cu surface, changes the quality of the oxide film formed on the surface, facilitates the polishing process, and also facilitates polishing. It is considered to have a function of immobilizing Cu ions released and eluted in the solution, and having a function of improving processing characteristics.

【0008】酸化剤及び錯体形成剤の相乗作用により化
学反応が著しくなると、酸化被膜形成よりもCu表面の
溶解が優先し、表面の凹凸性は激しくなる。また、研磨
においては機械的作用が同伴することにより部分的研磨
の進行が顕著となり、Cu表面上の平滑性は著しく低下
する現象を生じる。
When the chemical reaction becomes remarkable due to the synergistic action of the oxidizing agent and the complex forming agent, the dissolution of the Cu surface has priority over the formation of the oxide film, and the surface irregularity becomes severe. Further, in polishing, a mechanical action is accompanied, so that the progress of partial polishing becomes remarkable, resulting in a phenomenon that the smoothness on the Cu surface is significantly reduced.

【0009】この対処法として、Cuとの反応を制御す
る反応抑制剤が添加されている。
As a countermeasure against this, a reaction inhibitor for controlling the reaction with Cu is added.

【0010】一般的なCMPスラリーの構成としては、
金属表面の酸化反応を促進することを目的とする酸化
剤、Cuの溶出及び錯体化を促進し、水素イオン供与体
として作用する酸、金属のオーバーエッチングを制御す
る反応抑制剤及び表面に形成された酸化被膜を機械的に
除去し、加工特性を増大させることを目的とする砥粒で
構成されている。
A typical CMP slurry composition is as follows:
Formed on the surface, an oxidizing agent for the purpose of promoting the oxidation reaction of the metal surface, an acid for promoting the elution and complexation of Cu and acting as a hydrogen ion donor, a reaction inhibitor for controlling the overetching of the metal and the surface. It is composed of abrasive grains for the purpose of mechanically removing the oxide film and increasing the processing characteristics.

【0011】ここで砥粒は、被研磨表面とスラリー構成
剤との化学反応により形成された酸化被膜及び錯体被膜
を機械的に除去し、加工速度を増大させることを主目的
とするものであるが、一方、金属配線層の過剰研磨を誘
発し、ディッシングと称する皿状欠陥、また、スクラッ
チと称する表面傷の発生を招く要因となる。よって、砥
粒濃度を含有することなく、実用的な加工速度が得られ
るスラリーとすることが望ましい。また、平滑性を向上
させるには、Cuに対する研磨液の腐食性、所謂、エッ
チング作用が著しく低いことが重要となる。
Here, the abrasive grains are mainly intended to mechanically remove the oxide film and the complex film formed by the chemical reaction between the surface to be polished and the slurry constituent agent to increase the processing speed. On the other hand, however, it causes excessive polishing of the metal wiring layer, which causes a dish-shaped defect called dishing and a surface scratch called scratch. Therefore, it is desirable to use a slurry that does not contain the concentration of abrasive grains and can obtain a practical processing speed. Further, in order to improve the smoothness, it is important that the corrosiveness of the polishing liquid with respect to Cu, that is, the so-called etching action is extremely low.

【0012】砥粒を含有しない、或いは低砥粒濃度で、
Cu又はCuを主成分とする金属膜を研磨するCMPス
ラリー技術の一態様としては、例えば、特開平7−23
3485公報及び特開平11−135466号公報が開
示されている。
[0012] With no abrasive grains or at a low abrasive grain concentration,
As one aspect of the CMP slurry technique for polishing Cu or a metal film containing Cu as a main component, for example, JP-A-7-23
3485 and JP-A-11-135466 are disclosed.

【0013】特開平7−233485公報は、アミノ酢
酸及びアミド硫酸から選ばれる少なくとも1種の有機酸
と酸化剤と水を含有する研磨液で銅系金属を研磨する方
法であり、また、特開平11−135466号公報は、
1重量%未満の研磨砥粒と、酸化性物質と、酸化物を水
溶化する物質を含み、pH及び酸化還元電位が金属膜の
腐食域となる研磨液を用い、金属表面を機械的に摩擦す
る方法である。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-233485 is a method for polishing a copper-based metal with a polishing liquid containing at least one organic acid selected from aminoacetic acid and amidosulfuric acid, an oxidizing agent and water. No. 11-135466,
Mechanically rub the metal surface with a polishing liquid containing less than 1% by weight of abrasive grains, an oxidizing substance, and a substance that solubilizes the oxide, and having a pH and a redox potential in the corrosion region of the metal film. Is the way to do it.

【0014】しかしながら、これらの公報に記載のある
研磨速度は100nm/min以下の加工速度であり実
用的な特性を有していない。事実、本発明者等の検討に
おいても、砥粒を含有しないスラリーでは加工特性は殆
ど発現できないことを確認した。
However, the polishing rate described in these publications is a processing rate of 100 nm / min or less and has no practical characteristics. In fact, in the study by the present inventors, it was confirmed that the processing characteristics could hardly be expressed with the slurry containing no abrasive grains.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ディッシン
グ等の表面欠陥発生の要因となる砥粒を全く含有しない
高表面特性を発現する特性を有し、しかも、実用的な加
工速度200nm/minが達成でき、エッチング速度
も極めて低い高加工特性が発現できる、これまでにない
新規な銅系金属用研磨液及び研磨方法を提供するもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a characteristic of exhibiting a high surface property that does not contain any abrasive grains, which causes a surface defect such as dishing, and has a practical working speed of 200 nm / min. The present invention provides a novel polishing liquid for copper-based metals and a polishing method capable of achieving the above, and exhibiting high processing characteristics with an extremely low etching rate.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を達成するために鋭意検討を行なった結果、本発明の構
成成分とすることにより、砥粒を含有しなくとも高加工
速度及び高表面特性を両立することが可能となる、新規
な銅系金属用研磨液及び研磨方法を完成し、上記課題を
達成したものである。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies in order to achieve the above-mentioned objects, and as a result, by using the constituents of the present invention, high processing speed and A novel polishing liquid for copper-based metals and a polishing method capable of achieving both high surface characteristics have been completed, and the above problems have been achieved.

【0017】すなわち、本発明は、縮合リン酸塩、過ヨ
ウ素酸塩及び反応抑制剤から構成される、pHが3をこ
え6以下のスラリーからなる銅系金属用研磨液を提供す
るものである。
That is, the present invention provides a copper-based metal polishing liquid comprising a slurry having a pH of more than 3 and 6 or less, which is composed of a condensed phosphate, a periodate and a reaction inhibitor. .

【0018】この銅系金属用研磨液の組成割合は、縮合
リン酸塩濃度が0.2重量%以上、過ヨウ素酸塩濃度が
0.1重量%〜0.5重量%及び反応抑制剤濃度が0.0
1重量%〜0.1重量%であるのが好ましい。
The composition ratio of this copper-based metal polishing liquid is such that the concentration of condensed phosphate is 0.2% by weight or more, the concentration of periodate is 0.1% by weight to 0.5% by weight, and the concentration of reaction inhibitor is Is 0.0
It is preferably from 1% by weight to 0.1% by weight.

【0019】本発明を更に詳述する。The present invention will be described in more detail.

【0020】本発明における縮合リン酸塩としては、縮
合リン酸及び/又はその塩であり、具体的には、オルト
リン酸を脱水縮合して合成される、鎖状に結合した二量
体のピロリン酸、三量体のトリリン酸、ヘキサメタリン
酸及び/又はそれらのカリウム塩、ナトリウム塩、カル
シウム塩等の少なくとも一種からなるものである。
The condensed phosphoric acid salt in the present invention is condensed phosphoric acid and / or a salt thereof, specifically, a chain-linked dimeric pyrroline synthesized by dehydration condensation of orthophosphoric acid. An acid, a trimer triphosphoric acid, a hexametaphosphoric acid, and / or at least one of their potassium salts, sodium salts, calcium salts, and the like.

【0021】縮合リン酸塩の濃度としては、加工速度及
び表面特性の低下を生じさせることなく、また、除去物
の溶解を抑制、固定化し被研磨体上への再析出を阻止す
る効果を損なわない濃度として0.2重量%以上、10
重量%以下とすることが好ましく、0.5重量%以上、
5重量%以下とすることがより好ましい。
The concentration of the condensed phosphate does not deteriorate the processing speed and the surface characteristics, and impairs the effect of suppressing and fixing the dissolution of the removed substance and preventing the redeposition on the object to be polished. 0.2% by weight or more as a non-concentration, 10
It is preferably not more than 0.5% by weight, more than 0.5% by weight,
It is more preferable that the amount is 5% by weight or less.

【0022】この範囲外の低濃度側においては、表面特
性は比較的満足できる特性を示すものの、実用的なレベ
ルの加工速度が安定的に得られにくい場合があり、ま
た、高濃度側においては、濃度の上昇に見合う加工速度
が得られず、経済的に好ましくない場合がある。
On the low concentration side outside this range, the surface characteristics are relatively satisfactory, but it may be difficult to stably obtain a practical level of processing speed, and on the high concentration side. In some cases, a processing speed commensurate with the increase in concentration cannot be obtained, which is economically unfavorable.

【0023】本発明における過ヨウ素酸塩とは、過ヨウ
素酸及び/又はその塩であり、具体的にはカリウム塩、
ナトリウム塩をあげることができるが、塩を用いる場
合、研磨後の洗浄工程における被研磨体上への残存不純
物の影響を考慮すると、イオン半径が大きく、洗浄除去
性が比較的容易なカリウム塩を用いることが望ましい。
The periodate in the present invention is periodate and / or its salt, specifically potassium salt,
Although sodium salts can be mentioned, when salts are used, potassium salts, which have a large ionic radius and are relatively easy to remove by washing, are taken into consideration when the influence of residual impurities on the object to be polished in the washing step after polishing is taken into consideration. It is desirable to use.

【0024】過ヨウ素酸塩の濃度としては、加工速度及
び表面特性の両者が安定して取得できる、0.1重量%
〜0.5重量%とすることが好ましい。
The periodate concentration is 0.1% by weight so that both processing speed and surface characteristics can be stably obtained.
It is preferable to be 0.5% by weight.

【0025】この範囲以外の低濃度側においては、被研
磨体表面を酸化させるに十分な作用が得られず、加工速
度が低下する場合がある。また、高濃度側においては、
溶解度の面より好ましくない場合がある。
On the low-concentration side outside this range, sufficient action for oxidizing the surface of the object to be polished cannot be obtained, and the processing speed may decrease. On the high concentration side,
It may not be preferable in terms of solubility.

【0026】本発明に用いられる反応抑制剤としては、
ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、メルカプトベ
ンゾチアゾール、トリルトリアゾール及びこれらの誘導
体等を用いることができるが、Cuに対する反応性より
ベンゾトリアゾール及びその誘導体であるアジミドー
ル、1−N−ベンゾイル等を用いることが好ましい。
The reaction inhibitor used in the present invention includes:
Although benzotriazole, benzothiazole, mercaptobenzothiazole, tolyltriazole, and derivatives thereof can be used, it is preferable to use benzotriazole and its derivatives such as azimidol and 1-N-benzoyl in view of reactivity with Cu.

【0027】反応抑制剤の濃度としては、優れた加工速
度及び表面特性を発現する濃度としては、0.01重量
%〜0.1重量%が好ましい。
The concentration of the reaction inhibitor is preferably 0.01% by weight to 0.1% by weight, as the concentration at which excellent processing speed and surface characteristics are exhibited.

【0028】その範囲以外においては、低濃度側では、
防食性が不充分となる場合があり、また、高濃度側で
は、防食性が十分となり過ぎ加工速度が低下する場合が
ある。
Outside the range, on the low concentration side,
The anticorrosion property may be insufficient, and on the high concentration side, the anticorrosion property may be excessive and the processing speed may decrease.

【0029】本発明に用いられる研磨液のpHは、3を
こえ6以下とすることが必要であり、好ましくは3.4
〜5である。
The pH of the polishing liquid used in the present invention must be more than 3 and 6 or less, preferably 3.4.
~ 5.

【0030】本発明のスラリーは、構成剤である縮合リ
ン酸塩により未調整時のpHは2.5以下を呈する。よ
って、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、炭酸カリ
ウム等のアリカリ性を呈する調整剤の添加によりスラリ
ーpHを調整することが必要である。
The slurry of the present invention exhibits a pH of 2.5 or less when not adjusted by the condensed phosphate as a constituent. Therefore, it is necessary to adjust the pH of the slurry by adding a modifier exhibiting alkalinity such as ammonium hydroxide, potassium hydroxide, or potassium carbonate.

【0031】pH調整剤は、特に限定されるものではな
いが、不純物の混入を抑制する意味で水酸化アンモニウ
ム(アンモニア水)を適用することが望ましい。
The pH adjuster is not particularly limited, but it is desirable to apply ammonium hydroxide (ammonia water) in the sense of suppressing the mixing of impurities.

【0032】研磨液のpHが3以下の場合、Cu2+とし
ての溶出が著しくなり、加工速度は高い値を示すものの
表面特性が著しく低下する。一方、pHが6を超える場
合、Cuの溶出特性が減少し、酸化膜の形成が優勢とな
ることより加工速度は低下し、加工速度と表面特性の両
立を達成することが困難となる。
When the pH of the polishing liquid is 3 or less, the elution as Cu 2+ becomes remarkable, and although the processing speed shows a high value, the surface characteristics deteriorate significantly. On the other hand, when the pH exceeds 6, the elution characteristic of Cu is reduced, and the formation of the oxide film becomes dominant, so that the processing speed is reduced and it becomes difficult to achieve both the processing speed and the surface characteristics.

【0033】本発明の研磨液には、一般的な粘度調整
剤、pH安定剤及び消泡剤等を添加することができる。
To the polishing liquid of the present invention, general viscosity adjusting agents, pH stabilizers, defoaming agents and the like can be added.

【0034】本発明の研磨液は、通常適用されるCMP
用研磨機器の付帯設備である、プラテンに装着したパッ
ド上或いはウエハ上に任意の速度で滴下し、ウエハ上に
ダマシン法で形成された銅及び銅含有配線を含む面を研
磨する方法に適用されるものである。
The polishing liquid of the present invention is a CMP which is usually applied.
It is applied to the method of polishing the surface containing copper and copper-containing wiring formed on the wafer by the damascene method, which is an accessory equipment of polishing equipment for dropping on the pad mounted on the platen or on the wafer. It is something.

【0035】[0035]

【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。 (実施例1)過ヨウ素カリウム(KIO4)の濃度が0.
2wt%、ベンゾトリアゾール(BTA)の濃度が0.
01wt%及び0.05wt%となるように調整した液
に、任意の濃度のピロリン酸を添加し、各研磨液のpH
をアンモニア水を用いて3.5に調整した。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. (Example 1) The concentration of potassium periodate (KIO 4 ) was 0.
2 wt% and the concentration of benzotriazole (BTA) is 0.
The pH of each polishing liquid was adjusted by adding pyrophosphoric acid of any concentration to the liquid adjusted to 01 wt% and 0.05 wt%.
Was adjusted to 3.5 with aqueous ammonia.

【0036】次に、電解Cuメッキを施したウエハを1
5mm角にダイシングした試料を、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。
Next, a wafer plated with electrolytic Cu is
The sample diced into 5 mm square was mounted on the work plate 1 shown in FIG. 1 and inserted into the correction ring 2.

【0037】先に調整した研磨液を図1のスラリー供給
ノズル4より、30ml/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250g/cm2とし、パッドはロデール
・ニッタ社製、商品名「IC1000/SUBA400」
を用いた。
Polishing was carried out with the rotation speed of the surface plate 3 of FIG. 1 being 30 rpm while the polishing liquid prepared above was supplied from the slurry supply nozzle 4 of FIG. 1 at a dropping rate of 30 ml / min. The load amount is 250 g / cm 2 , the pad is made by Rodel Nitta, trade name "IC1000 / SUBA400"
Was used.

【0038】加工速度は、四端子法によるシート抵抗器
を用いて加工前後のシート抵抗を測定し算出した。ま
た、表面特性は、微分干渉顕微鏡により観察評価した。
The processing speed was calculated by measuring the sheet resistance before and after processing using a sheet resistor according to the four-terminal method. The surface characteristics were observed and evaluated by a differential interference microscope.

【0039】結果を表1に示す。ここで、表中、表面特
性の評価記号において、○印は、鏡面で高光沢、△印
は、光沢(半光沢を含む)、×無光沢を表すものであ
る。
The results are shown in Table 1. Here, in the evaluation symbols of the surface characteristics in the table, ◯ indicates a mirror surface having high gloss, and Δ indicates gloss (including semi-gloss) and x matte.

【0040】ピロリン酸濃度を0.2wt%以上に設定
することにより、加工速度及び表面特性ともに良好な結
果が得られた。 (実施例2)ピロリン酸濃度を0.5wt%、BTA濃
度を0.01wt%とし、任意の濃度のKIO4を添加
した液のpHをアンモニア水で3.5に調整し、実施例
1と同様の評価を行なった。
By setting the pyrophosphoric acid concentration to 0.2 wt% or more, good results were obtained in both processing speed and surface characteristics. (Example 2) The pyrophosphoric acid concentration was 0.5 wt%, the BTA concentration was 0.01 wt%, and the pH of the solution to which KIO 4 of any concentration was added was adjusted to 3.5 with ammonia water, and The same evaluation was performed.

【0041】結果を、表1に示した。The results are shown in Table 1.

【0042】KIO4濃度が0.1wt%以上、0.5
wt%以下の領域では良好な加工特性が得られた。 (実施例3)ピロリン酸濃度を1wt%、KIO4濃度
を0.2wt%とし、任意の濃度のBTAを添加した液
のpHをアンモニア水で3.5に調整し、実施例1と同
様の評価を行なった。また、調整した各研磨液中にCu
メッキサンプルを室温で30分間浸漬し、エッチング特
性を調べた。エッチングの腐食性は、Cuメッキサンプル
の浸漬前後のシート抵抗値より算出した。
KIO 4 concentration of 0.1 wt% or more, 0.5
Good processing characteristics were obtained in the region of wt% or less. (Example 3) The pyrophosphoric acid concentration was set to 1 wt%, the KIO 4 concentration was set to 0.2 wt%, and the pH of the solution added with an arbitrary concentration of BTA was adjusted to 3.5 with ammonia water, and the same as in Example 1. An evaluation was performed. In addition, Cu in each adjusted polishing liquid
The plated sample was immersed at room temperature for 30 minutes, and the etching characteristics were examined. The corrosiveness of etching was calculated from the sheet resistance value before and after the immersion of the Cu-plated sample.

【0043】加工速度及び表面特性の結果を、表1に示
したが、BTA濃度が0.01wt%〜0.1wt%で
安定した加工特性が発現できることが確認できた。ま
た、各研磨液によるエッチング速度は、0.01wt%
BTA濃度の時、5nm/min、それ以上の濃度では
0〜2nm/minと極めて低い腐食性を示した。 (実施例4)ピロリン酸濃度を0.5wt%、KIO4
濃度を0.2wt%、BTA濃度を0.01wt%と
し、液のpHをアンモニア水により任意に変化させて、
実施例1と同様の評価を行なった。
The results of the processing speed and the surface characteristics are shown in Table 1. It was confirmed that stable processing characteristics can be exhibited when the BTA concentration is 0.01 wt% to 0.1 wt%. The etching rate with each polishing liquid is 0.01 wt%.
When the BTA concentration was 5 nm / min, the concentration higher than that was 0 to 2 nm / min, which was extremely low corrosiveness. (Example 4) Pyrophosphate concentration of 0.5 wt%, KIO 4
The concentration is 0.2 wt% and the BTA concentration is 0.01 wt%, and the pH of the liquid is arbitrarily changed with ammonia water,
The same evaluation as in Example 1 was performed.

【0044】結果を、表1に示した。The results are shown in Table 1.

【0045】研磨液のpHが4〜6の領域で、目標の両
特性を満足する性能を示した。 (比較例1)実施例2で、KIO4を含有しない研磨液
とした以外は、同一の条件で評価を行なった。
When the pH of the polishing liquid was in the range of 4 to 6, the performance satisfying both target characteristics was exhibited. (Comparative Example 1) Evaluation was made under the same conditions as in Example 2, except that the polishing liquid containing no KIO 4 was used.

【0046】結果を、表1に示したが、加工特性は発現
しなかった。 (比較例2)実施例3で、BTAを未添加とした以外
は、同一の条件で評価を行なった。
The results are shown in Table 1, but the processing characteristics were not exhibited. (Comparative Example 2) In Example 3, the evaluation was performed under the same conditions except that BTA was not added.

【0047】結果を、表1に示した。加工速度は十分な
特性を示したが、表面はエッチングされた無光沢面を呈
した。 (比較例3)実施例4のpHを3及び7に調整した以外
は、同一の条件で評価を行なった。
The results are shown in Table 1. The processing speed showed sufficient characteristics, but the surface exhibited an etched matte surface. (Comparative Example 3) Evaluation was performed under the same conditions except that the pH of Example 4 was adjusted to 3 and 7.

【0048】結果を、表1に示した。pHが3のとき
は、加工速度は大きいが表面粗さが著しい特性となっ
た。また、pHが6を超える条件では、加工速度及び表
面特性とも不充分な結果を示した。
The results are shown in Table 1. When the pH was 3, the processing speed was high, but the surface roughness was remarkable. Further, under the condition that the pH exceeds 6, the processing speed and the surface characteristics were inadequate.

【0049】[0049]

【表1】 [Table 1]

【発明の効果】以上、詳述したように本発明は、縮合リ
ン酸塩、過ヨウ素酸塩及び反応抑制剤の構成からなる、
砥粒を含有しない研磨液を提案するものであり、本発明
の構成成分及び組成割合とすることにより、半導体デバ
イス上に施したCu及びCu合金を有する面を、実用的
に必要な加工特性で処理することが可能となる。
As described above in detail, the present invention comprises a constitution of a condensed phosphate, a periodate and a reaction inhibitor.
The present invention proposes a polishing liquid containing no abrasive grains, and by using the constituents and composition ratios of the present invention, a surface having Cu and a Cu alloy on a semiconductor device can be processed with practically necessary processing characteristics. It becomes possible to process.

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

【図1】本発明の研磨液の評価に用いた研磨装置の概略
図である。
FIG. 1 is a schematic view of a polishing apparatus used for evaluating a polishing liquid 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 plates 4 Slurry supply nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/3205 H01L 21/88 M K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (51) Int.Cl. 7 Identification Code FI Theme Coat (Reference) H01L 21/3205 H01L 21/88 M K

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 縮合リン酸塩、過ヨウ素酸塩及び反応抑
制剤からなるスラリーであって、該スラリーのpHが3
をこえ6以下である銅系金属用研磨液。
1. A slurry comprising condensed phosphate, periodate and a reaction inhibitor, wherein the pH of the slurry is 3
A polishing liquid for a copper-based metal having a size of 6 or more.
【請求項2】 縮合リン酸塩濃度が0.2重量%以上、
過ヨウ素酸塩濃度が0.1重量%〜0.5重量%及び反
応抑制剤濃度が0.01重量%〜0.1重量%である請
求項1記載の銅系金属用研磨液。
2. The condensed phosphate concentration is 0.2% by weight or more,
The copper-based metal polishing liquid according to claim 1, wherein the periodate concentration is 0.1% by weight to 0.5% by weight and the reaction inhibitor concentration is 0.01% by weight to 0.1% by weight.
【請求項3】 縮合リン酸塩が、ピロリン酸、トリリン
酸、ヘキサメタリン酸及び/又はそれらの塩からなる群
より選ばれる少なくとも一種である請求項1又は2記載
の銅系金属研磨液用酸。
3. The acid for copper-based metal polishing liquid according to claim 1, wherein the condensed phosphate is at least one selected from the group consisting of pyrophosphoric acid, triphosphoric acid, hexametaphosphoric acid and / or salts thereof.
【請求項4】 過ヨウ素酸塩が、過ヨウ素酸及び/又は
その塩である請求項1又は2記載の銅系金属用研磨液。
4. The copper-based metal polishing slurry according to claim 1, wherein the periodate is periodate and / or a salt thereof.
【請求項5】 反応抑制剤が、ベンゾトリアゾール又は
その誘導体である請求項1又は2記載の銅系金属用研磨
液。
5. The polishing liquid for copper-based metals according to claim 1, wherein the reaction inhibitor is benzotriazole or a derivative thereof.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの項に記載の銅
系金属用研磨液を用いて、銅又は銅合金を含む面を研磨
する方法。
6. A method for polishing a surface containing copper or a copper alloy using the polishing liquid for copper-based metals according to claim 1.
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