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JP4823142B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description

本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特には、化学的機械的研磨用スラリーを用いてDRAMや高速ロジックLSIなどの埋め込み配線を形成する半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which a buried wiring such as a DRAM or a high-speed logic LSI is formed using a chemical mechanical polishing slurry.

近年、半導体装置の分野では、デバイスの微細化及び高密度化などが進み、様々な微細加工技術の研究開発が為されている。なかでも、化学的機械的研磨(以下、CMPという)技術は、微細且つ高密度な埋め込み配線(ダマシン配線)を形成するうえで欠くことのできない技術である。   In recent years, in the field of semiconductor devices, devices have been miniaturized and densified, and various fine processing techniques have been researched and developed. Among these, the chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) technique is an indispensable technique for forming fine and high-density embedded wiring (damascene wiring).

CMP技術には、例えば、銅やアルミニウムなどの金属の埋め込み配線を形成するのに利用可能なメタルCMP技術がある。このメタルCMP技術では、以下に説明するように、研磨速度、平坦性、及びスクラッチが、そのCMP性能を評価するうえで重要なパラメータである。すなわち、半導体装置の生産性を向上させるためには、メタルCMPの研磨処理速度(或いは、スループット)を高める必要がある。また、埋め込み配線の抵抗値の上昇を抑制するためには、ディッシングやシニング(或いはエロージョン)と呼ばれる埋め込み配線の過剰研磨量(メタルロス)を可能な限り少なくする必要がある。さらに、埋め込み配線に十分な電流が流れ、設計通りに動作する半導体装置を高い歩留まりで得るためには、埋め込み配線に生ずるスクラッチの密度をできる限り低減することが要求される。   As the CMP technique, for example, there is a metal CMP technique that can be used to form a buried wiring of a metal such as copper or aluminum. In this metal CMP technique, as will be described below, polishing rate, flatness, and scratch are important parameters for evaluating the CMP performance. That is, in order to improve the productivity of the semiconductor device, it is necessary to increase the polishing process speed (or throughput) of metal CMP. Further, in order to suppress an increase in the resistance value of the embedded wiring, it is necessary to reduce the excessive polishing amount (metal loss) of the embedded wiring called dishing or thinning (or erosion) as much as possible. Furthermore, in order to obtain a semiconductor device that operates as designed with sufficient current flowing through the embedded wiring, it is necessary to reduce the density of scratches generated in the embedded wiring as much as possible.

これらは、CMPに使用するスラリー及び研磨パッドの特性に大きく依存している。例えば、上記CMP性能は研磨パッドの硬さなどと相関しており、埋め込み配線を形成するために金属を研磨するメインポリッシュでは、一般に、パッドとして平坦性の良好な硬質パッドが用いられている。   These are highly dependent on the properties of the slurry and polishing pad used in CMP. For example, the CMP performance correlates with the hardness of the polishing pad and the like. Generally, a hard pad with good flatness is used as a pad in a main polish that polishes metal to form an embedded wiring.

他方、CMP用スラリーがCMP性能に与える影響は、スラリーに含まれる研磨粒子、酸化剤、或いは添加剤などの特性に由来している。それらの中でも、研磨粒子の特性がCMP性能に与える影響は極めて大きく、例えば、一般に、スラリー中の研磨粒子のサイズが大きくなる程、研磨速度は速くなる。   On the other hand, the influence of the CMP slurry on the CMP performance is derived from characteristics such as abrasive particles, oxidant, or additive contained in the slurry. Among them, the influence of the characteristics of the abrasive particles on the CMP performance is extremely large. For example, generally, the larger the size of the abrasive particles in the slurry, the higher the polishing rate.

以下、CMP用スラリーの特性とCMP性能との関係について、図38(a),(b)及び図39(a),(b)を参照しながら説明する。
一般に、CMP用スラリー7は、水のような溶媒25と、アルミナ(Al23)粒子或いはシリカ(SiO2)粒子のような研磨粒子18と、酸化剤22とを含有している。通常、研磨粒子18は、図38(a)に示すように、スラリー7の溶媒25中で凝集して凝集体(或いは、二次粒子)20を形成している。これら凝集体20の径,すなわち二次粒子径,が大きい程、その研磨速度は速くなる。
Hereinafter, the relationship between the characteristics of the CMP slurry and the CMP performance will be described with reference to FIGS. 38 (a) and (b) and FIGS. 39 (a) and (b).
In general, the CMP slurry 7 contains a solvent 25 such as water, abrasive particles 18 such as alumina (Al 2 O 3 ) particles or silica (SiO 2 ) particles, and an oxidizing agent 22. Normally, the abrasive particles 18 are aggregated in the solvent 25 of the slurry 7 to form aggregates (or secondary particles) 20 as shown in FIG. The larger the diameter of the aggregate 20, that is, the secondary particle diameter, the faster the polishing rate.

ところが、二次粒子径が大きくなると、図39(a)に示すように金属配線26に深いディッシング108が生じ易い。また、研磨粒子18の凝集が激しく、二次粒子20が過度に大きくなった場合には、研磨粒子18は粗大粒子を形成する。このような粗大粒子を生じると、例えばアルミニウムなどの比較的柔らかい材質からなる金属へのCMPの際に、スクラッチ109を生じ易くなる。   However, when the secondary particle diameter increases, deep dishing 108 is likely to occur in the metal wiring 26 as shown in FIG. Further, when the agglomeration of the abrasive particles 18 is intense and the secondary particles 20 become excessively large, the abrasive particles 18 form coarse particles. When such coarse particles are generated, a scratch 109 is likely to occur during CMP on a metal made of a relatively soft material such as aluminum.

これとは逆に、図38(b)に示すように研磨粒子18の分散度が高い場合、図39(b)に示すように、金属配線26にディッシング108が生じるのを抑制できるとともに、スクラッチ109も生じ難くなる。しかしながら、研磨粒子18の分散度を高めた場合、研磨速度は著しく低下する。すなわち、ディッシング108やスクラッチ109の発生を抑制することと研磨速度を高めることとはトレードオフの関係にある。   On the contrary, when the degree of dispersion of the abrasive particles 18 is high as shown in FIG. 38B, it is possible to suppress the occurrence of dishing 108 in the metal wiring 26 as shown in FIG. 109 is also less likely to occur. However, when the degree of dispersion of the abrasive particles 18 is increased, the polishing rate is significantly reduced. That is, there is a trade-off between suppressing the occurrence of dishing 108 and scratch 109 and increasing the polishing rate.

これは、次のように説明することができる。一般に、前述したメインポリッシュを行う際に使用する研磨パッドの研磨面の凹凸の大きさ(或いは、粗さ)は20μm程度である。このような研磨面の粗さに比べると、研磨粒子18の大きさは十分に小さい。そのため、凝集体20の分散度が高く、各研磨粒子18間の距離が過剰に長い場合には、研磨粒子18が研磨パッド表面の凹部に埋もれてしまう。すると、各研磨粒子18は、金属配線26と十分に相互作用することができなくなる。このような理由から、凝集体20の分散度が過剰に高くなると、スラリー7の研磨能力は低下し、したがって、研磨速度は著しく低下する。   This can be explained as follows. Generally, the size (or roughness) of the unevenness of the polishing surface of the polishing pad used when performing the above-described main polishing is about 20 μm. Compared to the roughness of the polished surface, the size of the abrasive particles 18 is sufficiently small. Therefore, when the degree of dispersion of the aggregate 20 is high and the distance between the abrasive particles 18 is excessively long, the abrasive particles 18 are buried in the recesses on the surface of the polishing pad. Then, each abrasive particle 18 cannot sufficiently interact with the metal wiring 26. For this reason, when the degree of dispersion of the aggregate 20 becomes excessively high, the polishing ability of the slurry 7 is reduced, and therefore the polishing rate is significantly reduced.

このように、研磨粒子18の分散度はCMP性能に大きな影響を与えるため、研磨粒子18の分散度を所望値に制御することが重要である。しかしながら、研磨粒子18の凝集状態は経時変化を生じ易い。例えば、CMP用スラリー7を使用せずに保存しておくと、粗大粒子数が時間の経過とともに増加する。すなわち、長期間放置したスラリー7を使用した場合、ディッシング108やスクラッチ109をより生じ易い。また、粗大粒子数が増えると、粗大粒子同士が凝集して、さらに巨大な粗大粒子を生じる。凝集した粗大粒子は、溶媒25中に浮遊していることができなくなり沈降する。一旦、沈殿した粗大粒子を再び溶媒中に分散させることは殆ど不可能である。すなわち、そのようなスラリーは実質的に使用不可能となる。   As described above, since the degree of dispersion of the abrasive particles 18 greatly affects the CMP performance, it is important to control the degree of dispersion of the abrasive particles 18 to a desired value. However, the aggregated state of the abrasive particles 18 is likely to change with time. For example, if the CMP slurry 7 is stored without being used, the number of coarse particles increases with time. That is, when the slurry 7 left for a long time is used, dishing 108 and scratch 109 are more likely to occur. Further, when the number of coarse particles increases, the coarse particles are aggregated to produce larger coarse particles. Aggregated coarse particles cannot float in the solvent 25 and settle. It is almost impossible to disperse the coarse particles once precipitated in the solvent. That is, such a slurry becomes substantially unusable.

また、CMP用スラリー7に含まれる酸化剤22も分解を生じ易い。酸化剤22は分解するとその酸化力が著しく低下する。酸化力が低下した酸化剤22は、研磨速度の低下のようなCMP性能の劣化を引き起こす主な要因の1つである。このように、酸化剤22の経時劣化も、スラリー7の短命化をもたらす。   Further, the oxidizer 22 contained in the CMP slurry 7 is also likely to be decomposed. When the oxidizing agent 22 is decomposed, its oxidizing power is significantly reduced. The oxidizing agent 22 having a reduced oxidizing power is one of the main factors that cause deterioration in CMP performance such as a reduction in polishing rate. As described above, the deterioration of the oxidizing agent 22 with time also leads to a shortened life of the slurry 7.

さらに、使用後のCMP用スラリー7の廃液中には、自然環境中では分解され難い有機物などが多量に含まれている。このため、使用後のスラリー7を所定の化学処理(浄化処理)を施さずに廃棄すると、自然環境を汚染するおそれがある。   Further, the waste liquid of the CMP slurry 7 after use contains a large amount of organic substances that are difficult to decompose in the natural environment. For this reason, if the used slurry 7 is discarded without being subjected to predetermined chemical treatment (purification treatment), the natural environment may be contaminated.

本発明は、上記問題点に鑑みて為されたものであり、高精度な研磨を高い研磨速度で実施可能であり且つ保管や廃棄が容易なCMP用スラリーを用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a method for manufacturing a semiconductor device using a slurry for CMP that can perform high-precision polishing at a high polishing rate and is easy to store and discard. The purpose is to do.

本発明の一側面によると、半導体基板上に凹部が設けられた絶縁膜を形成することと、前記絶縁膜上にバリア層を形成して前記凹部の底面及び側壁を被覆することと、前記バリア層上に銅を含んだ金属層を形成して前記凹部を埋め込むことと、前記金属層を化学的機械的研磨することとを含み、前記化学的機械的研磨は、分散媒と、前記分散媒中に分散され且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子と、前記分散媒中に分散され、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びそれらの少なくとも1種を含んだ混合物からなる群から選択される材料を含んだ樹脂粒子と、ノニオン界面活性剤とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを研磨部材上に供給すること、前記研磨部材上に供給した前記スラリーに光を照射すること、及び、前記光を照射した前記スラリーを前記研磨部材と前記金属層との間に介在させながら前記研磨部材と前記半導体基板とを相対移動させることを含み、前記研磨粒子は正電荷を帯び、前記樹脂粒子は分子内に負電荷を帯びた官能基を含んでいるか又はシリカで表面処理されている半導体装置の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, forming an insulating film provided with a recess on a semiconductor substrate, forming a barrier layer on the insulating film to cover a bottom surface and a side wall of the recess, and the barrier Forming a copper-containing metal layer on the layer and embedding the recess, and chemically and mechanically polishing the metal layer, the chemical mechanical polishing comprising a dispersion medium, and the dispersion medium Abrasive particles dispersed therein and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation, dispersed in the dispersion medium, methacrylic resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, polystyrene resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, and at least one of them and resin particles containing a material selected from the group consisting of mixture containing species, a chemical mechanical polishing slurry containing a nonionic surface active agent onto the polishing member Supplying the light to the slurry supplied onto the polishing member, and the polishing member and the semiconductor while the slurry irradiated with the light is interposed between the polishing member and the metal layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: moving the substrate relative to the substrate, wherein the abrasive particles have a positive charge, and the resin particles have a negatively charged functional group in the molecule or are surface-treated with silica. Is provided.

本発明では、CMP用スラリーとして、光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子を含有したスラリーを利用する。そのような研磨粒子は、光照射により、その酸化力或いは還元力及び/または親水性を変化させ得る。そのため、高精度な研磨を高い研磨速度で実施可能となり、また、保管や廃棄が容易になる。
すなわち、本発明によると、高精度な研磨を高い研磨速度で実施可能であり且つ保管や廃棄が容易なCMP用スラリーを用いた半導体装置の製造方法が提供される。
In the present invention, a slurry containing abrasive particles that exhibit photocatalytic action when irradiated with light is used as the slurry for CMP. Such abrasive particles can change their oxidizing power or reducing power and / or hydrophilicity by light irradiation. Therefore, highly accurate polishing can be performed at a high polishing rate, and storage and disposal are facilitated.
That is, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device using a slurry for CMP that allows high-precision polishing at a high polishing rate and is easy to store and discard.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、同一または類似の機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1の参考例
図1(a),(b)は、第1の参考例に係るCMP用スラリーを概略的に示す図である。図1(a),(b)に示すCMP用スラリー7は、分散媒25と、分散媒25中に分散した研磨粒子18と、分散媒25中に溶解或いは分散した添加剤22とを含有している。なお、本参考例において、添加剤22は任意成分である。
(First reference example )
FIGS. 1A and 1B are diagrams schematically showing a CMP slurry according to a first reference example . A slurry 7 for CMP shown in FIGS. 1A and 1B contains a dispersion medium 25, abrasive particles 18 dispersed in the dispersion medium 25, and an additive 22 dissolved or dispersed in the dispersion medium 25. ing. In this reference example , the additive 22 is an optional component.

分散媒25は、例えば、水のような極性溶媒である。また、研磨粒子18は、所定の波長の光を照射することにより光触媒作用を呈するものである。なお、ここで、「光触媒作用」を呈することは、光照射により研磨粒子18の酸化力及び/または還元力が変化することや、光照射により研磨粒子18の親水性が変化することなどを含意していることとする。例えば、光照射により研磨粒子18の親水性が高まる場合、図1(a)に示すように研磨粒子18が凝集して二次粒子20を形成したスラリー7に光を照射すると、極性溶媒のような分散媒25中では図1(b)に示すように研磨粒子18の分散度が向上する。   The dispersion medium 25 is a polar solvent such as water. The abrasive particles 18 exhibit a photocatalytic action when irradiated with light having a predetermined wavelength. Here, to exhibit “photocatalytic action” implies that the oxidizing power and / or reducing power of the abrasive particles 18 are changed by light irradiation, and the hydrophilicity of the abrasive particles 18 is changed by light irradiation. Suppose you are. For example, when the hydrophilicity of the abrasive particles 18 is increased by light irradiation, the slurry 7 in which the abrasive particles 18 aggregate to form the secondary particles 20 as shown in FIG. In such a dispersion medium 25, the degree of dispersion of the abrasive particles 18 is improved as shown in FIG.

図2(a),(b)は、図1(a),(b)に示すスラリーを用いたCMPの一例を概略的に示す断面図である。なお、ここでは、埋め込み金属配線を形成することとする。また、図2(a),(b)では、研磨パッドや分散媒25や添加剤22は省略している。   2A and 2B are cross-sectional views schematically showing an example of CMP using the slurry shown in FIGS. 1A and 1B. Here, a buried metal wiring is formed. 2A and 2B, the polishing pad, the dispersion medium 25, and the additive 22 are omitted.

埋め込み金属配線は、例えば、以下の方法により形成することができる。まず、シリコン基板のような半導体基板(或いは半導体ウエハ)23上にシリコン酸化膜のような層間絶縁膜24を形成し、続いて、層間絶縁膜24に溝を形成する。次に、層間絶縁膜24上に、銅のような金属を主成分とした導電膜(金属膜)26を、層間絶縁膜24に設けた溝を埋め込むように成膜する。以上のようにして、図2(a)に示すように、被研磨部として金属膜26を備えた被研磨基板2を得る。その後、図1(a),(b)に示すスラリー7を用いて金属膜26をCMP処理に供する。このCMP処理は、金属膜26のうち、層間絶縁膜24に設けた溝内に位置した部分のみが残り、他の部分が除去されるように行う。これにより、図2(b)に示すように、埋め込み金属配線26を得る。なお、これと同様の方法により、プラグを埋め込み形成することや、配線とプラグとを同時に埋め込み形成することも可能である。   The embedded metal wiring can be formed by the following method, for example. First, an interlayer insulating film 24 such as a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate (or semiconductor wafer) 23 such as a silicon substrate, and then a groove is formed in the interlayer insulating film 24. Next, a conductive film (metal film) 26 containing a metal such as copper as a main component is formed on the interlayer insulating film 24 so as to fill a groove provided in the interlayer insulating film 24. As described above, as shown in FIG. 2A, the substrate 2 to be polished provided with the metal film 26 as the portion to be polished is obtained. Thereafter, the metal film 26 is subjected to CMP using the slurry 7 shown in FIGS. This CMP process is performed so that only the portion of the metal film 26 located in the groove provided in the interlayer insulating film 24 remains and the other portion is removed. Thereby, as shown in FIG. 2B, the buried metal wiring 26 is obtained. Note that it is also possible to embed and form a plug or to embed and form a wiring and a plug at the same time by a method similar to this.

上記のCMP処理は、スラリー7中の成分と金属層26の表面との間の化学反応と、スラリー7中の研磨粒子18による金属層26の表面からの反応生成物などの物理的な除去とを利用している。そのため、研磨の最中にスラリー7に適宜光を照射することにより、研磨粒子18の研磨力及び/またはスラリー7の酸化力のような反応性を制御することができ、したがって、所望のCMP性能を実現することができる。   The CMP process described above includes a chemical reaction between components in the slurry 7 and the surface of the metal layer 26, and physical removal of reaction products and the like from the surface of the metal layer 26 by the abrasive particles 18 in the slurry 7. Is used. Therefore, by appropriately irradiating the slurry 7 with light during the polishing, it is possible to control the reactivity such as the polishing power of the abrasive particles 18 and / or the oxidizing power of the slurry 7, and thus the desired CMP performance. Can be realized.

例えば、上記のCMP処理で使用するスラリー7の研磨粒子18が光照射によりその分散度を変化させるものである場合、CMP処理の際に金属膜26上のスラリー7に照射する光の強さに応じて、研磨粒子18が形成する二次粒子20の粒子径を制御することができる。すなわち、CMP処理の際に金属膜26上のスラリー7に照射する光の強さに応じて、所望の研磨精度及び所望の研磨速度を実現することができる。また、上記のCMP処理で使用するスラリー7の研磨粒子18が光照射によりその酸化力を変化させるものである場合、研磨粒子18を照射光の強さに応じて酸化力を制御可能な酸化剤としても利用可能となる。したがって、この場合も、CMP処理の際に金属膜26上のスラリー7に照射する光の強さに応じて、所望の研磨精度及び所望の研磨速度を実現することができる。   For example, in the case where the abrasive particles 18 of the slurry 7 used in the CMP process are those whose degree of dispersion is changed by light irradiation, the intensity of light applied to the slurry 7 on the metal film 26 during the CMP process is increased. Accordingly, the particle diameter of the secondary particles 20 formed by the abrasive particles 18 can be controlled. That is, a desired polishing accuracy and a desired polishing rate can be realized in accordance with the intensity of light applied to the slurry 7 on the metal film 26 during the CMP process. Further, in the case where the abrasive particles 18 of the slurry 7 used in the above CMP treatment are those whose oxidative power is changed by light irradiation, the oxidant capable of controlling the oxidative power of the abrasive particles 18 according to the intensity of irradiated light. Can also be used. Therefore, also in this case, a desired polishing accuracy and a desired polishing rate can be realized according to the intensity of light applied to the slurry 7 on the metal film 26 during the CMP process.

参考例において、被研磨部である金属層26は、上記の通り金属を主成分としている。そのような金属としては、例えば、アルミニウム、銅、タングステン、チタン、モリブデン、ニオブ、タンタル、及びバナジウムなどの金属;それら金属の少なくとも1種を主成分として含有している合金;それら金属の少なくとも1種を主成分として含有している窒化物;それら金属の少なくとも1種を主成分として含有している硼化物;それら金属の少なくとも1種を主成分として含有している酸化物;それら金属の少なくとも1種を主成分として含有し且つ窒素、硼素、及び酸素の少なくとも2種をさらに含有した金属化合物を挙げることができる。金属層26は、単層構造を有していてもよく、或いは、積層構造を有していてもよい。 In the present reference example , the metal layer 26 that is a portion to be polished contains a metal as a main component as described above. Examples of such metals include metals such as aluminum, copper, tungsten, titanium, molybdenum, niobium, tantalum, and vanadium; alloys containing at least one of these metals as a main component; at least one of these metals Nitride containing seed as a main component; Boride containing as a main component at least one of these metals; Oxide containing as a main component at least one of these metals; A metal compound containing one kind as a main component and further containing at least two kinds of nitrogen, boron, and oxygen can be given. The metal layer 26 may have a single layer structure or may have a laminated structure.

参考例において、スラリー7の研磨粒子18が光照射によりその分散度を変化させるものである場合、研磨粒子18は光照射によりその分散度を高めるものであってもよい。また、スラリー7の研磨粒子18が光照射によりその酸化力を変化させるものである場合、研磨粒子18は光照射によりその酸化力を高めるものであってもよい。さらに、スラリー7の研磨粒子18が光照射によりその分散度及び酸化力の双方を変化させるものである場合、研磨粒子18が光照射によりその分散度及び酸化力の双方を高めるものであってもよい。 In this reference example , when the abrasive particles 18 of the slurry 7 are those whose degree of dispersion is changed by light irradiation, the abrasive particles 18 may be those whose degree of dispersion is increased by light irradiation. Further, when the abrasive particles 18 of the slurry 7 are those that change their oxidizing power by light irradiation, the abrasive particles 18 may increase their oxidizing power by light irradiation. Further, when the abrasive particles 18 of the slurry 7 change both the degree of dispersion and the oxidizing power by light irradiation, the abrasive particles 18 can increase both the degree of dispersion and the oxidizing power by light irradiation. Good.

上述した光触媒作用を呈する研磨粒子18としては、例えば、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニオブ、セレン化カドミウム、及び硫化カドミウムの何れかを含有した粒子を挙げることができる。   Examples of the abrasive particles 18 exhibiting the photocatalytic action described above include particles containing any of titanium oxide, tin oxide, niobium oxide, cadmium selenide, and cadmium sulfide.

上記スラリー7は、添加剤22として酸化剤を含有することができる。そのような酸化剤としては、例えば、過酸化水素、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、リン酸、硝酸、及び硝酸アンモニウムセリウムなどのように標準電極電位が−3.0V乃至+3.0Vであるものを挙げることができる。また、スラリー7が酸化剤を含有する場合、通常、その含量は0.1重量%乃至5.0重量%とする。   The slurry 7 can contain an oxidizing agent as the additive 22. Examples of such an oxidizing agent include those having a standard electrode potential of −3.0 V to +3.0 V, such as hydrogen peroxide, ammonium peroxodisulfate, phosphoric acid, nitric acid, and ammonium cerium nitrate. . Moreover, when the slurry 7 contains an oxidizing agent, the content is usually 0.1 wt% to 5.0 wt%.

また、研磨粒子18が光照射により酸化力を発現する場合、スラリー7は添加剤22として酸化剤を含有していなくてもよい。但し、研磨粒子18の酸化力をより有効に利用するためには、使用する研磨粒子18の種類に応じ、硝酸や燐酸や塩酸や硫酸のような無機酸などのpH調整剤を用いてスラリー7のpHを適宜調節することが望ましい。   Further, when the abrasive particles 18 exhibit an oxidizing power by light irradiation, the slurry 7 may not contain an oxidizing agent as the additive 22. However, in order to use the oxidizing power of the abrasive particles 18 more effectively, the slurry 7 is used with a pH adjuster such as an inorganic acid such as nitric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid or sulfuric acid, depending on the type of the abrasive particles 18 used. It is desirable to adjust the pH of the solution appropriately.

研磨粒子18の一次粒子径Aは、5nm乃至1000nmの範囲内で分布していることが好ましく、5nm乃至20nmの範囲内で分布していることがより好ましい。また、研磨粒子18の二次粒子径Bは100nm乃至1000nmの範囲内で分布していることが好ましい。これについては、図3を参照しながら説明する。   The primary particle diameter A of the abrasive particles 18 is preferably distributed within a range of 5 nm to 1000 nm, and more preferably within a range of 5 nm to 20 nm. The secondary particle diameter B of the abrasive particles 18 is preferably distributed within a range of 100 nm to 1000 nm. This will be described with reference to FIG.

図3は、研磨粒子の粒径とその沈降速度との関係を示すグラフである。図中、横軸は研磨粒子18の一次粒子径A及び二次粒子径Bを示し、縦軸は一次粒子としての研磨粒子18の沈降速度及び研磨粒子18の凝集体である二次粒子20の沈降速度を示している。   FIG. 3 is a graph showing the relationship between the particle size of the abrasive particles and the sedimentation speed. In the figure, the horizontal axis indicates the primary particle diameter A and the secondary particle diameter B of the abrasive particles 18, and the vertical axis indicates the sedimentation rate of the abrasive particles 18 as primary particles and the secondary particles 20 that are aggregates of the abrasive particles 18. The sedimentation rate is shown.

図3に示すように、酸化チタンなどからなる研磨粒子18やその二次粒子20の粒子径が約1000nmを超えると、その沈降速度が著しく速くなる。研磨粒子18或いはその二次粒子20の沈降速度が速い場合、それらを分散状態に維持することが困難となる。すなわち、研磨粒子18或いはその二次粒子20が沈降して沈殿物を生じるおそれがある。沈殿物を構成する研磨粒子18同士は強く相互作用するため、再び分散媒25中に分散させることは殆ど不可能である。このような沈殿物の生成は、研磨粒子18やその二次粒子20の粒子径を1000nm以下とすることにより抑制することができる。   As shown in FIG. 3, when the particle diameters of the abrasive particles 18 made of titanium oxide or the like and the secondary particles 20 thereof exceed about 1000 nm, the sedimentation speed is remarkably increased. When the settling speed of the abrasive particles 18 or the secondary particles 20 is high, it becomes difficult to maintain them in a dispersed state. That is, there is a possibility that the abrasive particles 18 or the secondary particles 20 thereof are settled to form a precipitate. Since the abrasive particles 18 constituting the precipitate interact strongly with each other, it is almost impossible to disperse them in the dispersion medium 25 again. Generation of such a precipitate can be suppressed by setting the particle size of the abrasive particles 18 and the secondary particles 20 to 1000 nm or less.

また、図3に示すように、研磨粒子18の一次粒子径Aが約5nm未満になると、その沈降速度が著しく速くなる。これは、研磨粒子18の一次粒子径Aが約5nm未満になると、それら粒子18のブラウン運動が激しくなるためである。すなわち、研磨粒子18のブラウン運動が激しくなると、それらが互いに衝突する確率が高くなり、互いに結合する確率も高くなる。このような理由から、研磨粒子18の一次粒子径Aが約5nm未満になると、その沈降速度が著しく速くなり、したがって、沈殿物を生じ易くなる。   As shown in FIG. 3, when the primary particle diameter A of the abrasive particles 18 is less than about 5 nm, the sedimentation speed is remarkably increased. This is because when the primary particle diameter A of the abrasive particles 18 is less than about 5 nm, the Brownian motion of the particles 18 becomes intense. That is, when the Brownian motion of the abrasive particles 18 becomes intense, the probability that they collide with each other increases, and the probability that they bond with each other also increases. For these reasons, when the primary particle diameter A of the abrasive particles 18 is less than about 5 nm, the sedimentation speed thereof is remarkably increased, and therefore precipitates are easily generated.

なお、多くの場合、スラリー7中で、研磨粒子18の一部は一次粒子として存在し、残りは凝集して二次粒子20として存在している。そのため、このような場合、研磨粒子18の一次粒子径及び二次粒子径の双方を上記範囲内とするには、研磨粒子18の一次粒子径は5nm乃至100nmの範囲内で分布していることが好ましく、5nm乃至20nmの範囲内で分布していることがより好ましい。研磨粒子18の一次粒子径がこのような範囲内で分布している場合、研磨粒子18の二次粒子径を例えば100nm乃至1000nmの範囲内で分布させることができる。   In many cases, in the slurry 7, some of the abrasive particles 18 are present as primary particles, and the rest are aggregated and exist as secondary particles 20. Therefore, in such a case, in order to make both the primary particle diameter and the secondary particle diameter of the abrasive particles 18 within the above range, the primary particle diameter of the abrasive particles 18 must be distributed within a range of 5 nm to 100 nm. Is preferable, and it is more preferable that the distribution is within a range of 5 nm to 20 nm. When the primary particle diameter of the abrasive particles 18 is distributed within such a range, the secondary particle diameter of the abrasive particles 18 can be distributed within a range of, for example, 100 nm to 1000 nm.

上述した研磨粒子18の一次粒子径の分布は、例えば、研磨粒子18のTEM像を観察することにより調べることができる。また、同様に、研磨粒子18の二次粒子径の分布も、例えば、研磨粒子18のTEM像を観察することにより、或いは、ストークス法などの原理を利用した粒子径測定法により調べることができる。   The distribution of the primary particle diameter of the abrasive particles 18 described above can be examined, for example, by observing a TEM image of the abrasive particles 18. Similarly, the secondary particle size distribution of the abrasive particles 18 can also be examined, for example, by observing a TEM image of the abrasive particles 18 or by a particle size measurement method using a principle such as the Stokes method. .

以上説明したように、本参考例では、光照射により研磨粒子18の酸化力及び/または還元力が変化すること、及び/または、光照射により研磨粒子18の親水性が変化することのような研磨粒子18の光触媒作用を利用している。理論に束縛されることを望む訳ではないが、このような光触媒作用は以下の原理に基づいているものと考えられる。研磨粒子18が酸化チタン粒子であり且つ分散媒25として純水を用いた場合を例に説明する。 As described above, in this reference example , the oxidizing power and / or reducing power of the abrasive particles 18 are changed by light irradiation, and / or the hydrophilicity of the abrasive particles 18 is changed by light irradiation. The photocatalytic action of the abrasive particles 18 is used. While not wishing to be bound by theory, it is believed that such photocatalysis is based on the following principle. An example in which the abrasive particles 18 are titanium oxide particles and pure water is used as the dispersion medium 25 will be described.

光照射による研磨粒子18の親水性の変化は、以下の原理で生じるものと考えられる。すなわち、酸化チタン粒子18に紫外線を照射すると、それを構成しているチタン原子の位置に正孔が生じる。チタン原子の位置に生じた正孔は、酸化チタン粒子18を構成している酸素原子から電子を奪う。これにより、酸素原子は酸化される。酸化チタン粒子18に紫外線を照射している間、その表面に位置した酸素原子の少なくとも一部は電子を奪われた状態にあり、そこに分散媒25を構成している水分子が吸着される。酸化チタン粒子18の水分子が吸着した表面は親水性のドメインとして機能する。このような原理で、紫外線照射により酸化チタン粒子18の親水性が高まると考えられる。   The change in the hydrophilicity of the abrasive particles 18 due to light irradiation is considered to occur on the following principle. That is, when the titanium oxide particles 18 are irradiated with ultraviolet rays, holes are generated at the positions of titanium atoms constituting the titanium oxide particles 18. The holes generated at the position of the titanium atoms take electrons from the oxygen atoms constituting the titanium oxide particles 18. Thereby, oxygen atoms are oxidized. While the titanium oxide particles 18 are irradiated with ultraviolet rays, at least some of the oxygen atoms located on the surface of the titanium oxide particles 18 are deprived of electrons, and water molecules constituting the dispersion medium 25 are adsorbed thereto. . The surface of the titanium oxide particles 18 on which water molecules are adsorbed functions as a hydrophilic domain. Based on such a principle, it is considered that the hydrophilicity of the titanium oxide particles 18 is increased by ultraviolet irradiation.

他方、光照射による研磨粒子18の酸化力の変化は、以下の原理で生じるものと考えられる。紫外線照射により酸化チタン粒子18の表面に生じた正孔の一部は、酸化チタン粒子18が金属層26と接触しているか或いは極めて近傍に位置している場合には、金属層26を構成している金属原子から電子を奪う。また、紫外線照射により酸化チタン粒子18の表面に生じた正孔の他の一部は、分散媒25を構成している水に含まれるヒドロキシイオンから電子を奪い、それにより生じたヒドロキシラジカルは金属層26を構成している金属原子から電子を奪う。なお、電子を奪われた銅原子のような金属原子は速やかにCuOxのような酸化物を生成する。このように、研磨粒子18の酸化力は紫外線照射により生じる正孔によってもたらされるので、酸化チタン粒子18に照射する紫外線の強さを変化させることにより、研磨粒子18の酸化力を変化させることができる。 On the other hand, the change in the oxidizing power of the abrasive particles 18 due to light irradiation is considered to occur on the following principle. A part of the holes generated on the surface of the titanium oxide particles 18 by the ultraviolet irradiation constitutes the metal layer 26 when the titanium oxide particles 18 are in contact with the metal layer 26 or located in the very vicinity. Takes electrons from the metal atoms. Further, another part of the holes generated on the surface of the titanium oxide particles 18 by the ultraviolet irradiation takes electrons from the hydroxy ions contained in the water constituting the dispersion medium 25, and the generated hydroxy radical is a metal The electrons are taken from the metal atoms constituting the layer 26. Note that a metal atom such as a copper atom from which electrons have been removed quickly forms an oxide such as CuO x . Thus, since the oxidizing power of the abrasive particles 18 is brought about by the holes generated by the ultraviolet irradiation, the oxidizing power of the abrasive particles 18 can be changed by changing the intensity of the ultraviolet light irradiated to the titanium oxide particles 18. it can.

このような研磨粒子18の光触媒作用を利用すると、様々な方法でCMPを行うことが可能となる。例えば、CMPの間中、スラリー7に照射する光の強さを一定としてもよい。或いは、CMPの間に、スラリー7に照射する光の強さを変化させてもよい。後者の場合、例えば、CMPの初期ではスラリー7に光を照射せずにCMPを終了する間際にスラリー7に光を照射するか、或いは、CMPの初期ではスラリー7に弱い光を照射してCMPを終了する間際にスラリー7に照射する光の強さを高めてもよい。このような方法によると、CMPの初期では高い研磨速度で研磨を行うことができ、CMPを終了する間際には高精度な研磨を行うことができる。したがって、研磨速度をより高速化すること、及び、ディッシングやエロージョン並びにスクラッチが発生するのをより効果的に抑制することができる。   When such photocatalytic action of the abrasive particles 18 is used, CMP can be performed by various methods. For example, the intensity of light applied to the slurry 7 may be constant during CMP. Alternatively, the intensity of light applied to the slurry 7 may be changed during CMP. In the latter case, for example, the slurry 7 is not irradiated with light at the initial stage of CMP, but light is applied to the slurry 7 just before the CMP is completed, or the slurry 7 is irradiated with weak light at the initial stage of CMP. The intensity of light applied to the slurry 7 may be increased just before ending. According to such a method, polishing can be performed at a high polishing rate at the initial stage of CMP, and high-precision polishing can be performed immediately before the completion of CMP. Therefore, the polishing rate can be further increased, and the occurrence of dishing, erosion, and scratches can be more effectively suppressed.

研磨粒子18として酸化チタンを含んだ粒子を使用する場合、その酸化チタンとしては、アナターゼ型、ルチル型、及びブルッカイト型の何れの結晶構造を有する酸化チタンを使用してもよい。但し、それらの中でも、アナターゼ型酸化チタンを使用することが好ましい。これについては、図4(a)乃至(c)及び図5を参照しながら説明する。   When particles containing titanium oxide are used as the abrasive particles 18, titanium oxide having any crystal structure of anatase type, rutile type, or brookite type may be used as the titanium oxide. However, among them, it is preferable to use anatase type titanium oxide. This will be described with reference to FIGS. 4A to 4C and FIG.

図4(a)乃至(c)は、それぞれ、アナターゼ型、ルチル型、及びブルッカイト型酸化チタンの結晶構造を示す図である。また、図5は、酸化チタンのエネルギーバンドを示す図である。なお、図4(a)乃至(c)において、参照番号27はチタン原子を示し、参照番号28は酸素原子を示している。   FIGS. 4A to 4C are diagrams showing the crystal structures of anatase type, rutile type, and brookite type titanium oxide, respectively. FIG. 5 is a diagram showing an energy band of titanium oxide. 4A to 4C, reference numeral 27 indicates a titanium atom, and reference numeral 28 indicates an oxygen atom.

天然の酸化チタンの結晶構造としては、図4(a)乃至(c)に示すアナターゼ型、ルチル型、及びブルッカイト型が知られている。これらのうち、工業用として利用されているものは、主に、図4(a)に示すアナターゼ型酸化チタンと、図4(b)に示すルチル型酸化チタンである。図4(c)に示すブルッカイト型酸化チタンについては、現在、実用化に向けた研究が進められている。   As the crystal structure of natural titanium oxide, anatase type, rutile type and brookite type shown in FIGS. 4 (a) to (c) are known. Among these, those utilized for industrial use are mainly anatase-type titanium oxide shown in FIG. 4 (a) and rutile-type titanium oxide shown in FIG. 4 (b). With respect to the brookite-type titanium oxide shown in FIG. 4C, research for practical use is currently underway.

上述した酸化チタンの光触媒としての能力は、アナターゼ型とルチル型とブルッカイト型との間で異なっている。例えば、アナターゼ型酸化チタンは、ルチル型酸化チタンよりも高い光触媒活性を示す。これは、図5に示すように、それらの間でエネルギーバンドが異なっていることに由来している。   The ability of the above-described titanium oxide as a photocatalyst is different among anatase type, rutile type and brookite type. For example, anatase-type titanium oxide exhibits higher photocatalytic activity than rutile-type titanium oxide. This is because the energy bands are different between them as shown in FIG.

酸化チタン18は、価電子帯と伝導帯との間のエネルギー差であるバンドギャップ以上のエネルギーを有する光を吸収することによって、伝導帯に電子を及び価電子帯に正孔をそれぞれ生じる。図3に示すように、アナターゼ型酸化チタンのバンドギャップは約3.2eVであり、ルチル型酸化チタンのバンドギャップは約3.0eVである。アナターゼ型酸化チタン及びルチル型酸化チタンは、それぞれのバンドギャップの値から明らかなように、何れもほぼ紫外線のみを吸収する。但し、ルチル型酸化チタンは、紫外線より僅かに可視光線に近い波長域の光も吸収することができる。   The titanium oxide 18 generates light in the conduction band and holes in the valence band by absorbing light having energy equal to or higher than the band gap, which is the energy difference between the valence band and the conduction band. As shown in FIG. 3, the band gap of anatase type titanium oxide is about 3.2 eV, and the band gap of rutile type titanium oxide is about 3.0 eV. Both anatase type titanium oxide and rutile type titanium oxide absorb almost only ultraviolet rays, as is apparent from the respective band gap values. However, rutile titanium oxide can also absorb light in a wavelength range slightly closer to visible light than ultraviolet light.

このように、より広い波長域の光を吸収できるルチル型酸化チタンの方が、アナターゼ型酸化チタンよりも光触媒としての能力が高いと思われる。ところが、実際には、アナターゼ型酸化チタンの方がルチル型酸化チタンよりも高い光触媒活性を示す。これは、以下の理由による。   Thus, the rutile type titanium oxide that can absorb light in a wider wavelength range seems to have a higher ability as a photocatalyst than the anatase type titanium oxide. However, in fact, anatase-type titanium oxide exhibits higher photocatalytic activity than rutile-type titanium oxide. This is due to the following reason.

図5に示すように、アナターゼ型酸化チタン及びルチル型酸化チタンの価電子帯のエネルギー準位は何れも非常に深い位置にある。したがって、それら酸化チタンが光を吸収することによって生じる正孔は、何れも十分な酸化力を有している。具体的には、図5に示すように、それら酸化チタンの正孔の酸化力は、酸化剤として一般的な過酸化水素の酸化力よりも極めて強い。   As shown in FIG. 5, the energy levels of the valence band of anatase-type titanium oxide and rutile-type titanium oxide are both very deep. Therefore, all of the holes generated when these titanium oxides absorb light have sufficient oxidizing power. Specifically, as shown in FIG. 5, the oxidizing power of holes of these titanium oxides is much stronger than the oxidizing power of hydrogen peroxide which is general as an oxidizing agent.

他方、アナターゼ型及びルチル型酸化チタンの伝導帯のエネルギー準位は、図5に示すように、何れも水素(H+,H2)の酸化還元電位に近い。そのため、それら酸化チタンは、いずれも還元力が比較的弱い。しかしながら、アナターゼ型酸化チタンの伝導帯のエネルギー準位は、ルチル型酸化チタンの伝導帯のエネルギー準位よりも、さらに負の位置にある。そのため、アナターゼ型酸化チタンの還元力は、ルチル型酸化チタンの還元力よりも強い。このような理由から、アナターゼ型酸化チタンの方が、ルチル型酸化チタンよりも高い光触媒活性を示すと考えられている。 On the other hand, the energy levels of the conduction bands of anatase type and rutile type titanium oxide are both close to the redox potential of hydrogen (H + , H 2 ), as shown in FIG. Therefore, any of these titanium oxides has a relatively weak reducing power. However, the energy level of the conduction band of anatase-type titanium oxide is in a more negative position than the energy level of the conduction band of rutile-type titanium oxide. Therefore, the reducing power of anatase type titanium oxide is stronger than the reducing power of rutile type titanium oxide. For these reasons, anatase-type titanium oxide is considered to exhibit higher photocatalytic activity than rutile-type titanium oxide.

また、図4(c)に示すブルッカイト型酸化チタンについては、光触媒活性がかなり高いことが分かっている。また、そのバンドギャップが約3.2eVであるということも分かっている。したがって、研磨粒子18として、ブルッカイト型酸化チタンを含むものを使用した場合でも、アナターゼ型の酸化チタンを含む物を使用した場合と同等の光触媒作用が得られる可能性がある。   In addition, it has been found that the brookite-type titanium oxide shown in FIG. 4C has a considerably high photocatalytic activity. It has also been found that the band gap is about 3.2 eV. Therefore, even when the abrasive particles 18 containing brookite-type titanium oxide are used, there is a possibility that a photocatalytic action equivalent to that when using an anatase-type titanium oxide-containing material is obtained.

なお、酸化チタンを含む研磨粒子18は、波長域が200nm乃至400nmである紫外線のうち波長が約380nm以下の紫外線を吸収することにより光触媒作用を発揮する。また、酸化チタンを含む研磨粒子18の光触媒作用は、照射する紫外線の波長が短くなるのに伴って強くなる。   The abrasive particles 18 containing titanium oxide exhibit a photocatalytic action by absorbing ultraviolet light having a wavelength of about 380 nm or less among ultraviolet light having a wavelength range of 200 nm to 400 nm. Further, the photocatalytic action of the abrasive particles 18 containing titanium oxide becomes stronger as the wavelength of the irradiated ultraviolet rays becomes shorter.

次に、上述したスラリー7を使用可能なCMP装置について説明する。
図6は、図1(a),(b)に示すスラリーを使用可能なCMP装置の一例を概略的に示す図である。このCMP装置1は筐体19を備えており、筐体19は、基板保持具であるヘッド(或いはキャリア)3と、研磨治具であるターンテーブル6と、スラリー供給装置8とを収容している。
Next, a CMP apparatus that can use the above-described slurry 7 will be described.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of a CMP apparatus that can use the slurry shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). The CMP apparatus 1 includes a housing 19 that houses a head (or carrier) 3 that is a substrate holder, a turntable 6 that is a polishing jig, and a slurry supply device 8. Yes.

ヘッド3は、ヘッド駆動装置11に回転可能に取り付けられており、被研磨基板2をその被研磨面の裏面側から着脱可能に保持している。ターンテーブル6は、ヘッド3と対向するようにテーブル駆動装置15に回転可能に取り付けられており、ヘッド3との対向面に研磨部材である研磨パッド(或いは、研磨布)5を着脱可能に保持している。スラリー供給装置8は、その供給ノズル8aから研磨パッド5上にスラリー7を供給するように構成されている。なお、ヘッド駆動装置11とテーブル駆動装置15とは駆動機構を構成している。   The head 3 is rotatably attached to the head driving device 11, and holds the substrate 2 to be polished from the back side of the surface to be polished. The turntable 6 is rotatably attached to a table driving device 15 so as to face the head 3, and a polishing pad (or polishing cloth) 5 as a polishing member is detachably held on the surface facing the head 3. is doing. The slurry supply device 8 is configured to supply the slurry 7 onto the polishing pad 5 from the supply nozzle 8a. The head driving device 11 and the table driving device 15 constitute a driving mechanism.

ヘッド駆動装置11及びテーブル駆動装置15はそれぞれヘッド用センサ12及びテーブル用センサ16を内蔵している。ヘッド用センサ12は、ヘッド3に加わる荷重(ヘッド3の回転軸トルク及び/または軸方向荷重)やヘッド3の回転速度などのようなヘッド3の駆動状態を検知する。また、テーブル用センサ16は、研磨の際に摩擦力などに起因してテーブル6に加わる荷重(テーブル6の回転軸トルク)やテーブル6の回転速度などのようなターンテーブル6の駆動状態を検知する。センサ12及び16は、それぞれ、A/Dコンバータ13及び17を介して制御装置14に電気的に接続されている。   The head driving device 11 and the table driving device 15 each have a built-in head sensor 12 and a table sensor 16. The head sensor 12 detects the driving state of the head 3 such as a load applied to the head 3 (rotational shaft torque and / or axial load of the head 3), a rotational speed of the head 3, and the like. Further, the table sensor 16 detects the driving state of the turntable 6 such as a load applied to the table 6 due to frictional force during polishing (rotating shaft torque of the table 6), a rotational speed of the table 6, and the like. To do. The sensors 12 and 16 are electrically connected to the control device 14 via A / D converters 13 and 17, respectively.

制御装置14は、スラリー供給装置8、ヘッド駆動装置11、及びテーブル駆動装置15に電気的に接続されている。制御装置14は、例えば、センサ12及び16からの信号と予め設定されているプログラムとに基づいて、ヘッド3に加える荷重、ヘッド3の回転数、テーブル6の回転数、及びスラリー7の供給量や供給頻度などを適宜制御する。   The control device 14 is electrically connected to the slurry supply device 8, the head driving device 11, and the table driving device 15. The control device 14, for example, based on signals from the sensors 12 and 16 and a preset program, the load applied to the head 3, the rotational speed of the head 3, the rotational speed of the table 6, and the supply amount of the slurry 7. And supply frequency are appropriately controlled.

このCMP装置1は、紫外線ランプのような光照射装置10をさらに備えている。光照射装置10は、研磨パッド5上のスラリー7に、研磨粒子18の光触媒作用を誘起し得る光,例えば紫外線,を照射する。光照射装置10は制御装置14に電気的に接続されており、光照射装置10のON/OFFや光照射装置10が放射する光の強さや光照射装置10が放射する光のスペクトルなどは制御装置14によって制御され得る。例えば、制御装置14は、上記光の照射/非照射を、ヘッド3やターンテーブル6の回転軸トルクなどに応じて切り換えるように構成されていてもよい。   The CMP apparatus 1 further includes a light irradiation device 10 such as an ultraviolet lamp. The light irradiation device 10 irradiates the slurry 7 on the polishing pad 5 with light that can induce the photocatalytic action of the abrasive particles 18, for example, ultraviolet rays. The light irradiation device 10 is electrically connected to the control device 14, and controls ON / OFF of the light irradiation device 10, intensity of light emitted from the light irradiation device 10, a spectrum of light emitted from the light irradiation device 10, and the like. It can be controlled by the device 14. For example, the control device 14 may be configured to switch the irradiation / non-irradiation of the light according to the rotational shaft torque of the head 3 or the turntable 6.

なお、このCMP装置1において、筐体19は、研磨中にスラリー7が外部に飛び散ることや、スラリー7中に大気中の粉塵や埃が混入することなどを防止する役割を果たす。加えて、筐体19は、CMP装置1の外部の光線がスラリー7に不所望な光触媒作用を誘起することやスラリー7が変質することなどを防止するように構成されていることが好ましい。すなわち、筐体19は、スラリー7の光触媒作用を誘起する光に対して遮光性であることが好ましい。   In this CMP apparatus 1, the casing 19 plays a role of preventing the slurry 7 from scattering to the outside during polishing and the dust 7 and dust in the atmosphere from being mixed into the slurry 7. In addition, it is preferable that the housing 19 is configured to prevent a light beam outside the CMP apparatus 1 from inducing an undesired photocatalytic action on the slurry 7 and the alteration of the slurry 7. That is, the housing 19 is preferably light-shielding against light that induces the photocatalytic action of the slurry 7.

このCMP装置1を用いると、例えば、以下に説明する方法でCMPを行うことができる。
図7は、図6に示すCMP装置1を用いたCMPの際に観測され得る、研磨時間とテーブル6に加わる荷重との関係の一例を示すグラフである。図中、横軸は研磨時間を示し、縦軸はテーブル用センサ16が検出するトルクをセンサ16からの出力電流値として示している。
When this CMP apparatus 1 is used, for example, CMP can be performed by the method described below.
FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between the polishing time and the load applied to the table 6 that can be observed during CMP using the CMP apparatus 1 shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the polishing time, and the vertical axis represents the torque detected by the table sensor 16 as the output current value from the sensor 16.

被研磨基板2の研磨状態は、ターンテーブル6の回転速度の設定値と実測値との間のずれ、及び/または、ターンテーブル6の回転軸トルクなどから推定することができる。同様に、被研磨基板2の研磨状態は、ヘッド3の回転速度の設定値と実測値との間のずれ、及び/または、ヘッド3の回転軸トルクなどから推定することができる。例えば、ヘッド3やターンテーブル6の実際の回転速度が設定値と等しくなるように制御を行った場合、図7に示すように、テーブル駆動装置15のモータ電流値(或いは、テーブル電流値)は研磨の進行に応じて変化する。したがって、図2(a)に示す金属層26を平坦化する場合には、テーブル電流値を監視することにより、図2(b)に示すように絶縁膜24の上面が露出した時点,すなわちジャストポリッシュ,などを知ることができる。なお、研磨が完了したか否かも、テーブル電流値を監視することなどにより推定することができる。   The polishing state of the substrate 2 to be polished can be estimated from a deviation between the set value of the rotational speed of the turntable 6 and the measured value and / or the rotational shaft torque of the turntable 6. Similarly, the polishing state of the substrate to be polished 2 can be estimated from the deviation between the set value of the rotational speed of the head 3 and the actual measurement value and / or the rotational shaft torque of the head 3 and the like. For example, when the control is performed so that the actual rotation speed of the head 3 or the turntable 6 is equal to the set value, the motor current value (or table current value) of the table driving device 15 is as shown in FIG. It changes according to the progress of polishing. Therefore, when the metal layer 26 shown in FIG. 2A is planarized, the table current value is monitored to detect when the upper surface of the insulating film 24 is exposed as shown in FIG. You can know polish, etc. Whether the polishing is completed can be estimated by monitoring the table current value.

このように、研磨の進行状態はテーブル電流値を監視することなどにより推定することができる。したがって、例えば、ジャストポリッシュに達するまで光照射装置10による光照射を行わず、ジャストポリッシュの時点で研磨パッド5上のスラリー7への光照射装置10による光照射を開始することができる。光照射装置10を用いた光照射によりスラリー7中の研磨粒子18の分散度が高まる場合、研磨速度は照射時に比べて非照射時においてより高く、研磨精度は非照射時に比べて照射時においてより高い。そのため、上記のように光の照射/非照射を切り替えれば、ディッシングやエロージョンやスクラッチなどの発生を抑制すること及び研磨時間を短縮することの双方を高い水準で実現することが可能となる。   In this way, the progress of polishing can be estimated by monitoring the table current value. Therefore, for example, light irradiation by the light irradiation device 10 is not performed until reaching the just polish, and light irradiation by the light irradiation device 10 to the slurry 7 on the polishing pad 5 can be started at the time of just polishing. When the degree of dispersion of the abrasive particles 18 in the slurry 7 is increased by light irradiation using the light irradiation device 10, the polishing rate is higher in non-irradiation than in irradiation, and the polishing accuracy is higher in irradiation than in non-irradiation. high. Therefore, if the irradiation / non-irradiation of light is switched as described above, it is possible to achieve both high levels of suppressing the occurrence of dishing, erosion, scratches, etc. and shortening the polishing time.

図8は、そのような方法を採用した場合に実現され得るCMP性能の一例を示す図である。図中、丸印は、研磨粒子としてチタニア粒子を用い且つ上記のようにCMPの際に光の照射/非照射を切り替えた場合に得られたデータを示している。また、四角印及び三角印は、研磨粒子としてアルミナ粒子或いはシリカ粒子のみを用いた場合に得られたデータを示しており、より詳細には、前者は研磨粒子が粗大な二次粒子を形成した場合のデータを示し、後者は研磨粒子が二次粒子を実質的に形成しなかった場合のデータを示している。図8では、研磨速度については、研磨時間がより短い場合により大きな数字が与えられている。また、図8では、スクラッチ密度については、スクラッチがより低密度に発生した場合により大きな数字が与えられている。さらに、図8では、平坦性については、ディッシングやエロージョンの程度がより小さい場合により大きな数字が与えられている。   FIG. 8 is a diagram showing an example of CMP performance that can be realized when such a method is adopted. In the figure, circles indicate data obtained when titania particles are used as abrasive particles and light irradiation / non-irradiation is switched during CMP as described above. Further, square marks and triangle marks indicate data obtained when only alumina particles or silica particles are used as the abrasive particles, and more specifically, the former formed secondary particles with coarse abrasive particles. The latter shows the data when the abrasive particles did not substantially form secondary particles. In FIG. 8, the polishing rate is given a larger number when the polishing time is shorter. In FIG. 8, the scratch density is given a larger number when the scratch is generated at a lower density. Further, in FIG. 8, a larger number is given to the flatness when the degree of dishing or erosion is smaller.

図8に示すように、研磨粒子がアルミナ粒子或いはシリカ粒子である場合、CMPの最中にそれら研磨粒子の分散度を変化させることができない。そのため、研磨粒子が粗大な二次粒子を形成している場合には、研磨速度は極めて高いが、スクラッチが極めて多く発生し、平坦性も極めて低い。また、研磨粒子の分散度が高い場合には、スクラッチ発生頻度は極めて低く、また平坦性も極めて高いが、研磨速度は極めて低い。   As shown in FIG. 8, when the abrasive particles are alumina particles or silica particles, the degree of dispersion of the abrasive particles cannot be changed during CMP. For this reason, when the abrasive particles form coarse secondary particles, the polishing rate is extremely high, but scratches are extremely generated and the flatness is extremely low. In addition, when the degree of dispersion of the abrasive particles is high, the frequency of occurrence of scratches is extremely low and the flatness is extremely high, but the polishing rate is extremely low.

これに対し、研磨粒子としてチタニア粒子を用いた場合、CMPの最中に光の照射/非照射を切り替えることにより、研磨粒子の分散度や酸化力を変化させることができる。そのため、上記のようにCMPの際に光の照射/非照射を切り替えた場合には、研磨速度を極めて高く、またスクラッチ発生頻度も極めて低く、さらには平坦性も極めて高くすることができる。したがって、高研磨速度、高平坦性、低エロージョン、低欠陥密度(スクラッチフリー)を同時に実現することが可能となる。   On the other hand, when titania particles are used as the abrasive particles, the degree of dispersion and the oxidizing power of the abrasive particles can be changed by switching light irradiation / non-irradiation during CMP. Therefore, when light irradiation / non-irradiation is switched during CMP as described above, the polishing rate is extremely high, the frequency of occurrence of scratches is extremely low, and the flatness can be extremely high. Accordingly, it is possible to simultaneously realize a high polishing rate, high flatness, low erosion, and low defect density (scratch-free).

(第2の参考例
第2の参考例は、CMPの際の光照射方法が異なること以外は、第1の参考例と同様である。
(Second reference example )
The second reference example is the same as the first reference example except that the light irradiation method during CMP is different.

図9(a),(b)は、第2の参考例に係るCMPの一例を概略的に示す断面図である。なお、ここでは、第1の参考例で図1(a),(b)などを参照して説明したCMP用スラリー7を使用して埋め込み金属配線を形成することとする。また、図9(a),(b)では、研磨パッドや分散媒25や添加剤22は省略している。 FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views schematically showing an example of CMP according to the second reference example . Here, the embedded metal wiring is formed using the CMP slurry 7 described with reference to FIGS. 1A and 1B in the first reference example . 9A and 9B, the polishing pad, the dispersion medium 25, and the additive 22 are omitted.

参考例では、例えば、以下の方法により埋め込み金属配線を形成する。まず、第1の参考例で説明したのと同様の方法により、図9(a)に示す被研磨基板2を得る。次に、第1の参考例で使用したのと同様のスラリー7を用いて金属膜26をCMP処理に供する。このCMP処理の間、被研磨基板2に対し、その被研磨面の裏面側からスラリー7の光触媒作用を誘起し得る紫外線のような光を照射し続ける。 In this reference example , for example, a buried metal wiring is formed by the following method. First, the substrate to be polished 2 shown in FIG. 9A is obtained by the same method as described in the first reference example . Next, the metal film 26 is subjected to a CMP process using the same slurry 7 used in the first reference example . During this CMP process, the substrate to be polished 2 is continuously irradiated with light such as ultraviolet rays that can induce the photocatalytic action of the slurry 7 from the back side of the surface to be polished.

CMPの初期では、図9(a)に示すように、被研磨面の裏面に照射した光は、金属層26で反射されるため、研磨パッドと基板2との間に介在したスラリー7まで到達しない。そのため、研磨粒子18が光照射により分散度が高まるものである場合は、比較的速い速度で研磨が進行する。   At the initial stage of CMP, as shown in FIG. 9A, the light irradiated on the back surface of the surface to be polished is reflected by the metal layer 26 and therefore reaches the slurry 7 interposed between the polishing pad and the substrate 2. do not do. Therefore, when the abrasive particles 18 are those whose degree of dispersion is increased by light irradiation, polishing proceeds at a relatively high speed.

研磨がほぼジャストポリッシュにまで進行すると、図9(b)に示すように、被研磨面の裏面に照射した光の多くが、研磨パッドと基板2との間に介在したスラリー7まで到達可能となる。そのため、研磨粒子18の分散度が高まる。その結果、研磨速度が低下し、より高精度な研磨が行われる。   When the polishing proceeds to almost just polish, as shown in FIG. 9B, most of the light irradiated to the back surface of the surface to be polished can reach the slurry 7 interposed between the polishing pad and the substrate 2. Become. Therefore, the degree of dispersion of the abrasive particles 18 is increased. As a result, the polishing rate is reduced and more accurate polishing is performed.

このように、第2の参考例では、金属層26が光の照射/非照射を制御するシャッタ或いはスイッチとしての役割を果たす。そのため、照射/非照射を電気的に制御する必要がない。なお、研磨の初期では光を照射せず、研磨開始からの経過時間やテーブル電流値などに基づいて、アンダーポリッシュの間の何れかの時点で光照射を開始してもよい。 As described above, in the second reference example , the metal layer 26 serves as a shutter or a switch for controlling irradiation / non-irradiation of light. Therefore, there is no need to electrically control irradiation / non-irradiation. Note that light irradiation may be started at any time during under-polishing based on the elapsed time from the start of polishing, the table current value, or the like without irradiating light at the initial stage of polishing.

また、第2の参考例では、上記の通り、研磨パッドと基板2との間に介在したスラリー7に光を照射する。そのため、基板2の面内で研磨粒子18の分散度や酸化力などを、より均一化すること及び/またはより高めることができる。 In the second reference example , as described above, the slurry 7 interposed between the polishing pad and the substrate 2 is irradiated with light. Therefore, the degree of dispersion and oxidizing power of the abrasive particles 18 in the plane of the substrate 2 can be made more uniform and / or higher.

上述したCMPには、例えば、図6に示すCMP装置1を部分的に変更したものを利用することができる。
図10は、第2の参考例で利用可能なCMP装置のヘッドを概略的に示す断面図である。このヘッド31の内部には吸引室32が設けられている。吸引室32は通気路34を介して図示しない吸引装置及び圧力調整バルブなどに接続されている。また、ヘッド31には、吸引孔36が設けられた弾性体からなるウエハチャック用の膜(バッキングフィルム)35が、吸引室32の開口部を塞ぐように取り付けられている。図10に示すヘッド31では、このような構成により、基板2を吸引保持可能としている。
For the above-described CMP, for example, a CMP apparatus 1 shown in FIG. 6 partially modified can be used.
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a head of a CMP apparatus that can be used in the second reference example . A suction chamber 32 is provided inside the head 31. The suction chamber 32 is connected to a suction device and a pressure adjustment valve (not shown) through a ventilation path 34. In addition, a wafer chuck film (backing film) 35 made of an elastic body provided with suction holes 36 is attached to the head 31 so as to close the opening of the suction chamber 32. In the head 31 shown in FIG. 10, the substrate 2 can be sucked and held by such a configuration.

このヘッド31は、さらに、吸引室32の内部に、紫外線ランプのような光照射装置33を備えている。光照射装置33は、実線矢印で示すように、膜35に設けられた吸引孔36を介して基板2側に向けて光を放射可能である。   The head 31 further includes a light irradiation device 33 such as an ultraviolet lamp inside the suction chamber 32. The light irradiation device 33 can emit light toward the substrate 2 through a suction hole 36 provided in the film 35 as indicated by a solid arrow.

図6に示すCMP装置1で、ヘッド3の代わりに上述したヘッド31を使用することにより、図9(a),(b)を参照して説明したCMPを実施することができる。なお、ヘッド3の代わりに上述したヘッド31を使用する場合、CMP装置1は光照射装置10を備えていなくてもよい。また、ヘッド31の光照射装置33は、制御装置14と電気的に接続してもよく、或いは、接続しなくてもよい。   By using the above-described head 31 instead of the head 3 in the CMP apparatus 1 shown in FIG. 6, the CMP described with reference to FIGS. 9A and 9B can be performed. In addition, when using the head 31 mentioned above instead of the head 3, the CMP apparatus 1 does not need to be equipped with the light irradiation apparatus 10. FIG. Further, the light irradiation device 33 of the head 31 may be electrically connected to the control device 14 or may not be connected.

(第3の参考例
第1及び第2の参考例では、主として、研磨粒子18の光触媒作用として光照射による分散度変化を主に利用し、CMPの間に研磨粒子18の光触媒作用の大きさを変化させることについて説明した。これに対し、第3の参考例では、研磨粒子18の光触媒作用として光照射により発現する酸化力を主に利用してCMPを行う。
(Third reference example )
In the first and second reference examples, it is mainly explained that the change in the degree of photocatalytic action of the abrasive particles 18 is changed during CMP by mainly using the change in dispersion degree due to light irradiation as the photocatalytic action of the abrasive particles 18. did. On the other hand, in the third reference example , CMP is performed mainly using the oxidizing power that is generated by light irradiation as the photocatalytic action of the abrasive particles 18.

図11(a),(b)は、第3の参考例に係るCMPの一例を概略的に示す断面図である。なお、ここでは、第1の参考例で図1(a),(b)などを参照して説明したCMP用スラリー7を使用して埋め込み金属配線を形成することとする。また、図11(a),(b)では、研磨パッドや分散媒25や添加剤22は省略している。 FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views schematically showing an example of CMP according to the third reference example . Here, the embedded metal wiring is formed using the CMP slurry 7 described with reference to FIGS. 1A and 1B in the first reference example . In FIGS. 11A and 11B, the polishing pad, the dispersion medium 25, and the additive 22 are omitted.

参考例では、例えば、以下の方法により埋め込み金属配線を形成する。まず、第1の参考例で説明したのと同様の方法により被研磨基板2を得る。次に、第1の参考例で使用したのと同様のスラリー7を用いて、図11(a),(b)に示すように金属膜26をCMP処理に供する。このCMPの間、研磨パッド上に供給したスラリー7に対し、その光触媒作用を誘起し得る紫外線のような光を照射し続ける。 In this reference example , for example, a buried metal wiring is formed by the following method. First, the substrate 2 to be polished is obtained by the same method as described in the first reference example . Next, using the same slurry 7 used in the first reference example , the metal film 26 is subjected to a CMP process as shown in FIGS. During this CMP, the slurry 7 supplied onto the polishing pad is continuously irradiated with light such as ultraviolet rays that can induce its photocatalytic action.

研磨粒子18が光照射によりその分散度や酸化力を高める場合、光を照射している間、研磨粒子18は高い分散度を維持し続ける。そのため、研磨粒子18が大きな二次粒子を形成することはない。したがって、光を照射している間、研磨粒子18の研磨力は比較的低いままである。この場合、第1及び第2の参考例で説明したように、研磨速度は著しく低下すると考えられる。 When the abrasive particles 18 increase their dispersity and oxidizing power by light irradiation, the abrasive particles 18 continue to maintain a high dispersity while irradiating light. Therefore, the abrasive particles 18 do not form large secondary particles. Therefore, the polishing power of the abrasive particles 18 remains relatively low during light irradiation. In this case, as described in the first and second reference examples, it is considered that the polishing rate is significantly reduced.

しかしながら、スラリー7に照射する光の強さが十分に強く且つ研磨粒子18と被研磨面とを十分に接触させることができれば、研磨粒子18を酸化剤として利用可能となる。そのため、スラリー7が金属層26の表面を酸化する能力は著しく向上する。これは、金属に比べて研磨し易い脆弱な酸化物43の生成が促進されることを意味する。そのため、研磨粒子18の機械的研磨力が低くても、十分な研磨速度を実現することができる。   However, if the intensity of light applied to the slurry 7 is sufficiently strong and the abrasive particles 18 and the surface to be polished can be brought into sufficient contact, the abrasive particles 18 can be used as an oxidizing agent. Therefore, the ability of the slurry 7 to oxidize the surface of the metal layer 26 is significantly improved. This means that the formation of a fragile oxide 43 that is easier to polish than metal is promoted. Therefore, even if the mechanical polishing power of the abrasive particles 18 is low, a sufficient polishing rate can be realized.

また、CMPの間、研磨粒子18が大きな二次粒子を形成することはないので、ディッシングやエロージョンを抑制することや、スクラッチの発生を抑制することができる。   Further, since the abrasive particles 18 do not form large secondary particles during CMP, dishing and erosion can be suppressed, and generation of scratches can be suppressed.

しかも、研磨粒子18による金属層26の表面の酸化は、主として、研磨粒子18と金属層26とが接触した状態で生じ、研磨粒子18と金属層26とが離間している場合には殆ど生じない。そのため、高い平坦性を実現することが可能となる。これについては、図12及び図13を参照しながら説明する。   Moreover, the oxidation of the surface of the metal layer 26 by the abrasive particles 18 mainly occurs when the abrasive particles 18 and the metal layer 26 are in contact with each other, and almost occurs when the abrasive particles 18 and the metal layer 26 are separated from each other. Absent. Therefore, high flatness can be realized. This will be described with reference to FIGS.

図12は、図11(a)に示す状態と図11(b)に示す状態との間の状態を示す断面図である。なお、図12では、図11(a),(b)と同様に分散媒25や添加剤22は省略しているが、研磨パッド5は描いている。   12 is a cross-sectional view showing a state between the state shown in FIG. 11A and the state shown in FIG. In FIG. 12, the dispersion medium 25 and the additive 22 are omitted as in FIGS. 11A and 11B, but the polishing pad 5 is drawn.

図12に示すように、CMPの際、研磨パッド5は被研磨面の溝に沿って変形する。そのため、溝の内壁や底面までも研磨される。しかしながら、上記の通り、研磨粒子18による金属層26の表面の酸化は、研磨粒子18と金属層26とが離間している場合には殆ど生じない。研磨パッド5は溝の内壁や底面に研磨粒子18を強く押し付けるほど変形することはないので、溝の内壁や底面では金属層26の上面に比べて酸化膜43が形成され難い。すなわち、溝の内壁や底面は研磨され難い状態に維持される。そのため、溝の内壁や底面が研磨されるのを抑制し、金属層26の上面を選択的に研磨することができる。したがって、高い平坦性を実現することが可能となる。   As shown in FIG. 12, during CMP, the polishing pad 5 is deformed along a groove on the surface to be polished. Therefore, the inner wall and bottom surface of the groove are also polished. However, as described above, oxidation of the surface of the metal layer 26 by the abrasive particles 18 hardly occurs when the abrasive particles 18 and the metal layer 26 are separated from each other. Since the polishing pad 5 is not deformed as the abrasive particles 18 are strongly pressed against the inner wall and bottom surface of the groove, the oxide film 43 is less likely to be formed on the inner wall and bottom surface of the groove than the upper surface of the metal layer 26. That is, the inner wall and bottom surface of the groove are maintained in a state that is difficult to be polished. Therefore, polishing of the inner wall and bottom surface of the groove can be suppressed, and the upper surface of the metal layer 26 can be selectively polished. Therefore, high flatness can be realized.

図13は、埋め込み配線の幅と平坦性との関係を示すグラフである。図中、横軸は配線26の幅を示し、縦軸は被研磨基板2の被研磨面における溝の深さを示している。なお、図13に示すデータは、以下の条件のもとで得られたものである。すなわち、CMP用スラリー7としては、一次粒子径が20nm程度のアナターゼ型酸化チタン粒子18を約3重量%の濃度で含んだスラリーを使用した。また、研磨布(研磨パッド)としてはIC1000/Suba400を使用した。CMPに際しては、500Wの水銀灯を点灯し続け、荷重を約2.9N/m2(300gf/cm2)、ヘッド3の回転数を約100rpm、ターンテーブルの回転数を約100rpm、スラリー流量を200cc/minとした。このような条件下で、銅の埋め込み配線(Cuダマシン配線)26を形成した。 FIG. 13 is a graph showing the relationship between the width of the embedded wiring and the flatness. In the figure, the horizontal axis indicates the width of the wiring 26 and the vertical axis indicates the depth of the groove on the surface to be polished of the substrate 2 to be polished. Note that the data shown in FIG. 13 was obtained under the following conditions. That is, as the CMP slurry 7, a slurry containing anatase-type titanium oxide particles 18 having a primary particle diameter of about 20 nm at a concentration of about 3% by weight was used. Further, IC1000 / Suba400 was used as the polishing cloth (polishing pad). During CMP, a 500 W mercury lamp is kept on, the load is about 2.9 N / m 2 (300 gf / cm 2 ), the rotation speed of the head 3 is about 100 rpm, the rotation speed of the turntable is about 100 rpm, and the slurry flow rate is 200 cc. / Min. Under such conditions, a copper embedded wiring (Cu damascene wiring) 26 was formed.

図13に示すように、本参考例に係る方法によると、ジャストポリッシュの時点で高い平坦性を実現可能である。しかも、ジャストポリッシュからさらに60%研磨したオーバーポリッシュの時点でも高い平坦性は維持されている。このように、本参考例によると、高い平坦性を実現するうえで研磨停止のタイミングを高精度に制御する必要がない。 As shown in FIG. 13, according to the method according to this reference example , high flatness can be realized at the time of just polishing. In addition, high flatness is maintained even at the time of over-polishing after 60% polishing from the just-polished. As described above, according to the present reference example , it is not necessary to control the polishing stop timing with high accuracy in order to achieve high flatness.

研磨粒子18と金属層26とが離間している場合に研磨粒子18による金属層26の表面酸化が殆ど生じないことは、半導体装置の製造プロセスの様々な工程で有用である。   When the abrasive particles 18 and the metal layer 26 are separated from each other, the fact that the surface oxidation of the metal layer 26 by the abrasive particles 18 hardly occurs is useful in various steps of the semiconductor device manufacturing process.

図14(a)は、第3の参考例に係るCMPの他の例を概略的に示す断面図である。また、図14(b)は、従来技術に係るCMPの例を概略的に示す断面図である。なお、図14(a),(b)に示す構造は、多層配線を含んでいる。すなわち、Si基板のような半導体基板23上には層間絶縁膜24aが形成され、絶縁膜24aには溝が設けられている。この溝はCuなどの金属を主成分とした金属層26aで埋め込まれており、この金属層26aは下層配線を構成している。金属層26aの底面と側壁と上面とには、TaN層のようなバリア層30aが設けられている。絶縁膜24a上には層間絶縁膜24bが形成され、層間絶縁膜24bにはビアホール及び溝が設けられている。これらビアホール及び溝はCuなどの金属を主成分とした金属層26bで埋め込まれており、この金属層26bは上層配線とビアプラグとを構成している。金属層26bのプラグを構成した部分の側面及び上層配線を構成した部分の底面と側壁とには、例えばCVD法により形成したWN層のようなバリア層30bが設けられている。なお、ここで、WN層とは窒化タングステンを主成分とした層を意味する。 FIG. 14A is a cross-sectional view schematically showing another example of CMP according to the third reference example . FIG. 14B is a cross-sectional view schematically showing an example of CMP according to the prior art. Note that the structure shown in FIGS. 14A and 14B includes multilayer wiring. That is, an interlayer insulating film 24a is formed on a semiconductor substrate 23 such as a Si substrate, and a groove is provided in the insulating film 24a. This groove is filled with a metal layer 26a mainly composed of a metal such as Cu, and this metal layer 26a constitutes a lower layer wiring. A barrier layer 30a such as a TaN layer is provided on the bottom surface, side wall, and top surface of the metal layer 26a. An interlayer insulating film 24b is formed on the insulating film 24a, and via holes and grooves are provided in the interlayer insulating film 24b. These via holes and grooves are filled with a metal layer 26b containing a metal such as Cu as a main component, and the metal layer 26b constitutes an upper layer wiring and a via plug. A barrier layer 30b such as a WN layer formed by a CVD method, for example, is provided on the side surface of the portion constituting the plug of the metal layer 26b and the bottom and side walls of the portion constituting the upper layer wiring. Here, the WN layer means a layer mainly composed of tungsten nitride.

ところで、上述した上層配線及びビアプラグは、ビアホール及び溝を設けた絶縁膜24bの表面にCVD法などによりWN層のようなバリア層30bを形成し、その後、ビアホール及び溝をCu層のような金属層26bで埋め込み、さらに、CMP法により絶縁膜24bの上面が露出するまで研磨することにより得られる。WNなどのようにバリア層30bに用いられる材料は、Cuのように金属層26bに用いられる材料に比べ、有機酸のような酸化剤でエッチングされ易い。そのため、上記CMPの際、従来技術では、図14(b)に示すように、バリア層30bの金属層26bと絶縁膜24bとの間に介在した部分がエッチングされ、金属層26bの剥離を生じ易くなる。   By the way, in the above-described upper layer wiring and via plug, a barrier layer 30b such as a WN layer is formed on the surface of the insulating film 24b provided with a via hole and a trench by a CVD method or the like, and then the via hole and trench are formed as a metal such as a Cu layer. It is obtained by embedding with the layer 26b and further polishing by CMP until the upper surface of the insulating film 24b is exposed. A material used for the barrier layer 30b such as WN is more easily etched with an oxidizing agent such as an organic acid than a material used for the metal layer 26b such as Cu. Therefore, at the time of the CMP, in the prior art, as shown in FIG. 14B, the portion interposed between the metal layer 26b and the insulating film 24b of the barrier layer 30b is etched, and the metal layer 26b is peeled off. It becomes easy.

参考例に係る方法では、上述のように、研磨粒子18と金属層26bとが離間している場合に研磨粒子18による金属層26bの表面酸化が殆ど生じない。研磨粒子18は酸化剤に比べると遥かに大きいので、金属層26bと絶縁膜24bとの間に侵入し難い。そのため、上層配線及びビアプラグを形成するためのCMPの際に本参考例に係る方法を利用すれば、図14(a)に示すように、バリア層30bの金属層26bと絶縁膜24bとの間に介在した部分がエッチングされるのを抑制することができる。したがって、金属層26bの剥離を生じ難くすることが可能となる。 In the method according to this reference example , as described above, when the abrasive particles 18 and the metal layer 26b are separated from each other, the surface oxidation of the metal layer 26b by the abrasive particles 18 hardly occurs. Since the abrasive particles 18 are much larger than the oxidizing agent, it is difficult to penetrate between the metal layer 26b and the insulating film 24b. Therefore, if the method according to this reference example is used in the CMP for forming the upper layer wiring and the via plug, as shown in FIG. 14A, the gap between the metal layer 26b of the barrier layer 30b and the insulating film 24b is obtained. It is possible to suppress etching of the portion interposed in the film. Accordingly, it is possible to make it difficult for the metal layer 26b to be peeled off.

上記の通り、本参考例では、研磨粒子18に光を照射することにより得られる高い酸化力を利用している。研磨粒子18が光照射によりその酸化力を変化させる原理については、第1の参考例で簡単に説明したが、ここでは研磨粒子18が酸化チタン粒子である場合を例としてより詳細に説明する。 As described above, in this reference example , the high oxidizing power obtained by irradiating the abrasive particles 18 with light is used. The principle of changing the oxidizing power of the abrasive particles 18 by light irradiation has been briefly described in the first reference example , but here, the case where the abrasive particles 18 are titanium oxide particles will be described in more detail as an example.

図15は、酸化チタンのエネルギーバンドを示す図である。
酸化チタンはn型半導体の一種である。そのため、スラリー7中では、酸化チタン粒子18の表面から水25と酸22とを含んだ電解液へと電子が移動する。これにより、図15に示すように、酸化チタン粒子18の表面では、そのエネルギーバンドがΔVだけ上昇する。すなわち、平衡状態におけるスラリー7中の酸化チタン粒子18の表面近傍には、下記等式:
ΔV=2πn0/κ・L2
で示されるΔVの大きさのバンド曲がり(Schottoky barrier)が生じる。なお、上記等式において、n0はドナー準位の濃度、κは誘電率、Lは障壁高さをそれぞれ示している。
FIG. 15 is a diagram showing an energy band of titanium oxide.
Titanium oxide is a kind of n-type semiconductor. Therefore, in the slurry 7, electrons move from the surface of the titanium oxide particles 18 to the electrolytic solution containing the water 25 and the acid 22. As a result, as shown in FIG. 15, the energy band of the surface of the titanium oxide particles 18 increases by ΔV. That is, in the vicinity of the surface of the titanium oxide particles 18 in the slurry 7 in the equilibrium state, the following equation:
ΔV = 2πn 0 / κ · L 2
A band bend (Schottoky barrier) having a magnitude of ΔV shown in FIG. In the above equation, n 0 represents the donor level concentration, κ represents the dielectric constant, and L represents the barrier height.

第1の参考例で説明したように、アナターゼ型の酸化チタンに約3.2eV以上のエネルギーを有する紫外線を照射すると、図中、白抜き矢印で示すように、価電子帯から伝導帯に向けて電子が励起される。すると、酸化チタンの価電子帯には、励起された電子と同数の正孔が生じる。正孔は、バンド曲がりに沿って電位がより低い側に向ってドリフトする。また、励起された電子は、バンド曲がりに沿って電位がより高い側に向ってドリフトする。なお、この際、酸化チタン粒子18の表面では、以下の反応式:
OH- + h+ → ・OH
で示される化学反応が起こっている。
As described in the first reference example , when anatase-type titanium oxide is irradiated with ultraviolet rays having energy of about 3.2 eV or more, the valence band is directed to the conduction band as shown by the white arrow in the figure. Electrons are excited. Then, the same number of holes as the excited electrons are generated in the valence band of titanium oxide. Holes drift towards the lower potential side along the band bend. Further, the excited electrons drift toward the higher potential side along the band bend. At this time, on the surface of the titanium oxide particles 18, the following reaction formula:
OH - + h + → · OH
The chemical reaction indicated by

この反応式に示すように、ヒドロキシイオン(OH-)が正孔によって酸化され、酸化力の極めて強いヒドロキシラジカル(・OH)が発生する。光照射により酸化チタンの酸化力が増大するのは、一般に、上記の原理に基づいているものと考えられている。 As shown in this reaction formula, hydroxy ions (OH ) are oxidized by holes, and hydroxy radicals (.OH) having extremely strong oxidizing power are generated. The increase in the oxidizing power of titanium oxide by light irradiation is generally considered to be based on the above principle.

上述した酸化チタン粒子18の酸化力は、以下に説明するように、その一次粒子径と相関している。上記の通り、酸化チタン粒子18に光を照射することにより発生した正孔は粒子表面に向けて移動する。ところが、ΔVはL2に比例するため、酸化チタン粒子18の一次粒子径が約5nm未満になると、ΔVが非常に小さくなる。そのため、正孔が粒子表面まで移動するのに十分なドライビングフォースが得られなくなる。また、酸化チタン粒子18の一次粒子径が約100nmを超えると、正孔が粒子表面に到達するまでの時間が長くなり、電子と再結合する確率が高くなる。そのため、この場合、酸化チタン粒子18の表面に到達し得る正孔が少なくなる。したがって、酸化チタン粒子18を酸化剤として利用する場合、酸化チタン粒子18の一次粒子径は、約5nm乃至約100nmの範囲内で分布していることが好ましい。 The oxidizing power of the titanium oxide particles 18 described above correlates with the primary particle diameter, as will be described below. As described above, the holes generated by irradiating the titanium oxide particles 18 with light move toward the particle surface. However, since ΔV is proportional to L 2 , ΔV becomes very small when the primary particle diameter of the titanium oxide particles 18 is less than about 5 nm. For this reason, a driving force sufficient to move holes to the particle surface cannot be obtained. Moreover, when the primary particle diameter of the titanium oxide particles 18 exceeds about 100 nm, the time until the holes reach the particle surface becomes long and the probability of recombination with electrons increases. Therefore, in this case, fewer holes can reach the surface of the titanium oxide particles 18. Therefore, when the titanium oxide particles 18 are used as an oxidizing agent, the primary particle diameter of the titanium oxide particles 18 is preferably distributed within a range of about 5 nm to about 100 nm.

また、上述のように、研磨粒子18を酸化剤として利用するうえでは、スラリー7に照射する光の強さが十分に強いことが必要である。これについては、図16を参照しながら説明する。   Further, as described above, in order to use the abrasive particles 18 as an oxidant, it is necessary that the intensity of light applied to the slurry 7 is sufficiently strong. This will be described with reference to FIG.

図16は、スラリーに照射する光の強さと研磨速度との関係を示すグラフである。図中、横軸は、照射光強度を示し、縦軸は研磨速度を示している。なお、図16に示すデータは、図13に関連して説明したのとほぼ同様の条件でCMP法により銅の埋め込み配線(Cuダマシン配線)26を形成した場合に得られたものである。   FIG. 16 is a graph showing the relationship between the intensity of light applied to the slurry and the polishing rate. In the figure, the horizontal axis indicates the irradiation light intensity, and the vertical axis indicates the polishing rate. The data shown in FIG. 16 is obtained when the copper embedded wiring (Cu damascene wiring) 26 is formed by the CMP method under substantially the same conditions as described with reference to FIG.

図16に示すように、紫外線の照射光強度が高いほど、研磨速度が高くなった。また、Cu−CMPの際にスラリー7に紫外線を照射しなかった場合、Cu層26の研磨速度は約45nm/minであった。これに対し、Cu−CMPの際にスラリー7に30Wの蛍光燈を用いて紫外線を照射し続けた場合、Cu層26の研磨速度は約450nm/minであった。すなわち、研磨速度を約10倍にまで向上させることができた。さらに、Cu−CMPの際にスラリー7に紫外線をより多く含む500Wの水銀ランプを用いて紫外線を照射し続けた場合、Cu層26の研磨速度は約750nm/minであった。   As shown in FIG. 16, the higher the irradiation light intensity of ultraviolet rays, the higher the polishing rate. Further, when the slurry 7 was not irradiated with ultraviolet rays during Cu-CMP, the polishing rate of the Cu layer 26 was about 45 nm / min. On the other hand, when the slurry 7 was continuously irradiated with ultraviolet rays using a 30 W fluorescent lamp during Cu-CMP, the polishing rate of the Cu layer 26 was about 450 nm / min. That is, the polishing rate could be improved up to about 10 times. Further, when the slurry 7 was continuously irradiated with ultraviolet rays using a 500 W mercury lamp containing more ultraviolet rays during the Cu-CMP, the polishing rate of the Cu layer 26 was about 750 nm / min.

なお、図16には、Cu層のCMPに関するデータに加え、Al層のCMPに関するデータ及びSiO2層に関するデータも示している。これらデータから明らかなように、被研磨層がAl層やSiO2層である場合に比べ、被研磨層がCu層である場合に最も高い研磨速度を実現することができた。 FIG. 16 also shows data related to CMP of the Al layer and data related to the SiO 2 layer in addition to data related to CMP of the Cu layer. As is clear from these data, the highest polishing rate could be achieved when the layer to be polished was a Cu layer compared to when the layer to be polished was an Al layer or a SiO 2 layer.

図17(a),(b)は、それぞれ、研磨粒子としてアルミナ粒子及びシリカ粒子を使用した場合に得られた、スラリーに照射する光の強さと研磨速度との関係を示すグラフである。図中、横軸は、照射光強度を示し、縦軸は研磨速度を示している。なお、図17(a),(b)に示すデータは、研磨粒子としてアルミナ粒子及びシリカ粒子を使用したこと以外は図16に関連して説明したのと同様の条件でCMPを行った場合に得られたものである。   FIGS. 17A and 17B are graphs showing the relationship between the intensity of light applied to the slurry and the polishing rate, respectively, obtained when alumina particles and silica particles are used as the abrasive particles. In the figure, the horizontal axis indicates the irradiation light intensity, and the vertical axis indicates the polishing rate. Note that the data shown in FIGS. 17A and 17B are obtained when CMP is performed under the same conditions as those described with reference to FIG. 16 except that alumina particles and silica particles are used as the abrasive particles. It is obtained.

図17(a)に示すように、研磨粒子18としてアルミナ粒子を使用した場合、紫外線照射により研磨速度を高める効果は殆ど得られなかった。また、図17(b)に示すように、研磨粒子18としてシリカ粒子を使用した場合も同様に、紫外線照射により研磨速度を高める効果は殆ど得られなかった。これは、アルミナ及びシリカは共に絶縁体であり、紫外線のエネルギーに比べてそれらのバンドギャップが大きいためである。   As shown in FIG. 17A, when alumina particles were used as the abrasive particles 18, the effect of increasing the polishing rate by ultraviolet irradiation was hardly obtained. Also, as shown in FIG. 17B, when silica particles were used as the abrasive particles 18, the effect of increasing the polishing rate by ultraviolet irradiation was hardly obtained. This is because both alumina and silica are insulators and their band gap is larger than the energy of ultraviolet rays.

上述のように、研磨粒子18を酸化剤として利用する場合、研磨速度はスラリー7に照射する光の強さと相関している。しかしながら、研磨粒子18を酸化剤として利用する場合、研磨速度に影響を与えるのはスラリー7に照射する光の強さだけではない。例えば、スラリー7中の研磨粒子18の濃度や、スラリー7のpHなども研磨速度に影響を与える。   As described above, when the abrasive particles 18 are used as an oxidizing agent, the polishing rate correlates with the intensity of light applied to the slurry 7. However, when the abrasive particles 18 are used as an oxidizing agent, it is not only the intensity of light applied to the slurry 7 that affects the polishing rate. For example, the concentration of the abrasive particles 18 in the slurry 7 and the pH of the slurry 7 also affect the polishing rate.

図18は、スラリー7中の研磨粒子18の濃度と研磨速度との関係を示すグラフである。図中、横軸はスラリー7中の研磨粒子18の濃度を示し、縦軸は研磨速度を示している。また、図18に示すデータは、スラリー7中の研磨粒子18の濃度を除いて図13に関連して説明したのとほぼ同様の条件で得られたものである。   FIG. 18 is a graph showing the relationship between the concentration of the abrasive particles 18 in the slurry 7 and the polishing rate. In the figure, the horizontal axis indicates the concentration of the abrasive particles 18 in the slurry 7, and the vertical axis indicates the polishing rate. Further, the data shown in FIG. 18 is obtained under substantially the same conditions as described with reference to FIG. 13 except for the concentration of the abrasive particles 18 in the slurry 7.

図18に示すように、スラリー7中の研磨粒子18の濃度が約0.1重量%乃至約10重量%の範囲内では、研磨粒子18の濃度を高めるほど、より高い研磨速度が得られている。特に、スラリー7中の研磨粒子18の濃度が約1重量%以上の場合に、300nm/min程度以上の研磨速度を実現することができた。   As shown in FIG. 18, when the concentration of the abrasive particles 18 in the slurry 7 is in the range of about 0.1 wt% to about 10 wt%, a higher polishing rate is obtained as the concentration of the abrasive particles 18 is increased. Yes. In particular, when the concentration of the abrasive particles 18 in the slurry 7 was about 1% by weight or more, a polishing rate of about 300 nm / min or more could be realized.

図19は、スラリー7のpHと研磨速度との関係を示すグラフである。図中、横軸はスラリー7のpHを示し、縦軸は研磨速度を示している。また、図19に示すデータは、スラリー7のpHを除いて図13に関連して説明したのとほぼ同様の条件で得られたものである。   FIG. 19 is a graph showing the relationship between the pH of the slurry 7 and the polishing rate. In the figure, the horizontal axis indicates the pH of the slurry 7 and the vertical axis indicates the polishing rate. Further, the data shown in FIG. 19 is obtained under substantially the same conditions as described with reference to FIG. 13 except for the pH of the slurry 7.

図19に示すように、スラリー7のpHを8程度以下とした場合、pHが低いほど、より高い研磨速度が得られている。特に、スラリー7のpHが酸化チタン粒子18の等電点である約5以下の場合には、600nm/min程度以上の研磨速度を実現することができた。なお、スラリー7のpHを約7よりも高めた場合、研磨速度は著しく低い。これは、そのようなpHのもとでは、Cu層26の表面に研磨され難いCu(OH)x膜が形成されるためである。 As shown in FIG. 19, when the pH of the slurry 7 is about 8 or less, the lower the pH, the higher the polishing rate is obtained. In particular, when the pH of the slurry 7 was about 5 or less, which is the isoelectric point of the titanium oxide particles 18, a polishing rate of about 600 nm / min or more could be realized. Note that when the pH of the slurry 7 is higher than about 7, the polishing rate is remarkably low. This is because a Cu (OH) x film that is difficult to be polished is formed on the surface of the Cu layer 26 under such a pH.

研磨速度はターンテーブル6の回転数にも依存する。ターンテーブル6の回転数は、一般的なCMPでも研磨速度に影響を与えるが、本参考例に係る方法では研磨速度に与える影響が極めて大きい。これは、本参考例では、研磨粒子18を酸化剤として利用しているためである。換言すれば、光照射した研磨粒子18を速やかに被研磨面に供給しないと、光照射によって生じた正孔が金属の酸化に利用されずに電子と再結合してしまうためである。 The polishing speed also depends on the number of rotations of the turntable 6. The rotational speed of the turntable 6 affects the polishing rate even in general CMP, but the method according to this reference example has a very large influence on the polishing rate. This is because in this reference example , the abrasive particles 18 are used as an oxidizing agent. In other words, if the light-irradiated abrasive particles 18 are not quickly supplied to the surface to be polished, the holes generated by the light irradiation will not be used for metal oxidation and will recombine with electrons.

図40は、ターンテーブルの回転数と研磨速度との関係を示すグラフである。図中、横軸はターンテーブル6の回転数を示し、縦軸は研磨速度を示している。また、図40に示すデータは、ターンテーブル6の回転数を除いて図13に関連して説明したのとほぼ同様の条件で得られたものである。   FIG. 40 is a graph showing the relationship between the rotation speed of the turntable and the polishing rate. In the figure, the horizontal axis indicates the rotational speed of the turntable 6, and the vertical axis indicates the polishing rate. The data shown in FIG. 40 is obtained under substantially the same conditions as those described with reference to FIG. 13 except for the rotation speed of the turntable 6.

図40に示すように、ターンテーブル6の回転数が60rpm乃至140rpmの範囲内にある場合、300nm/min以上の高い研磨速度が得られた。また、ターンテーブル6の回転数が80rpm乃至120rpmの範囲内にある場合、600nm/min以上の高い研磨速度が得られた。このようにターンテーブル6の回転数を上記下限値以上とすることにより高い研磨速度が得られたのは、上記の通り、より多くの正孔を電子と再結合させずに金属の酸化に利用することができたためである。また、ターンテーブル6の回転数が上記の上限値よりも高い場合に研磨速度が低い理由は、被研磨面に供給されるスラリー7の量が過剰な遠心力により減少するためである。   As shown in FIG. 40, when the rotational speed of the turntable 6 is in the range of 60 rpm to 140 rpm, a high polishing rate of 300 nm / min or higher was obtained. Moreover, when the rotation speed of the turntable 6 was in the range of 80 rpm to 120 rpm, a high polishing rate of 600 nm / min or higher was obtained. As described above, the high polishing rate was obtained by setting the rotation speed of the turntable 6 to be equal to or higher than the lower limit as described above, and more holes were used for metal oxidation without recombining with electrons. It was because I was able to do it. The reason why the polishing rate is low when the rotation speed of the turntable 6 is higher than the above upper limit value is that the amount of the slurry 7 supplied to the surface to be polished is reduced by excessive centrifugal force.

研磨速度は、使用する研磨パッド5の種類にも大きく依存する。
図41は、研磨パッドの種類と研磨速度との関係を示すグラフである。図中、「Cなし」は、研磨パッド5として、導電性成分を含有していないIC1000/Suba400を使用し、図13に関連して説明したのとほぼ同様の条件で銅の埋め込み配線を形成した場合に得られたデータを示している。また、図中、「Cあり」は、研磨パッド5として、カーボンを含有しているPolitexを使用したこと以外は図13に関連して説明したのとほぼ同様の条件で銅の埋め込み配線を形成した場合に得られたデータを示している。
The polishing rate greatly depends on the type of polishing pad 5 used.
FIG. 41 is a graph showing the relationship between the type of polishing pad and the polishing rate. In the figure, “No C” uses IC1000 / Suba400 which does not contain a conductive component as the polishing pad 5 and forms a copper embedded wiring under the same conditions as described with reference to FIG. The data obtained in this case is shown. In the figure, “C” indicates that a copper embedded wiring is formed under substantially the same conditions as those described with reference to FIG. 13 except that a Politex containing carbon is used as the polishing pad 5. The data obtained in this case is shown.

図41に示すように、導電性成分を含有していない研磨パッド5を使用した場合、1μm/min程度の研磨速度を実現することができた。これに対し、導電性成分を含有した研磨パッド5を使用した場合、研磨速度は50nm/min程度であった。このように使用する研磨パッド5の種類に応じて研磨速度が著しく異なるのは、研磨パッド中にカーボンのような導電性成分が含まれている場合、研磨粒子18に光を照射することにより発生した正孔は導電性成分中の自由電子と再結合し得るためである。このような再結合に起因した研磨速度の低下は、研磨パッド5として、カーボンのような導電性成分の濃度が3重量%以下のものを使用することにより十分に抑制することができ、カーボンのような導電性成分を含有していないものを使用することによりほぼ完全に防止することができる。   As shown in FIG. 41, when the polishing pad 5 containing no conductive component was used, a polishing rate of about 1 μm / min could be realized. On the other hand, when the polishing pad 5 containing a conductive component was used, the polishing rate was about 50 nm / min. The reason why the polishing rate is remarkably different depending on the type of the polishing pad 5 used in this way is generated by irradiating the polishing particles 18 with light when the polishing pad contains a conductive component such as carbon. This is because the generated holes can recombine with the free electrons in the conductive component. The decrease in the polishing rate due to such recombination can be sufficiently suppressed by using a polishing pad 5 having a concentration of a conductive component such as carbon of 3% by weight or less. By using a material that does not contain such a conductive component, it can be almost completely prevented.

(第4の参考例
第3の参考例で説明したように研磨粒子18を酸化剤として利用する場合、メタル残りが発生することがある。これについて、図20(a),(b)を参照しながら説明する。
(Fourth reference example )
As described in the third reference example , when the abrasive particles 18 are used as an oxidizing agent, a metal residue may be generated. This will be described with reference to FIGS. 20 (a) and 20 (b).

図20(a),(b)は、第3の参考例に係る方法でCMPを行った場合に生じ得るメタル残りを概略的に示す断面図である。なお、図20(a),(b)において、図示はされていないが、Cu層26の底面と側面とには図14(a),(b)に関連して説明したのと同様のWN層のようなバリア層が形成されている。 20A and 20B are cross-sectional views schematically showing a metal residue that can be generated when CMP is performed by the method according to the third reference example . Although not shown in FIGS. 20A and 20B, the bottom and side surfaces of the Cu layer 26 have the same WN as described with reference to FIGS. 14A and 14B. A barrier layer such as a layer is formed.

先に説明したように、酸化チタン粒子18は、光照射により、その分散度及び酸化力を向上させる。そのため、研磨パッド上に供給されたスラリー7中で酸化チタン粒子18の分散度は高いと考えられる。しかしながら、第3の参考例で説明した方法では、図20(a)に示すように、研磨パッドと被研磨基板との間に介在したスラリー7中で酸化チタン粒子18は必ずしも均一に分布している訳ではない。そのため、Cu層26の研磨が不均一に進行することがある。 As described above, the titanium oxide particles 18 improve the degree of dispersion and the oxidizing power by light irradiation. Therefore, it is considered that the dispersion degree of the titanium oxide particles 18 is high in the slurry 7 supplied onto the polishing pad. However, in the method described in the third reference example , as shown in FIG. 20A, the titanium oxide particles 18 are not necessarily uniformly distributed in the slurry 7 interposed between the polishing pad and the substrate to be polished. I don't mean. Therefore, the polishing of the Cu layer 26 may proceed nonuniformly.

Cu層26の研磨が不均一に進行すると、Cu層26の表面に凹部と凸部とが生じる。凸部の上面の面積が狭い場合には、凸部の上面と研磨パッドとの間に酸化チタン粒子18は介在し難く、したがって、凸部の上面は酸化され難い。すなわち、凸部の上面には、凹部の底面に比べ、CuOx膜43が形成され難い。そのため、図20(b)に示すように、絶縁膜24の上面にCu層26が島状に残ることがある。 When the polishing of the Cu layer 26 proceeds non-uniformly, concave portions and convex portions are generated on the surface of the Cu layer 26. When the area of the upper surface of the convex portion is small, the titanium oxide particles 18 are unlikely to intervene between the upper surface of the convex portion and the polishing pad, and therefore the upper surface of the convex portion is difficult to be oxidized. That is, it is difficult for the CuO x film 43 to be formed on the upper surface of the convex portion compared to the bottom surface of the concave portion. Therefore, as shown in FIG. 20B, the Cu layer 26 may remain in an island shape on the upper surface of the insulating film 24.

このような島状に残留したCu層26の高さや径は、最大で500nm程度になることがある。それゆえ、そのような島状残留部を生じた場合、隣り合う配線間で電気的短絡を生じるおそれがある。   The height and diameter of the Cu layer 26 remaining in such an island shape may be about 500 nm at the maximum. Therefore, when such an island-like residual portion is generated, there is a risk of causing an electrical short circuit between adjacent wirings.

参考例では、スラリー7にノニオン界面活性剤をさらに添加すること以外は第3の参考例で説明したのと同様の方法により研磨を行う。スラリー7がノニオン界面活性剤を含有している場合、研磨粒子18をより均一に分散させることができる。そのため、第3の参考例で説明した効果が得られるのに加え、金属層26の研磨を均一に進行させることができ、したがって、島状残留部の発生を抑制することができる。 In this reference example , polishing is performed by the same method as described in the third reference example except that a nonionic surfactant is further added to the slurry 7. When the slurry 7 contains a nonionic surfactant, the abrasive particles 18 can be more uniformly dispersed. Therefore, in addition to the effects described in the third reference example , the polishing of the metal layer 26 can be progressed uniformly, and the generation of island-like residual portions can be suppressed.

図21は、スラリー中へのノニオン界面活性剤の添加が島状残留部の発生を抑制する効果の一例を示すグラフである。なお、図21に示すデータは、以下の条件のもとで得られたものである。すなわち、CMP用スラリー7としては、一次粒子径が20nm程度のアナターゼ型酸化チタン粒子18を約3重量%の濃度で含んだスラリーを使用した。また、研磨布(研磨パッド)としてはIC1000/Suba400を使用した。CMPに際しては、500Wの水銀灯を点灯し続け、荷重を約300gf/cm2、ヘッド3の回転数を約100rpm、ターンテーブルの回転数を約100rpmとし、スラリー流量を200cc/minとした。このような条件下で、幅が40μmのCu配線26を10μmの間隔で形成した。 FIG. 21 is a graph showing an example of the effect of the addition of a nonionic surfactant to the slurry suppressing the generation of island-like residues. Note that the data shown in FIG. 21 was obtained under the following conditions. That is, as the CMP slurry 7, a slurry containing anatase-type titanium oxide particles 18 having a primary particle diameter of about 20 nm at a concentration of about 3% by weight was used. Further, IC1000 / Suba400 was used as the polishing cloth (polishing pad). During CMP, a 500 W mercury lamp was kept on, the load was about 300 gf / cm 2 , the head 3 was rotated about 100 rpm, the turntable was rotated about 100 rpm, and the slurry flow rate was 200 cc / min. Under such conditions, Cu wirings 26 having a width of 40 μm were formed at intervals of 10 μm.

図21では、スラリー7にノニオン界面活性剤を添加しなかった場合に得られたデータ(「NSなし」)と、スラリー7にノニオン界面活性剤としてアセチレンジオール(親水疎水バランスHLB=18)を0.1重量%の濃度で添加した場合に得られたデータ(「NSあり」)とを示している。また、図中、縦軸は、所定のエリアを観察した場合に認められた島状残留部の数を示している。   In FIG. 21, data obtained when no nonionic surfactant was added to the slurry 7 (“No NS”), and acetylenic diol (hydrophilic / hydrophobic balance HLB = 18) as nonionic surfactant were added to the slurry 7 as 0. The data obtained when added at a concentration of 1 wt% (“with NS”) are shown. Further, in the figure, the vertical axis indicates the number of island-like residual portions recognized when a predetermined area is observed.

図21に示すように、スラリー7にノニオン界面活性剤を添加しなかった場合、60個の島状残留部を生じた。これに対し、スラリー7にノニオン界面活性剤を添加した場合、島状残留部の数は7個にまで減少した。   As shown in FIG. 21, when no nonionic surfactant was added to the slurry 7, 60 island-like residual portions were generated. On the other hand, when a nonionic surfactant was added to the slurry 7, the number of island-like residual portions was reduced to 7.

このように、上記スラリー7にノニオン界面活性剤を添加することにより、島状残留部の発生を抑制することができる。そのため、配線間で電気的短絡が生じるのを抑制し、製造歩留まりを大幅に向上させることができる。   Thus, by adding a nonionic surfactant to the slurry 7, the generation of island-like residual portions can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an electrical short circuit between the wirings and greatly improve the manufacturing yield.

図22は、スラリー中へのノニオン界面活性剤の添加が製造歩留まりを向上させる効果の一例を示すグラフである。図22では、島状残留部に起因した電気的短絡に関する配線歩留まり(「ショート」)と、図14(a),(b)を参照して説明した配線の剥離に関する配線歩留まり(「オープン」)とを示している。また、図22において、「NSなし」及び「NSあり」は図21に関連して説明したスラリー7を用い、図21に関連して説明したのとほぼ同じ条件のもとでCu配線26を形成した場合に得られたデータを示している。さらに、図22において、「従来技術」は、研磨粒子としてアルミナ或いはシリカ粒子を含有し且つ酸化剤を含有したスラリーを用い、図21に関連して説明したのとほぼ同じ条件のもとでCu配線26を形成した場合に得られたデータを示している。図22に示すように、酸化チタン粒子18とノニオン界面活性剤とを組み合わせた場合、配線間の電気的短絡及び配線の剥離の双方を抑制することができる。   FIG. 22 is a graph showing an example of the effect of adding the nonionic surfactant to the slurry to improve the production yield. In FIG. 22, the wiring yield (“short”) related to the electrical short circuit caused by the island-like residual portion and the wiring yield (“open”) related to the peeling of the wiring described with reference to FIGS. 14 (a) and 14 (b). It shows. In FIG. 22, “without NS” and “with NS” use the slurry 7 described in relation to FIG. 21, and form the Cu wiring 26 under substantially the same conditions as described in relation to FIG. 21. The data obtained when formed is shown. Further, in FIG. 22, “Prior Art” uses a slurry containing alumina or silica particles as an abrasive particle and containing an oxidizing agent, and Cu under the same conditions as described with reference to FIG. 21. Data obtained when the wiring 26 is formed is shown. As shown in FIG. 22, when the titanium oxide particles 18 and the nonionic surfactant are combined, both the electrical short circuit between the wirings and the peeling of the wirings can be suppressed.

上記の通り、酸化チタン粒子18とノニオン界面活性剤とを組み合わせた場合、歩留まりを向上させることができる。しかも、この場合、高い研磨速度を実現することができる。このような効果は、ノニオン界面活性剤を添加した場合に特有である。すなわち、スラリー7にアニオン界面活性剤或いはカチオン界面活性剤を添加しても、ノニオン界面活性剤を添加した場合ほどの効果は得られない。   As described above, when the titanium oxide particles 18 and the nonionic surfactant are combined, the yield can be improved. In addition, in this case, a high polishing rate can be realized. Such an effect is unique when a nonionic surfactant is added. That is, even if an anionic surfactant or a cationic surfactant is added to the slurry 7, the effect as much as when a nonionic surfactant is added cannot be obtained.

図23は、スラリーの組成と研磨速度との関係を示すグラフである。図23に示すデータは、何れも、一次粒子径が20nm程度のアナターゼ型酸化チタン粒子18を約3重量%の濃度で含んだスラリーを使用し、図21に関連して説明したのとほぼ同じ条件のもとでCu配線26を形成した場合に得られたデータを示している。具体的には、「Sなし」はそのスラリーに界面活性剤を添加しなかった場合に得られたデータを示している。「AS1」及び「AS2」はそのスラリーにドデシルベンゼンスルホン酸系及びポリカルボン酸系のアニオン界面活性剤をそれぞれ添加した場合に得られたデータを示している。「CS」は上記スラリーにアンモニウムクロライド系のカチオン界面活性剤を添加した場合に得られたデータを示している。「NS1」は上記スラリーにノニオン界面活性剤としてアセチレンジオールを添加した場合に得られたデータを示している。「NS2」は上記スラリーにフッ素系のノニオン界面活性剤を添加した場合に得られたデータを示している。   FIG. 23 is a graph showing the relationship between the slurry composition and the polishing rate. The data shown in FIG. 23 is almost the same as described with reference to FIG. 21 using a slurry containing anatase-type titanium oxide particles 18 having a primary particle diameter of about 20 nm at a concentration of about 3% by weight. Data obtained when the Cu wiring 26 is formed under the conditions is shown. Specifically, “No S” indicates data obtained when no surfactant was added to the slurry. “AS1” and “AS2” indicate data obtained when dodecylbenzenesulfonic acid-based and polycarboxylic acid-based anionic surfactants were added to the slurry, respectively. “CS” represents data obtained when an ammonium chloride cationic surfactant was added to the slurry. “NS1” indicates data obtained when acetylene diol was added as a nonionic surfactant to the slurry. “NS2” indicates data obtained when a fluorine-based nonionic surfactant was added to the slurry.

図23に示すように、スラリー7にアニオン界面活性剤を添加した場合、界面活性剤を添加しない場合に比べ、研磨速度が低下した。また、スラリー7にアニオン界面活性剤を添加した場合、酸化チタン粒子18の凝集を生じ、それらの分散度が著しく低下した。これは、正電荷を帯びた酸化チタン粒子18に負電荷を帯びたアニオン界面活性剤が吸着し、酸化チタンの酸化力を低下させたためであると考えられる。   As shown in FIG. 23, when an anionic surfactant was added to the slurry 7, the polishing rate was lower than when no surfactant was added. In addition, when an anionic surfactant was added to the slurry 7, the titanium oxide particles 18 were agglomerated and their dispersibility was significantly reduced. This is presumably because the negatively charged anionic surfactant was adsorbed on the positively charged titanium oxide particles 18 and the oxidizing power of titanium oxide was reduced.

また、図23に示すように、スラリー7にカチオン界面活性剤を添加した場合、界面活性剤を添加しない場合に比べて研磨速度が低下し、実用的な研磨速度は得られなかった。これは、カチオン界面活性剤が酸化銅層に吸着し、酸化銅が研磨し難い材料へと変質したためであると考えられる。   Further, as shown in FIG. 23, when a cationic surfactant was added to the slurry 7, the polishing rate was lower than when no surfactant was added, and a practical polishing rate could not be obtained. This is presumably because the cationic surfactant was adsorbed on the copper oxide layer and the copper oxide was transformed into a material that was difficult to polish.

参考例において、ノニオン界面活性剤としては、例えば、アセチレンジオール、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、シュガーエステル、ソルビタンエステル、グリセリンエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルトリメチルアンモニウム塩、アルキルアミン塩、及びそれらの少なくとも1種を含んだ混合物などを使用することができる。また、本参考例において、ノニオン界面活性剤として、その分子内にフルオロアルキル基を含んだフッ素系のノニオン界面活性剤を使用してもよい。 In this reference example , examples of the nonionic surfactant include acetylene diol, polyoxyethylene lauryl ether, sugar ester, sorbitan ester, glycerin ester, polyoxyethylene alkyl ether, fatty acid salt, alkyl sulfate, polyoxyethylene alkylamine. , Alkyltrimethylammonium salt, alkylamine salt, and a mixture containing at least one of them can be used. In this reference example , a fluorine-based nonionic surfactant containing a fluoroalkyl group in the molecule may be used as the nonionic surfactant.

参考例において、スラリー7中のノニオン界面活性剤の濃度は0.001重量%乃至0.5重量%の範囲内にあることが好ましい。スラリー7中のノニオン界面活性剤の濃度が0.001重量%未満である場合、研磨粒子18を均一に分散させる効果が顕著には現れない。また、スラリー7中のノニオン界面活性剤の濃度が0.5重量%を超えると、研磨粒子18の光触媒作用が低減して研磨速度が低下することがある。 In this reference example , the concentration of the nonionic surfactant in the slurry 7 is preferably in the range of 0.001 wt% to 0.5 wt%. When the concentration of the nonionic surfactant in the slurry 7 is less than 0.001% by weight, the effect of uniformly dispersing the abrasive particles 18 does not appear remarkably. On the other hand, when the concentration of the nonionic surfactant in the slurry 7 exceeds 0.5% by weight, the photocatalytic action of the abrasive particles 18 may be reduced to lower the polishing rate.

なお、本参考例において、スラリー7は、酸化剤は含有しない。しかしながら、研磨粒子18を酸化剤として利用するため、図19を参照して説明したように、スラリー7のpHを7以下とすることが好ましい。スラリー7のpHは、例えば、硝酸や燐酸や塩酸や硫酸のような無機酸をpH調整剤として添加することにより調節することができる。 In this reference example , the slurry 7 does not contain an oxidizing agent. However, in order to use the abrasive particles 18 as an oxidizing agent, the pH of the slurry 7 is preferably 7 or less as described with reference to FIG. The pH of the slurry 7 can be adjusted, for example, by adding an inorganic acid such as nitric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid as a pH adjuster.

(第5の参考例
第3の参考例で説明したように研磨粒子18を酸化剤として利用する場合、パターン密度が研磨速度に影響を与える。これについて、図24を参照しながら説明する。
(Fifth reference example )
As described in the third reference example , when the abrasive particles 18 are used as an oxidizing agent, the pattern density affects the polishing rate. This will be described with reference to FIG.

図24は、第3の参考例に係る方法でCMPを行った場合に生じ得る研磨速度のパターン密度依存性を説明する断面図である。なお、図24において、参照番号30はWN層のようなバリア層を示している。 FIG. 24 is a cross-sectional view for explaining the pattern density dependence of the polishing rate that can occur when CMP is performed by the method according to the third reference example . In FIG. 24, reference numeral 30 indicates a barrier layer such as a WN layer.

パターン密度が低い部分51では、研磨粒子18は研磨パッド5とCu層26との間を比較的自由に動くことができる。そのため、パターン密度が低い部分51では、常に十分な密度で研磨粒子18が存在し得る。しかしながら、パターン密度が高い部分52では、研磨粒子18がCu層26の凸部上から凹部内へと入り込む確率が高い。凹部内に入り込んだ研磨粒子18は凸部上に戻ることは困難であるため、その結果、凸部上では研磨粒子18の密度が低下する。そのため、パターン密度が高い部分52では、パターン密度が低い部分51に比べて研磨速度が極端に遅くなる。   In the portion 51 where the pattern density is low, the abrasive particles 18 can move relatively freely between the polishing pad 5 and the Cu layer 26. Therefore, the abrasive particles 18 can always exist at a sufficient density in the portion 51 where the pattern density is low. However, in the portion 52 where the pattern density is high, there is a high probability that the abrasive particles 18 enter the concave portion from the convex portion of the Cu layer 26. Since it is difficult for the abrasive particles 18 that have entered the recesses to return to the projections, the density of the abrasive particles 18 is reduced on the projections. Therefore, the polishing rate is extremely slow in the portion 52 having a high pattern density compared to the portion 51 having a low pattern density.

図25は、第5の参考例に係るCMPを概略的に示す断面図である。本参考例では、スラリー7に樹脂粒子41をさらに添加すること以外は第3の参考例で説明したのと同様の方法により研磨を行う。樹脂粒子41が研磨粒子18及び研磨パッド5の双方に付着し易い場合、図25に示すように、研磨粒子18がCu層26の凹部内に入り込むのを抑制することができる。したがって、第5の参考例によると、第3の参考例で説明した効果が得られるのに加え、パターン密度が高い部分52の研磨速度を高めることができる。 FIG. 25 is a cross-sectional view schematically showing CMP according to the fifth reference example . In this reference example , polishing is performed by the same method as described in the third reference example except that the resin particles 41 are further added to the slurry 7. When the resin particles 41 are likely to adhere to both the abrasive particles 18 and the polishing pad 5, it is possible to suppress the abrasive particles 18 from entering the recesses of the Cu layer 26 as shown in FIG. 25. Therefore, according to the fifth reference example , in addition to obtaining the effects described in the third reference example , the polishing rate of the portion 52 having a high pattern density can be increased.

樹脂粒子41の材料としては、例えば、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びそれらの少なくとも1種を含んだ混合物などを使用することができる。   As a material of the resin particles 41, for example, a methacrylic resin, a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, a polystyrene resin, a polyacetal resin, a polycarbonate resin, and a mixture containing at least one of them can be used.

研磨粒子18に付着し易い樹脂粒子41としては、例えば、研磨粒子18の帯電極性とは逆極性に帯電したものを使用することができる。例えば、研磨粒子18として正電荷を帯びた酸化チタン粒子を使用する場合は、分子内に負電荷を帯びた官能基(例えば、COO-基など)を含んだ樹脂粒子や、シリカで表面処理した樹脂粒子などを使用することができる。また、研磨粒子18に付着し易い樹脂粒子41として、メカノフュージョン現象により研磨粒子18や研磨パッド5に付着し得る樹脂粒子を用いてもよい。なお、通常、研磨パッド5は有機材料でつくられているので、樹脂粒子41は強く付着し得る。 As the resin particles 41 that easily adhere to the abrasive particles 18, for example, those charged to a polarity opposite to the charged polarity of the abrasive particles 18 can be used. For example, when using the titanium oxide particles positively charged as the abrasive particles 18, a functional group bearing a negative charge in the molecule (e.g., COO - group, etc.), resin particles containing, surface-treated with silica Resin particles and the like can be used. Further, as the resin particles 41 that easily adhere to the abrasive particles 18, resin particles that can adhere to the abrasive particles 18 and the polishing pad 5 due to a mechano-fusion phenomenon may be used. Since the polishing pad 5 is usually made of an organic material, the resin particles 41 can adhere strongly.

樹脂粒子41の一次粒子径は5nm乃至1000nmの範囲内で分布していることが好ましい。樹脂粒子41の一次粒子径が5nm未満の場合、樹脂粒子41が研磨粒子18を研磨パッド5に固定する効果が小さい。また、樹脂粒子41の一次粒子径が1000nmを超えると、樹脂粒子41を均一に分散させることが困難となる。   The primary particle diameter of the resin particles 41 is preferably distributed within a range of 5 nm to 1000 nm. When the primary particle diameter of the resin particles 41 is less than 5 nm, the effect of the resin particles 41 fixing the abrasive particles 18 to the polishing pad 5 is small. Moreover, when the primary particle diameter of the resin particle 41 exceeds 1000 nm, it becomes difficult to disperse the resin particle 41 uniformly.

スラリー7中の樹脂粒子41の濃度は0.1重量%乃至3.0重量%の範囲内にあることが好ましい。スラリー7中の樹脂粒子41の濃度が0.1重量%未満である場合、樹脂粒子41が研磨粒子18を研磨パッド5に固定する効果が小さい。また、スラリー7中の樹脂粒子41の濃度が3.0重量%を超えると、樹脂粒子41が研磨粒子18の研磨力や酸化力を低下させることがある。   The concentration of the resin particles 41 in the slurry 7 is preferably in the range of 0.1 wt% to 3.0 wt%. When the concentration of the resin particles 41 in the slurry 7 is less than 0.1% by weight, the effect of the resin particles 41 fixing the abrasive particles 18 to the polishing pad 5 is small. In addition, when the concentration of the resin particles 41 in the slurry 7 exceeds 3.0% by weight, the resin particles 41 may reduce the polishing power and the oxidizing power of the polishing particles 18.

図26は、スラリー中への樹脂粒子の添加が研磨速度を高める効果の一例を示すグラフである。なお、図26に示すデータは、以下の条件のもとで得られたものである。すなわち、CMP用スラリー7としては、一次粒子径が20nm程度のアナターゼ型酸化チタン粒子18を約3重量%の濃度で含み、表面にCOO-基を有する一次粒子径が200nm程度のPMMA(ポリメチルメタクリレート)粒子41を約0.5重量%の濃度で含み、pHを約3に調節したスラリーを使用した。また、研磨布(研磨パッド)としてはIC1000/Suba400を使用した。CMPに際しては、500Wの水銀灯を点灯し続け、荷重を約300gf/cm2、ヘッド3の回転数を約100rpm、ターンテーブルの回転数を約100rpmとし、スラリー流量を200cc/minとした。このような条件下で、Cu配線26を形成した。 FIG. 26 is a graph showing an example of the effect of adding the resin particles to the slurry to increase the polishing rate. Note that the data shown in FIG. 26 is obtained under the following conditions. That is, the CMP slurry 7 includes PMMA (polymethyl) containing anatase-type titanium oxide particles 18 having a primary particle diameter of about 20 nm at a concentration of about 3% by weight and having a COO group on the surface and a primary particle diameter of about 200 nm. (Methacrylate) particles 41 at a concentration of about 0.5% by weight and a pH adjusted to about 3 was used. Further, IC1000 / Suba400 was used as the polishing cloth (polishing pad). During CMP, a 500 W mercury lamp was kept on, the load was about 300 gf / cm 2 , the head 3 was rotated about 100 rpm, the turntable was rotated about 100 rpm, and the slurry flow rate was 200 cc / min. Under such conditions, the Cu wiring 26 was formed.

図26では、パターン密度が低い部分における研磨速度のデータ(「blanket」)と、パターン密度が高い部分における研磨速度のデータ(「pattern」)とが示されている。また、図26において、「樹脂なし」は樹脂粒子41を含有していないスラリーを用いた場合に得られたデータを示し、「樹脂あり」は樹脂粒子41を含有したスラリーを用いた場合に得られたデータを示している。図26に示すように、スラリー7に樹脂粒子41を添加することにより、パターン密度が低い部分における研磨速度及びパターン密度が高い部分における研磨速度の双方を高めることができた。特に、スラリー7に樹脂粒子41を添加した場合、パターン密度が高い部分における研磨速度を大幅に高めることができた。   FIG. 26 shows polishing rate data (“blanket”) in a portion where the pattern density is low and polishing rate data (“pattern”) in a portion where the pattern density is high. Further, in FIG. 26, “without resin” indicates data obtained when a slurry containing no resin particles 41 is used, and “with resin” is obtained when a slurry containing resin particles 41 is used. The obtained data is shown. As shown in FIG. 26, by adding the resin particles 41 to the slurry 7, it was possible to increase both the polishing rate in the portion where the pattern density was low and the polishing rate in the portion where the pattern density was high. In particular, when the resin particles 41 were added to the slurry 7, the polishing rate in the portion where the pattern density was high could be significantly increased.

(第6の参考例
第5の参考例では、スラリー7に樹脂粒子41を添加することにより研磨速度を高めた。第6の参考例では、スラリー7に研磨粒子18の帯電極性と同極性に帯電した無機粒子を添加して研磨速度を高める。
(Sixth reference example )
In the fifth reference example , the polishing rate was increased by adding resin particles 41 to the slurry 7. In the sixth reference example , inorganic particles charged to the same polarity as the charged polarity of the abrasive particles 18 are added to the slurry 7 to increase the polishing rate.

図27は、第6の参考例に係るCMPを概略的に示す断面図である。本参考例では、スラリー7に無機粒子42をさらに添加すること以外は第3の参考例で説明したのと同様の方法により研磨を行う。スラリー7に研磨粒子18の帯電極性と同極性に帯電した無機粒子42を添加した場合、スラリー7の機械的研磨力が向上する。したがって、第6の参考例によると、第3の参考例で説明した効果が得られるのに加え、研磨速度を高めることができる。 FIG. 27 is a cross-sectional view schematically showing CMP according to the sixth reference example . In this reference example , polishing is performed by the same method as described in the third reference example except that the inorganic particles 42 are further added to the slurry 7. When the inorganic particles 42 charged with the same polarity as the charged polarity of the abrasive particles 18 are added to the slurry 7, the mechanical polishing power of the slurry 7 is improved. Therefore, according to the sixth reference example , in addition to obtaining the effects described in the third reference example , the polishing rate can be increased.

なお、研磨粒子18の帯電極性と無機粒子42の帯電極性とが異なっている場合、研磨速度を高めることは困難である。例えば、酸化チタン粒子18は正電荷を帯びており、アルミナ粒子42も正電荷を帯びている。そのため、酸化チタン粒子18とアルミナ粒子42との静電気力による凝集は生じ難い。したがって、酸化チタン粒子18の酸化力を低下させることなくスラリー7の機械的研磨力を高めることができる。これに対し、酸化チタン粒子18とシリカ粒子のように負電荷を帯びている無機粒子とを組み合わせた場合、それら粒子同士で凝集してしまう。そのため、酸化チタン粒子18の酸化力が低下し、研磨速度は逆に低下することとなる。   When the charged polarity of the abrasive particles 18 and the charged polarity of the inorganic particles 42 are different, it is difficult to increase the polishing rate. For example, the titanium oxide particles 18 are positively charged, and the alumina particles 42 are also positively charged. Therefore, aggregation due to electrostatic force between the titanium oxide particles 18 and the alumina particles 42 hardly occurs. Therefore, the mechanical polishing power of the slurry 7 can be increased without reducing the oxidizing power of the titanium oxide particles 18. On the other hand, when the titanium oxide particles 18 and inorganic particles having a negative charge such as silica particles are combined, the particles aggregate together. Therefore, the oxidizing power of the titanium oxide particles 18 decreases, and the polishing rate decreases conversely.

参考例において、研磨粒子18として酸化チタン粒子を使用し且つ無機粒子42としてアルミナ粒子を使用する場合、スラリー7を調製する際に、酸化チタン粒子18とアルミナ粒子42とは粉体状態で混合しないことが望ましい。すなわち、酸化チタン粒子18の分散液とアルミナ粒子42の分散液とを混合するか、酸化チタン粒子18及びアルミナ粒子42の一方の分散液中に他方を添加することが望ましい。酸化チタン粒子18とアルミナ粒子42とを粉体状態で混合すると、酸化チタン粒子18とアルミナ粒子42とが一体化されて複合粒子を生じることがある。そのような複合粒子を生じると、酸化チタンの表面積が減少し、その酸化力が著しく低下する。 In this reference example , when titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18 and alumina particles are used as the inorganic particles 42, when preparing the slurry 7, the titanium oxide particles 18 and the alumina particles 42 are mixed in a powder state. It is desirable not to. That is, it is desirable to mix the dispersion liquid of the titanium oxide particles 18 and the dispersion liquid of the alumina particles 42, or add the other to one dispersion liquid of the titanium oxide particles 18 and the alumina particles 42. When the titanium oxide particles 18 and the alumina particles 42 are mixed in a powder state, the titanium oxide particles 18 and the alumina particles 42 may be integrated to produce composite particles. When such composite particles are produced, the surface area of titanium oxide is reduced and its oxidizing power is significantly reduced.

アルミナ粒子42の一次粒子径は5nm乃至100nmの範囲内で分布していることが好ましい。アルミナ粒子42の一次粒子径が5nm未満の場合、機械的研磨力が高まる効果が小さい。また、アルミナ粒子42の一次粒子径が100nmを超えると、スクラッチが発生し易くなる。   The primary particle diameter of the alumina particles 42 is preferably distributed within a range of 5 nm to 100 nm. When the primary particle diameter of the alumina particles 42 is less than 5 nm, the effect of increasing the mechanical polishing force is small. Further, when the primary particle diameter of the alumina particles 42 exceeds 100 nm, scratches are likely to occur.

スラリー7中のアルミナ粒子42の濃度は0.1重量%乃至3.0重量%の範囲内にあることが好ましい。スラリー7中のアルミナ粒子42の濃度が0.1重量%未満である場合、機械的研磨力が高まる効果が現れない。また、スラリー7中のアルミナ粒子42の濃度が3.0重量%を超えると、アルミナ粒子42が研磨粒子18の研磨力や酸化力を低下させることがある。   The concentration of the alumina particles 42 in the slurry 7 is preferably in the range of 0.1 wt% to 3.0 wt%. When the concentration of the alumina particles 42 in the slurry 7 is less than 0.1% by weight, the effect of increasing the mechanical polishing power does not appear. Further, when the concentration of the alumina particles 42 in the slurry 7 exceeds 3.0% by weight, the alumina particles 42 may reduce the polishing power and the oxidizing power of the polishing particles 18.

図28は、スラリー中への無機粒子の添加が研磨速度を高める効果の一例を示すグラフである。なお、図28に示すデータは、以下の条件のもとで得られたものである。すなわち、CMP用スラリー7としては、一次粒子径が20nm程度のアナターゼ型酸化チタン粒子18を約3重量%の濃度で含み、一次粒子径が50nm程度のγアルミナ粒子42を約0.5重量%の濃度で含み、pHを約3に調節したスラリー7を使用した。また、研磨布(研磨パッド)としてはIC1000/Suba400を使用した。CMPに際しては、500Wの水銀灯を点灯し続け、荷重を約300gf/cm2、ヘッド3の回転数を約100rpm、ターンテーブルの回転数を約100rpmとし、スラリー流量を200cc/minとした。このような条件下で、Cu配線26を形成した。 FIG. 28 is a graph showing an example of the effect of adding inorganic particles to the slurry to increase the polishing rate. Note that the data shown in FIG. 28 is obtained under the following conditions. That is, the CMP slurry 7 contains anatase-type titanium oxide particles 18 having a primary particle diameter of about 20 nm at a concentration of about 3% by weight, and γ alumina particles 42 having a primary particle diameter of about 50 nm are about 0.5% by weight. And a slurry 7 having a pH of about 3 was used. Further, IC1000 / Suba400 was used as the polishing cloth (polishing pad). During CMP, a 500 W mercury lamp was kept on, the load was about 300 gf / cm 2 , the head 3 was rotated about 100 rpm, the turntable was rotated about 100 rpm, and the slurry flow rate was 200 cc / min. Under such conditions, the Cu wiring 26 was formed.

図28において、「アルミナなし」はアルミナ粒子21を含有していないスラリーを用いた場合に得られたデータを示し、「アルミナあり」はアルミナ粒子42を含有したスラリーを用いた場合に得られたデータを示している。また、「シリカあり」はアルミナ粒子42の代わりにシリカ粒子を含有したスラリーを用いた場合に得られたデータを示している。   In FIG. 28, “without alumina” indicates data obtained when a slurry not containing alumina particles 21 is used, and “with alumina” is obtained when a slurry containing alumina particles 42 is used. Data are shown. Further, “with silica” indicates data obtained when a slurry containing silica particles is used instead of the alumina particles 42.

図28に示すように、スラリー7にシリカ粒子を添加した場合、パターン密度が低い部分における研磨速度及びパターン密度が高い部分における研磨速度の双方が大幅に低下し、実用的な研磨速度は得られなかった。これに対し、スラリー7にアルミナ粒子42を添加した場合、パターン密度が低い部分における研磨速度及びパターン密度が高い部分における研磨速度の双方を高めることができた。特に、スラリー7にアルミナ粒子42を添加した場合、パターン密度が高い部分における研磨速度を大幅に高めることができた。   As shown in FIG. 28, when silica particles are added to the slurry 7, both the polishing rate in the portion where the pattern density is low and the polishing rate in the portion where the pattern density is high are greatly reduced, and a practical polishing rate is obtained. There wasn't. On the other hand, when the alumina particles 42 were added to the slurry 7, it was possible to increase both the polishing rate in the portion where the pattern density was low and the polishing rate in the portion where the pattern density was high. In particular, when the alumina particles 42 were added to the slurry 7, the polishing rate in the portion where the pattern density was high could be significantly increased.

(第7の参考例
上述した第1乃至第6の参考例では、研磨粒子18として主に酸化チタン粒子を使用した場合について説明した。第7の参考例では、窒素及び/または硫黄をドープした酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用する。
(Seventh reference example )
In the first to sixth reference examples described above, the case where titanium oxide particles are mainly used as the abrasive particles 18 has been described. In the seventh reference example , titanium oxide particles doped with nitrogen and / or sulfur are used as the abrasive particles 18.

上記の通り、酸化チタンの光触媒作用は主として波長が380nm以下の紫外領域の光を照射することにより発現する。そのため、CMP装置には、水銀灯やブラックライトなどの紫外線照射装置を設ける必要がある。しかも、紫外線は人体に悪影響を与えるおそれがある。   As described above, the photocatalytic action of titanium oxide is manifested mainly by irradiation with light in the ultraviolet region having a wavelength of 380 nm or less. Therefore, it is necessary to provide the CMP apparatus with an ultraviolet irradiation device such as a mercury lamp or a black light. In addition, ultraviolet rays may adversely affect the human body.

しかしながら、酸化チタン粒子18に紫外線の代わりに可視光線を使用した場合、光触媒作用を十分に発現させることができない。そのため、この場合、実用的な研磨速度を得ることができない。したがって、研磨粒子18は、より長い波長の光を照射した場合でも光触媒作用を十分に発現し得るものであることが望まれる。   However, when visible light is used for the titanium oxide particles 18 instead of ultraviolet rays, the photocatalytic action cannot be sufficiently exhibited. Therefore, in this case, a practical polishing rate cannot be obtained. Therefore, it is desirable that the abrasive particles 18 can sufficiently exhibit the photocatalytic action even when irradiated with light having a longer wavelength.

図29(a)は酸化チタンのエネルギーバンドを示す図であり、図29(b)は窒素をドープした酸化チタンのエネルギーバンドを示す図であり、図29(c)はアルミナまたはシリカのエネルギーバンドを示す図である。図29(a)に示すように、酸化チタンのバンドギャップは3.2eVであり、紫外域の光を吸収することにより光触媒作用を発現する。これに対し、酸化チタンに窒素をドープした場合、図29(b)に示すように、酸化チタンの価電子帯と伝導帯との間に新たなエネルギー準位が形成される。そのため、実効的なバンドギャップをより小さくすることができる。したがって、紫外線よりも低エネルギーの可視光線でも光触媒作用を発現させることが可能となる。なお、図29(c)に示すように、アルミナやシリカのバンドギャップは8eVよりも大きい。そのため、それらに紫外域の光を照射しても光触媒作用は発現しない。   FIG. 29 (a) is a diagram showing an energy band of titanium oxide, FIG. 29 (b) is a diagram showing an energy band of titanium oxide doped with nitrogen, and FIG. 29 (c) is an energy band of alumina or silica. FIG. As shown in FIG. 29 (a), titanium oxide has a band gap of 3.2 eV, and exhibits photocatalytic action by absorbing light in the ultraviolet region. On the other hand, when titanium oxide is doped with nitrogen, a new energy level is formed between the valence band and the conduction band of titanium oxide, as shown in FIG. Therefore, the effective band gap can be further reduced. Therefore, it is possible to develop a photocatalytic action even with visible light having a lower energy than ultraviolet light. In addition, as shown in FIG.29 (c), the band gap of an alumina or a silica is larger than 8 eV. Therefore, even if they are irradiated with light in the ultraviolet region, no photocatalytic action is exhibited.

図30は、研磨粒子18に照射した光の波長と光励起により生じた正孔の数との関係を示すグラフである。図中、横軸は研磨粒子18に照射した光の波長を示し、縦軸は光照射により研磨粒子18に生じた正孔の数を示している。なお、研磨粒子18の酸化力は生じた正孔の数にほぼ比例している。   FIG. 30 is a graph showing the relationship between the wavelength of light applied to the abrasive particles 18 and the number of holes generated by photoexcitation. In the figure, the horizontal axis indicates the wavelength of light irradiated on the abrasive particles 18, and the vertical axis indicates the number of holes generated in the abrasive particles 18 due to light irradiation. The oxidizing power of the abrasive particles 18 is substantially proportional to the number of holes generated.

図30に示すように、研磨粒子18の材料が酸化チタンである場合、紫外線を照射すれば十分な数の正孔を生じさせることができるものの、可視光線を照射しても十分な数の正孔を生じさせることはできない。これに対し、窒素をドープした酸化チタンを研磨粒子18の材料として使用すると、紫外線を照射した場合だけでなく、可視光線を照射した場合にも十分な数の正孔を生じさせることが可能となる。そのため、本参考例によると、可視光線を照射した場合にも十分な酸化力を得ることができる。したがって、本参考例によると、窒素をドープした酸化チタンを研磨粒子18の材料として使用すること以外は第1乃至第6の参考例に記載したのと同様の方法でCMPを行った場合、照射光として紫外線を利用したときだけでなく可視光線を利用したときにも、それら参考例で説明した効果を得ることができる。 As shown in FIG. 30, when the material of the abrasive particles 18 is titanium oxide, a sufficient number of positive holes can be generated if irradiated with ultraviolet rays, but a sufficient number of positive particles can be generated even when irradiated with visible light. It is not possible to create holes. On the other hand, when titanium oxide doped with nitrogen is used as the material of the abrasive particles 18, it is possible to generate a sufficient number of holes not only when irradiated with ultraviolet rays but also when irradiated with visible rays. Become. Therefore, according to this reference example , sufficient oxidizing power can be obtained even when visible light is irradiated. Therefore, according to the present reference example , when CMP is performed by the same method as described in the first to sixth reference examples except that titanium oxide doped with nitrogen is used as the material of the abrasive particles 18, irradiation is performed. The effects described in the reference examples can be obtained not only when ultraviolet light is used as light but also when visible light is used.

参考例において、研磨粒子18の材料として、窒素をドープした酸化チタンの代わりに硫黄をドープした酸化チタンを使用してもよい。或いは、研磨粒子18の材料として、窒素をドープした酸化チタンの代わりに窒素及び硫黄の双方をドープした酸化チタンを使用してもよい。これらの場合も、研磨粒子18の材料として窒素をドープした酸化チタンを使用した場合と同様の効果を得ることができる。 In this reference example , as a material for the abrasive particles 18, titanium oxide doped with sulfur may be used instead of titanium oxide doped with nitrogen. Alternatively, titanium oxide doped with both nitrogen and sulfur may be used as the material of the abrasive particles 18 instead of titanium oxide doped with nitrogen. In these cases as well, the same effects as when titanium oxide doped with nitrogen is used as the material of the abrasive particles 18 can be obtained.

参考例において、酸化チタン中の窒素及び/または硫黄の濃度は、10原子%以下であることが好ましく、2原子%以下であることがより好ましい。窒素及び/または硫黄の濃度が過剰に高いと、研磨粒子18の光触媒としての能力が低下することがある。また、本参考例において、酸化チタン中の窒素及び/または硫黄の濃度は、0.05原子%以上であることが好ましく、0.1原子%以上であることがより好ましい。窒素及び/または硫黄の濃度が低いと、可視光線を照射することにより十分な光触媒作用を発現させることが困難となることがある。 In this reference example , the concentration of nitrogen and / or sulfur in titanium oxide is preferably 10 atomic percent or less, and more preferably 2 atomic percent or less. If the concentration of nitrogen and / or sulfur is excessively high, the ability of the abrasive particles 18 as a photocatalyst may be reduced. In this reference example , the concentration of nitrogen and / or sulfur in titanium oxide is preferably 0.05 atomic% or more, and more preferably 0.1 atomic% or more. When the concentration of nitrogen and / or sulfur is low, it may be difficult to develop a sufficient photocatalytic action by irradiation with visible light.

参考例において、スラリー7のpHは約3乃至約5の範囲内にあることが好ましい。スラリー7のpHが7程度である場合、研磨粒子18のゼータ電位がゼロ(等電点)に近づくため、凝集し易くなる。また、スラリー7がアルカリ性である場合、被研磨金属面に研磨し難い金属水酸化物が形成され、研磨速度が低下することがある。さらに、pHが約3未満である場合、被研磨金属面がウェットエッチングされて不所望な溶解を生ずることがある。 In this reference example , the pH of the slurry 7 is preferably in the range of about 3 to about 5. When the pH of the slurry 7 is about 7, the zeta potential of the abrasive particles 18 approaches zero (isoelectric point), so that the slurry 7 easily aggregates. In addition, when the slurry 7 is alkaline, a metal hydroxide that is difficult to polish may be formed on the metal surface to be polished, and the polishing rate may decrease. Further, if the pH is less than about 3, the metal surface to be polished may be wet etched to cause unwanted dissolution.

参考例において、窒素をドープした酸化チタン粒子18、硫黄をドープした酸化チタン粒子18、及び、窒素及び硫黄の双方をドープした酸化チタン粒子18は、様々な方法で得ることができる。例えば、ゾル−ゲル法や化学反応法を利用して得ることができる。 In this reference example , the titanium oxide particles 18 doped with nitrogen, the titanium oxide particles 18 doped with sulfur, and the titanium oxide particles 18 doped with both nitrogen and sulfur can be obtained by various methods. For example, it can be obtained using a sol-gel method or a chemical reaction method.

(第8の参考例
酸化チタンに紫外線を照射することにより生じる電子と正孔とは再結合し易い。通常、それらの寿命は100nsec程度である。このような正孔の短い寿命は酸化チタン粒子18の酸化力を制限し、研磨速度を律速することがある。
(Eighth reference example )
Electrons and holes generated by irradiating titanium oxide with ultraviolet rays are easily recombined. Usually, their lifetime is about 100 nsec. Such a short lifetime of holes may limit the oxidizing power of the titanium oxide particles 18 and limit the polishing rate.

第8の参考例では、電荷分離物質を担持した酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用する。そのような研磨粒子18を使用した場合、酸化チタンに光を照射することにより生じる電子と正孔との再結合を抑制することができる。例えば、電荷分離物質としてニッケルを担持した酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用した場合には、光照射により生じた電子はニッケル上で下記反応式:
2H+ + 2e- → H2
に示す還元反応を生じ得る。
そのため、光照射により生じた電子はニッケルに向けて移動し、正孔と電子とが再結合する確率が低下する。
In the eighth reference example , titanium oxide particles carrying a charge separation material are used as the abrasive particles 18. When such abrasive particles 18 are used, recombination of electrons and holes caused by irradiating titanium oxide with light can be suppressed. For example, when titanium oxide particles carrying nickel as a charge separation substance are used as the abrasive particles 18, electrons generated by light irradiation are represented by the following reaction formula on nickel:
2H + + 2e - → H 2
The reduction reaction shown in FIG.
Therefore, electrons generated by light irradiation move toward nickel, and the probability that holes and electrons are recombined is reduced.

図31は、研磨粒子18に照射した光の波長と研磨粒子18中の正孔の数との関係を示すグラフである。図中、横軸は研磨粒子18に照射した光の波長を示し、縦軸は光照射時における研磨粒子18中の正孔の数を示している。   FIG. 31 is a graph showing the relationship between the wavelength of light applied to the abrasive particles 18 and the number of holes in the abrasive particles 18. In the figure, the horizontal axis indicates the wavelength of light irradiated on the abrasive particles 18, and the vertical axis indicates the number of holes in the abrasive particles 18 at the time of light irradiation.

図31に示すように、ニッケルのような電荷分離材料を担持した酸化チタン粒子18を使用した場合、酸化チタン粒子18を使用した場合に比べて、紫外線照射時における研磨粒子18中の正孔の数を高めることができる。そのため、より高い酸化力を得ることができる。したがって、本参考例によると、電荷分離材料を担持した酸化チタン粒子18を使用すること以外は第1乃至第6の参考例に記載したのと同様の方法でCMPを行った場合、それら参考例で説明した効果が得られるのに加え、より高い研磨速度を実現することが可能となる。 As shown in FIG. 31, when the titanium oxide particles 18 supporting a charge separation material such as nickel are used, the number of holes in the abrasive particles 18 at the time of ultraviolet irradiation is larger than when the titanium oxide particles 18 are used. The number can be increased. Therefore, a higher oxidizing power can be obtained. Therefore, according to this reference example , when CMP is performed by the same method as described in the first to sixth reference examples except that the titanium oxide particles 18 supporting the charge separation material are used, those reference examples are used. In addition to the effects described in (1) above, it is possible to achieve a higher polishing rate.

参考例では、電荷分離物質として、ニッケル、銅、銀、金、ニオブ、及びそれらの混合物の何れかを使用する。鉛やバナジウムやクロムなどは、毒性が強いため、危険であり、また、環境問題を引き起こす原因になる。特に、酸化バナジウムは猛毒であり、使用に際して危険を伴う。これに対し、ニッケルや銅や銀や金やニオブは毒性が低く、取り扱いも容易である。 In this reference example , any of nickel, copper, silver, gold, niobium, and a mixture thereof is used as the charge separation material. Lead, vanadium, chromium and the like are dangerous because they are highly toxic and cause environmental problems. In particular, vanadium oxide is extremely toxic and is dangerous when used. In contrast, nickel, copper, silver, gold, and niobium have low toxicity and are easy to handle.

参考例において、酸化チタン表面の電荷分離物質で被覆された面積である被覆率は、90%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましい。この被覆率が過剰に高いと、研磨粒子18の光触媒としての能力が低下することがある。また、本参考例において、上記被覆率は、5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましい。上記被覆率が低いと、正孔と電子とが再結合する確率を顕著に低下させることができない。 In this reference example , the coverage, which is the area covered with the charge separation substance on the titanium oxide surface, is preferably 90% or less, and more preferably 60% or less. If this coverage is excessively high, the ability of the abrasive particles 18 as a photocatalyst may be reduced. In this reference example , the coverage is preferably 5% or more, and more preferably 10% or more. When the said coverage is low, the probability that a hole and an electron will recombine cannot be reduced notably.

第9の参考例では、第7及び第8の参考例で説明した技術の組み合わせを利用する。すなわち、電荷分離材料を担持し且つ窒素及び/または硫黄をドープした酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用する。 In the ninth reference example , the combination of the techniques described in the seventh and eighth reference examples is used. That is, titanium oxide particles carrying a charge separation material and doped with nitrogen and / or sulfur are used as the abrasive particles 18.

図32は、研磨粒子18に照射した光の波長と研磨粒子18中の正孔の数との関係を示すグラフである。図中、横軸は研磨粒子18に照射した光の波長を示し、縦軸は光照射時における研磨粒子18中の正孔の数を示している。   FIG. 32 is a graph showing the relationship between the wavelength of light applied to the abrasive particles 18 and the number of holes in the abrasive particles 18. In the figure, the horizontal axis indicates the wavelength of light irradiated on the abrasive particles 18, and the vertical axis indicates the number of holes in the abrasive particles 18 at the time of light irradiation.

図32に示すように、例えば、ニッケルのような電荷分離材料を担持し且つ窒素をドープした酸化チタン粒子18を使用した場合、酸化チタン粒子18を使用した場合に比べて、紫外線照射時だけでなく、可視光線照射時にも研磨粒子18中の正孔の数を高めることができる。したがって、可視光線照射時にも、より高い酸化力を得ることができ、より高い研磨速度を実現することが可能となる。すなわち、第7及び第8の参考例で説明した効果の双方を得ることができる。なお、本参考例では、電荷分離物質として、例えば、ニッケル、銅、銀、金、白金、ニオブ、及びそれらの混合物の何れかを使用することができる。 As shown in FIG. 32, for example, when titanium oxide particles 18 carrying a charge separation material such as nickel and doped with nitrogen are used, compared with the case where titanium oxide particles 18 are used, only when irradiated with ultraviolet rays. In addition, the number of holes in the abrasive particles 18 can be increased even during visible light irradiation. Therefore, a higher oxidizing power can be obtained even during visible light irradiation, and a higher polishing rate can be realized. That is, both of the effects described in the seventh and eighth reference examples can be obtained. In this reference example , for example, any of nickel, copper, silver, gold, platinum, niobium, and a mixture thereof can be used as the charge separation substance.

図33は、研磨粒子18の種類と研磨速度との関係を示すグラフである。図33に示すデータは、図14(a)に示す構造を以下の条件のもとで形成した場合に得られたものである。すなわち、CMP用スラリー7としては、研磨粒子18を約3重量%の濃度で含み且つpHを約3としたスラリーを使用した。また、研磨布(研磨パッド)としてはIC1000/Suba400を使用した。CMPに際しては、500Wの水銀灯を点灯し続け、荷重を約300gf/cm2、ヘッド3の回転数を約100rpm、ターンテーブルの回転数を約100rpmとし、スラリー流量を200cc/minとした。このような条件下で、幅が42.50μmのCu配線26を7.5μmの間隔で形成した。 FIG. 33 is a graph showing the relationship between the type of abrasive particles 18 and the polishing rate. The data shown in FIG. 33 is obtained when the structure shown in FIG. 14A is formed under the following conditions. That is, as the CMP slurry 7, a slurry containing abrasive particles 18 at a concentration of about 3% by weight and having a pH of about 3 was used. Further, IC1000 / Suba400 was used as the polishing cloth (polishing pad). During CMP, a 500 W mercury lamp was kept on, the load was about 300 gf / cm 2 , the head 3 was rotated about 100 rpm, the turntable was rotated about 100 rpm, and the slurry flow rate was 200 cc / min. Under such conditions, Cu wirings 26 having a width of 42.50 μm were formed at intervals of 7.5 μm.

なお、図33において、「Al23」、「SiO2」、「TiO2」は、それぞれ、研磨粒子18として酸化アルミニウム粒子、酸化珪素粒子、酸化チタン粒子を使用した場合に得られたデータを示している。「TiON」は、研磨粒子18として、窒素をドープした酸化チタン粒子を使用した場合に得られたデータを示している。「Ni/TiO2」は、研磨粒子18として、Niを担持した酸化チタン粒子を使用した場合に得られたデータを示している。「Ni/TiON」は、研磨粒子18として、窒素をドープし且つNiを担持した酸化チタン粒子を使用した場合に得られたデータを示している。 In FIG. 33, “Al 2 O 3 ”, “SiO 2 ”, and “TiO 2 ” are data obtained when aluminum oxide particles, silicon oxide particles, and titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18, respectively. Is shown. “TiON” indicates data obtained when titanium oxide particles doped with nitrogen are used as the abrasive particles 18. “Ni / TiO 2 ” indicates data obtained when titanium oxide particles supporting Ni are used as the abrasive particles 18. “Ni / TiON” indicates data obtained when titanium oxide particles doped with nitrogen and supporting Ni are used as the abrasive particles 18.

図33に示すように、研磨粒子18として酸化チタン粒子を使用した場合、水銀灯(500W)を照射し続けながらCMPを行ったときには実用的な研磨速度が得られるものの、蛍光灯(30W)を照射し続けながらCMPを行ったときに実用的な研磨速度を得ることはできなかった。これに対し、研磨粒子18として窒素をドープした酸化チタン粒子を使用した場合、水銀灯を照射し続けながらCMPを行ったときにはより高い研磨速度が得られ、蛍光灯を照射し続けながらCMPを行ったときにも実用的な研磨速度を得ることができた。また、研磨粒子18としてNiを担持した酸化チタン粒子を使用した場合、水銀灯を照射し続けながらCMPを行ったときにはより高い研磨速度を得ることができた。さらに、研磨粒子18として窒素をドープし且つNiを担持した酸化チタン粒子を使用した場合、水銀灯を照射し続けながらCMPを行ったときには極めて高い研磨速度が得られ、蛍光灯を照射し続けながらCMPを行ったときにも非常に高い研磨速度を得ることができた。   As shown in FIG. 33, when titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18, when a CMP is performed while continuing irradiation with a mercury lamp (500W), a practical polishing rate can be obtained, but irradiation with a fluorescent lamp (30W) is possible. When CMP was performed while continuing, a practical polishing rate could not be obtained. On the other hand, when the titanium oxide particles doped with nitrogen were used as the abrasive particles 18, a higher polishing rate was obtained when CMP was performed while continuing to irradiate the mercury lamp, and CMP was performed while continuing to irradiate the fluorescent lamp. Sometimes a practical polishing rate could be obtained. When titanium oxide particles supporting Ni were used as the polishing particles 18, a higher polishing rate could be obtained when CMP was performed while continuing irradiation with a mercury lamp. Furthermore, when titanium oxide particles doped with nitrogen and carrying Ni are used as the abrasive particles 18, when CMP is performed while continuing to irradiate a mercury lamp, an extremely high polishing rate is obtained, and CMP continues while irradiating with a fluorescent lamp. A very high polishing rate could be obtained even when performing.

なお、酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用したスラリー7にCu膜を浸漬して、ウェットエッチングを行った。その結果、光照射時及び遮光時の双方で、エッチングレートは1nm/min以下であった。また、図33に示すように、酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用した場合、遮光時の研磨速度は光照射時の研磨速度に比べて著しく低い。これら結果から、酸化チタン粒子を研磨粒子18として使用した上記のCMPでは、分散媒25中に溶解したpH調整剤などによるウェットエッチングは銅の除去に殆ど寄与しておらず、銅の除去は、主として、酸化チタン粒子18による銅の酸化とそれにより生じた銅の酸化チタン粒子18による機械的研磨とによって進行することが確認された。   In addition, the Cu film | membrane was immersed in the slurry 7 which used the titanium oxide particle as the abrasive particle 18, and the wet etching was performed. As a result, the etching rate was 1 nm / min or less both during light irradiation and during light shielding. As shown in FIG. 33, when titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18, the polishing rate at the time of light shielding is remarkably lower than the polishing rate at the time of light irradiation. From these results, in the above CMP using titanium oxide particles as the abrasive particles 18, wet etching with a pH adjuster or the like dissolved in the dispersion medium 25 hardly contributes to the removal of copper. It was confirmed that the process proceeds mainly by the oxidation of copper by the titanium oxide particles 18 and the mechanical polishing of the resulting copper oxide particles 18 of copper.

また、研磨粒子18として、酸化チタン粒子を使用した場合、窒素をドープした酸化チタン粒子を使用した場合、研磨粒子18としてNiを担持した酸化チタン粒子を使用した場合、研磨粒子18として窒素をドープし且つNiを担持した酸化チタン粒子を使用した場合の何れにおいても、ジャストポリッシュからさらに60%研磨したオーバーポリッシュの時点で、ディッシングやエロージョンは60nm以下であった。すなわち、良好な平坦性を実現することができた。   In addition, when titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18, titanium oxide particles doped with nitrogen are used, titanium oxide particles carrying Ni are used as the abrasive particles 18, nitrogen is doped as the abrasive particles 18. In addition, in any of the cases where titanium oxide particles supporting Ni were used, dishing and erosion were 60 nm or less at the time of overpolishing after further polishing by 60% from just polishing. That is, good flatness could be realized.

(第10の参考例
次に、第10の参考例について説明する。第1乃至第9の参考例では、研磨粒子18の光触媒作用をCMPの最中に利用した。これに対し、第10の参考例では、研磨粒子18の光触媒作用をCMP用スラリー7の保管時に利用する。
(10th reference example )
Next, a tenth reference example will be described. In the first to ninth reference examples , the photocatalytic action of the abrasive particles 18 was used during CMP. On the other hand, in the tenth reference example , the photocatalytic action of the abrasive particles 18 is used when the CMP slurry 7 is stored.

先に説明したように、CMP用スラリーを使用せずに保管しておくと、研磨粒子が凝集して巨大な粗大粒子を生じ、最終的には沈殿する。本参考例では、研磨粒子18として分散度が光照射により向上するもの,例えば酸化チタン粒子,を使用し、スラリー7を保管している間、スラリー7に上記光を連続的に照射する。これにより、研磨粒子18の良好な分散状態を維持することができる。なお、研磨粒子18の良好な分散状態(例えば、研磨粒子18の沈殿を生じない程度の分散状態)を維持可能であれば、スラリー7に上記光を連続的に照射する代わりに、上記光を断続的に照射してもよい。また、スラリー7に照射する光の強さは、研磨粒子18の良好な分散状態を維持することが可能であれば特に制限はない。 As described above, if the slurry for CMP is stored without using it, the abrasive particles aggregate to form huge coarse particles, which eventually precipitate. In this reference example , the abrasive particles 18 whose dispersity is improved by light irradiation, such as titanium oxide particles, are used, and the slurry 7 is continuously irradiated with the light while the slurry 7 is stored. Thereby, the favorable dispersion state of the abrasive particles 18 can be maintained. If it is possible to maintain a good dispersion state of the abrasive particles 18 (for example, a dispersion state that does not cause precipitation of the abrasive particles 18), instead of continuously irradiating the slurry 7 with the light, the light is irradiated. You may irradiate intermittently. In addition, the intensity of light applied to the slurry 7 is not particularly limited as long as it can maintain a good dispersion state of the abrasive particles 18.

図34は、CMP用スラリーの保管日数とスラリー中の粗大粒子数との関係を示すグラフである。図中、横軸は保管日数を示し、縦軸は粗大粒子数を示している。また、図中、実線は研磨粒子18として酸化チタン粒子を使用し且つ保管時にスラリー7に紫外線を照射し続けた場合に得られたデータを示し、破線は保管時にスラリー7に光を照射しなかった場合に得られたデータを示している。   FIG. 34 is a graph showing the relationship between the storage days of the CMP slurry and the number of coarse particles in the slurry. In the figure, the horizontal axis indicates the number of storage days, and the vertical axis indicates the number of coarse particles. In the figure, the solid line shows data obtained when titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18 and the slurry 7 is continuously irradiated with ultraviolet rays during storage, and the broken line does not irradiate the slurry 7 with light during storage. The data obtained in the case of

図34に示すように、スラリー7に光を照射しなかった場合、スラリー中の粗大粒子数は時間の経過とともに増加した。それに対し、スラリー7に紫外線を照射し続けた場合、経過時間に拘らず、粗大粒子数はほぼ一定であった。   As shown in FIG. 34, when the slurry 7 was not irradiated with light, the number of coarse particles in the slurry increased with time. On the other hand, when the slurry 7 was continuously irradiated with ultraviolet rays, the number of coarse particles was almost constant regardless of the elapsed time.

また、研磨粒子18として酸化チタン粒子のように光照射により酸化力や還元力が誘起されるものを使用したCMP用スラリー7を使用せずに保管しておくと、光照射により誘起される酸化力や還元力が低下することがある。これに対しても、スラリー7を保管している間、スラリー7に光を連続的或いは断続的に照射することが有効である。   Further, if the abrasive particles 18 are stored without using the CMP slurry 7 using a material in which oxidizing power or reducing power is induced by light irradiation such as titanium oxide particles, oxidation induced by light irradiation is performed. Power and reducing power may be reduced. Against this, it is effective to irradiate the slurry 7 with light continuously or intermittently while the slurry 7 is being stored.

図35は、CMP用スラリーの保管日数と研磨速度との関係を示すグラフである。図中、横軸は保管日数を示し、縦軸は研磨速度を示している。また、図中、実線は研磨粒子18として酸化チタン粒子を使用し且つ保管時にスラリー7に紫外線を照射し続けた場合に得られたデータを示し、破線は保管時にスラリー7に光を照射しなかった場合に得られたデータを示している。   FIG. 35 is a graph showing the relationship between the storage days of the CMP slurry and the polishing rate. In the figure, the horizontal axis indicates the number of storage days, and the vertical axis indicates the polishing rate. In the figure, the solid line shows data obtained when titanium oxide particles are used as the abrasive particles 18 and the slurry 7 is continuously irradiated with ultraviolet rays during storage, and the broken line does not irradiate the slurry 7 with light during storage. The data obtained in the case of

図35に示すように、スラリー7に光を照射しなかった場合、研磨速度は保管開始からの経過日数に応じて低下した。それに対し、スラリー7に紫外線を照射し続けた場合、経過日数に拘らず、研磨速度はほぼ一定であった。   As shown in FIG. 35, when the slurry 7 was not irradiated with light, the polishing rate decreased according to the number of days elapsed from the start of storage. On the other hand, when the slurry 7 was continuously irradiated with ultraviolet rays, the polishing rate was almost constant regardless of the number of days elapsed.

このように、本参考例によると、研磨粒子18の凝集などに起因したスラリー7の劣化を抑制することができる。また、紫外線を連続的に照射し続けた状態でスラリー7を長期保存しても、分散度や酸化力が高い状態に維持されること以外の光化学反応は起こり難い。しかも、例え、それら以外の光化学反応が起こったとしても、そのような光化学反応がスラリー7に与える影響は極めて小さい。したがって、本参考例によると、CMP用スラリーの寿命を大幅に長くすることが可能となる。 Thus, according to this reference example , it is possible to suppress the deterioration of the slurry 7 due to the aggregation of the abrasive particles 18 and the like. In addition, even if the slurry 7 is stored for a long period of time while being continuously irradiated with ultraviolet rays, a photochemical reaction other than maintaining the state of high dispersity and oxidizing power hardly occurs. Moreover, even if a photochemical reaction other than those occurs, the influence of such a photochemical reaction on the slurry 7 is extremely small. Therefore, according to this reference example , the life of the slurry for CMP can be significantly extended.

(第11の参考例
次に、第11の参考例について説明する。第11の参考例では、研磨粒子18の光触媒作用をCMP用スラリー7をCMPに使用した後に利用する。
(Eleventh reference example )
Next, an eleventh reference example will be described. In the eleventh reference example , the photocatalytic action of the abrasive particles 18 is used after the CMP slurry 7 is used for CMP.

上述のように、使用後のCMP用スラリー7の廃液中には、自然環境中では分解され難い有機物などが多量に含まれていることがある。本参考例では、使用後のスラリー7に研磨粒子18の酸化力或いは還元力を誘起し得る光を照射して、スラリー7中の有機物などを分解する。このような分解処理を行えば、使用後のスラリー7を自然環境へと廃棄したとしても環境に負荷を与えることがない。すなわち、薬液などを使用した化学処理が不要となる。 As described above, the waste liquid of the CMP slurry 7 after use may contain a large amount of organic substances that are difficult to decompose in the natural environment. In this reference example , the slurry 7 after use is irradiated with light capable of inducing the oxidizing power or reducing power of the abrasive particles 18 to decompose organic substances and the like in the slurry 7. By performing such a decomposition treatment, even if the used slurry 7 is discarded into the natural environment, there is no load on the environment. That is, chemical treatment using a chemical solution or the like is not necessary.

なお、太陽光は様々な波長の光を含んでいるので、研磨粒子18の酸化力或いは還元力を誘起し得る。したがって、スラリー7中の有機物などを分解するのに太陽光を利用してもよい。例えば、使用後のスラリー7に上記分解処理を施さずに太陽光が到達し得る自然環境中へと廃棄したとしても、使用後のスラリー7中に含まれる有機物などを分解することができる。また、スラリー7を太陽光が到達し得る自然環境中へと廃棄した場合には、自然環境を浄化することもできる。例えば、環境汚染物質として代表的なテトラクロロエチレンは、酸化チタンの光触媒作用により、以下の反応式:
22Cl4 + 4H2O → 2CO2 + 4HCl + 6H+
で示すように分解することができる。
In addition, since sunlight contains light of various wavelengths, the oxidizing power or reducing power of the abrasive particles 18 can be induced. Therefore, sunlight may be used to decompose organic substances in the slurry 7. For example, even if the used slurry 7 is discarded in the natural environment where sunlight can reach without being subjected to the above-described decomposition treatment, organic substances contained in the used slurry 7 can be decomposed. In addition, when the slurry 7 is discarded into a natural environment where sunlight can reach, the natural environment can be purified. For example, tetrachloroethylene, which is a typical environmental pollutant, has the following reaction formula due to the photocatalytic action of titanium oxide:
C 2 H 2 Cl 4 + 4H 2 O → 2CO 2 + 4HCl + 6H +
Can be disassembled as shown in

このように、第11の参考例によると、使用後のCMP用スラリー7を自然環境に対して殆ど無害な状態にすることに加え、使用後のCMP用スラリー7を自然環境の浄化に利用することが可能となる。 Thus, according to the eleventh reference example , in addition to making the CMP slurry 7 after use almost harmless to the natural environment, the CMP slurry 7 after use is used for purification of the natural environment. It becomes possible.

(第12の参考例
第11の参考例では使用後のスラリー7を自然環境の浄化に利用した。これに対し、第12の参考例では、使用後のスラリー7をCMPに再利用する。
( Twelfth reference example )
In the eleventh reference example , the used slurry 7 was used for purification of the natural environment. On the other hand, in the twelfth reference example , the used slurry 7 is reused for CMP.

図36は、第12の参考例に係るCMP用スラリーの再利用システムを概略的に示す図である。図36に示す再利用システム61は、スラリー7をCMP装置1に供給するスラリー供給装置62と、CMP装置1で使用したスラリー7を回収するスラリー回収装置63と、スラリー回収装置63が回収したスラリー7から削りカス70を除去するフィルタ64と、フィルタ64により削りカス70を除去したスラリー7をスラリー供給装置62へと供給する再生スラリー供給装置65と、光照射装置66a乃至66cとを含んでいる。なお、ここで使用するCMP装置1は、例えば、図6や図10を参照して説明したCMP装置1のように光照射装置10及び/または33を内蔵し得る。 FIG. 36 is a diagram schematically illustrating a CMP slurry reuse system according to a twelfth reference example . A reuse system 61 shown in FIG. 36 includes a slurry supply device 62 that supplies the slurry 7 to the CMP device 1, a slurry recovery device 63 that recovers the slurry 7 used in the CMP device 1, and a slurry that is recovered by the slurry recovery device 63. 7 includes a filter 64 that removes the shaving residue 70 from the filter 7, a regenerated slurry supply device 65 that supplies the slurry 7 from which the scrap residue 70 has been removed by the filter 64 to the slurry supply device 62, and light irradiation devices 66a to 66c. . Note that the CMP apparatus 1 used here may include the light irradiation apparatus 10 and / or 33 as in the CMP apparatus 1 described with reference to FIGS.

CMP装置のランニングコストの多くは、研磨パッドのコストとスラリーのコストとが占めている。したがって、コストの観点からは、使用後のスラリーを再利用する技術が重要である。しかしながら、従来のスラリーは再利用が困難である。これは、従来のスラリーで酸化剤として使用している過硫酸アンモニウムや硝酸鉄や有機酸などが金属と化合物を形成することや、CMPに伴って生じる削りカスと研磨粒子とが粗大粒子を形成するため再生可能な研磨粒子が少なくなることなどに起因している。   Most of the running cost of the CMP apparatus is occupied by the cost of the polishing pad and the cost of the slurry. Therefore, from the viewpoint of cost, a technique for reusing the used slurry is important. However, conventional slurries are difficult to reuse. This is because ammonium persulfate, iron nitrate, organic acids, and the like used as oxidizing agents in conventional slurries form compounds with metals, and scraps and abrasive particles generated with CMP form coarse particles. This is due to the fact that there are fewer recyclable abrasive particles.

参考例では、酸化チタン粒子のように光照射により分散度や酸化力が高まる研磨粒子18を酸化剤として利用し、別途、酸化剤は添加しない。そのため、不所望な金属化合物の生成を抑制することができる。また、酸化チタン粒子18の酸化剤としての能力は、その光触媒としての能力の1つであるので、繰り返し利用することができる。しかも、削りカスと研磨粒子18とが粗大粒子を形成したとしても光照射によりそれらを離散させることができるため、研磨粒子18と削りカスとの分離が容易である。したがって、本参考例によると、より多くの研磨粒子をより容易に回収することができる。 In this reference example , abrasive particles 18 whose dispersity and oxidizing power are increased by light irradiation, such as titanium oxide particles, are used as an oxidizing agent, and no oxidizing agent is added separately. Therefore, it is possible to suppress the formation of an undesired metal compound. In addition, the ability of the titanium oxide particles 18 as an oxidant is one of the ability as a photocatalyst, and can be used repeatedly. In addition, even if the shavings and the abrasive particles 18 form coarse particles, they can be separated by light irradiation, so that the abrasive particles 18 and the shavings can be easily separated. Therefore, according to this reference example , more abrasive particles can be collected more easily.

(第13の参考例
図37は、第13の参考例に係るCMP用スラリーの再利用システムを概略的に示す図である。図37に示す再利用システム61は、スラリー7をCMP装置1に供給するスラリー供給装置62と、CMP装置1で使用したスラリー7を回収するスラリー回収装置63と、スラリー回収装置63が回収したスラリー7中の削りカス70を溶解処理する溶解処理装置67と、溶解処理装置67で処理したスラリー7中の研磨粒子18を遮光することにより凝集させる凝集装置68と、凝集装置68で処理したスラリー7中の凝集した研磨粒子18を分散媒25などから分離するフィルタ64と、フィルタ64が回収した研磨粒子18と新たな分散媒25などとを混合してスラリー7を再生するとともに再生したスラリー7をスラリー供給装置62へと供給する再生スラリー供給装置65と、光照射装置66a乃至66dとを含んでいる。なお、ここで使用するCMP装置1は、例えば、図6や図10を参照して説明したCMP装置1のように光照射装置10及び/または33を内蔵し得る。
(13th reference example )
FIG. 37 is a diagram schematically showing a CMP slurry reuse system according to a thirteenth reference example . The reuse system 61 shown in FIG. 37 includes a slurry supply device 62 that supplies the slurry 7 to the CMP device 1, a slurry recovery device 63 that recovers the slurry 7 used in the CMP device 1, and a slurry that is recovered by the slurry recovery device 63. 7, a melting treatment device 67 for dissolving the shaving residue 70, a flocculating device 68 for agglomerating the abrasive particles 18 in the slurry 7 processed by the dissolution processing device 67 by shading, and a slurry 7 processed by the aggregating device 68. A filter 64 for separating the aggregated abrasive particles 18 from the dispersion medium 25 and the like, and the abrasive particles 18 collected by the filter 64 and the new dispersion medium 25 and the like are mixed to regenerate the slurry 7 and regenerate the slurry 7 A regenerated slurry supply device 65 for supplying to the slurry supply device 62 and light irradiation devices 66a to 66d are included. Note that the CMP apparatus 1 used here may include the light irradiation apparatus 10 and / or 33 as in the CMP apparatus 1 described with reference to FIGS.

参考例では、第12の参考例とは異なり、スラリー7中の削りカス70はフィルタリングにより除去するのではなく溶解処理により除去する。そのため、本参考例では、第12の参考例で説明した効果が得られるのに加え、再生したスラリー7中に削りカス70が混入することや、削りカス70だけでなく研磨粒子18までもがフィルタリングされて研磨粒子18の回収効率が低下することを防止可能である。また、本参考例では、研磨粒子18以外は再利用しないので、再生したスラリー7は新たなスラリー7と同等の研磨能力を有する。さらに、本参考例では、(例えば粒子径が100μm程度の二次粒子を生じるように)研磨粒子18を凝集させて分散媒25などから分離するので、研磨粒子18を高い効率で回収可能である。 In the present reference example , unlike the twelfth reference example , the shaving residue 70 in the slurry 7 is removed not by filtering but by dissolution treatment. Therefore, in this reference example , in addition to the effects described in the twelfth reference example , the scrap 70 is mixed into the regenerated slurry 7, and not only the scrap 70 but also the abrasive particles 18 are removed. It is possible to prevent the recovery efficiency of the abrasive particles 18 from being reduced by filtering. Further, in this reference example , since the abrasive particles 18 other than the abrasive particles 18 are not reused, the regenerated slurry 7 has a polishing ability equivalent to that of the new slurry 7. Furthermore, in this reference example , since the abrasive particles 18 are aggregated and separated from the dispersion medium 25 or the like (for example , secondary particles having a particle diameter of about 100 μm are generated), the abrasive particles 18 can be recovered with high efficiency. .

参考例において、溶解処理装置67での削りカス70の溶解処理は、例えば、スラリー回収装置63から供給されるスラリー7と濃度を6mol/L程度とした硝酸水溶液とを混合することにより行うことができる。なお、この場合、削りカス70,例えば酸化銅,は、以下の反応式:
CuO + 2HNO3 → Cu(NO)3 + H2
で示すように溶解する。
In this reference example , the dissolution treatment of the shaving residue 70 in the dissolution treatment device 67 is performed by, for example, mixing the slurry 7 supplied from the slurry recovery device 63 and a nitric acid aqueous solution having a concentration of about 6 mol / L. Can do. In this case, the shaving residue 70, for example, copper oxide, is represented by the following reaction formula:
CuO + 2HNO 3 → Cu (NO) 3 + H 2 O
Dissolve as shown.

また、溶解処理装置67での削りカス70を溶解処理は、例えば、スラリー回収装置63から供給されるスラリー7と濃度を6mol/L程度とした塩酸水溶液とを混合することにより行うことができる。なお、この場合、削りカス70,例えば酸化銅,は、以下の反応式:
CuO + 2HCl → CuCl2 + H2
で示すように溶解する。
In addition, the dissolution treatment of the shavings 70 in the dissolution treatment device 67 can be performed, for example, by mixing the slurry 7 supplied from the slurry recovery device 63 and an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of about 6 mol / L. In this case, the shaving residue 70, for example, copper oxide, is represented by the following reaction formula:
CuO + 2HCl → CuCl 2 + H 2 O
Dissolve as shown.

第12及び第13の参考例において、スラリー7は界面活性剤などのように有機酸以外の有機成分を含有することができる。但し、第12及び第13の参考例では、スラリー7が界面活性剤を含有していない場合であっても、光照射装置66a乃至66cや光照射装置10及び/または33を点灯し続けるか或いは断続的に点灯することにより、研磨粒子18を良好な分散状態に維持することができる。しかも、スラリー7が有機物を含有していない場合、有機成分の変質を生じることがないため、再生スラリーに新たな有機成分を添加する必要がない。したがって、ランニングコストを低減する観点では、スラリー7は有機成分を含有していないことが好ましい。なお、スラリー7に有機酸などの有機成分を添加しない場合、pH調整剤として無機酸を使用することによりスラリー7のpHを調節することができる。したがって、スラリー7は、例えば、水のような分散媒25、酸化チタン粒子のような研磨粒子18、及び無機酸のみで構成することができる。 In the twelfth and thirteenth reference examples , the slurry 7 can contain an organic component other than an organic acid such as a surfactant. However, in the twelfth and thirteenth reference examples , the light irradiation devices 66a to 66c and the light irradiation devices 10 and / or 33 are kept on even when the slurry 7 does not contain a surfactant. By turning on intermittently, the abrasive particles 18 can be maintained in a good dispersed state. In addition, when the slurry 7 does not contain an organic substance, the organic component is not deteriorated, so that it is not necessary to add a new organic component to the regenerated slurry. Therefore, from the viewpoint of reducing running costs, the slurry 7 preferably does not contain an organic component. In addition, when not adding organic components, such as an organic acid, to the slurry 7, the pH of the slurry 7 can be adjusted by using an inorganic acid as a pH adjuster. Therefore, the slurry 7 can be composed of, for example, only the dispersion medium 25 such as water, the abrasive particles 18 such as titanium oxide particles, and the inorganic acid.

また、第12及び第13の参考例では、第1乃至第9の参考例で説明したスラリー7を使用することができる。但し、第4及び第5の参考例で説明したスラリー7は有機成分を含有しているので、第1乃至第3及び第6乃至第9の参考例で説明したスラリー7を使用することが好ましい。 In the twelfth and thirteenth reference examples , the slurry 7 described in the first to ninth reference examples can be used. However, since the slurry 7 described in the fourth and fifth reference examples contains an organic component, it is preferable to use the slurry 7 described in the first to third and sixth to ninth reference examples. .

以上説明した各参考例に係る技術は互いに組み合わせることができる。例えば、第7乃至第9の参考例の何れかで説明した研磨粒子18を第5または第6の参考例で説明したスラリー7で使用することができる。また、第4の参考例で説明したスラリー7に、第5の参考例で説明した樹脂粒子及び第6の参考例で説明した無機粒子の少なくとも一方を加えることができる。なお、第4の参考例において、スラリー7に、第5の参考例で説明した樹脂粒子を加えた例は、本発明の実施形態に相当する。さらに、第1乃至第3の参考例で説明した研磨粒子18と、第7の参考例で説明した研磨粒子と、第8の参考例で説明した研磨粒子18との少なくとも2種を互いに混合して使用することもできる。 The technologies according to the reference examples described above can be combined with each other. For example, the abrasive particles 18 described in any of the seventh to ninth reference examples can be used in the slurry 7 described in the fifth or sixth reference example . In addition, at least one of the resin particles described in the fifth reference example and the inorganic particles described in the sixth reference example can be added to the slurry 7 described in the fourth reference example . In the fourth reference example, an example in which the resin particles described in the fifth reference example are added to the slurry 7 corresponds to an embodiment of the present invention. Furthermore, the abrasive particles 18 described in the first to third reference example, the abrasive particles described in the seventh reference example, by mixing together at least two kinds of abrasive particles 18 described in Reference example 8 Can also be used.

このように、ここでは、例えば、以下の技術が提供される。   Thus, for example, the following technique is provided here.

すなわち、第1態様によると、分散媒と、前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子と、前記分散媒中に溶解したノニオン界面活性剤とを含有した化学的機械的研磨用スラリーが提供される。   That is, according to the first aspect, a chemical mechanical material containing a dispersion medium, abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation, and a nonionic surfactant dissolved in the dispersion medium. A polishing slurry is provided.

第2態様によると、分散媒と、前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子と、前記分散媒中に分散した樹脂粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーが提供される。   According to the second aspect, there is provided a slurry for chemical mechanical polishing containing a dispersion medium, abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation, and resin particles dispersed in the dispersion medium. Provided.

第3態様によると、分散媒と、前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子と、前記分散媒中に分散したアルミナ粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーが提供される。   According to the third aspect, there is provided a chemical mechanical polishing slurry containing a dispersion medium, abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation, and alumina particles dispersed in the dispersion medium. Provided.

第4態様によると、分散媒と、前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有し、前記研磨粒子は、チタンと、酸素と、ニッケル、銅、銀、金、及びニオブからなる群より選択される少なくとも1種の元素とを含有した化学的機械的研磨用スラリー。   According to the fourth aspect, it contains a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation, and the abrasive particles are titanium, oxygen, nickel, copper, silver, gold And at least one element selected from the group consisting of niobium and a slurry for chemical mechanical polishing.

第5態様によると、分散媒と、前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有し、前記研磨粒子は、チタンと、酸素と、窒素及び硫黄の少なくとも一方の元素とを含有した化学的機械的研磨用スラリーが提供される。   According to the fifth aspect, it contains a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation. The abrasive particles are at least one of titanium, oxygen, nitrogen, and sulfur. Chemical mechanical polishing slurries containing the elements are provided.

第6態様によると、前記研磨粒子は、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニオブ、セレン化カドミウム、及び硫化カドミウムからなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含有した第1乃至第3態様の何れかに係るスラリーが提供される。   According to a sixth aspect, the abrasive particles include any one of the first to third aspects containing at least one compound selected from the group consisting of titanium oxide, tin oxide, niobium oxide, cadmium selenide, and cadmium sulfide. A slurry is provided.

第7態様によると、前記研磨粒子は可視光線照射により前記光触媒作用を呈する第5態様に係るスラリーが提供される。   According to the seventh aspect, there is provided the slurry according to the fifth aspect, wherein the abrasive particles exhibit the photocatalytic action when irradiated with visible light.

第8態様によると、前記研磨粒子は紫外線照射により前記光触媒作用を呈する第1乃至第7態様の何れかに係るスラリーが提供される。   According to the eighth aspect, there is provided the slurry according to any one of the first to seventh aspects, wherein the abrasive particles exhibit the photocatalytic action when irradiated with ultraviolet rays.

第9態様によると、前記研磨粒子の酸化力は前記光照射により高まる第1乃至第8態様の何れかに係るスラリーが提供される。   According to the ninth aspect, there is provided the slurry according to any one of the first to eighth aspects, wherein the oxidizing power of the abrasive particles is increased by the light irradiation.

第10態様によると、前記研磨粒子の親水性は前記光照射により高まる第1乃至第9態様の何れかに係るスラリーが提供される。   According to the tenth aspect, there is provided the slurry according to any one of the first to ninth aspects, wherein the hydrophilicity of the abrasive particles is increased by the light irradiation.

第11態様によると、前記研磨粒子はアナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタンを含有した第1乃至第10態様の何れかに係るスラリーが提供される。   According to an eleventh aspect, there is provided the slurry according to any one of the first to tenth aspects, wherein the abrasive particles contain titanium oxide having an anatase type crystal structure.

第12態様によると、前記研磨粒子の一次粒子径は5nm乃至1000nmの範囲内で分布しており、前記研磨粒子の二次粒子径は100nm乃至1000nmの範囲内で分布している第1乃至第11態様の何れかに係るスラリーが提供される。   According to the twelfth aspect, the primary particle size of the abrasive particles is distributed within a range of 5 nm to 1000 nm, and the secondary particle size of the abrasive particles is distributed within a range of 100 nm to 1000 nm. A slurry according to any of the 11 aspects is provided.

第13態様によると、前記研磨粒子の一次粒子径は5nm乃至20nmの範囲内で分布している第12態様に係るスラリーが提供される。   According to the thirteenth aspect, there is provided the slurry according to the twelfth aspect, wherein the primary particle diameter of the abrasive particles is distributed within a range of 5 nm to 20 nm.

第14態様によると、第1乃至第13態様の何れかに係るスラリーを用いて被研磨基板の被研磨部に化学的機械的研磨処理を施す際に、前記スラリーに向けて光を照射することを含んだ半導体装置の製造方法が提供される。   According to the fourteenth aspect, when the chemical mechanical polishing process is performed on the portion to be polished of the substrate to be polished using the slurry according to any of the first to thirteenth aspects, the slurry is irradiated with light. A method for manufacturing a semiconductor device including the semiconductor device is provided.

第15態様によると、研磨部材と被研磨基板とを相対移動させることにより前記被研磨基板の被研磨部を化学的機械的研磨する半導体装置の製造方法であって、前記研磨部材と前記被研磨基板との間に分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを供給すること、及び、前記研磨部材と前記被研磨基板との間に介在した前記スラリーに光を照射することを含んだ半導体装置の製造方法が提供される。   According to a fifteenth aspect, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device for chemically and mechanically polishing a portion to be polished of a substrate to be polished by relatively moving a polishing member and a substrate to be polished, the polishing member and the substrate to be polished Supplying a slurry for chemical mechanical polishing containing a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation between the substrate and the polishing member and the object to be polished There is provided a method of manufacturing a semiconductor device including irradiating light to the slurry interposed between the substrate and the substrate.

第16態様によると、前記化学的機械的研磨処理の間に前記光の強度及び前記光のスペクトルの少なくとも一方を変化させる第14または第15態様に係る方法が提供される。   According to a sixteenth aspect, there is provided a method according to the fourteenth or fifteenth aspect, wherein at least one of the light intensity and the light spectrum is changed during the chemical mechanical polishing process.

第17態様によると、前記被研磨基板を保持した基板保持具に加わる荷重及び前記研磨部材を保持した研磨治具に加わる荷重の少なくとも一方の大きさに応じて前記光の強度及び前記光のスペクトルの少なくとも一方を変化させる第16態様に係る方法が提供される。   According to the seventeenth aspect, the light intensity and the light spectrum according to at least one of a load applied to the substrate holder holding the substrate to be polished and a load applied to the polishing jig holding the polishing member. A method according to the sixteenth aspect for changing at least one of the above is provided.

第18態様によると、前記光を前記被研磨基板の前記被研磨部とは反対側から照射する第14乃至第17態様の何れかに係る方法が提供される。   According to an eighteenth aspect, there is provided a method according to any one of the fourteenth to seventeenth aspects, wherein the light is irradiated from a side opposite to the portion to be polished of the substrate to be polished.

第19態様によると、前記被研磨部は金属を主成分とした層を含んだ第14乃至第18態様の何れかに係る方法が提供される。   According to a nineteenth aspect, there is provided the method according to any one of the fourteenth to eighteenth aspects, wherein the portion to be polished includes a layer containing a metal as a main component.

第20態様によると、前記金属を主成分とした層は、金属、合金、金属窒化物、金属硼化物、金属酸化物、及び、窒素と硼素と酸素との少なくとも2種を含有した金属化合物からなる群より選択される材料を含有し、前記材料はその構成元素としてアルミニウム、銅、タングステン、チタン、モリブデン、ニオブ、タンタル、及びバナジウムからなる群より選択される金属元素を含んだ第19態様に係る方法が提供される。   According to the twentieth aspect, the metal-based layer is composed of a metal, an alloy, a metal nitride, a metal boride, a metal oxide, and a metal compound containing at least two of nitrogen, boron, and oxygen. A material selected from the group consisting of: a metal element selected from the group consisting of aluminum, copper, tungsten, titanium, molybdenum, niobium, tantalum, and vanadium as a constituent element. Such a method is provided.

第21態様によると、半導体基板上に凹部が設けられた絶縁膜を形成することと、前記絶縁膜上に窒化タングステンを含んだバリア層を形成して前記凹部の底面及び側壁を被覆することと、前記バリア層上に銅を含んだ金属層を形成して前記凹部を埋め込むことと、前記金属層を化学的機械的研磨することとを含み、前記化学的機械的研磨は、分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを研磨部材上に供給すること、前記研磨部材上に供給した前記スラリーに前記光を照射すること、及び、前記光を照射した前記スラリーを前記研磨部材と前記金属表面との間に介在させながら前記研磨部材と前記半導体基板とを相対移動させることを含んだ半導体装置の製造方法が提供される。   According to the twenty-first aspect, forming an insulating film provided with a recess on a semiconductor substrate, forming a barrier layer containing tungsten nitride on the insulating film, and covering the bottom surface and side walls of the recess Forming a metal layer containing copper on the barrier layer and embedding the recess, and chemically and mechanically polishing the metal layer, wherein the chemical and mechanical polishing includes a dispersion medium and the A slurry for chemical mechanical polishing containing abrasive particles dispersed in a dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation is supplied onto the polishing member, and the slurry supplied onto the polishing member is irradiated with the light. And a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: moving the polishing member and the semiconductor substrate relative to each other while the slurry irradiated with the light is interposed between the polishing member and the metal surface. It is provided.

第22態様によると、前記化学的機械的研磨に使用する研磨部材を60rpm乃至140rpmの範囲内の回転数で回転させながら前記化学的機械的研磨を行う第14乃至第21態様の何れかに係る方法が提供される。   According to a twenty-second aspect, according to any one of the fourteenth to twenty-first aspects, the chemical mechanical polishing is performed while rotating a polishing member used for the chemical mechanical polishing at a rotation speed within a range of 60 rpm to 140 rpm. A method is provided.

第23態様によると、前記化学的機械的研磨に使用する研磨部材は3重量%以下の導電性成分濃度を有している第14乃至第22態様の何れかに係る方法が提供される。   According to a twenty-third aspect, there is provided the method according to any one of the fourteenth to twenty-second aspects, wherein the polishing member used for the chemical mechanical polishing has a conductive component concentration of 3% by weight or less.

第24態様によると、前記化学的機械的研磨の後に前記化学的機械的研磨に使用した前記スラリーに光を照射することをさらに含んだ第17乃至第23態様の何れかに係る方法が提供される。   According to a twenty-fourth aspect, there is provided a method according to any one of the seventeenth to twenty-third aspects, further comprising irradiating light to the slurry used for the chemical mechanical polishing after the chemical mechanical polishing. The

第25態様によると、分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを用いて被研磨基板に化学的機械的研磨処理を施し、その後、前記化学的機械的研磨処理に使用した前記スラリーに向けて光を照射する半導体装置の製造方法が提供される。   According to the twenty-fifth aspect, a chemical mechanical polishing treatment is applied to a substrate to be polished using a slurry for chemical mechanical polishing containing a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation. After that, a method for manufacturing a semiconductor device is provided in which light is irradiated toward the slurry used in the chemical mechanical polishing treatment.

第26態様によると、分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを用いて被研磨基板の被研磨部を化学的機械的研磨することと、前記化学的機械的研磨に使用した前記スラリーから前記化学的機械的研磨に伴って生じる削りカスを除去して前記化学的機械的研磨に利用可能な再生スラリーを生成することとを含んだ半導体装置の製造方法が提供される。   According to the twenty-sixth aspect, the portion to be polished of the substrate to be polished is chemically treated using a slurry for chemical mechanical polishing containing a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation. Mechanically polishing, and removing scraps generated by the chemical mechanical polishing from the slurry used for the chemical mechanical polishing to generate a regenerated slurry usable for the chemical mechanical polishing. The manufacturing method of the semiconductor device including this is provided.

第27態様によると、分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを用いて被研磨基板の被研磨部を化学的機械的研磨することと、前記化学的機械的研磨に伴って生じ且つ前記化学的機械的研磨に使用した前記スラリーに含まれる削りカスを溶解させることと、前記削りカスを溶解させた前記スラリーから前記研磨粒子を回収することと、前記回収した研磨粒子を用いて前記化学的機械的研磨に利用可能な再生スラリーを生成することとを含んだ半導体装置の製造方法が提供される。   According to the twenty-seventh aspect, the portion to be polished of the substrate to be polished is chemically treated using a slurry for chemical mechanical polishing containing a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation. From mechanical polishing, dissolving the scraps generated in the slurry used in the chemical mechanical polishing and generated by the chemical mechanical polishing, and from the slurry dissolving the scraps There is provided a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: recovering the abrasive particles; and generating a regenerated slurry that can be used for the chemical mechanical polishing using the recovered abrasive particles.

第28態様によると、被研磨基板を保持可能な基板保持具と、研磨部材を保持可能な研磨治具と、前記基板保持具に保持された前記被研磨基板と前記研磨治具に保持された前記研磨部材とを対向させながら前記基板保持具を前記研磨治具に対して相対移動させる駆動機構と、前記研磨治具に保持された前記研磨部材の前記基板保持具に保持された前記被研磨基板に対向した面に化学的機械的研磨用スラリーを供給可能なスラリー供給装置と、前記研磨部材の前記被研磨基板に対向した面に供給した前記スラリーに光を照射する光照射装置とを具備した半導体装置の製造装置が提供される。   According to the twenty-eighth aspect, the substrate holder that can hold the substrate to be polished, the polishing jig that can hold the polishing member, the substrate to be polished held by the substrate holder, and held by the polishing jig A drive mechanism for moving the substrate holder relative to the polishing jig while facing the polishing member, and the object to be polished held by the substrate holder of the polishing member held by the polishing jig A slurry supply device capable of supplying a chemical mechanical polishing slurry to a surface facing the substrate; and a light irradiation device for irradiating the slurry supplied to the surface of the polishing member facing the substrate to be polished. An apparatus for manufacturing a semiconductor device is provided.

第29態様によると、前記光照射装置は、前記被研磨基板の前記研磨部材に対向した面の裏面に前記光を放射し且つ前記被研磨基板の前記裏面に放射された光の少なくとも一部が前記被研磨基板を透過して前記被研磨基板と前記研磨部材との間に介在した前記スラリーを照射するように構成された第28態様に係る装置が提供される。   According to a twenty-ninth aspect, the light irradiation device emits the light to the back surface of the surface of the substrate to be polished facing the polishing member, and at least a part of the light emitted to the back surface of the substrate to be polished is An apparatus according to a twenty-eighth aspect is provided, configured to irradiate the slurry interposed between the substrate to be polished and the polishing member through the substrate to be polished.

第30態様によると、前記光照射装置が放射する前記光の強度及び/またはスペクトルは可変である第29または第30態様に係る装置が提供される。   According to a thirtieth aspect, there is provided the apparatus according to the twenty-ninth or thirtieth aspect, wherein the intensity and / or spectrum of the light emitted by the light irradiation device is variable.

第31態様によると、前記光照射装置は前記光として紫外線を照射可能である第28乃至第30態様の何れかに係る装置が提供される。   According to a thirty-first aspect, there is provided the apparatus according to any one of the twenty-eighth to thirtieth aspects, wherein the light irradiation device can irradiate ultraviolet rays as the light.

第32態様によると、分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを保管している間に前記スラリーに前記光を連続的に或いは断続的に照射する化学的機械的研磨用スラリーの取り扱い方法が提供される。   According to the thirty-second aspect, while storing a slurry for chemical mechanical polishing containing a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting photocatalytic action by light irradiation, the light is applied to the slurry. A method is provided for handling chemical mechanical polishing slurries that are irradiated continuously or intermittently.

第33態様によると、分散媒と前記分散媒中に分散し且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子とを含有し、前記研磨粒子の酸化力は前記光照射により高まる化学的機械的研磨用スラリーを自然環境中に放出し、前記自然環境中に放出した前記スラリーへの前記光照射により前記自然環境及び前記スラリーの少なくとも一方を浄化する化学的機械的研磨用スラリーの取り扱い方法が提供される。   According to a thirty-third aspect, the slurry for chemical mechanical polishing contains a dispersion medium and abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action by light irradiation, and the oxidizing power of the abrasive particles is increased by the light irradiation. Is released into the natural environment, and a chemical mechanical polishing slurry handling method is provided that purifies at least one of the natural environment and the slurry by irradiating the slurry with light emitted into the natural environment.

第34態様によると、前記光は紫外線である第32または第33態様に係る方法が提供される。   According to a thirty-fourth aspect, there is provided the method according to the thirty-second or thirty-third aspect, wherein the light is ultraviolet light.

第35態様によると、前記光は紫外線を含む太陽光線である第34態様に係る方法が提供される。   According to a thirty-fifth aspect, there is provided the method according to the thirty-fourth aspect, wherein the light is solar rays including ultraviolet rays.

(a),(b)は、第1の参考例に係るCMP用スラリーを概略的に示す図。(A), (b) is a figure which shows schematically the slurry for CMP which concerns on a 1st reference example . (a),(b)は、図1(a),(b)に示すスラリーを用いたCMPの一例を概略的に示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows roughly an example of CMP using the slurry shown to Fig.1 (a), (b). 研磨粒子の粒径とその沈降速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the particle size of an abrasive particle, and its sedimentation speed. (a)乃至(c)は、それぞれ、アナターゼ型、ルチル型、及びブルッカイト型酸化チタンの結晶構造を示す図。(A) thru | or (c) is a figure which shows the crystal structure of anatase type, a rutile type, and a brookite type titanium oxide, respectively. 酸化チタンのエネルギーバンドを示す図。The figure which shows the energy band of a titanium oxide. 図1(a),(b)に示すスラリーを使用可能なCMP装置の一例を概略的に示す図。The figure which shows roughly an example of the CMP apparatus which can use the slurry shown to Fig.1 (a), (b). 図6に示すCMP装置を用いたCMPの際に観測され得る、研磨時間とテーブルに加わる荷重との関係の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the relationship between the polishing time and the load added to a table which can be observed in the case of CMP using the CMP apparatus shown in FIG. 図7に示す方法を採用した場合に実現され得るCMP性能の一例を示す図。The figure which shows an example of the CMP performance which can be implement | achieved when the method shown in FIG. 7 is employ | adopted. (a),(b)は、第2の参考例に係るCMPの一例を概略的に示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows roughly an example of CMP which concerns on a 2nd reference example . 第2の参考例で利用可能なCMP装置のヘッドを概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows schematically the head of the CMP apparatus which can be utilized in the 2nd reference example . (a),(b)は、第3の参考例に係るCMPの一例を概略的に示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows roughly an example of CMP which concerns on a 3rd reference example . 図11(a)に示す状態と図11(b)に示す状態との間の状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state between the state shown to Fig.11 (a), and the state shown to FIG.11 (b). 埋め込み配線の幅と平坦性との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the width | variety of a buried wiring, and flatness. (a)は第3の参考例に係るCMPの他の例を概略的に示す断面図、(b)は従来技術に係るCMPの例を概略的に示す断面図。(A) is sectional drawing which shows schematically the other example of CMP which concerns on a 3rd reference example , (b) is sectional drawing which shows schematically the example of CMP which concerns on a prior art. 酸化チタンのエネルギーバンドを示す図。The figure which shows the energy band of a titanium oxide. スラリーに照射する光の強さと研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the intensity | strength of the light irradiated to a slurry, and polishing rate. (a),(b)は、それぞれ、研磨粒子としてアルミナ粒子及びシリカ粒子を使用した場合に得られた、スラリーに照射する光の強さと研磨速度との関係を示すグラフ。(A), (b) is a graph which shows the relationship between the intensity | strength of the light irradiated to a slurry, and a grinding | polishing speed | velocity obtained when an alumina particle and a silica particle are used as an abrasive particle, respectively. スラリー7中の研磨粒子の濃度と研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the density | concentration of the abrasive particle in the slurry 7, and polishing rate. スラリー7のpHと研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between pH of the slurry 7, and polishing rate. (a),(b)は、第4の参考例に係る方法でCMPを行った場合に生じ得るメタル残りを概略的に示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows roughly the metal remainder which may arise when CMP is performed by the method which concerns on a 4th reference example . スラリー中へのノニオン界面活性剤の添加が島状残留部の発生を抑制する効果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the effect which addition of nonionic surfactant in a slurry suppresses generation | occurrence | production of an island-like residue part. スラリー中へのノニオン界面活性剤の添加が製造歩留まりを向上させる効果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the effect which the addition of nonionic surfactant in a slurry improves a manufacturing yield. スラリーの組成と研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the composition of a slurry, and polishing rate. 第3の参考例に係る方法でCMPを行った場合に生じ得る研磨速度のパターン密度依存性を説明する断面図。Sectional drawing explaining the pattern density dependence of the grinding | polishing speed which may arise when CMP is performed by the method which concerns on a 3rd reference example . 第5の参考例に係るCMPを概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows schematically CMP concerning the 5th reference example . スラリー中への樹脂粒子の添加が研磨速度を高める効果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the effect which the addition of the resin particle in a slurry raises a grinding | polishing rate. 第6の参考例に係るCMPを概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows schematically CMP concerning the 6th reference example . スラリー中への無機粒子の添加が研磨速度を高める効果の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the effect which the addition of the inorganic particle in a slurry raises a grinding | polishing rate. (a)は酸化チタンのエネルギーバンドを示す図、(b)は窒素をドープした酸化チタンのエネルギーバンドを示す図、(c)はアルミナまたはシリカのエネルギーバンドを示す図。(A) is a figure which shows the energy band of a titanium oxide, (b) is a figure which shows the energy band of the titanium oxide which doped nitrogen, (c) is a figure which shows the energy band of an alumina or a silica. 研磨粒子に照射した光の波長と光励起により生じた正孔の数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the wavelength of the light irradiated to the abrasive particle, and the number of holes generated by photoexcitation. 研磨粒子に照射した光の波長と研磨粒子中の正孔の数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the wavelength of the light irradiated to the abrasive particle, and the number of holes in the abrasive particle. 研磨粒子に照射した光の波長と研磨粒子中の正孔の数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the wavelength of the light irradiated to the abrasive particle, and the number of holes in the abrasive particle. 研磨粒子の種類と研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the kind of abrasive particle, and polishing rate. CMP用スラリーの保管日数とスラリー中の粗大粒子数との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the storage days of the slurry for CMP, and the number of coarse particles in a slurry. CMP用スラリーの保管日数と研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the storage days of CMP slurry, and polishing rate. 第12の参考例に係るCMP用スラリーの再利用システムを概略的に示す図。 The figure which shows schematically the reuse system of the slurry for CMP concerning a 12th reference example . 第13の参考例に係るCMP用スラリーの再利用システムを概略的に示す図。 The figure which shows schematically the reuse system of the slurry for CMP concerning a 13th reference example . (a),(b)は、従来のCMP用スラリーを概略的に示す図。(A), (b) is a figure which shows the conventional slurry for CMP roughly. (a),(b)は従来のCMP用スラリーを用いたCMPの例を概略的に示す断面図。(A), (b) is sectional drawing which shows roughly the example of CMP using the slurry for conventional CMP. ターンテーブルの回転数と研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the rotation speed of a turntable, and polishing speed. 研磨パッドの種類と研磨速度との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the kind of polishing pad, and polishing speed.

符号の説明Explanation of symbols

1…CMP装置、2…被研磨基板、3…ヘッド、5…研磨パッド、6…ターンテーブル、7…CMP用スラリー、8…スラリー供給装置、8a…供給ノズル、10…光照射装置、11…ヘッド駆動装置、12…ヘッド用センサ、13…A/Dコンバータ、14…制御装置、15…テーブル駆動装置、16…テーブル用センサ、17…A/Dコンバータ、18…研磨粒子、19…筐体、20…二次粒子、22…添加剤、23…半導体基板、24,24a,24b…絶縁膜、25…分散媒、26,26a,26b…金属膜、27…チタン原子、28…酸素原子、30,30a,30b…バリア層、31…ヘッド、32…吸引室、33…光照射装置、34…通気路、35…バッキングフィルム、36…吸引孔、41…樹脂粒子、42…無機粒子、43…酸化膜、61…再利用システム、62…スラリー供給装置、63…スラリー回収装置、64…フィルタ、65…再生スラリー供給装置、66a乃至66d…光照射装置、67…溶解処理装置、68…凝集装置、70…削りカス、108…ディッシング、109…スクラッチ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CMP apparatus, 2 ... Polishing substrate, 3 ... Head, 5 ... Polishing pad, 6 ... Turntable, 7 ... Slurry for CMP, 8 ... Slurry supply apparatus, 8a ... Supply nozzle, 10 ... Light irradiation apparatus, 11 ... Head drive device, 12 ... Head sensor, 13 ... A / D converter, 14 ... Control device, 15 ... Table drive device, 16 ... Table sensor, 17 ... A / D converter, 18 ... Abrasive particles, 19 ... Housing , 20 ... secondary particles, 22 ... additive, 23 ... semiconductor substrate, 24, 24a, 24b ... insulating film, 25 ... dispersion medium, 26, 26a, 26b ... metal film, 27 ... titanium atom, 28 ... oxygen atom, 30, 30a, 30b ... barrier layer, 31 ... head, 32 ... suction chamber, 33 ... light irradiation device, 34 ... air passage, 35 ... backing film, 36 ... suction hole, 41 ... resin particle, 42 ... inorganic particle, 4 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Oxide film, 61 ... Reuse system, 62 ... Slurry supply apparatus, 63 ... Slurry collection apparatus, 64 ... Filter, 65 ... Regenerated slurry supply apparatus, 66a thru | or 66d ... Light irradiation apparatus, 67 ... Dissolution treatment apparatus, 68 ... Aggregation Equipment: 70 ... Shaving residue, 108 ... Dishing, 109 ... Scratch.

Claims (14)

半導体基板上に凹部が設けられた絶縁膜を形成することと、
前記絶縁膜上にバリア層を形成して前記凹部の底面及び側壁を被覆することと、
前記バリア層上に銅を含んだ金属層を形成して前記凹部を埋め込むことと、
前記金属層を化学的機械的研磨することとを含み、
前記化学的機械的研磨は、分散媒と、前記分散媒中に分散され且つ光照射により光触媒作用を呈する研磨粒子と、前記分散媒中に分散され、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、及びそれらの少なくとも1種を含んだ混合物からなる群から選択される材料を含んだ樹脂粒子と、ノニオン界面活性剤とを含有した化学的機械的研磨用スラリーを研磨部材上に供給すること、前記研磨部材上に供給した前記スラリーに光を照射すること、及び、前記光を照射した前記スラリーを前記研磨部材と前記金属層との間に介在させながら前記研磨部材と前記半導体基板とを相対移動させることを含み、前記研磨粒子は正電荷を帯び、前記樹脂粒子は分子内に負電荷を帯びた官能基を含んでいるか又はシリカで表面処理されている半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film provided with a recess on a semiconductor substrate;
Forming a barrier layer on the insulating film to cover the bottom and side walls of the recess;
Forming a metal layer containing copper on the barrier layer and embedding the recess;
Chemical mechanical polishing the metal layer,
The chemical mechanical polishing includes a dispersion medium, abrasive particles dispersed in the dispersion medium and exhibiting a photocatalytic action when irradiated with light, and dispersed in the dispersion medium, such as a methacrylic resin, a phenol resin, a urea resin, and a melamine resin. Chemical mechanical polishing slurry containing resin particles containing a material selected from the group consisting of polystyrene resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, and a mixture containing at least one of them, and a nonionic surfactant On the polishing member, irradiating the slurry supplied onto the polishing member with light, and interposing the slurry irradiated with light between the polishing member and the metal layer And moving the polishing member and the semiconductor substrate relative to each other, the polishing particles are positively charged, and the resin particles are negatively charged in the molecule. The method of manufacturing a semiconductor device has been surface treated with include functional groups or silica tinged.
前記バリア層は窒化タングステンを含んだ請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the barrier layer includes tungsten nitride. 前記研磨粒子は、チタンと、酸素と、ニッケル、銅、銀、金、及びニオブからなる群より選択される少なくとも1種の元素とを含有した請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the abrasive particles contain titanium, oxygen, and at least one element selected from the group consisting of nickel, copper, silver, gold, and niobium. . 前記研磨粒子は、チタンと、酸素と、窒素及び硫黄の少なくとも一方の元素とを含有した請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the abrasive particles contain titanium, oxygen, and at least one element of nitrogen and sulfur. 前記研磨粒子は、酸化チタン、酸化スズ、酸化ニオブ、セレン化カドミウム、及び硫化カドミウムからなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含有した請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the abrasive particles contain at least one compound selected from the group consisting of titanium oxide, tin oxide, niobium oxide, cadmium selenide, and cadmium sulfide. 前記研磨粒子は可視光線照射により前記光触媒作用を呈する請求項4に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the abrasive particles exhibit the photocatalytic action when irradiated with visible light. 前記研磨粒子は紫外線照射により前記光触媒作用を呈する請求項1乃至6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the abrasive particles exhibit the photocatalytic action when irradiated with ultraviolet rays. 前記研磨粒子の酸化力は前記光照射により高まる請求項1乃至7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the oxidizing power of the abrasive particles is increased by the light irradiation. 前記研磨粒子の親水性は前記光照射により高まる請求項1乃至8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the hydrophilicity of the abrasive particles is increased by the light irradiation. 前記研磨粒子はアナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタンを含有した請求項1乃至9の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the abrasive particles contain titanium oxide having an anatase type crystal structure. 前記研磨粒子の一次粒子径は5nm乃至1000nmの範囲内で分布しており、前記研磨粒子の二次粒子径は100nm乃至1000nmの範囲内で分布している請求項1乃至10の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The primary particle diameter of the abrasive particles is distributed within a range of 5 nm to 1000 nm, and the secondary particle diameter of the abrasive particles is distributed within a range of 100 nm to 1000 nm. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of. 前記研磨粒子の一次粒子径は5nm乃至20nmの範囲内で分布している請求項11に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the primary particle diameter of the abrasive particles is distributed within a range of 5 nm to 20 nm. 前記化学的機械的研磨に使用する研磨部材を60rpm乃至140rpmの範囲内の回転数で回転させながら前記化学的機械的研磨を行う請求項1乃至12の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   13. The semiconductor device manufacturing according to claim 1, wherein the chemical mechanical polishing is performed while rotating a polishing member used for the chemical mechanical polishing at a rotation speed within a range of 60 rpm to 140 rpm. Method. 前記化学的機械的研磨に使用する研磨部材は3重量%以下の導電性成分濃度を有している請求項1乃至13の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a polishing member used for the chemical mechanical polishing has a conductive component concentration of 3 wt% or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP6475518B2 (en) * 2015-03-03 2019-02-27 株式会社ディスコ Wafer processing method
EP4363635A4 (en) * 2021-06-30 2025-04-30 Entegris, Inc. POLISHING OF TRANSITION METALS
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Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3844823B2 (en) * 1996-01-22 2006-11-15 財団法人石油産業活性化センター Photocatalyst, photocatalyst production method and photocatalytic reaction method
JP3560151B2 (en) * 1996-02-07 2004-09-02 日立化成工業株式会社 Cerium oxide abrasive, semiconductor chip, method for producing them, and method for polishing substrate
US6177026B1 (en) * 1998-05-26 2001-01-23 Cabot Microelectronics Corporation CMP slurry containing a solid catalyst
JP2000216121A (en) * 1999-01-20 2000-08-04 Toray Ind Inc Polishing pad and polishing device
US6794065B1 (en) * 1999-08-05 2004-09-21 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Photocatalytic material and photocatalytic article
JP4041252B2 (en) * 1999-11-01 2008-01-30 株式会社東芝 Chemical mechanical polishing particles and chemical mechanical polishing aqueous dispersions
JP2002080827A (en) * 2000-02-09 2002-03-22 Jsr Corp Aqueous dispersion for chemical and mechanical polishing
JP2001308041A (en) * 2000-04-18 2001-11-02 Asahi Kasei Corp Polishing composition for metal film on semiconductor substrate
JP2002003825A (en) * 2000-06-21 2002-01-09 Asahi Kasei Corp Photoactive semiconductor metal film polishing composition

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