TW200409808A - Polishing compound composition, method for producing same and polishing method - Google Patents

Description

200409808 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關硏磨劑者；特別是，有關半導體集成電 路基板之製造步驟中所用硏磨劑者；更詳細的說，是有關 適用於形成以鉅或钽化合物爲隔離膜之埋置銅配線的硏磨 劑，及使用該硏磨劑之半導體集成電路基板之製造方法者 【先前技術】 近年來’伴隨著半導體集成電路之高集成化、高功能 化’爲求精細化、高密度化之精密加工技術的開發，也被 提出；半導體集成電路之製造步驟，特別是形成多層配線 之步驟中，層間絕緣膜、埋置配線之平坦化技術，極爲重 要；即是說’藉由半導體製造之製程的精細化、高密度化 ’使配線多層化；爲防止隨著配線多層化而產生之較易使 各層之表面凹凸增大，其落差超越照相平版印刷之焦點深 度等問題，形成多層配線步驟中，高平坦化技術變得極爲 重要。 做爲配線材料，其電阻率應比已往使用之鋁爲低、耐 電移動性必須優良，因而銅倍受矚目；銅之氯化物氣體的 蒸氣壓低，難以使用已往所用之反應性離子蝕刻法（ Reative Ion Etching，簡稱RIE )，以進行配線形狀之加工 ;配線之形成係使用波形花紋（Damascene )法；此爲 在絕緣膜上形成配線用之槽圖型、豆粒狀等凹部，其次， -5 - (2) (2)200409808 於形成隔離膜後，使銅如同埋置於槽部似的以噴鍍法、電 鍍法等成膜；其後，以化學機械硏磨法（Chemical Mechanical Polishing，簡稱CMP)使凹部以外之絕緣膜表 面至露出爲止的多餘之銅、與隔離膜除去，係將表面平坦 化的方法；近年來，如此將銅埋置於凹部之銅配線、與豆 粒狀邰份同時形成之雙波形花紋法（D u a 1 D a m a s c e n e )， 漸成主流。 於如此之形成銅埋置配線中，爲防止銅擴散至絕緣膜 ，形成由做爲隔離膜之鉅、鉅合金、或氮化鉅等鉅化合物 所成之膜；因此，使表面平坦化之同時，必須藉由化學機 械硏磨（CMP )，以除去銅埋置配線部份以外之露出隔離 膜；但是，隔離膜與銅相比極爲堅硬，大多不能獲得充分 之硏磨速度；如圖1所示，有以除去配線金屬膜之第1硏磨 步驟、與除去隔離膜之第2硏磨步驟所成二階段硏磨法之 提案。 圖1爲，藉由化學機械硏磨（CMP )以形成埋置配線 之方法的示意剖面圖；圖中（a )爲硏磨前，（b )爲除去 配線金屬膜4之第1硏磨步驟完成後，（c )爲除去隔離膜3 之第2硏磨步驟完成後；如圖1 ( a )所示，在矽基板1上， 形成其上形成有爲形成埋置配線5之溝槽的絕緣膜2 ;絕緣 膜2之上形成隔離膜3 ;隔離膜3之上形成配線金屬膜4 (銅 膜）；第1硏磨步驟除去配線金屬膜4，第2硏磨步驟除去 隔離膜3。 但是，在化學機械硏磨（CMP )中，已往使用之硏磨 (3) (3)200409808 劑，有使銅之埋置配線5的凹狀變形、磨損等增大之問題 ;凹狀變形爲在寬度較廣之配線部份容易發生者，如圖2 所示，配線部份之配線金屬膜4的過剩部份硏磨時，其中 央處理呈現凹陷狀態之謂；磨損爲在密集之配線部份容易 發生者，如圖3所示，與配線密度低之部份相比，密集之 配線部份的絕緣膜2，於過剩部份硏磨時，絕緣膜2有變薄 現象之謂；還有，在圖2及圖3中，未標示隔離膜3。 上述之第1硏磨步驟，更分成二個階段，以高硏磨速 度除去至隔離膜材料附近爲止之銅的第一段步驟、與其次 改變硏磨步驟，使不引起凹狀變形、磨損等現象，硏磨至 隔離膜材料之表面爲止的第二段步驟。 在第2硏磨步驟中，通常，銅配線與隔離膜及絕緣膜 幾乎以相同的速度硏磨之故，在除去配線部份以外之銅第 1硏磨步驟中，不能獲得平坦面時，在第2硏磨步驟也會引 起配線部份之凹狀變形、磨損，最後致使表面不能形成平 坦的配線構造；因此，第1硏磨步驟所使用之硏磨劑組成 物’必須具有對銅之硏磨速度高，而且對隔離膜之硏磨速 度極低的選擇性，同時，必須很難發生凹狀變形、磨損； 對此有各種硏磨劑之提案（例如，參照特開 2002 — 1 70790號公報）。 另一方面’半導體基板上之絕緣膜，已往都使用以二 氧化砂爲主之無機材料，近年來隨著半導體集成電路之高 集成化、配線之高密度化，所謂低K材料之低介電常數新 材料’倍受矚目；但是，大多數之低κ材料爲由有機材料 (4) (4)200409808 或有機、無機之混合材料所成，以與已往相同之化學機械 硏磨（CMP )步驟硏磨時，加之半導體集成電路基板表面 上的凹凸、傷痕所發生之問題，絕緣膜本身也產生剝離問 題，爲控制此剝離一方面以低硏磨壓力進行化學機械硏磨 (CMP )，一方面謀求可得與已往相同之高硏磨速度的化 學機械硏磨步驟、及此目的之硏磨劑組成物。 【發明內容】 〔發明之揭示〕 本發明以提出，特別是，在形成銅之埋置配線的半導 體集成電路基板製造步驟之化學機械硏磨（CMP )步驟中 ，可抑制凹狀變形、磨損、絕緣膜之剝離等配線缺陷、於 低硏磨壓力下亦能以高硏磨速度將銅硏磨，而且同時具有 對以鉬及鉅化合物所成隔離膜之硏磨速度低的所謂硏磨選 擇性，特別適合於半導體集成電路基板之硏磨的硏磨劑組 成物，及使用該硏磨劑組成物之半導體集成電路基板的製 造方法爲目的。 本發明提供，爲硏磨基板之化學機械硏磨用硏磨劑， 其含有下述（A) 、( B ) 、( C ) 、( D )、及（E)是其 特徵。 (A )磨石粒 (B )水系媒體 (C )酒石酸 (D)三羥基甲基氯基甲烷 -8- (5) (5)200409808 (E ) —種以上選自丙二酸及馬來酸所成之群者。 本發明之硏磨劑組成物（以下稱爲「本硏磨劑組成物 」），適用於低壓力下硏磨時，對銅亦能以高硏磨速度將 銅硏磨者；又，在此情況下，也很難發生磨損、凹狀變形 ;而且對鉅、氯化鉬等鉬化合物之硏磨速度低之故，在以 鉬或鉅化合物爲隔離膜，形成銅之埋置配線的半導體集成 電路基板製造之第1硏磨步驟中，使用本硏磨劑組成物時 ，具有優異之銅的硏磨速度高、而隔離膜之硏磨速度低的 所謂選擇性，極爲適合。 又，本發明提供半導體集成電路基板之製造方法，其 特徵爲包含在晶圓上形成絕緣膜，絕緣膜上覆以由鉅或鉅 化合物所成隔離膜，形成銅之埋置配線的半導體集成電路 基板之製造方法；上述晶圓之表面與硏磨墊接觸，上述之 硏磨劑組成物由上述基板與上述硏磨墊之間供應，將於上 述晶圓的表面形成之銅硏磨的步驟。 〔用以實施發明之最佳型態〕 本硏磨劑組成物，含有下述（A )〜（E )之成份； (A )磨石粒、（b )水系媒體、（C )酒石酸、（D )三 羥基甲基氯基甲烷（以下稱爲THMAM ) 、 （ E ) —種以上 選自丙二酸及馬來酸所成之群者。 本硏磨劑組成物所含有成份（A )之磨石粒，有α -氧化鋁、/5 —氧化鋁、5 —氧化鋁、7 —氧化鋁、β —氧 化鋁等鋁氧化物之外，尙有二氧化鈽、二氧化矽等等；此 -9- (6) (6)200409808 等磨石粒可單獨或組合使用；又，在不影響半導體集成電 路之範圍，可以含有其他之無機材料或有機材料所$ Μ ^ 石粒。 磨石粒爲氧化鋁等，其平均粒子徑以ο.οο1〜〇·5 “ m 爲適合，以0. 〇 1〜〇 · 3 // m較佳；氧化鋁中，以6 一氧化 鋁特別適用；又，本硏磨劑組成物中所含氟化鋁之胃S & ，以0.05〜5重量％爲適合，以0.09〜3重量％爲比較適用 〇 又，磨石粒爲二氧化鈽時，平均粒子徑以〇·001〜〇·5 // m爲適合，以0 · 0 1〜0 · 3 // m較佳；又，本硏磨劑組成 物中所含二氧化鈽之重量比，以0.1〜10重量％爲適合’ 以1〜5重量％較佳。 又，磨石粒爲二氧化矽時，平均粒子徑以〇 · 〇 1〜0 · 5 // m爲適合，以0.0 1〜0.3 // m較佳；又，本硏磨劑組成 物中所含二氧化矽之重量比，以0.5〜15重量％爲適合， 以1〜10重量％較佳。 磨石粒之粒子徑過小時，不能獲得充分之硏磨速度， 又，粒子徑過大時，成爲被硏磨表面傷痕產生之主要原因 ;氧化鋁、二氧化鈽、二氧化矽分別具有上述之範圍內的 粒子徑時，可維持高硏磨速度，而且被硏磨表面之傷痕也 難以產生；還有，此處磨石粒之平均粒子徑，係指與其他 成份混合前之狀態的磨石粒分散於水中，使用雷射散射測 得之値而言，例如，可以使用日機裝公司製之麥克羅特拉 庫 HRA 9320 — X100型測定。 (7) (7)200409808 又，硏磨劑組成物中之磨石粒的含有量過少時，硏磨 速度有下降之傾向，磨石粒之含有量過多時，硏磨劑組成 物之粘度升高，操作處理困難；又，傷痕之產生恐會增多 ;氧化鋁、二氧化鈽、二氧化矽分別具有上述之範圍內的 磨石粒含有量時，可維持高硏磨速度，而且硏磨劑組成物 之粘度也不會過高。 又，製造半導體集成電路基板時，必須避免對電路有 不良影響之雜質混入；爲此，特別是，在半導體集成電路 基板之硏磨使用時，本硏磨劑組成物中之磨石粒，爲具有 99%以上之純度的高純度氧化物，很適合，99.5%以上之 純度更爲適用；磨石粒由複數種之磨石粒所成時，以分別 具有9 9 %以上純度之各磨石粒混合使用爲宜；由純度之觀 點而言，特別是，對半導體集成電路有不良影響之鈉離子 等’以不混入磨石粒中爲佳。 成份（B )以單獨使用離子交換水等高純度之水爲佳 ;但是，以水爲主成份，與可溶於水之醇類等有機溶劑之 混合系分散媒亦可使用；該醇類沒有特別的限制，例如， 乙醇、丙醇、丁醇等具有碳原子數1〜5之烷基的脂肪族醇 類均可使用；以硏磨後被硏磨物洗淨之容易性、揮發成份 對作業環境之影等加以考量時，則成份（B )以僅由水所 成者爲佳。 成份（C)之酒石酸、與成份（D)之三羥基甲基氨 基甲烷（THMAM )、及成份（E )之一種以上選自丙二酸 及馬來酸所成之群者，的三種成份之組合可提高硏磨特性 -11 - (8) (8)200409808 ;硏磨劑組成物中僅僅含有上述三成份中之任何一種成份 或兩種成份時，不能獲得對銅之硏磨速度高、對鉬或鉅化 合物之硏磨速度低，而且難以發生凹狀變形等問題之特性 ;三成份全部含有時，初次獲得上述之特性。 硏磨劑組成物中，含有三羥基甲基氨基甲烷（ THMAM )，對鉅或鉅化合物之硏磨速度，有降低之傾向 ;維持此特性且提高對銅之硏磨速度而且使凹狀變形、磨 損之問題不易發生，必須加入上述成份（C )與成份（E );在含有三羥基甲基氨基甲烷（THMAM )之硏磨劑組 成物中，僅僅加入成份（C )之酒石酸，使凹狀變形之問 題難以發生者，得不到充分之硏磨速度；硏磨劑組成物中 ，全部有（C ) 、( D ) 、（ E )三成份，初次在低硏磨壓 力下對銅之硏磨速度高，而且對鉬等之硏磨速度低、凹狀 變形等問題難以發生。 本硏磨劑組成物中之酒石酸含有量，對硏磨劑組成物 全重量之重量比，以0.01〜10重量％爲宜，以0.1〜2重量 %更佳；又，三羥基甲基氨基甲烷（THMAM )以0.1〜10 重量％爲宜，以1〜8重量％更佳；又丙二酸及/或馬來酸 以合計0.01〜10重量％爲宜，以0.1〜2重量％更佳；此等 成份之含有量，分別過少時，不能充分獲得上述之效果， 恐怕得不到充份之硏磨速度；另一方面，含有量分別加入 較上述之範圍爲多也不能提高其效果。 本硏磨劑組成物中，除成份（A )〜（E )外，爲防 止配線金屬部份之凹狀變形，以含有具備在配線金屬表面 -12- 200409808 Ο) 形成保護膜功能之化合物爲佳；具體的說，以含有式1所 示之化合物爲佳；式1所示之化合物，在配線金屬以銅所 成之情況，於銅之表面以物理吸附或化學吸附形成皮膜， 能抑制銅之溶解析出；式1中’ R爲氫原子、碳原子數1〜4 之烷基、碳原子數1〜4之烷氧基或羧基。

具體的有，苯并三唑（以下稱爲BTA )、苯并三唑之 苯環的4或5位置上，氫原子之一被甲基取代而成之甲苯基 三唑（以下稱爲TTA )、以羧基取代而成之苯并三唑一 4 -羧酸等等；此等可以單獨使用或兩種以上混合使用；上 述具備形成保護膜功能之化合物，由硏磨特性而言，對本 硏磨劑組成物之全重量，以含有0.001〜5重量％爲宜，以 含有0.005〜0.5重量％較佳，以含有0.005〜0.1重量％更 適合。 又，本硏磨劑組成物以含有氧化劑爲佳；氧化劑之作 用雖然不明確，料必爲藉由在被硏磨物之銅表面形成氧化 化皮膜，以機械之力除去基板表面之氧化皮膜，而促進硏 磨；但是，氧化劑之含有量過多時，銅之侵饋速度恐會增 高，對本硏磨劑組成物之全重量，以含有0. 1〜1 〇重量％ 爲宜，以含有0.5〜5重量％更佳；氧化劑可以使用過氧化 氫、過氧化尿素、過醋酸、硝酸鐵、碘酸鹽等等；特別是 ，由半導體基板的污染少之點而言，以過氧化氫較爲適合 -13- (10) (10)200409808 本硏磨劑組成物中，因應需求，可以適當含有界面活 性劑、ρ Η調整劑、還原劑、螯合劑等等。 本硏磨劑組成物之pH，以5〜8爲適合；在其範圍內 可使銅表面之侵蝕減少，而且能維持對銅之高硏磨速度； 通常，Ρ Η値可用硏磨劑組成物中之酸與三羥基甲基氨基 甲烷（THMAM )之配合量加以調整，含有pH調整劑亦可 ;此時，pH調整劑在不妨害硏磨性能下，沒有特別的限 制，可使用既知之酸、鹼；具體的說，例如，調至酸性之 pH調整劑，可使用硝酸、硫酸、鹽酸等無機酸、醋酸、 丙酸、乳酸、檸檬酸、草酸、琥珀酸等之有機酸。 又，調至鹼性之Ρ Η調整劑有，氫氧化鉀等鹼金屬化 合物、第1〜3級胺、羥基胺、氫氧化四甲基銨、氫氧化四 乙基胺等第4級銨鹽等等；本發明中以三羥基甲基氨基甲 烷（THM AM )之量調整pH，可將pH調整至鹼性；期望不 含鹼金屬時，大多使用氨；含氨時，對鉅等之硏磨速度， 有增高之傾向，選擇性會下降；特別是，使用於以鉅或鉅 化合物爲隔離膜、銅配線之半導體集成電路基板之硏磨時 ，硏磨劑組成物中，以含有少量之氨爲佳；亦有以實際上 不含氨爲適合者。 另一方面，本硏磨劑組成物含氨時，對銅之硏磨速度 有增高之傾向；因而，使用於以鉅或鉬化合物爲隔離膜、 銅配線之半導體集成電路基板之硏磨時，上述之選擇性多 少有些下降，但對銅之硏磨速度卻增高之情況，本硏磨劑 -14- (11) (11)200409808 組成物中，以含有對鉅等的硏磨速度不增高之程度的氨爲 適合；具體的說，本硏磨劑組成物中含有氨時，氨爲本硏 磨劑組成物全重量之0.05〜0.4重量％，以〇.〗〜〇.3重量％ 特別適合。 又，爲提高硏磨劑組成物之分散性、防止硏磨後銅表 面之皺裂的目的，添加界面活性劑亦可；界面活性劑可以 使用陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面 活性劑、兩性界面活性劑之任何一種。 陰離子界面活性劑有’十一（院）基硫酸錢、聚丙儲 酸、烷基硫酸酯、烷基苯磺酸鹽等等；陽離子界面活性劑 有，烷基胺、第四級銨鹽等等；非離子界面活性劑有，環 氧化乙烷衍生物、環氧乙烷山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪 酸酯等等；丙性界面活性劑有，烷基甜菜鹼、胺氧化物等 等。 螯合劑有，甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等氨 基酸；甘氨醯甘氨酸、甘氨醯丙氨酸等縮氨酸；乙二胺四 乙酸（EDTA )等聚氨基羧酸；檸檬酸等羥酸；縮合磷酸 等等；又，含有金屬螯合劑亦可，例如，硏磨銅時，可以 使用氨茴酸銅螯合劑、喹哪啶酸銅螯合劑等等。 又，還原劑可以使用碘化氫、硫化氫等氫化合物、醛 類、糖類、蟻酸、草酸等既知之有機化合物。 本硏磨劑組成物對銅之硏磨非常有效，特別是，對於 在絕緣膜與銅之間，配置有以鉅或鉅化合物所成之膜做爲 隔離膜的半導體集成電路基板之製造時的硏磨非常有效； -15- (12) (12)200409808 使用本硏磨劑組成物之半導體集成電路基板的硏磨方法， 沒有特別的限制，例如，採用在半導體晶圓表面，形成半 導體集成電路之基板的背面，以可旋轉之硏磨頭支撑，推 到固定於可旋轉支持台上之硏磨墊同時旋轉的方法、以及 ，在半導體晶圓表面形成半導體集成電路之基板背面，固 定於可旋轉之支持台上，該半導體集成電路之表面裝置有 硏磨頭，使硏磨墊接觸旋轉的方法等。 此時，基板之表面與硏磨墊接觸，以本硏磨劑組成物 供應至基板表面與硏磨墊之間，將形成於基板表面之銅硏 磨的方法爲適合。 此處，支持台是爲緩衝硏磨時之壓力，對半導體集成 電路基板表面可用均勻之壓力輕觸；使用緩衝墊裝配於半 導體集成電路基板亦可；又，此際在硏磨墊設置通道或供 應口，以使漿狀之硏磨劑組成物均勻的供應至半導體集成 電路基板之表面亦可。 硏磨墊之材質有，聚酯、聚氨酯等等；本發明之實施 例中，使用I c 一 1 0 0 0之K —格魯夫德（羅特魯公司製、聚 氨酯材質）·，所用硏磨墊之材質沒有任何限制，可依所使 用硏磨劑組成物做適當之選擇。 硏磨壓力，可以因應硏磨墊之種類、上述緩衝墊之有 無及種類、硏磨速度、硏磨劑組成物之漿狀物的粘性等之 物性而設定，本硏磨劑組成物在低硏磨壓力下亦能獲得對 銅之高硏磨速度；因而，由低介電常數（例如介電常數爲 1.0〜3 . 5 )之有機材料或有機/無機複合材料所成絕緣膜 -16- (13) (13)200409808 ，覆以由鉅或鉅化合物所成隔離膜，形成銅埋置配線之半 導體集成電路基板的硏磨，使用本硏磨劑組成物，非常有 效；爲有機材料或有機/無機複合材料所成絕緣膜時，其 與由一氧化砂等無機材料所成絕緣膜相比，強度較弱；以 高硏磨壓力硏磨時，絕緣膜恐怕會自基板剝離，以低硏磨 壓力硏磨爲佳。 此種情況，硏磨壓力以0 · 7 X ( 1 0 ) 3〜3 · 5 X (10) 4Pa 爲適合，以 0.35 x(l〇)4 〜2.1 x(l〇)4pa 特別適用；硏磨壓力小於0.7 X ( 1 〇 ) 3 P a時，得不到充 分之硏磨速度，相反的，大於3 · 5 X ( 1 〇 ) 4 P a時，在硏 磨過程中會發生凹狀變形、磨損、傷痕等現象，有機材料 或有機/無機複合材料所成絕緣膜，會引起所由來絕緣膜 之剝離，恐會對半導體晶圓上形成之電路、硏磨後之電路 的多層化有不良之影響。 對半導體集成電路基板，如上所述，使用本發明硏磨 劑組成物，硏磨銅之第1硏磨步驟完成後，進行硏磨銅及 隔離膜之第2硏磨步驟；又，在第1硏磨步驟中，分成以高 硏磨速度除去絕緣膜材料附近爲止之銅的第一段步驟、與 其次改變硏磨步驟，使不引起凹狀變形、磨損等現象，硏 磨至絕緣膜材料之表面爲止的第二段步驟時，第一段之步 驟使用本硏磨劑組成物，其效果特別高。 化學機械硏磨（CMP )之第2硏磨步驟完成時，通常 以流水將半導體集成電路基板充分洗淨並乾燥；施行超音 波洗淨爲亦很多。 -17- (14) (14)200409808 【實施方式】 以實施例（例1、2、4 )及比較例（例3、5、6 )就本 發明詳細說明如下；本發明對此沒有任何限制。 <被硏磨物> (殻層晶圓） (1 )銅（配線金屬膜）硏磨速度評估用晶圓： 在基板上以電鍍形成厚爲1 5 00 nm之銅膜的8吋晶圓。 (2 )鉅（隔離膜）硏磨速度評估用晶圓： 在基板上以噴鍍形成厚爲200 nm之鉅膜的8吋晶圓。 (圖型晶圓） 對基板上形成之絕緣膜，形成具有配線密度5 0 %，配 線寬5 0 // m之圖型的配線；在形成配線圖型之絕緣膜上， 以噴鍍形成厚度爲25 nm之鉬膜，更於其上以電鍍形成厚 爲1 5 00 nm之銅膜的8吋晶圓（西馬特克公司製、商品名爲 83 1 CMP000 )。 〔實施例及比較例〕 〔例1〜3〕 使用如表1所示各組成之硏磨劑組成物，在銅硏磨速 度評估用晶圓與圖型晶圓上，分別進行硏磨；表1中之數 値單位爲，對硏磨劑組成物全重量，各成份之重量比率’ -18- (15) (15)200409808 單位爲％。 硏磨條件如下述之條件，使用膜厚測定裝置（納布送 公司製，RT 80 - RG 80 )，測定以各硏磨組成物在硏磨銅 硏磨速度評估用晶圓之際的硏磨速度；又，在圖型晶圓之 硏磨中，使用段差測定裝置（微也可公司製，特庫達庫 V200Si )，測定配線寬50 // m之位置的凹狀變形；其結果 如表2所示；還有，在表2中，硏磨速度之單位爲nm/分 鐘，凹狀變形之單位爲nm。 <硏磨條件> 硏磨機：史特拉斯色格公司製，硏磨機6EC。 硏磨墊：1C 一 1 000之K 一格魯夫德（羅特魯公司製） 硏磨劑組成物之供應量：200毫升/分鐘〔相當於 0.082毫升/ (分鐘X平方公分）〕。 硏磨時間：1分鐘 硏磨壓力：1.7 X ( 1〇) 4 Pa 硏磨墊之轉速：頭部（基板保持部）爲9 7 r p m，定盤 10 3 rpm 〇 〔例4〜6〕 使用如表1所示各組成之硏磨劑組成物’在圖型晶圓 上分別進行硏磨，例4與例5以銅硏磨評估用晶圓進行硏磨 ，例4與例6以鉬硏磨速度評估用晶圓進行硏磨，分別比較 對銅之硏磨速度及對鉅之硏磨速度。 -19- (16)200409808 硏磨條 可爾公司製 晶圓及鉅硏 ，在圖型晶 公司製：天 的凹狀變形 <硏磨條件 硏磨機 )硏磨機。 硏磨墊 〇 硏磨劑 0.099毫升/ 硏磨時 硏磨壓 硏磨墊 〔例 7、8〕 使用如 進行銅硏磨 磨；硏磨條 /分鐘以外 示。 件如下述之條件，使用膜厚測定裝置（KL A天 ，天可爾RS - 7 5 )，測定銅硏磨速度評估用 磨速度評估用晶圓在硏磨之際的硏磨速度；又 圓之硏磨中，使用段差測定裝置（KLA天可爾 可爾HRP — 100 )，測定配線寬50 // m之位置 ;結果如表2所示。 :阿普來德馬帝理亞爾公司製，米拉（Mirra :1C — 1 000之K —格魯夫德（羅特魯公司製） 組成物之供應量：200毫升/分鐘〔相當於 (分鐘X平方公分）〕。 間：1分鐘 力：0.7 X ( 10 ) 4Pa φ 之轉速：頭部137 rpm，定盤143 rpm。 表1所示各組成之硏磨劑組成物，與例4相同的 速度評估用晶圓及鉬硏磨速度評估用晶圓之硏 件，除硏磨劑組成物之供應量變更爲1 00毫升 ，其他都和例4相同的進行硏磨；結果如表2所 -20- (17) 200409808 表1 例1 例2 例3 例4 例5 例6 例7 例8— δ氧化鋁 2.77 2.77 2.77 2.77 2.77 2.77 0.95 0.95 酒石酸 0.92 0.92 0 0.92 0 0.92 0.95 0.95— 丙二酸 0.92 0 1.85 0.92 1.85 0.92 0.95 0.95 馬來酸 0 0.92 0 0.92 0 0 0 0 ΒΤΑ 0.046 0.046 0.046 0.009 0 0.009 0.029 0.010 ΤΗΜΑΜ 3.69 3.69 3.69 3.69 3.69 0 1.90 3.81 氨 0 0 0 0 0 0.46 0.24 0 過氧化氫 2.31 2.31 2.31 2.31 2.31 2.31 1.43 1.43 水 其餘量 其餘量 其餘量 其餘量 其餘量 其餘量 其餘量 其餘量 pH 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 6.5 7 7 表2 例1 例2 例3 例4 例5 例6 例7 例8— 銅硏磨速度 838 795 1034 578 527 381 929 696 鉅硏磨速度 — 一 0.5 33 3.3 1.7 凹狀變形 100 100 190 55 130 — — 一

〔產業上利用性〕 使用本發明，在硏磨步驟時，可以抑制缺陷之傷痕的 發生，能以高硏磨速度硏磨半導體集成電路基板表面之銅 配線；特別是，在硏磨具有以鉅或鉅化合物所成之膜做爲 隔離膜的銅配線之第1硏磨步驟中’具備優異之選擇性， -21 - (18) (18)200409808 硏磨時極少發生凹狀變形及磨損，可以獲得極高精確度之 平坦的半導體集成電路基板表面。 又’使用本發明，在半導體集成電路基板表面之硏磨 步驟中，降低硏磨壓力時，也能獲得高硏磨速度與高選擇 性之故，使用以低介電常數之有機材料、有機/無機複合 材料的所謂低K材料所成之膜，做爲絕緣膜時，也很難發 生絕緣膜之剝離等問題。 【圖式簡單說明】 圖1爲’以化學機械硏磨形成埋置配線之方法的示意 剖面圖；（a )爲硏磨前、（b )爲除去配線金屬膜之第1 研1磨步驟完成後，（c )爲除去隔離膜之第2硏磨步驟完成 後。 圖2爲，凹狀變形之形成過程示意剖面圖。（a )爲硏 磨則、（b )爲硏磨後。 圖3爲，磨損之形成過程示意剖面圖，（a )爲硏磨前 φ 、（b )爲硏磨後。 主要元件對照表 1 基板 2 絕緣膜 3 隔離膜 4 配線金屬膜（銅膜） 5 埋置配線 -22-

Claims (1)

1. 200409808 (υ 拾、申請專利範圍 1 · 一種硏磨劑組成物，係硏磨基材之化學機械硏磨 用的硏磨劑，其特徵爲含有下述（A ) 、( B ) 、( C )、 (D)、及（E)者， (A )磨石粒 (B )水系媒體 (C )酒石酸

   (D )三羥基甲基胺基甲烷 (E ) —種以上選自丙二酸及馬來酸所成之群者。 2 .如申請專利範圍第1項之硏磨劑組成物，其中對硏 磨劑組成物之全重量，含有上述（C)成份0.01〜1〇重量 %，含有上述（D)成份0.01〜10重量％，且含有（E)成 份0.01〜10重量％。

   3.如申請專利範圍第1或2項之硏磨劑組成物，其中 更含有如式1所示之化合物（其中，R爲氫原子、碳原子數 1〜4之烷基、碳原子數1〜4之烷氧基或羧基）

   4. 如申請專利範圍第1〜3項中任一項之硏磨劑組成 物，其中更含有〇·1〜10重量％之氧化劑。 5. 如申請專利範圍第1〜4項中任一項之硏磨劑組成 物，其中更含有0.05〜0.4重量％之氨。 6. 如申請專利範圍第1〜5項中任一項之硏磨劑組成 物，其中上述之基材爲銅。 -23- (2) (2)200409808 7. 如申請專利範圍第5項之硏磨劑組成物，其中上述 基材爲半導體集成電路基板；上述半導體集成電路基板爲 ，在絕緣膜上形成銅之埋置配線者；絕緣膜與銅之間配置 有鉅或鉅化合物所成之隔離膜。 8. —種半導體集成電路基板之製造方法，其特徵爲 包含在晶圓上形成絕緣膜，絕緣膜覆以由鉬或鉅化合物所 成之隔離膜，形成銅之埋置配線的半導體集成電路基板之 製造方法；上述晶圓之表面與硏磨墊接觸，使上述含有（ A ) 、 ( B ) 、 ( C ) 、( D )、及（E )之化學機械硏磨用 硏磨劑組成物，供應至上述基板與上述硏磨墊之間，將形 成於上述晶圓表面之銅硏磨等步驟。 9·如申請專利範圍第8項之半導體集成電路基板之製 造方法，其中對上述硏磨劑組成物全重量，含有上述（C )成份0.01〜10重量％，含有上述（D )成份〇.〇1〜10重量 %，且含有上述（E)成份0.01〜10重量％。 10.如申請專利範圍第8或9項之半導體集成電路基板 之製造方法，其中上述硏磨劑組成物，更含有如式1所示 之化合物（其中，R爲氫原子、碳原子數1〜4之烷基、碳 原子數1〜4之烷氧基或羧基）

   -24 - (3) 200409808 氧化劑。 1 2.如申請專利範圍第8〜1 1項中任一項之硏磨劑組 成物’其中上述硏磨劑組成物，更含有〇·〇5〜〇 4重量％之 氨。 12項中任一項之半導體集 _絕緣膜爲由低介電常數 料所成者。 1 3 .如申請專利範圍第8〜 成電路基板之製造方法，其中i 之有機材料或有機/無機複合材