JP2001230230A - 欠陥低減のための平坦化された銅のクリーニング - Google Patents
欠陥低減のための平坦化された銅のクリーニングInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 組成物及び腐食防止溶液を用いて銅又は銅合
金を備える基板表面を処理して欠陥形成及び表面腐食を
最少化すること。 【解決手段】 基板表面を処理する方法は、１種以上の
キレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の間にするｐ
Ｈ調整剤と、脱イオン水とを備える組成物を供給するこ
とと、腐食防止溶液を供給することとを含む。該組成物
は、さらに還元剤及び／又は腐食防止剤を含んでもよ
い。該方法は、該組成物を用いて該基板表面を処理する
前に、該腐食防止溶液を供給することをさらに備えても
よい。
金を備える基板表面を処理して欠陥形成及び表面腐食を
最少化すること。 【解決手段】 基板表面を処理する方法は、１種以上の
キレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の間にするｐ
Ｈ調整剤と、脱イオン水とを備える組成物を供給するこ
とと、腐食防止溶液を供給することとを含む。該組成物
は、さらに還元剤及び／又は腐食防止剤を含んでもよ
い。該方法は、該組成物を用いて該基板表面を処理する
前に、該腐食防止溶液を供給することをさらに備えても
よい。
Description
【０００１】
【関連出願】本出願は、１９９９年１１月２９日にファ
イルされ、本願明細書に援用する係属中の米国特許出願
第０９／４５０，４７９号［ＡＭＡＴ／３９７６］の一
部継続出願である。
イルされ、本願明細書に援用する係属中の米国特許出願
第０９／４５０，４７９号［ＡＭＡＴ／３９７６］の一
部継続出願である。
【０００２】
【発明の属する技術分野】本発明は、改善された平坦性
を有し、欠陥が低減された半導体装置における銅（Ｃ
ｕ）及び／又は銅合金のメタライゼーションに関する。
本発明は、サブミクロン設計特徴及び高導電率相互配線
構造を有する高速集積回路の製造に高い信頼性で適応で
きる。
を有し、欠陥が低減された半導体装置における銅（Ｃ
ｕ）及び／又は銅合金のメタライゼーションに関する。
本発明は、サブミクロン設計特徴及び高導電率相互配線
構造を有する高速集積回路の製造に高い信頼性で適応で
きる。
【０００３】
【従来の技術】極超ＬＳＩ半導体配線と関連した高密度
及び高性能に対する漸増する要求は、敏感な相互配線技
術の変化を必要とする。このような漸増する要求に応じ
ることは、低ＲＣ（抵抗及び容量）相互配線パターンの
形成の点から見ると、特にサブミクロンのビアホール、
コンタクト及び溝が高アスペクト比を有するような用途
において、難しいことが知られている。
及び高性能に対する漸増する要求は、敏感な相互配線技
術の変化を必要とする。このような漸増する要求に応じ
ることは、低ＲＣ（抵抗及び容量）相互配線パターンの
形成の点から見ると、特にサブミクロンのビアホール、
コンタクト及び溝が高アスペクト比を有するような用途
において、難しいことが知られている。
【０００４】従来の半導体装置は、半導体基板と、ドー
プした単結晶シリコンと、複数の後に形成される絶縁中
間層及び導電パターンとを備える。集積回路は、配線間
空間で分離された導電ラインと複数の層間ラインとを備
える複数の導電パターンを含んで形成される。一般に、
コンタクト・ホールを充填する導電プラグがソース領域
やドレイン領域などの半導体基板上の活性領域との電気
的接触を確立すると共に、異なる層上の導電パターン
は、ビアホールを充填する導電プラグによって電気的に
接続されている。導電ラインは、半導体基板に関して実
質上平行に延びる溝の中に形成される。デバイス構造が
サブミクロンレベルに小さくなるにつれて、５層以上の
メタライゼーションを備える半導体チップが主流になっ
てきている。
プした単結晶シリコンと、複数の後に形成される絶縁中
間層及び導電パターンとを備える。集積回路は、配線間
空間で分離された導電ラインと複数の層間ラインとを備
える複数の導電パターンを含んで形成される。一般に、
コンタクト・ホールを充填する導電プラグがソース領域
やドレイン領域などの半導体基板上の活性領域との電気
的接触を確立すると共に、異なる層上の導電パターン
は、ビアホールを充填する導電プラグによって電気的に
接続されている。導電ラインは、半導体基板に関して実
質上平行に延びる溝の中に形成される。デバイス構造が
サブミクロンレベルに小さくなるにつれて、５層以上の
メタライゼーションを備える半導体チップが主流になっ
てきている。
【０００５】ビアホールを充填する導電プラグは、典型
的に、少なくとも１つの導電パターンを含む導電層上に
絶縁層を堆積し、従来のフォトリソグラフィ技術及びエ
ッチング技術によって該絶縁層を貫通する開口を形成
し、タングステン（Ｗ）等の導電材を用いて該開口を充
填することによって、形成される。該絶縁中間層の表面
の余分な導電材は、通常、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）
によって除去される。このような方法はダマシンとして
知られており、基本的に、絶縁中間層に開口を形成する
ことと、該開口を金属で充填することとを含む。デュア
ル・ダマシン技術は、上部の溝部と通じる下部のコンタ
クト又はビアホール部を備える開口を形成することを含
む。該開口全体が通常金属の導電材で充填されて導電ラ
インと電気的に接触する導電プラグが形成される。
的に、少なくとも１つの導電パターンを含む導電層上に
絶縁層を堆積し、従来のフォトリソグラフィ技術及びエ
ッチング技術によって該絶縁層を貫通する開口を形成
し、タングステン（Ｗ）等の導電材を用いて該開口を充
填することによって、形成される。該絶縁中間層の表面
の余分な導電材は、通常、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）
によって除去される。このような方法はダマシンとして
知られており、基本的に、絶縁中間層に開口を形成する
ことと、該開口を金属で充填することとを含む。デュア
ル・ダマシン技術は、上部の溝部と通じる下部のコンタ
クト又はビアホール部を備える開口を形成することを含
む。該開口全体が通常金属の導電材で充填されて導電ラ
インと電気的に接触する導電プラグが形成される。
【０００６】銅（Ｃｕ）及び銅合金は、相互配線メタラ
イゼーションにおけるアルミニウム（Ａｌ）に代わる候
補としてかなり注目されていた。銅及び銅合金は、比較
的安く、加工が容易で、アルミニウムよりも低い抵抗率
を有している。さらに、銅及び銅合金は、導電配線と同
じく導電プラグとして使用するために望ましい金属にし
ながら、タングステン（Ｗ）と比べて電気的特性が改善
されてきた。
イゼーションにおけるアルミニウム（Ａｌ）に代わる候
補としてかなり注目されていた。銅及び銅合金は、比較
的安く、加工が容易で、アルミニウムよりも低い抵抗率
を有している。さらに、銅及び銅合金は、導電配線と同
じく導電プラグとして使用するために望ましい金属にし
ながら、タングステン（Ｗ）と比べて電気的特性が改善
されてきた。
【０００７】銅や銅合金製のプラグ及び配線の形成への
アプローチは、ダマシン構造の利用を含む。しかし、二
酸化ケイ素等の絶縁層材への銅の拡散のため、銅の相互
配線構造のための拡散障壁層が銅又は銅合金の相互配線
構造と周辺の絶縁材との間に形成される。一般に、銅又
は銅合金に対する拡散障壁金属は、タンタル（Ｔａ）、
窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタ
ン−タングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、窒
化タングステン（ＷＮ）、チタン−窒化チタン（Ｔｉ−
ＴｉＮ）、窒化シリコンチタン（ＴｉＳｉＮ）、窒化シ
リコンタングステン（ＷＳｉＮ）、窒化シリコンタンタ
ル（ＴａＳｉＮ）及び窒化シリコンを含む。銅を包含す
るための障壁材の利用は、銅と絶縁中間層との間の界面
に限定されず、他の金属との界面も含む。
アプローチは、ダマシン構造の利用を含む。しかし、二
酸化ケイ素等の絶縁層材への銅の拡散のため、銅の相互
配線構造のための拡散障壁層が銅又は銅合金の相互配線
構造と周辺の絶縁材との間に形成される。一般に、銅又
は銅合金に対する拡散障壁金属は、タンタル（Ｔａ）、
窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタ
ン−タングステン（ＴｉＷ）、タングステン（Ｗ）、窒
化タングステン（ＷＮ）、チタン−窒化チタン（Ｔｉ−
ＴｉＮ）、窒化シリコンチタン（ＴｉＳｉＮ）、窒化シ
リコンタングステン（ＷＳｉＮ）、窒化シリコンタンタ
ル（ＴａＳｉＮ）及び窒化シリコンを含む。銅を包含す
るための障壁材の利用は、銅と絶縁中間層との間の界面
に限定されず、他の金属との界面も含む。
【０００８】従来のＣＭＰ技術において、ウエハ・キャ
リア・アセンブリは、ＣＭＰ装置のポリッシング・パッ
ドと接触して回転される。該ポリッシング・パッドは回
転するターンテーブル又はプラテンに取り付けられ、外
部の駆動力によって駆動されて固定したポリッシング・
テーブル上で動く。ウエハは通常、ポリッシング・パッ
ドに対して該ウエハを押圧する制御可能な圧力を生成す
るキャリアの上に載置される。これによりＣＭＰ装置
は、ウエハとポリッシング・パッドとの間に力を加えて
いる間、化学的及び機械的作用をもたらすために反応溶
液内に研磨粒子を含む、又は含まない研磨液を分散させ
ながら、各薄い半導体ウエハの表面とポリッシング・パ
ッドとの間でポリッシング又はラビング動作をもたら
す。
リア・アセンブリは、ＣＭＰ装置のポリッシング・パッ
ドと接触して回転される。該ポリッシング・パッドは回
転するターンテーブル又はプラテンに取り付けられ、外
部の駆動力によって駆動されて固定したポリッシング・
テーブル上で動く。ウエハは通常、ポリッシング・パッ
ドに対して該ウエハを押圧する制御可能な圧力を生成す
るキャリアの上に載置される。これによりＣＭＰ装置
は、ウエハとポリッシング・パッドとの間に力を加えて
いる間、化学的及び機械的作用をもたらすために反応溶
液内に研磨粒子を含む、又は含まない研磨液を分散させ
ながら、各薄い半導体ウエハの表面とポリッシング・パ
ッドとの間でポリッシング又はラビング動作をもたら
す。
【０００９】高程度の表面欠陥、例えば腐食、スクラッ
チ、ピッティングや埋没研磨粒子を発生することなく、
例えばダマシンＣＭＰで銅又は銅合金の表面を平坦化す
ることは極めて難しい。銅又は銅合金の密集したアレイ
は、通常、溝が初めに形成されるダマシン技術によって
酸化ケイ素層等の絶縁体層中に形成される。その後、例
えばタンタル（Ｔａ）あるいは窒化タンタル（ＴａＮ）
等のタンタル含有層のような障壁層が溝の露出表面及び
絶縁体層の上表面に堆積される。そして銅又は銅合金
が、例えば電気メッキ、無電解メッキ、物理気相堆積
（ＰＶＤ）や化学気相堆積（ＣＶＤ）を用いて該障壁層
上に、通常約８，０００Åから約１８，０００Åの厚さ
に堆積される。
チ、ピッティングや埋没研磨粒子を発生することなく、
例えばダマシンＣＭＰで銅又は銅合金の表面を平坦化す
ることは極めて難しい。銅又は銅合金の密集したアレイ
は、通常、溝が初めに形成されるダマシン技術によって
酸化ケイ素層等の絶縁体層中に形成される。その後、例
えばタンタル（Ｔａ）あるいは窒化タンタル（ＴａＮ）
等のタンタル含有層のような障壁層が溝の露出表面及び
絶縁体層の上表面に堆積される。そして銅又は銅合金
が、例えば電気メッキ、無電解メッキ、物理気相堆積
（ＰＶＤ）や化学気相堆積（ＣＶＤ）を用いて該障壁層
上に、通常約８，０００Åから約１８，０００Åの厚さ
に堆積される。
【００１０】その後、ＣＭＰが行われて銅又は銅合金の
表層が障壁層上まで除去され、化学薬剤と研磨粒子との
組成物を用いて、あるいは絶縁層上まで直接ＣＭＰを行
って該障壁層を除去する。銅又は銅合金の表層は、基板
表面上に形成された形態をふさぐために所要量より多く
該基板上に堆積されたものである。バフ研磨が絶縁層上
で任意に行われて該絶縁層のスクラッチ等の欠陥を除去
し、さらにダマシン開口を充填する銅又は銅合金を残し
つつ、該絶縁材が平坦化される。この結果得られるデュ
アル・ダマシンを充填する銅又は銅合金は、高濃度の表
面欠陥を有する露出表面を有する。これらの欠陥は、腐
食しみ、マイクロスクラッチ、マイクロピッティングや
表面の研磨粒子等の腐食を含む。銅及び銅合金ウエハ
は、酸化物や窒化物等の絶縁材よりも、大変傷つきやす
い傾向を示す。銅及び銅合金表面は、低いｐＨ環境で容
易に腐食し、かつ不活性化し難い。従来のウエハ洗浄だ
けではこのような欠陥を完全に除去することができな
い。従来の銅又は銅合金の平坦化は、欠陥量の増大を招
いてしまう。このような表面欠陥は、デバイス構造がサ
ブミクロンの域まで小さくなるにつれてデバイス性能や
信頼性に影響を与える。そのため、表面欠陥量を低減し
た状態にする銅及び銅合金の平坦化を可能にする方法が
必要とされる。また従来の研磨技術及び研磨装置と互換
性のある方法が必要とされる。
表層が障壁層上まで除去され、化学薬剤と研磨粒子との
組成物を用いて、あるいは絶縁層上まで直接ＣＭＰを行
って該障壁層を除去する。銅又は銅合金の表層は、基板
表面上に形成された形態をふさぐために所要量より多く
該基板上に堆積されたものである。バフ研磨が絶縁層上
で任意に行われて該絶縁層のスクラッチ等の欠陥を除去
し、さらにダマシン開口を充填する銅又は銅合金を残し
つつ、該絶縁材が平坦化される。この結果得られるデュ
アル・ダマシンを充填する銅又は銅合金は、高濃度の表
面欠陥を有する露出表面を有する。これらの欠陥は、腐
食しみ、マイクロスクラッチ、マイクロピッティングや
表面の研磨粒子等の腐食を含む。銅及び銅合金ウエハ
は、酸化物や窒化物等の絶縁材よりも、大変傷つきやす
い傾向を示す。銅及び銅合金表面は、低いｐＨ環境で容
易に腐食し、かつ不活性化し難い。従来のウエハ洗浄だ
けではこのような欠陥を完全に除去することができな
い。従来の銅又は銅合金の平坦化は、欠陥量の増大を招
いてしまう。このような表面欠陥は、デバイス構造がサ
ブミクロンの域まで小さくなるにつれてデバイス性能や
信頼性に影響を与える。そのため、表面欠陥量を低減し
た状態にする銅及び銅合金の平坦化を可能にする方法が
必要とされる。また従来の研磨技術及び研磨装置と互換
性のある方法が必要とされる。
【００１１】
【発明の概要】本発明の態様は、表面欠陥及び表面腐食
を低減した状態で、銅及び銅合金等の金属の平坦化を含
む基板表面を平坦化する方法及び構成を提供する。
を低減した状態で、銅及び銅合金等の金属の平坦化を含
む基板表面を平坦化する方法及び構成を提供する。
【００１２】１つの態様において、本発明は、銅又は銅
合金からなる基板表面を処理する方法であって、１種以
上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の間にす
る１種以上のｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備える組成
物を基板表面に供給することと、腐食防止溶液を供給す
ることとを含む方法を提供する。該方法は、腐食防止剤
及び／又は還元剤をさらに含む組成物を用いてもよい。
該方法は、該組成物を用いて基板表面を処理する前に、
該腐食防止溶液を用いて基板表面を処理することをさら
に具備してもよい。
合金からなる基板表面を処理する方法であって、１種以
上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の間にす
る１種以上のｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備える組成
物を基板表面に供給することと、腐食防止溶液を供給す
ることとを含む方法を提供する。該方法は、腐食防止剤
及び／又は還元剤をさらに含む組成物を用いてもよい。
該方法は、該組成物を用いて基板表面を処理する前に、
該腐食防止溶液を用いて基板表面を処理することをさら
に具備してもよい。
【００１３】他の態様において、本発明は、上部の面と
少なくとも１つの開口とを有する絶縁層と、該絶縁層の
開口及び上部の面を区画する障壁層と、該開口及び該絶
縁層を充填する銅又は銅合金とを含む基板表面を平坦化
する方法であって、銅又は銅合金の層と、銅又は銅合金
を備える露出した基板表面を残す障壁層とを除去するこ
とと、１種以上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約
１１の間にするｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備える組
成物を露出した基板表面に供給することによって銅又は
銅合金を備える露出した基板表面を処理することと、腐
食防止溶液を供給することとを含む方法を提供する。該
組成物は、腐食防止剤及び／又はｐＨ調整剤をさらに含
んでもよい。該方法は、露出された基板表面を化学的に
処理する前、及び銅又は銅合金層を除去した後に、障壁
層を除去することをさらに具備してもよい。該方法は、
組成物を供給する前に腐食防止溶液を用いて基板表面を
処理することをさらに具備してもよい。
少なくとも１つの開口とを有する絶縁層と、該絶縁層の
開口及び上部の面を区画する障壁層と、該開口及び該絶
縁層を充填する銅又は銅合金とを含む基板表面を平坦化
する方法であって、銅又は銅合金の層と、銅又は銅合金
を備える露出した基板表面を残す障壁層とを除去するこ
とと、１種以上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約
１１の間にするｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備える組
成物を露出した基板表面に供給することによって銅又は
銅合金を備える露出した基板表面を処理することと、腐
食防止溶液を供給することとを含む方法を提供する。該
組成物は、腐食防止剤及び／又はｐＨ調整剤をさらに含
んでもよい。該方法は、露出された基板表面を化学的に
処理する前、及び銅又は銅合金層を除去した後に、障壁
層を除去することをさらに具備してもよい。該方法は、
組成物を供給する前に腐食防止溶液を用いて基板表面を
処理することをさらに具備してもよい。
【００１４】
【実施例の詳細な説明】本願明細書に記載した本発明の
実施の形態は、深いサブミクロン域での特徴寸法を有
し、信頼できる相互配線パターンへの高まる要求に一致
した、腐食、スクラッチ、ピッティングや埋没した研磨
粒子等の欠陥が低減された形態を含む銅又は銅合金を有
する有効かつ効果的な基板表面の平坦化を可能にする。
本開示で用いた銅又は銅合金は、銅ベースの合金や少な
くとも約８０重量％の銅を含む銅ベースの合金と同様に
高純度の本質的な銅を包囲する。
実施の形態は、深いサブミクロン域での特徴寸法を有
し、信頼できる相互配線パターンへの高まる要求に一致
した、腐食、スクラッチ、ピッティングや埋没した研磨
粒子等の欠陥が低減された形態を含む銅又は銅合金を有
する有効かつ効果的な基板表面の平坦化を可能にする。
本開示で用いた銅又は銅合金は、銅ベースの合金や少な
くとも約８０重量％の銅を含む銅ベースの合金と同様に
高純度の本質的な銅を包囲する。
【００１５】本願明細書に記載した本発明の実施の形態
は、ＣＭＰや障壁層の除去後の多段階プロセスに有利に
用いることができる。本発明の実施の形態による該多段
階の方法は、銅又は銅合金の層のＣＭＰ処理の間及び障
壁層の除去の間、基板表面を低減された表面欠陥の状態
に、及び酸化及び基板表面に欠陥の形成を引き起こす、
ＣＭＰ処理に続く他のプロセスから不活性化した状態に
する。該基板表面の処理は、基板表面に形成された形態
を含む銅又は銅合金等の処理された基板の薄い表面層を
除去すること及び／又は腐食しみ、酸化銅及び／又は腐
食副生成物と混合した水酸化銅を除去することを含むこ
とができる。
は、ＣＭＰや障壁層の除去後の多段階プロセスに有利に
用いることができる。本発明の実施の形態による該多段
階の方法は、銅又は銅合金の層のＣＭＰ処理の間及び障
壁層の除去の間、基板表面を低減された表面欠陥の状態
に、及び酸化及び基板表面に欠陥の形成を引き起こす、
ＣＭＰ処理に続く他のプロセスから不活性化した状態に
する。該基板表面の処理は、基板表面に形成された形態
を含む銅又は銅合金等の処理された基板の薄い表面層を
除去すること及び／又は腐食しみ、酸化銅及び／又は腐
食副生成物と混合した水酸化銅を除去することを含むこ
とができる。
【００１６】本発明の実施の形態の多段階方法は、腐食
防止溶液や、クエン酸等の酸及び／又は水酸化アンモニ
ウム及び／又はアミンなどの塩基等の１種以上のキレー
ト化剤を含む組成物やｐＨ値を約３から約１１の間にす
る１種以上のｐＨ調整剤や脱イオン水を含む組成物を供
給することと、腐食防止溶液を供給することとを含む、
障壁層の除去処理後の形態を含む銅又は銅合金を備える
露出した基板表面を処理することを備える。該組成物
は、腐食防止剤及び／又は還元剤をさらに含んでもよ
い。
防止溶液や、クエン酸等の酸及び／又は水酸化アンモニ
ウム及び／又はアミンなどの塩基等の１種以上のキレー
ト化剤を含む組成物やｐＨ値を約３から約１１の間にす
る１種以上のｐＨ調整剤や脱イオン水を含む組成物を供
給することと、腐食防止溶液を供給することとを含む、
障壁層の除去処理後の形態を含む銅又は銅合金を備える
露出した基板表面を処理することを備える。該組成物
は、腐食防止剤及び／又は還元剤をさらに含んでもよ
い。
【００１７】本発明の実施の形態によって達成される欠
陥及び表面の不活性化の低減を可能にする正確なメカニ
ズムはわかっていない。しかし、障壁層の除去に続く本
発明の実施の形態による処理は、欠陥を含む形態を含む
銅又は銅合金の表面の薄い層を除去し、及び／又は比較
的欠陥のない表面を残しながら腐食しみを除去し、かつ
比較的欠陥のない表面を素早く不活性化してさらなる欠
陥の発生を回避するものと考えられている。腐食防止剤
及び脱イオン水を用いた任意の初期の処理は、腐食、特
に、銅又は銅合金の表面で用いられる研磨スラリーによ
って引き起こされた腐食を低減する。静的なエッチング
でない腐食は、非均質であるため回避すべきである。
陥及び表面の不活性化の低減を可能にする正確なメカニ
ズムはわかっていない。しかし、障壁層の除去に続く本
発明の実施の形態による処理は、欠陥を含む形態を含む
銅又は銅合金の表面の薄い層を除去し、及び／又は比較
的欠陥のない表面を残しながら腐食しみを除去し、かつ
比較的欠陥のない表面を素早く不活性化してさらなる欠
陥の発生を回避するものと考えられている。腐食防止剤
及び脱イオン水を用いた任意の初期の処理は、腐食、特
に、銅又は銅合金の表面で用いられる研磨スラリーによ
って引き起こされた腐食を低減する。静的なエッチング
でない腐食は、非均質であるため回避すべきである。
【００１８】腐食防止溶液を用いる任意の初期の処理
は、約０．０１重量％と約０．５０重量％の間の腐食防
止剤及び脱イオン水中に存在するベンゾトリアゾールや
５−メチル−１−ベンゾトリアゾール（ＴＴＡ）等の様
々の腐食防止剤を使用することができる。１つの態様で
は、該腐食防止溶液は、約０．０５重量％の腐食防止剤
及び脱イオン水を含む。初期の処理は、基板の表面を例
えば約３秒から約１０秒間露出させる。該プロセスの１
つの態様では、該腐食防止溶液は約５秒間、供給され
る。
は、約０．０１重量％と約０．５０重量％の間の腐食防
止剤及び脱イオン水中に存在するベンゾトリアゾールや
５−メチル−１−ベンゾトリアゾール（ＴＴＡ）等の様
々の腐食防止剤を使用することができる。１つの態様で
は、該腐食防止溶液は、約０．０５重量％の腐食防止剤
及び脱イオン水を含む。初期の処理は、基板の表面を例
えば約３秒から約１０秒間露出させる。該プロセスの１
つの態様では、該腐食防止溶液は約５秒間、供給され
る。
【００１９】基板表面は、銅又は銅合金を備える露出し
た表面を処理する組成物を用いて、１種以上のキレート
化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の間にするｐＨ調整剤
と、脱イオン水とを備える組成物を基板表面に供給した
後、腐食防止溶液を供給することによって処理される。
該組成物は、腐食防止剤及び／又は還元剤をさらに含ん
でもよい。本発明の１つの態様では、該組成物は、組成
物の約１容積％の希釈溶液まで飽和した組成物に希釈で
きる。１つの態様では、該組成物は、脱イオン水で、元
の組成物の約５容積％から約１０容積％に希釈される。
た表面を処理する組成物を用いて、１種以上のキレート
化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の間にするｐＨ調整剤
と、脱イオン水とを備える組成物を基板表面に供給した
後、腐食防止溶液を供給することによって処理される。
該組成物は、腐食防止剤及び／又は還元剤をさらに含ん
でもよい。本発明の１つの態様では、該組成物は、組成
物の約１容積％の希釈溶液まで飽和した組成物に希釈で
きる。１つの態様では、該組成物は、脱イオン水で、元
の組成物の約５容積％から約１０容積％に希釈される。
【００２０】該組成物を用いたその後の処理は、基板表
面に堆積された形態の表面の約５０Åまでの除去をもた
らし、かつ／又は実質上欠陥のない表面を残しながら、
表面腐食によって発生した腐食しみ、マイクロスクラッ
チング及びピッティングをもたらすものと考えられる。
この表面処理は、約１０秒から約２０秒間の組成物の供
給によって行える。
面に堆積された形態の表面の約５０Åまでの除去をもた
らし、かつ／又は実質上欠陥のない表面を残しながら、
表面腐食によって発生した腐食しみ、マイクロスクラッ
チング及びピッティングをもたらすものと考えられる。
この表面処理は、約１０秒から約２０秒間の組成物の供
給によって行える。
【００２１】上記１種以上のキレート化剤は、酸、塩基
又はそれらの組み合わせを含有することができる。該酸
は、１種以上の酸基を有するカルボン酸のような有機酸
を含んでもよい。上記組成物への使用に適当な酸の例と
しては、酢酸、クエン酸、マレイン酸及びそれらの組み
合わせがある。該酸は、組成物の約４０重量％まで含有
させることができる。該組成物の１つの態様では、該酸
は組成物の約５重量％から約３０重量％を構成する。該
酸はまた組成物中でキレート化剤として作用する。例え
ば酢酸は、銅又は銅合金に対してキレート化剤として作
用する。上記組成物の希釈溶液が基板表面のクリーニン
グに使われた場合、該酸は好ましくは該希釈組成物の約
２重量％から約１０重量％の間の濃度を有する。
又はそれらの組み合わせを含有することができる。該酸
は、１種以上の酸基を有するカルボン酸のような有機酸
を含んでもよい。上記組成物への使用に適当な酸の例と
しては、酢酸、クエン酸、マレイン酸及びそれらの組み
合わせがある。該酸は、組成物の約４０重量％まで含有
させることができる。該組成物の１つの態様では、該酸
は組成物の約５重量％から約３０重量％を構成する。該
酸はまた組成物中でキレート化剤として作用する。例え
ば酢酸は、銅又は銅合金に対してキレート化剤として作
用する。上記組成物の希釈溶液が基板表面のクリーニン
グに使われた場合、該酸は好ましくは該希釈組成物の約
２重量％から約１０重量％の間の濃度を有する。
【００２２】上記塩基は、水酸化アンモニウム、水酸化
アンモニウム誘導体、アミン及びそれらの組み合わせを
含んでもよい。アミンの例としては、メチルアミンやエ
チルアミン等の第一級アミン、第二級アミン、及びそれ
らの組み合わせがある。該塩基は、１つ以上のアミノ基
又はアミド基、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸、
メチルホルムアミドやエチレンジアミン等を有する化合
物を含んでよい。水酸化アンモニウム誘導体の例として
は、水酸化アンモニアテトラメチルがある。該塩基は、
組成物の約５重量％まで含有させることができる。１つ
の態様では、該塩基は組成物の約０．５重量％から約
３．０重量％を構成する。該塩基はまた組成物中でキレ
ート化剤として作用する。例えば水酸化アンモニウム
は、銅又は銅合金に対してキレート化剤として作用す
る。通常、キレート化剤として作用する酸及び塩基は、
基板の表面からのあるいは上記組成物中の金属イオン等
の物質と化学的に反応して、基板表面からの除去のため
の可溶性金属錯体を形成する。
アンモニウム誘導体、アミン及びそれらの組み合わせを
含んでもよい。アミンの例としては、メチルアミンやエ
チルアミン等の第一級アミン、第二級アミン、及びそれ
らの組み合わせがある。該塩基は、１つ以上のアミノ基
又はアミド基、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸、
メチルホルムアミドやエチレンジアミン等を有する化合
物を含んでよい。水酸化アンモニウム誘導体の例として
は、水酸化アンモニアテトラメチルがある。該塩基は、
組成物の約５重量％まで含有させることができる。１つ
の態様では、該塩基は組成物の約０．５重量％から約
３．０重量％を構成する。該塩基はまた組成物中でキレ
ート化剤として作用する。例えば水酸化アンモニウム
は、銅又は銅合金に対してキレート化剤として作用す
る。通常、キレート化剤として作用する酸及び塩基は、
基板の表面からのあるいは上記組成物中の金属イオン等
の物質と化学的に反応して、基板表面からの除去のため
の可溶性金属錯体を形成する。
【００２３】１種以上のｐＨ調整剤は、非酸化有機及び
無機の酸又は塩基を含んでよい。該ｐＨ調整剤は、約３
から約１１の間の所望のｐＨ値を生成又は維持するのに
十分な量である。例えば、酸性の場合、ｐＨ値は約３
で、中性の場合、ｐＨ値は約６と約８の間である。１つ
の態様では、組成物は約３と約７の間のｐＨ値を有す
る。ｐＨ調整剤の例としては、水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）のような塩基、及び／又は酢酸、リン酸あるいはシ
ュウ酸等の無機及び／又は有機酸を含むものがある。
無機の酸又は塩基を含んでよい。該ｐＨ調整剤は、約３
から約１１の間の所望のｐＨ値を生成又は維持するのに
十分な量である。例えば、酸性の場合、ｐＨ値は約３
で、中性の場合、ｐＨ値は約６と約８の間である。１つ
の態様では、組成物は約３と約７の間のｐＨ値を有す
る。ｐＨ調整剤の例としては、水酸化カリウム（ＫＯ
Ｈ）のような塩基、及び／又は酢酸、リン酸あるいはシ
ュウ酸等の無機及び／又は有機酸を含むものがある。
【００２４】酸性のｐＨ調整剤は、アルカリ性のキレー
ト化剤と共に用いることができ、アルカリ性のｐＨ調整
剤は、酸性のキレート化剤と共に用いることができ、酸
性及びアルカリ性のｐＨ調整剤は、酸性及びアルカリ性
のキレート化剤の組み合わせと共に用いることができ
る。１種以上のｐＨ調整剤は、上記組成物中に酸性のキ
レート化剤、アルカリ性のキレート化剤、あるいはそれ
らの組み合わせを含んでよい。
ト化剤と共に用いることができ、アルカリ性のｐＨ調整
剤は、酸性のキレート化剤と共に用いることができ、酸
性及びアルカリ性のｐＨ調整剤は、酸性及びアルカリ性
のキレート化剤の組み合わせと共に用いることができ
る。１種以上のｐＨ調整剤は、上記組成物中に酸性のキ
レート化剤、アルカリ性のキレート化剤、あるいはそれ
らの組み合わせを含んでよい。
【００２５】アゾ基を含み、ベンゾトリアゾール（ＢＴ
Ａ）、メルカプトベンゾトリアゾール又は５−メチル−
１−ベンゾトリアゾール（ＴＴＡ）を含む様々な有機化
合物等の腐食防止剤は、組成物の約０．０１重量％から
約０．５０重量％の量を該組成物に添加することができ
る。１つの態様では、該腐食防止剤は該組成物の約０．
０５重量％を構成する。
Ａ）、メルカプトベンゾトリアゾール又は５−メチル−
１−ベンゾトリアゾール（ＴＴＡ）を含む様々な有機化
合物等の腐食防止剤は、組成物の約０．０１重量％から
約０．５０重量％の量を該組成物に添加することができ
る。１つの態様では、該腐食防止剤は該組成物の約０．
０５重量％を構成する。
【００２６】さらに、表面欠陥の除去作用を高めるため
に、還元剤を該組成物に添加することができる。該還元
剤は、ヒドロキシルアミン、グルコース、スルホシオネ
ート、ヨウ化カリウム及びそれらの組み合わせを備える
群から選択することができる。該還元剤は、組成物の約
０．０１重量％から約２０重量％の量存在することがで
きる。１つの態様では、該還元剤は、組成物の約０．０
１重量％から約５重量％を構成する。本発明の１つの態
様では、還元剤の約０．１重量％の濃度が該組成物中で
使われる。
に、還元剤を該組成物に添加することができる。該還元
剤は、ヒドロキシルアミン、グルコース、スルホシオネ
ート、ヨウ化カリウム及びそれらの組み合わせを備える
群から選択することができる。該還元剤は、組成物の約
０．０１重量％から約２０重量％の量存在することがで
きる。１つの態様では、該還元剤は、組成物の約０．０
１重量％から約５重量％を構成する。本発明の１つの態
様では、還元剤の約０．１重量％の濃度が該組成物中で
使われる。
【００２７】腐食防止溶液は基板表面に供給される。脱
イオン水中のＴＴＡのような本願明細書に記載した腐食
防止溶液を用いた最後の処理は、デチャッキングの間基
板表面を保護し、かつ銅又は銅合金を備える実質上欠陥
のない表面及び基板表面を溶存酸素による腐食から保護
する不活性化した表面層を形成するものと考えられる。
イオン水中のＴＴＡのような本願明細書に記載した腐食
防止溶液を用いた最後の処理は、デチャッキングの間基
板表面を保護し、かつ銅又は銅合金を備える実質上欠陥
のない表面及び基板表面を溶存酸素による腐食から保護
する不活性化した表面層を形成するものと考えられる。
【００２８】本願明細書に記載した本発明の実施の形態
は、従来の様々の方法で銅又は銅合金表層及び障壁層を
除去することを含む。例えば、該銅又は銅合金表層及び
障壁層は、一段ＣＭＰ技術の間に除去することができ、
あるいは該銅又は銅合金表層は、該障壁層の除去後のＣ
ＭＰによって除去することができる。いずれの場合で
も、形態を含む銅又は銅合金の露出した表面を含む基板
表面は、付加的なバフ研磨工程に支配され、本発明の実
施の形態による多段階工程を行う前に欠陥を除去するこ
とができる。バフ研磨工程は、本願明細書中では、該ポ
リッシング・パッドと該基板との間に低圧又は最小限の
圧力をかけながら基板をポリッシング・パッド及び化学
的合成物又は脱イオン水に接触させて表面欠陥及び粒子
状物質を基板表面から除去することとして大まかに定義
されている。バフ研磨は、通常、研磨剤のないソフトポ
リッシングで行われる。銅又は銅合金層及び障壁層除去
のＣＭＰは、従来の方法で行われる。
は、従来の様々の方法で銅又は銅合金表層及び障壁層を
除去することを含む。例えば、該銅又は銅合金表層及び
障壁層は、一段ＣＭＰ技術の間に除去することができ、
あるいは該銅又は銅合金表層は、該障壁層の除去後のＣ
ＭＰによって除去することができる。いずれの場合で
も、形態を含む銅又は銅合金の露出した表面を含む基板
表面は、付加的なバフ研磨工程に支配され、本発明の実
施の形態による多段階工程を行う前に欠陥を除去するこ
とができる。バフ研磨工程は、本願明細書中では、該ポ
リッシング・パッドと該基板との間に低圧又は最小限の
圧力をかけながら基板をポリッシング・パッド及び化学
的合成物又は脱イオン水に接触させて表面欠陥及び粒子
状物質を基板表面から除去することとして大まかに定義
されている。バフ研磨は、通常、研磨剤のないソフトポ
リッシングで行われる。銅又は銅合金層及び障壁層除去
のＣＭＰは、従来の方法で行われる。
【００２９】従来の基板及び絶縁層は、本発明の実施の
形態に包含される。例えば、該基板は単結晶シリコンあ
るいはヒ化ガリウムをドープすることができる。該絶縁
層は、半導体装置の製造において従来用いられた様々の
絶縁材を含むことができる。例えば、二酸化ケイ素、燐
をドープしたケイ素ガラス（ＰＳＧ）、ホウ素及び燐を
ドープしたケイ素ガラス（ＢＰＳＧ）及びテトラエトキ
シシラン（ＴＥＯＳ）あるいはプラズマ・エンハンスト
化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）によるシラン等の絶縁材を
用いることができる。本発明の実施の形態による絶縁層
は、ポリイミド、炭素含有二酸化ケイ素、例えばカリフ
ォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ
社のブラックダイヤモンド？という絶縁材等のポリマー
を含む低誘電率材を含むことができる。開口は、従来の
フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて絶縁層
中に形成される。
形態に包含される。例えば、該基板は単結晶シリコンあ
るいはヒ化ガリウムをドープすることができる。該絶縁
層は、半導体装置の製造において従来用いられた様々の
絶縁材を含むことができる。例えば、二酸化ケイ素、燐
をドープしたケイ素ガラス（ＰＳＧ）、ホウ素及び燐を
ドープしたケイ素ガラス（ＢＰＳＧ）及びテトラエトキ
シシラン（ＴＥＯＳ）あるいはプラズマ・エンハンスト
化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）によるシラン等の絶縁材を
用いることができる。本発明の実施の形態による絶縁層
は、ポリイミド、炭素含有二酸化ケイ素、例えばカリフ
ォルニア州サンタクララにあるアプライドマテリアルズ
社のブラックダイヤモンド？という絶縁材等のポリマー
を含む低誘電率材を含むことができる。開口は、従来の
フォトリソグラフィ及びエッチング技術を用いて絶縁層
中に形成される。
【００３０】本発明の実施の形態が模式的に図１から図
４に示され、同様の部分は同じ参照符号で示されてい
る。図１を参照すると、酸化ケイ素等の絶縁層１０が図
示されていない基板上に形成される。複数の開口１１
は、導電ラインが密集して形成され、オープン・フィー
ルドＢに面した選定された領域Ａ内に形成される。窒化
タンタル等の障壁層１２は、開口１１を区画するよう二
酸化ケイ素絶縁層１０の上表面上に堆積される。通常、
各開口１１は、１ミクロンより小さい距離Ｃ、例えば約
０．２ミクロンあけて形成される。そして銅の層１３が
約８，０００Åから約１８，０００Åの厚さで堆積され
る。
４に示され、同様の部分は同じ参照符号で示されてい
る。図１を参照すると、酸化ケイ素等の絶縁層１０が図
示されていない基板上に形成される。複数の開口１１
は、導電ラインが密集して形成され、オープン・フィー
ルドＢに面した選定された領域Ａ内に形成される。窒化
タンタル等の障壁層１２は、開口１１を区画するよう二
酸化ケイ素絶縁層１０の上表面上に堆積される。通常、
各開口１１は、１ミクロンより小さい距離Ｃ、例えば約
０．２ミクロンあけて形成される。そして銅の層１３が
約８，０００Åから約１８，０００Åの厚さで堆積され
る。
【００３１】図１及び図２を参照すると、ＣＭＰが初め
に従来の方法で行われて銅の表層が窒化タンタル障壁層
１２まで除去される。図２及び図３に示すように、障壁
層１２の除去は従来の方法で行われて、窒化タンタル層
１２が除去される。この結果得られる銅の相互配線構造
は、オーブン・フィールドＢと接する銅のライン１３か
らなる密集したアレイＡを備える。しかし、形態及び絶
縁材表面４１を含む銅の上表面４０は受入れ難い程の欠
陥の量を呈し、最も良くても少なくとも７５０個の主に
腐食しみ、マイクロスクラッチ、マイクロピットや研磨
スラリー粒子を備える欠陥が測定された。
に従来の方法で行われて銅の表層が窒化タンタル障壁層
１２まで除去される。図２及び図３に示すように、障壁
層１２の除去は従来の方法で行われて、窒化タンタル層
１２が除去される。この結果得られる銅の相互配線構造
は、オーブン・フィールドＢと接する銅のライン１３か
らなる密集したアレイＡを備える。しかし、形態及び絶
縁材表面４１を含む銅の上表面４０は受入れ難い程の欠
陥の量を呈し、最も良くても少なくとも７５０個の主に
腐食しみ、マイクロスクラッチ、マイクロピットや研磨
スラリー粒子を備える欠陥が測定された。
【００３２】本願明細書に記載した本発明の１つの実施
の形態によれば、表面４０及び絶縁体表面４１を含む銅
は、１種以上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１
１の間にするｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備える組成
物に続いて、最適な腐食防止剤の溶液を供給することを
含む多段階工程によって処理される。腐食防止剤溶液を
用いた最適な初期処理は、ＢＴＡやＴＴＡ等の腐食防止
剤の約０．０１重量％から約０．５０重量％、例えば約
０．０５重量％の脱イオン水を備える。１つの態様で
は、腐食防止剤溶液は、約０．０５重量％の腐食防止剤
及び脱イオン水を備える。該最適な初期処理は、約３秒
から約１０秒間、例えば約５秒間行われる。
の形態によれば、表面４０及び絶縁体表面４１を含む銅
は、１種以上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１
１の間にするｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備える組成
物に続いて、最適な腐食防止剤の溶液を供給することを
含む多段階工程によって処理される。腐食防止剤溶液を
用いた最適な初期処理は、ＢＴＡやＴＴＡ等の腐食防止
剤の約０．０１重量％から約０．５０重量％、例えば約
０．０５重量％の脱イオン水を備える。１つの態様で
は、腐食防止剤溶液は、約０．０５重量％の腐食防止剤
及び脱イオン水を備える。該最適な初期処理は、約３秒
から約１０秒間、例えば約５秒間行われる。
【００３３】上記組成物が基板に供給されて基板表面が
処理される。該組成物は、例えば、約４０重量％までの
酸、約５重量％から約３０重量％のクエン酸、約５重量
％までの、例えば約０．５重量％から約３．０重量％の
水酸化アンモニウム、水酸化アンモニウム誘導体、アミ
ン、及びそれらの組み合わせと、残りが脱イオン水を備
える。該組成物は、適当な時間、例えば約１０秒から約
３０秒間基板表面に供給される。
処理される。該組成物は、例えば、約４０重量％までの
酸、約５重量％から約３０重量％のクエン酸、約５重量
％までの、例えば約０．５重量％から約３．０重量％の
水酸化アンモニウム、水酸化アンモニウム誘導体、アミ
ン、及びそれらの組み合わせと、残りが脱イオン水を備
える。該組成物は、適当な時間、例えば約１０秒から約
３０秒間基板表面に供給される。
【００３４】その後、該基板は、脱イオン水中のＴＴＡ
やＢＴＡ等の腐食防止剤を供給されると共に開放され
る。本願明細書に記載された組成物を用いたクリーニン
グ及び腐食防止剤を用いたデチャッキングの後の、最適
な腐食防止剤を用いた該処理は、図４に示すように、形
態４０及び絶縁体表面４１を含む銅又は銅合金を備える
欠陥のある上表面を、比較的欠陥のない不活性化された
表面５０を残しながら除去する。本発明の工程を用いて
行なった実験によって、１３９以下、あるいは１００以
下の欠陥数を有する表面を有する形態を含む銅又は銅合
金を有する平坦化された基板表面が得られた。
やＢＴＡ等の腐食防止剤を供給されると共に開放され
る。本願明細書に記載された組成物を用いたクリーニン
グ及び腐食防止剤を用いたデチャッキングの後の、最適
な腐食防止剤を用いた該処理は、図４に示すように、形
態４０及び絶縁体表面４１を含む銅又は銅合金を備える
欠陥のある上表面を、比較的欠陥のない不活性化された
表面５０を残しながら除去する。本発明の工程を用いて
行なった実験によって、１３９以下、あるいは１００以
下の欠陥数を有する表面を有する形態を含む銅又は銅合
金を有する平坦化された基板表面が得られた。
【００３５】本願明細書に記載された本発明の実施の形
態は、様々のタイプのＣＭＰシステムを用いた半導体製
造工程の様々の段階における基板表面の平坦化に適用で
きる。本願明細書に記載された本発明の実施の形態は、
深いサブミクロン域での金属特性を有する高密度半導体
装置の製造における特別の適応性を享受する。
態は、様々のタイプのＣＭＰシステムを用いた半導体製
造工程の様々の段階における基板表面の平坦化に適用で
きる。本願明細書に記載された本発明の実施の形態は、
深いサブミクロン域での金属特性を有する高密度半導体
装置の製造における特別の適応性を享受する。
【００３６】本発明の好適な実施の形態について詳述し
てきたが、本発明のその他の実施の形態は、本発明の基
本的な範囲を逸脱することなく発明することができ、ま
た本発明の範囲は請求項によって限定される。
てきたが、本発明のその他の実施の形態は、本発明の基
本的な範囲を逸脱することなく発明することができ、ま
た本発明の範囲は請求項によって限定される。
【図１】本発明の１つの実施形態に従った１つの方法の
処理工程を示す。
処理工程を示す。
【図２】本発明の１つの実施形態に従った１つの方法の
処理工程を示す。
処理工程を示す。
【図３】本発明の１つの実施形態に従った１つの方法の
処理工程を示す。
処理工程を示す。
【図４】本発明の１つの実施形態に従った１つの方法の
処理工程を示す。
処理工程を示す。
１０ 二酸化ケイ素絶縁層 １１ 開口 １２ 窒化タンタル層 １３ 銅のライン ４０、５０ 表面 ４１ 絶縁体表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラミン エマミ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ドゥローズ ウェイ 1485 ナンバー124 (72)発明者 シジアン リー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サン ノゼ， ドニングトン ドライヴ 1202 (72)発明者 セン−ホウ コー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， ライト コート 1013 (72)発明者 フレッド シー． レデカー アメリカ合衆国， カリフォルニア州， フリーモント， シオックス ドライヴ 1801 (72)発明者 マダフヴィ チャンドラチョッド アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サニーヴェイル， ウェイヴァリー スト リート 302
Claims (60)
- 【請求項１】 銅又は銅合金を備える基板表面を処理す
る方法であって、 １種以上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の
間にする１種以上のｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備え
る組成物を前記基板表面に供給することと、 腐食防止溶液を供給することとを含む、方法。 - 【請求項２】 前記組成物を用いて前記基板表面を処理
する前に、腐食防止溶液を用いて前記基板表面を処理す
ることをさらに含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記腐食防止溶液が、約０．０１重量％
と約０．５０重量％の間の腐食防止剤及び脱イオン水を
備えることを特徴とする請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記腐食防止剤は、ベンゾトリアゾー
ル、５−メチル−１−ベンゾトリアゾール及びそれらの
組み合わせの群から選択される、請求項３に記載の方
法。 - 【請求項５】 前記１種以上のキレート化剤が、酸、塩
基又はそれらの組み合わせを備える、請求項４に記載の
方法。 - 【請求項６】 前記１種以上のキレート化剤が、前記組
成物の約４０重量％に達する濃度を有する酸を備える、
請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記酸は、１種以上の酸基を有するカル
ボン酸である、請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記酸は、酢酸、クエン酸、マレイン酸
及びそれらの組み合わせの群から選択される、請求項７
に記載の方法。 - 【請求項９】 前記１種以上のキレート化剤は、前記組
成物の約５重量％に達する濃度を有する塩基を備える、
請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記塩基が前記組成物の約０．５重量
％から約３重量％を構成する、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記塩基は、水酸化アンモニウム、水
酸化アンモニウム誘導体、アミン及びそれらの組み合わ
せの群から選択される、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記組成物が腐食防止剤をさらに備え
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記腐食防止剤が前記組成物の約０．
０１重量％から約０．５０重量％を構成する、請求項１
２に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記腐食防止剤は、ベンゾトリアゾー
ル、５−メチル−１−ベンゾトリアゾール及びそれらの
組み合わせの群から選択される、請求項１２に記載の方
法。 - 【請求項１５】 前記組成物が、約４０重量％に達する
クエン酸と、約５重量％に達する水酸化アンモニウム
と、残りの成分が脱イオン水を備える、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項１６】 前記組成物が、約４と約５の間のｐＨ
値を有し、かつ約５重量％と約３０重量％の間のクエン
酸と、約０．５重量％と約３．０重量％の間の水酸化ア
ンモニウムとを備える、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記腐食防止溶液が、前記組成物を用
いて前記基板表面を処理する前に、約３秒から約１０秒
間供給される、請求項２に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記組成物が約１０秒から約２０秒間
供給される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１９】 前記組成物が還元剤をさらに備えるこ
と、請求項１９記載にの方法。 - 【請求項２０】 前記還元剤が、前記組成物の約０．０
１重量％から約２０重量％の間を備える、請求項１９に
記載の方法。 - 【請求項２１】 前記還元剤は、ヒドロキシルアミン、
グルコース、スルホシオネート、ヨウ化カリウム及びそ
れらの組み合わせの群から選択される、請求項１９に記
載の方法。 - 【請求項２２】 前記腐食防止溶液が、約０．０１重量
％と約０．５０重量％の間の腐食防止剤及び脱イオン水
を備えることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記腐食防止剤は、ベンゾトリアゾー
ル、５−メチル−１−ベンゾトリアゾール及びそれらの
組み合わせからなる群から選択される、請求項２２に記
載の方法。 - 【請求項２４】 前記腐食防止溶液は、約３秒から約１
０秒間供給される、請求項２２に記載の方法。 - 【請求項２５】 前記１種以上のｐＨ調整剤は、非酸化
無機酸、非酸化有機酸、非酸化無機塩基、非酸化有機塩
基及びそれらの組み合わせの群から選択される、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項２６】 前記１種以上のｐＨ調整剤は、酸性の
キレート化剤、塩基性のキレート化剤、又はそれらの組
み合わせを備える、請求項１に記載の方法。 - 【請求項２７】 基板表面を平坦化する方法であって、 上部の面と少なくとも１つの開口とを有する絶縁層と、 前記絶縁層の開口及び上部の面を区画する障壁層と、 前記開口を充填し、かつ前記絶縁層を覆う銅又は銅合金
とを備え、 銅又は銅合金の層と、前記開口内に銅又は銅合金を備え
る露出した基板表面を残す前記障壁層とを除去すること
と、 １種以上のキレート化剤と、ｐＨ値を約３から約１１の
間にする１種以上のｐＨ調整剤と、脱イオン水とを備え
る組成物を前記露出した基板表面に供給することによっ
て前記銅又は銅合金を備える露出した基板表面を処理す
ることと、 腐食防止溶液を供給することとを含むことを特徴とする
方法。 - 【請求項２８】 前記銅又は銅合金の層の除去後、前記
露出した基板表面を化学的に処理する前に、前記障壁層
を除去することをさらに含む、請求項２７に記載の方
法。 - 【請求項２９】 前記銅又は銅合金の層を除去すること
は、前記銅又は銅合金の層を化学的機械的研磨（ＣＭ
Ｐ）することを含む、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項３０】 前記方法が、 前記障壁層上まで前記銅又は銅合金の層を除去すること
と、 前記障壁層を除去し、前記銅又は銅合金の部分を備える
前記露出した基板表面を残すこととを含むことを特徴と
する請求項２９記載の方法。 - 【請求項３１】 前記誘電体層が二酸化ケイ素を備え、
前記障壁層がタンタル（Ｔａ）又は窒化タンタル（Ｔａ
Ｎ）を備える、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記方法が、銅又は銅合金の層を備え
る前記露出した基板表面を化学的に処理して、前記銅又
は銅合金の基板表面の部分を除去するか、あるいは前記
銅又は銅合金の基板表面から腐食汚れを除去することを
含む、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項３３】 前記方法が、銅又は銅合金を備える露
出した基板表面を約５０Åまで化学的に除去することを
含む、請求項３２に記載の方法。 - 【請求項３４】 前記組成物を供給する前に、腐食防止
溶液を用いて前記基板表面を処理することをさらに含
む、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項３５】 前記組成物が脱イオン水、クエン酸及
び水酸化アンモニウムを備える、請求項２７に記載の方
法。 - 【請求項３６】 前記方法が、 ＣＭＰ装置のキャリア上に前記基板を載置することと、 ポリッシング・パッドを用いて前記基板を化学的機械的
研磨することと、 初期処理工程を行うことと、 前記組成物を供給することと、 前記基板を前記ポリッシング・パッドから離すと共に、
前記腐食防止溶液を供給することとを含む、請求項２７
に記載の方法。 - 【請求項３７】 前記腐食防止溶液が、約０．０１重量
％と約０．５０重量％の間の腐食防止剤及び脱イオン水
を備える、請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３８】 前記腐食防止剤は、ベンゾトリアゾー
ル、５−メチル−１−ベンゾトリアゾール及びそれらの
組み合わせの群から選択される、請求項３７に記載の方
法。 - 【請求項３９】 前記１種以上のキレート化剤が、酸、
塩基又はそれらの組み合わせを備える、請求項２７に記
載の方法。 - 【請求項４０】 前記１種以上のキレート化剤が、前記
組成物の約４０重量％に達する濃度を有する酸を備える
ことを特徴とする請求項３９記載の方法。 - 【請求項４１】 前記酸は、１種以上の酸基を有するカ
ルボン酸である、請求項４０に記載の方法。 - 【請求項４２】 前記酸は、酢酸、クエン酸、マレイン
酸及びそれらの組み合わせの群から選択される、請求項
４１に記載の方法。 - 【請求項４３】 前記塩基が、前記組成物の約５重量％
以上を備える、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項４４】 前記塩基が前記組成物の約０．５重量
％から約３重量％の間を備える、請求項４３に記載の方
法。 - 【請求項４５】 前記塩基は、水酸化アンモニウム、水
酸化アンモニウム誘導体、アミン及びそれらの組み合わ
せを備える群から選択される、請求項４３に記載の方
法。 - 【請求項４６】 前記組成物が腐食防止剤をさらに含
む、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項４７】 前記腐食防止剤が前記組成物の約０．
０１重量％から約０．５０重量％を構成する、請求項４
６に記載の方法。 - 【請求項４８】 前記腐食防止剤は、ベンゾトリアゾー
ル、５−メチル−１−ベンゾトリアゾール及びそれらの
組み合わせを備える群から選択される、請求項４６に記
載の方法。 - 【請求項４９】 前記組成物が、約４０重量％に達する
クエン酸と、約５重量％に達する水酸化アンモニウムと
を備え、かつ前記組成物の残りの成分が脱イオン水を備
える、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項５０】 前記組成物が、約４と約５の間のｐＨ
値を有し、かつ約５重量％と約３０重量％の間のクエン
酸と、約０．５重量％と約３．０重量％の間の水酸化ア
ンモニウムとを備えることを特徴とする請求項５０記載
の方法。 - 【請求項５１】 前記腐食防止溶液が、前記組成物を用
いて前記基板表面を処理する前に、約３秒から約１０秒
間供給される、請求項３４に記載の方法。 - 【請求項５２】 前記組成物が約１０秒から約２０秒間
供給される、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項５３】 前記腐食防止溶液が、約０．０１重量
％と約０．５０重量％の間の腐食防止剤及び脱イオン水
を備える、請求項３４に記載の方法。 - 【請求項５４】 前記腐食防止剤は、ベンゾトリアゾー
ル、５−メチル−１−ベンゾトリアゾール及びそれらの
組み合わせを備える群から選択される、請求項３４に記
載の方法。 - 【請求項５５】 前記腐食防止溶液は、約３秒から約１
０秒間供給される、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項５６】 前記ｐＨ調整剤は、非酸化無機酸、非
酸化有機酸、非酸化無機塩基、非酸化有機塩基及びそれ
らの組み合わせの群から選択される、請求項２７に記載
の方法。 - 【請求項５７】 前記１種以上のｐＨ調整剤は、酸性の
キレート化剤、塩基性のキレート化剤、又はそれらの組
み合わせを備える、請求項２７に記載の方法。 - 【請求項５８】 前記組成物がさらに還元剤を備える、
請求項２７に記載の方法。 - 【請求項５９】 前記還元剤が、前記組成物の約０．０
１重量％から約２０重量％を備える、請求項５８に記載
の方法。 - 【請求項６０】 前記還元剤は、ヒドロキシルアミン、
グルコース、スルホシオネート、ヨウ化カリウム及びそ
れらの組み合わせの群から選択される、請求項５８に記
載の方法。
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