JP2003505858A - Polishing mixture and method for reducing the incorporation of copper into silicon wafers - Google Patents

Polishing mixture and method for reducing the incorporation of copper into silicon wafers

Info

Publication number
JP2003505858A
JP2003505858A JP2001510909A JP2001510909A JP2003505858A JP 2003505858 A JP2003505858 A JP 2003505858A JP 2001510909 A JP2001510909 A JP 2001510909A JP 2001510909 A JP2001510909 A JP 2001510909A JP 2003505858 A JP2003505858 A JP 2003505858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copper
polishing
polishing mixture
mixture
additive
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.)
Withdrawn
Application number
JP2001510909A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
アンドジェルコ・ベイシック
ロイス・イリグ
ジェイムズ・シー・ジョーズ・ジュニア
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.)
SunEdison Inc
Original Assignee
MEMC Electronic Materials Inc
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 MEMC Electronic Materials Inc filed Critical MEMC Electronic Materials Inc
Publication of JP2003505858A publication Critical patent/JP2003505858A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02002Preparing wafers
    • H01L21/02005Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008Multistep processes
    • H01L21/0201Specific process step
    • H01L21/02024Mirror polishing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09GPOLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00Polishing compositions
    • C09G1/02Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing

Abstract

(57)【要約】 研磨の際の半導体単結晶シリコンウエハへの銅の組み込みを減少させる方法が、下記の工程:a)銅を含有する研磨混合物に銅調節添加剤を添加し、該銅調節添加剤が研磨混合物中の銅と反応して約10-20未満の溶解度積(Ksp)を有する銅化合物を生成する工程;およびb)次に、ウエハが研磨材に対して移動する際に、ウエハ表面を研磨材および該研磨混合物に接触させて、ウエハ表面を研磨する工程;を含んで成る。半導体単結晶シリコンウエハを研磨し、ウエハへの銅の組み込みを減少させるのに使用される新規研磨混合物も開示する。 (57) [Summary] A method for reducing the incorporation of copper into a semiconductor single crystal silicon wafer during polishing comprises the following steps: a) adding a copper conditioning additive to a copper-containing polishing mixture; Reacting the additive with the copper in the polishing mixture to produce a copper compound having a solubility product ( Ksp ) of less than about 10-20 ; and b) then, as the wafer moves relative to the abrasive, Polishing the wafer surface by contacting the wafer surface with an abrasive and the polishing mixture. Also disclosed are novel polishing mixtures used to polish semiconductor single crystal silicon wafers and reduce the incorporation of copper into the wafers.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (技術分野) 本発明は、一般に、研磨混合物、およびシリコンウエハへの銅の組み込みを減
少させる方法に関し、特に、研磨の際に、研磨性能に不利な影響を与えずに、シ
リコンウエハに入る銅の量を減少させる方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to polishing mixtures and methods for reducing the incorporation of copper into silicon wafers, and more particularly, during the polishing of silicon wafers without adversely affecting polishing performance. It relates to a method of reducing the amount of copper entering.

【0002】 (背景技術) 従来の研磨混合物は、無機塩基およびコロイドシリカを含有する。そのような
混合物、および混合物に存在する他の研磨化学物質は、微量金属不純物を含有す
る。これらのうち銅は、表面研磨の際にウエハに組み込まれる故に、特に問題で
ある。ランダム半導体デバイスおよびゲートオキシド欠陥の大部分は、珪化銅沈
殿物に由来する故に、そのような銅汚染を減少させることが重要である。さらに
、高濃度の銅汚染は、好ましくない抵抗率増加を生じ、化学的曇りとして既知の
ウエハ表面の分解を助長する。これらの理由から、集積回路製造会社は一般に、
当分野で一般的な方法によって測定されるシリコンウエハ表面の銅濃度が1×101 0 原子/cm2〜1×1011原子/cm2以下であることを必要とする。この条件は、1×109 原子/cm2〜5×109原子/cm2またはそれ以下に減少すると予測される。
BACKGROUND ART Conventional polishing mixtures contain inorganic bases and colloidal silica. Such mixtures, and other polishing chemistries present in the mixtures, contain trace metallic impurities. Of these, copper is a particular problem because it is incorporated into the wafer during surface polishing. Since the majority of random semiconductor devices and gate oxide defects are derived from copper silicide precipitates, it is important to reduce such copper contamination. In addition, high levels of copper contamination result in an undesired increase in resistivity, facilitating decomposition of the wafer surface known as chemical haze. For these reasons, integrated circuit manufacturers generally
Requires that the copper concentration of the silicon wafer surface in the art is measured by the general method is 1 × 10 1 0 atoms / cm 2 to 1 × 10 11 atoms / cm 2 or less. This condition is expected to be reduced to 1 × 10 9 atoms / cm 2 to 5 × 10 9 atoms / cm 2 or less.

【0003】 表面研磨の際の銅によるウエハ汚染を減少させる1つの方法は、高純度の研磨
混合物および他の研磨化学物質を使用する方法である。しかし、ウエハ上の微量
金属の規格は極めて厳しくなってきており、単に純粋な化学物質を使用すること
によって規格に合わせることが益々高コストになり、非効率的になってきている
One method of reducing wafer contamination by copper during surface polishing is to use high purity polishing mixtures and other polishing chemistries. However, the standards for trace metals on wafers have become extremely strict, and it has become increasingly costly and inefficient to meet the standards by simply using pure chemicals.

【0004】 ドイツ特許DE 39393661、およびPriggeらによる論文Journal of the Electroc
hemical Society, vol.138, (1991), pp.1385-1389は、研磨混合物から微量銅不
純物を除去せずにこの問題を解決する方法を記載している。該ドイツ特許の開示
によれば、ある種の配位配置または形態を有する銅錯体を形成するある種の化学
物質を研磨混合物に添加することによって、表面研磨の際のシリコンウエハへの
銅の組み込みが減少される。有利な形態は、正方形平面形態から充分に異なる形
態であり、四面体形態または配置が好ましい。そのような有利な銅との錯体を形
成するリガンドは、アルコールおよびヒドロキシカルボン酸、例えば、それぞれ
エチレングリコールおよび酒石酸であることが確認されている。これに対して、
研磨の際にシリコンへの銅の組み込みを助長する化合物は、ルイス塩基として作
用する窒素化合物、例えばアンモニアおよびアミンであることが確認されている
。研磨において、アミンおよび/またはアンモニアを研磨混合物に添加して、研
磨の際のシリコン除去速度を増加させることは慣例である。
German Patent DE 39393661 and the article by Prigge et al. Journal of the Electroc
hemical Society, vol.138, (1991), pp.1385-1389 describes a method to solve this problem without removing trace copper impurities from the polishing mixture. According to the disclosure of the German patent, the incorporation of copper into a silicon wafer during surface polishing by adding to the polishing mixture certain chemicals that form copper complexes having certain coordination configurations or morphologies. Is reduced. An advantageous form is one that is sufficiently different from the square planar form, with a tetrahedral form or arrangement being preferred. It has been determined that such advantageous ligands for complexing with copper are alcohols and hydroxycarboxylic acids, such as ethylene glycol and tartaric acid, respectively. On the contrary,
It has been determined that compounds that promote the incorporation of copper into silicon during polishing are nitrogen compounds that act as Lewis bases, such as ammonia and amines. In polishing, it is customary to add amines and / or ammonia to the polishing mixture to increase the silicon removal rate during polishing.

【0005】 その結果、銅汚染に関する懸念にもかかわらず、アミンおよびアンモニアが研
磨混合物に存在する。従って、前記先行文献は、アミンおよびアンモニアが銅汚
染を増加させるが、好ましい銅錯体を形成する添加剤を使用することによって銅
汚染が調節されることも開示しているが、そのような添加剤がアミンまたはアン
モニアの不利な作用を打ち消すのに充分に有効であるかについては示していない
。さらに、前記先行文献は、研磨混合物に存在する銅より6〜7程度で多い量の錯
体生成リガンドを添加することによって、銅汚染を調節することも開示している
。そのような添加は非効率的であるだけでなく、研磨混合物のpHおよび他の条件
を、研磨工程に必要とされる最適条件から変化させる。
As a result, amines and ammonia are present in the polishing mixture despite concerns regarding copper contamination. Thus, while the prior art references also disclose that amines and ammonia increase copper contamination, copper contamination is controlled by the use of additives that form the preferred copper complex, although such additives do not. Is not sufficiently effective to counteract the adverse effects of amines or ammonia. Furthermore, said prior art also discloses controlling copper contamination by adding a complexing ligand in the order of 6 to 7 higher than the copper present in the polishing mixture. Not only is such addition inefficient, it also changes the pH and other conditions of the polishing mixture from the optimal conditions needed for the polishing process.

【0006】 従って、研磨の際にウエハへの銅の組み込みを減少させ、アンモニアまたはア
ミンの存在において有効であり、研磨速度または工程に不利な影響を与えない、
改良された研磨混合物および方法が現在も必要とされている。
Therefore, it reduces the incorporation of copper into the wafer during polishing, is effective in the presence of ammonia or amines and does not adversely affect the polishing rate or process.
Improved polishing compounds and methods are still needed.

【0007】 (発明の開示) 本発明の目的は、研磨の際にシリコンウエハへの銅の組み込みを減少させる研
磨方法および研磨混合物を提供し;アンモニアまたはアミンの存在において有効
な、そのような方法および研磨混合物を提供し;および、研磨速度および性能が
実質的に影響を受けない濃度において添加剤を使用する、そのような方法および
研磨混合物を提供することである。他の目的および特徴は、一部は明らかであり
、一部は下記に示される。
DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide polishing methods and polishing mixtures that reduce copper incorporation into silicon wafers during polishing; such methods effective in the presence of ammonia or amines. And a polishing mixture; and, providing such a method and a polishing mixture using the additive at a concentration at which polishing rate and performance are substantially unaffected. Other objects and features will be in part apparent and in part pointed out below.

【0008】 簡単に言えば、本発明は、研磨の際に、半導体単結晶シリコンウエハへの銅の
組み込みを減少させる方法に関し、該方法は、下記の工程を含んで成る: a) 銅を含有する研磨混合物に銅調節添加剤を添加し、該銅調節添加剤が研
磨混合物中の銅と反応して約10-20未満の溶解度積(Ksp)を有する銅化合物を生
成する工程;および b) 次に、ウエハが研磨材に対して移動する際に、ウエハ表面を研磨材およ
び該研磨混合物に接触させて、ウエハ表面を研磨する工程。
Briefly, the present invention relates to a method of reducing the incorporation of copper into a semiconductor single crystal silicon wafer during polishing, the method comprising the steps of: a) containing copper Adding a copper control additive to the polishing mixture to react with copper in the polishing mixture to produce a copper compound having a solubility product (K sp ) of less than about 10 -20 ; and b. Next, a step of polishing the wafer surface by bringing the wafer surface into contact with the polishing material and the polishing mixture as the wafer moves with respect to the polishing material.

【0009】 さらに、本発明は、単結晶シリコンウエハを研磨し、研磨の際のウエハへの銅
の組み込みを減少させるのに使用される研磨混合物にも関し、該研磨混合物は、
無機塩基、コロイドシリカ、および、研磨混合物に添加される銅調節添加剤と研
磨混合物に存在する銅とを反応させることによって生成される約10-20未満の溶
解度積(Ksp)を有する銅化合物を含んで成る。
The present invention further relates to a polishing mixture used to polish a single crystal silicon wafer and reduce the incorporation of copper into the wafer during polishing, the polishing mixture comprising:
Inorganic bases, colloidal silica, and copper compounds having a solubility product (K sp ) less than about 10 -20 produced by reacting copper present in the polishing mixture with a copper modifying additive added to the polishing mixture. Comprising.

【0010】 本発明によれば、研磨混合物中の銅不純物と反応して約10-20未満の溶解度積
(Ksp)を有する銅化合物を生成する銅調節添加剤を従来の研磨混合物に添加し
、次に、得られた研磨混合物を使用してウエハを研磨することによって、研磨の
際の半導体単結晶シリコンウエハへの銅の組み込みを減少しうることが見い出さ
れた。
According to the present invention, a copper conditioning additive that reacts with copper impurities in the polishing mixture to form a copper compound having a solubility product (K sp ) of less than about 10 −20 is added to a conventional polishing mixture. It was then found that polishing the wafer with the resulting polishing mixture can reduce the incorporation of copper into the semiconductor single crystal silicon wafer during polishing.

【0011】 既知であるように、半導体単結晶シリコンウエハの研磨に使用される研磨混合
物は一般に、シリカスラリーとして商業的に入手可能なコロイドシリカ、および
無機塩基(例えば、アルカリ金属水酸化物)を主成分として含有する。そのよう
な研磨混合物において、銅不純物は一般に、シリカおよび研磨混合物の他の成分
の純度に依存して、1〜10質量ppbの程度、まれに100質量ppbまでの濃度で存在す
る。
As is known, polishing mixtures used to polish semiconductor single crystal silicon wafers generally contain colloidal silica, which is commercially available as a silica slurry, and an inorganic base (eg, an alkali metal hydroxide). Contains as the main component. In such polishing mixtures, copper impurities are generally present in concentrations of the order of 1 to 10 weight ppb, rarely up to 100 weight ppb, depending on the purity of silica and the other components of the polishing mixture.

【0012】 本発明の実施において、銅調節添加剤は、研磨混合物中の銅不純物と反応して
、約10-20未満の溶解度積(Ksp)を有する銅化合物を生成するどのような化合物
でもよい。銅含有添加剤は、燐酸塩、硫化物、セレン化物、および砒酸塩から成
る群から選択されるアニオンを含んで成るのが好ましく、研磨混合物に一般的な
範囲のpHを有するアルカリ性水性媒体中で化学的に安定である。該添加剤は、
研磨混合物に添加する前に、溶解状態に解離することができる。研磨混合物に添
加される銅調節添加剤の量は、好ましくは、研磨混合物の銅含有量に化学量論的
に少なくとも等しい量であり、より好ましくは、研磨混合物の銅含有量の理論当
量の少なくとも約100倍、さらに好ましくは、研磨混合物の銅含有量の理論当量
の約100〜約10,000倍である。本発明の実施において使用しうる化合物の例は、
燐酸一水素カリウム、燐酸カリウム、硫化水素、硫化アンモニウム、およびセレ
ン化カリウムである。銅不純物と反応して充分に不溶性の銅化合物、例えば、燐
酸銅(II)、硫化銅(II)、セレン化銅(II)、または砒酸銅(II)を生成する
他の化合物も使用しうることが理解されるであろう。
In the practice of the present invention, the copper modifying additive is any compound that reacts with copper impurities in the polishing mixture to produce a copper compound having a solubility product (K sp ) of less than about 10 −20. Good. The copper-containing additive preferably comprises an anion selected from the group consisting of phosphates, sulfides, selenides, and arsenates, in an alkaline aqueous medium having a pH in the range common to polishing mixtures. It is chemically stable. The additive is
It can be dissociated into a dissolved state prior to addition to the polishing mixture. The amount of copper control additive added to the polishing mixture is preferably at least stoichiometrically equal to the copper content of the polishing mixture, and more preferably at least the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture. It is about 100 times, more preferably about 100 to about 10,000 times the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture. Examples of compounds that may be used in the practice of this invention are:
Potassium monohydrogen phosphate, potassium phosphate, hydrogen sulfide, ammonium sulfide, and potassium selenide. Other compounds that react with copper impurities to form sufficiently insoluble copper compounds, such as copper (II) phosphate, copper (II) sulfide, copper (II) selenide, or copper (II) arsenate may also be used. It will be understood.

【0013】 研磨操作の開始の少なくとも約24時間前に、研磨混合物に銅調節添加剤を添加
することによって、研磨の際にウエハに導入される銅の減少が最大になることが
観察された。特定の理論に縛られるわけではないが、少なくとも約24時間の時間
が、研磨混合物が化学的平衡に到達するのを可能にすると考えられる。
It has been observed that the reduction of copper introduced into the wafer during polishing is maximized by adding a copper control additive to the polishing mixture at least about 24 hours before the start of the polishing operation. Without being bound to any particular theory, it is believed that a time of at least about 24 hours allows the polishing mixture to reach chemical equilibrium.

【0014】 本発明に関していかなる特定のメカニズムにも縛られるわけではないが、研磨
混合物に添加される銅調節添加剤が、銅をほぼ不溶性の化合物として沈殿させ、
それによって、研磨の際にシリコンウエハに組み込まれないようにすると考えら
れる。従って、銅不純物と反応して、極めて低い溶解度を有する沈殿物、即ち約
10-20未満の溶解度積(Ksp)を有する沈殿物、を形成するどのような化合物でも
、銅汚染の調節に使用するのに有効である。約10-20未満の限界最大溶解度積(K sp )は、単純単一相溶液モデル(無機塩基および銅不純物を含んで成る液体溶液
)を使用して定量的に測定された。水酸化物イオンは高濃度で存在し、従って、
水酸化銅(II)、Cu(OH)2は、銅調節添加剤の添加前に生成される。水酸化銅(I
I)は約10-20のKspを有する安定な化合物であり、一般的な研磨混合物で研磨す
る際に好ましくないウエハの銅汚染が生じる故に、このKsp値は充分に低い値で
はない。従って、有効な銅調節剤は、約10-20未満のKsp値を有する銅化合物を生
成しなければならない。銅調節添加剤は、約10-23未満、より好ましくは約10-26 未満、さらに好ましくは約10-29未満、さらに好ましくは約10-32未満、さらに好
ましくは約10-35未満のKsp値を有する銅化合物を生成するのが好ましい。
[0014]   Without being bound to any particular mechanism with respect to the present invention, polishing
A copper conditioning additive added to the mixture precipitates copper as a nearly insoluble compound,
This may prevent it from being incorporated into the silicon wafer during polishing.
Be done. Therefore, it reacts with copper impurities and has a very low solubility in precipitates, i.e.
Ten-20Solubility product less than (KspAny compound that forms a precipitate with
, Effective for controlling copper pollution. About 10-20Limit maximum solubility product of less than (K sp ) Is a simple single-phase solution model (a liquid solution containing an inorganic base and copper impurities).
) Was used to determine quantitatively. Hydroxide ions are present in high concentrations, therefore
Copper (II) hydroxide, Cu (OH)2Are produced prior to the addition of the copper control additive. Copper hydroxide (I
I) is about 10-20KspIt is a stable compound having
Because of the undesirable copper contamination of the wafer duringspThe value is low enough
There is no. Therefore, an effective copper modifier is about 10-20Produces copper compounds with Ksp values less than
Must be done. About 10 copper control additives-twenty threeLess than, more preferably about 10-26 Less, more preferably about 10-29Less, more preferably about 10-32Less than, better
More preferably about 10-35Less than KspIt is preferred to produce a copper compound having a value.

【0015】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量は、全ての銅不純物を潜在的に沈殿
させるのに充分な量、即ち研磨混合物の銅含有量の理論当量に少なくとも相当す
る量、でなければならない。例えば、銅のモル濃度を[Cu]で示す場合、硫化水
素を添加剤として使用するとき、形成される沈殿物はCuSである故に、[H2S]で
示されるそのモル濃度は少なくとも[Cu]に相当しなければならない。同様に、
燐酸一水素カリウムを添加剤として使用する場合、燐酸一水素イオンが完全に分
解すると仮定すると、沈殿物はCu3(PO4)2である故に、[K2HPO4]で示されるそ
のモル濃度は少なくとも(2/3)[Cu]に相当しなければならない。しかし、実際
には、銅の沈殿は、理論量の添加剤によって最大にならないことが観察され、従
って、研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量は、理論量より過剰であるのが
好ましい。[Cu]の一般的な値は極めて小さい(一般に10-7M程度)故に、添加
剤の好ましい量、研磨混合物の銅含有量の100〜10,000倍の量は、混合物のpHを
変化させず、研磨性能に不利な影響を与えないのに充分に少ない量である。
The amount of copper control additive added to the polishing mixture is sufficient to potentially precipitate all copper impurities, ie, at least equivalent to the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture. There must be. For example, if the molarity of copper is [Cu], then when hydrogen sulfide is used as an additive, the precipitate formed is CuS, so its molarity, expressed as [H 2 S], is at least [Cu 2 ] Must correspond to. Similarly,
If potassium monohydrogen phosphate is used as an additive, assuming that the monohydrogen phosphate ion is completely decomposed, the precipitate is Cu 3 (PO 4 ) 2 and therefore its molar concentration indicated by [K 2 HPO 4 ]. Must correspond to at least (2/3) [Cu]. However, in practice, it was observed that copper precipitation was not maximized by the stoichiometric amount of additive, so it is preferred that the amount of copper control additive added to the polishing mixture is in excess of stoichiometric amount. . Since the typical value of [Cu] is extremely small (generally around 10 −7 M), the preferred amount of additive, 100 to 10,000 times the copper content of the polishing mixture, does not change the pH of the mixture, The amount is sufficiently small so as not to adversely affect the polishing performance.

【0016】 本発明の方法は、ウエハが研磨材に対して移動すると共に、ウエハを研磨材お
よび研磨混合物に接触させて、ウエハ表面を研磨することによって、ウエハ表面
からシリコンを除去するどのような研磨操作にも有効であり、全てのタイプのシ
リコン研磨機、例えば、限定されないが、片面研磨機、両面研磨機および縁研磨
機に使用できる。
Any method for removing silicon from a wafer surface by contacting the wafer with an abrasive and a polishing mixture and polishing the wafer surface as the wafer moves relative to the abrasive is described. It is also effective for polishing operations and can be used on all types of silicon polishers, including, but not limited to, single sided, double sided and edge polishers.

【0017】 従って、本発明は、先行技術の短所を克服し、研磨の際のシリコンウエハへの
銅の組み込みを減少させる有効な手段を提供する。本発明の改良された方法およ
び研磨混合物は、アンモニアまたはアミンの存在において有効であり、最終研磨
混合物の化学組成を実質的に変化させず、研磨速度に影響を与えないような低い
濃度の添加剤化合物の使用を可能にする。
Accordingly, the present invention overcomes the shortcomings of the prior art and provides an effective means of reducing copper incorporation into silicon wafers during polishing. The improved method and polishing mixture of the present invention are effective in the presence of ammonia or amines and do not substantially change the chemical composition of the final polishing mixture and do not affect the polishing rate at such low levels of additive. Allows the use of compounds.

【0018】 (実施例) 下記の実施例は、本発明の実施を例示するものである。[0018] (Example)   The following examples illustrate the practice of this invention.

【0019】 実施例1 下記の試験において、直径200mm、(100)結晶配列、および0.071〜0.084Ω・c
mの抵抗率を有するチョクラルスキー法によって成長させた硼素をドーピングし
たp型シリコンのウエハを使用した。1つの試験において、燐酸一水素カリウム
を、研磨パッドに供給することによって、従来の研磨混合物に10-4モル/Lの濃度
で添加した。第二の試験において、硫化水素を、研磨パッドに供給することによ
って、従来の研磨混合物に1.5×10-3モル/Lの濃度で添加した。研磨混合物の一
般的な成分は、水酸化アルカリによって安定化したコロイドシリカおよびアミン
であった。得られた2つの研磨混合物を使用して、ウエハを、245秒間で、7psig
の加圧において、pH12.6で研磨した。結果を図1および図2に示す。従属変数は、
120℃で90分間の熱処理後にウエハ上で測定される銅の表面濃度であった。熱処
理工程は、ウエハ本体に組み込まれた銅がウエハ表面に逆拡散することを可能に
する(Priggeら、Journal of the Electrochemical Society, vol.138, (1991),
pp.1385-1389参照)。測定法は、表面の酸点滴抽出、およびICP-MS(誘導結合
プラズマ/質量分光分析)による微量の銅についての抽出物の分析から成る。結
果を{Cu}で示される表面銅濃度に変換し、ウエハ表面のcm2当たりの原子の数
で表す。両方の試験において、ウエハの対照群を、同じ研磨混合物を使用するが
、銅調節添加剤を使用せずに研磨した。図1および図2から分かるように、本発明
は、研磨の際に、半導体単結晶シリコンウエハへの銅の組み込みを減少させるの
に有効である。
Example 1 In the following test, a diameter of 200 mm, a (100) crystal array, and 0.071 to 0.084 Ω · c
A boron-doped p-type silicon wafer grown by the Czochralski method with a resistivity of m was used. In one test, potassium monohydrogen phosphate was added to a conventional polishing mixture at a concentration of 10 -4 mol / L by feeding the polishing pad. In the second test, hydrogen sulfide was added to the conventional polishing mixture at a concentration of 1.5 × 10 −3 mol / L by feeding the polishing pad. The common components of the polishing mixture were colloidal silica and amines stabilized by alkali hydroxide. Wafers were polished for 7 psig in 245 seconds using the two polishing mixes obtained.
Polishing was performed at a pressure of 12.6 at pH 12.6. The results are shown in FIGS. 1 and 2. The dependent variable is
It was the surface concentration of copper measured on the wafer after heat treatment at 120 ° C. for 90 minutes. The heat treatment process allows the copper embedded in the wafer body to diffuse back to the wafer surface (Prigge et al., Journal of the Electrochemical Society, vol.138, (1991),
pp.1385-1389). The assay consists of acid drip extraction of the surface and analysis of the extract for trace copper by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma / Mass Spectroscopy). The result is converted into the surface copper concentration shown by {Cu}, and is represented by the number of atoms per cm 2 of the wafer surface. In both tests, a control group of wafers was polished using the same polishing mixture but without the copper control additive. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the present invention is effective in reducing the incorporation of copper into a semiconductor single crystal silicon wafer during polishing.

【0020】 実施例2 下記の試験において、直径200mm、(100)結晶配列、および0.071〜0.084Ω・c
mの抵抗率を有するチョクラルスキー法によって成長させた硼素をドーピングし
たp型シリコンのウエハを研磨して、ウエハへの銅の組み込みの減少における、
種々の添加剤の有効性を評価した。他の条件は実施例1と同様であった。特に、
各試験は、単一の研磨添加剤の有効性を評価することを目的とし、下記の表1に
示す初めの6つの添加剤は、当分野において銅錯体生成添加剤として既知であり
、その他の添加剤は、銅化合物/沈殿物を形成することによって銅を調節すると
考えられる。
Example 2 In the following test, the diameter was 200 mm, the (100) crystal array, and 0.071 to 0.084 Ω · c.
In polishing a wafer of boron-doped p-type silicon grown by the Czochralski method with a resistivity of m, in reducing the incorporation of copper into the wafer,
The effectiveness of various additives was evaluated. Other conditions were the same as in Example 1. In particular,
Each test was aimed at assessing the effectiveness of a single polishing additive, the first six additives shown in Table 1 below are known in the art as copper complexing additives and others The additive is believed to regulate copper by forming a copper compound / precipitate.

【0021】 各試験は、以下から成る:a)試験される添加剤を含有する研磨混合物を使用
して7〜8個のウエハを研磨し、b)添加剤を使用せず、同じ研磨混合物で7〜8個
のウエハを研磨し、c)前記の全ての研磨されたウエハ、および5〜8個の非研磨
ウエハを熱処理し、d)酸点滴法によって、熱処理されたウエハの表面から銅を
抽出し、ICP-MS法(誘導結合プラズマ/質量分光分析)によって微量の銅につい
て抽出物を分析し、結果を、ウエハ表面のcm2についての原子の数で示される表
面銅濃度に変換する。熱処理工程は、ウエハ本体に組み込まれた銅がウエハ表面
に逆拡散することを可能にする(Priggeら、Journal of the Electrochemical S
ociety, vol.138, (1991), pp.1385-1389参照)。
Each test consists of: a) polishing 7 to 8 wafers with a polishing mixture containing the additives to be tested, b) without additives and with the same polishing mixture. Polishing 7-8 wafers, c) heat treating all the polished wafers above, and 5-8 unpolished wafers, and d) removing copper from the surface of the heat treated wafers by acid drip method. Extract and analyze the extract for traces of copper by the ICP-MS method (Inductively Coupled Plasma / Mass Spectroscopy) and convert the results to a surface copper concentration in number of atoms per cm 2 of the wafer surface. The heat treatment process allows the copper embedded in the wafer body to back-diffuse to the wafer surface (Prigge et al., Journal of the Electrochemical S
ociety, vol.138, (1991), pp.1385-1389).

【0022】 試験の数値結果は、使用したウエハの性質および熱処理法に依存するが、全て
の試験に充分な多くの同じウエハは得られなかった。種々の試験における試験ウ
エハおよび熱処理法の違いにもかかわらず、数値結果の比較のための共通の基準
を、以下によって得た:a)同じ結晶部分からカットしたランダム化ウエハを使
用し、b)添加剤による表面銅濃度変化の特定測度を導入する。この量は、{Cu
}によって示され、下記の式によって規定される:
The numerical results of the tests depend on the nature of the wafers used and the heat treatment method, but not enough of the same wafers were obtained for all tests. Despite the differences in test wafers and heat treatment methods in the various tests, a common criterion for comparison of numerical results was obtained by: a) using randomized wafers cut from the same crystal part, b) Introduce a specific measure of surface copper concentration change due to additives. This amount is {Cu
} And is defined by the following formula:

【0023】[0023]

【数1】 [Equation 1]

【0024】 {Cu}adおよび{Cu}stは、それぞれ、添加剤を使用して、および添加剤を使用せず
、研磨混合物を使用して研磨したウエハの平均表面銅濃度を示す。{Cu}unpは、
同じ試験で使用した全ての非研磨ウエハの平均表面濃度を示す。従って、式(1
)は、δ{Cu}を、添加剤の使用および不使用において研磨したウエハに予測され
、添加剤を使用せず研磨した場合に観察される研磨による変化のパーセントで示
される、表面銅濃度の差として規定する。種々の試験の試験ウエハおよび熱処理
法の違いからのδ{Cu}の分離は、下記の前提に基づく:a)研磨の際の銅の組み
込み速度は、研磨前の銅の平均表面濃度{Cu}unpに依存せず、b)研磨工程の際に
ウエハに組み込まれた銅は、熱処理の際にウエハから完全に拡散する。δ{Cu}の
負の値は、研磨の際の銅汚染の減少が添加剤を使用することによって達成された
ことを意味し、正の値は増加を意味する。さらに、数値結果に関する統計的不確
実性が存在しない場合、100の負のδ{Cu}値は、研磨の際の銅汚染の完全な抑制
を意味し、零の値は無効果を意味する。最後に、同じ条件で試験した場合に同じ
δ{Cu}値を有する銅化合物を生成する添加剤は、研磨の際にウエハへの銅の組込
みを減少させるのに同様に有効であると考えるべきである。
{Cu} ad and {Cu} st indicate the average surface copper concentration of wafers polished with the polishing mixture with and without additives, respectively. {Cu} unp is
The average surface concentration of all unpolished wafers used in the same test is shown. Therefore, the formula (1
) Is the δ {Cu} predicted for wafers polished with and without additives and is expressed as a percentage of the change due to polishing observed when polished without additives, and Specified as the difference. Separation of δ {Cu} from different test wafers and heat treatment methods of various tests is based on the following assumptions: a) Copper incorporation rate during polishing is the average surface concentration of copper before polishing {Cu} Independent of unp , b) copper incorporated into the wafer during the polishing step diffuses completely from the wafer during the heat treatment. A negative value of δ {Cu} means that the reduction of copper contamination during polishing was achieved by using the additive, a positive value means an increase. Moreover, in the absence of statistical uncertainty regarding the numerical results, a negative δ {Cu} value of 100 means complete suppression of copper contamination during polishing and a value of zero means no effect. Finally, additives that produce copper compounds with the same δ {Cu} values when tested under the same conditions should be considered as effective in reducing copper incorporation into the wafer during polishing. Is.

【0025】[0025]

【表1】 表1 [Table 1] Table 1

【0026】 表1の第一縦列は、試験された添加剤を示す。添加剤の合計モル濃度は全ての
場合において3×10-4モル/Lであるが、但し、K2HPO4の場合のモル濃度は10-4
ル/Lであり、H2Sの場合のモル濃度は1.5×10-3モル/Lであった。後者の濃度は、
硫化水素の低い解離定数を補うために、より高い濃度であり、研磨混合物におけ
る分解硫化物イオンの充分に高い濃度を確実にする。研磨混合物における銅の合
計モル濃度は6×10-8〜10-7モル/L(それぞれ、3.8および6.4質量ppb)であった
。従って、合計銅に対する添加剤の化学量論的過剰は、全ての場合において103
〜104程度であった。表1の第二縦列は、銅不純物と添加剤との反応によって沈
殿すると考えられる化合物、およびその化合物の溶解度積Kspを示す。第三縦列
は、添加剤を使用せず、および添加剤を使用して、研磨したウエハの表面銅濃度
の差であって、式(1)で規定される量δ{Cu}によって示される差を示す。第四
縦列は、添加剤を使用して研磨したウエハと、添加剤を使用せず研磨したウエハ
の、表面銅濃度の差が、分散分析(ANOVA)を使用して求めた95%の信頼レベル
において有意であるかどうかを示す。最後に、第五縦列は、ANOVAで得たp値を示
す。
The first column of Table 1 shows the additives tested. The total molar concentration of the additive is 3 × 10 -4 mol / L in all cases, provided that the molar concentration in the case of K 2 HPO 4 is 10 -4 mol / L, in the case of H 2 S The molar concentration was 1.5 × 10 −3 mol / L. The latter concentration is
The higher concentration ensures a sufficiently high concentration of decomposed sulfide ions in the polishing mixture to compensate for the low dissociation constant of hydrogen sulfide. The total molar concentration of copper in the polishing mixture was 6 × 10 -8 to 10 -7 mol / L (3.8 and 6.4 mass ppb, respectively). Therefore, the stoichiometric excess of additive to total copper is 10 3 in all cases.
It was about 10 4 . The second column of Table 1 shows the compound that is believed to precipitate by the reaction of the copper impurities with the additive, and the solubility product K sp of that compound. The third column is the difference in the surface copper concentration of the wafer polished without and with the additive, which is indicated by the amount δ {Cu} defined in equation (1). Indicates. The fourth column shows the 95% confidence level of the difference in surface copper concentration between the wafers polished with additives and the wafers polished without additives, calculated using analysis of variance (ANOVA). Indicates whether or not is significant. Finally, the fifth column shows the p-value obtained with ANOVA.

【0027】 大部分の試験において、添加剤を使用して研磨したウエハの研磨除去速度と、
添加剤を使用せず研磨したウエハの研磨除去速度において、統計的に有意な差異
は観察されなかった。観察された統計的に有意な唯一の差異は以下の通りである
:クエン酸アンモニウムを使用した場合に、使用しない場合より2.5%高い速度
であり;グルコン酸を使用した場合に、使用しない場合より1.4%高い速度であり
;硫化水素を使用した場合に、使用しない場合より4.6%高い速度である。これ
らの除去速度の差は、添加剤を使用しない場合の除去速度のパーセントとして規
定される。
In most tests, the polishing removal rate of wafers polished with additives,
No statistically significant difference was observed in the polish removal rate of wafers polished without additives. The only statistically significant differences observed are: 2.5% higher rates with ammonium citrate than without; with gluconic acid than without 1.4% higher rate; 4.6% higher rate with hydrogen sulfide than without. The difference in these removal rates is defined as the percent removal rate without the additive.

【0028】 銅と反応して銅化合物/沈殿物を形成する試験された各銅調節添加剤は、正で
あるか負であるかに関係なく、ウエハの最終銅濃度において統計的に有意な変化
を生じた。これに対して、銅汚染を減少させる当分野で使用される銅錯体生成添
加剤の1つ(1,2−ベンゼンジオール(o−カテコール))だけが、最終銅汚染に
おいて統計的に有意な差異を生じ、その作用は銅汚染を増加させることであった
Each tested copper control additive that reacts with copper to form a copper compound / precipitate, whether positive or negative, has a statistically significant change in the final copper concentration of the wafer. Occurred. In contrast, only one of the copper complexing additives used in the art to reduce copper contamination (1,2-benzenediol (o-catechol)) showed a statistically significant difference in final copper contamination. And its effect was to increase copper contamination.

【0029】 硫化水素、硫化アンモニウム、燐酸一水素カリウム、および燐酸一水素アンモ
ニウムは、研磨混合物に添加した場合に、10-20未満の溶解度積Kspを有する銅化
合物を生成し、それぞれ、21.6%、13.9%、18.6%および12.3%で研磨ウエハの
銅汚染を減少させることを表1は示している。しかし、表1は、規定された溶解
基準を満たす全ての試験化合物が研磨の際のウエハの銅汚染を減少させるのに有
効であるわけではないことも示している。特に、銅汚染を減少させると予想され
た添加剤のうちの2つ、即ち炭酸カリウムおよび燐酸一水素ナトリウムは、事実
上、銅によるウエハ汚染を増加させた。
Hydrogen sulphide, ammonium sulphide, potassium monohydrogen phosphate and ammonium monohydrogen phosphate, when added to the polishing mixture, produce copper compounds with a solubility product K sp of less than 10 −20 , each of 21.6%. , 13.9%, 18.6% and 12.3% reduce copper contamination of polished wafers, Table 1 shows. However, Table 1 also shows that not all test compounds that meet the defined dissolution criteria are effective in reducing copper contamination of the wafer during polishing. In particular, two of the additives expected to reduce copper contamination, namely potassium carbonate and sodium monohydrogen phosphate, effectively increased wafer contamination by copper.

【0030】 炭酸アニオンを含有する添加剤は、研磨混合物に存在する水酸化物イオンおよ
び銅不純物と反応して、10-9.6のKspを有する単純炭酸銅CuCO3、ならびに、10-3 3.8 および10-46のKsp値をそれぞれ有する塩基性炭酸銅Cu2(OH)2CO3およびCu3(OH
)2(CO3)2を生成すると考えられる(前記Ksp値は、Smith,R.M.およびMartell,A.E
., Critical Stability Constants, Plenum vol.4,(1976)による)。塩基性炭酸
銅は、10-20未満のKsp値を有し、銅汚染を減少させるのに有効であると予想され
た。特定の理論に縛られるわけではないが、観察された負の結果は、推定単相モ
デル(即ち、液体のみ)が実際の研磨混合物の2相コロイド懸濁液を充分に生じ
ることができないからであると考えられる。特に、塩基性炭酸銅は、OHイオン濃
度が液層より顕著に高いシリカ粒子の表面に優先的に沈殿する。さらに、シリカ
粒子が、研磨工程の際にシリコンとの化学機械反応に参与する(Fussstetter,H.
ら、「Impact of Chemomechanical Polishing on the Chemical Composition an
d Morphology of the Silicon Surface」、Materials Research Society Sympos
ium Proceedings, vol.386,(1995),p.97参照)と共に、塩基性銅沈殿物が活性化
して、シリコンと反応して銅を放出することができる。前記の仮説が正しいとす
れば、どのような形態の炭酸塩も、研磨混合物から銅汚染を減少させるのに有効
でない。
Additives containing carbonate anions react with hydroxide ions and copper impurities present in the polishing mixture to produce simple copper carbonate CuCO 3 having a K sp of 10 −9.6 , and 10 −3 3.8 and Basic copper carbonates Cu 2 (OH) 2 CO 3 and Cu 3 (OH with K sp values of 10 -46 respectively
) 2 (CO 3 ) 2 (the above K sp values are based on Smith, RM and Martell, AE).
., Critical Stability Constants, Plenum vol.4, (1976)). Basic copper carbonate had a K sp value of less than 10 −20 and was expected to be effective in reducing copper contamination. Without being bound to any particular theory, the observed negative results are because the putative single-phase model (ie, liquid only) is not sufficient to produce a two-phase colloidal suspension of the actual polishing mixture. It is believed that there is. In particular, basic copper carbonate preferentially precipitates on the surface of silica particles having an OH ion concentration significantly higher than that of the liquid layer. Furthermore, silica particles participate in the chemical mechanical reaction with silicon during the polishing process (Fussstetter, H. et al.
Et al., `` Impact of Chemomechanical Polishing on the Chemical Composition an
d Morphology of the Silicon Surface, Materials Research Society Sympos
ium Proceedings, vol.386, (1995), p.97), a basic copper precipitate can be activated to react with silicon and release copper. If the above hypothesis is correct, then no form of carbonate is effective in reducing copper contamination from the polishing mixture.

【0031】 燐酸ナトリウムの好ましくない作用は、ナトリウムおよびリチウムカチイオン
が、11より高いpHレベルにおいてコロイドシリカ粒子と相互作用することによる
と考えられる。即ち、11未満のpH値においてだけ、そのような作用を有する他の
全てのカチオンと異なり、ナトリウムおよびリチウムは、11より高いpH値におい
てシリカ粒子の凝集を生じる(Iler,R., Chemistry of Silica, Wiley,(1979),p
.375)。おそらく、この挙動は、銅不純物およびシリカ粒子の相互作用と共に、
燐酸ナトリウムを添加剤として使用した場合の研磨の際の銅汚染の増加に関与し
たと考えられる。そうであるとすれば、ナトリウムおよびリチウムカチオンは、
他のアニオンと組み合わせて添加剤として使用した場合に同じ作用を有すると考
えられる。
It is believed that the undesired effect of sodium phosphate is due to the interaction of sodium and lithium potassium ions with colloidal silica particles at pH levels above 11. That is, only at pH values below 11 and unlike all other cations that have such an effect, sodium and lithium cause aggregation of silica particles at pH values above 11 (Iler, R., Chemistry of Silica. , Wiley, (1979), p
.375). Perhaps this behavior, along with the interaction of copper impurities and silica particles,
It is considered that when sodium phosphate was used as an additive, it contributed to the increase of copper contamination during polishing. If so, the sodium and lithium cations are
It is considered to have the same effect when used as an additive in combination with other anions.

【0032】 前記に鑑みて、本発明の目的が達成され、他の有利な結果が得られることが理
解されるであろう。
In view of the above, it will be seen that the objects of the invention are achieved and other advantageous results attained.

【0033】 本発明の範囲を逸脱せず、前記の工程または方法および製品に種々の変更を加
えることができるので、前記の説明に含まれ、添付の図面に示される全ての内容
は、例示するものあって、限定するものではないと理解すべきものとする。
All modifications contained in the above description and shown in the accompanying drawings are intended to be exemplary, as various modifications may be made to the above processes or methods and products without departing from the scope of the present invention. It should be understood that there are things that are not limiting.

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

【図1】 半導体単結晶シリコンウエハへの銅の組み込みの減少における、
研磨混合物への燐酸一水素カリウムの添加の作用を示すグラフである。
FIG. 1 shows the reduction of copper incorporation into semiconductor single crystal silicon wafers,
5 is a graph showing the effect of the addition of potassium monohydrogen phosphate to the polishing mixture.

【図2】 半導体単結晶シリコンウエハへの銅の組み込みの減少における、
研磨混合物への硫化水素の添加の作用を示すグラフである。
FIG. 2 In reducing the incorporation of copper into semiconductor single crystal silicon wafers,
3 is a graph showing the effect of adding hydrogen sulfide to the polishing mixture.

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty

【提出日】平成13年5月7日(2001.5.7)[Submission date] May 7, 2001 (2001.5.7)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正の内容】[Contents of correction]

【特許請求の範囲】[Claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),CN,JP,K R,SG (72)発明者 アンドジェルコ・ベイシック アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、メール・ゾーン・エムゼット 33、ポスト・オフィス・ボックス8、パー ル・ドライブ501番、エムイーエムシー・ エレクトロニック・マテリアルズ・インコ ーポレイテッド (72)発明者 ロイス・イリグ アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、メール・ゾーン・エムゼット 33、ポスト・オフィス・ボックス8、パー ル・ドライブ501番、エムイーエムシー・ エレクトロニック・マテリアルズ・インコ ーポレイテッド (72)発明者 ジェイムズ・シー・ジョーズ・ジュニア アメリカ合衆国63376ミズーリ州セント・ ピーターズ、メール・ゾーン・エムゼット 33、ポスト・オフィス・ボックス8、パー ル・ドライブ501番、エムイーエムシー・ エレクトロニック・マテリアルズ・インコ ーポレイテッド Fターム(参考) 3C047 FF08 GG15 GG20 3C058 AA07 CA01 DA02 DA12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE), CN, JP, K R, SG (72) Inventor Andjerko Basic             United States 63376 St. Missouri             Peters, Mail Zone MZ             33, Post Office Box 8, Par             Le Drive 501, MMC             Electronic Materials Inco             ー Porated (72) Inventor Lois Ilig             United States 63376 St. Missouri             Peters, Mail Zone MZ             33, Post Office Box 8, Par             Le Drive 501, MMC             Electronic Materials Inco             ー Porated (72) Inventor James Sea Joe's Jr.             United States 63376 St. Missouri             Peters, Mail Zone MZ             33, Post Office Box 8, Par             Le Drive 501, MMC             Electronic Materials Inco             ー Porated F-term (reference) 3C047 FF08 GG15 GG20                 3C058 AA07 CA01 DA02 DA12

Claims (23)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 研磨の際の単結晶シリコンウエハへの銅の組み込みを減少さ
せる方法であって、下記の工程: a) 銅を含有する研磨混合物に銅調節添加剤を添加し、該銅調節添加剤が研
磨混合物中の銅と反応して約10-20未満の溶解度積(Ksp)を有する銅化合物を生
成する工程;および b) 次に、ウエハが研磨材に対して移動する際に、ウエハ表面を研磨材およ
び該研磨混合物に接触させて、ウエハ表面を研磨する工程; を含んで成る方法。
1. A method for reducing the incorporation of copper into a single crystal silicon wafer during polishing, the method comprising the steps of: a) adding a copper control additive to a polishing mixture containing copper, said copper control additive. The additive reacts with copper in the polishing mixture to produce a copper compound having a solubility product (K sp ) of less than about 10 −20 ; and b) then, as the wafer moves relative to the abrasive. Polishing the wafer surface by contacting the wafer surface with an abrasive and the polishing mixture.
【請求項2】 銅調節添加剤が、燐酸塩、硫化物、セレン化物、および砒酸
塩から成る群から選択されるアニオンを含んで成り、該アニオンが銅と反応して
銅化合物を生成する請求項1に記載の方法。
2. The copper conditioning additive comprises an anion selected from the group consisting of phosphates, sulfides, selenides, and arsenates, the anion reacting with copper to form a copper compound. The method according to Item 1.
【請求項3】 銅調節添加剤が、燐酸一水素カリウム、燐酸カリウム、硫化
水素、硫化アンモニウム、セレン化カリウム、燐酸一水素アンモニウムから成る
群から選択される請求項1に記載の方法。
3. The method of claim 1 wherein the copper modifying additive is selected from the group consisting of potassium monohydrogen phosphate, potassium phosphate, hydrogen sulfide, ammonium sulfide, potassium selenide, ammonium monohydrogen phosphate.
【請求項4】 銅調節添加剤が燐酸一水素カリウムである請求項3に記載の
方法。
4. The method of claim 3, wherein the copper conditioning additive is potassium monohydrogen phosphate.
【請求項5】 銅調節添加剤が硫化水素である請求項3に記載の方法。5. The method of claim 3, wherein the copper conditioning additive is hydrogen sulfide. 【請求項6】 生成される銅化合物が、燐酸銅(II)、硫化銅(II)、セレ
ン化銅(II)、および砒酸銅(II)から成る群から選択される請求項1に記載の
方法。
6. The copper compound produced according to claim 1, which is selected from the group consisting of copper (II) phosphate, copper (II) sulfide, copper (II) selenide, and copper (II) arsenate. Method.
【請求項7】 生成される銅化合物が、約10-23未満の溶解度積(Ksp)を有
する請求項1に記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein the copper compound produced has a solubility product (K sp ) of less than about 10 −23 .
【請求項8】 生成される銅化合物が、約10-26未満の溶解度積(Ksp)を有
する請求項7に記載の方法。
8. The method of claim 7, wherein the copper compound produced has a solubility product (K sp ) of less than about 10 −26 .
【請求項9】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量が、研磨混合物の
銅含有量に化学量論的に少なくとも等しい量である請求項1に記載の方法。
9. The method of claim 1, wherein the amount of copper control additive added to the polishing mixture is at least stoichiometrically equal to the copper content of the polishing mixture.
【請求項10】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量が、研磨混合物
の銅含有量の理論当量の少なくとも約100倍である請求項9に記載の方法。
10. The method of claim 9, wherein the amount of copper control additive added to the polishing mixture is at least about 100 times the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture.
【請求項11】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量が、研磨混合物
の銅含有量の理論当量の約100〜約10,000倍である請求項10に記載の方法。
11. The method of claim 10, wherein the amount of copper control additive added to the polishing mixture is from about 100 to about 10,000 times the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture.
【請求項12】 銅調節添加剤を研磨混合物に添加してから少なくとも約24
時間が経過するまでは、ウエハ表面を研磨しない請求項1に記載の方法。
12. A copper conditioning additive is added to the polishing mixture for at least about 24.
The method of claim 1, wherein the wafer surface is not polished until the time has elapsed.
【請求項13】 単結晶シリコンウエハを研磨し、研磨の際のウエハへの銅
の組み込みを減少させるのに使用される研磨混合物であって、該研磨混合物が、
無機塩基、コロイドシリカ、および、研磨混合物に添加される銅調節添加剤と研
磨混合物に存在する銅とを反応させることによって生成される約10-20未満の溶
解度積(Ksp)を有する銅化合物を含んで成る研磨混合物。
13. A polishing mixture used to polish a single crystal silicon wafer and reduce the incorporation of copper into the wafer during polishing, the polishing mixture comprising:
Inorganic bases, colloidal silica, and copper compounds having a solubility product (K sp ) less than about 10 -20 produced by reacting copper present in the polishing mixture with a copper modifying additive added to the polishing mixture. A polishing mixture comprising:
【請求項14】 銅調節添加剤が、燐酸塩、硫化物、セレン化物、および砒
酸塩から成る群から選択されるアニオンを含んで成り、該アニオンが銅と反応し
て銅化合物を生成する請求項13に記載の研磨混合物。
14. The copper conditioning additive comprises an anion selected from the group consisting of phosphates, sulfides, selenides, and arsenates, the anion reacting with copper to form a copper compound. Item 14. The polishing mixture according to Item 13.
【請求項15】 銅調節添加剤が、燐酸一水素カリウム、燐酸カリウム、硫
化水素、硫化アンモニウム、セレン化カリウム、燐酸一水素アンモニウムから成
る群から選択される請求項13に記載の研磨混合物。
15. The polishing mixture of claim 13, wherein the copper modifying additive is selected from the group consisting of potassium monohydrogen phosphate, potassium phosphate, hydrogen sulfide, ammonium sulfide, potassium selenide, ammonium monohydrogen phosphate.
【請求項16】 銅調節添加剤が燐酸一水素カリウムである請求項15に記載
の研磨混合物。
16. The polishing mixture according to claim 15, wherein the copper conditioning additive is potassium monohydrogen phosphate.
【請求項17】 銅調節添加剤が硫化水素である請求項15に記載の研磨混合
物。
17. The polishing mixture of claim 15, wherein the copper conditioning additive is hydrogen sulfide.
【請求項18】 銅化合物が、燐酸銅(II)、硫化銅(II)、セレン化銅(
II)、砒酸銅(II)から成る群から選択される請求項13に記載の研磨混合物。
18. The copper compound is copper (II) phosphate, copper (II) sulfide, copper selenide (
II) The polishing mixture of claim 13 selected from the group consisting of copper (II) arsenate.
【請求項19】 銅化合物が、約10-23未満の溶解度積(Ksp)を有する請求
項13に記載の研磨混合物。
19. The polishing mixture according to claim 13, wherein the copper compound has a solubility product (K sp ) of less than about 10 −23 .
【請求項20】 銅化合物が、約10-26未満の溶解度積(Ksp)を有する請求
項19に記載の研磨混合物。
20. The polishing mixture of claim 19, wherein the copper compound has a solubility product (K sp ) of less than about 10 −26 .
【請求項21】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量が、研磨混合物
の銅含有量に化学量論的に少なくとも等しい量である請求項13に記載の研磨混合
物。
21. The polishing mixture of claim 13, wherein the amount of copper conditioning additive added to the polishing mixture is at least stoichiometrically equal to the copper content of the polishing mixture.
【請求項22】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量が、研磨混合物
の銅含有量の理論当量の少なくとも約100倍である請求項21に記載の研磨混合物
22. The polishing mixture of claim 21, wherein the amount of copper control additive added to the polishing mixture is at least about 100 times the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture.
【請求項23】 研磨混合物に添加される銅調節添加剤の量が、研磨混合物
の銅含有量の理論当量の約100〜約10,000倍である請求項22に記載の研磨混合物
23. The polishing mixture of claim 22, wherein the amount of copper conditioning additive added to the polishing mixture is about 100 to about 10,000 times the theoretical equivalent of the copper content of the polishing mixture.
JP2001510909A 1999-07-19 2000-07-18 Polishing mixture and method for reducing the incorporation of copper into silicon wafers Withdrawn JP2003505858A (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14457599P 1999-07-19 1999-07-19
US60/144,575 1999-07-19
US61027700A 2000-07-06 2000-07-06
US09/610,277 2000-07-06
PCT/US2000/019872 WO2001006553A1 (en) 1999-07-19 2000-07-18 Polishing mixture and process for reducing the incorporation of copper into silicon wafers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003505858A true JP2003505858A (en) 2003-02-12

Family

ID=26842130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001510909A Withdrawn JP2003505858A (en) 1999-07-19 2000-07-18 Polishing mixture and method for reducing the incorporation of copper into silicon wafers

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1212789A1 (en)
JP (1) JP2003505858A (en)
KR (1) KR20020015715A (en)
CN (1) CN1361923A (en)
WO (1) WO2001006553A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007116105A (en) * 2005-09-08 2007-05-10 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc Polymer barrier removing/polishing slurry

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100509980C (en) * 2002-12-02 2009-07-08 阿科玛股份有限公司 Composition and method for copper chemical mechanical planarization
DE102006008689B4 (en) 2006-02-24 2012-01-26 Lanxess Deutschland Gmbh Polish and its use
CN114295457A (en) * 2021-12-30 2022-04-08 江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 High-efficiency low-cost metallographic polishing method for aluminum alloy brazing composite material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4867757A (en) * 1988-09-09 1989-09-19 Nalco Chemical Company Lapping slurry compositions with improved lap rate
JP3290189B2 (en) * 1991-04-11 2002-06-10 旭電化工業株式会社 Polishing method of silicon wafer
US5916819A (en) * 1996-07-17 1999-06-29 Micron Technology, Inc. Planarization fluid composition chelating agents and planarization method using same
WO1998049723A1 (en) * 1997-04-30 1998-11-05 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of planarizing the upper surface of a semiconductor wafer
JPH1180708A (en) * 1997-09-09 1999-03-26 Fujimi Inkooporeetetsudo:Kk Composition for polishing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007116105A (en) * 2005-09-08 2007-05-10 Rohm & Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc Polymer barrier removing/polishing slurry

Also Published As

Publication number Publication date
EP1212789A1 (en) 2002-06-12
KR20020015715A (en) 2002-02-28
WO2001006553A1 (en) 2001-01-25
CN1361923A (en) 2002-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0706582B2 (en) Improved compositions and methods for polishing
EP1182242B1 (en) Polishing composition and polishing method employing it
US7938982B2 (en) Silicon wafer etching compositions
EP1856224B1 (en) Polishing slurry composition for improving surface quality of silicon wafer and method for polishing silicon wafer using the same
US20030176068A1 (en) Chemical mechanical polishing composition and process
WO1996026538A1 (en) Chemical solutions for removing metal-compound contaminants from wafers after cmp and the method of wafer cleaning
WO1999053532A1 (en) Slurry for chemical-mechanical polishing metal surfaces
JP2000160139A (en) Grinding composition and grinding method using the same
DE102005016554A1 (en) Polishing solution for barriers
US20030139047A1 (en) Metal polishing slurry having a static etch inhibitor and method of formulation
EP1925649A2 (en) Polishing composition and polishing process
EP0371147B1 (en) Abrasive composition for silicon wafer
JP3551238B2 (en) Polishing liquid for silicon wafer and polishing method using the same
CN101041496B (en) Treatment method for drainge containing fluorin ion and drainge treating agent
JP2003505858A (en) Polishing mixture and method for reducing the incorporation of copper into silicon wafers
US11384256B2 (en) Polishing method and method for manufacturing semiconductor substrate
EP1925648A2 (en) Polishing composition and polishing process
JP3456466B2 (en) Polishing agent for silicon wafer and polishing method therefor
EP1548812B1 (en) High-purity alkali etching solution for silicon wafers and alkali etching method of silicon wafer
JP2006202932A (en) Polishing composition, its manufacturing method, and polishing method using the same
JPH11186202A (en) Abrasive for polishing semiconductor silicon wafer and method of polishing
JP2694163B2 (en) Method for producing high-purity silica
US5972073A (en) Recovery of the components of group III-V material aqueous wastes
JP2006104354A (en) Polishing composition, method for producing the same and polishing method using the polishing composition
KR0142932B1 (en) Treatment of fluorine-containing wastewater

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071002