JP4068453B2 - 銅ダマシン構造の化学機械的研磨用スラリー - Google Patents
銅ダマシン構造の化学機械的研磨用スラリー Download PDFInfo
- Publication number
- JP4068453B2 JP4068453B2 JP2002536394A JP2002536394A JP4068453B2 JP 4068453 B2 JP4068453 B2 JP 4068453B2 JP 2002536394 A JP2002536394 A JP 2002536394A JP 2002536394 A JP2002536394 A JP 2002536394A JP 4068453 B2 JP4068453 B2 JP 4068453B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slurry
- copper
- chemical mechanical
- mechanical polishing
- group
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 105
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 84
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 82
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 82
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims description 65
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 35
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims description 48
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 26
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 25
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 24
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 24
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 18
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N Thiamine Natural products CC1=C(CCO)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N JZRWCGZRTZMZEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 11
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 8
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 alkyl glycol Chemical compound 0.000 claims description 6
- 235000019157 thiamine Nutrition 0.000 claims description 6
- 229960003495 thiamine Drugs 0.000 claims description 6
- 239000011721 thiamine Substances 0.000 claims description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000013522 chelant Substances 0.000 claims description 5
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229960004592 isopropanol Drugs 0.000 claims description 3
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 3
- JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L persulfate group Chemical group S(=O)(=O)([O-])OOS(=O)(=O)[O-] JRKICGRDRMAZLK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N thiamine Chemical compound CC1=C(CCO)SCN1CC1=CN=C(C)N=C1N KYMBYSLLVAOCFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims 1
- 239000006179 pH buffering agent Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000012707 chemical precursor Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006174 pH buffer Substances 0.000 description 1
- 239000005360 phosphosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 125000001990 thiamine group Chemical group 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 description 1
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Description
【０００１】
発明の分野
本発明は、銅ダマシン構造を化学機械的に研磨するためのスラリーに関するものであり、特に、銅ダマシン構造の形成中に、タンタル（tantalum）を基礎とするバリア層を被う銅の化学機械的研磨中に、銅ラインの腐蝕を抑制するスラリーに関するものである。
【０００２】
発明の背景
集積回路は、シリコン（silicon）またはガリウム砒素（gallium arsenide）のような基板内または基板上に形成された膨大な数の能動素子によって構成されている。一般的には、複数の能動素子が、シリコンを基礎とする誘電体材料を用いて互いに絶縁されている。複数の能動素子は、通常は、複数の機能回路と複数の素子を形成するために相互に接続されている多層内に形成されている。複数の能動素子の相互接続は、一般的にはチョウ（Chow）らの米国特許第4,789,648号に開示されているプロセスのような周知の多層相互接続プロセス（multilevel interconnection processes）を用いて達成される。
【０００３】
銅（copper）は、優れたエレクトロマイグレーション耐性（electromigration resistance）と、アルミニウム（aluminum）のような他の多くの導電性材料よりも低い抵抗性を有するため、集積回路の形成に用いるには、非常に好ましい導電性材料である。銅の配線及び相互接続は、集積回路内において、このような素子の動作能力を大きく改善することができるより高い臨界電流の使用を可能にする。
【０００４】
しかしながら、集積回路の中で銅を使用すれば、いくつかの困難な問題が生じてくる。銅は、ポリシリコン（polysilicon）、単結晶シリコン（single-crystalline silicon）、二酸化シリコン（silicon dioxide）、低ｋ無機及び有機材料などのような従来のシリコンを基礎とした誘電体材料の中に容易に拡散する。これらのシリコンを基礎とした材料がいったん銅原子で汚染されると、シリコンを基礎とした誘電体の誘電率は悪影響を受ける。加えて、半導体のシリコンを基礎とした材料が銅をド−プ（dope）されると、銅がド−プされたシリコンを基礎とした部分内部にまたはすぐ近くに作られたトランジスタは、適切に機能しなくなるか、または電気的性能がかなり低下する。従って、銅の拡散を防ぐために、シリコンを基礎とした誘電体層に、バリア層またはライナ・フィルムを設けなければならない。
【０００５】
銅ダマシン構造として知られている銅の配線及び相互接続を具備する集積回路を形成する現在の好ましい方法のひとつでは、誘電体フィルムからなる複数の個別の層の中に相互に接続された銅の配線またはメタライゼイション（metallization）のパターンを設けている。これらの誘電体フィルムの層を形成するために一般的に用いられる材料は、リンシリケートガラス（phosphosilicate glass）やボロン・リンドープシリケートガラス（borophosphosilicate glass）及び二酸化シリコン（silicon dioxide）を含んでいる。誘電体層をエッチングするか、または別の方法で処理して、その中に一連の複数の溝（trenches）及び複数の孔（holes）をパターン成形する。薄いバリア層またはライナ・フィルムは、通常約300Å未満の厚さであり、パターンのつけられた誘電体層の上に形成される。好ましいバリア層またはライナ・フィルムは、タンタル（tantalum）（Ta）またはタンタル窒化物（tantalum nitride）（TaN）、または互いに重なってタンタル／タンタル窒化物のスタックを形成しているタンタルとタンタル窒化物の両方からなる薄いフィルムで構成されている。このような複数のライナは一般的には、スパッタ蒸着としても知られている物理的蒸着によって形成されるが、より調和したコーティングを形成するために化学的蒸着によって形成することもある。銅原子の拡散を防ぐためと、銅層と誘電体層との間に適度の接合を提供するために、誘電体層の上部表面だけでなく、複数の溝と複数の孔の表面も、タンタル及び／またはタンタル窒化物のライナが覆っている。約3,000〜15,000Åの厚さの銅の層が、複数の溝及び／または複数の孔を完全に埋めるためにライナ層の上に形成されている。埋められた複数の溝は複数の銅ラインのネットワーク（network）を形成し、埋められた複数の孔は貫通接続部（vias）または複数の相互接続部を形成する。銅ダマシンプロセスとしても知られている集積回路を形成するプロセスの最終段階は、複数の溝と複数の孔を埋めている銅のみを残して、誘電体フィルム層の上部表面から銅層とタンタルを基礎とするバリア層を除去することである。一般的には、これは化学機械的研磨によって達成される。
【０００６】
一般的な化学機械的研磨プロセスでは、銅ダマシン構造のメタライズされた（metallized）表面は、制御された下方圧力が加えられた状態で回転している研磨パッドと直接に接触する位置に置かれる。研磨中は、一般的に「スラリー」と言われる化学的に反応する溶剤が、パッドと銅ダマシン構造の表面の間に存在している。スラリーは、研磨される金属フィルムの表面と化学的に反応することにより研磨プロセスを開始する。研磨プロセスは、フィルム／パッドの界面にあるスラリーの存在と基板に対するパッドの回転動作とによって容易になる。このようにして、所望の１つのフィルムまたは複数のフィルムが除去されるまで、研磨は続けられる。
【０００７】
スラリーの成分は、金属フィルム層が化学機械的研磨により除去される速度を決定する上で重要な要素である。スラリーの化学薬剤が適切に選択されていれば、スラリーは、表面の欠陥または瑕屁の形成または生成を最小限にすると同時に、所望の研磨速度で、特定のフィルム層の効果的な研磨を提供するように調整することができる。いくつかの状況において、この研磨スラリーは、好ましくは、他の薄いフィルム材料と比べて１以上の薄いフィルム材料のために制御された研磨の選択性を提供することができる。
【０００８】
タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去するために用いられた従来技術の化学機械的研磨スラリーは、タンタルを基礎とする材料と比較すると、銅に対しては高い選択性を示していた。これは都合のよいことに、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅層を迅速に除去することを可能にしている。しかしながら、これらの従来技術の研磨スラリーの激しい化学反応は、不都合なことに、研磨中に銅ダマシン構造の銅ラインを腐蝕させる傾向にあり、能動素子の不良またはそれらの性能にばらつきを生じさせる結果となる。
【０００９】
銅ダマシン構造の形成中に、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去するために用いられる化学機械的研磨スラリーを改良する必要がある。好ましくは、そのような改良された化学機械的研磨スラリーであれば、銅ラインの腐蝕を抑制すると同時に、許容できる処理量を確保するのに十分に速い速度で、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去する。
【００１０】
発明の概要
本発明は、銅ダマシン構造を化学機械的に研磨するためのスラリー、さらに具体的には、銅ダマシン構造の形成中にタンタルを基礎とするバリア層を被う銅の化学機械的研磨を行っている間、銅ラインの腐蝕を抑制するスラリーを提供する。本発明のスラリーは、フリーラジカル（free radicals）を放出する（release）酸化剤（oxidizing agent）及び、化学機械的研磨中に前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャ（non-chelating free radical quencher）から構成される。本発明のスラリーの中で用いられるフリーラジカルを放出する酸化剤は好ましくは、過酸化物（peroxides）、ペルオキシジホスフェート（peroxydiphosphates）及び過硫酸塩（persulfates）からなる群から選択される。本発明のスラリーに使用されている非キレートのフリーラジカル・クエンチャは好ましくは、アスコルビン酸（ascorbic acid）、サイアミン（thiamine）、２−プロパノール（2-propanol）、アルキルグリコール（alkyl glycols）からなる群から選択され、最も好ましいのはアスコルビン酸である。本発明の化学機械的研磨スラリーの中の非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、銅の研磨速度を許容できないレベルに減少することなく、銅ダマシン構造の研磨を行っている間、銅ラインの腐蝕を驚くほど抑制する。反腐蝕効果（anti-corrosion effect）はｐＨとは無関係ではあるが、スラリーのｐＨが約4.0から約7.0に調整された場合に、銅の除去速度は最大となる。
【００１１】
本発明の前述の及び他の特徴は以下にさらに詳述され、特に請求項の中で指摘されている。以下の記述は、本発明のある例証できる実施例の詳細な記載であるが、本発明の本質が適用される方法のうちの幾つかにすぎない。
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
言及することによりここに組み込まれる、ともに係属中である米国特許出願番号09/277,454号の明細書には、フリーラジカルの比較的高濃度の生成が、化学機械的研磨中において、銅の除去速度を大幅に増加させることができるることが開示されている。化学機械的研磨中において、フリーラジカルが比較的高濃度で存在することの望ましくない副作用は、銅ラインの腐蝕である。
【００１３】
本件明細書と添付の請求項の中で使われている「腐蝕」という用語は、銅ダマシン構造の化学機械的研磨中において、溝または孔内にある銅の中に、通常、不規則な形の複数のへこみ（pits）または複数の窪み（depressions）が化学的にエッチングされる現象を意味している。本件明細書と添付の請求項に使われているように、「腐蝕」という用語は、「ディッシング」（dishing）として一般的に知られている研磨パッドの化学機械的作用によって生じるうる、溝または孔内にある銅の中の通常は浅い複数の窪み（usually shallow depressions）を意味するものではない。
銅ラインを腐蝕から保護するために、ベンゾトリアゾール（benzotriazole）（BTA）及び同様の機能を持つ化合物を化学機械的研磨スラリーに添加できることは、当該技術では周知のことである。ササキ（Sasaki）らによる米国特許第5,770,095号に説明されているように、銅はＢＴＡと反応して、銅キレート化合物または混合物から構成される安定したフィルムを形成する。銅キレートフィルムは、スラリー内の化学薬剤によって、下にある銅フィルムが酸化または腐蝕することを防ぐ保護バリアフィルムとして機能する。残念ながら、ＢＴＡを少量使用した場合は、スラリーの性能のばらつきを制御することが非常に難しい。また、ＢＴＡを多量に使用した場合は、銅の除去速度は許容できない低レベルまで低下する。
【００１４】
本発明は、ＢＴＡまたは他のキレートを必要とすることなく、銅ラインを腐蝕から保護することができる化学機械的研磨スラリーを提供する。銅の研磨速度を許容できないレベルまで低下させることなく、化学機械的研磨スラリーの中に非キレートのフリーラジカル・クエンチャを混合することにより、銅ラインの腐蝕が効果的に抑制され得ることを出願人は、予期せず発見した。従って、本発明によるスラリーは、フリーラジカルを放出する酸化剤と化学機械的研磨中に前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャとを含んでいる。
【００１５】
本発明のスラリーに用いられる酸化剤は、研磨中にフリーラジカルを放出する。本発明において使用される適切な酸化剤は、例えば、過酸化物、ペルオキシジホスフェート、過硫酸塩及びこれらのものの組合せである。現在のところ、本発明のスラリーに用いられる最も好ましい酸化剤は、過酸化水素（hydrogen peroxide）、アンモニウム過硫酸鉛（ammonium persulfate）及び／または過硫酸カリウム（potassium persulfate）である。酸化剤は、好ましくは、重量にしてスラリーの約0.01％から約15.0％を構成する。より好ましくは、酸化剤は重量にしてスラリーの約0.1％から約10.0％を構成する。過酸化水素が使用されているときは、酸化剤は、最適には、重量にしてスラリーの約0.5％から約5.0％を構成する。
【００１６】
本発明のスラリーはまた、少なくとも１つの非キレートのフリーラジカル・クエンチャを含んでいる。本件明細書と添付の請求項の中で使用されているように、「非キレートのフリーラジカル・クエンチャ」という用語は簡単にはキレート化しないか、またはさもなければ銅とともに錯体を構成しないが、反応を抑制し、且つそのため腐蝕から銅金属を保護するようにフリーラジカル・スピーシーズ（free radical species）と反応することができる化合物を意味している。本発明のスラリーに用いる現在最も好ましい非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、アスコルビン酸（ascorbic acid）であり、これは、ビタミンＣ（Vitamin C）としても知られている。他の好ましい非キレートのフリーラジカル・クエンチャはサイアミン（3−［(4−アミノ−2−メチル−5−ピリミジニル)メチル］−5−（2−ヒドロキシエチル）−4−メチルチアゾリウムクロライド）thiamine(3-[(4-amino-2-methyl-5-pyrimidinyl)methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazolium chloride)を含み、これもまたビタミンＢ1（Vitamin B1）、２-プロパノール（2-propanol）及びアルキルグリコール（alkyl glycols）としても知られている。これらの非キレートのフリーラジカル・クエンチャの派生物質及び前駆物質は本発明にも使用することができ、添付の請求項は、このような派生物質及び前駆物質を包含するものとして十分に広く読まれるべきであることが分かるであろう。
【００１７】
スラリー内で使用される非キレートのフリーラジカル・クエンチャの好ましい量は、化学機械的研磨中、前述の銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な最小量である。一般的には、非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、重量にしてスラリーの約0.01％から約5.0％を構成する。非キレートのフリーラジカル・クエンチャとしてアスコルビン酸が使用されているときは、銅ラインの腐蝕を抑制するのに、スラリーの重量にして約0.1％から約1.0％の量が有効である。
【００１８】
任意に、本発明のスラリーはさらに研磨粒子（abrasive particles）を含むことができる。しかしながら、いくつかの応用例では、スラリーが研磨粒子を含有しない方が好ましい場合があることも分かる。そうのような状況では、研磨パッドの圧力によって機械的研磨作用が提供される。研磨粒子が存在する場合、研磨粒子は機械的研削（mechanical grinding）の作用を果たす上でのさらなる助けとなる。
【００１９】
本発明のスラリーに用いることができる研磨粒子は、化学機械的研磨スラリーにおいて従来より使用されている様々な研磨粒子のいずれか一種、またはそれらの混合物から構成することができる。適切な研磨粒子の例は、アルミナ（alumina）、セリア（ceria）、酸化銅（copper oxide）、ダイヤモンド（diamond）、酸化鉄（iron oxide）、酸化ニッケル（nickel oxide）、酸化マンガン（manganese oxide）、シリカ（silica）、シリコンカーバイド（silicon carbide）、シリコン窒化物（silicon nitride）、酸化錫（tin oxide）、チタニア（titania）、チタンカーバイド（titanium carbide）、酸化タングステン（tungsten oxide）、イットリウム（yttria）、ジルコニア（zirconia）及びそれらの組合わせである。現在、好ましい研磨剤は、シリカ、アルミナ、及びセリアであり、最も好ましいのは、アルミナとシリカである。
【００２０】
研磨粒子は、好ましくは約0.02マイクロメータから約1.0マイクロメータまでの範囲の平均寸法を有しており、最大寸法は約10マイクロメータ未満である。なお、粒子の寸法は本質的には重要ではないが、研磨粒子が小さすぎる場合は、スラリーの研磨速度が許容できないほどの低いレベルになり得ることが認められる。また、他方では、粒子が大き過ぎる場合は、研磨される物の表面に許容できないほどの引っ掻きを生じさせることも認められる。研磨粒子は、重量にしてスラリーの約60％までの量をスラリーの中に存在させることができる。より好ましくは、重量にしてスラリーの約0.5％から約30.0％まで、そして最適には、重量にしてスラリーの約3.0％から約10.0％までの範囲内で存在することができる。
【００２１】
好ましくは、本発明によるスラリーは、さらに溶剤を含む。本発明によるスラリーに用いられる好ましい溶剤は、脱イオン水である。化学機械的研磨スラリー内で従来使用されている他の溶剤も使用することができる。該スラリーは、周知である任意の界面活性剤、ｐＨ調整剤（pH adjusters）、ｐＨ緩衝剤（pH buffers）、消泡剤、分散剤を含有してもよい。
【００２２】
本発明によるスラリー内に非キレートのフリーラジカル・クエンチャを混ぜ合わせることにより生じる反腐蝕効果は、ｐＨによって左右されるものではない。言い換えれば、腐蝕を抑制する現象は、ｐＨの幅広い範囲に渡って観察される。しかしながら、スラリーのｐＨが約4.0から約7.0に調整されたときには、所望の銅を除去する速度は最適となる。好ましくは、スラリーのｐＨは、硝酸（nitric acid）、水酸化カリウム（potassium hydroxide）及び／または水酸化アンモニウム（ammonium hydroxide）を加えることにより調整される。
【００２３】
好ましくは、本発明によるスラリーは、非キレートのフリーラジカル・クエンチャが加えられる前または後のいずれかにおいて、溶剤の中に酸化剤を拡散することにより製造される。研磨粒子がスラリー内に含まれるべき場合は、スラリーは多くの方法で製造することができる。例えば、酸化剤及び／または非キレートのフリーラジカル・クエンチャが加えられる前または後のいずれかで、溶剤の中に研磨粒子を拡散することにより製造することができる。また、スラリーは２成分系（two-component system）（すなわち、脱イオン水成分内に拡散された研磨剤及び、脱イオン水成分中の酸化剤及び非キレートのフリーラジカル・クエンチャ）として製造してもよい。スラリーは、濃縮物（または、２成分系に濃縮された成分）を所定のレベルに稀釈するため、脱イオン水の追加のみを必要とする濃縮した形で製造されてもよい。
【００２４】
あるいは、本発明によるスラリーは研磨パッド内にスラリーの成分の一部を取り入れることにより形成されてもよい。例えば、研磨粒子があってもなくても、研磨粒子及び非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、研磨パッド内に直接取り入れることができる。脱イオン水と酸化剤は、研磨位置で研磨スラリーを形成するために研磨されている物の表面に、または、パッドに加えることができる。また、他の異なる実施例では、研磨粒子は研磨パッドに接合されてもよく、酸化剤、非キレートのフリーラジカル・クエンチャ及び脱イオン水は、研磨位置で研磨スラリーを形成するために、または研磨されている物の表面にまたはパッドに、別個にまたは一緒に加えることができる。本発明によるスラリーの成分は、研磨位置でスラリーを形成するために様々な方法で混ぜ合わすことができることが分かるであろう。
【００２５】
研磨の前または研磨時のいずれかに、化学的前駆物質を一緒に混ぜ合わすことによりスラリーの成分を形成することも可能である。従って、本件明細書と添付の請求項の中で使用されているように、「スラリー」という用語は化学機械的研磨中に研磨パッドと研磨されている物の表面との間の界面に存在する成分を含むものであることを理解すべきである。別段述べていない限り、「スラリー」という用語の使用は、研磨位置でスラリーの成分を形成するために、前駆物質が混ぜ合わされる状況を包含することを意味するものである。
【００２６】
本発明は、複数の銅ラインを有する銅ダマシン構造の形成中に、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去する方法も提供するものである。本発明による方法はフリーラジカルを放出する酸化剤と、化学機械的研磨中に、前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャとを用意することと、タンタルを基礎とする層が露出するまで該スラリーを用いて銅ラインを研磨することとから構成される。以下のいくつかの例は、本発明を説明することのみを意図しており、請求項に限定を加えるものとしてと解釈されるべきではない。
【００２７】
例
スラリーＡは、平均粒子直径340nmを有するアルミナ（alumina）粒子を3.0重量％、過酸化水素を3.0重量％、グリシン（glycine）を1.0重量％、脱イオン水中に拡散することにより形成された。スラリーＢは、スラリーＡと同様にして形成され、アスコルビン酸を1.0重量％含有する以外は、スラリーＡと同じ成分を有する。各スラリーに十分な量の水酸化カリウムを加えて、ｐＨ5.8に調整した。
【００２８】
複数のセマテック（Sematech）926のパターン化された同一のウェハ（各ウェハは、エッチングされたＴＥＯＳ ＣＶＤ二酸化シリコン（silicon-dioxide）誘電体層3000nm、25nmのＴａ／ＴａＮバリア層及び1600nmの銅層が順次設けられているシリコン基板を構成するが、）を、ストラスボー６ＣＡ ポリッシャー（Strasbaugh 6CA poliher）とローデル ＩＣ １４００ Ｋ-グルーブパッド（Rodel IC K-grooved pad）を使用して上記に述べられたスラリーＡとＢで別々に研磨し、研磨条件は、下方への圧力（down pressure）が4 psi、後方への圧力（back pressure）が0 psi、40 rpmのテーブルスピード（table speed）、40 rpmのクイルスピード（quill speed）、温度20℃、及び200cc/minのスラリーの流速（flow rate）であった。
【００２９】
化学機械的研磨により銅層を除去して、Ｔａ／ＴａＮバリア層を露出させた後、銅ラインの腐蝕があるかどうか、光マイクロスコープ（optical microscope）を用いて各ウェハの表面を検査した。スラリーＡを用いて研磨したウェハは激しい銅ラインの腐蝕を示していたが、非キレートのフリーラジカル・クエンチャ（すなわち1.0重量％のアスコルビン酸）を含有するスラリーＢを用いて研磨したウェハは、目に見える腐蝕を示していなかった。前記の例の結果は、下記の表１に要約されている。
【００３０】
【表１】
当業者は、さらなる利点と変更を容易に見い出すであろう。従って、より広範な側面において本発明は、ここで示し述べた特定の詳細事項及び説明した例に限定されるものではない。それ故、添付の請求項やそれに相当するものによって定義づけられる一般的な発明概念の精神や範囲から逸脱することなく、様々な修正がなされるであろう。
発明の分野
本発明は、銅ダマシン構造を化学機械的に研磨するためのスラリーに関するものであり、特に、銅ダマシン構造の形成中に、タンタル（tantalum）を基礎とするバリア層を被う銅の化学機械的研磨中に、銅ラインの腐蝕を抑制するスラリーに関するものである。
【０００２】
発明の背景
集積回路は、シリコン（silicon）またはガリウム砒素（gallium arsenide）のような基板内または基板上に形成された膨大な数の能動素子によって構成されている。一般的には、複数の能動素子が、シリコンを基礎とする誘電体材料を用いて互いに絶縁されている。複数の能動素子は、通常は、複数の機能回路と複数の素子を形成するために相互に接続されている多層内に形成されている。複数の能動素子の相互接続は、一般的にはチョウ（Chow）らの米国特許第4,789,648号に開示されているプロセスのような周知の多層相互接続プロセス（multilevel interconnection processes）を用いて達成される。
【０００３】
銅（copper）は、優れたエレクトロマイグレーション耐性（electromigration resistance）と、アルミニウム（aluminum）のような他の多くの導電性材料よりも低い抵抗性を有するため、集積回路の形成に用いるには、非常に好ましい導電性材料である。銅の配線及び相互接続は、集積回路内において、このような素子の動作能力を大きく改善することができるより高い臨界電流の使用を可能にする。
【０００４】
しかしながら、集積回路の中で銅を使用すれば、いくつかの困難な問題が生じてくる。銅は、ポリシリコン（polysilicon）、単結晶シリコン（single-crystalline silicon）、二酸化シリコン（silicon dioxide）、低ｋ無機及び有機材料などのような従来のシリコンを基礎とした誘電体材料の中に容易に拡散する。これらのシリコンを基礎とした材料がいったん銅原子で汚染されると、シリコンを基礎とした誘電体の誘電率は悪影響を受ける。加えて、半導体のシリコンを基礎とした材料が銅をド−プ（dope）されると、銅がド−プされたシリコンを基礎とした部分内部にまたはすぐ近くに作られたトランジスタは、適切に機能しなくなるか、または電気的性能がかなり低下する。従って、銅の拡散を防ぐために、シリコンを基礎とした誘電体層に、バリア層またはライナ・フィルムを設けなければならない。
【０００５】
銅ダマシン構造として知られている銅の配線及び相互接続を具備する集積回路を形成する現在の好ましい方法のひとつでは、誘電体フィルムからなる複数の個別の層の中に相互に接続された銅の配線またはメタライゼイション（metallization）のパターンを設けている。これらの誘電体フィルムの層を形成するために一般的に用いられる材料は、リンシリケートガラス（phosphosilicate glass）やボロン・リンドープシリケートガラス（borophosphosilicate glass）及び二酸化シリコン（silicon dioxide）を含んでいる。誘電体層をエッチングするか、または別の方法で処理して、その中に一連の複数の溝（trenches）及び複数の孔（holes）をパターン成形する。薄いバリア層またはライナ・フィルムは、通常約300Å未満の厚さであり、パターンのつけられた誘電体層の上に形成される。好ましいバリア層またはライナ・フィルムは、タンタル（tantalum）（Ta）またはタンタル窒化物（tantalum nitride）（TaN）、または互いに重なってタンタル／タンタル窒化物のスタックを形成しているタンタルとタンタル窒化物の両方からなる薄いフィルムで構成されている。このような複数のライナは一般的には、スパッタ蒸着としても知られている物理的蒸着によって形成されるが、より調和したコーティングを形成するために化学的蒸着によって形成することもある。銅原子の拡散を防ぐためと、銅層と誘電体層との間に適度の接合を提供するために、誘電体層の上部表面だけでなく、複数の溝と複数の孔の表面も、タンタル及び／またはタンタル窒化物のライナが覆っている。約3,000〜15,000Åの厚さの銅の層が、複数の溝及び／または複数の孔を完全に埋めるためにライナ層の上に形成されている。埋められた複数の溝は複数の銅ラインのネットワーク（network）を形成し、埋められた複数の孔は貫通接続部（vias）または複数の相互接続部を形成する。銅ダマシンプロセスとしても知られている集積回路を形成するプロセスの最終段階は、複数の溝と複数の孔を埋めている銅のみを残して、誘電体フィルム層の上部表面から銅層とタンタルを基礎とするバリア層を除去することである。一般的には、これは化学機械的研磨によって達成される。
【０００６】
一般的な化学機械的研磨プロセスでは、銅ダマシン構造のメタライズされた（metallized）表面は、制御された下方圧力が加えられた状態で回転している研磨パッドと直接に接触する位置に置かれる。研磨中は、一般的に「スラリー」と言われる化学的に反応する溶剤が、パッドと銅ダマシン構造の表面の間に存在している。スラリーは、研磨される金属フィルムの表面と化学的に反応することにより研磨プロセスを開始する。研磨プロセスは、フィルム／パッドの界面にあるスラリーの存在と基板に対するパッドの回転動作とによって容易になる。このようにして、所望の１つのフィルムまたは複数のフィルムが除去されるまで、研磨は続けられる。
【０００７】
スラリーの成分は、金属フィルム層が化学機械的研磨により除去される速度を決定する上で重要な要素である。スラリーの化学薬剤が適切に選択されていれば、スラリーは、表面の欠陥または瑕屁の形成または生成を最小限にすると同時に、所望の研磨速度で、特定のフィルム層の効果的な研磨を提供するように調整することができる。いくつかの状況において、この研磨スラリーは、好ましくは、他の薄いフィルム材料と比べて１以上の薄いフィルム材料のために制御された研磨の選択性を提供することができる。
【０００８】
タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去するために用いられた従来技術の化学機械的研磨スラリーは、タンタルを基礎とする材料と比較すると、銅に対しては高い選択性を示していた。これは都合のよいことに、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅層を迅速に除去することを可能にしている。しかしながら、これらの従来技術の研磨スラリーの激しい化学反応は、不都合なことに、研磨中に銅ダマシン構造の銅ラインを腐蝕させる傾向にあり、能動素子の不良またはそれらの性能にばらつきを生じさせる結果となる。
【０００９】
銅ダマシン構造の形成中に、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去するために用いられる化学機械的研磨スラリーを改良する必要がある。好ましくは、そのような改良された化学機械的研磨スラリーであれば、銅ラインの腐蝕を抑制すると同時に、許容できる処理量を確保するのに十分に速い速度で、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去する。
【００１０】
発明の概要
本発明は、銅ダマシン構造を化学機械的に研磨するためのスラリー、さらに具体的には、銅ダマシン構造の形成中にタンタルを基礎とするバリア層を被う銅の化学機械的研磨を行っている間、銅ラインの腐蝕を抑制するスラリーを提供する。本発明のスラリーは、フリーラジカル（free radicals）を放出する（release）酸化剤（oxidizing agent）及び、化学機械的研磨中に前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャ（non-chelating free radical quencher）から構成される。本発明のスラリーの中で用いられるフリーラジカルを放出する酸化剤は好ましくは、過酸化物（peroxides）、ペルオキシジホスフェート（peroxydiphosphates）及び過硫酸塩（persulfates）からなる群から選択される。本発明のスラリーに使用されている非キレートのフリーラジカル・クエンチャは好ましくは、アスコルビン酸（ascorbic acid）、サイアミン（thiamine）、２−プロパノール（2-propanol）、アルキルグリコール（alkyl glycols）からなる群から選択され、最も好ましいのはアスコルビン酸である。本発明の化学機械的研磨スラリーの中の非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、銅の研磨速度を許容できないレベルに減少することなく、銅ダマシン構造の研磨を行っている間、銅ラインの腐蝕を驚くほど抑制する。反腐蝕効果（anti-corrosion effect）はｐＨとは無関係ではあるが、スラリーのｐＨが約4.0から約7.0に調整された場合に、銅の除去速度は最大となる。
【００１１】
本発明の前述の及び他の特徴は以下にさらに詳述され、特に請求項の中で指摘されている。以下の記述は、本発明のある例証できる実施例の詳細な記載であるが、本発明の本質が適用される方法のうちの幾つかにすぎない。
【００１２】
好ましい実施例の詳細な説明
言及することによりここに組み込まれる、ともに係属中である米国特許出願番号09/277,454号の明細書には、フリーラジカルの比較的高濃度の生成が、化学機械的研磨中において、銅の除去速度を大幅に増加させることができるることが開示されている。化学機械的研磨中において、フリーラジカルが比較的高濃度で存在することの望ましくない副作用は、銅ラインの腐蝕である。
【００１３】
本件明細書と添付の請求項の中で使われている「腐蝕」という用語は、銅ダマシン構造の化学機械的研磨中において、溝または孔内にある銅の中に、通常、不規則な形の複数のへこみ（pits）または複数の窪み（depressions）が化学的にエッチングされる現象を意味している。本件明細書と添付の請求項に使われているように、「腐蝕」という用語は、「ディッシング」（dishing）として一般的に知られている研磨パッドの化学機械的作用によって生じるうる、溝または孔内にある銅の中の通常は浅い複数の窪み（usually shallow depressions）を意味するものではない。
銅ラインを腐蝕から保護するために、ベンゾトリアゾール（benzotriazole）（BTA）及び同様の機能を持つ化合物を化学機械的研磨スラリーに添加できることは、当該技術では周知のことである。ササキ（Sasaki）らによる米国特許第5,770,095号に説明されているように、銅はＢＴＡと反応して、銅キレート化合物または混合物から構成される安定したフィルムを形成する。銅キレートフィルムは、スラリー内の化学薬剤によって、下にある銅フィルムが酸化または腐蝕することを防ぐ保護バリアフィルムとして機能する。残念ながら、ＢＴＡを少量使用した場合は、スラリーの性能のばらつきを制御することが非常に難しい。また、ＢＴＡを多量に使用した場合は、銅の除去速度は許容できない低レベルまで低下する。
【００１４】
本発明は、ＢＴＡまたは他のキレートを必要とすることなく、銅ラインを腐蝕から保護することができる化学機械的研磨スラリーを提供する。銅の研磨速度を許容できないレベルまで低下させることなく、化学機械的研磨スラリーの中に非キレートのフリーラジカル・クエンチャを混合することにより、銅ラインの腐蝕が効果的に抑制され得ることを出願人は、予期せず発見した。従って、本発明によるスラリーは、フリーラジカルを放出する酸化剤と化学機械的研磨中に前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャとを含んでいる。
【００１５】
本発明のスラリーに用いられる酸化剤は、研磨中にフリーラジカルを放出する。本発明において使用される適切な酸化剤は、例えば、過酸化物、ペルオキシジホスフェート、過硫酸塩及びこれらのものの組合せである。現在のところ、本発明のスラリーに用いられる最も好ましい酸化剤は、過酸化水素（hydrogen peroxide）、アンモニウム過硫酸鉛（ammonium persulfate）及び／または過硫酸カリウム（potassium persulfate）である。酸化剤は、好ましくは、重量にしてスラリーの約0.01％から約15.0％を構成する。より好ましくは、酸化剤は重量にしてスラリーの約0.1％から約10.0％を構成する。過酸化水素が使用されているときは、酸化剤は、最適には、重量にしてスラリーの約0.5％から約5.0％を構成する。
【００１６】
本発明のスラリーはまた、少なくとも１つの非キレートのフリーラジカル・クエンチャを含んでいる。本件明細書と添付の請求項の中で使用されているように、「非キレートのフリーラジカル・クエンチャ」という用語は簡単にはキレート化しないか、またはさもなければ銅とともに錯体を構成しないが、反応を抑制し、且つそのため腐蝕から銅金属を保護するようにフリーラジカル・スピーシーズ（free radical species）と反応することができる化合物を意味している。本発明のスラリーに用いる現在最も好ましい非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、アスコルビン酸（ascorbic acid）であり、これは、ビタミンＣ（Vitamin C）としても知られている。他の好ましい非キレートのフリーラジカル・クエンチャはサイアミン（3−［(4−アミノ−2−メチル−5−ピリミジニル)メチル］−5−（2−ヒドロキシエチル）−4−メチルチアゾリウムクロライド）thiamine(3-[(4-amino-2-methyl-5-pyrimidinyl)methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazolium chloride)を含み、これもまたビタミンＢ1（Vitamin B1）、２-プロパノール（2-propanol）及びアルキルグリコール（alkyl glycols）としても知られている。これらの非キレートのフリーラジカル・クエンチャの派生物質及び前駆物質は本発明にも使用することができ、添付の請求項は、このような派生物質及び前駆物質を包含するものとして十分に広く読まれるべきであることが分かるであろう。
【００１７】
スラリー内で使用される非キレートのフリーラジカル・クエンチャの好ましい量は、化学機械的研磨中、前述の銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な最小量である。一般的には、非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、重量にしてスラリーの約0.01％から約5.0％を構成する。非キレートのフリーラジカル・クエンチャとしてアスコルビン酸が使用されているときは、銅ラインの腐蝕を抑制するのに、スラリーの重量にして約0.1％から約1.0％の量が有効である。
【００１８】
任意に、本発明のスラリーはさらに研磨粒子（abrasive particles）を含むことができる。しかしながら、いくつかの応用例では、スラリーが研磨粒子を含有しない方が好ましい場合があることも分かる。そうのような状況では、研磨パッドの圧力によって機械的研磨作用が提供される。研磨粒子が存在する場合、研磨粒子は機械的研削（mechanical grinding）の作用を果たす上でのさらなる助けとなる。
【００１９】
本発明のスラリーに用いることができる研磨粒子は、化学機械的研磨スラリーにおいて従来より使用されている様々な研磨粒子のいずれか一種、またはそれらの混合物から構成することができる。適切な研磨粒子の例は、アルミナ（alumina）、セリア（ceria）、酸化銅（copper oxide）、ダイヤモンド（diamond）、酸化鉄（iron oxide）、酸化ニッケル（nickel oxide）、酸化マンガン（manganese oxide）、シリカ（silica）、シリコンカーバイド（silicon carbide）、シリコン窒化物（silicon nitride）、酸化錫（tin oxide）、チタニア（titania）、チタンカーバイド（titanium carbide）、酸化タングステン（tungsten oxide）、イットリウム（yttria）、ジルコニア（zirconia）及びそれらの組合わせである。現在、好ましい研磨剤は、シリカ、アルミナ、及びセリアであり、最も好ましいのは、アルミナとシリカである。
【００２０】
研磨粒子は、好ましくは約0.02マイクロメータから約1.0マイクロメータまでの範囲の平均寸法を有しており、最大寸法は約10マイクロメータ未満である。なお、粒子の寸法は本質的には重要ではないが、研磨粒子が小さすぎる場合は、スラリーの研磨速度が許容できないほどの低いレベルになり得ることが認められる。また、他方では、粒子が大き過ぎる場合は、研磨される物の表面に許容できないほどの引っ掻きを生じさせることも認められる。研磨粒子は、重量にしてスラリーの約60％までの量をスラリーの中に存在させることができる。より好ましくは、重量にしてスラリーの約0.5％から約30.0％まで、そして最適には、重量にしてスラリーの約3.0％から約10.0％までの範囲内で存在することができる。
【００２１】
好ましくは、本発明によるスラリーは、さらに溶剤を含む。本発明によるスラリーに用いられる好ましい溶剤は、脱イオン水である。化学機械的研磨スラリー内で従来使用されている他の溶剤も使用することができる。該スラリーは、周知である任意の界面活性剤、ｐＨ調整剤（pH adjusters）、ｐＨ緩衝剤（pH buffers）、消泡剤、分散剤を含有してもよい。
【００２２】
本発明によるスラリー内に非キレートのフリーラジカル・クエンチャを混ぜ合わせることにより生じる反腐蝕効果は、ｐＨによって左右されるものではない。言い換えれば、腐蝕を抑制する現象は、ｐＨの幅広い範囲に渡って観察される。しかしながら、スラリーのｐＨが約4.0から約7.0に調整されたときには、所望の銅を除去する速度は最適となる。好ましくは、スラリーのｐＨは、硝酸（nitric acid）、水酸化カリウム（potassium hydroxide）及び／または水酸化アンモニウム（ammonium hydroxide）を加えることにより調整される。
【００２３】
好ましくは、本発明によるスラリーは、非キレートのフリーラジカル・クエンチャが加えられる前または後のいずれかにおいて、溶剤の中に酸化剤を拡散することにより製造される。研磨粒子がスラリー内に含まれるべき場合は、スラリーは多くの方法で製造することができる。例えば、酸化剤及び／または非キレートのフリーラジカル・クエンチャが加えられる前または後のいずれかで、溶剤の中に研磨粒子を拡散することにより製造することができる。また、スラリーは２成分系（two-component system）（すなわち、脱イオン水成分内に拡散された研磨剤及び、脱イオン水成分中の酸化剤及び非キレートのフリーラジカル・クエンチャ）として製造してもよい。スラリーは、濃縮物（または、２成分系に濃縮された成分）を所定のレベルに稀釈するため、脱イオン水の追加のみを必要とする濃縮した形で製造されてもよい。
【００２４】
あるいは、本発明によるスラリーは研磨パッド内にスラリーの成分の一部を取り入れることにより形成されてもよい。例えば、研磨粒子があってもなくても、研磨粒子及び非キレートのフリーラジカル・クエンチャは、研磨パッド内に直接取り入れることができる。脱イオン水と酸化剤は、研磨位置で研磨スラリーを形成するために研磨されている物の表面に、または、パッドに加えることができる。また、他の異なる実施例では、研磨粒子は研磨パッドに接合されてもよく、酸化剤、非キレートのフリーラジカル・クエンチャ及び脱イオン水は、研磨位置で研磨スラリーを形成するために、または研磨されている物の表面にまたはパッドに、別個にまたは一緒に加えることができる。本発明によるスラリーの成分は、研磨位置でスラリーを形成するために様々な方法で混ぜ合わすことができることが分かるであろう。
【００２５】
研磨の前または研磨時のいずれかに、化学的前駆物質を一緒に混ぜ合わすことによりスラリーの成分を形成することも可能である。従って、本件明細書と添付の請求項の中で使用されているように、「スラリー」という用語は化学機械的研磨中に研磨パッドと研磨されている物の表面との間の界面に存在する成分を含むものであることを理解すべきである。別段述べていない限り、「スラリー」という用語の使用は、研磨位置でスラリーの成分を形成するために、前駆物質が混ぜ合わされる状況を包含することを意味するものである。
【００２６】
本発明は、複数の銅ラインを有する銅ダマシン構造の形成中に、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去する方法も提供するものである。本発明による方法はフリーラジカルを放出する酸化剤と、化学機械的研磨中に、前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャとを用意することと、タンタルを基礎とする層が露出するまで該スラリーを用いて銅ラインを研磨することとから構成される。以下のいくつかの例は、本発明を説明することのみを意図しており、請求項に限定を加えるものとしてと解釈されるべきではない。
【００２７】
例
スラリーＡは、平均粒子直径340nmを有するアルミナ（alumina）粒子を3.0重量％、過酸化水素を3.0重量％、グリシン（glycine）を1.0重量％、脱イオン水中に拡散することにより形成された。スラリーＢは、スラリーＡと同様にして形成され、アスコルビン酸を1.0重量％含有する以外は、スラリーＡと同じ成分を有する。各スラリーに十分な量の水酸化カリウムを加えて、ｐＨ5.8に調整した。
【００２８】
複数のセマテック（Sematech）926のパターン化された同一のウェハ（各ウェハは、エッチングされたＴＥＯＳ ＣＶＤ二酸化シリコン（silicon-dioxide）誘電体層3000nm、25nmのＴａ／ＴａＮバリア層及び1600nmの銅層が順次設けられているシリコン基板を構成するが、）を、ストラスボー６ＣＡ ポリッシャー（Strasbaugh 6CA poliher）とローデル ＩＣ １４００ Ｋ-グルーブパッド（Rodel IC K-grooved pad）を使用して上記に述べられたスラリーＡとＢで別々に研磨し、研磨条件は、下方への圧力（down pressure）が4 psi、後方への圧力（back pressure）が0 psi、40 rpmのテーブルスピード（table speed）、40 rpmのクイルスピード（quill speed）、温度20℃、及び200cc/minのスラリーの流速（flow rate）であった。
【００２９】
化学機械的研磨により銅層を除去して、Ｔａ／ＴａＮバリア層を露出させた後、銅ラインの腐蝕があるかどうか、光マイクロスコープ（optical microscope）を用いて各ウェハの表面を検査した。スラリーＡを用いて研磨したウェハは激しい銅ラインの腐蝕を示していたが、非キレートのフリーラジカル・クエンチャ（すなわち1.0重量％のアスコルビン酸）を含有するスラリーＢを用いて研磨したウェハは、目に見える腐蝕を示していなかった。前記の例の結果は、下記の表１に要約されている。
【００３０】
【表１】
Claims (21)
- 複数の銅ラインを具備する銅ダマシン構造の形成中にタンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去するために使用する化学機械的研磨スラリーであって、フリーラジカルを放出する酸化剤と、化学機械的研磨中に、前記複数の銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャとを含み、かつキレートを含まない化学機械的研磨スラリー。
- 前記非キレートのフリーラジカル・クエンチャが、アスコルビン酸、サイアミン、２−プロパノール、アルキルグリコール及びこれらのものの組合せからなる群から選択される請求項１に記載のスラリー。
- 前記非キレートのフリーラジカル・クエンチャが、重量にして前記スラリーの約０．０１％から約５．０％を構成する請求項２に記載のスラリー。
- フリーラジカルを放出する前記酸化剤が、過酸化物、ペルオキシジホスフェート、過硫酸塩及びこれらのものの組合せからなる群から選択される請求項１に記載のスラリー。
- フリーラジカルを放出する前記酸化剤が、過酸化水素、過硫酸アンモニウム及び過硫酸カリウムからなる群から選択される請求項４に記載のスラリー。
- フリーラジカルを放出する前記酸化剤が、重量にして前記スラリーの約０．０１％から約１５．０％を構成する請求項４に記載のスラリー。
- さらに、研磨粒子を含む請求項１に記載のスラリー。
- 前記研磨粒子が、シリカ、アルミナ、セリア及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項７に記載のスラリー。
- 前記研磨粒子が、重量にして前記スラリーの約６０．０％まで前記スラリー中に存在する請求項７に記載のスラリー。
- さらに脱イオン水を含む請求項１に記載のスラリー。
- さらにｐＨ調整剤及び／またはｐＨ緩衝剤を含む請求項１に記載のスラリー。
- ｐＨが約４．０から約７．０に調整された請求項１１に記載のスラリー。
- 複数の銅ラインを有する銅ダマシン構造の形成中にタンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去するために使用する化学機械的研磨スラリーであって、約３重量％から約１０重量％の研磨粒子と、フリーラジカルを放出する約０．５重量％から約５．０重量％の酸化剤と、化学機械的研磨中に前記銅ラインの腐蝕を抑制する約０．１重量％から約１重量％の非キレートのフリーラジカル・クエンチャとを含み、かつキレートを含まない化学機械的研磨スラリー。
- 前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ及びこれらの組合せからなる群から選択される請求項１３に記載のスラリー。
- フリーラジカルを放出する前記酸化剤が、過酸化水素、過硫酸アンモニウム及びこれらのものの組合せからなる群から選択される請求項１３に記載のスラリー。
- 非キレートのフリーラジカル・クエンチャが、アスコルビン酸、サイアミン、２−プロパノール、アルキルグリコール及びこれらのものの組合せからなる群から選択される請求項１３に記載のスラリー。
- フリーラジカルを放出する酸化剤が、過酸化水素及び過硫酸アンモニウムからなる群から選択され、且つ前記非キレートのフリーラジカル・クエンチャがアスコルビン酸からなる請求項１４に記載のスラリー。
- 約４．０から約７．０までのｐＨを有する請求項１７に記載のスラリー。
- 複数の銅ラインを有する銅ダマシン構造の形成中に、タンタルを基礎とするバリア層を被う銅を除去する方法であって、フリーラジカルを放出する酸化剤と、化学機械的研磨中に前記銅ラインの腐蝕を抑制するのに有効な非キレートのフリーラジカル・クエンチャと、任意の研磨粒子とを含み、かつキレートを含まない化学機械的研磨スラリーを用意し、前記タンタルを基礎とするバリア層が露出されるまで、前記スラリーを用いて前記銅層を研磨することを特徴とする方法。
- 前記任意の研磨粒子が、アルミナ及びシリカからなる群から選択され、フリーラジカルを放出する前記酸化剤が過酸化水素及び過硫酸アンモニウムからなる群から選択され、前記非キレートのフリーラジカル・クエンチャがアスコルビン酸、サイアミン、２−プロパノール、アルキルグリコール及びこれらのものの組合せからなる群から選択される請求項１９に記載の方法。
- 前記非キレートのフリーラジカル・クエンチャがアスコルビン酸であり、前記スラリーが約４．０から約７．０のｐＨを有している請求項２０に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/692,729 US6508953B1 (en) | 2000-10-19 | 2000-10-19 | Slurry for chemical-mechanical polishing copper damascene structures |
| PCT/US2001/042524 WO2002033023A1 (en) | 2000-10-19 | 2001-10-05 | Slurry for chemical-mechanical polishing copper damascene structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004511916A JP2004511916A (ja) | 2004-04-15 |
| JP4068453B2 true JP4068453B2 (ja) | 2008-03-26 |
Family
ID=24781768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002536394A Expired - Fee Related JP4068453B2 (ja) | 2000-10-19 | 2001-10-05 | 銅ダマシン構造の化学機械的研磨用スラリー |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6508953B1 (ja) |
| EP (1) | EP1337601A4 (ja) |
| JP (1) | JP4068453B2 (ja) |
| KR (1) | KR20030048058A (ja) |
| CN (1) | CN100355858C (ja) |
| AU (1) | AU2001296997A1 (ja) |
| WO (1) | WO2002033023A1 (ja) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4637398B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2011-02-23 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 |
| JP4707864B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2011-06-22 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 |
| JP2003338469A (ja) * | 2002-05-21 | 2003-11-28 | Fujitsu Ltd | 研磨剤、研磨方法および洗浄方法 |
| WO2005066325A2 (en) * | 2003-12-31 | 2005-07-21 | Ekc Technology, Inc. | Cleaner compositions containing free radical quenchers |
| US7287314B2 (en) * | 2004-02-27 | 2007-10-30 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | One step copper damascene CMP process and slurry |
| KR20060016498A (ko) * | 2004-08-18 | 2006-02-22 | 삼성전자주식회사 | 슬러리 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 가공물의연마방법 |
| US7476620B2 (en) * | 2005-03-25 | 2009-01-13 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Dihydroxy enol compounds used in chemical mechanical polishing compositions having metal ion oxidizers |
| US7161795B1 (en) | 2005-09-26 | 2007-01-09 | Ferro Corporation | COG dielectric composition for use with copper electrodes |
| ATE553223T1 (de) * | 2006-02-28 | 2012-04-15 | Advanced Interconnect Materials Llc | Halbleitervorrichtung, herstellungsverfahren dafür und sputtern von zielmaterial zur verwendung für das verfahren |
| US7732393B2 (en) * | 2006-03-20 | 2010-06-08 | Cabot Microelectronics Corporation | Oxidation-stabilized CMP compositions and methods |
| US20090004463A1 (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-01 | Michael Haverty | Reducing resistivity in metal interconnects using interface control |
| US20090047787A1 (en) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Yuzhuo Li | Slurry containing multi-oxidizer and nano-abrasives for tungsten CMP |
| US20090061630A1 (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-05 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Method for Chemical Mechanical Planarization of A Metal-containing Substrate |
| JP5319968B2 (ja) * | 2008-06-18 | 2013-10-16 | 株式会社Ａｄｅｋａ | Ｃｍｐ用研磨組成物 |
| CN101333419B (zh) * | 2008-08-05 | 2011-06-29 | 清华大学 | 一种集成电路铜布线的无磨粒化学机械抛光液 |
| US8506661B2 (en) * | 2008-10-24 | 2013-08-13 | Air Products & Chemicals, Inc. | Polishing slurry for copper films |
| CN104449398B (zh) * | 2014-11-25 | 2017-06-23 | 河北工业大学 | 一种适用于钴阻挡层的碱性化学机械抛光液 |
| WO2017011115A1 (en) | 2015-07-10 | 2017-01-19 | Ferro Corporation | Slurry composition and additives and method for polishing organic polymer-based ophthalmic substrates |
| US10544332B2 (en) | 2015-08-19 | 2020-01-28 | Ferro Corporation | Slurry composition and method of use |
| US11193044B2 (en) | 2016-08-26 | 2021-12-07 | Ferro Corporation | Slurry composition and method of selective silica polishing |
| US11417566B2 (en) * | 2018-07-31 | 2022-08-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Semiconductor device structure with interconnect structure and method for forming the same |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4477285A (en) | 1981-08-31 | 1984-10-16 | Ault Frederick K | Method for treating an oxidizable surface |
| US4789648A (en) | 1985-10-28 | 1988-12-06 | International Business Machines Corporation | Method for producing coplanar multi-level metal/insulator films on a substrate and for forming patterned conductive lines simultaneously with stud vias |
| US5981454A (en) * | 1993-06-21 | 1999-11-09 | Ekc Technology, Inc. | Post clean treatment composition comprising an organic acid and hydroxylamine |
| JP3397501B2 (ja) | 1994-07-12 | 2003-04-14 | 株式会社東芝 | 研磨剤および研磨方法 |
| US5676587A (en) | 1995-12-06 | 1997-10-14 | International Business Machines Corporation | Selective polish process for titanium, titanium nitride, tantalum and tantalum nitride |
| US5700383A (en) | 1995-12-21 | 1997-12-23 | Intel Corporation | Slurries and methods for chemical mechanical polish of aluminum and titanium aluminide |
| US5866031A (en) | 1996-06-19 | 1999-02-02 | Sematech, Inc. | Slurry formulation for chemical mechanical polishing of metals |
| US5954997A (en) | 1996-12-09 | 1999-09-21 | Cabot Corporation | Chemical mechanical polishing slurry useful for copper substrates |
| TW432518B (en) * | 1997-04-03 | 2001-05-01 | Memc Electronic Materials Spa | Flattening process for semiconductor wafers |
| US6083419A (en) | 1997-07-28 | 2000-07-04 | Cabot Corporation | Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching |
| US5897375A (en) * | 1997-10-20 | 1999-04-27 | Motorola, Inc. | Chemical mechanical polishing (CMP) slurry for copper and method of use in integrated circuit manufacture |
| US6001730A (en) | 1997-10-20 | 1999-12-14 | Motorola, Inc. | Chemical mechanical polishing (CMP) slurry for polishing copper interconnects which use tantalum-based barrier layers |
| US5985748A (en) | 1997-12-01 | 1999-11-16 | Motorola, Inc. | Method of making a semiconductor device using chemical-mechanical polishing having a combination-step process |
| JP2002511650A (ja) | 1998-04-10 | 2002-04-16 | フェロー コーポレイション | 化学的−機械的金属表面研磨用スラリ |
| US6017803A (en) | 1998-06-24 | 2000-01-25 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Method to prevent dishing in chemical mechanical polishing |
| US6004188A (en) | 1998-09-10 | 1999-12-21 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method for forming copper damascene structures by using a dual CMP barrier layer |
| EP1150341A4 (en) * | 1998-12-28 | 2005-06-08 | Hitachi Chemical Co Ltd | MATERIALS FOR METAL POLLING LIQUID, METAL POLISHING LIQUID, THEIR PRODUCTION AND POLISHING METHOD |
| US6503418B2 (en) * | 1999-11-04 | 2003-01-07 | Advanced Micro Devices, Inc. | Ta barrier slurry containing an organic additive |
| US6123088A (en) * | 1999-12-20 | 2000-09-26 | Chartered Semiconducotor Manufacturing Ltd. | Method and cleaner composition for stripping copper containing residue layers |
| US6242351B1 (en) * | 1999-12-27 | 2001-06-05 | General Electric Company | Diamond slurry for chemical-mechanical planarization of semiconductor wafers |
-
2000
- 2000-10-19 US US09/692,729 patent/US6508953B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-05 EP EP01977916A patent/EP1337601A4/en not_active Withdrawn
- 2001-10-05 KR KR10-2003-7005279A patent/KR20030048058A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-10-05 WO PCT/US2001/042524 patent/WO2002033023A1/en active Application Filing
- 2001-10-05 AU AU2001296997A patent/AU2001296997A1/en not_active Abandoned
- 2001-10-05 JP JP2002536394A patent/JP4068453B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-05 CN CNB018176534A patent/CN100355858C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-07 US US10/266,169 patent/US6660639B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1337601A4 (en) | 2005-09-14 |
| WO2002033023A1 (en) | 2002-04-25 |
| US6508953B1 (en) | 2003-01-21 |
| AU2001296997A1 (en) | 2002-04-29 |
| CN1705733A (zh) | 2005-12-07 |
| CN100355858C (zh) | 2007-12-19 |
| US20030098434A1 (en) | 2003-05-29 |
| EP1337601A1 (en) | 2003-08-27 |
| US6660639B2 (en) | 2003-12-09 |
| JP2004511916A (ja) | 2004-04-15 |
| KR20030048058A (ko) | 2003-06-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4068453B2 (ja) | 銅ダマシン構造の化学機械的研磨用スラリー | |
| US7101800B2 (en) | Chemical-mechanical polishing slurry and method | |
| KR101005304B1 (ko) | 탄탈 배리어 제거 용액 | |
| KR100581649B1 (ko) | 금속 ｃｍｐ에서 광택화를 위한 조성물 및 방법 | |
| US7316977B2 (en) | Chemical-mechanical planarization composition having ketooxime compounds and associated method for use | |
| US20130005149A1 (en) | Chemical-mechanical planarization of substrates containing copper, ruthenium, and tantalum layers | |
| US20050076579A1 (en) | Bicine/tricine containing composition and method for chemical-mechanical planarization | |
| EP1209731A1 (en) | Polishing composition and polishing method employing it | |
| WO2005086213A1 (ja) | 研磨剤および研磨方法 | |
| US20080148652A1 (en) | Compositions for chemical mechanical planarization of copper | |
| US20050097825A1 (en) | Compositions and methods for a barrier removal | |
| US20080171441A1 (en) | Polishing compound and method for producing semiconductor integrated circuit device | |
| US8697577B2 (en) | Method and composition for chemical mechanical planarization of a metal or a metal alloy | |
| US20090061630A1 (en) | Method for Chemical Mechanical Planarization of A Metal-containing Substrate | |
| CN100468647C (zh) | 研磨剂以及研磨方法 | |
| JP2003197572A (ja) | 研磨用組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040630 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061117 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061128 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20070226 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20070308 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070717 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20071016 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20071023 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071119 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20071218 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080110 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120118 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130118 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |