JP2009255203A - The reclaiming method of polishing slurry - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reclaiming method of polishing slurry, performing a stable polishing, compared with an unused one in its polishing performance, when reusing used polishing slurry. <P>SOLUTION: The reclaiming method reclaims the polishing slurry by removing impurities from the used polishing slurry and adding a correction liquid, a catalyst, and organic acid, nitric acid and a disinfectant are added as the correction liquid to control zeta potential of abrasive particles in the polishing slurry. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、研磨工程で用いられる研磨用スラリー(以下、研磨用スラリーと略称する)の再生方法に関し、特に、半導体の製造プロセスにおける回収した使用済みの研磨用スラリーに所定の補正液を添加するスラリーの再生方法に関する。   The present invention relates to a method for regenerating a polishing slurry (hereinafter abbreviated as polishing slurry) used in a polishing step, and in particular, a predetermined correction liquid is added to used polishing slurry recovered in a semiconductor manufacturing process. The present invention relates to a method for regenerating a slurry.

上記半導体の製造プロセスには、ウェーハや液晶・マスク向けのガラスなどの基本素材・製造装置部材を作る工程やこれらの素材を加工して素子やパターンを作るデバイス製造工程が含まれる。   The semiconductor manufacturing process includes a process for making basic materials and manufacturing apparatus members such as glass for wafers, liquid crystals and masks, and a device manufacturing process for processing these materials to form elements and patterns.

近年、コンピューターの高速化に伴って、コンピューターに用いられる半導体集積回路(IC)には、一段と高い集積度が求められるようになってきている。このようなICの高集積化に適合していくには、配線パターンの微細化と共に多層積層構造の採用が不可欠となってくる。   In recent years, with the increase in the speed of computers, semiconductor integrated circuits (ICs) used in computers have been required to have a higher degree of integration. In order to adapt to such high integration of ICs, it is indispensable to adopt a multilayer laminated structure together with miniaturization of wiring patterns.

多層積層構造を採用するには、基材となるウェーハそのものや多層積層構造の各層の凹凸をこれまで以上に小さくして、膜形成時の段差部での被覆性(ステップカバレッジ)の悪化やリソグラフィ工程におけるフォトレジストの塗布膜厚変動などの不具合を避ける必要がある。   In order to employ a multilayer stack structure, the unevenness of each layer of the wafer itself and the multilayer stack structure as a base material is made smaller than before, and the coverage (step coverage) at the step portion during film formation is deteriorated and lithography is performed. It is necessary to avoid problems such as fluctuations in the coating thickness of the photoresist in the process.

このような多層積層構造の各層の凹凸をなくするため、基材であるウェーハやこのウェーハ上に形成される各層表面に対し研磨用スラリーを用いて研磨することが行なわれている。   In order to eliminate unevenness of each layer of such a multilayer laminated structure, polishing is performed on a wafer as a base material and the surface of each layer formed on the wafer using a polishing slurry.

また、タングステンWを用いてCVD法(化学蒸着法)によりコンタクトホールやビアホールを形成する際や、ダマシン構造にメッキ法により銅Cuを埋め込む際には、表面に形成されるタングステン被膜や銅被膜を、ホール部分やダマシン構造部分のみ残して表面に形成されたタングステン被膜や銅被膜を周りの絶縁膜と同一平面となるまで研磨されるが、この場合にも研磨用スラリーを用いた研磨が行われる。   In addition, when forming contact holes or via holes by CVD (chemical vapor deposition) using tungsten W, or when embedding copper Cu in the damascene structure by plating, a tungsten film or copper film formed on the surface is used. The tungsten film or copper film formed on the surface leaving only the hole part and the damascene structure part is polished until it is flush with the surrounding insulating film. In this case as well, polishing using a polishing slurry is performed. .

一般に、半導体製造プロセスにおける研磨工程では、スピンドルに貼り付けたウェーハの表面を、回転テーブル表面の研磨パッドに接触させ、接触部に研磨用スラリーを供給しながら回転テーブルを回転させることによって行なわれる。   In general, a polishing step in a semiconductor manufacturing process is performed by bringing the surface of a wafer attached to a spindle into contact with a polishing pad on the surface of a rotary table and rotating the rotary table while supplying polishing slurry to the contact portion.

半導体製造プロセスにおける研磨工程で用いられる研磨用スラリーは、煙霧質シリカのような研磨材を超純水に分散させ、目的によって、過酸化水素のような酸化剤、鉄塩、有機酸等の成分を溶解させた特殊な組成のものが用いられる。   The polishing slurry used in the polishing process in the semiconductor manufacturing process disperses abrasives such as fumed silica in ultrapure water, and depending on the purpose, components such as oxidizing agents such as hydrogen peroxide, iron salts, organic acids, etc. A special composition in which is dissolved is used.

研磨工程を終えたウェーハは、超純水で洗浄され、使用済みの研磨用スラリーは、この洗浄液とともに、回収タンクに収容される。   The wafer after the polishing process is cleaned with ultrapure water, and the used polishing slurry is stored in a recovery tank together with the cleaning liquid.

回収タンクに集められた使用済みの研磨用スラリーは、過剰の水をセラミックフィルターで除いて濃度が調整され、イオン成分がイオン交換樹脂等により除去され、元の組成に対して不足した成分が補充され、さらに粒度調整用フィルターを通して除去研磨屑等の過大な粒子が除去されて研磨用スラリーとして再使用される(例えば、特許文献1参照。)。
特開平11−010540号公報
The used polishing slurry collected in the collection tank is adjusted in concentration by removing excess water with a ceramic filter, the ionic components are removed by ion exchange resin, etc., and the components lacking relative to the original composition are replenished Further, excessive particles such as removed polishing waste are removed through a particle size adjusting filter and reused as a polishing slurry (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-11-010540

上述した従来の研磨用スラリーの再生方法において、研磨に使用された後の研磨用スラリーは、貯留槽に回収されて再生工程に付され、研磨パッド上に残った研磨用スラリーは、洗浄水により除去され、これを廃液槽に貯留し、その後廃棄される。   In the conventional polishing slurry regenerating method described above, the polishing slurry after being used for polishing is recovered in a storage tank and subjected to a regeneration process, and the polishing slurry remaining on the polishing pad is washed with washing water. It is removed and stored in a waste tank and then discarded.

しかしながら、従来は再生する研磨用スラリーのpH条件等によっては、研磨用スラリーを再利用して研磨する際に、ウェーハ等の研磨対象物の表面にスクラッチ等の傷が生じてしまい歩留が低下する問題があった。   However, depending on the pH condition of the polishing slurry to be regenerated, scratches such as scratches may occur on the surface of the polishing object such as a wafer when the polishing slurry is reused and the yield decreases. There was a problem to do.

本願発明は、上記のような問題点に鑑み、使用済みの研磨用スラリーを再利用する際に、その研磨性能が未使用のものと比べても遜色なく、安定した研磨を行うことができる研磨用スラリーの再生方法を提供しようとするものである。   In view of the above-mentioned problems, the present invention provides polishing that can perform stable polishing without remarkably comparing the polishing performance with that of an unused one when recycling a used polishing slurry. It is an object of the present invention to provide a method for regenerating a slurry for use.

本発明者等は、かかる問題点を解消すべく鋭意研究を進めた結果、使用済みの研磨用スラリーに、再調製のための補正液を添加する際に、所定の成分を含んだものを用いることで砥粒のゼータ電位を制御することができ、それによって研磨性能に優れ、安定した研磨を行うことができる研磨用スラリーとして再生することができることを見出し、本発明を完成したものである。   As a result of intensive studies to eliminate such problems, the present inventors use a material containing a predetermined component when adding a correction liquid for re-preparation to a used polishing slurry. Thus, the present inventors have found that the zeta potential of the abrasive grains can be controlled, whereby the slurry can be regenerated as a polishing slurry that is excellent in polishing performance and can perform stable polishing.

すなわち、本願発明の研磨用スラリーの再生方法は、使用済みの研磨用スラリーから不純物を除去して、補正液を添加することにより再生する研磨用スラリーの再生方法において、補正液として、触媒、有機酸、硝酸及び殺菌剤を添加し、研磨用スラリー中の砥粒のゼータ電位を制御することを特徴とするものである。   That is, the polishing slurry regeneration method of the present invention is a polishing slurry regeneration method in which impurities are removed from a used polishing slurry and regenerated by adding a correction solution. An acid, nitric acid and a bactericidal agent are added to control the zeta potential of the abrasive grains in the polishing slurry.

本発明において、再生の対象となる研磨用スラリーは、例えば、特開平10−265766号公報、特開平11−116948号公報に開示されたようなもので、具体的には、0.02μm以上の粒度分布(メジアン径)体積基準が約0.15μmの煙霧質シリカ微粒子と、過酸化水素のような酸化剤、硝酸第二鉄、有機酸等の成分を水に分散又は溶解させたものである。   In the present invention, the polishing slurry to be regenerated is, for example, as disclosed in JP-A-10-265766 and JP-A-11-116948, and specifically, 0.02 μm or more. Particle size distribution (median diameter) Volume-based fumed silica fine particles and components such as oxidizers such as hydrogen peroxide, ferric nitrate, and organic acids are dispersed or dissolved in water. .

以下に、未使用の研磨用スラリーについて、その組成の一例を示した。
比重 1.03
pH 2.0〜2.3
平均粒子径[μm] <0.2
Fe濃度[ppm] <75
Ti濃度[ppm] <1
B濃度[ppm] <1
Na濃度[ppm] <1
Mg濃度[ppm] <1
Al濃度[ppm] <2
K 濃度[ppm] <2.5
Ca濃度[ppm] <2
Mn濃度[ppm] <1
Cr濃度[ppm] <2
Mn濃度[ppm] <1
Ni濃度[ppm] <2
Cu濃度[ppm] <1
Zn濃度[ppm] <1
Pb濃度[ppm] <1
Co濃度[ppm] <1
Zr濃度[ppm] <1
Cl濃度[ppm] <10
An example of the composition of the unused polishing slurry is shown below.
Specific gravity 1.03
pH 2.0-2.3
Average particle size [μm] <0.2
Fe concentration [ppm] <75
Ti concentration [ppm] <1
B concentration [ppm] <1
Na concentration [ppm] <1
Mg concentration [ppm] <1
Al concentration [ppm] <2
K concentration [ppm] <2.5
Ca concentration [ppm] <2
Mn concentration [ppm] <1
Cr concentration [ppm] <2
Mn concentration [ppm] <1
Ni concentration [ppm] <2
Cu concentration [ppm] <1
Zn concentration [ppm] <1
Pb concentration [ppm] <1
Co concentration [ppm] <1
Zr concentration [ppm] <1
Cl concentration [ppm] <10

上記のような組成を有する研磨用スラリーは、半導体研磨工程で使用されることにより、被研磨体の組成に応じて特定の金属イオンが含有されることとなるが、研磨用スラリーとしての組成はそのまま有して廃液を受ける収容タンクに収容される。また、研磨工程が終わったところで、洗浄工程により、研磨パッド上に残った研磨用スラリーや研磨クズ等が超純水からなる洗浄液で洗浄され、これも収容タンクに収容して再生工程に回される場合もある。   The polishing slurry having the above composition contains a specific metal ion depending on the composition of the object to be polished by being used in the semiconductor polishing step. As it is, it is stored in a storage tank that receives waste liquid. When the polishing process is completed, the cleaning slurry and polishing debris remaining on the polishing pad are cleaned with a cleaning liquid made of ultrapure water by the cleaning process, which is also stored in the storage tank and sent to the regeneration process. There is also a case.

以下、本願発明の研磨用スラリーの再生方法を説明するが、これは上記のように収容タンクに収容されて回収された使用済みの研磨用スラリーを、ろ過、キレート形成反応、イオン交換反応等から選ばれる処理のいずれか、又はこれらを組み合わせて行って不純物を除去し、さらに、所定の薬液を含有する補正液を添加、必要であればpHを調整するという工程に順次付することにより達成されるものである。   Hereinafter, the method for regenerating the polishing slurry according to the present invention will be described. This is because the used polishing slurry stored in the storage tank and recovered as described above is filtered, chelated, reacted, etc. It is achieved by performing any one of the selected treatments or a combination thereof to remove impurities, adding a correction liquid containing a predetermined chemical solution, and adjusting the pH if necessary. Is.

ここで回収される研磨用スラリーは、半導体を研磨する研磨工程で使用されると、被研磨体の組成に応じて特定の金属イオンが含有され、イオン濃度が高くなる。したがって、まず、これらの金属イオンの除去及び研磨クズを除去するために、ろ過膜装置、イオン交換装置、キレート形成処理装置等の不純物除去手段と接触させる。   When the polishing slurry collected here is used in a polishing process for polishing a semiconductor, specific metal ions are contained depending on the composition of the object to be polished, and the ion concentration becomes high. Therefore, first, in order to remove these metal ions and to remove polishing debris, they are brought into contact with an impurity removing means such as a filtration membrane device, an ion exchange device, and a chelate formation treatment device.

本発明の再生に用いるろ過膜装置は、従来、純水又は超純水の製造に用いられていたものであれば特に限定されずに用いることができ、研磨クズ等のろ過膜の孔径以上の所定の粒子径、例えば、0.5〜10μm程度、を有する粒子状不純物の除去に用いられるものであって、回収された使用済みの研磨スラリーにまず接触させるプレフィルターである。このろ過膜装置としては、例えば、限外ろ過膜又は精密ろ過膜を備えた装置等が挙げられる。   The filtration membrane device used for the regeneration of the present invention can be used without particular limitation as long as it has been conventionally used for the production of pure water or ultrapure water, and is larger than the pore size of the filtration membrane such as polishing scraps. The prefilter is used for removing particulate impurities having a predetermined particle diameter, for example, about 0.5 to 10 μm, and is first brought into contact with the recovered used polishing slurry. Examples of the filtration membrane device include a device provided with an ultrafiltration membrane or a microfiltration membrane.

また、本発明の再生に用いるイオン交換装置としては、こちらも従来、純水又は超純水の製造に用いられていたものであれば特に限定されずに用いることができ、例えば、強酸性カチオン交換樹脂、弱酸性カチオン交換樹脂、強塩基性アニオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂が挙げられ、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を組み合わせることも可能である。   In addition, the ion exchange apparatus used for the regeneration of the present invention can be used without particular limitation as long as it has been conventionally used for the production of pure water or ultrapure water. Examples include an exchange resin, a weakly acidic cation exchange resin, a strongly basic anion exchange resin, and a weakly basic anion exchange resin. It is also possible to combine a cation exchange resin and an anion exchange resin.

また、本発明の再生に用いられるキレート形成処理装置は、基材に、金属キレート形成能を有する官能基を固定化させたものからなり、従来公知のキレート樹脂又はキレート繊維を用いたキレート形成処理装置を用いることができる。   Further, the chelate forming treatment apparatus used for the regeneration of the present invention comprises a base material on which a functional group having a metal chelate forming ability is immobilized, and a chelate forming treatment using a conventionally known chelate resin or chelate fiber. An apparatus can be used.

本発明において基材に固定化される金属キレート形成能を有する官能基としては、例えばアミノカルボン酸類(アミノポリカルボン酸類を含む)、アミン類、ヒドロキシルアミン類、リン酸類、チオ化合物類を含む基が好ましい。ここで、アミノカルボン酸類のうちアミノモノカルボン酸類としてはイミノ酢酸、アミノ酢酸が挙げられ、アミノポリカルボン酸類としてはニトリロ三酢酸、エチレンジアミン四酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラアミン六酢酸、グルタミン酸二酢酸、エチレンジアミン二コハク酸、イミノ二酢酸が挙げられる。アミン類としてはエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリエチレンポリアミン、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ピロール、ポリビニルアミン、シッフ塩基が挙げられる。ヒドロキシルアミン類としてはオキシム、アミドオキシム、オキシン(8−オキシキノリン)、グルカミン、ジヒドロキシエチルアミン、ヒドロキサム酸が挙げられる。リン酸類としてはアミノリン酸、リン酸が挙げられる。チオ化合物類としては、チオール、チオカルボン酸、ジチオカルバミン酸、チオ尿素が挙げられる。   Examples of the functional group having the ability to form a metal chelate immobilized on a substrate in the present invention include groups containing aminocarboxylic acids (including aminopolycarboxylic acids), amines, hydroxylamines, phosphoric acids, and thio compounds. Is preferred. Here, among aminocarboxylic acids, aminomonocarboxylic acids include iminoacetic acid and aminoacetic acid, and aminopolycarboxylic acids include nitrilotriacetic acid, ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraaminehexaacetic acid, glutamic acid diacid. Examples include acetic acid, ethylenediamine disuccinic acid, and iminodiacetic acid. Examples of amines include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, polyethylene polyamine, polyethyleneimine, polyallylamine, pyrrole, polyvinylamine, and Schiff base. Examples of hydroxylamines include oxime, amidooxime, oxine (8-oxyquinoline), glucamine, dihydroxyethylamine, and hydroxamic acid. Examples of phosphoric acids include aminophosphoric acid and phosphoric acid. Examples of thio compounds include thiol, thiocarboxylic acid, dithiocarbamic acid, and thiourea.

本願発明で使用する上記イオン交換装置及びキレート形成処理装置の基材となる高分子の種類は特に制限されず、樹脂又は繊維であって、イオン交換基又は金属キレート形成能を有する官能基を導入可能な素材を単独又は混合して使用することができ、例えば、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリオレフィン等が挙げられる。   The type of polymer used as a base material for the ion exchange apparatus and chelate formation treatment apparatus used in the present invention is not particularly limited, and is a resin or fiber, and a functional group having an ion exchange group or metal chelate forming ability is introduced. Possible materials can be used singly or as a mixture, and examples thereof include cellulose, polyvinyl alcohol, polyethyleneimine, polyester, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polyamide, and polyolefin.

上記基材に用いるものとしては繊維とすることがスラリーとの接触効率が優れる点で好ましく、長繊維のモノフィラメント、マルチフィラメント、短繊維の紡績糸又はこれらを織物状や編物状に製織若しくは製編した布帛、さらには不織布が例示され、また2種以上の繊維を複合又は混紡した繊維や織・編物を使用することもできる。前記したような金属イオンとの接触効率および捕捉速度を考慮すると、使用される繊維、特に長繊維としての単繊維径は好ましくは1〜500μm、より好ましくは5〜200μmであり、長さは10mmより長いものが適している。   As the material used for the substrate, it is preferable to use a fiber from the viewpoint of excellent contact efficiency with the slurry, and the long fiber monofilament, multifilament, short fiber spun yarn or these are woven or knitted into a woven or knitted shape. Examples of such fabrics and non-woven fabrics are also possible, and fibers or woven / knitted fabrics in which two or more kinds of fibers are combined or blended can also be used. Considering the contact efficiency with metal ions and the capturing speed as described above, the fiber used, particularly the single fiber diameter as a long fiber is preferably 1 to 500 μm, more preferably 5 to 200 μm, and the length is 10 mm. Longer ones are suitable.

長繊維型の素材はシート状又はフェルト状に加工し易い特徴を有しており、一方、短繊維型は長繊維型よりも研磨用スラリーとの接触効率が高いという特徴を有している。これらの特徴を勘案した場合、ウェーハ製造のポリッシング工程のように、研磨用スラリー中の極低濃度金属イオンの除去を目的とする場合には短繊維型の使用が好ましい。また、デバイス製造のCMP工程のようなウェーハ製造のポリッシング工程では、それほど低い濃度まで金属イオンを除去する必要がなく(研磨用スラリー中の金属イオン濃度は一般的に100倍以上)、また、キレート形成性繊維への金属イオンの負荷量が多く、交換頻度が比較的高いような要求に対しては、取扱いが容易なように加工し易い長繊維型の方が好ましい。   The long fiber type material has a feature that it can be easily processed into a sheet shape or a felt shape, while the short fiber type has a feature that the contact efficiency with the polishing slurry is higher than that of the long fiber type. When these characteristics are taken into consideration, the short fiber type is preferably used for the purpose of removing ultra-low concentration metal ions in the polishing slurry as in the polishing process of wafer production. Further, in the polishing process of wafer manufacturing such as the CMP process of device manufacturing, it is not necessary to remove metal ions to a very low concentration (the metal ion concentration in the polishing slurry is generally 100 times or more). The long fiber type, which is easy to process so as to be easy to handle, is preferable for the requirement that the load of metal ions on the forming fiber is large and the exchange frequency is relatively high.

いずれにしても、細い繊維分子の表面に導入されたイオン交換基又はキレート形成性官能基の実質的に全てが金属イオンの捕捉に有効に作用するので、樹脂を用いた場合と比較して卓越した金属イオン捕捉能を発揮する。   In any case, substantially all of the ion exchange groups or chelate-forming functional groups introduced on the surface of the thin fiber molecule effectively act on the capture of metal ions, which is superior to the case of using a resin. Demonstrate the ability to capture metal ions.

また、処理する研磨用スラリーのpHに応じて、酸型官能基の少なくとも一部をアルカリ金属塩またはアンモニウム塩としたものを用いることも可能である。   Moreover, it is also possible to use what made at least one part of an acid type functional group alkali metal salt or ammonium salt according to pH of the slurry for grinding | polishing to process.

このように、本願発明に用いる不純物除去手段は複数のタイプのものがあり、これらをそれぞれ単独で用いても良いし、複数を組みあわせて用いても良い。特に不純物の除去効果を高めるためには、粒子状不純物を除去するろ過膜装置とイオン成分を除去するイオン交換装置及び/又はキレート形成処理装置を組み合わせて用いることが好ましい。   As described above, there are a plurality of types of impurity removal means used in the present invention, and these may be used alone or in combination. In particular, in order to enhance the effect of removing impurities, it is preferable to use a combination of a filtration membrane device that removes particulate impurities, an ion exchange device that removes ion components, and / or a chelate formation treatment device.

この研磨用スラリーの精製に適用する具体的な形態としては、前記した研磨用スラリー精製用樹脂又は繊維を容器内に固定的に充填したモジュールが挙げられる。この場合、研磨用スラリー精製用樹脂又は繊維をシート状又はフェルト状に成形して、半導体研磨用スラリーの流路に配置し、このシート状又はフェルト状に成形した素材に研磨用スラリーを通液させるようにしてもよい。   As a specific form applied to the purification of the polishing slurry, there can be mentioned a module in which the above-described polishing slurry purification resin or fiber is fixedly filled in a container. In this case, the polishing slurry refining resin or fiber is formed into a sheet or felt shape, placed in the flow path of the semiconductor polishing slurry, and the polishing slurry is passed through the sheet or felt shaped material. You may make it make it.

また、他の形態としては、例えば樹脂又は繊維を研磨用スラリーの流入口および流出口を備えた容器内に流動可能なように充填しフィルターもしくはストレーナで容器外へ流出しないようにさせたものが挙げられる。   In addition, as another form, for example, a resin or fiber is filled so as to be flowable into a container having an inlet and an outlet of an abrasive slurry, and is prevented from flowing out of the container with a filter or a strainer. Can be mentioned.

いずれの方法も、被処理研磨用スラリー中に存在する金属イオンを除去しながら、処理した研磨用スラリー全てを半導体研磨工程に供給したり、又は少なくとも一部若しくは全部を、もとの被処理研磨用スラリーに再度導入し循環を行い金属イオンの除去レベルをさらに高めた後に、半導体研磨工程に供給したりすることができる。   In either method, while removing the metal ions present in the polishing slurry to be processed, all of the processed polishing slurry is supplied to the semiconductor polishing step, or at least a part or all of the polishing slurry is originally processed. It can be re-introduced into the slurry and circulated to further increase the metal ion removal level and then supplied to the semiconductor polishing step.

このようにして、濃度調整とイオン成分の除去が行われた使用済みの研磨用スラリーには、研磨工程での消耗やイオン成分が除去されたりして添加成分が不足しているため、組成調整をする必要がある。このような不足した成分の添加は、個別に添加することもできるが、再生工程において、多くの添加剤補充用の配管やノズルを配置することは、装置をコンパクトにする上で好ましくない。   In this way, the used polishing slurry that has been subjected to concentration adjustment and removal of ionic components lacks added components due to consumption in the polishing process or removal of ionic components, so composition adjustment It is necessary to do. Although the addition of such a deficient component can be added individually, it is not preferable to arrange a large number of pipes and nozzles for replenishing additives in the regeneration process in order to make the apparatus compact.

そこで、使用済みの研磨用スラリーをイオン交換又はキレート形成処理を行った後、この使用済みの研磨用スラリーが未使用の研磨用スラリーとほぼ同一組成となるように、予め組成調整を行った補正液を所定量添加することにより補正を行うことが好ましい。   Therefore, after the used polishing slurry is subjected to ion exchange or chelate formation treatment, correction is performed in advance so that the used polishing slurry has the same composition as the unused polishing slurry. It is preferable to perform correction by adding a predetermined amount of liquid.

補正液の組成を決めるにあたっては、イオン交換又はキレート形成処理を行った後の使用済み研磨用スラリーの組成を知る必要があるが、この組成は、センサー等により連続的又は断続的に測定することもできる。   In determining the composition of the correction liquid, it is necessary to know the composition of the used polishing slurry after the ion exchange or chelate formation treatment. This composition should be measured continuously or intermittently with a sensor or the like. You can also.

このとき、この補正液には、未使用の研磨用スラリーと同一組成となるような成分として触媒、有機酸、硝酸等の薬液成分を含有するものであり、本願発明においては、それらに加えてさらに、スラリー中の砥粒のゼータ電位を制御するものとして殺菌剤を添加しておくことを特徴とするものである。   At this time, the correction liquid contains chemical components such as a catalyst, an organic acid, and nitric acid as components having the same composition as the unused polishing slurry. In the present invention, in addition to them Further, a bactericidal agent is added to control the zeta potential of the abrasive grains in the slurry.

ここで、触媒は、研磨工程において酸化される金属から電子を酸化剤に移送すること(又は同様に電気化学的電流を酸化剤から金属へ移送すること)を可能とするものである。選択された1又は複数の触媒は、金属、非金属、又はこれらの混合物であり得、この触媒は電子を酸化剤と金属基体表面の間で効率的に、及び迅速に動かすことができなければならない。好ましくは、この触媒は、多酸化状態を有する金属、例えばAg、Co、Cr、Cu、Fe、Mo、Mn、Nb、Ni、Os、Pd、Ru、Sn、Ti及びV(但しこれらに限られる訳ではない)の化合物から選ばれる。ここで「多酸化状態」との用語は、1又はそれ以上の負の電荷を電子の形で失う結果、増加することのできる原子価数を有する原子及び/又は化合物を言う。最も好ましい金属触媒は、Ag、Cu及びFeの化合物並びにこれらの混合物である。特に好ましいものは、例えば鉄の無機塩、ハロゲン化鉄、有機鉄(II又はIII)化合物等の鉄触媒であり、鉄の無機塩としては、例えば、硝酸鉄(II又はIII)、硫酸鉄(II又はIII)等が挙げられ、ハロゲン化鉄としては、例えば、鉄のフッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩等が、有機鉄(II又はIII)化合物としては、例えば、酢酸塩、アセチルアセトネート、クエン酸塩、グルコン酸塩、シュウ酸塩、フタール酸塩、コハク酸塩等が挙げられ、これらの触媒を複数種混合した混合物であってもよい。   Here, the catalyst makes it possible to transfer electrons from the metal that is oxidized in the polishing process to the oxidant (or similarly to transfer an electrochemical current from the oxidant to the metal). The selected catalyst or catalysts may be metal, non-metal, or a mixture thereof, which must be able to move electrons between the oxidant and the metal substrate surface efficiently and quickly. Don't be. Preferably, the catalyst is a metal having a multi-oxidation state, such as Ag, Co, Cr, Cu, Fe, Mo, Mn, Nb, Ni, Os, Pd, Ru, Sn, Ti and V (but not limited thereto). Not selected). As used herein, the term “polyoxidation state” refers to atoms and / or compounds having a valence that can be increased as a result of losing one or more negative charges in the form of electrons. The most preferred metal catalysts are Ag, Cu and Fe compounds and mixtures thereof. Particularly preferred are iron catalysts such as iron inorganic salts, iron halides, and organic iron (II or III) compounds. Examples of iron inorganic salts include iron nitrate (II or III), iron sulfate ( II or III) and the like, and examples of the iron halide include iron fluoride, chloride, bromide, iodide, perchlorate, perbromate, periodate, etc. Examples of II or III) compounds include acetates, acetylacetonates, citrates, gluconates, oxalates, phthalates, succinates, etc., and a mixture in which a plurality of these catalysts are mixed. It may be.

また、有機酸は、前記触媒が、研磨用スラリーの研磨前に添加する酸化剤と反応することを抑制する安定化剤であり、例えば、マロン酸、アジピン酸、クエン酸、オルトフタル酸、EDTA等が挙げられ、好ましい有機酸としてはマロン酸が挙げられる。   The organic acid is a stabilizer that suppresses the reaction of the catalyst with an oxidizing agent added before polishing of the polishing slurry. For example, malonic acid, adipic acid, citric acid, orthophthalic acid, EDTA, etc. A preferable organic acid is malonic acid.

また、硝酸は、再生する研磨用スラリーのpHを調整するために用いられ、このとき従来pH2.0〜2.3程度に調整していたものを、本願発明においては、pHの上限を 2.3程度にすることができ、これによりタングステンCMPの研磨に及ぼす不具合を生じさせないようにすることができる。   Moreover, nitric acid is used to adjust the pH of the polishing slurry to be regenerated. At this time, what has been conventionally adjusted to about pH 2.0 to 2.3 is the upper limit of pH in the present invention. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of defects on tungsten CMP polishing.

そして、スラリー中の砥粒のゼータ電位を制御することができる殺菌剤としては、(定義)生菌の増殖を抑制することができ殺菌効果及び滅菌効果が優れているイソチアゾン又はイソチアゾロンを用いることができ、具体的には、SE100(野村マイクロ・サイエンス株式会社製、RO、EDIスケール防止殺菌剤)等が挙げられる。   And as a bactericidal agent that can control the zeta potential of abrasive grains in the slurry, (definition) use of isothiazone or isothiazolone that can suppress the growth of viable bacteria and has excellent bactericidal and sterilizing effects. Specifically, SE100 (manufactured by Nomura Micro Science Co., Ltd., RO, EDI scale prevention bactericide) and the like can be mentioned.

このとき、添加する補正液中の薬液成分は、補正液を添加して再生した研磨用スラリーが、硝酸鉄の鉄濃度で50〜2000ppm、有機酸が300〜1000ppm、殺菌剤が1〜1000ppmの濃度範囲で添加されることが好ましい。このとき、硝酸は、再生したスラリーのpHが2.0〜2.3に調整できる量添加することが好ましい。   At this time, the chemical component in the correction liquid to be added is the polishing slurry regenerated by adding the correction liquid, the iron concentration of iron nitrate is 50 to 2000 ppm, the organic acid is 300 to 1000 ppm, and the germicide is 1-1000 ppm. It is preferable to add in a concentration range. At this time, it is preferable to add nitric acid in such an amount that the pH of the regenerated slurry can be adjusted to 2.0 to 2.3.

そして、この殺菌剤を添加することによりスラリー中の砥粒のゼータ電位が0mVよりも大きくなるように電位値をプラスに制御するものであり、+0.1mV〜+1.0mVの範囲にすることが好ましく、+0.1mV〜+0.5mVであることが特に好ましい。   Then, by adding this bactericidal agent, the potential value is controlled to be positive so that the zeta potential of the abrasive grains in the slurry becomes larger than 0 mV, and the range of +0.1 mV to +1.0 mV can be set. Preferably, it is +0.1 mV to +0.5 mV.

このようにして、スラリー中の砥粒のゼータ電位をプラスにすることが好ましい理由は、研磨対象であるウェーハ等の表面電位がプラスであることによるものであり、仮にゼータ電位がマイナスの場合には、砥粒とウェーハが引き付けあってウェーハ表面に留まり、研磨工程において、ウェーハ表面にスクラッチ等による傷を生じさせる原因となるためである。   In this way, the reason why it is preferable to make the zeta potential of the abrasive grains in the slurry positive is because the surface potential of the wafer to be polished is positive, and if the zeta potential is negative. This is because the abrasive grains and the wafer attract each other and stay on the wafer surface, and cause a scratch due to scratches or the like on the wafer surface in the polishing process.

一方、スラリー中の砥粒のゼータ電位をプラスにしておけば、研磨対象であるウェーハ等の表面において互いに反発し、安定して研磨を行うことができ、製品の歩留まりを低下させることがない。   On the other hand, if the zeta potential of the abrasive grains in the slurry is made positive, they can repel each other on the surface of the wafer or the like to be polished and can be stably polished, and the yield of the product is not lowered.

また、ゼータ電位に関しては、従来からpHで制御することができることもわかっているが、pH制御においては強酸性下という極めて限定的な条件にしなければならなかった。しかしながら、本発明においては、殺菌剤の添加によりゼータ電位を制御することを見出したため、pHについてはより制限を緩和することができ、これによりpH2.3程度でもゼータ電位をプラス値に安定して維持させることができる。   In addition, it has been conventionally known that the zeta potential can be controlled by pH. However, in pH control, extremely limited conditions such as strong acidity had to be set. However, in the present invention, it has been found that the zeta potential is controlled by the addition of a bactericidal agent, so that the restriction on pH can be more relaxed, thereby stabilizing the zeta potential at a positive value even at about pH 2.3. Can be maintained.

また、補正液の添加において、同一の研磨作業が長期にわたって継続して行われる場合には、予めこの研磨用スラリーの組成を分析的な手法によって詳しく測定し、この測定結果に基づいて、添加により未使用の研磨用スラリーと同一組成となる補正液の組成を決定して予め必要量を調整しておくようにしてもよい。   In addition, when the same polishing operation is continuously performed over a long period of time in the addition of the correction liquid, the composition of the polishing slurry is previously measured in detail by an analytical technique, and based on the measurement result, A necessary amount may be adjusted in advance by determining the composition of the correction liquid having the same composition as that of the unused polishing slurry.

この方法によれば、補正液の添加を一つの配管、一つのバルブで行うことができるので、設備が簡単になり小型にすることができる上に、保守や制御も容易になる。   According to this method, the correction liquid can be added with one pipe and one valve, so that the equipment can be simplified and reduced in size, and maintenance and control are facilitated.

調整の済んだ再生研磨用スラリーは、粒度調整フィルターを通して粗大な研磨材や削り屑等を除いて再使用される。   The regenerated polishing slurry which has been adjusted is reused by removing coarse abrasives and shavings through a particle size adjusting filter.

また、半導体の製造プロセスにおいて、特にタングステンプラグを有する半導体の研磨工程のように、硬質の金属表面を研磨する工程では、研磨用スラリー中に過酸化水素のような酸化剤を溶解させてタングステン表面を酸化させつつ研磨することが行われる。   In addition, in a semiconductor manufacturing process, particularly in a process of polishing a hard metal surface, such as a polishing process of a semiconductor having a tungsten plug, an oxidizing agent such as hydrogen peroxide is dissolved in the polishing slurry to form a tungsten surface. Polishing is performed while oxidizing.

このような研磨工程で用いられた研磨用スラリーを再生使用するためイオン交換基又はキレート形成性繊維のキレート形成能を有する官能基と接触させること、これらの官能基が酸化されて金属イオン除去性能が劣化することがある。   In order to recycle the polishing slurry used in such a polishing step, contact with a functional group having an ion exchange group or a chelate-forming ability of a chelate-forming fiber, and these functional groups are oxidized to remove metal ions. May deteriorate.

これを防ぐために、使用済み研磨用スラリーを酸化剤分解触媒と接触させたり、紫外線を照射したりしてから、イオン交換又はキレート形成させるようにすることで、イオン交換基及びキレート形成能を有する官能基が酸化剤の作用により劣化させないようにして金属イオンを除去することが好ましい。   In order to prevent this, the used polishing slurry is brought into contact with an oxidant decomposition catalyst or irradiated with ultraviolet rays, and then ion exchange or chelate formation is performed, thereby having ion exchange groups and chelate formation ability. It is preferable to remove the metal ions so that the functional group is not deteriorated by the action of the oxidizing agent.

また、ろ過、キレート形成反応及びイオン交換反応から選ばれる少なくとも一つの処理を行って不純物を除去した後であって、補正液を添加して成分調整する前の研磨用スラリーについて、導電率又はpHを測定して、不純物が十分に除去されていることを確認することもできる。   Further, the conductivity or pH of the polishing slurry after removing impurities by performing at least one treatment selected from filtration, chelate formation reaction and ion exchange reaction and before adjusting the components by adding a correction liquid It is also possible to confirm that the impurities have been sufficiently removed.

そして、この再生した研磨用スラリーを用いて研磨する前には、必要に応じて酸化剤の添加も行うが、このとき用いられる酸化剤としては、触媒を酸化するものであり、無機又は有機の過酸化物が挙げられ、具体的には、過酸化水素、オゾン、活性酸素、各種ラジカル(OHラジカル等)等が挙げられる。   Then, before polishing using the regenerated polishing slurry, an oxidant is also added as necessary. As an oxidant used at this time, the catalyst is oxidized, and an inorganic or organic Examples of the peroxide include hydrogen peroxide, ozone, active oxygen, and various radicals (such as OH radical).

本願発明の研磨用スラリーの再生方法によれば、効率良く回収された研磨用スラリーを補正液の添加による組成調整の際に、研磨用スラリー中の砥粒のゼータ電位を制御することができ、これにより再生した研磨用スラリーにおいて安定した研磨性能を有するものとし、研磨工程において製品の歩留まりを低下させることなく再利用することができる。   According to the method for regenerating a polishing slurry of the present invention, the zeta potential of abrasive grains in the polishing slurry can be controlled when adjusting the composition of the polishing slurry recovered efficiently by adding a correction liquid, Thus, the regenerated polishing slurry has stable polishing performance, and can be reused without reducing the yield of products in the polishing step.

次に、本願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。
図1は、本願発明の研磨用スラリーの再生方法を説明するための再生システムの構成を示した図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a regeneration system for explaining a method for regenerating a polishing slurry according to the present invention.

この実施形態における研磨用スラリーの再生システム1は、研磨用スラリーの回収方法を行う回収システム2により得られた再生用の研磨用スラリーを、プレフィルター3、キレート形成処理装置4、組成調整タンク5及び粒度調整フィルター6を、流路に沿って、順に通液するように設置して構成されている。   In this embodiment, the polishing slurry regeneration system 1 includes a pre-filter 3, a chelate formation treatment device 4, and a composition adjustment tank 5 obtained from the regeneration polishing slurry obtained by the recovery system 2 that performs the polishing slurry recovery method. The particle size adjusting filter 6 is installed so as to sequentially flow along the flow path.

この実施形態では、回収システム2により回収された再生用の研磨用スラリー等は、まず、プレフィルター3に送られ、ここを通過する過程で研磨クズ等の粒子状不純物が除去される。   In this embodiment, the polishing slurry for regeneration recovered by the recovery system 2 is first sent to the prefilter 3 and particulate impurities such as polishing debris are removed in the process of passing through the prefilter 3.

次に、この研磨用スラリーは、キレート形成処理装置4に送られ、ここで金属イオンと有機イオンが除去され、さらに組成調整タンク5で未使用の研磨用スラリーと同組成、砥粒のゼータ電位をプラスとする量の補正液が添加され、最後に、粒度調整フィルター6で過大な粒径の挟雑物が除去されて、再生研磨用スラリーとして再び研磨装置に供給される。   Next, this polishing slurry is sent to the chelate formation processing device 4 where metal ions and organic ions are removed, and the composition adjustment tank 5 has the same composition as that of the unused polishing slurry and the zeta potential of the abrasive grains. The amount of the correction liquid is added, and finally, the particles having excessive particle size are removed by the particle size adjusting filter 6 and supplied to the polishing apparatus again as a slurry for regenerated polishing.

このとき、補正液が添加された後の研磨用スラリー中の砥粒のゼータ電位は、予めpHと殺菌剤の添加量とにより求めたデータに基づいて制御するようにしてもよいし、実際に補正液を添加した後に、ゼータ電位測定装置により、研磨用スラリー中のゼータ電位を測定して制御するようにしてもよい。   At this time, the zeta potential of the abrasive grains in the polishing slurry after the correction liquid is added may be controlled based on data obtained in advance based on the pH and the addition amount of the bactericide. After adding the correction liquid, the zeta potential in the polishing slurry may be measured and controlled by a zeta potential measuring device.

以上は、使用済みの研磨用スラリーを、粗大粒子除去後に、金属イオンを除去するように構成した例であるが、本発明は、かかる構成例に限定されるものではない。例えば、プレフィルター3の前に紫外線照射装置7を設けて、紫外線照射により過酸化水素を分解するようにすることもできるし、次のように、回収システム2 → 紫外線照射装置7 → キレート形成処理装置4 → プレフィルター3 → 組成調整タンク5 → 粒度調整フィルター6と構成することもできる。また、キレート形成処理装置5の代わりにイオン交換装置を用いるようにしたり、キレート形成処理装置とイオン交換装置を併用したりすることもできる。   The above is an example in which the used polishing slurry is configured to remove metal ions after removing coarse particles, but the present invention is not limited to such a configuration example. For example, an ultraviolet irradiation device 7 can be provided in front of the pre-filter 3 so that hydrogen peroxide can be decomposed by ultraviolet irradiation. The recovery system 2 → the ultraviolet irradiation device 7 → the chelate formation process as follows: It can also be configured as device 4 → prefilter 3 → composition adjustment tank 5 → particle size adjustment filter 6. Further, an ion exchange device may be used instead of the chelate formation processing device 5, or a chelate formation processing device and an ion exchange device may be used in combination.

紫外線照射装置7を設けた場合は、処理中の研磨用スラリーに含まれる酸化剤が分解除去され、後段のろ過膜等が酸化剤により劣化するのを抑制することができる。また、このとき、紫外線照射装置の後段に特定口径のフィルターを設けると、紫外線照射と過酸化水素によりコロイド粒子化したタングステンをフィルターで除去することができ、キレート形成処理装置及びイオン交換装置の負荷を軽減することもできる。   When the ultraviolet irradiation device 7 is provided, the oxidizing agent contained in the polishing slurry being processed is decomposed and removed, and it is possible to suppress the subsequent filtration membrane and the like from being deteriorated by the oxidizing agent. Also, at this time, if a filter having a specific aperture is provided after the ultraviolet irradiation device, tungsten colloidalized by the ultraviolet irradiation and hydrogen peroxide can be removed by the filter, and the load of the chelate formation processing device and the ion exchange device is reduced. Can also be reduced.

次に、本発明を具体化した実施例及び比較例について説明する。   Next, examples and comparative examples embodying the present invention will be described.

(実施例)
平坦化加工する工程に使用された研磨用スラリーを回収システムにより回収し、次いで、図1に示した再生システムにより再生操作を以下のように施した。
(Example)
The polishing slurry used in the flattening process was recovered by a recovery system, and then regenerated by the regeneration system shown in FIG. 1 as follows.

まず、回転テーブル上に研磨用スラリーを200mL/分で供給しながら、その5秒後にプラテン、ヘッド回転を開始し、半導体ウェーハのCMP研磨を研磨用スラリー供給から160秒経過するまで行った。これらの操作を全て停止した後、次いで、回転テーブル上に超純水を1L/分で30秒間供給して回転テーブルを洗浄し、ドレッシングを20秒間行った。   First, while supplying the polishing slurry on the rotary table at 200 mL / min, the platen and the head started to rotate after 5 seconds, and CMP polishing of the semiconductor wafer was performed until 160 seconds passed from the supply of the polishing slurry. After all these operations were stopped, ultrapure water was then supplied onto the turntable at 1 L / min for 30 seconds to wash the turntable, and dressing was performed for 20 seconds.

この半導体研磨を行うと同時に、使用済みの研磨用スラリーは廃液として収容タンクに収容され、収容タンクの下部に設けたスラリー貯留部に貯留する研磨用スラリーの導電率を導電率計ES−51(堀場製作所製、商品名)で測定しながら、口径が30Aの配管中を重力供給により通液させながら回収・廃棄タンク側へ配管中を通液させた。   Simultaneously with this semiconductor polishing, the used polishing slurry is stored in the storage tank as a waste liquid, and the conductivity of the polishing slurry stored in the slurry storage section provided in the lower part of the storage tank is determined by the conductivity meter ES-51 ( While measuring with a Horiba Seisakusho, trade name), the pipe with a diameter of 30A was passed through the pipe to the collection / disposal tank side while passing through the gravity feed.

空気作動バルブは、導電率計により測定された導電率が200mS/mで切り替わるように設定されており、200mS/m未満のとき、廃棄タンク側の空気作動バルブが開き、200mS/m以上のとき、回収タンク側の空気作動バルブが開くようにし、この空気作動バルブはいずれか片方が開くようになっており、両方が同時に開くことがないようにした。   The air actuated valve is set so that the conductivity measured by the conductivity meter is switched at 200 mS / m. When the air actuated valve is less than 200 mS / m, the air actuated valve on the waste tank side opens, and when it is 200 mS / m or more The air actuated valve on the recovery tank side was opened, and either one of the air actuated valves was opened so that both could not be opened at the same time.

以上の操作を行った結果、回収タンクには200mS/m以上の導電率を有する使用済みの研磨用スラリーを効率よく回収し、廃棄タンク側には200mS/m未満の導電率を有する使用済みの研磨用スラリーを収容した。   As a result of the above operation, the used polishing slurry having a conductivity of 200 mS / m or more is efficiently recovered in the recovery tank, and the used waste having a conductivity of less than 200 mS / m is disposed on the waste tank side. A polishing slurry was accommodated.

そして、回収タンクに収容された研磨用スラリーを、まず、孔径が5μmのプレフィルターに通液してろ過することにより、研磨用スラリー中に含まれる研磨クズ等の粒子状不純物を除去した。プレフィルターは、10μm、5μm、3μm、1μmと順に使用することも可能である。   The polishing slurry contained in the recovery tank was first filtered through a prefilter having a pore size of 5 μm to remove particulate impurities such as polishing debris contained in the polishing slurry. The prefilter can be used in order of 10 μm, 5 μm, 3 μm, and 1 μm.

次に、研磨用スラリー排液中に含有するタングステン (以下、Wと称する。) 不純物の除去は、キレート形成性繊維を用いて行った。ここでキレート形成性繊維としては、キレスト株式会社製、商品名:CG−50を使用した。研磨用スラリー排液のW不純物濃度は、約100〜1000ppmである。キレート形成性繊維CG−50 5kgを直径150mm、長さ850 mmの円柱状の容器に詰めた。この製品(メトレート)に、流量0.3 L/分で通液してW不純物を<10ppm まで除去した。W濃度の分析は、UF膜によりシリカ砥粒を除去した後、試料を誘導結合プラズマに送りイオン化させて放出されるオージェ電子のスペクトルを測定している (ICP−AES)。   Next, the tungsten (hereinafter referred to as W) impurity contained in the polishing slurry drainage was removed using chelate-forming fibers. Here, as a chelate-forming fiber, a product name: CG-50 manufactured by Kirest Co., Ltd. was used. The W impurity concentration of the polishing slurry drain is about 100 to 1000 ppm. 5 kg of chelate-forming fiber CG-50 was packed in a cylindrical container having a diameter of 150 mm and a length of 850 mm. This product (metrate) was passed at a flow rate of 0.3 L / min to remove W impurities to <10 ppm. In the analysis of W concentration, after removing silica abrasive grains with a UF film, the sample is sent to inductively coupled plasma to ionize and measure the spectrum of Auger electrons emitted (ICP-AES).

その後、硝酸第二鉄、有機酸、殺菌剤(野村マイクロ・サイエンス株式会社製、商品名:SE100)をメトレート処理液に添加した。さらに、pH調整のために硝酸を添加し、pHを2.3とした。薬品を添加した後、デプスフィルターを用いて粒度調整を行った。流量7L/分により循環し、100L研磨用スラリーを50回液が入れ替わる分処理を行った。   Thereafter, ferric nitrate, organic acid, and bactericidal agent (trade name: SE100, manufactured by Nomura Micro Science Co., Ltd.) were added to the metrate treatment solution. Furthermore, nitric acid was added to adjust the pH to 2.3. After adding the chemical, the particle size was adjusted using a depth filter. Circulation was performed at a flow rate of 7 L / min, and processing was performed in which 100 L polishing slurry was replaced 50 times.

研磨用スラリーの再生後、液をサンプリングし、動的光散乱式粒径分布測定装置(株式会社堀場製作所製、商品名:LB−550)により粒度分布を測定し、Accusizer−780(ParticleSizingSystem社製、商品名)により0.5,1.0μm以上の粒子数を測定した。   After the polishing slurry is regenerated, the liquid is sampled, and the particle size distribution is measured with a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Horiba, Ltd., trade name: LB-550), and Accusizer-780 (Particle Sizing System) ), And the number of particles of 0.5, 1.0 μm or more was measured.

金属不純物濃度は、UF膜でシリカ砥粒を除去した後ろ液をICP−AES により分析を行った結果、粒度分布は、新品研磨用スラリーと一致し金属不純物量も同じであった。この再生した研磨用スラリー中のシリカ砥粒のゼータ電位を調べたところ+0.5mVであった。ゼータ電位は、超音波式コロイド振動電流(CVI)法によりゼータ電位計(野村マイクロ・サイエンス株式会社製、商品名:NMS−CMP06)を用いて測定した。   The metal impurity concentration was analyzed by ICP-AES for the back solution from which the silica abrasive grains were removed with the UF film. As a result, the particle size distribution was the same as that of the new polishing slurry and the amount of metal impurities was the same. When the zeta potential of the silica abrasive grains in the regenerated polishing slurry was examined, it was +0.5 mV. The zeta potential was measured by an ultrasonic colloid oscillating current (CVI) method using a zeta potentiometer (Nomura Micro Science Co., Ltd., trade name: NMS-CMP06).

そして、この再生した研磨用スラリーを再利用して同様の半導体ウェーハの研磨を行ったところ、表面にスクラッチによる傷等を従来よりも大幅に低減させて研磨することができた。その結果を図2に示した。
なお、図2には、ゼータ電位を変化させることによるスクラッチ数の変化を併せて記載したが、ゼータ電位がプラス側になるにつれてスクラッチ数が減少し、特に、+0.2mV付近を超えて電位が大きくなることで急激にスクラッチ数が減少することがわかった。
Then, when this regenerated polishing slurry was reused to polish a similar semiconductor wafer, the surface could be polished with scratches and the like greatly reduced compared to the conventional case. The results are shown in FIG.
FIG. 2 also shows the change in the number of scratches caused by changing the zeta potential. However, as the zeta potential becomes positive, the number of scratches decreases. In particular, the potential exceeds about +0.2 mV. It was found that the number of scratches suddenly decreased as the value increased.

(比較例)
殺菌剤を添加しないこと以外は実施例と同様の薬液添加、操作により研磨用スラリーを再生した。このとき、表面にスクラッチによる傷が生じた。実施例のようにゼータ電位をプラスに制御した場合に比べ約6倍のスクラッチ数であった。その結果を図2に示した。
(Comparative example)
The polishing slurry was regenerated by adding and operating the same chemical solution as in the Examples except that no bactericidal agent was added. At this time, the surface was scratched by scratches. The number of scratches was about 6 times that in the case where the zeta potential was controlled to be positive as in the example. The results are shown in FIG.

(試験例)
実施例及び比較例における操作により、それぞれ研磨用スラリーを再生した。このとき、再生した直後のシリカ砥粒のゼータ電位は共に+0.2mVであった。各研磨用スラリーを室温(25℃)で保管したときの、ゼータ電位の経時変化を調べ、その結果を図3に示した。
この結果、殺菌剤を添加した本願発明により再生した研磨用スラリーが、安定してゼータ電位をプラス側に保持することができ、経時変化によらず研磨を安定に行うことに寄与できることがわかった。
(Test example)
Each of the polishing slurries was regenerated by the operations in Examples and Comparative Examples. At this time, the zeta potential of the silica abrasive grains immediately after the regeneration was both +0.2 mV. The time course of zeta potential when each polishing slurry was stored at room temperature (25 ° C.) was examined, and the results are shown in FIG.
As a result, it was found that the polishing slurry regenerated according to the present invention to which a bactericidal agent was added can stably maintain the zeta potential on the plus side and contribute to stable polishing regardless of changes over time. .

本発明の研磨用スラリーの再生システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the reproduction | regeneration system of the slurry for grinding | polishing of this invention. 砥粒のゼータ電位と研磨後のスクラッチ数との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the zeta potential of an abrasive grain and the number of scratches after polishing. 実施例1及び比較例1の再生した研磨用スラリーにおける砥粒のゼータ電位の経時変化を示したグラフである。3 is a graph showing the change with time of the zeta potential of abrasive grains in the regenerated polishing slurry of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…研磨用スラリーの再生システム、2…回収システム、3…プレフィルター、4…キレート形成処理装置、5…組成調整タンク、6…粒度調整フィルター   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polishing slurry reproduction | regeneration system, 2 ... Recovery system, 3 ... Pre filter, 4 ... Chelate formation processing apparatus, 5 ... Composition adjustment tank, 6 ... Particle size adjustment filter

Claims (4)

使用済みの研磨用スラリーから不純物を除去して、補正液を添加することにより再生する研磨用スラリーの再生方法において、
前記補正液として、触媒、有機酸、硝酸及び殺菌剤を添加し、前記研磨用スラリー中の砥粒のゼータ電位を0mVより大きいプラスの電位値となるように制御することを特徴とする研磨用スラリーの再生方法。
In the method for regenerating the polishing slurry, which is regenerated by removing impurities from the used polishing slurry and adding a correction liquid,
A catalyst, an organic acid, nitric acid and a bactericidal agent are added as the correction liquid, and the zeta potential of the abrasive grains in the polishing slurry is controlled to be a positive potential value greater than 0 mV. Slurry regeneration method.
前記触媒が硝酸鉄、前記有機酸がマロン酸、前記殺菌剤がイソチアゾリン又はイソチアゾロンであることを特徴とする請求項1記載の研磨用スラリーの再生方法。   The method for regenerating a polishing slurry according to claim 1, wherein the catalyst is iron nitrate, the organic acid is malonic acid, and the bactericide is isothiazoline or isothiazolone. 前記硝酸鉄が鉄濃度で50〜200ppm、前記マロン酸が300〜1000ppm、前記殺菌剤が1〜1000ppmの濃度範囲で添加されることを特徴とする請求項2記載の研磨用スラリーの再生方法。   The method for regenerating a polishing slurry according to claim 2, wherein the iron nitrate is added in a concentration range of 50 to 200 ppm in iron concentration, 300 to 1000 ppm of malonic acid, and 1 to 1000 ppm of the disinfectant. 前記ゼータ電位が+0.1〜1.0mVであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の研磨用スラリーの再生方法。   The method for regenerating a polishing slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein the zeta potential is +0.1 to 1.0 mV.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010253393A (en) * 2009-04-24 2010-11-11 Nomura Micro Sci Co Ltd Method of recovering useful solid component in waste slurry
KR101225746B1 (en) 2010-08-03 2013-02-15 주식회사 랜코 Method of recycling cerium oxide abrasive material
CN103571336A (en) * 2012-07-30 2014-02-12 张艺兵 Recycling and utilizing method of waste polishing powder
JP2016115791A (en) * 2014-12-15 2016-06-23 信越半導体株式会社 Silicon wafer polishing method
JP2018107294A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 Jsr株式会社 Composition for chemical mechanical polishing, and chemical mechanical polishing method
JP2019136844A (en) * 2018-02-14 2019-08-22 株式会社ディスコ Processing device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005262061A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Nomura Micro Sci Co Ltd Recycle method of used slurry for polishing semiconductor
JP2007098534A (en) * 2005-10-06 2007-04-19 D-Process:Kk Slurry reproducing method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005262061A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Nomura Micro Sci Co Ltd Recycle method of used slurry for polishing semiconductor
JP2007098534A (en) * 2005-10-06 2007-04-19 D-Process:Kk Slurry reproducing method

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010253393A (en) * 2009-04-24 2010-11-11 Nomura Micro Sci Co Ltd Method of recovering useful solid component in waste slurry
KR101225746B1 (en) 2010-08-03 2013-02-15 주식회사 랜코 Method of recycling cerium oxide abrasive material
CN103571336A (en) * 2012-07-30 2014-02-12 张艺兵 Recycling and utilizing method of waste polishing powder
CN103571336B (en) * 2012-07-30 2015-04-29 张艺兵 Recycling and utilizing method of waste polishing powder
JP2016115791A (en) * 2014-12-15 2016-06-23 信越半導体株式会社 Silicon wafer polishing method
WO2016098286A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-23 信越半導体株式会社 Silicon wafer polishing method
US10460947B2 (en) 2014-12-15 2019-10-29 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method for polishing silicon wafer
JP2018107294A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 Jsr株式会社 Composition for chemical mechanical polishing, and chemical mechanical polishing method
JP2019136844A (en) * 2018-02-14 2019-08-22 株式会社ディスコ Processing device
JP7150390B2 (en) 2018-02-14 2022-10-11 株式会社ディスコ processing equipment

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