JP2002164310A - 化学的機械的研磨用スラリー - Google Patents
化学的機械的研磨用スラリーInfo
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- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板上の凹部を有する絶縁膜上に形成された
銅系金属膜の化学的機械的研磨において、ディッシング
の発生を抑制し、且つ高い研磨速度での研磨を可能とす
る化学的機械的研磨用スラリーを提供する。 【解決手段】 研磨材、酸化剤および水を含有する化学
的機械的研磨用スラリーに、ベンゾトリアゾール系化合
物およびトリアゾール系化合物を含有させる。
銅系金属膜の化学的機械的研磨において、ディッシング
の発生を抑制し、且つ高い研磨速度での研磨を可能とす
る化学的機械的研磨用スラリーを提供する。 【解決手段】 研磨材、酸化剤および水を含有する化学
的機械的研磨用スラリーに、ベンゾトリアゾール系化合
物およびトリアゾール系化合物を含有させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学的機械的研磨
用スラリーに関し、特に半導体装置の製造において、埋
め込み銅配線の形成時の研磨液として好適な化学的機械
的研磨用スラリーに関する。
用スラリーに関し、特に半導体装置の製造において、埋
め込み銅配線の形成時の研磨液として好適な化学的機械
的研磨用スラリーに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、微細化・高密度化が加速するＵＬ
ＳＩ等の半導体集積回路の形成において、銅は、エレク
トロマイグレーション耐性に優れ且つ低抵抗であるた
め、非常に有用な電気的接続材料として着目されてい
る。
ＳＩ等の半導体集積回路の形成において、銅は、エレク
トロマイグレーション耐性に優れ且つ低抵抗であるた
め、非常に有用な電気的接続材料として着目されてい
る。
【０００３】現在、銅を用いた配線の形成は、ドライエ
ッチングによるパターニングが困難である等の問題があ
ることから次のようにして行われている。すなわち、絶
縁膜に溝や接続孔等の凹部を形成し、バリア金属膜を形
成した後に、その凹部を埋め込むように銅膜をメッキ法
により成膜し、その後、化学的機械的研磨（以下「ＣＭ
Ｐ」という）法によって凹部以外の絶縁膜表面が完全に
露出するまで研磨して表面を平坦化し、凹部に銅が埋め
込まれた埋め込み銅配線やビアプラグ、コンタクトプラ
グ等の電気的接続部を形成している。
ッチングによるパターニングが困難である等の問題があ
ることから次のようにして行われている。すなわち、絶
縁膜に溝や接続孔等の凹部を形成し、バリア金属膜を形
成した後に、その凹部を埋め込むように銅膜をメッキ法
により成膜し、その後、化学的機械的研磨（以下「ＣＭ
Ｐ」という）法によって凹部以外の絶縁膜表面が完全に
露出するまで研磨して表面を平坦化し、凹部に銅が埋め
込まれた埋め込み銅配線やビアプラグ、コンタクトプラ
グ等の電気的接続部を形成している。
【０００４】以下、図１を用いて、埋め込み銅配線を形
成する方法について説明する。
成する方法について説明する。
【０００５】まず、半導体素子が形成されたシリコン基
板（図示せず）上に、下層配線（図示せず）を有する絶
縁膜からなる下層配線層１が形成され、図１（ａ）に示
すように、この上にシリコン窒化膜２及びシリコン酸化
膜３をこの順で形成し、次いでシリコン酸化膜３に、配
線パターン形状を有しシリコン窒化膜２に達する凹部を
形成する。
板（図示せず）上に、下層配線（図示せず）を有する絶
縁膜からなる下層配線層１が形成され、図１（ａ）に示
すように、この上にシリコン窒化膜２及びシリコン酸化
膜３をこの順で形成し、次いでシリコン酸化膜３に、配
線パターン形状を有しシリコン窒化膜２に達する凹部を
形成する。
【０００６】次に、図１（ｂ）に示すように、バリア金
属膜４をスパッタリング法により形成する。次いで、こ
の上に、メッキ法により銅膜５を凹部が埋め込まれるよ
うに全面に形成する。
属膜４をスパッタリング法により形成する。次いで、こ
の上に、メッキ法により銅膜５を凹部が埋め込まれるよ
うに全面に形成する。
【０００７】その後、図１（ｃ）に示すように、ＣＭＰ
法により銅膜５を研磨して基板表面を平坦化する。続い
て、図１（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜３上の金
属が完全に除去されるまでＣＭＰ法による研磨を継続す
る。
法により銅膜５を研磨して基板表面を平坦化する。続い
て、図１（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜３上の金
属が完全に除去されるまでＣＭＰ法による研磨を継続す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような埋め込み銅
配線の形成においては、銅系金属の絶縁膜中への拡散防
止等のために下地膜としてＴａやＴａＮ等のタンタル系
金属等からなるバリア金属膜が形成される。しかし、こ
のような異種材料を同時に研磨する場合、バリア金属膜
の研磨速度は、銅系金属膜の研磨速度に対して著しく小
さくなるという問題がある。すなわち、従来の研磨用ス
ラリーを用いたＣＭＰによって埋め込み銅配線の形成を
行うと、銅系金属膜とバリア金属膜間の研磨速度差が大
きいため、ディッシングやエロージョンが発生する。
配線の形成においては、銅系金属の絶縁膜中への拡散防
止等のために下地膜としてＴａやＴａＮ等のタンタル系
金属等からなるバリア金属膜が形成される。しかし、こ
のような異種材料を同時に研磨する場合、バリア金属膜
の研磨速度は、銅系金属膜の研磨速度に対して著しく小
さくなるという問題がある。すなわち、従来の研磨用ス
ラリーを用いたＣＭＰによって埋め込み銅配線の形成を
行うと、銅系金属膜とバリア金属膜間の研磨速度差が大
きいため、ディッシングやエロージョンが発生する。
【０００９】ディッシングとは、図２に示すように、凹
部内の銅系金属膜が過剰に研磨されてしまい、基板上の
絶縁膜平面に対して凹部内の銅系金属膜の中央部が窪ん
だ状態になることをいう。絶縁膜（シリコン酸化膜３）
上のバリア金属膜４を完全に除去するためには、バリア
金属膜の研磨速度が小さいため、研磨時間を十分にとら
なければならない。しかし、バリア金属膜の研磨速度に
対して銅系金属膜の研磨速度が大きいため、銅系金属膜
が過剰に研磨されてしまい、その結果、このようなディ
ッシングが生じる。
部内の銅系金属膜が過剰に研磨されてしまい、基板上の
絶縁膜平面に対して凹部内の銅系金属膜の中央部が窪ん
だ状態になることをいう。絶縁膜（シリコン酸化膜３）
上のバリア金属膜４を完全に除去するためには、バリア
金属膜の研磨速度が小さいため、研磨時間を十分にとら
なければならない。しかし、バリア金属膜の研磨速度に
対して銅系金属膜の研磨速度が大きいため、銅系金属膜
が過剰に研磨されてしまい、その結果、このようなディ
ッシングが生じる。
【００１０】一方、エロージョンとは、図１（ｄ）に示
すように、配線密集領域の研磨が、配線孤立領域などの
配線密度の低い領域に比べて過剰に研磨が進行し、配線
密集領域の表面が他の領域より窪んでしまう状態をい
う。銅膜５の埋め込み部が多く存在する配線密集領域と
銅膜５の埋め込み部があまり存在しない配線孤立領域と
が無配線領域などによりウェハ内で大きく隔てられてい
る場合、バリア金属膜４やシリコン酸化膜３（絶縁膜）
より銅膜５の研磨が速く進行すると、配線密集領域で
は、配線孤立領域に比べてバリア金属膜４やシリコン酸
化膜３に加わる研磨パッド圧力が相対的に高くなる。そ
の結果、バリア金属膜４露出後のＣＭＰ工程（図１
（ｃ）以降の工程）では、配線密集領域と配線孤立領域
とではＣＭＰによる研磨速度が異なるようになり、配線
密集領域の絶縁膜が過剰に研磨され、エロージョンが発
生する。
すように、配線密集領域の研磨が、配線孤立領域などの
配線密度の低い領域に比べて過剰に研磨が進行し、配線
密集領域の表面が他の領域より窪んでしまう状態をい
う。銅膜５の埋め込み部が多く存在する配線密集領域と
銅膜５の埋め込み部があまり存在しない配線孤立領域と
が無配線領域などによりウェハ内で大きく隔てられてい
る場合、バリア金属膜４やシリコン酸化膜３（絶縁膜）
より銅膜５の研磨が速く進行すると、配線密集領域で
は、配線孤立領域に比べてバリア金属膜４やシリコン酸
化膜３に加わる研磨パッド圧力が相対的に高くなる。そ
の結果、バリア金属膜４露出後のＣＭＰ工程（図１
（ｃ）以降の工程）では、配線密集領域と配線孤立領域
とではＣＭＰによる研磨速度が異なるようになり、配線
密集領域の絶縁膜が過剰に研磨され、エロージョンが発
生する。
【００１１】上述のように半導体装置の電気的接続部の
形成工程において、ディッシングが発生すると、配線抵
抗や接続抵抗が増加したり、また、エレクトロマイグレ
ーションが起きやすくなるため素子の信頼性が低下す
る。また、エロージョンが発生すると、基板表面の平坦
性が悪化し、多層構造においてはより一層顕著となるた
め、配線抵抗の増大やバラツキが発生するという問題が
起きる。
形成工程において、ディッシングが発生すると、配線抵
抗や接続抵抗が増加したり、また、エレクトロマイグレ
ーションが起きやすくなるため素子の信頼性が低下す
る。また、エロージョンが発生すると、基板表面の平坦
性が悪化し、多層構造においてはより一層顕著となるた
め、配線抵抗の増大やバラツキが発生するという問題が
起きる。
【００１２】上記のような問題、特にディッシングの発
生を抑制するために、研磨用スラリーにベンゾトリアゾ
ール又はその誘導体や、１，２，４−トリアゾールを添
加することが知られている。
生を抑制するために、研磨用スラリーにベンゾトリアゾ
ール又はその誘導体や、１，２，４−トリアゾールを添
加することが知られている。
【００１３】特開平８−８３７８０号公報には、銅又は
銅合金からなる埋め込み配線の形成において、化学的機
械的研磨時のディッシングの発生の抑制を目的として、
ベンゾトリアゾール又はその誘導体を含有する研磨用ス
ラリーを用いることが開示されている。ベンゾトリアゾ
ールは、銅を高速でエッチングできる化学腐食域を有す
るエッチング剤の存在下において酸化または腐食を抑制
する保護膜として作用し、このようなベンゾトリアゾー
ルをエッチング剤とともに含有する研磨用スラリーを用
いて化学的機械的研磨することで、ディッシングや傷の
発生を抑制しながら、信頼性の高い導体膜を高速で形成
できることが記載されている。
銅合金からなる埋め込み配線の形成において、化学的機
械的研磨時のディッシングの発生の抑制を目的として、
ベンゾトリアゾール又はその誘導体を含有する研磨用ス
ラリーを用いることが開示されている。ベンゾトリアゾ
ールは、銅を高速でエッチングできる化学腐食域を有す
るエッチング剤の存在下において酸化または腐食を抑制
する保護膜として作用し、このようなベンゾトリアゾー
ルをエッチング剤とともに含有する研磨用スラリーを用
いて化学的機械的研磨することで、ディッシングや傷の
発生を抑制しながら、信頼性の高い導体膜を高速で形成
できることが記載されている。
【００１４】また、特開平１１−２３８７０９号公報に
は、銅研磨平坦性を改善するために、１，２，４−トリ
アゾール化合物やベンゾトリアゾール化合物のようなト
リアゾール派生物を化学的機械的研磨用スラリーに含有
させることが記載されている。
は、銅研磨平坦性を改善するために、１，２，４−トリ
アゾール化合物やベンゾトリアゾール化合物のようなト
リアゾール派生物を化学的機械的研磨用スラリーに含有
させることが記載されている。
【００１５】なお、特開平８−６４５９４号公報には、
ディッシングの抑制については明記されていないが、研
磨の際、銅を含む金属膜からなる配線の腐食による品質
劣化を防止し半導体装置の信頼性を向上することを目的
として、ベンゾトリアゾールを混入させた砥粒液が開示
されている。ベンゾトリアゾールを混入させた研磨液を
用いて研磨を行うことにより、銅を含む金属膜の研磨面
に、腐食の発生よりも速く防食性被膜が形成され、この
ため、確実な配線形成とともに腐食を防止し得ることが
記載されている。
ディッシングの抑制については明記されていないが、研
磨の際、銅を含む金属膜からなる配線の腐食による品質
劣化を防止し半導体装置の信頼性を向上することを目的
として、ベンゾトリアゾールを混入させた砥粒液が開示
されている。ベンゾトリアゾールを混入させた研磨液を
用いて研磨を行うことにより、銅を含む金属膜の研磨面
に、腐食の発生よりも速く防食性被膜が形成され、この
ため、確実な配線形成とともに腐食を防止し得ることが
記載されている。
【００１６】上記のように、ベンゾトリアゾールを含有
させた研磨用スラリーを用いて化学的機械的研磨を行う
ことによって、防食効果とともにディッシングの発生を
抑制することができる。しかしながら、ベンゾトリアゾ
ールの含有量を増やすと銅の研磨速度が低下するためス
ループットが低下するという問題があり、ディッシング
の発生を充分に抑制しながら、且つ高い研磨速度で研磨
を行うことは困難であった。
させた研磨用スラリーを用いて化学的機械的研磨を行う
ことによって、防食効果とともにディッシングの発生を
抑制することができる。しかしながら、ベンゾトリアゾ
ールの含有量を増やすと銅の研磨速度が低下するためス
ループットが低下するという問題があり、ディッシング
の発生を充分に抑制しながら、且つ高い研磨速度で研磨
を行うことは困難であった。
【００１７】また、ベンゾトリアゾールの含有量を増や
しすぎると、銅膜の研磨工程（図１（ｂ）〜（ｃ））に
おいて振動や振動音が発生しやすく、また、バリア金属
膜や層間絶縁膜が露出した状態にある研磨工程（図１
（ｃ）〜（ｄ））においてはバリア金属膜部分を基点と
して配線端ダメージが発生しやすい。
しすぎると、銅膜の研磨工程（図１（ｂ）〜（ｃ））に
おいて振動や振動音が発生しやすく、また、バリア金属
膜や層間絶縁膜が露出した状態にある研磨工程（図１
（ｃ）〜（ｄ））においてはバリア金属膜部分を基点と
して配線端ダメージが発生しやすい。
【００１８】そこで本発明の目的は、基板上の凹部を有
する絶縁膜上に形成された銅系金属膜の化学的機械的研
磨において、ディッシングの発生を抑制し、且つ高い研
磨速度での研磨を可能とし、信頼性の高い電気的特性に
優れた埋め込み型の電気的接続部の形成を可能とする化
学的機械的研磨用スラリーを提供することにある。
する絶縁膜上に形成された銅系金属膜の化学的機械的研
磨において、ディッシングの発生を抑制し、且つ高い研
磨速度での研磨を可能とし、信頼性の高い電気的特性に
優れた埋め込み型の電気的接続部の形成を可能とする化
学的機械的研磨用スラリーを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上の凹部
を有する絶縁膜上に形成された銅系金属膜を研磨するた
めの化学的機械的研磨用スラリーであって、研磨材、酸
化剤および水、並びにベンゾトリアゾール系化合物およ
びトリアゾール系化合物を含有することを特徴とする化
学的機械的研磨用スラリーに関する。
を有する絶縁膜上に形成された銅系金属膜を研磨するた
めの化学的機械的研磨用スラリーであって、研磨材、酸
化剤および水、並びにベンゾトリアゾール系化合物およ
びトリアゾール系化合物を含有することを特徴とする化
学的機械的研磨用スラリーに関する。
【００２０】本発明の化学的機械的研磨用スラリー（以
下、適宜「研磨用スラリー」という）は、基板上の凹部
を有する絶縁膜上に形成された銅系金属（銅又は銅合
金）膜をＣＭＰ法により研磨する際に好適に用いること
ができる。
下、適宜「研磨用スラリー」という）は、基板上の凹部
を有する絶縁膜上に形成された銅系金属（銅又は銅合
金）膜をＣＭＰ法により研磨する際に好適に用いること
ができる。
【００２１】特に、バリア金属膜が下地膜として凹部を
有する絶縁膜上に形成され、その上にこの凹部を埋め込
むように銅系金属膜が形成された基板をＣＭＰ法により
研磨し、バリア金属膜あるいは絶縁膜が露出するまで基
板表面を平坦化し、凹部に銅系金属が埋め込まれてなる
埋め込み配線やプラグ、コンタクト等の電気的接続部を
形成する工程において効果的に用いることができる。さ
らに、バリア金属がタンタル系金属である場合において
より効果的である。
有する絶縁膜上に形成され、その上にこの凹部を埋め込
むように銅系金属膜が形成された基板をＣＭＰ法により
研磨し、バリア金属膜あるいは絶縁膜が露出するまで基
板表面を平坦化し、凹部に銅系金属が埋め込まれてなる
埋め込み配線やプラグ、コンタクト等の電気的接続部を
形成する工程において効果的に用いることができる。さ
らに、バリア金属がタンタル系金属である場合において
より効果的である。
【００２２】本発明の研磨用スラリーを用いてＣＭＰを
行うことにより、高い研磨速度で、すなわち高スループ
ットで、且つディッシングを抑制し、信頼性の高い電気
的特性に優れた埋め込み型の電気的接続部を形成するこ
とができる。
行うことにより、高い研磨速度で、すなわち高スループ
ットで、且つディッシングを抑制し、信頼性の高い電気
的特性に優れた埋め込み型の電気的接続部を形成するこ
とができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について説明する。
について説明する。
【００２４】本発明の研磨用スラリーは、研磨材、酸化
剤および水、並びにベンゾトリアゾール系化合物および
トリアゾール系化合物を含有する。さらに、酸化剤によ
る銅系金属膜に対する酸化作用を促進し、安定した研磨
を行うために、酸化補助剤としてプロトン供給剤を含有
させることが好ましい。
剤および水、並びにベンゾトリアゾール系化合物および
トリアゾール系化合物を含有する。さらに、酸化剤によ
る銅系金属膜に対する酸化作用を促進し、安定した研磨
を行うために、酸化補助剤としてプロトン供給剤を含有
させることが好ましい。
【００２５】ベンゾトリアゾール系化合物としては、一
般式（１）で示されるベンゾトリアゾール又はその誘導
体が挙げられ、これらの２種以上を混合してベンゾトリ
アゾール系化合物として用いてもよい。
般式（１）で示されるベンゾトリアゾール又はその誘導
体が挙げられ、これらの２種以上を混合してベンゾトリ
アゾール系化合物として用いてもよい。
【００２６】
【化１】 一般式（１）において、Ｘ、Ｙ、Ｗ及びＹはそれぞれ独
立に、水素原子、ヒドロキシル基、メトキシやエトキシ
等のアルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、メチル基やエ
チル基、ブチル等のアルキル基、フッ素や塩素、臭素、
ヨウ素等のハロゲン置換基を示す。
立に、水素原子、ヒドロキシル基、メトキシやエトキシ
等のアルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、メチル基やエ
チル基、ブチル等のアルキル基、フッ素や塩素、臭素、
ヨウ素等のハロゲン置換基を示す。
【００２７】トリアゾール系化合物としては、トリアゾ
ール又はその誘導体が挙げられ、これらの２種以上を混
合してトリアゾール系化合物として用いてもよい。
ール又はその誘導体が挙げられ、これらの２種以上を混
合してトリアゾール系化合物として用いてもよい。
【００２８】トリアゾール又はその誘導体としては、一
般式（２）で示される１，２，４−トリアゾール又はそ
の誘導体、一般式（３）で示される１，２，３−トリア
ゾール誘導体又はその誘導体が挙げられる。１，２，４
−トリアゾール又はその誘導体がより好ましい。
般式（２）で示される１，２，４−トリアゾール又はそ
の誘導体、一般式（３）で示される１，２，３−トリア
ゾール誘導体又はその誘導体が挙げられる。１，２，４
−トリアゾール又はその誘導体がより好ましい。
【００２９】
【化２】
【００３０】
【化３】 一般式（２）及び（３）において、Ｘ及びＹはそれぞれ
独立に、水素原子、ヒドロキシル基、メトキシやエトキ
シ等のアルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、メチル基や
エチル基、ブチル等のアルキル基、フッ素や塩素、臭
素、ヨウ素等のハロゲン置換基を示す。
独立に、水素原子、ヒドロキシル基、メトキシやエトキ
シ等のアルコキシ基、アミノ基、ニトロ基、メチル基や
エチル基、ブチル等のアルキル基、フッ素や塩素、臭
素、ヨウ素等のハロゲン置換基を示す。
【００３１】ベンゾトリアゾール系化合物とトリアゾー
ル系化合物の合計の含有量は、ディッシングを十分に抑
制する点から、研磨用スラリー全体に対して０．０１質
量％以上が好ましく、また所望の研磨速度を得る点から
１質量％以下が好ましい。ベンゾトリアゾール系化合物
とトリアゾール系化合物の合計の含有量が少なすぎると
所望のディッシング抑制効果を得にくくなり、多すぎる
と所望の研磨速度を得にくくなる。
ル系化合物の合計の含有量は、ディッシングを十分に抑
制する点から、研磨用スラリー全体に対して０．０１質
量％以上が好ましく、また所望の研磨速度を得る点から
１質量％以下が好ましい。ベンゾトリアゾール系化合物
とトリアゾール系化合物の合計の含有量が少なすぎると
所望のディッシング抑制効果を得にくくなり、多すぎる
と所望の研磨速度を得にくくなる。
【００３２】また、ベンゾトリアゾール系化合物とトリ
アゾール系化合物の含有比は、十分な研磨速度を得、且
つディッシングを十分に抑制する点から、ベンゾトリア
ゾール系化合物に対するトリアゾール系化合物の含有量
比（トリアゾール系化合物含有量／ベンゾトリアゾール
系化合物含有量）が、１以上が好ましく５以上がより好
ましく、また１００以下が好ましく７０以下がより好ま
しい。上記含有量比が小さすぎる（ベンゾトリアゾール
系化合物が多すぎる）と研磨速度が低下して所望の研磨
速度を得にくくなり、上記含有量比が大きすぎる（ベン
ゾトリアゾール系化合物が少なすぎる）とディッシング
抑制効果が低下して所望の平坦性を得にくくなる。
アゾール系化合物の含有比は、十分な研磨速度を得、且
つディッシングを十分に抑制する点から、ベンゾトリア
ゾール系化合物に対するトリアゾール系化合物の含有量
比（トリアゾール系化合物含有量／ベンゾトリアゾール
系化合物含有量）が、１以上が好ましく５以上がより好
ましく、また１００以下が好ましく７０以下がより好ま
しい。上記含有量比が小さすぎる（ベンゾトリアゾール
系化合物が多すぎる）と研磨速度が低下して所望の研磨
速度を得にくくなり、上記含有量比が大きすぎる（ベン
ゾトリアゾール系化合物が少なすぎる）とディッシング
抑制効果が低下して所望の平坦性を得にくくなる。
【００３３】上記のベンゾトリアゾール系化合物とトリ
アゾール系化合物は、酸化防止剤としても機能するが、
その添加効果を損なわない範囲内で、適宜、その他の酸
化防止剤を含有させてもよい。このような酸化防止剤と
しては、例えば、ベンゾフロキサン、２，１，３−ベン
ゾチアゾール、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレ
ンジアミン、カテコール、ｏ−アミノフェノール、２−
メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイ
ミダゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、メラ
ミン、及びこれらの誘導体が挙げられる。
アゾール系化合物は、酸化防止剤としても機能するが、
その添加効果を損なわない範囲内で、適宜、その他の酸
化防止剤を含有させてもよい。このような酸化防止剤と
しては、例えば、ベンゾフロキサン、２，１，３−ベン
ゾチアゾール、ｏ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレ
ンジアミン、カテコール、ｏ−アミノフェノール、２−
メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾイ
ミダゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、メラ
ミン、及びこれらの誘導体が挙げられる。
【００３４】本発明に用いられる研磨材としては、α−
アルミナやθ−アルミナ等のアルミナ、ヒュームドシリ
カやコロイダルシリカ等のシリカ、チタニア、ジルコニ
ア、ゲルマニア、セリア、又は、これら金属酸化物研磨
砥粒からなる群から選ばれる２種以上の混合物を用いる
ことができる。中でもアルミナ又はシリカが好ましい。
アルミナやθ−アルミナ等のアルミナ、ヒュームドシリ
カやコロイダルシリカ等のシリカ、チタニア、ジルコニ
ア、ゲルマニア、セリア、又は、これら金属酸化物研磨
砥粒からなる群から選ばれる２種以上の混合物を用いる
ことができる。中でもアルミナ又はシリカが好ましい。
【００３５】研磨材の平均粒径は、研磨速度、分散安定
性、研磨面の表面粗さ等の点から、光散乱回折法により
測定した平均粒径で５ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以
上がより好ましく、また５００ｎｍ以下が好ましく、３
００ｎｍ以下がより好ましい。
性、研磨面の表面粗さ等の点から、光散乱回折法により
測定した平均粒径で５ｎｍ以上が好ましく、１０ｎｍ以
上がより好ましく、また５００ｎｍ以下が好ましく、３
００ｎｍ以下がより好ましい。
【００３６】研磨材の研磨用スラリー中の含有量は、研
磨用スラリー全体に対して０．１〜５０質量％の範囲で
研磨効率や研磨精度等を考慮して適宜設定される。好ま
しくは１質量％以上であり、また１０質量％以下である
ことが望ましい。
磨用スラリー全体に対して０．１〜５０質量％の範囲で
研磨効率や研磨精度等を考慮して適宜設定される。好ま
しくは１質量％以上であり、また１０質量％以下である
ことが望ましい。
【００３７】本発明に用いられる酸化剤は、研磨精度や
研磨効率等を考慮して適宜、水溶性の酸化剤から選択し
て用いることができる。例えば、重金属イオンのコンタ
ミネーションを起こさないものとして、Ｈ2Ｏ2、Ｎａ2
Ｏ2、Ｂａ2Ｏ2、（Ｃ6Ｈ5Ｃ） 2Ｏ2等の過酸化物、次亜
塩素酸（ＨＣｌＯ）、過塩素酸、硝酸、オゾン水、過酢
酸やニトロベンゼン等の有機過酸化物を挙げることがで
きる。なかでも、金属成分を含有せず、有害な副生成物
を発生しない過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が好ましい。
研磨効率等を考慮して適宜、水溶性の酸化剤から選択し
て用いることができる。例えば、重金属イオンのコンタ
ミネーションを起こさないものとして、Ｈ2Ｏ2、Ｎａ2
Ｏ2、Ｂａ2Ｏ2、（Ｃ6Ｈ5Ｃ） 2Ｏ2等の過酸化物、次亜
塩素酸（ＨＣｌＯ）、過塩素酸、硝酸、オゾン水、過酢
酸やニトロベンゼン等の有機過酸化物を挙げることがで
きる。なかでも、金属成分を含有せず、有害な副生成物
を発生しない過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が好ましい。
【００３８】酸化剤の含有量は、十分な添加効果を得る
点から、研磨用スラリー全体に対して０．０１質量％以
上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、
０．１質量％以上がさらに好ましい。また、ディッシン
グの抑制や適度な研磨速度に調整する点から、１５質量
％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。な
お、過酸化水素のように比較的経時的に劣化しやすい酸
化剤を用いる場合は、所定の濃度の酸化剤含有溶液と、
この酸化剤含有溶液を添加することにより所定の研磨用
スラリーとなるような組成物を別個に調製しておき、使
用直前に両者を混合してもよい。
点から、研磨用スラリー全体に対して０．０１質量％以
上が好ましく、０．０５質量％以上がより好ましく、
０．１質量％以上がさらに好ましい。また、ディッシン
グの抑制や適度な研磨速度に調整する点から、１５質量
％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましい。な
お、過酸化水素のように比較的経時的に劣化しやすい酸
化剤を用いる場合は、所定の濃度の酸化剤含有溶液と、
この酸化剤含有溶液を添加することにより所定の研磨用
スラリーとなるような組成物を別個に調製しておき、使
用直前に両者を混合してもよい。
【００３９】研磨用スラリー中の酸化剤の酸化を促進
し、安定した研磨を行うため添加されるプロトン供与剤
（酸化補助剤）としては、公知のカルボン酸やアミノ酸
等の有機酸が挙げられる。
し、安定した研磨を行うため添加されるプロトン供与剤
（酸化補助剤）としては、公知のカルボン酸やアミノ酸
等の有機酸が挙げられる。
【００４０】カルボン酸としては、シュウ酸、マロン
酸、酒石酸、リンゴ酸、グルタル酸、クエン酸、マレイ
ン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、アク
リル酸、乳酸、コハク酸、ニコチン酸、及びこれらの塩
などが挙げられる。
酸、酒石酸、リンゴ酸、グルタル酸、クエン酸、マレイ
ン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、アク
リル酸、乳酸、コハク酸、ニコチン酸、及びこれらの塩
などが挙げられる。
【００４１】アミノ酸は、単体で添加される場合もあれ
ば、塩および水和物の状態で添加される場合もある。例
えば、アルギニン、アルギニン塩酸塩、アルギニンピク
ラート、アルギニンフラビアナート、リシン、リシン塩
酸塩、リシン二塩酸塩、リシンピクラート、ヒスチジ
ン、ヒスチジン塩酸塩、ヒスチジン二塩酸塩、グルタミ
ン酸、グルタミン酸一塩酸塩、グルタミン酸ナトリウム
一水和物、グルタミン、グルタチオン、グリシルグリシ
ン、アラニン、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、ε−ア
ミノカプロン酸、アスパラギン酸、アスパラギン酸一水
和物、アスパラギン酸カリウム、アスパラギン酸カルシ
ウム三水塩、トリプトファン、スレオニン、グリシン、
シスチン、システイン、システイン塩酸塩一水和物、オ
キシプロリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、
オルチニン塩酸塩、フェニルアラニン、フェニルグリシ
ン、プロリン、セリン、チロシン、バリンが挙げられ
る。
ば、塩および水和物の状態で添加される場合もある。例
えば、アルギニン、アルギニン塩酸塩、アルギニンピク
ラート、アルギニンフラビアナート、リシン、リシン塩
酸塩、リシン二塩酸塩、リシンピクラート、ヒスチジ
ン、ヒスチジン塩酸塩、ヒスチジン二塩酸塩、グルタミ
ン酸、グルタミン酸一塩酸塩、グルタミン酸ナトリウム
一水和物、グルタミン、グルタチオン、グリシルグリシ
ン、アラニン、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、ε−ア
ミノカプロン酸、アスパラギン酸、アスパラギン酸一水
和物、アスパラギン酸カリウム、アスパラギン酸カルシ
ウム三水塩、トリプトファン、スレオニン、グリシン、
シスチン、システイン、システイン塩酸塩一水和物、オ
キシプロリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、
オルチニン塩酸塩、フェニルアラニン、フェニルグリシ
ン、プロリン、セリン、チロシン、バリンが挙げられ
る。
【００４２】上記のカルボン酸やアミノ酸等の有機酸
は、異なる二種以上を混合して用いてもよい。
は、異なる二種以上を混合して用いてもよい。
【００４３】研磨用スラリー中の有機酸の含有量は、プ
ロトン供与剤としての十分な添加効果を得る点から、研
磨用スラリー全体に対して０．０１質量％以上が好まし
く、０．０５質量％以上がより好ましい。ディッシング
の抑制や適度な研磨速度に調整する点から、５質量％以
下が好ましく、３質量％以下がより好ましい。なお、二
種以上の有機酸を含有する場合は、上記含有量はそれぞ
れの有機酸の総和を意味する。
ロトン供与剤としての十分な添加効果を得る点から、研
磨用スラリー全体に対して０．０１質量％以上が好まし
く、０．０５質量％以上がより好ましい。ディッシング
の抑制や適度な研磨速度に調整する点から、５質量％以
下が好ましく、３質量％以下がより好ましい。なお、二
種以上の有機酸を含有する場合は、上記含有量はそれぞ
れの有機酸の総和を意味する。
【００４４】本発明の研磨用スラリーのｐＨは、研磨速
度や腐食、スラリー粘度、研磨剤の分散安定性等の点か
ら、ｐＨ３以上が好ましく、ｐＨ４以上がより好まし
く、またｐＨ９以下が好ましく、ｐＨ８以下がより好ま
しい。研磨用スラリーのｐＨ調整は、公知の方法で行う
ことができ、使用するアルカリとしては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸
塩、アンモニア、アミン等を挙げることができる。
度や腐食、スラリー粘度、研磨剤の分散安定性等の点か
ら、ｐＨ３以上が好ましく、ｐＨ４以上がより好まし
く、またｐＨ９以下が好ましく、ｐＨ８以下がより好ま
しい。研磨用スラリーのｐＨ調整は、公知の方法で行う
ことができ、使用するアルカリとしては、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭
酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸
塩、アンモニア、アミン等を挙げることができる。
【００４５】本発明の研磨用スラリーには、その特性を
損なわない範囲内で、広く一般に研磨用スラリーに添加
されている分散剤や緩衝剤などの種々の添加剤を含有さ
せてもよい。
損なわない範囲内で、広く一般に研磨用スラリーに添加
されている分散剤や緩衝剤などの種々の添加剤を含有さ
せてもよい。
【００４６】本発明の研磨用スラリーは、ＣＭＰによる
金属膜の研磨速度が好ましくは４００ｎｍ／分以上、よ
り好ましくは５００ｎｍ／分以上になるようにその組成
比を調整することが望ましい。また、研磨精度やディシ
ング防止の等の点から、好ましくは１５００ｎｍ／分以
下、より好ましくは１０００ｎｍ／分以下になるように
組成比を調整することが望ましい。
金属膜の研磨速度が好ましくは４００ｎｍ／分以上、よ
り好ましくは５００ｎｍ／分以上になるようにその組成
比を調整することが望ましい。また、研磨精度やディシ
ング防止の等の点から、好ましくは１５００ｎｍ／分以
下、より好ましくは１０００ｎｍ／分以下になるように
組成比を調整することが望ましい。
【００４７】本発明の研磨用スラリーの製造方法は、一
般的な遊離砥粒の水系研磨スラリー組成物の製造方法が
適用できる。すなわち、水系溶媒に研磨砥粒（研磨材粒
子）を適量混合し、必要に応じて分散剤を適量混合す
る。この状態では、研磨砥粒は凝集状態で存在してい
る。そこで、凝集した研磨砥粒を所望の粒径を有する粒
子とするため、研磨砥粒混合物の分散処理を実施する。
この分散工程では、例えば超音波分散機、ビーズミル分
散機、ニーダー分散機、ボールミル分散機などを用いて
実施できる。
般的な遊離砥粒の水系研磨スラリー組成物の製造方法が
適用できる。すなわち、水系溶媒に研磨砥粒（研磨材粒
子）を適量混合し、必要に応じて分散剤を適量混合す
る。この状態では、研磨砥粒は凝集状態で存在してい
る。そこで、凝集した研磨砥粒を所望の粒径を有する粒
子とするため、研磨砥粒混合物の分散処理を実施する。
この分散工程では、例えば超音波分散機、ビーズミル分
散機、ニーダー分散機、ボールミル分散機などを用いて
実施できる。
【００４８】本発明の研磨用スラリーを用いたＣＭＰ
は、例えば次のようにして行うことができる。絶縁膜が
形成され、その絶縁膜に所定のパターン形状を持つ凹部
が形成され、その上に銅系金属膜が成膜された基板を容
易する。この基板をスピンドル等のウェハキャリアに設
置する。この基板の銅系金属膜表面を、回転プレート等
の定盤上に貼り付けられた研磨パッドに所定の圧力をか
けて接触させ、基板と研磨パッドの間に研磨用スラリー
を供給しながら、ウェハと研磨パッドを相対的に動かし
て（例えば両方を回転させて）研磨する。研磨用スラリ
ーの供給は、別途に設けた供給管から研磨パッド上へ供
給してもよいし、定盤側から研磨パッド表面へ供給して
もよい。必要により、パッドコンディショナーを研磨パ
ッドの表面に接触させて研磨パッド表面のコンディショ
ニングを行ってもよい。
は、例えば次のようにして行うことができる。絶縁膜が
形成され、その絶縁膜に所定のパターン形状を持つ凹部
が形成され、その上に銅系金属膜が成膜された基板を容
易する。この基板をスピンドル等のウェハキャリアに設
置する。この基板の銅系金属膜表面を、回転プレート等
の定盤上に貼り付けられた研磨パッドに所定の圧力をか
けて接触させ、基板と研磨パッドの間に研磨用スラリー
を供給しながら、ウェハと研磨パッドを相対的に動かし
て（例えば両方を回転させて）研磨する。研磨用スラリ
ーの供給は、別途に設けた供給管から研磨パッド上へ供
給してもよいし、定盤側から研磨パッド表面へ供給して
もよい。必要により、パッドコンディショナーを研磨パ
ッドの表面に接触させて研磨パッド表面のコンディショ
ニングを行ってもよい。
【００４９】以上に説明した本発明の研磨用スラリー
は、バリア金属膜が溝や接続孔等の凹部を有する絶縁膜
上に形成され、その上にこの凹部を埋め込むように全面
に銅系金属膜が形成された基板をＣＭＰ法により研磨し
て、埋め込み配線やビアプラグ、コンタクトプラグ等の
電気的接続部を形成する場合に最も効果的に用いること
ができる。絶縁膜としては、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ
膜、ＳＯＧ膜が挙げられる。銅系金属膜（銅膜または銅
を主成分とする銅合金膜）に対して好適なバリア金属膜
としては、タンタル（Ｔａ）やタンタル窒化物、タンタ
ル窒化シリコン等のタンタル系金属膜を挙げることがで
きる。
は、バリア金属膜が溝や接続孔等の凹部を有する絶縁膜
上に形成され、その上にこの凹部を埋め込むように全面
に銅系金属膜が形成された基板をＣＭＰ法により研磨し
て、埋め込み配線やビアプラグ、コンタクトプラグ等の
電気的接続部を形成する場合に最も効果的に用いること
ができる。絶縁膜としては、シリコン酸化膜、ＢＰＳＧ
膜、ＳＯＧ膜が挙げられる。銅系金属膜（銅膜または銅
を主成分とする銅合金膜）に対して好適なバリア金属膜
としては、タンタル（Ｔａ）やタンタル窒化物、タンタ
ル窒化シリコン等のタンタル系金属膜を挙げることがで
きる。
【００５０】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。
明する。
【００５１】（被研磨基板）凹部を持つ絶縁膜上に金属
膜が形成された被研磨基板は以下のようにして作製し
た。まず、トランジスタ等の半導体素子が形成された６
インチのウェハ（シリコン基板）上に下層配線を有する
シリコン酸化膜からなる下層配線層を設け、その上にシ
リコン窒化膜を形成し、その上に厚さ５００ｎｍ程度の
シリコン酸化膜を形成した。次に、フォトリソグラフィ
工程と反応性イオンエッチング工程によりシリコン酸化
膜をパターニングして、幅０．２３μｍ〜１０μｍ、深
さ５００ｎｍの配線用溝と接続孔を形成した。次に、ス
パッタリング法により厚さ５０ｎｍのＴａ膜を形成し、
続いてスパッタリング法により厚さ５０ｎｍの銅膜を形
成後、メッキ法により厚さ８００ｎｍ程度の銅膜を形成
した。
膜が形成された被研磨基板は以下のようにして作製し
た。まず、トランジスタ等の半導体素子が形成された６
インチのウェハ（シリコン基板）上に下層配線を有する
シリコン酸化膜からなる下層配線層を設け、その上にシ
リコン窒化膜を形成し、その上に厚さ５００ｎｍ程度の
シリコン酸化膜を形成した。次に、フォトリソグラフィ
工程と反応性イオンエッチング工程によりシリコン酸化
膜をパターニングして、幅０．２３μｍ〜１０μｍ、深
さ５００ｎｍの配線用溝と接続孔を形成した。次に、ス
パッタリング法により厚さ５０ｎｍのＴａ膜を形成し、
続いてスパッタリング法により厚さ５０ｎｍの銅膜を形
成後、メッキ法により厚さ８００ｎｍ程度の銅膜を形成
した。
【００５２】（ＣＭＰ条件）ＣＭＰは、スピードファム
・アイペック社製ＳＨ−２４型を使用して行った。研磨
機の定盤には研磨パッド（ロデール・ニッタ社製 ＩＣ
１４００）をはり付けて使用した。研磨条件は、研磨荷
重（研磨パッドの接触圧力）：２７．６ｋＰａ、定盤回
転数：５５ｒｐｍ、キャリア回転数：５５ｒｐｍ、スラ
リー研磨液供給量：１００ｍｌ／分とした。
・アイペック社製ＳＨ−２４型を使用して行った。研磨
機の定盤には研磨パッド（ロデール・ニッタ社製 ＩＣ
１４００）をはり付けて使用した。研磨条件は、研磨荷
重（研磨パッドの接触圧力）：２７．６ｋＰａ、定盤回
転数：５５ｒｐｍ、キャリア回転数：５５ｒｐｍ、スラ
リー研磨液供給量：１００ｍｌ／分とした。
【００５３】（研磨速度の測定）研磨速度は、以下のよ
うに研磨前後の表面抵抗率から算出した。ウエハ上に一
定間隔に並んだ４本の針状電極を直線上に置き、外側の
二探針間に一定電流を流し、内側の二探針間に生じる電
位差を測定して抵抗（Ｒ'）を求め、さらに補正係数Ｒ
ＣＦ(Resistivity Correction Factor)を乗じて表面抵
抗率（ρs'）を求める。また厚みがＴ（ｎｍ）と既知で
あるウエハ膜の表面抵抗率（ρs）を求める。ここで表
面抵抗率は、厚みに反比例するため、表面抵抗率がρs'
の時の厚みをｄとすると、 ｄ（ｎｍ）＝（ρs×Ｔ）/ρs' が成り立ち、これより厚みｄを算出することができ、さ
らに研磨前後の膜厚変化量を研磨時間で割ることにより
研磨速度を算出した。表面抵抗率の測定には、三菱化学
社製四探針抵抗測定器（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い
た。
うに研磨前後の表面抵抗率から算出した。ウエハ上に一
定間隔に並んだ４本の針状電極を直線上に置き、外側の
二探針間に一定電流を流し、内側の二探針間に生じる電
位差を測定して抵抗（Ｒ'）を求め、さらに補正係数Ｒ
ＣＦ(Resistivity Correction Factor)を乗じて表面抵
抗率（ρs'）を求める。また厚みがＴ（ｎｍ）と既知で
あるウエハ膜の表面抵抗率（ρs）を求める。ここで表
面抵抗率は、厚みに反比例するため、表面抵抗率がρs'
の時の厚みをｄとすると、 ｄ（ｎｍ）＝（ρs×Ｔ）/ρs' が成り立ち、これより厚みｄを算出することができ、さ
らに研磨前後の膜厚変化量を研磨時間で割ることにより
研磨速度を算出した。表面抵抗率の測定には、三菱化学
社製四探針抵抗測定器（Ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ）を用い
た。
【００５４】（ディッシング量の測定）研磨されたウェ
ハ表面の配線形成領域を触針でトレースする方法で段差
の測定を行った。段差測定装置としてＫＬＡテンコール
社製ＨＲＰ−１００を用い、層間絶縁膜上の配線が形成
されていない部分から配線部を横断し、反対側の層間絶
縁膜部まで走査を行った。
ハ表面の配線形成領域を触針でトレースする方法で段差
の測定を行った。段差測定装置としてＫＬＡテンコール
社製ＨＲＰ−１００を用い、層間絶縁膜上の配線が形成
されていない部分から配線部を横断し、反対側の層間絶
縁膜部まで走査を行った。
【００５５】（エッチング速度の測定）Ｃｕ膜を堆積し
たＳｉウェハを１．２×１．２ｃｍ2のサイズに劈開
し、これを５０ｍｌの研磨用スラリー中に３０分間浸漬
した。四端針抵抗測定器で浸漬前と浸漬後のＣｕ膜の厚
さを測定し、浸漬前後の膜厚の差と浸漬時間からエッチ
ング速度を求めた。
たＳｉウェハを１．２×１．２ｃｍ2のサイズに劈開
し、これを５０ｍｌの研磨用スラリー中に３０分間浸漬
した。四端針抵抗測定器で浸漬前と浸漬後のＣｕ膜の厚
さを測定し、浸漬前後の膜厚の差と浸漬時間からエッチ
ング速度を求めた。
【００５６】また、研磨中に研磨パッドと被研磨基板と
の摩擦によって生じる熱を考慮し、２５℃の研磨用スラ
リーと６０℃の研磨用スラリーにおいてそれぞれエッチ
ング速度を求めた。
の摩擦によって生じる熱を考慮し、２５℃の研磨用スラ
リーと６０℃の研磨用スラリーにおいてそれぞれエッチ
ング速度を求めた。
【００５７】（実施例１〜３及び比較例１〜１０）平均
粒径３０ｎｍのコロイダルシリカ：５質量％、過酸化水
素水（濃度：30wt%）：５質量％、グリシン１質量％及
び水を含有する研磨用スラリーに、表１に示すベンゾト
リアゾール系化合物およびトリアゾール系化合物をそれ
ぞれ表１に示す含有量となるように添加して研磨用スラ
リーを調製した。
粒径３０ｎｍのコロイダルシリカ：５質量％、過酸化水
素水（濃度：30wt%）：５質量％、グリシン１質量％及
び水を含有する研磨用スラリーに、表１に示すベンゾト
リアゾール系化合物およびトリアゾール系化合物をそれ
ぞれ表１に示す含有量となるように添加して研磨用スラ
リーを調製した。
【００５８】得られた研磨用スラリーを用いてそれぞれ
被研磨基板のＣＭＰを行い、研磨速度とエッチング速度
を測定した。表１から明らかなように、ベンゾトリアゾ
ール系化合物とトリアゾール系化合物の両方を添加した
研磨用スラリーでは、ほぼ５００ｎｍ／分或いはそれ以
上の研磨速度が得られ、且つディッシングに影響するエ
ッチング速度が適度に抑えられていることが分かる。ま
た、実施例の研磨において、振動や振動音が発生するこ
となく良好に研磨を実施できた。
被研磨基板のＣＭＰを行い、研磨速度とエッチング速度
を測定した。表１から明らかなように、ベンゾトリアゾ
ール系化合物とトリアゾール系化合物の両方を添加した
研磨用スラリーでは、ほぼ５００ｎｍ／分或いはそれ以
上の研磨速度が得られ、且つディッシングに影響するエ
ッチング速度が適度に抑えられていることが分かる。ま
た、実施例の研磨において、振動や振動音が発生するこ
となく良好に研磨を実施できた。
【００５９】
【表１】 （実施例４及び比較例１１〜１２） θアルミナ：５質量％、過酸化水素水（濃度：30wt
%）：５質量％、クエン酸：０．５質量％、グリシン：
０．３質量％及び水を含有する研磨用スラリーに、ベン
ゾトリアゾール及び１，２，４−トリアゾールをそれぞ
れ表２に示す含有量となるように添加して研磨用スラリ
ーを調製した。
%）：５質量％、クエン酸：０．５質量％、グリシン：
０．３質量％及び水を含有する研磨用スラリーに、ベン
ゾトリアゾール及び１，２，４−トリアゾールをそれぞ
れ表２に示す含有量となるように添加して研磨用スラリ
ーを調製した。
【００６０】得られた研磨用スラリーを用いてそれぞれ
被研磨基板のＣＭＰを行い、研磨速度、エッチング速度
およびディッシング量を測定した。表２から明らかなよ
うに、ベンゾトリアゾールと１，２，４−トリアゾール
の両方を含有する研磨用スラリーでは、６００ｎｍ／分
近くの高い研磨速度が得られ、且つ、ベンゾトリアゾー
ル及び１，２，４−トリアゾールをそれぞれ単独で添加
した場合に比べて、ディッシング量が大きく抑えられて
いることがわかる。また、実施例の研磨において、振動
や振動音が発生することなく良好に研磨を行うことがで
き、研磨面には配線端ダメージや表面荒れがなかった。
被研磨基板のＣＭＰを行い、研磨速度、エッチング速度
およびディッシング量を測定した。表２から明らかなよ
うに、ベンゾトリアゾールと１，２，４−トリアゾール
の両方を含有する研磨用スラリーでは、６００ｎｍ／分
近くの高い研磨速度が得られ、且つ、ベンゾトリアゾー
ル及び１，２，４−トリアゾールをそれぞれ単独で添加
した場合に比べて、ディッシング量が大きく抑えられて
いることがわかる。また、実施例の研磨において、振動
や振動音が発生することなく良好に研磨を行うことがで
き、研磨面には配線端ダメージや表面荒れがなかった。
【００６１】
【表２】
【００６２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の研磨用スラリーを用いてＣＭＰを行うことにより、高
い研磨速度で、すなわち高スループットで、且つディッ
シングを抑制し、信頼性の高い電気的特性に優れた埋め
込み型の電気的接続部を形成することができる。
の研磨用スラリーを用いてＣＭＰを行うことにより、高
い研磨速度で、すなわち高スループットで、且つディッ
シングを抑制し、信頼性の高い電気的特性に優れた埋め
込み型の電気的接続部を形成することができる。
【図１】従来の埋め込み銅配線の形成方法を説明するた
めの工程断面図である。
めの工程断面図である。
【図２】従来の化学的機械的研磨用スラリーを用いて埋
め込み銅配線を形成した場合の配線部の断面形状を示す
模式図である。
め込み銅配線を形成した場合の配線部の断面形状を示す
模式図である。
１ 下層配線層 ２ シリコン窒化膜 ３ シリコン酸化膜 ４ バリア金属膜 ５ 銅膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和氣 智子 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 板倉 哲之 東京都台東区台東一丁目五番一号 東京磁 気印刷株式会社内 (72)発明者 櫻井 伸 東京都台東区台東一丁目五番一号 東京磁 気印刷株式会社内 (72)発明者 青柳 健一 東京都台東区台東一丁目五番一号 東京磁 気印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 CB02 CB03 CB10 DA02 DA12 DA17 5F043 AA22 AA27 DD16 GG10
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上の凹部を有する絶縁膜上に形成さ
れた銅系金属膜を研磨するための化学的機械的研磨用ス
ラリーであって、研磨材、酸化剤および水、並びにベン
ゾトリアゾール系化合物およびトリアゾール系化合物を
含有することを特徴とする化学的機械的研磨用スラリ
ー。 - 【請求項２】 トリアゾール系化合物が、１，２，４−
トリアゾール又はその誘導体である請求項１記載の化学
的機械的研磨用スラリー。 - 【請求項３】 ベンゾトリアゾール系化合物とトリアゾ
ール系化合物の合計の含有量が、化学的機械的研磨用ス
ラリー全体に対して０．０１質量％以上１質量％以下で
ある請求項１又は２記載の化学的機械的研磨用スラリ
ー。 - 【請求項４】 ベンゾトリアゾール系化合物に対するト
リアゾール系化合物の含有量比が１以上１００以下であ
る請求項１、２又は３記載の化学的機械的研磨用スラリ
ー。
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