JP2001345295A - 化学機械研磨用スラリー - Google Patents
化学機械研磨用スラリーInfo
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- JP2001345295A JP2001345295A JP2000151525A JP2000151525A JP2001345295A JP 2001345295 A JP2001345295 A JP 2001345295A JP 2000151525 A JP2000151525 A JP 2000151525A JP 2000151525 A JP2000151525 A JP 2000151525A JP 2001345295 A JP2001345295 A JP 2001345295A
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- mechanical polishing
- polishing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体集積回路装置の製造、特に銅配線形成
工程で銅配線の埋め込み後に行う化学機械研磨に際し、
銅配線の中央付近が削れすぎて皿状に凹んでしまうディ
ッシング現象、絶縁膜が崩れてしまうエロージョン現
象、さらには過剰溶解によるリセス現象や銅配線又は絶
縁層の一部が削除されるスクラッチ現象を効果的に防止
すると共に、研磨速度を高め、作業能率を向上させた化
学機械研磨用スラリーを提供することを課題とする。 【解決手段】 腐食抑制剤としてシランカップリング剤
を含有することを特徴とする化学機械研磨用スラリー
工程で銅配線の埋め込み後に行う化学機械研磨に際し、
銅配線の中央付近が削れすぎて皿状に凹んでしまうディ
ッシング現象、絶縁膜が崩れてしまうエロージョン現
象、さらには過剰溶解によるリセス現象や銅配線又は絶
縁層の一部が削除されるスクラッチ現象を効果的に防止
すると共に、研磨速度を高め、作業能率を向上させた化
学機械研磨用スラリーを提供することを課題とする。 【解決手段】 腐食抑制剤としてシランカップリング剤
を含有することを特徴とする化学機械研磨用スラリー
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造に使用する化学機械研磨（Chemical Mechanica
l Polishing:ＣＭＰ）用スラリー、特に銅配線形成工程
で銅めっきによる配線の埋め込み後に行われる化学機械
研磨用スラリーに関する。
置の製造に使用する化学機械研磨（Chemical Mechanica
l Polishing:ＣＭＰ）用スラリー、特に銅配線形成工程
で銅めっきによる配線の埋め込み後に行われる化学機械
研磨用スラリーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体集積回路装置の製造におい
て、配線材料としてアルミニウムが主として用いられて
いたが、配線の集積度が高まるにつれ最近では、このア
ルミニウムに替えて、より高い電気伝導度をもつ銅が使
用されるようになり、信号の遅延時間の増加を防ぐこと
が行われるようになってきた。一般に、銅配線の形成に
はダマシン法が用いられ、シリコンウェハー上に配線パ
ターンを形成後、バリア層及びシード層をＣＶＤ法ある
いはスパッタリング法で成膜し、その後電気めっきで配
線パターンを埋め込み、さらにＣＭＰ（chemical-mecha
nical polishing）で余分な析出銅を除去するというプ
ロセスがとられている。
て、配線材料としてアルミニウムが主として用いられて
いたが、配線の集積度が高まるにつれ最近では、このア
ルミニウムに替えて、より高い電気伝導度をもつ銅が使
用されるようになり、信号の遅延時間の増加を防ぐこと
が行われるようになってきた。一般に、銅配線の形成に
はダマシン法が用いられ、シリコンウェハー上に配線パ
ターンを形成後、バリア層及びシード層をＣＶＤ法ある
いはスパッタリング法で成膜し、その後電気めっきで配
線パターンを埋め込み、さらにＣＭＰ（chemical-mecha
nical polishing）で余分な析出銅を除去するというプ
ロセスがとられている。
【０００３】ダマシン法は、例えば半導体基板上に形成
した電極の上に層間絶縁膜を形成した後、これをレジス
トパターンとマスクを使用し、絶縁膜をエッチングして
パターン溝を形成する。次に、このレジストパターンを
除去した後、該半導体基板上に銅膜等の電気めっき等に
より導電層を形成する方法である。これによって形成さ
れた銅層は、前記ＣＭＰにより平坦化されると共に、余
分に形成された厚さ０．５〜１．０μｍ程度の銅層及び
絶縁膜と銅との間に形成された銅拡散防止層（厚さ２０
〜５０ｎｍ程度のスパッタリング法やＣＶＤ法で形成し
たＴa、ＴaＮ等のバリヤ層）を除去し、前記パターン溝
に銅膜を埋め込んで配線を形成する。
した電極の上に層間絶縁膜を形成した後、これをレジス
トパターンとマスクを使用し、絶縁膜をエッチングして
パターン溝を形成する。次に、このレジストパターンを
除去した後、該半導体基板上に銅膜等の電気めっき等に
より導電層を形成する方法である。これによって形成さ
れた銅層は、前記ＣＭＰにより平坦化されると共に、余
分に形成された厚さ０．５〜１．０μｍ程度の銅層及び
絶縁膜と銅との間に形成された銅拡散防止層（厚さ２０
〜５０ｎｍ程度のスパッタリング法やＣＶＤ法で形成し
たＴa、ＴaＮ等のバリヤ層）を除去し、前記パターン溝
に銅膜を埋め込んで配線を形成する。
【０００４】前記化学機械研磨には、一般に主成分とし
てアルミナ、シリカ等の研磨剤、過酸化水素、硝酸、硝
酸第二鉄、アンモニア水等の酸化・エッチング剤を含有
する化学機械研磨用スラリーが使用されている。ところ
が、この研磨用スラリーを使用して上記銅配線部を研磨
すると、数十μｍの幅広配線の場合は中央付近が削れ過
ぎて皿状に凹んでしまうディッシングと呼ばれている現
象が、また配線のピッチの狭い部分では絶縁膜が過重に
耐えきれずに崩れてしまい配線の高さが低くなるエロー
ジョンと呼ばれている現象が、さらには、１μｍ以下の
狭配線部の銅がエッチングにより溶解し過ぎて欠陥とな
るリセスと呼ばれている現象、あるいは銅配線又は絶縁
層の一部が削れて傷のような欠陥が生ずるスクラッチと
呼ばれる現象が生じた。
てアルミナ、シリカ等の研磨剤、過酸化水素、硝酸、硝
酸第二鉄、アンモニア水等の酸化・エッチング剤を含有
する化学機械研磨用スラリーが使用されている。ところ
が、この研磨用スラリーを使用して上記銅配線部を研磨
すると、数十μｍの幅広配線の場合は中央付近が削れ過
ぎて皿状に凹んでしまうディッシングと呼ばれている現
象が、また配線のピッチの狭い部分では絶縁膜が過重に
耐えきれずに崩れてしまい配線の高さが低くなるエロー
ジョンと呼ばれている現象が、さらには、１μｍ以下の
狭配線部の銅がエッチングにより溶解し過ぎて欠陥とな
るリセスと呼ばれている現象、あるいは銅配線又は絶縁
層の一部が削れて傷のような欠陥が生ずるスクラッチと
呼ばれる現象が生じた。
【０００５】このようなことから、研磨用スラリーの中
に腐食抑制剤としてベンゾトリアゾール又はその誘導体
を添加する技術が提案された（特開平１０−１１６８０
４号公報、特開平１１−２１５４６公報、特開平１１−
１３５４６６号公報、特開２０００−１２５４３号公
報）。これらの先行技術は、研磨用スラリーの中に必ず
ベンゾトリアゾール又はその誘導体を含有させることを
要件としている。このベンゾトリアゾール又はその誘導
体の研磨用スラリーへ添加は、銅表面に付着して化学的
溶解を抑制し、化学機械研磨用スラリーの腐食抑制剤と
して極めて有効であることが分かった。しかし、その腐
食抑制効果があまりにも強すぎるために、研磨速度まで
抑制されてしまい、研磨能率が著しく低下するという、
非常に大きな問題が発生した。このため、２段階の化学
機械研磨、すなわち１段階目ではベンゾトリアゾールの
量を少なくして研磨を加速させ、２段階目でベンゾトリ
アゾールの量を多くして研磨能を低下させる提案がなさ
れた（上記特開２０００−１２５４３号公報）。しか
し、化学機械研磨を２段階に調節するという工程はいか
にも煩雑であり、また微妙なコントロールが必要である
という問題がある。したがって、この手法は根本的な解
決手段とは言い難い。
に腐食抑制剤としてベンゾトリアゾール又はその誘導体
を添加する技術が提案された（特開平１０−１１６８０
４号公報、特開平１１−２１５４６公報、特開平１１−
１３５４６６号公報、特開２０００−１２５４３号公
報）。これらの先行技術は、研磨用スラリーの中に必ず
ベンゾトリアゾール又はその誘導体を含有させることを
要件としている。このベンゾトリアゾール又はその誘導
体の研磨用スラリーへ添加は、銅表面に付着して化学的
溶解を抑制し、化学機械研磨用スラリーの腐食抑制剤と
して極めて有効であることが分かった。しかし、その腐
食抑制効果があまりにも強すぎるために、研磨速度まで
抑制されてしまい、研磨能率が著しく低下するという、
非常に大きな問題が発生した。このため、２段階の化学
機械研磨、すなわち１段階目ではベンゾトリアゾールの
量を少なくして研磨を加速させ、２段階目でベンゾトリ
アゾールの量を多くして研磨能を低下させる提案がなさ
れた（上記特開２０００−１２５４３号公報）。しか
し、化学機械研磨を２段階に調節するという工程はいか
にも煩雑であり、また微妙なコントロールが必要である
という問題がある。したがって、この手法は根本的な解
決手段とは言い難い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、半導体集積
回路装置の製造、特に銅配線形成工程で銅配線の埋め込
み後に行う化学機械研磨に際し、銅配線の中央付近が削
れ過ぎて皿状に凹んでしまうディッシング現象、絶縁膜
が崩れてしまうエロージョン現象、さらには過剰溶解に
よるリセス現象や銅配線又は絶縁層の一部が過剰削除さ
れるスクラッチ現象を効果的に防止すると共に、研磨速
度を高め、作業能率を向上させた化学機械研磨用スラリ
ーを提供することを課題とするものである。
回路装置の製造、特に銅配線形成工程で銅配線の埋め込
み後に行う化学機械研磨に際し、銅配線の中央付近が削
れ過ぎて皿状に凹んでしまうディッシング現象、絶縁膜
が崩れてしまうエロージョン現象、さらには過剰溶解に
よるリセス現象や銅配線又は絶縁層の一部が過剰削除さ
れるスクラッチ現象を効果的に防止すると共に、研磨速
度を高め、作業能率を向上させた化学機械研磨用スラリ
ーを提供することを課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の問題点
に鑑み、 １ 腐食抑制剤としてシランカップリング剤を含有する
ことを特徴とする化学機械研磨用スラリー ２ シランカップリング剤を０．０１〜１００ｇ／Ｌ含
有することを特徴とする上記１記載の化学機械研磨用ス
ラリー ３ シランカップリング剤を０．１〜２０ｇ／Ｌ含有す
ることを特徴とする上記１記載の化学機械研磨用スラリ
ー ４ 半導体集積回路装置の銅膜を研磨することを特徴と
する上記１〜３のそれぞれに記載の化学機械研磨用スラ
リー ５ 主成分としてアルミナ、シリカ等の研磨剤、過酸化
水素、硝酸、硝酸第二鉄、アンモニア水等の酸化・エッ
チング剤を含有することを特徴とする上記１〜４のそれ
ぞれに記載の化学機械研磨用スラリー、を提供するもの
である。
に鑑み、 １ 腐食抑制剤としてシランカップリング剤を含有する
ことを特徴とする化学機械研磨用スラリー ２ シランカップリング剤を０．０１〜１００ｇ／Ｌ含
有することを特徴とする上記１記載の化学機械研磨用ス
ラリー ３ シランカップリング剤を０．１〜２０ｇ／Ｌ含有す
ることを特徴とする上記１記載の化学機械研磨用スラリ
ー ４ 半導体集積回路装置の銅膜を研磨することを特徴と
する上記１〜３のそれぞれに記載の化学機械研磨用スラ
リー ５ 主成分としてアルミナ、シリカ等の研磨剤、過酸化
水素、硝酸、硝酸第二鉄、アンモニア水等の酸化・エッ
チング剤を含有することを特徴とする上記１〜４のそれ
ぞれに記載の化学機械研磨用スラリー、を提供するもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】化学機械研磨（ＣＭＰ）装置は、
一般に使用されているものを使用することができる。例
えば、半導体ウエハを真空吸引により回転加圧ヘッドに
装着し、研磨定盤に張り付けた回転研磨パッドに押し付
けて研磨を行う。研磨パッドの表面は、ドレッサを用い
てドレッシングされている。このドレッサは研磨パッド
の表面を切削し平坦度を出すために用いられる。研磨ス
ラリーは、供給ノズル等から研磨パッドの上に供給して
研磨を行う。このような装置は一般に使用されているも
ので、本発明の実施においても、特別な化学機械研磨
（ＣＭＰ）装置は必要としない。
一般に使用されているものを使用することができる。例
えば、半導体ウエハを真空吸引により回転加圧ヘッドに
装着し、研磨定盤に張り付けた回転研磨パッドに押し付
けて研磨を行う。研磨パッドの表面は、ドレッサを用い
てドレッシングされている。このドレッサは研磨パッド
の表面を切削し平坦度を出すために用いられる。研磨ス
ラリーは、供給ノズル等から研磨パッドの上に供給して
研磨を行う。このような装置は一般に使用されているも
ので、本発明の実施においても、特別な化学機械研磨
（ＣＭＰ）装置は必要としない。
【０００９】銅配線（ＬＳＩ等）の形成にはダマシン法
を使用してシリコンウェハー上に配線パターンを形成
後、バリア層及びシード層（銅薄層）をＣＶＤ法あるい
はスパッタリング法で成膜し、その後電気めっきで配線
パターンを埋め込む。本発明はこのような配線パターン
の形成方法を特徴とするものではなく、他の手法により
配線を形成してもよい。この後、上記ＣＭＰにより余分
な析出銅を除去するという工程をとる。スラリーの主成
分としては、通常半導体製造工程のＣＭＰ法で使用する
アルミナ、シリカ等の研磨剤、過酸化水素、硝酸、硝酸
第二鉄、アンモニア水等の酸化・エッチング剤からなる
化学機械研磨用スラリーを使用する。しかし、このスラ
リーに限定される必要はなく、他の化学機械研磨用スラ
リーを使用しても良い。本発明は、従来のベンゾトリア
ゾールに替え、腐食抑制剤としてシランカップリング剤
を使用することが大きな特徴であり、これによって、上
記ディッシング、エロージョン、リセス、スクラッチを
効果的に防止すると共に、飛躍的に研磨速度を高め、作
業能率を向上させることができる。
を使用してシリコンウェハー上に配線パターンを形成
後、バリア層及びシード層（銅薄層）をＣＶＤ法あるい
はスパッタリング法で成膜し、その後電気めっきで配線
パターンを埋め込む。本発明はこのような配線パターン
の形成方法を特徴とするものではなく、他の手法により
配線を形成してもよい。この後、上記ＣＭＰにより余分
な析出銅を除去するという工程をとる。スラリーの主成
分としては、通常半導体製造工程のＣＭＰ法で使用する
アルミナ、シリカ等の研磨剤、過酸化水素、硝酸、硝酸
第二鉄、アンモニア水等の酸化・エッチング剤からなる
化学機械研磨用スラリーを使用する。しかし、このスラ
リーに限定される必要はなく、他の化学機械研磨用スラ
リーを使用しても良い。本発明は、従来のベンゾトリア
ゾールに替え、腐食抑制剤としてシランカップリング剤
を使用することが大きな特徴であり、これによって、上
記ディッシング、エロージョン、リセス、スクラッチを
効果的に防止すると共に、飛躍的に研磨速度を高め、作
業能率を向上させることができる。
【００１０】シランカップリング剤は、有機材料と無機
材料とを化学的に結合（カップリング）させる働きのあ
る有機珪素化合物（シラン）のことであり、その分子中
に、有機材料と親和性（又は反応性）のある有機官能基
（Ｘ）と無機材料と親和性（又は反応性）のある加水分
解基（ＯＲ）を持っており、その化学構造は一般式ＸＳ
ｉ（ＯＲ）３で表される。このシランカップリング剤の
代表例として、下記［化１］に示す一般式（１）、
（２）あるいは（３）で示されるイミダゾールシラン、
アミノシラン（γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン等）、エポキシシラン（γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリエトキシシラン等）、ビニルシラン（ビニルトリク
ロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン等）、メタクリルシラン（γ−メタクリロ
キシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリエトキシシラン等）、メルカプトシラン
（γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等）等が
ある。
材料とを化学的に結合（カップリング）させる働きのあ
る有機珪素化合物（シラン）のことであり、その分子中
に、有機材料と親和性（又は反応性）のある有機官能基
（Ｘ）と無機材料と親和性（又は反応性）のある加水分
解基（ＯＲ）を持っており、その化学構造は一般式ＸＳ
ｉ（ＯＲ）３で表される。このシランカップリング剤の
代表例として、下記［化１］に示す一般式（１）、
（２）あるいは（３）で示されるイミダゾールシラン、
アミノシラン（γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β
（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン等）、エポキシシラン（γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
トリエトキシシラン等）、ビニルシラン（ビニルトリク
ロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン等）、メタクリルシラン（γ−メタクリロ
キシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロ
キシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシ
プロピルトリエトキシシラン等）、メルカプトシラン
（γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等）等が
ある。
【００１１】
【化１】
【００１２】なお、［化１］に示す一般式（１）、
（２）あるいは（３）におけるＲ１は水素、ビニル基ま
たは炭素数が１〜５のアルキル基、Ｒ２は水素または炭
素数が１〜２０のアルキル基、Ｒ３、Ｒ４は炭素数が１
〜３のアルキル基、ｎは１〜３である。これらのシラン
カップリング剤は、アルコキシシリル基（Ｓｉ−ＯＲ）
が水あるいは湿気により加水分解してシラノール基にな
り、これと銅表面とが反応し、ＳｉＯ−Ｃｕ結合を形成
する。さらに銅と結合していない残りのシラノール基同
士が加水分解によってシロキサン結合を形成し、その結
果銅の表面に被膜が形成される。これらが酸等の腐食に
よる溶解に対して銅を保護する優れた効果を持つもので
ある。
（２）あるいは（３）におけるＲ１は水素、ビニル基ま
たは炭素数が１〜５のアルキル基、Ｒ２は水素または炭
素数が１〜２０のアルキル基、Ｒ３、Ｒ４は炭素数が１
〜３のアルキル基、ｎは１〜３である。これらのシラン
カップリング剤は、アルコキシシリル基（Ｓｉ−ＯＲ）
が水あるいは湿気により加水分解してシラノール基にな
り、これと銅表面とが反応し、ＳｉＯ−Ｃｕ結合を形成
する。さらに銅と結合していない残りのシラノール基同
士が加水分解によってシロキサン結合を形成し、その結
果銅の表面に被膜が形成される。これらが酸等の腐食に
よる溶解に対して銅を保護する優れた効果を持つもので
ある。
【００１３】化学機械研磨用スラリーへのシランカップ
リング剤添加量（含有量）は、０．０１〜１００ｇ／Ｌ
含有することが望ましい。０．０１ｇ／Ｌ未満では、腐
食抑制効果が小さく、また１００ｇ／Ｌを超えると効果
が飽和し、過剰な添加が無駄となり、腐食抑制効果が過
剰になり、かえって悪影響を与える傾向があるからであ
る。特に、シランカップリング剤を０．１〜２０ｇ／Ｌ
含有することがより効果的である。
リング剤添加量（含有量）は、０．０１〜１００ｇ／Ｌ
含有することが望ましい。０．０１ｇ／Ｌ未満では、腐
食抑制効果が小さく、また１００ｇ／Ｌを超えると効果
が飽和し、過剰な添加が無駄となり、腐食抑制効果が過
剰になり、かえって悪影響を与える傾向があるからであ
る。特に、シランカップリング剤を０．１〜２０ｇ／Ｌ
含有することがより効果的である。
【００１４】
【実施例及び比較例】次に、本発明の実施例及び比較例
について説明する。なお、本実施例は好適な例を示すも
のであって、本実施例により発明を制限するものではな
い。本発明はその技術思想の範囲に含まれる変形及び他
の例を当然含むものである。
について説明する。なお、本実施例は好適な例を示すも
のであって、本実施例により発明を制限するものではな
い。本発明はその技術思想の範囲に含まれる変形及び他
の例を当然含むものである。
【００１５】（実施例１）ＳｉＯ２層（１μｍ）に形成
された線幅０．２〜５０μｍの溝パターン上に、形成し
た８００ｎｍの銅層及び３０ｎｍのＴａＮ層を形成した
材料を使用し、余分に形成された銅層とＴａＮ層の化学
機械研磨を実施した。実施例１における化学機械研磨用
スラリーは、次の通りである。 アルミナ：６ｗｔ％ 硝酸：１ｖｏｌ％ イミダゾールシラン水溶液（イミダゾールとγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランの等モル反応によっ
て得られるシランカップリング剤２０ｇ／Ｌとメタノー
ル２０ｍＬ／Ｌの混合水溶液）：５０ｍＬ／Ｌ 化学機械研磨の結果、ディッシング、エロージョン、リ
セス、スクラッチ等による欠陥深さ１０％未満に抑制
し、かつ２００ｎｍ／ｍｉｎを上回る充分な研磨速度が
得られた。この結果を、他の実施例２、３及び比較例１
と共に表１に示す。
された線幅０．２〜５０μｍの溝パターン上に、形成し
た８００ｎｍの銅層及び３０ｎｍのＴａＮ層を形成した
材料を使用し、余分に形成された銅層とＴａＮ層の化学
機械研磨を実施した。実施例１における化学機械研磨用
スラリーは、次の通りである。 アルミナ：６ｗｔ％ 硝酸：１ｖｏｌ％ イミダゾールシラン水溶液（イミダゾールとγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランの等モル反応によっ
て得られるシランカップリング剤２０ｇ／Ｌとメタノー
ル２０ｍＬ／Ｌの混合水溶液）：５０ｍＬ／Ｌ 化学機械研磨の結果、ディッシング、エロージョン、リ
セス、スクラッチ等による欠陥深さ１０％未満に抑制
し、かつ２００ｎｍ／ｍｉｎを上回る充分な研磨速度が
得られた。この結果を、他の実施例２、３及び比較例１
と共に表１に示す。
【００１６】（実施例２）実施例１と同様に、ＳｉＯ２
層（１μｍ）に形成された線幅０．２〜５０μｍの溝パ
ターン上に、形成した８００ｎｍの銅層及び３０ｎｍの
ＴａＮ層を形成した材料を使用し、余分に形成された銅
層とＴａＮ層の化学機械研磨を実施した。実施例２にお
ける化学機械研磨用スラリーは、次の通りである。 シリカ：１０ｗｔ％ 過酸化水素：３ｖｏｌ％ γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：２ｇ／Ｌ 化学機械研磨の結果、実施例１と同様にディッシング、
エロージョン、リセス、スクラッチ等による欠陥深さ１
０％未満に抑制し、かつ２００ｎｍ／ｍｉｎを上回る充
分な研磨速度が得られた。この結果を、他の実施例１、
３及び比較例１と共に表１に示す。
層（１μｍ）に形成された線幅０．２〜５０μｍの溝パ
ターン上に、形成した８００ｎｍの銅層及び３０ｎｍの
ＴａＮ層を形成した材料を使用し、余分に形成された銅
層とＴａＮ層の化学機械研磨を実施した。実施例２にお
ける化学機械研磨用スラリーは、次の通りである。 シリカ：１０ｗｔ％ 過酸化水素：３ｖｏｌ％ γ−アミノプロピルトリメトキシシラン：２ｇ／Ｌ 化学機械研磨の結果、実施例１と同様にディッシング、
エロージョン、リセス、スクラッチ等による欠陥深さ１
０％未満に抑制し、かつ２００ｎｍ／ｍｉｎを上回る充
分な研磨速度が得られた。この結果を、他の実施例１、
３及び比較例１と共に表１に示す。
【００１７】（実施例３）実施例１及び２と同様に、Ｓ
ｉＯ２層（１μｍ）に形成された線幅０．２〜５０μｍ
の溝パターン上に、形成した８００ｎｍの銅層及び３０
ｎｍのＴａＮ層を形成した材料を使用し、余分に形成さ
れた銅層とＴａＮ層の化学機械研磨を実施した。実施例
３における化学機械研磨用スラリーは、次の通りであ
る。 アルミナ：４ｗｔ％ アンモニア水：１．５ｖｏｌ％ γ−アミノプロピルトリエトキシシラン：５ｇ／Ｌ 化学機械研磨の結果、実施例１及び２と同様に、ディッ
シング、エロージョン、リセス、スクラッチ等による欠
陥深さ１０％未満に抑制し、かつ２００ｎｍ／ｍｉｎを
上回る充分な研磨速度が得られた。この結果を、他の実
施例１、２及び比較例１と共に表１に示す。
ｉＯ２層（１μｍ）に形成された線幅０．２〜５０μｍ
の溝パターン上に、形成した８００ｎｍの銅層及び３０
ｎｍのＴａＮ層を形成した材料を使用し、余分に形成さ
れた銅層とＴａＮ層の化学機械研磨を実施した。実施例
３における化学機械研磨用スラリーは、次の通りであ
る。 アルミナ：４ｗｔ％ アンモニア水：１．５ｖｏｌ％ γ−アミノプロピルトリエトキシシラン：５ｇ／Ｌ 化学機械研磨の結果、実施例１及び２と同様に、ディッ
シング、エロージョン、リセス、スクラッチ等による欠
陥深さ１０％未満に抑制し、かつ２００ｎｍ／ｍｉｎを
上回る充分な研磨速度が得られた。この結果を、他の実
施例１、２及び比較例１と共に表１に示す。
【００１８】（比較例１）対比のために上記実施例と同
様の条件で、ＳｉＯ２層（１μｍ）に形成された線幅
０．２〜５０μｍの溝パターン上に、形成した８００ｎ
ｍの銅層及び３０ｎｍのＴａＮ層を形成した材料を使用
し、化学機械研磨用スラリーの成分組成のみを替えて、
余分に形成された銅層とＴａＮ層の化学機械研磨を実施
した。比較例１における化学機械研磨用スラリーは、次
の通りである。腐食抑制剤として従来公知のベンゾトリ
アゾールを使用した。 アルミナ：６ｗｔ％ 硝酸：１ｖｏｌ％ ベンゾトリアゾール：０．５ｇ／Ｌ 研磨の結果、実施例１、２及び３と同様に、ディッシン
グ、エロージョン、リセス、スクラッチ等による欠陥深
さを１０％未満に抑制できたが、研磨速度は１００ｎｍ
／ｍｉｎしか得られず、研磨能率が著しく低かった。こ
の結果を、実施例１〜３と共に表１に示す。
様の条件で、ＳｉＯ２層（１μｍ）に形成された線幅
０．２〜５０μｍの溝パターン上に、形成した８００ｎ
ｍの銅層及び３０ｎｍのＴａＮ層を形成した材料を使用
し、化学機械研磨用スラリーの成分組成のみを替えて、
余分に形成された銅層とＴａＮ層の化学機械研磨を実施
した。比較例１における化学機械研磨用スラリーは、次
の通りである。腐食抑制剤として従来公知のベンゾトリ
アゾールを使用した。 アルミナ：６ｗｔ％ 硝酸：１ｖｏｌ％ ベンゾトリアゾール：０．５ｇ／Ｌ 研磨の結果、実施例１、２及び３と同様に、ディッシン
グ、エロージョン、リセス、スクラッチ等による欠陥深
さを１０％未満に抑制できたが、研磨速度は１００ｎｍ
／ｍｉｎしか得られず、研磨能率が著しく低かった。こ
の結果を、実施例１〜３と共に表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】本発明は、化学機械研磨用スラリーに腐
食抑制剤としてシランカップリング剤を含有させること
により、銅配線の中央付近が削れ過ぎて皿状に凹んでし
まうディッシング現象、絶縁膜が崩れてしまうエロージ
ョン現象、さらには過剰溶解によるリセス現象や銅配線
又は絶縁層の一部が過剰削除されるスクラッチ現象を効
果的に防止すると共に、研磨速度を高め、作業能率を向
上させることができる優れた効果を有する。
食抑制剤としてシランカップリング剤を含有させること
により、銅配線の中央付近が削れ過ぎて皿状に凹んでし
まうディッシング現象、絶縁膜が崩れてしまうエロージ
ョン現象、さらには過剰溶解によるリセス現象や銅配線
又は絶縁層の一部が過剰削除されるスクラッチ現象を効
果的に防止すると共に、研磨速度を高め、作業能率を向
上させることができる優れた効果を有する。
Claims (5)
- 【請求項１】 腐食抑制剤としてシランカップリング剤
を含有することを特徴とする化学機械研磨用スラリー。 - 【請求項２】 シランカップリング剤を０．０１〜１０
０ｇ／Ｌ含有することを特徴とする請求項１記載の化学
機械研磨用スラリー。 - 【請求項３】 シランカップリング剤を０．１〜２０ｇ
／Ｌ含有することを特徴とする請求項１記載の化学機械
研磨用スラリー。 - 【請求項４】 半導体集積回路装置の銅膜を研磨するこ
とを特徴とする請求項１〜３のそれぞれに記載の化学機
械研磨用スラリー。 - 【請求項５】 主成分としてアルミナ、シリカ等の研磨
剤、過酸化水素、硝酸、硝酸第二鉄、アンモニア水等の
酸化・エッチング剤を含有することを特徴とする請求項
１〜４のそれぞれに記載の化学機械研磨用スラリー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151525A JP2001345295A (ja) | 2000-03-31 | 2000-05-23 | 化学機械研磨用スラリー |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-97997 | 2000-03-31 | ||
| JP2000097997 | 2000-03-31 | ||
| JP2000151525A JP2001345295A (ja) | 2000-03-31 | 2000-05-23 | 化学機械研磨用スラリー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001345295A true JP2001345295A (ja) | 2001-12-14 |
Family
ID=26589154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000151525A Pending JP2001345295A (ja) | 2000-03-31 | 2000-05-23 | 化学機械研磨用スラリー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001345295A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007214396A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び化学的機械的研磨方法 |
| JP2012503329A (ja) * | 2008-09-19 | 2012-02-02 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | 低ｋ誘電体のためのバリアースラリー |
| CN104371550A (zh) * | 2013-08-14 | 2015-02-25 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种用于抛光硅材料的化学机械抛光液 |
| JP2015077681A (ja) * | 2007-09-21 | 2015-04-23 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | 研磨組成物およびアミノシランを用いて処理された研削剤粒子の使用方法 |
-
2000
- 2000-05-23 JP JP2000151525A patent/JP2001345295A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007214396A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Fujifilm Corp | 金属用研磨液及び化学的機械的研磨方法 |
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| US10508219B2 (en) | 2007-09-21 | 2019-12-17 | Cabot Microelectronics Corporation | Polishing composition and method utilizing abrasive particles treated with an aminosilane |
| JP2012503329A (ja) * | 2008-09-19 | 2012-02-02 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | 低ｋ誘電体のためのバリアースラリー |
| CN104371550A (zh) * | 2013-08-14 | 2015-02-25 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种用于抛光硅材料的化学机械抛光液 |
| CN104371550B (zh) * | 2013-08-14 | 2018-02-09 | 安集微电子（上海）有限公司 | 一种用于抛光硅材料的化学机械抛光液 |
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