JP2008147444A - Wiring forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高集積化したＬＳＩ配線の配線形成方法に関し、特に、高信頼かつ微細なＣｕ配線、中でも、シングルダマシン法、デュアルダマシン法により形成されたＣｕ配線の配線形成方法に関する。 The present invention relates to a highly integrated LSI wiring formation method, and more particularly, to a highly reliable and fine Cu wiring, particularly a Cu wiring formation method formed by a single damascene method or a dual damascene method.
微細化及び高速化するＣＭＯＳ ＬＳＩ用配線材料として、低抵抗で且つエレクトロマイグレーション耐性が高いＣｕ配線が適用されている。Ｃｕ配線は従来のＡｌ配線とは異なりドライエッチングによる加工が困難であることから、絶縁膜に開口部（配線用溝（トレンチ）及びビアホール）を形成するダマシン法及びデュアルダマシン法（トレンチとビアホールを一体形成）が開発され、これらの方法によりＣｕ配線が形成される（例えば、特許文献１及び２）。 Cu wiring having low resistance and high electromigration resistance is applied as a wiring material for CMOS LSI that is miniaturized and speeded up. Since Cu wiring is difficult to process by dry etching, unlike conventional Al wiring, damascene and dual damascene methods (trench and via holes are used to form openings (wiring trenches and via holes) in the insulating film). Integral formation) is developed, and Cu wiring is formed by these methods (for example, Patent Documents 1 and 2).
例えば、最小ビアホール・トレンチ径が９０ｎｍの配線構造の配線形成方法について簡単に示す。配線１層部（層間厚）が４４０ｎｍ、最小ビアホール・トレンチ径が９０ｎｍの配線構造を、シングルダマシン法、あるいはデュアルダマシン法にて形成する（図１Ａ）。その後、Ｃｕが絶縁膜上に拡散するのを防ぐために、バリアメタルを形成し（図１Ｂ）、電極として機能するＣｕシードをＰＶＤ法（スパッタ法）、あるいはＣＶＤ法にて形成する（図１Ｃ）。バリアメタル厚は約５〜２０ｎｍ、Ｃｕシードは約４０〜１２０ｎｍとする。その後、硫酸銅めっき液にて電解めっきを行い、膜厚０．４〜２μｍ程度になるまでＣｕプレートを成膜してビアホール・トレンチにＣｕを埋め込む（図１Ｄ）。その後、化学機械的研磨（ＣＭＰ）にて余分な層を研磨する（図１Ｅ）。その後、配線層をキャップ膜を用いてキャップし、１つの層を形成する（図１Ｆ）。以後はこれを繰り返し、多層構造を作成する。 For example, a method of forming a wiring having a wiring structure having a minimum via hole / trench diameter of 90 nm will be briefly described. A wiring structure having a wiring 1 layer portion (interlayer thickness) of 440 nm and a minimum via hole / trench diameter of 90 nm is formed by a single damascene method or a dual damascene method (FIG. 1A). Thereafter, in order to prevent Cu from diffusing on the insulating film, a barrier metal is formed (FIG. 1B), and a Cu seed functioning as an electrode is formed by PVD (sputtering) or CVD (FIG. 1C). . The barrier metal thickness is about 5 to 20 nm, and the Cu seed is about 40 to 120 nm. Thereafter, electrolytic plating is performed with a copper sulfate plating solution, a Cu plate is formed until the film thickness is about 0.4 to 2 μm, and Cu is embedded in the via hole and trench (FIG. 1D). Thereafter, the excess layer is polished by chemical mechanical polishing (CMP) (FIG. 1E). Thereafter, the wiring layer is capped with a cap film to form one layer (FIG. 1F). Thereafter, this is repeated to create a multilayer structure.
しかしながら、ＣＭＰ後にＣｕ配線が腐食して配線高さが変化したり（図２Ａ）、Ｃｕ配線の配線表面が腐食して穴が開いてしまう（図２Ｂ）等の腐食性欠陥が発生し、歩留まりが低下することがある。なお、斯かる腐食性欠陥は、配線幅が細くなるほど発生しやすくなるという傾向がある（図２Ｃ〜Ｆ）。
通常、ＣＭＰ工程では、スラリー液中に混入した防食剤が形成されたＣｕ表面部分は酸化及びケミカル溶出されずに、スラリー液中に混入した砥粒で研削されたＣｕ表面部分のみが酸化及びケミカル溶出されて、研磨のバランスが調整される（図３）。例えば、防食剤としてベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）を用いた場合、Ｃｕ表面上に形成されたＢＴＡは、図４に示すように、クラスター分子を形成して層構造となっている。ＢＴＡはＣｕやＣｕイオンと共に、大きなＣｕ−ＢＴＡクラスター分子を形成しやすい物質であるので、Ｃｕ−ＢＴＡクラスター分子の巨大化による下地Ｃｕ層表面へのＢＴＡ被覆率の低下（図５Ａ）を引き起こしやすく、また、ＢＴＡの二重結合部分で下地Ｃｕ層表面に吸着している場合（図５Ｂ）は吸着力が高いものの、ＢＴＡの二重結合部分がクラスター形成のための結合を担ってしまうと（図５Ｃ）、下地Ｃｕ層表面に吸着する二重結合部分が少なくなって（図５Ｄ）下地Ｃｕ層表面への吸着力にムラが発生する等の問題が発生しやすい。Ｃｕ表面へのＢＴＡ被覆率の低下や、ＢＴＡの下地Ｃｕ層への吸着力のムラ発生等によって、局部的にＢＴＡが被覆されない部分があると、その部分だけ溶解が進行し、腐食を引き起こしてしまう。
However, after the CMP, the Cu wiring corrodes and the wiring height changes (FIG. 2A), or the wiring surface of the Cu wiring corrodes and a hole is formed (FIG. 2B). May decrease. Such corrosive defects tend to occur more easily as the wiring width becomes smaller (FIGS. 2C to 2F).
Normally, in the CMP process, the Cu surface portion on which the anticorrosive agent mixed in the slurry liquid is not oxidized and chemically eluted, but only the Cu surface portion ground with the abrasive particles mixed in the slurry liquid is oxidized and chemically dissolved. It is eluted and the balance of polishing is adjusted (FIG. 3). For example, when benzotriazole (BTA) is used as an anticorrosive, the BTA formed on the Cu surface has a layer structure by forming cluster molecules as shown in FIG. Since BTA is a substance that easily forms large Cu-BTA cluster molecules together with Cu and Cu ions, it tends to cause a decrease in the BTA coverage on the surface of the underlying Cu layer due to the enlargement of Cu-BTA cluster molecules (FIG. 5A). In addition, when the BTA double bond portion is adsorbed on the surface of the underlying Cu layer (FIG. 5B), although the adsorption power is high, the BTA double bond portion bears a bond for cluster formation ( 5C), the double bond portion adsorbed on the surface of the underlying Cu layer is reduced (FIG. 5D), and problems such as unevenness in the adsorptive force on the surface of the underlying Cu layer are likely to occur. If there is a part that is not covered with BTA locally due to a decrease in the BTA coverage on the Cu surface or the occurrence of uneven adsorption of BTA to the underlying Cu layer, only that part will dissolve, causing corrosion. End up.
本発明は、従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明は、Ｃｕへの防食性を向上して、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる配線が腐食するのを防止する配線形成方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is,
An object of this invention is to provide the wiring formation method which improves the corrosion resistance to Cu and prevents that the wiring which consists of Cu or Cu alloy corrodes.
本発明者等は、前記課題に鑑み、鋭意検討を行った結果、以下の知見を得た。即ち、ＣｕイオンがＣｕ２＋（ＣｕのＨ２Ｏ２による酸化でＣｕＯができる）である場合のＣｕ−ＢＴＡのクラスター（図６）よりも、Ｃｕ＋である（ＣｕのＨ２Ｏ２による酸化でＣｕ２Ｏができる）場合のＣｕ−ＢＴＡのクラスター（図７）の方が、小さくなることを利用して、ＣｕイオンがＣｕ＋となりやすい環境（ｐＨ＝７以上の中性・アルカリ性領域）（図８におけるＣｕＯ領域）でＣＭＰを行うと、Ｃｕへの防食性を向上することができるという知見である。 The present inventors obtained the following knowledge as a result of intensive studies in view of the above problems. In other words, than the Cu ions Cu 2+ (Cu of H 2 O 2 can CuO oxide by) a Cu-BTA clusters if (6), oxidation with a Cu + (Cu of H 2 O 2 Cu-BTA cluster (Fig. 7) in the case where Cu 2 O can be formed by using the smaller size, an environment where Cu ions are likely to become Cu + (neutral / alkaline region of pH = 7 or more) This is a knowledge that the corrosion resistance to Cu can be improved by performing CMP in (CuO region in FIG. 8).
また、中性・アルカリ性領域の研磨液を使用する場合よりも、酸性領域の研磨液を使用した場合の方が、配線凹部（トレンチ）を電解めっきで埋め込む場合に発生する段差（オーバープレートやアンダープレート、図１２）を研磨にて平坦化する性能が高く、研磨レートが高いためにスループットの面でも有利であることを利用して、ＣＭＰの初期段階では、酸性領域の研磨液を使用し、その後、段階的にｐＨを上げながら変化させ、バリアメタルが表出する直前のＣＭＰ段階では、中性・アルカリ性領域の研磨液でＣＭＰを行うことが好ましいことを見出し、本発明を完成させるに至った。 In addition, when using a polishing solution in an acidic region, a step that occurs when the wiring recess (trench) is embedded by electrolytic plating (over plate or under) is used rather than using a polishing solution in a neutral / alkaline region. In the initial stage of CMP, a polishing liquid in an acidic region is used in the initial stage of CMP by utilizing the advantage that the plate, FIG. Thereafter, the pH is changed stepwise while increasing, and in the CMP step immediately before the barrier metal is exposed, it is found that CMP is preferably performed with a polishing solution in a neutral / alkaline region, and the present invention is completed. It was.
本発明は、本発明者等の前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に列挙した通りである。
本発明の配線形成方法は、開口部が形成された絶縁膜上にバリアメタルを堆積するバリアメタル堆積工程と、前記堆積されたバリアメタル上にＣｕ及びＣｕ合金のいずれかからなる配線材料を堆積する配線材料堆積工程と、前記堆積された配線材料を研磨液を用いて化学機械的研磨して平坦化する平坦化工程と、前記平坦化された配線材料を、防食剤を含むｐＨが７以上の研磨液を用いて化学機械的研磨して前記堆積されたバリアメタルを表出させるバリアメタル表出工程とを含むことを特徴とする。
The present invention is based on the above findings of the present inventors, and means for solving the above-described problems are as listed in the appendix described later.
According to the wiring forming method of the present invention, a barrier metal deposition step of depositing a barrier metal on an insulating film in which an opening is formed, and a wiring material made of either Cu or Cu alloy is deposited on the deposited barrier metal. A wiring material depositing step, a planarizing step of planarizing the deposited wiring material by chemical mechanical polishing using a polishing liquid, and a pH of the planarized wiring material including an anticorrosive is 7 or more. And a barrier metal exposing step of exposing the deposited barrier metal by chemical mechanical polishing using the above polishing liquid.
該配線形成方法においては、開口部が形成された絶縁膜上にバリアメタルが堆積されるので、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる配線材料が絶縁膜上に拡散されるのを防止することができる。また、堆積されたバリアメタル上にＣｕ及びＣｕ合金のいずれかからなる配線材料が堆積されるので、絶縁膜に形成された開口部に配線材料を埋め込むことができる。また、堆積された配線材料が研磨液を用いて化学機械的研磨されて平坦化されるので、堆積された配線材料のうち不要部分を除去することができる。また、平坦化された配線材料が防食剤を含むｐＨが７以上の研磨液を用いて化学機械的研磨されて堆積されたバリアメタルが表出するので、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる配線が腐食するのを防止することができる。 In the wiring forming method, since the barrier metal is deposited on the insulating film in which the opening is formed, it is possible to prevent the wiring material made of Cu or Cu alloy from being diffused on the insulating film. Further, since the wiring material made of either Cu or Cu alloy is deposited on the deposited barrier metal, the wiring material can be embedded in the opening formed in the insulating film. Further, since the deposited wiring material is subjected to chemical mechanical polishing using a polishing liquid and planarized, unnecessary portions of the deposited wiring material can be removed. Further, since the planarized wiring material is exposed by chemical mechanical polishing using a polishing solution containing an anticorrosive agent and having a pH of 7 or more, the deposited barrier metal is exposed, and the wiring made of Cu or Cu alloy is corroded. Can be prevented.
本発明によると、従来における問題を解決することができ、Ｃｕへの防食性を向上して、Ｃｕ又はＣｕ合金からなる配線が腐食するのを防止する配線形成方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the conventional problem can be solved, the corrosion prevention property to Cu can be improved, and the wiring formation method which prevents the wiring which consists of Cu or Cu alloy can be provided.
（配線形成方法）
本発明の配線形成方法は、開口部が形成された絶縁膜上にバリアメタルを堆積するバリアメタル堆積工程と、前記堆積されたバリアメタル上にＣｕ及びＣｕ合金のいずれかからなる配線材料を堆積する配線材料堆積工程と、前記堆積された配線材料を研磨液を用いて化学機械的研磨して平坦化する平坦化工程と、前記平坦化された配線材料を、防食剤を含むｐＨが７以上の研磨液を用いて化学機械的研磨して前記堆積されたバリアメタルを表出させるバリアメタル表出工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
(Wiring formation method)
According to the wiring forming method of the present invention, a barrier metal deposition step of depositing a barrier metal on an insulating film in which an opening is formed, and a wiring material made of either Cu or Cu alloy is deposited on the deposited barrier metal. A wiring material depositing step, a planarizing step of planarizing the deposited wiring material by chemical mechanical polishing using a polishing liquid, and a pH of the planarized wiring material including an anticorrosive is 7 or more. A barrier metal exposing step of exposing the deposited barrier metal by chemical mechanical polishing using the above polishing liquid, and further including other steps appropriately selected as necessary.
−バリアメタル堆積工程−
前記バリアメタル堆積工程としては、開口部が形成された絶縁膜上にバリアメタルを堆積すること以外には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
-Barrier metal deposition process-
The barrier metal deposition step is not particularly limited except that the barrier metal is deposited on the insulating film in which the opening is formed, and can be appropriately selected according to the purpose.
前記絶縁膜としては、その形状、構造、大きさ、材質等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記絶縁膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＦ、Ｓｉ−Ｈ含有ＳｉＯ２、多孔質シリカ膜、カーボン含有ＳｉＯ２膜（ＳｉＯＣ）、メチル基含有ＳｉＯ２（ＭＳＱ）、多孔質ＭＳＱ、高分子膜（ポリイミド系膜、パリレン系膜、テフロン（登録商標）系膜等）、アモルファスカーボン（Ｆドープ）等の低誘電率（Ｌｏｗ−Ｋ）材料が挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular about the shape, a structure, a magnitude | size, a material, etc. as said insulating film, According to the objective, it can select suitably. The material of the insulating film is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, for example, SiO 2, SiOF, Si-H-containing SiO 2, the porous silica film, carbon-containing SiO 2 film (SiOC ), Methyl group-containing SiO 2 (MSQ), porous MSQ, polymer film (polyimide film, parylene film, Teflon (registered trademark) film, etc.), amorphous carbon (F-doped), etc. -K) materials.
前記バリアメタルとしては、その形状、構造、大きさ、材質等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記バリアメタルの材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ、Ｚｒ等あるいはそれらの窒化物等が挙げられる。 The shape, structure, size, material and the like of the barrier metal are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. There is no restriction | limiting in particular as a material of the said barrier metal, According to the objective, it can select suitably, For example, Ta, Ti, W, Zr etc. or those nitride etc. are mentioned.
−配線材料堆積工程−
前記配線材料堆積工程としては、堆積されたバリアメタル上にＣｕ及びＣｕ合金のいずれかからなる配線材料を堆積すること以外には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記配線材料としては、その形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
-Wiring material deposition process-
The wiring material deposition step is not particularly limited except that a wiring material made of either Cu or Cu alloy is deposited on the deposited barrier metal, and can be appropriately selected according to the purpose.
There is no restriction | limiting in particular about the shape, structure, size, etc. as said wiring material, According to the objective, it can select suitably.
−平坦化工程−
前記平坦化工程（図９）としては、堆積された配線材料を研磨液を用いて化学機械的研磨して平坦化すること以外には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、複数の平坦化工程からなり、各平坦化工程で用いる研磨液のｐＨ及び組成等を異なるようにしてもよい。複数の平坦化工程を有する場合、図１０に示すように、同一のプラテンでスラリーを変えることにより各平坦化工程を行ってもよく、また、図１１に示すように、各プラテンにおけるスラリーの数を１つとして、複数のプラテンで各平坦化工程を行ってもよい。また、各スラリー液は、ｐＨのみが異なっていてもよく、組成（スラリー液中に含まれる物質の種類及び量）が異なっていてもよい。
-Flattening process-
The planarization step (FIG. 9) is not particularly limited except that the deposited wiring material is planarized by chemical mechanical polishing using a polishing liquid, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it may be composed of a plurality of flattening steps, and the pH and composition of the polishing liquid used in each flattening step may be different. In the case of having a plurality of flattening steps, each flattening step may be performed by changing the slurry with the same platen as shown in FIG. 10, and the number of slurries in each platen as shown in FIG. Each of the planarization steps may be performed with a plurality of platens. Moreover, each slurry liquid may differ only in pH, and a composition (a kind and quantity of the substance contained in a slurry liquid) may differ.
前記研磨液としては、堆積された配線材料を化学機械的研磨して平坦化できれば、ｐＨ及び組成等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、酸化剤としての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、溶解剤（錯化剤）としてのクエン酸三アンモニウム又はリンゴ酸、界面活性剤、防食剤としてのベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）又はベンゾイミダゾール、及び砥粒等を含む。また、堆積された配線材料を化学機械的研磨して平坦化する能力（スループット）や、配線群の上方に形成される段差（オーバープレート及びアンダープレート、図１２）の平坦化の観点から、研磨液が酸性であることが好ましく、研磨液のｐＨが４以下であることがより好ましい。 The polishing liquid is not particularly limited as long as the deposited wiring material can be planarized by chemical mechanical polishing, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an oxidizing agent Hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), triammonium citrate or malic acid as a solubilizer (complexing agent), surfactant, benzotriazole (BTA) or benzimidazole as an anticorrosive agent, abrasive grains, etc. including. Further, polishing is performed from the viewpoint of planarizing the deposited wiring material by chemical mechanical polishing (throughput) and leveling (over plate and under plate, FIG. 12) formed above the wiring group. The liquid is preferably acidic, and the pH of the polishing liquid is more preferably 4 or less.
−バリアメタル表出工程−
前記バリアメタル表出工程（図９）としては、平坦化された配線材料を、防食剤を含むｐＨが７以上の研磨液を用いて化学機械的研磨して前記堆積されたバリアメタルを表出させること以外には特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記研磨液としては、平坦化された配線材料を化学機械的研磨して堆積されたバリアメタルを表出できれば、組成等については、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、酸化剤としての過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）、溶解剤（錯化剤）としてのクエン酸三アンモニウム又はリンゴ酸、界面活性剤、防食剤としてのベンゾトリアゾール又はベンゾイミダゾール、及び砥粒等を含む。また、後述する図１５Ｂに示すように中性・アルカリ性領域ではｐＨ１０付近でＣｕ溶解レートが極大値を示すこと、及び、研磨液のｐＨ調整に添加する調整剤はできるだけ少ない方が好ましいという観点から、研磨液のｐＨが７以上１０以下であることが好ましい。なお、バリアメタル表出工程が終了したか否かは光の反射強度を測定することによって検知する。
-Barrier metal expression process-
In the barrier metal exposing step (FIG. 9), the planarized wiring material is subjected to chemical mechanical polishing using a polishing solution containing an anticorrosive and having a pH of 7 or more to express the deposited barrier metal. There is no restriction | limiting in particular except letting it be made, According to the objective, it can select suitably. As the polishing liquid, as long as the barrier metal deposited by chemical mechanical polishing of the planarized wiring material can be expressed, the composition and the like can be appropriately selected according to the purpose without any limitation. For example, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) as an oxidizing agent, triammonium citrate or malic acid as a solubilizing agent (complexing agent), a surfactant, benzotriazole or benzimidazole as an anticorrosive agent, and abrasive grains Etc. Further, as shown in FIG. 15B described later, in the neutral / alkaline region, the Cu dissolution rate shows a maximum value around pH 10, and from the viewpoint that it is preferable that the amount of the adjusting agent added to the pH adjustment of the polishing liquid is as small as possible. The pH of the polishing liquid is preferably 7 or more and 10 or less. Whether or not the barrier metal exposing step is completed is detected by measuring the reflection intensity of light.
なお、図１０に示すように、バリアメタル表出工程と平坦化工程とを同一のプラテンでスラリーを変えることにより行ってもよく、図１１に示すように、バリアメタル表出工程と平坦化工程とを異なるプラテンで行ってもよい。また、各スラリー液は、ｐＨのみが異なっていてもよく、組成（スラリー液中に含まれる物質の種類及び量）が異なっていてもよい。 As shown in FIG. 10, the barrier metal exposing step and the flattening step may be performed by changing the slurry using the same platen. As shown in FIG. 11, the barrier metal exposing step and the flattening step. May be performed on different platens. Moreover, each slurry liquid may differ only in pH, and a composition (a kind and quantity of the substance contained in a slurry liquid) may differ.
−その他の工程−
前記その他の工程としては、本発明の効果を害しない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、絶縁膜上に開口部（トレンチ及びビアホール）を形成する開口部形成工程（図１Ａ）や、電極として機能するＣｕシードをＰＶＤ法（スパッタ法）、あるいはＣＶＤ法にて形成するＣｕシード形成工程（図１Ｃ）や、バリアメタルを表出させた後に絶縁膜やバリアメタルを除去する除去工程（図９）や、絶縁膜やバリアメタルを除去した後に洗浄する洗浄工程（図９）や、配線層をキャップ膜を用いてキャップするキャップ膜形成工程（図１Ｆ）などが挙げられる。
-Other processes-
The other steps are not particularly limited as long as they do not impair the effects of the present invention, and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, formation of openings for forming openings (trench and via holes) on the insulating film Step (FIG. 1A), Cu seed formation step (FIG. 1C) in which Cu seed functioning as an electrode is formed by PVD method (sputtering method) or CVD method, insulating film and barrier after exposing barrier metal Removal process for removing metal (FIG. 9), cleaning process for cleaning after removing the insulating film and barrier metal (FIG. 9), cap film forming process for capping the wiring layer with a cap film (FIG. 1F), etc. Is mentioned.
前記キャップ膜としては、その形状、構造、大きさ、材質等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記キャップ膜の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳｉＣ、ＳｉＯ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯ＋ＳｉＣ、ＳｉＮ等が挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular about the shape, a structure, a magnitude | size, a material, etc. as said cap film | membrane, According to the objective, it can select suitably. There is no restriction | limiting in particular as a material of the said cap film | membrane, According to the objective, it can select suitably, For example, SiC, SiO, SiOC, SiO + SiC, SiN etc. are mentioned.
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
（実験例１）
−Ｃｕ防食効果のｐＨ依存性評価−
クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３０ｇ／Ｌ）にＢＴＡ（０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加したサンプル液１、クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３ｇ／Ｌ）にＢＴＡ（０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加したサンプル液２、リンゴ酸（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたリンゴ酸水溶液（３０ｇ／Ｌ）にＢＴＡ（０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加したサンプル液３を準備し、これらのサンプル液１〜３をＨ２ＳＯ４及びＫＯＨでｐＨ調整した。このｐＨ調整したサンプル液１〜３中に、積層体（ＳｉＯ２層、Ｔａ層、及びＰＶＤ法により成膜した不純物の少ないＣｕ層の３層構造）を約１０分間浸漬し（図１３）、浸漬後の積層体を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立製作所製、Ｓ−５２００）で観察し、Ｃｕ層の溶解量を段差測定（図１４Ａ及び図１４Ｂ）することによりＣｕ防食効果のｐＨ依存性を評価した。その結果を、縦軸がＣｕの溶解レートであり、横軸がｐＨである図１５Ａ及び図１５Ｂ（図１５Ａの拡大図）に示す。
(Experimental example 1)
-Evaluation of pH dependency of Cu anticorrosive effect-
A sample solution obtained by adding BTA (0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%) to an aqueous solution of triammonium citrate (30 g / L) in which triammonium citrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is dissolved in water 1. BTA (0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%) were added to an aqueous solution of triammonium citrate (3 g / L) in which triammonium citrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) was dissolved in water. Sample solution 2, sample solution obtained by adding BTA (0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%) to malic acid aqueous solution (30 g / L) in which malic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., dissolved) is dissolved in water 3 was prepared, and pH of these sample liquids 1 to 3 was adjusted with H 2 SO 4 and KOH. In this pH adjusted sample solution 1 to 3, the laminate (a three-layer structure of SiO 2 layer, Ta layer, and Cu layer with less impurities formed by the PVD method) was immersed for about 10 minutes (FIG. 13), The laminated body after the immersion is observed with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by Hitachi, Ltd., S-5200), and the amount of dissolution of the Cu layer is measured by a step difference (FIGS. 14A and 14B), whereby the pH dependence of the Cu anticorrosive effect is determined. Sex was evaluated. The results are shown in FIGS. 15A and 15B (enlarged view of FIG. 15A) in which the vertical axis represents the Cu dissolution rate and the horizontal axis represents pH.
図１５Ａ及び図１５Ｂより、ｐＨ＜３の強酸領域では、ＢＴＡのＣｕ防食効果に乏しく、Ｃｕの溶解レートが高いことが分かる。また、ｐＨ＞１０のアルカリ領域では、ｐＨ＝１０の場合と比較して、Ｃｕの溶解レートが低いことが分かる。 From FIG. 15A and FIG. 15B, it can be seen that in the strong acid region of pH <3, BTA has a poor Cu anticorrosive effect and a high Cu dissolution rate. Further, it can be seen that in the alkaline region of pH> 10, the dissolution rate of Cu is lower than in the case of pH = 10.
（実験例２）
−Ｃｕ防食効果のｐＨ及び防食剤濃度依存性評価−
クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３０ｇ／Ｌ）に防食剤としてのベンゾイミダゾール（添加なし（０ｗｔ％）、０．０１ｗｔ％、０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加し、Ｈ２ＳＯ４及びＫＯＨでｐＨ＝３及びｐＨ＝１０に調整したサンプル液４〜９（サンプル液４〜６がｐＨ＝３、サンプル液７〜９がｐＨ＝１０）、クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３ｇ／Ｌ）にベンゾイミダゾール（添加なし（０ｗｔ％）、０．０１ｗｔ％、０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加し、Ｈ２ＳＯ４及びＫＯＨでｐＨ＝３及びｐＨ＝１０に調整したサンプル液１０〜１５（サンプル液１０〜１２がｐＨ＝３、サンプル液１３〜１５がｐＨ＝１０）、リンゴ酸（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたリンゴ酸水溶液（３０ｇ／Ｌ）にベンゾイミダゾール（添加なし（０ｗｔ％）、０．０１ｗｔ％、０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加し、Ｈ２ＳＯ４及びＫＯＨでｐＨ＝３及びｐＨ＝１０に調整したサンプル液１６〜２１（サンプル液１６〜１８がｐＨ＝３、サンプル液１９〜２１がｐＨ＝１０）を電解質溶液として準備した。このサンプル液４〜２１（３００ｍＬ）を５００ｍＬビーカーに入れて、電気化学測定システム（北斗電工株式会社製、ＨＺ３０００）で液温２５℃で電気化学測定を行った（図１６）。その結果を図１７〜２２に示す。なお、対極（ＣＥ）としてＰｔ、作用極（ＷＥ）としてＰＶＤ法により成膜したＣｕ、参照電極（ＲＥ）として銀−塩化銀電極（Ａｇ−ＡｇＣｌ）を使用し、電位の走査速度を１０ｍＶ／ｓｅｃとし、浸漬電位から電位を走査して電流値を測定した。
(Experimental example 2)
-Evaluation of dependency of Cu anticorrosive effect on pH and anticorrosive concentration-
Benzimidazole (no addition (0 wt%), 0.01 wt%, 0 wt%) in triammonium citrate aqueous solution (30 g / L) obtained by dissolving triammonium citrate (Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) in water 0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%), and sample solutions 4 to 9 adjusted to pH = 3 and pH = 10 with H 2 SO 4 and KOH (sample solutions 4 to 6 are pH = 3, sample Liquids 7 to 9 were pH = 10), benzimidazole (no addition (0 wt%)) to triammonium citrate aqueous solution (3 g / L) in which triammonium citrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was dissolved in water, 0.01wt%, 0.1wt%) and hydrogen peroxide (added 6wt%), H 2 SO 4 and the sample liquid 10 to 15 was adjusted to pH = 3 and pH = 10 with KOH (sample Benzimidazole (addition) to malic acid aqueous solution (30 g / L) in which malic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) was dissolved in water None (0 wt%), 0.01 wt%, 0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%) were added, and sample solutions 16 to 21 adjusted to pH = 3 and pH = 10 with H 2 SO 4 and KOH (Sample solutions 16-18 were pH = 3 and sample solutions 19-21 were pH = 10) were prepared as electrolyte solutions. This sample liquid 4-21 (300 mL) was put into a 500 mL beaker, and the electrochemical measurement was performed at a liquid temperature of 25 ° C. with an electrochemical measurement system (HZ3000, manufactured by Hokuto Denko Corporation) (FIG. 16). The results are shown in FIGS. The counter electrode (CE) is Pt, the working electrode (WE) is Cu deposited by the PVD method, the reference electrode (RE) is a silver-silver chloride electrode (Ag-AgCl), and the potential scanning speed is 10 mV / The current value was measured by scanning the potential from the immersion potential.
図１７〜２２より、ｐＨ＝３の酸領域では、ベンゾイミダゾールの濃度が０．０１ｗｔ％のとき電流密度が大きく、低いＣｕ防食性しか得られていないのに対して（図１７、図１９、及び図２１）、ｐＨ＝１０のアルカリ領域では、ベンゾイミダゾールの濃度が０．０１ｗｔ％のときでも電流密度が小さくなり（図１８、図２０、及び図２２）、高いＣｕ防食性が得られることが分かった。 17-22, in the acid region of pH = 3, when the concentration of benzimidazole is 0.01 wt%, the current density is large and only low Cu corrosion resistance is obtained (FIGS. 17, 19 and 19). And FIG. 21), in the alkaline region of pH = 10, even when the concentration of benzimidazole is 0.01 wt%, the current density is small (FIGS. 18, 20, and 22), and high Cu corrosion resistance is obtained. I understood.
また、ベンゾイミダゾール（０．１ｗｔ％）を添加し、ｐＨ＝３又はｐＨ＝１０に調整したサンプル液６及びサンプル液９を電解質溶液として用いて電気化学測定した後のＣｕ作用極（ＷＥ）の表面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立製作所製、Ｓ−５２００）で観察した。その結果を図２３Ａ〜図２３Ｆに示す。
なお、図２３Ａは、ｐＨ＝３のサンプル液６を電解質溶液として用いた場合で、チップの真上から１０，０００倍で撮影したＳＥＭ画像であり、図２３Ｂは、ｐＨ＝１０のサンプル液９を電解質溶液として用いた場合で、チップの真上から１０，０００倍で撮影したＳＥＭ画像であり、図２３Ｃは、ｐＨ＝３のサンプル液６を電解質溶液として用いた場合で、チップの真上から５０，０００倍で撮影したＳＥＭ画像であり、図２３Ｄは、ｐＨ＝１０のサンプル液９を電解質溶液として用いた場合で、チップの真上から５０，０００倍で撮影したＳＥＭ画像であり、図２３Ｅは、ｐＨ＝３のサンプル液６を電解質溶液として用いた場合で、チップの斜めから５０，０００倍で撮影したＳＥＭ画像であり、図２３Ｆは、ｐＨ＝１０のサンプル液９を電解質溶液として用いた場合で、チップの斜めから５０，０００倍で撮影したＳＥＭ画像である。
Further, the Cu working electrode (WE) after electrochemical measurement using the sample solution 6 and the sample solution 9 adjusted to pH = 3 or pH = 10 by adding benzimidazole (0.1 wt%) as an electrolyte solution. The surface was observed with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by Hitachi, Ltd., S-5200). The results are shown in FIGS. 23A to 23F.
FIG. 23A is an SEM image taken at 10,000 times from right above the chip in the case where the sample solution 6 having pH = 3 is used as the electrolyte solution, and FIG. 23B is a sample solution 9 having pH = 10. Is an SEM image taken at a magnification of 10,000 from directly above the chip when FIG. 23C is used as the electrolyte solution, and FIG. 23C shows the sample solution 6 having pH = 3 as the electrolyte solution. FIG. 23D is a SEM image taken at 50,000 times from right above the chip when the sample solution 9 having pH = 10 was used as the electrolyte solution. FIG. 23E is an SEM image taken at a magnification of 50,000 times from the tip of the chip when the sample solution 6 with pH = 3 is used as the electrolyte solution, and FIG. 23F shows the sample solution 9 with pH = 10. In case of using as an electrolyte solution, a SEM image taken at 50,000 times the diagonal of the chip.
上述した電気化学測定では、ベンゾイミダゾール（０．１ｗｔ％）を添加したサンプル液６及びサンプル液９でのｐＨの違いによるベンゾイミダゾールのＣｕ防食性（電流密度）には、殆ど差は無いが、図２３Ａ〜図２３Ｆに示すように、Ｃｕ作用極（ＷＥ）の表面にできたクラスター分子の大きさは、ｐＨ＝３の方がｐＨ＝１０よりも大きなものができており、局所防食性が低いことが予想される。 In the electrochemical measurement described above, there is almost no difference in Cu corrosion resistance (current density) of benzimidazole due to the difference in pH between sample liquid 6 and sample liquid 9 to which benzimidazole (0.1 wt%) was added. As shown in FIGS. 23A to 23F, the size of the cluster molecules formed on the surface of the Cu working electrode (WE) is larger at pH = 3 than at pH = 10, and the local anticorrosive property is improved. Expected to be low.
（実験例３）
−Ｃｕ防食効果のｐＨ及び配線幅依存性評価−
クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３０ｇ／Ｌ）にＢＴＡ（０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加し、Ｈ２ＳＯ４及びＫＯＨでｐＨをｐＨ＝５、ｐＨ＝７、ｐＨ＝７．５、ｐＨ＝１０に調整したサンプル液２２〜２５と、クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３０ｇ／Ｌ）に過酸化水素（６ｗｔ％）のみを添加し、Ｈ２ＳＯ４及びＫＯＨでｐＨをｐＨ＝５、ｐＨ＝７、ｐＨ＝７．５、ｐＨ＝１０に調整したサンプル液２６〜２９を準備し、これらのサンプル液２２〜２９に、高さ約２００μｍ、配線幅が０．０９〜３．０μｍの配線が形成された配線構造体サンプルを約１０分間浸漬し、浸漬前後の各配線部分の段差（トレンチの深さ方向のＣｕ溶解量）を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立製作所製、Ｓ−５２００）での観察結果から測定し、下記（１）式を用いて防食率を算出して、Ｃｕ防食効果のｐＨ及び配線幅依存性を評価した。その結果を図２４に示す。
防食率（％）＝（（ＢＴＡを含有しないサンプル液でのＣｕ溶解量）−（ＢＴＡを含有するサンプル液でのＣｕ溶解量））／（ＢＴＡを含有しないサンプル液でのＣｕ溶解量） ・・・・（１）
(Experimental example 3)
-Evaluation of dependency of Cu anticorrosion effect on pH and wiring width-
BTA (0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%) are added to a triammonium citrate aqueous solution (30 g / L) in which triammonium citrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) is dissolved in water. 2 SO 4 and KOH with pH = 5, pH = 7, pH = 7.5, pH = 10, sample solutions 22 to 25 and triammonium citrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) in water Only hydrogen peroxide (6 wt%) was added to an aqueous solution of triammonium citrate dissolved in (30 g / L), and the pH was adjusted to pH = 5, pH = 7, pH = 7.5 with H 2 SO 4 and KOH. Sample liquids 26 to 29 adjusted to pH = 10 are prepared, and wiring structure samples in which wirings having a height of about 200 μm and a wiring width of 0.09 to 3.0 μm are formed in these sample liquids 22 to 29 are prepared. Soak for about 10 minutes , The step of each wiring part before and after immersion (Cu dissolution in the depth direction of the trench) was measured from the observation result with a scanning electron microscope (SEM) (S-5200, manufactured by Hitachi, Ltd.), and the following formula (1) The corrosion protection rate was calculated using, and the pH and wiring width dependence of the Cu anticorrosion effect was evaluated. The result is shown in FIG.
Corrosion protection rate (%) = ((Cu dissolution amount in sample solution not containing BTA) − (Cu dissolution amount in sample solution containing BTA)) / (Cu dissolution amount in sample solution not containing BTA) ... (1)
図２４より、研磨液のｐＨが７〜１０、好ましくは、７．５〜１０であると、配線が微細化してもＣｕ防食効果が低減する傾向を和らげることができることが分かった。 From FIG. 24, it was found that when the pH of the polishing liquid is 7 to 10, preferably 7.5 to 10, the tendency of the Cu anticorrosion effect to be reduced can be reduced even if the wiring is miniaturized.
図２５Ａは、高さ約２００μｍ、配線幅０．０９μｍの配線が形成された配線構造体サンプルを、クエン酸三アンモニウム（関東化学株式会社製、特級）を水に溶解させたクエン酸三アンモニウム水溶液（３０ｇ／Ｌ）にＢＴＡ（０．１ｗｔ％）及び過酸化水素（６ｗｔ％）を添加したｐＨ＝３のサンプル液に、Ｃｕ配線がＢｌａｎｋｅｔ膜で１５ｎｍ程度溶解する時間だけ浸漬して、浸漬した配線構造体サンプルを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立製作所製、Ｓ−５２００）で観察した結果を示し、図２５Ｂは、ｐＨ＝１０のサンプル液に浸漬した以外は図２５Ａと同様な条件で浸漬した配線構造体サンプルの観察結果を示し、図２５Ｃは、高さ約２００μｍ、配線幅０．１２μｍの配線が形成された配線構造体サンプルを、図２５Ａと同様な条件で浸漬した配線構造体サンプルの観察結果を示し、図２５Ｄは、ｐＨ＝１０のサンプル液に浸漬した以外は図２５Ｃと同様な条件で浸漬した配線構造体サンプルの観察結果を示し、図２５Ｅは、高さ約２００μｍ、配線幅０．２０μｍの配線が形成された配線構造体サンプルを、図２５Ａと同様な条件で浸漬した配線構造体サンプルの観察結果を示し、図２５Ｆは、ｐＨ＝１０のサンプル液に浸漬した以外は図２５Ｅと同様な条件で浸漬した配線構造体サンプルの観察結果を示す。 FIG. 25A shows an aqueous solution of triammonium citrate in which triammonium citrate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade) is dissolved in water from a wiring structure sample in which wiring having a height of about 200 μm and a wiring width of 0.09 μm is formed. (30 g / L) was soaked in a sample solution of pH = 3, to which BTA (0.1 wt%) and hydrogen peroxide (6 wt%) were added, for a time period in which the Cu wiring was dissolved by the Blanket film for about 15 nm. The result of having observed the wiring structure sample with the scanning electron microscope (SEM) (the Hitachi make, S-5200) is shown, FIG. 25B is the conditions similar to FIG. 25A except being immersed in the sample liquid of pH = 10. FIG. 25C shows the observation result of the immersed wiring structure sample. FIG. 25C shows the wiring structure sample in which the wiring having a height of about 200 μm and the wiring width of 0.12 μm is formed. 25D shows the observation result of the wiring structure sample immersed under various conditions, and FIG. 25D shows the observation result of the wiring structure sample immersed under the same conditions as FIG. 25C except that the wiring structure sample was immersed in the pH = 10 sample liquid. 25E shows an observation result of a wiring structure sample in which a wiring structure sample in which wiring having a height of about 200 μm and a wiring width of 0.20 μm is formed is immersed under the same conditions as in FIG. 25A, and FIG. The observation result of the wiring structure sample immersed in the conditions similar to FIG. 25E except being immersed in 10 sample liquids is shown.
図２５Ａ〜図２５Ｆから、ｐＨ＝３のサンプル液に浸漬した配線構造体サンプルにおいては配線内部の腐食を伴う溶解が起こっているのに対し、ｐＨ＝１０のサンプル液に浸漬した配線構造体サンプルにおいては配線表面が軽くエッチングされているだけであることが分かる。
以上より、酸化剤として過酸化水素を用いた場合は、Ｃｕ溶解レートの観点から（図１５Ａ及び図１５Ｂ）、平坦化工程をｐＨ４以下の研磨液を用いて行うことが好ましい（但し、酸化剤に過硫酸アンモニウムを使用した場合は研磨液のｐＨが４より大きくてもよい）。平坦化工程をｐＨが４より大きい研磨液を用いて行うと、Ｃｕ溶解レートが６０ｎｍ／ｍｉｎ以下となって、ｐＨ３の研磨液を用いた場合のＣｕ溶解レート１２０ｎｍ／ｍｉｎと比較して、２倍以上（約３倍）の時間を要することとなる。ここで、研磨するＣｕの厚さが５００ｎｍであったとしても、平坦化工程をｐＨが４より大きい研磨液を用いて行うと、約１０分間の研磨を要し、実用性がない（実際のＣＭＰ工程では、機械的（メカニカル）研磨も含まれるので、研磨レートはＣｕ溶解レートよりも大きくなるが、基本的にかかる時間比率は、Ｃｕ溶解レートとほとんど変わらない）。
また、バリアメタル表出工程をｐＨ７以上ｐＨ１０以下の研磨液を用いて行うことが好ましい（図２４よりｐＨが１０に近い方が好ましい）。バリアメタル表出工程をｐＨ４以下の研磨液を用いて行うとＣｕ配線が腐食し（図２５Ａ〜図２５Ｆ）、バリアメタル表出工程をｐＨが１０より大きい研磨液を用いて行うと、Ｃｕ配線の表面に析出したＣｕの酸化物（Ｃｕ（ＯＨ）２）がクエン酸三アンモニウムでは溶解しにくくなるからである（図２６Ａ及び図２６Ｂ）。
なお、本願の実施例は、ＣＭＰ工程における化学的研磨のみについて検証しているが、この化学的研磨について検証で得られた結果は、化学的研磨に機械的研磨を単に加算した化学機械的研磨（ＣＭＰ）についても適用可能と考えられる。
From FIG. 25A to FIG. 25F, in the wiring structure sample immersed in the sample solution of pH = 3, dissolution accompanied with corrosion inside the wiring occurs, whereas the wiring structure sample immersed in the sample solution of pH = 10. It can be seen that the wiring surface is only lightly etched.
From the above, when hydrogen peroxide is used as the oxidizing agent, it is preferable to perform the planarization step using a polishing liquid having a pH of 4 or lower from the viewpoint of the Cu dissolution rate (FIGS. 15A and 15B). In the case of using ammonium persulfate, the pH of the polishing liquid may be higher than 4.) When the planarization step is performed using a polishing liquid having a pH greater than 4, the Cu dissolution rate is 60 nm / min or less, which is 2 nm compared to the Cu dissolution rate of 120 nm / min when the pH 3 polishing liquid is used. It will take more than twice (about 3 times) time. Here, even if the thickness of the Cu to be polished is 500 nm, if the planarization step is performed using a polishing liquid having a pH greater than 4, polishing for about 10 minutes is required and there is no practicality (actual Since the CMP process includes mechanical polishing, the polishing rate is larger than the Cu dissolution rate, but basically the time ratio is almost the same as the Cu dissolution rate).
Moreover, it is preferable to perform a barrier metal expression process using polishing liquid of pH 7 or more and pH 10 or less (it is preferable that pH is closer to 10 than FIG. 24). When the barrier metal exposing step is performed using a polishing liquid having a pH of 4 or less, the Cu wiring corrodes (FIGS. 25A to 25F), and when the barrier metal exposing step is performed using a polishing liquid having a pH of more than 10, the Cu wiring is exposed. This is because the Cu oxide (Cu (OH) 2 ) deposited on the surface of the film becomes difficult to dissolve with triammonium citrate (FIGS. 26A and 26B).
In addition, although the Example of this application is verifying only about chemical polishing in CMP process, the result obtained by verification about this chemical polishing is chemical mechanical polishing which added mechanical polishing to chemical polishing. (CMP) is also applicable.
ここで、本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
（付記１） 開口部が形成された絶縁膜上にバリアメタルを堆積するバリアメタル堆積工程と、前記堆積されたバリアメタル上にＣｕ及びＣｕ合金のいずれかからなる配線材料を堆積する配線材料堆積工程と、前記堆積された配線材料を研磨液を用いて化学機械的研磨して平坦化する平坦化工程と、前記平坦化された配線材料を、防食剤を含むｐＨが７以上の研磨液を用いて化学機械的研磨して前記堆積されたバリアメタルを表出させるバリアメタル表出工程とを含むことを特徴とする配線形成方法。
（付記２） バリアメタル表出工程において、ｐＨが７以上１０以下の研磨液を用いる付記１に記載の配線形成方法。
（付記３） 平坦化工程において、酸性の研磨液を用いる付記１から２のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記４） 酸性の研磨液は、ｐＨが４以下の研磨液を用いる付記３に記載の配線形成方法。
（付記５） 防食剤は、ベンゾトリアゾール及びベンゾイミダゾールの少なくとも一方を含む付記１から４のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記６） 平坦化工程及びバリアメタル表出工程を同一のプラテンで行う付記１から５のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記７） 平坦化工程及びバリアメタル表出工程を異なるプラテンで行う付記１から５のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記８） バリアメタル表出工程において用いた研磨液は、平坦化工程において用いた研磨液とｐＨのみが異なる付記１から７のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記９） バリアメタル表出工程において用いた研磨液は、平坦化工程において用いた研磨液と異なる組成である付記１から７のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記１０） 配線は、線幅が１．０μｍ以下である付記１から９のいずれかに記載の配線形成方法。
（付記１１） 付記１から１０のいずれかに記載の配線形成方法により配線が形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１２） 付記１１に記載の半導体装置の製造方法により製造されることを特徴とする半導体装置。
Here, it will be as follows if the preferable aspect of this invention is appended.
(Additional remark 1) Barrier metal deposition process which deposits a barrier metal on the insulating film in which the opening part was formed, and wiring material deposition which deposits the wiring material which consists of either Cu or Cu alloy on the deposited barrier metal A planarization step of planarizing the deposited wiring material by chemical mechanical polishing using a polishing liquid, and a polishing liquid having a pH of 7 or more containing an anticorrosive agent. And a barrier metal exposing step of exposing the deposited barrier metal by chemical mechanical polishing.
(Additional remark 2) The wiring formation method of Additional remark 1 using pH 7 or more and 10 or less polishing liquid in a barrier metal expression process.
(Additional remark 3) The wiring formation method in any one of Additional remark 1 to 2 using an acidic polishing liquid in a planarization process.
(Supplementary note 4) The wiring forming method according to supplementary note 3, wherein the acidic polishing liquid uses a polishing liquid having a pH of 4 or less.
(Supplementary note 5) The wiring formation method according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the anticorrosive comprises at least one of benzotriazole and benzimidazole.
(Additional remark 6) The wiring formation method in any one of additional remark 1 to 5 which performs a planarization process and a barrier metal expression process with the same platen.
(Additional remark 7) The wiring formation method in any one of Additional remark 1 to 5 which performs a planarization process and a barrier metal expression process with a different platen.
(Supplementary note 8) The wiring formation method according to any one of supplementary notes 1 to 7, wherein the polishing liquid used in the barrier metal exposing step is different only in pH from the polishing liquid used in the planarization step.
(Supplementary note 9) The wiring forming method according to any one of supplementary notes 1 to 7, wherein the polishing liquid used in the barrier metal exposing step has a composition different from that of the polishing liquid used in the planarization step.
(Supplementary note 10) The wiring formation method according to any one of supplementary notes 1 to 9, wherein the wiring has a line width of 1.0 μm or less.
(Additional remark 11) The wiring is formed by the wiring formation method in any one of Additional remark 1 to 10, The manufacturing method of the semiconductor device characterized by the above-mentioned.
(Appendix 12) A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to Appendix 11.
本発明の配線形成方法は、微細配線（線幅が１．０μｍ以下）を形成するのに好適に用いることができ、微細化及び高速化するＣＭＯＳ−ＬＳＩ用配線を形成するのに特に好適に用いることができる。
本発明の配線形成方法は、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、等を初めとする各種半導体装置の製造に好適に用いることができる。
The wiring forming method of the present invention can be suitably used for forming fine wiring (line width is 1.0 μm or less), and is particularly suitable for forming finer and faster CMOS-LSI wiring. Can be used.
The wiring formation method of the present invention can be suitably used for manufacturing various semiconductor devices including flash memory, DRAM, FRAM and the like.
Claims (5)
The wiring formation method according to claim 1, wherein the anticorrosive includes at least one of benzotriazole and benzimidazole.
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