JP2013042132A5

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Publication number: JP2013042132A5
Application number: JP2012173340A
Authority: JP
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2032-08-03

Description

本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって：銅を含む基板を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物（初期成分として、水；０．５〜１５重量％の砥粒（ここで、砥粒は２５〜７５nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒である）；０．１〜１重量％の錯化剤（ここで、錯化剤はクエン酸である）；０．０５〜２重量％のインヒビター（ここで、インヒビターはベンゾトリアゾールである）；０．０５〜３重量％のリン含有化合物（ここで、リン含有化合物はリン酸である）；０．０５〜１．５重量％のポリビニルピロリドン（ここで、ポリビニルピロリドンは２，５００〜５０，０００の重量平均分子量を有する）；０．２５〜１重量％のヒスチジン；０．２５〜１重量％のグアニジン（ここで、グアニジンは、グアニジン、グアニジン誘導体、グアニジン塩及びこれらの混合物から選択される）；０．１〜１０重量％の酸化剤（ここで、酸化剤はＨ_２Ｏ_２である）；０．０１〜０．１重量％のレベリング剤（ここで、レベリング剤は塩化アンモニウムである）；０．００１〜０．０１重量％の殺生物剤；及び０．１〜１重量％のｐＨ調整剤（ここで、ｐＨ調整剤は水酸化カリウムである）を含む）を提供すること；研磨表面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上でケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面又は界面近くに分配すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨表面と基板との界面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すこと（ここで、基板は研磨され；幾らかの銅は基板から除去され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物は、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、＞０．１μmのサイズを有する研磨後ＳＰ１欠陥数≦２００で、≧１１００Å/分の銅除去速度を容易にする）を含む方法を提供する。

本発明はまた、基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって：銅を含む基板を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物（初期成分として、水；１０〜１５重量％の砥粒（ここで、砥粒は２５〜７５nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒である）；０．０１〜０．５重量％の錯化剤（ここで、錯化剤はクエン酸である）；０．０５〜１重量％のインヒビター（ここで、インヒビターはベンゾトリアゾールである）；０．０５〜０．２重量％のリン含有化合物（ここで、リン含有化合物はリン酸である）；０．１〜１重量％のポリビニルピロリドン（ここで、ポリビニルピロリドンは１２，０００〜２０，０００の重量平均分子量を有する）；０．２５〜０．６重量％のヒスチジン；０．２５〜０．６重量％のグアニジンＨＣｌ；０．１〜５重量％の酸化剤（ここで、酸化剤はＨ_２Ｏ_２である）；０．０１〜０．０５重量％のレベリング剤（ここで、レベリング剤は塩化アンモニウムである）；０．００１〜０．０１重量％の殺生物剤；及び０．１〜１重量％のｐＨ調整剤（ここで、ｐＨ調整剤は水酸化カリウムである）を含む（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物中に初期成分として包含されるヒスチジンとグアニジンＨＣｌとの質量の差は≦１０％である））を提供すること；研磨表面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上でケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面又は界面近くに分配すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨表面と基板との界面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すこと（ここで、基板は研磨され；幾らかの銅は基板から除去され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物は、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、＞０．１μmのサイズを有する研磨後ＳＰ１欠陥数≦２００で、≧１１００Å/分の銅除去速度を容易にする）を含む方法を提供する。

本発明のケミカルメカニカルポリッシングのための方法は、好ましくは：銅を含む基板（好ましくは、ここで基板は、銅配線を持つ半導体基板である）を提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物（初期成分として、水；１０〜１５重量％の砥粒（ここで、砥粒は２５〜７５nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒である）；０．０１〜０．５重量％の錯化剤（ここで、錯化剤はクエン酸である）；０．０５〜１重量％のインヒビター（ここで、インヒビターはベンゾトリアゾールである）；０．０５〜０．２重量％のリン含有化合物（ここで、リン含有化合物はリン酸である）；０．１〜１重量％のポリビニルピロリドン（ここで、ポリビニルピロリドンは１２，０００〜２０，０００の重量平均分子量を有する）；０．２５〜０．６重量％のヒスチジン；０．２５〜０．６重量％のグアニジンＨＣｌ；０．１〜５重量％の酸化剤（ここで、酸化剤はＨ_２Ｏ_２である）；０．０１〜０．０５重量％のレベリング剤（ここで、レベリング剤は塩化アンモニウムである）；０．００１〜０．０１重量％の殺生物剤；及び０．１〜１重量％のｐＨ調整剤（ここで、ｐＨ調整剤は水酸化カリウムである）を含む（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物中に初期成分として包含されるヒスチジンとグアニジンＨＣｌとの質量の差は≦１０％である））を提供すること；研磨表面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上でケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面又は界面近くに分配すること；及びケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨表面と基板との界面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すことを含み；ここで、基板は研磨され、そして幾らかの銅は基板から除去される。好ましくは、ここでケミカルメカニカルポリッシング組成物は、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、＞０．１μmのサイズを有する研磨後ＳＰ１欠陥数≦２００（更に好ましくは≦１００）で、≧１１００Å/分（更に好ましくは≧１５００Å/分）の銅除去速度を容易にする。

Claims

基板のケミカルメカニカルポリッシングのための方法であって：
銅を含む基板を提供すること；
ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物（初期成分として、
水；
１０〜１５重量％の２５〜７５nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒；
０．１〜０．５重量％の錯化剤（ここで、錯化剤は、酢酸、クエン酸、アセト酢酸エチル、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、シュウ酸及びこれらの組合せからなる群より選択される）；
０．０２〜５重量％のインヒビター；
０．０１〜５重量％のリン含有化合物；
０．００１〜３重量％のポリビニルピロリドン；
０．２５〜０．６重量％のヒスチジン；
０．２５〜０．６重量％のグアニジン（ここで、グアニジンは、グアニジン、グアニジン誘導体、グアニジン塩及びこれらの混合物から選択される）；
０〜２５重量％の任意の酸化剤；
０〜０．１重量％の任意のレベリング剤；
０〜０．０１重量％の任意の殺生物剤；及び
任意のｐＨ調整剤を含む）を提供すること（ここで、提供されるケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物は、９〜１１のｐＨを有する）；
研磨表面を持つケミカルメカニカルポリッシングパッドを提供すること；
ケミカルメカニカルポリッシングスラリー組成物をケミカルメカニカルポリッシングパッド上でケミカルメカニカルポリッシングパッドと基板との界面又は界面近くに分配すること；及び
ケミカルメカニカルポリッシングパッドの研磨表面と基板との界面に０．６９〜３４．５kPaのダウンフォースで動的接触を作り出すことを含み；ここで、基板は研磨され、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、≧１１００Å/分の銅除去速度を示し、ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、＞０．１μmのサイズを有する研磨後ＳＰ１欠陥数≦２００を容易にし、そして幾らかの銅は基板から除去される、方法。
基板が、更にオルトケイ酸テトラエチルを含み；少なくとも幾らかのオルトケイ酸テトラエチルが、基板から除去され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、１：１〜５：１の銅除去速度対オルトケイ酸テトラエチル除去速度の選択比を示す、請求項１に記載の方法。
基板が、更にＴａＮを含み；少なくとも幾らかのＴａＮが、基板から除去され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、１：１〜５：１の銅除去速度対ＴａＮ除去速度の選択比を示す、請求項１に記載の方法。
提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、初期成分として：
水；
１０〜１５重量％の２５〜７５nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒；
０．１〜０．５重量％の錯化剤（ここで、錯化剤はクエン酸である）；
０．０５〜２重量％のインヒビター（ここで、インヒビターはベンゾトリアゾールである）；
０．０５〜３重量％のリン含有化合物（ここで、リン含有化合物はリン酸である）；
０．０５〜１．５重量％のポリビニルピロリドン（ここで、ポリビニルピロリドンは２，５００〜５０，０００の重量平均分子量を有する）；
０．２５〜０．６重量％のヒスチジン；
０．２５〜０．６重量％のグアニジン（ここで、グアニジンは、グアニジン、グアニジン誘導体、グアニジン塩及びこれらの混合物から選択される）；
０．１〜１０重量％の酸化剤（ここで、酸化剤はＨ_２Ｏ_２である）；
０．０１〜０．１重量％のレベリング剤（ここで、レベリング剤は塩化アンモニウムである）；
０．００１〜０．０１重量％の殺生物剤；及び
０．１〜１重量％のｐＨ調整剤（ここで、ｐＨ調整剤は水酸化カリウムである）を含む、請求項１に記載の方法。
ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、＞０．１μmのサイズを有する研磨後ＳＰ１欠陥数≦２００で、≧１１００Å/分の銅除去速度を容易にする、請求項４に記載の方法。
基板が、更にオルトケイ酸テトラエチルを含み；少なくとも幾らかのオルトケイ酸テトラエチルが、基板から除去され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、１：１〜５：１の銅除去速度対オルトケイ酸テトラエチル除去速度の選択比を示す、請求項５に記載の方法。
基板が、更にＴａＮを含み；少なくとも幾らかのＴａＮが、基板から除去され；そしてケミカルメカニカルポリッシング組成物が、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、１：１〜５：１の銅除去速度対ＴａＮ除去速度の選択比を示す、請求項５に記載の方法。
提供されるケミカルメカニカルポリッシング組成物が、初期成分として：
水；
１０〜１５重量％の２５〜７５nmの平均粒径を有するコロイダルシリカ砥粒；
０．１〜０．５重量％の錯化剤（ここで、錯化剤はクエン酸である）；
０．０５〜１重量％のインヒビター（ここで、インヒビターはベンゾトリアゾールである）；
０．０５〜０．２重量％のリン含有化合物（ここで、リン含有化合物はリン酸である）；
０．１〜１重量％のポリビニルピロリドン（ここで、ポリビニルピロリドンは１２，０００〜２０，０００の重量平均分子量を有する）；
０．２５〜０．６重量％のヒスチジン；
０．２５〜０．６重量％のグアニジン（ここで、グアニジンはグアニジンＨＣｌである）；
０．１〜５重量％の酸化剤（ここで、酸化剤はＨ_２Ｏ_２である）；
０．０１〜０．０５重量％のレベリング剤（ここで、レベリング剤は塩化アンモニウムである）；
０．００１〜０．０１重量％の殺生物剤；及び
０．１〜１重量％のｐＨ調整剤（ここで、ｐＨ調整剤は水酸化カリウムである）を含む（ここで、ケミカルメカニカルポリッシング組成物中に初期成分として包含されるヒスチジンとグアニジンＨＣｌとの質量の差は≦１０％である）、請求項１に記載の方法。
ケミカルメカニカルポリッシング組成物が、９３回転/分のプラテン速度、８７回転/分のキャリヤ速度、３００ml/分のケミカルメカニカルポリッシング組成物流量、及び１１．７kPaの公称ダウンフォースにより、２００mm研磨機で、高分子中空コア微粒子を含有するポリウレタン研磨層及びポリウレタン含浸不織布サブパッドを含むケミカルメカニカルポリッシングパッドを使用して、＞０．１μmのサイズを有する研磨後ＳＰ１欠陥数≦２００で、≧１１００Å/分の銅除去速度を容易にする、請求項８に記載の方法。