JP2001077061A

JP2001077061A - 半導体用研磨剤

Info

Publication number: JP2001077061A
Application number: JP24945699A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Fujie; 良紀藤江; Katsuyuki Tsugita; 克幸次田
Original assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Current assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体デバイス製造工程における金
属層及び／又はバリア層を平坦化できる、優れた研磨剤
を提供する。【解決手段】重量平均粒子径が０．１〜０．３μ
ｍ、平均結晶子径が１５０〜６００Åであるセリウム酸
化物粒子を研磨砥粒として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス製
造工程における化学的機械研磨用研磨剤に関し、特にス
クラッチを発生させることなく半導体基板上に形成され
た金属層及び／又はバリア層の化学的機械研磨に使用さ
れる研磨剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、種々のデジタル家電製品、モバイ
ルコンピュータ、携帯情報通信機器等の更なる小型化、
高機能化、高速化、低消費電力化の要請に応じて、これ
ら機器のキーコンポーネントとして組み込まれて使用さ
れる半導体集積回路（以下、単に半導体装置又は半導体
デバイスなどとも云う。）においても微細化・高密度化
の検討が続けられており、基板上に形成した絶縁層上
に、サブミクロンのデザインルールの微細な線幅の配線
パターンを埋め込み、その微細な配線構造を絶縁層を介
してより多層積層化し高密度化した多層配線構造が追求
されている。

【０００３】このように多層配線構造により半導体装置
の微細化・高密度化が進むと、各層表面の凹凸が激しく
なり、その凹凸段差がリソグラフィ光学系の焦点深度を
越えるようになる。そして多層配線工程における断線や
ショートの原因となる等種々の問題を惹起するので製造
プロセスの然るべき段階で、ウエハ表面を平坦化するこ
とが必須である。

【０００４】従って、平坦化処理の重要なキーテクノロ
ジーとして、多層配線構造の半導体装置の製造工程にお
いて、その各々の層（半導体基板上）に形成された絶縁
膜及び／又は金属膜を超精密に平坦化しうるポリシング
技術である化学的機械研磨(Chemical Mechanical Polis
hing ; 以下、ＣＭＰと称する。）が、注目されてい
る。

【０００５】従来、アルミニウム（Ａｌ）系の配線材料
が、ドライエッチング等で容易にパターンニングしうる
ことから多く使用されているが、Ａｌ系の配線の場合、
配線幅０．２５μｍ以下というデザインルールのもとで
は、素子間の配線抵抗が無視できなくなって大きな配線
遅延時間が生ずるようになる。また、これと共に、Ａｌ
系配線間の寄生容量に起因する充放電によるパワーロス
が、モバイル機器等の低消費電力化に対する大きな障害
となることが問題となっている。

【０００６】このため、より低抵抗の材料である銅（Ｃ
ｕ）配線及びＣｕ合金配線( 以下、Ｃｕ等と略する。 )
等を次世代ＬＳＩ装置の多層配線構造として使用しよう
とする試みが行われている。Ｃｕ等についてはドライエ
ッチング温度が高くなりＡｌのように容易にはドライエ
ッチングによる薄膜のパターンニングを行うことができ
ないので、通常、層間絶縁膜上の配線溝及び／又はコン
タクト溝へ電解メッキ等の手段でＣｕ等を埋め込み、こ
れをＣＭＰ研磨して余分なＣｕ等の平坦化が行われる。
これがＩＢＭ社の提唱にかかるダマシン( Damascine )
法と称される技術であり、かくしてＣｕ等の金属のＣＭ
Ｐ技術( 所謂メタルＣＭＰ )は今後の半導体装置の多層
配線における主要技術となりつつある。

【０００７】又、Ｃｕ等を配線として用いると、Ｃｕが
層間絶縁膜であるＳｉＯ₂ に拡散し、層間絶縁膜の絶縁
性が低下する。これを防止するため、Ｃｕ等とＳｉＯ₂
の間にバリア層としてＴａやＴａ化合物を埋め込むこと
が行われている。従って、ＣＭＰ工程の際には、Ｃｕ等
とともにこのＴａ層を同時に研磨することも必要となっ
てきている。

【０００８】従来、金属のＣＭＰ技術において、金属層
を平坦化するための研磨剤としては酸化セリウムを砥粒
としこれに酸化剤を加えたスラリー（特開平１０−１３
５１６３号）、砥粒としてコロイド状アルミナを含む酸
化酸性スラリー（特開平１０−７４７６４号）、酸化セ
リウム、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア等の
金属酸化物砥粒と尿素−過酸化水素を含むスラリー（特
開平１１−２１５４６号）等が公知である。

【０００９】これら酸化剤を含む研磨剤スラリーでは、
組成物としての安定性が悪いこと、デッシングが発生し
やすいこと、及び金属層表面に形成される凸部の継ぎ目
ないしシームに沿って酸化剤が侵入してシームが拡大し
デバイスの信頼性を低下させると云う大きな問題があっ
た。また、研削力及び平坦性についても十分に満足でき
るものではなかった

【００１０】一方、かかる酸化剤を使用しないものとし
て、二酸化マンガン( ＭｎＯ₂ ) を砥粒の主成分として
用いる金属層研磨用の研磨剤（例えば特開平１０−６０
４１５号、特開平１０−１８０６１９号、特開平１０−
３１０７６６号）が提案されている。

【００１１】しかしながら、二酸化マンガンを主体とす
る研磨剤では、充分な研磨速度や平坦性が得られないと
共に、トリエタノールアミンやオルガノシラン等の添加
剤が必要なため洗浄等の操作が余計に必要となる等の問
題があった。

【００１２】特に本発明者らの検討によれば、これら研
磨剤は、金属層がＡｌやＷである場合にはある程度の研
磨能を有するものの、すでに述べたように、次世代配線
材料として最も重要なＣｕ層等及びバリア層のＴａの研
磨については、充分な研磨速度及び平坦性が得られない
ことがわかった。

【００１３】そのために、半導体素子の微小微細化に適
した、金属層及び／又はバリア層、、特にＣｕ層、Ｔａ
層等を平坦化できる、優れた研磨剤が必要である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体装置の微小微細化に適した、金属層及び／又はバリア
層、特にＣｕ層、Ｔａ層等を平坦化できる、優れた研磨
剤（研磨砥粒）を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、 (１) 本発明に従えば、半導体デバイスの製造工程にお
ける化学的機械研磨用研磨剤であって、重量平均粒子径
が０．１〜０．３μｍ、平均結晶子径が１５０〜６００
Åであるセリウム酸化物粒子からなる砥粒が含有され、
半導体基板上に形成された金属層及び／又はバリア層を
研磨するための半導体用研磨剤( 以下「本発明の研磨
剤」とも云う。 )、が提供される。

【００１６】(２) また本発明に従えば、本発明の研磨
剤を化学的機械研磨装置の研磨布に担持させて、半導体
基板上に形成された金属層及び／又はバリア層の少なく
とも一部を研磨することを特徴とする半導体基板の研磨
方法、が提供される。本発明のさらに他の実施の形態は
以下の説明から明らかになるであろう。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の研磨剤の砥粒であるセリ
ウム酸化物粒子の重量平均粒子径は、０．１〜０．３μ
ｍであり、特に０．１５〜０．２５μｍが好ましい。こ
れより粒子径があまり大であると、研磨対象である金属
層及び／又はバリア層のスクラッチが増加し、あまり小
であると研削力が低下する。

【００１８】本発明において、重量平均粒子径は、質量
基準で粒度分布を求め、全質量を１００％とした累積カ
ーブにおいて、その累積カーブが５０％となる点の粒子
径である。これを質量基準累積５０％径ともいう（例え
ば、化学工学便覧「改定５版」（化学工学会編）Ｐ２２
０〜２２１の記載参照）。

【００１９】これらの重量平均粒子径の測定は、例え
ば、日機装株式会社製マイクロトラックＨＲＡＸ−１０
０等の機器を使用し、砥粒を水等の媒体に超音波処理し
て砥粒の分散状態が安定化した時点で粒度分布測定する
ことにより行われる。

【００２０】また本発明においてセリウム酸化物の平均
結晶子径は、１５０〜６００Åであり、好ましくは３０
０〜５００Åである。これより結晶子径があまり大であ
ると、研磨対象である金属層等のスクラッチが増加し、
あまり小であると研削力が低下する。

【００２１】このようにスクラッチの発生を防止するた
めには、セリウム酸化物の粒子径を制御するだけでな
く、その結晶子径を制御することも必要なのである。

【００２２】なお平均結晶子径は、Ｘ線回折から求めら
れる結晶子（クリスタリット）の大きさを表し、Ｘ線回
折パターンの最大強度を示すピークの広がり（線幅）か
らシェラー（Sherrer)の式により算出された値である
（例えば、B.D.CULLITY （松村訳）「Ｘ線回折要論」
（株）アグネ発行）。

【００２３】セリウム酸化物は、例えば炭酸希土等の原
料を電気炉中で焼成することにより得られ、その粒子径
は、焼成温度によってもある程度調節することが可能で
あるが、好ましくは、加熱熟成する前に、原料の炭酸セ
リウムを湿式粉砕等により粉砕して所望の粒径範囲のも
のとしておくか、または、加熱熟成後に得られた酸化セ
リウムをさらに粉砕処理することが望ましい。

【００２４】上記の工程において、湿式粉砕は、水等水
性媒体又はアルコール等の非水媒体中で湿式媒体用撹拌
ミル等で行われ、また焼成は、電気炉等により６００〜
８００℃、好ましくは６５０〜７５０℃で行うことが望
ましい。

【００２５】なお、焼成温度は、セリウム酸化物の結晶
子径を制御するためにも重要な操作因子であって、焼成
温度が上記範囲よりも低い場合は、結晶子径が小さくな
り過ぎ、またこれよりも高い場合は、結晶子径が大きく
なりすぎ、いずれも好ましくない。

【００２６】なお、本発明で規定する所望の粒径範囲の
砥粒を得るためには、場合により粉砕操作とともに分級
操作を組み合わせることも好ましい。

【００２７】分級操作としては、乾式分級でも可能であ
るが、より精度の高い分級が行えることから湿式分級が
好ましい。なかでも、本発明の対象とする粒径の粒子の
分級に好ましく適用できる湿式分級器としては、液体サ
イクロン、遠心沈降機、遠心傾しゃ機( デカンター )等
の遠心分級器；ハイドロセパレータ、ボウルデシルタ
ー、ボウル分級器、スパイラル分級器、ドラグ分級器等
の機械的分級器；ドルコサイザー、スーパーソータ等の
水力分級器；スピッツカステン、サイドコーン等の沈降
分級器が挙げられる。

【００２８】セリウム酸化物は、ＣｅＯ_xの構造式で示
される物で、ｘの範囲としては、１〜２のものが好まし
い。特に好ましくは、IV価（酸化数４）のセリウム化合
物（ＣｅＯ₂ ）である。しかしながら、より低酸化数の
酸化物（例えばＣｅ₂ Ｏ₃ ）も目的に応じて使用可能で
ある。また、研磨剤スラリー中に酸化剤等の添加剤を加
えて価数を変化させて使用することも可能である。

【００２９】本発明の研磨剤は、砥粒としてセリウム酸
化物を主体として使用するものであるが、従来公知の他
の一種又は二種以上の研磨砥粒を併用して用いてもよ
い。例えば酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、二酸化ケ
イ素（ＳｉＯ₂ ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）、酸
化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ，Ｇ
ｅＯ₂ ）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）等をセリウム酸化
物重量に対してその３０重量％以下、好ましくは２０重
量％以下、さらに好ましくは１０重量％以下を用いるこ
とができる。

【００３０】これら砥粒の重量平均粒子径は、研磨速度
の維持とスクラッチの発生を防止する観点から、０．０
０５〜２．０μｍが好ましく、０．０１〜０．５μｍが
特に好ましい。

【００３１】本発明の研磨剤の使用方法については、特
に限定されないが、水又は水性媒体（本明細書では、両
者を合わせて「水系媒体」という。）に撹拌混合機、ホ
モジナイザ、ボールミル等で十分に分散させ、セリウム
酸化物が０．１〜３０重量％、好ましくは１〜１５重量
％分散している研磨剤スラリー（以下、本発明の研磨剤
スラリーともいう。）として用いることが望ましい。こ
こでいう水性媒体とは水を主体とし、これにメタノー
ル、エタノール、イソプロパノール等の水溶性又は水と
混和しうる有機溶媒を２０重量％以下、好ましくは１０
重量％以下程度含む混合溶媒である。

【００３２】本発明の研磨対象となる金属層は、特に制
限されず、例えば、Ｃｕ、Ｗ、Ａｌ、Ｔｉ等またはこれ
らの合金が用いられが、特に本発明の研磨剤によりバリ
ア膜と同時に研磨した際に効果が発揮される点で、Ｃｕ
又はその合金からなることが好ましい。

【００３３】また、バリア膜は、その絶縁膜やＣｕ配線
との密着性、及び絶縁膜中へのＣｕの拡散防止性能から
タンタル( Ｔａ )、タンタル合金およびそれらの化合物
からなることが好ましい。タンタル合金としてはＴａ
と、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｗ、ＭｏまたはＺｎ等との合金
が好ましいものとして挙げられる。また、タンタル化合
物としては、窒化物（ＴａＮ）、酸化物（ＴａＯ_x）、
酸窒化物（ＴａＯ_yＮ_z）〔ここで、ｘ、ｙ、ｚは任意
の数値である。〕が好ましいものとして挙げられるが、
窒化タンタルが最も好ましい。なお、このタンタル化合
物には、上記のＴａ合金の化合物も含まれる。

【００３４】本発明の研磨剤は、特に半導体デバイス製
造工程における金属層の研磨剤として用いられるが、研
磨剤スラリーは、そのｐＨにより研磨力に変化が生じる
ので、研磨剤の酸化力や研磨対象物たる金属の種類を考
慮し、適正なｐＨを選択して用いることが好ましい。

【００３５】具体的にはＣｕの研磨においては、研磨剤
スラリーのｐＨは例えば１０．０〜４．０、好ましくは
１０．０〜６．０程度である。

【００３６】ｐＨ調整剤は、特に限定されず、公知の酸
やアルカリ成分を添加することによりｐＨ調整を行うこ
とができるが、洗浄の容易さから水溶性のものが好まし
く、調整のしやすさから特にアンモニアが好ましい。ア
ンモニア等のｐＨ調整剤の添加方法としては、セリウム
酸化物を水に分散させたスラリーにアンモニアガスを吹
き込んだり、アンモニア水等を添加して、目的のｐＨに
調整する方法が挙げられる。

【００３７】なお、アンモニウムイオンは、Ｃｕと水溶
性の銅アンモニア錯体( アンミン錯体 )を形成するの
で、Ｃｕの研磨を促進するため、アンモニウムイオンの
供給源となるアンモニウム化合物を研磨スラリーに添加
することもできる。このようなアンモニウム化合物とし
ては、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、硫酸
水素アンモニウム、塩酸アンモニウム、硫酸水素アンモ
ニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。

【００３８】本発明の研磨剤スラリーには、用途に応じ
て、さらに分散剤、防カビ剤、界面活性剤、錯体生成
剤、酸化剤等を適宜添加して使用してもよい。

【００３９】なお分散剤としては、通常界面活性剤が使
用され、オレイン酸アンモニウム、ラウリル硫酸アンモ
ニウム、ラウリル硫酸トリエタノールアミン等の陰イオ
ン性界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポ
リエチレングリコールジステアレート、ポリアクリル酸
アンモニウム等の非イオン性界面活性剤が好適に使用さ
れる。

【００４０】また、錯体生成剤としては、酒石酸、クエ
ン酸、コハク酸、蓚酸、酢酸、フタル酸、アミノ酸等が
挙げられ、アミノ酸としては、例えば、グリシン、セリ
ン、ロイシン、イソロイシン、リジン、アラニン、グル
タミン酸、アスパラギン酸等が挙げられる。また、酸化
剤としては、過酸化水素、硝酸鉄、ヨウ素酸等が挙げら
れる。

【００４１】本発明の研磨剤は、半導体基板上に形成さ
れた金属層及び／又はバリア層を研磨するために使用さ
れる。

【００４２】具体的には、本発明の研磨剤を化学的機械
研磨装置の研磨布に担持させて、金属層及び／又はバリ
ア層を研磨するが、通常研磨剤は、研磨剤スラリーとし
て用いられる。この研磨剤スラリーを使用する研磨工程
は、常法に従って行うことができる。例えば上部に半導
体基板等の被研磨体を保持しながら回転を与える駆動装
置を備えたポリシングヘッドと、これに対向する下部の
ポリシングパッド( 研磨布 )が貼付されている回動しう
る定盤( プラテン )からなるＣＭＰ装置を使用し、当該
研磨布に本発明の研磨剤を担持させる。すなわち具体的
には本発明の研磨剤を研磨剤スラリーとし、これを研磨
布の上に供給しながら、４０〜３００ｒｐｍ程度で、回
転している半導体基板と接触させ、研磨圧力５０〜２５
０ｇ／ｃｍ² 程度で、基板上に形成された金属層及び／
又はバリア層を研磨してその平坦化を行うものである。

【００４３】このようにして、半導体基板上に形成され
た金属層、特に好ましくはＣｕ等の金属層の少なくとも
一部を研磨し、その金属層の数十ｎｍ〜数千ｎｍを除去
し平坦化する。

【００４４】

【作用】現在のところ、本発明の研磨剤の詳しい研磨機
構については完全には明確ではないが、おそらく次のよ
うであろうと推定される。すなわち、本発明における研
磨砥粒であるセリウム酸化物は、それ自身が適度な酸化
力を有する固体酸化剤であり、これが金属層を研磨する
際、金属表面を適度に酸化する作用を持っている。これ
により高い研磨力を示すと考えられる。

【００４５】さらに本発明で規定するごとく、セリウム
酸化物からなる砥粒の重量平均粒子径と結晶子径を特定
の範囲とすることにより、高い研磨力と優れた平坦化能
力を併せ有することができると考えられる。

【００４６】なお、本発明における砥粒であるセリウム
酸化物は、通常使われる他のＣｕ層用の研磨砥粒である
酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、
酸化チタン、酸化ゲルマニウム、窒化ケイ素と比較して
柔らかいため、ポリシングパッドの圧力による自己崩壊
性も高い。この自己崩壊性についても、結晶子径を本発
明で規定する範囲とすることによりある程度制御するこ
とができ、従ってさらに優れた平坦化能力を示すと考え
られる。

【００４７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明するが、本発明
の技術的範囲がこれに限定されるものではない。

【００４８】本実施例において、セリウム酸化物砥粒の
重量平均粒子径の測定は、日機装株式会社製マイクロト
ラックＨＲＡＸ−１００を使用し、砥粒を水系媒体で超
音波処理して砥粒の分散状態が安定化した時点で粒度分
布測定することにより行った。また、セリウム酸化物の
平均結晶子径は、島津製作所社製Ｘ線回折装置ＸＤ−Ｄ
１を用いて得られたＸ線回折パターンからシェラーの式
を用い計算した。

【００４９】（１）研磨剤スラリーの合成〔例１〕炭酸セリウムを電気炉を用いて７００℃で焼成
し、水に懸濁させて湿式媒体撹拌型ミルで重量平均粒子
径を０．２５μｍまで粉砕し、研磨砥粒を製造した。こ
の時の平均結晶子径は３６０Åであった。イオン交換水
に、得られた研磨砥粒を３重量％になるように加え、さ
らに添加剤として過酸化水素３重量％、酒石酸５重量％
を加え、アンモニアでｐＨを８に調整した。

【００５０】〔例２〕炭酸セリウムを電気炉を用いて７
００℃で焼成し、湿式媒体撹拌型ミルで重量平均粒子径
を０．２５μｍまで粉砕し、研磨砥粒を製造した。この
時の平均結晶子径は３６０Åであった。イオン交換水
に、得られた研磨砥粒を３重量％になるように加え、さ
らに添加剤として過酸化水素３重量％、フタル酸５重量
％を加えアンモニアでｐＨを８に調整した。

【００５１】〔例３〕炭酸セリウムを電気炉を用いて７
００℃で焼成し、湿式媒体撹拌型ミルで重量平均粒子径
を０．２５μｍまで粉砕し、研磨砥粒を製造した。この
時の平均結晶子径は３６０Åであった。イオン交換水
に、得られた研磨砥粒を３重量％になるように加え、さ
らに添加剤として過酸化水素３重量％、グリシン５重量
％を加えアンモニアでｐＨを８に調整した。

【００５２】〔例４〕湿式媒体撹拌型ミルでの粉砕時の
研磨砥粒の重量平均粒子径を０．４０μｍとした以外
は、例１と同様に調整した。この時の平均結晶子径は３
６０Åであった。

【００５３】〔例５〕湿式媒体撹拌型ミルでの粉砕時の
研磨砥粒の重量平均粒子径を０．０５μｍとした以外
は、例１と同様に調整した。この時の平均結晶子径は３
６０Åであった。

【００５４】〔例６〕炭酸セリウムを電気炉を用いて５
００℃で焼成し、湿式媒体撹拌型ミルで重量平均粒子径
を０．２５μｍまで粉砕し、研磨砥粒を製造した。この
時の平均結晶子径は１２０Åであった。イオン交換水
に、得られた研磨砥粒を３重量％になるように加え、さ
らに添加剤として過酸化水素３重量％、フタル酸５重量
％を加えアンモニアでｐＨを８に調整した。

【００５５】〔例７〕炭酸セリウムを電気炉を用いて９
００℃で焼成し、湿式媒体撹拌型ミルで重量平均粒子径
を０．２５μｍまで粉砕し、研磨砥粒を製造した。この
時の平均結晶子径は７００Åであった。イオン交換水
に、得られた研磨砥粒を３重量％になるように加え、さ
らに添加剤として過酸化水素３重量％、フタル酸５重量
％を加えアンモニアでｐＨを８に調整した。

【００５６】〔例８〕研磨砥粒としてセリウム酸化物の
かわりに重量平均粒子径を０．２５μｍに調整したα−
アルミナを使用した以外は、例１と同様に調整した。

【００５７】〔例９〕研磨砥粒としてセリウム酸化物の
かわりに重量平均粒子径を０．０５μｍに調整したコロ
イダルシリカを使用した以外は、例１と同様に調整し
た。

【００５８】（２）研磨試験 (１) で合成した例１〜９の研磨剤スラリーについて、
以下の研磨条件でＣｕ板及びＴａ板の研磨を行い、以下
の方法で「研磨速度の測定」及び「表面状態の確認」を
行なった。なお、例１〜３は実施例、例４〜９は比較例
である。

【００５９】（研磨条件）ポリシングマシン：ＮＦ−３００（ナノファクター社
製）研磨対象：Ｃｕ板（ニラコ社製）、Ｔａ板（ニラコ社
製）研磨圧力：２００ｇ／ｃｍ² 研虐パツド：ＩＣ−１４００（ローデルニッタ社製）回転数：上盤６０ｒｐｍ、下盤６０ｒｐｍスラリー供給速度：３０ｍｌ／ｍｉｎ研磨時間：５分

【００６０】（研磨速度の測定）研磨前後のＣｕ板及びＴａ板の重量差を測定し、Ｃｕ
板、Ｔａ板の面積及びその密度から重量減少分の金属の
厚さに換算し、研磨速度（Å／ｍｉｎ）を算出した。

【００６１】（表面状態の確認）研磨後のＣｕ板、Ｔａ板を、金属顕微鏡（オリンパス光
学工業社製）のノマルスキー微分干渉法でスクラッチの
個数を目視で計測した。Ｃｕ板における結果を表１に、
Ｔａ板における結果を表２に示す。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】

【発明の効果】表から明らかなごとく、本発明の研磨剤
は、高い研磨速度を有しながら、スクラッチが少ない。
このことから本発明の研磨剤は、半導体デバイス製造工
程における金属層及び／又はバリア層、特にＣｕ、Ｔａ
層等を研磨するＣＭＰ研磨剤として有効に利用できるこ
とがわかる。

【００６５】このように本発明の研磨剤は、今後の半導
体装置の微小微細化におけるキーテクノロジーであるＣ
ｕ層の研磨剤として有効に利用できるものであるから、
半導体デバイス製造における意義は極めて大きいと考え
られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体デバイスの製造工程における化学
的機械研磨用研磨剤であって、重量平均粒子径が０．１
〜０．３μｍ、平均結晶子径が１５０〜６００Åである
セリウム酸化物粒子からなる砥粒が含有され、半導体基
板上に形成された金属層及び／又はバリア層を研磨する
ための半導体用研磨剤。
【請求項２】金属層がＣｕ又はＣｕ合金からなる請求
項１に記載の研磨剤。
【請求項３】バリア層がＴａ、Ｔａ合金又はＴａ化合
物からなる請求項１又は２に記載の研磨剤。
【請求項４】水系媒体に、固形分濃度０．１〜３０重
量％で懸濁させてスラリー状態で用いられる請求項１〜
３の何れかに記載の研磨剤。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の研磨剤
を化学的機械研磨装置の研磨布に担持させて、半導体基
板上に形成された金属層及び／又はバリア層の少なくと
も一部を研磨することを特徴とする半導体基板の研磨方
法。