AAQ-9-d^： 4 40944 A7 _B7___ 五、發明說明（1) 發明背景 (請先閱讀背面之注意事項#奏寫本頁) 本發明關於一種以銅爲基底之金屬磨光組成物，一種 製造半導體裝置的方法，一種磨光組成物，一種以鋁爲基 底之金屬磨光組成物，及一種以鎢爲基底之金屬磨光組成 物。 在形成線路層的步驟中（該步驟係半導體裝置之製程 的一步驟），採用回蝕（etch back )技術以便克服其表面 高度的差異。此回蝕技術的方式爲在半導體碁材上之絕緣 膜中形成線路形式的溝渠，將銅膜沈積在該含有溝渠的絕 緣膜上，使用磨光機及磨光組成物來把銅膜磨光，藉以使 得銅膜僅留在溝渠內側而形成一種埋線路層。 順便一提，目前已經使用一種組成物作爲磨光組成物 ，其中磨粒如膠態矽石分散於純水中。然而，若將此磨光 組成物供應給磨光機的磨墊，同時對磨墊施加負荷，以便 磨光所沈積的銅膜，磨粒導致機械磨光，而磨墊僅施予銅 膜。爲此緣故，而有問題爲磨光速率低，即1 0奈米/分 鐘。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另一方面，電化學學會雜誌第1 3 8冊第1 1號， 3460(1991) ，VMIC會議，ISMIC-101/92/01056 (1992)或 VMIC 會議 ，ISMIC - 102/93/0205 (1993)揭 示一種用於磨光銅膜或銅合金膜的組成物，包括胺型膠態 矽石漿體或一種漿體，其中加有KsF e (CN) 6、 K 1 F e (CN)e 或 Co (N〇3)2。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 4 40 94 4 Α7 Β7 五、發明說明（2) (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 然而，就上述磨光組成物而言，在浸漬步驟與磨光步 驟之間，銅膜的蝕刻速率並沒有差異。因此，若在上述回 蝕步驟之後溝渠內的銅線路層接觸磨光組成物時，銅線路 層更被磨光組成物所蝕刻，因爲在浸漬步驟與磨光步驟之 間銅膜的蝕刻速率並沒有差異。因此，溝渠內的銅線路層 之表面高度將變成低於絕緣膜的表面。於是難以使線路層 之高度等於絕緣膜的表面高度，因此損傷其之平坦性°再 者，所形成的埋銅線路層之電阻係較高於所墀置的銅線路 層 > 以便具有與絕緣膜之表面相同高度。 曰本專利申請公開第10-44047號敘述一種磨 光漿體，包括水介質、磨料、氧化劑如過氧化物、及有機 酸如乳酸。此磨光漿體中的氧化劑之功能爲將金屬層如絕 緣層上的銅膜氧化以加強機械磨光的去除速率，而有機酸 之功能爲加強氧化劑之磨光速率的選擇性。 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 曰本專利申請公開第9 一 5 5 3 6 3號揭示一種以銅 爲基底之金屬磨光組成物，其含有水溶性有機酸，如2 _ 喹啉羧酸，即能與銅反應而產生一種銅錯合物，其實質上 不溶於水中且具有低於銅的機械強度；一種磨粒；一種氧 化劑；及水。 發明簡述 本發明一目的在於提供一種以銅爲基底之金屬磨光組 成物，具有增加的銅（Cu)或銅合金（Cu合金）之磨 光速率，其係藉由改良上述日本專利申請公開第 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 4 4 0 0 4¾ '. 440944 Δ7 ________ B7 五、發明說明（3) 9_ 5 5 3 6 3號中所述的以銅爲基底之金屬磨光組成物 〇 本發明另一目的在於提供一種製造半導體裝置之方法 ’其能在半導體基材上的絕緣膜中形成至少一個用於埋置 的成員’選自於溝渠和開孔，然後使一包含銅（c U )或 銅合金（C U合金）的導電材料膜形成在絕緣膜上，以短 時間回餘處理，及更形成一導電成員如埋線路層，其之高 度與絕緣層的表面相同且表現高準確度。 本發明又一目的在於提供一種製造半導體裝置之方法 ，其能形成一種線路層，可被短時間回蝕，且具有高精確 度的雙重波紋結構，其係藉由在半導體基材上的絕緣膜中 製作溝渠和開孔，將一包含銅（C u )或銅合金（C U合 金）的導電材料膜形成在絕緣膜上，及隨後執行磨光。 本發明猶一目.的在於提供一種製造半導體裝置之方法 ，其能藉短時間的回蝕而形成主要由銅所構成的高精確性 多層線路。 依本發明，茲提供一種以銅爲基底之金屬磨光組成物 ，包括水溶性第一有機酸1此酸能與銅反應而形成銅錯合 物，其係實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度；第二 有機酸，具有單羧基及單羥基；一種磨粒；一種氧化劑： 及水。 而且，依本發明，兹提供一種製造半導體裝置之方法 ，包括步驟： 在半導體基材上的絕緣膜中肜成至少—個用於埋置的 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝— ί 一 一 ·. <請先閱讀背面之注意事項^·'填寫本頁) 訂· · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -6 - AAOS-4-2^ ^ 4 4 0 9 4 4 ^ A7 _________B7___ 五、發明說明（4) 成員，選自於一對應於貫穿孔塡料（via nil )形狀的開孔 及一對應於線路層形狀的溝渠； 在一含有該成員的絕緣膜上形成一包含銅或銅合金的 導電材料膜；及 使用一種磨光組成物來磨光導電材料膜，該磨光組成 物包含水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物， 此銅錯合物係實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度， 第二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨锌，一種氧化 劑及水，藉以在用於埋置的成員中形成至少一個導電成員 ，選自於線路層及貫穿孔塡料。 再者，依本發明，茲提供一種製造半導體裝置的方法 ，包括步驟： 在半導體基材上的絕緣膜中形成一對應於線路層形狀 的溝渠，及在絕緣膜部分中形成一抵達半導體基材表面的 開孔，該絕緣膜部分係位於溝渠底部的一部分處； 在一含有溝渠和開孔的絕緣膜上形成一包含銅或銅合 金的導電材料膜：及 使用一種磨光組成物來磨光導電材料膜，該磨光組成 物包含水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物， 此銅錯合物係實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度， 第二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種氧化 劑及水，藉以在開孔和溝渠中形成一種具有雙重波紋結構 的線路。 再者，依本發明，兹提供一種製造半導體裝置的方法 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） ------：----.—ΜΛ- — - (請先閱讀背面之注意事項系'填窝本頁} 訂·- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 440944 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（5) ，包括步驟： 在半導體基材上的第一絕緣膜中形成至少一個對應於 第一貫穿孔塡料形狀的第一開孔； 在含有開孔的第一絕緣膜上形成一包含銅或銅合金的 第一導電材料膜； 使用一種磨光組成物來磨光第一導電材料膜，該磨光 組成物包含水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合 物，此銅錯合物係實質上不溶於水且具有比轉低的機械強 度’第二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種 氧化劑及水，藉以在第一開孔中形成第一貫穿孔塡料： 在一含有第一貫穿孔塡料的第一絕緣膜上形成第二絕 綠膜； 在第二絕緣膜中形成一對應於第二貫穿孔塡料形狀的 第二開孔，該貫穿孔塡料達及於至少第一貫穿孔塡料； 在一含有第二開孔的第二絕緣膜上形成一包含銅或銅 合金的第二導電材料膜；及 使用第二磨光組成物來磨光第二導電材料膜，該磨光 組成物包含水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合 物’此銅錯合物係實質上不溶於水且具有比銅低的機械強 度’第二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種 氧化劑及水，藉以在第二開孔中形成第二貫穿孔塡料。 以下說明將詳述本發明的其它目的和優點，其中部分 將由說明得知，或可藉實施本發明而了解。藉下文中所特 別指出的手段和組合將可實現及獲得本發明的目的和優點 請 先 閱 讀 背 之 意 事 項 寫裝 頁 訂 % 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 4 4 0 9 4 4 A7 B7 五、發明說明（） 〇 <請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 圖式之數觀點的詳細說明 附圖係併爲及構成說明書的一部分，其顯示本發明目 前較佳的實施例，且連同以上所給的一般說明及以下所給 的較佳實施例之詳細說明，供用於解釋本發明的原理。 圖1顯示膠態氧化鋁的X射線繞射光譜； 圖2顯示r -氧化鋁的X射線繞射光譜；_ 圖3係本發明的磨光步驟中所用的磨光機之示意圖； 圖4A至4 C係剖面圖，顯示用本發明以銅爲基底之 金屬磨光組成物處理一具有不平處的銅膜之步驟；及 圖5 A至5 C係剖面圖，顯示本發明實例5的半導體 裝置製法。 圖.6 A至.6 C係剖面圖，顯示本發明實例1 5的半導 體裝置製法。 圖7 A至7D係剖面圖，顯示本發明實例1 6的半導 體裝置製法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖8 A至8 F係剖面圖，顯示本發明實例1 7的半導 體裝置製法。 圖9 A至9 F係剖面圖，顯示本發明實例1 8的半導 體裝置製法。. 圖1 0A至1 0 C係剖面圖，顯示本發明實例1 9的 半導體裝置製法。 圖1 1 A至1 1 C係剖面圖，顯示本發明實例2 〇的 -9 - 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 440944 A7 B7 五、發明說明（） 半導體裝置製法。 圖1 2 A至1 2 C係剖面圖，顯示本發明實例2 1的 半導體裝置製法。 圖1 3 A至1 3 C係剖面圖，顯示本發明實例2 2的 半導體裝置製法。 圖1 4 A至1 4 F係剖面圖，顯示本發明實例2 3的 半導體裝置製法。 圖1 5 A至1 5 C係剖面圖，顯示本發明實例2 4的 半導體裝置製法。 主要元件對照表 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 轉盤 2 磨墊 3 供給管- 4 支撐軸 5 夾具 6 基材 7 磨光組成物 11 基材 1 2 銅膜 13 銅錯合物層 2 1 基材 2 2 S i 0 2 膜 2 3 溝渠 訂· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 "ΛΑίΧ^4ψ 4 40 944 Α7 _Β7五、發明說明（8) 2 4 導電壁障層 2 5 銅膜 2 6 銅線路層 2 7 S i 3 Ν 4 膜 3 1 η τ擴散層 3 2 矽 基 材 3 3 S i 0 2膜 3 4 溝 渠 3 5 開 孔 3 6 壁 障 層 3 7 銅 膜 3 8 線 路 層 3 9 銅 線 路 層 4 1 η +擴散層 4 2 矽 基 材 4 3 S i 〇 2膜 4 4 第 —- 開 孔 4 5 壁 障 層 4 6 銅 膜 4 7 貫 穿 孔 塡料 4 8 S i 〇 2膜 4 9 貫 穿 孔 5 0 溝 渠 5 1 壁 障 層 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 440944 A7 B7 五、發明說明（ 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 6 0 9) 第二銅膜 第二貫穿孔塡料 線路層 溝渠 埋銅線路層 氮化矽膜 穿孔 T i N壁障層 第二貫穿孔 第二貫穿孔塡料 溝渠 第二銅線路層 P型矽基材 S i 0 2 膜 第一溝渠 導電壁障層 第一銅膜 銅線路層 S i Ο 2 膜 第二溝渠 壁障層 第二銅膜 埋銅線路層 開孔 (請先閱讀背面之注意事項坪填寫本頁) 裝 訂.· 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 3 7 7 2 7 3 7 4 7 5 7 6 7 7 7 8 7 9 8 0 8 1 8 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -12- 4 40 9 4 4 A7 B7 五、發明說明（10) 8 3 貫穿孔塡料 (請先閱讀背面之注意事項坪填寫本頁) 發明之詳細說明 以下將具體地說明本發明之以銅爲基底之磨光組成物 〇 此以銅爲基底之磨光組成物包括水溶性第一有機酸， 此酸能與銅反應而形成銅錯合物，其係實質上不溶於水且 具有比銅低的機械強度；第二有機酸，具有單羧基及單羥 基；一種磨粒；一種氧化劑；及水。 當磨光組成物與銅或銅合金接觸時，第一有機酸的功 能爲與氧化劑所產生的銅水合物反應而產生一種銅錯合物 ，其實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度。該第一有 機酸例如可爲2 -喹啉羧酸（喳哪啶酸）、2 —吡啶羧酸 、2，6 —吼症殘酸及Μ。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 磨光組成物中第一有機酸的含量較佳爲0 . 1 %或較 多。若第一有機酸的含量少於0.1重量％，則難以充分 地在銅或銅合金表面上產生一種機械強度比銅低的銅錯合 物。結果，難以在磨光中充分地增強銅或銅合金之磨光速 率。第一有機酸的含量更佳爲0 . 3至1 . 2重量％。 第二有機酸的功能爲促進氧化劑所產生的銅水合物之 產生。第二有機酸例如可爲乳酸、酒石酸、苯乙醇酸或蘋 果酸。可用使其之單品或兩種或多種之混合物。第二有機 酸特佳爲乳酸》 磨光組成物中，第二有機酸的含量較佳爲第一有機酸 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 4 40 9 4 4 a? ____B7 五、發明說明（11) 重量的2 0至2 5 0%。若第二有機酸的含量少於2 〇重 量％，則難以充分地表現促進氧化劑所產生的銅水合物之 產生的功能。另一方面，若第二有機酸的含量多於2 5 〇 重量％，則會餓刻銅膜，而因此恐怕不能形成所欲的圖案 。第二有機酸的含量更佳爲第一有機酸重量的4 0至 2 0 0%。 磨粒係由矽石、氧化锆、氧化鈽及氧化鋁中的至少一 種所製成。 . 特佳爲磨料係單獨的膠態氧化鋁，或膠態氧化鋁與砂 石粒子如膠態矽石之混合粒子。該含膠態氧化鋁當作磨粒 的磨光組成物能抑制磨光後的銅或銅合金表面之損傷。膠 態氧化鋁之獲得可藉由：使烷氧化鋁加如三異丙氧化鋁溶 於有機溶劑中，將純水加入以便導致水解，及乾燥水解的 物料。圖1及2中顯示所獲得的膠態氧化鋁和7 —氧化銘 之X射線繞射光譜。 磨粒較宜具有0 · 0 2至0 · 1/zm的平均初級粒子 大小，及具有球形或實質上球形。當使用含有該磨粒的磨 光組成物於磨光銅或銅合金時，可能抑制磨光後銅或銅合 金表面之損傷。 磨光組成物中磨粒的含量較佳爲1至2 0重量％。若 磨粒含量少於1重量％，則變得難以充分達到其效果。另 一方面，若磨粒含量多於2 0重量％，則難以掌控它，因 爲（例如）磨光組成物的黏度變高。磨光組成物中磨粒的 含量更佳爲2至10重量％ (請先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 裝 訂： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 14 - t '^Δ Δη ^ 4 40 94 4 Α7 Β7 五、發明說明（12) (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 氧化劑的功能爲在磨光組成物與銅或銅合金接觸時造 成銅水合物的產生。作爲該氧化劑，可以使用氧化劑如過 氧化氫（H2〇2)或次氯酸鈉（Na C 1 〇)。 在磨光組成物中’氧化劑的含量較佳爲第一有機酸重 量的1 0倍或更大。若氧化劑含量少於第一有機酸重量的 1 ◦倍，則變得難以充分地促進銅錯合物在銅或銅合金表 面上的產生。氧化劑的含量更佳爲第一有機酸重量的3 0 倍或更大，最佳爲5 0倍或更大。 此外，可將非離子、兩性、陽離子或陰離子界面活性 劑加到本發明的磨光組成物中。 含有該界面活性劑的磨光組成物係能加強對銅或銅合 金及絕緣膜如S i N或S i 0 2的選擇性蝕刻能力。 非離子界面活性劑的例子包括聚乙二醇苯醚及乙二醇 脂肪酯。 兩性界面活性劑的例子包括咪唑甜菜鹼。 陽離子界面活性劑的例子包括十二基硫酸鈉。 陰離子界面活性劑的例子包括硬脂酸三甲基氯化銨。 上述界面活性劑的使用形式可爲二或多種的混合物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 磨光組成物中界面活性劑的添加量較佳爲1莫耳/升 或更多。若界面活性劑的添加量少於1莫耳/升，則變得 難以加強對銅或銅合金及絕緣膜如s i 〇 2的選擇性磨光能 力。界面活性劑的含量更隹爲1 0至1 0 0莫耳/升。 本發明的磨光組成物可更含有一種用於磨粒的分散劑 。該分散劑的例子包括聚乙烯吡咯啶酮（p v p )。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 4 40 9 44 一 Α7 Β7 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 爲了使用本發明以銅爲基底之金屬磨光組成物於磨光 ，例如磨光基材上所形成的銅膜或銅合金膜，因而使用圖 3所示的磨光機。即，在此機械中，一轉盤1經一如布製 的磨墊2所覆蓋。在磨墊2上方設有一用於供應磨光組成 物的供給管3。一上表面具有支撐軸4的基材夾具5配置 於磨墊2上方，以便上下自由移動及自由轉動。 在該磨光機中，夾具5夾持一基材6 ，俾其之磨光表 面（例如銅膜）相對於磨墊2。當由供給管3供應具有上 述成分的磨光組成物7時，經由支撐軸4推壓基材6而施 予磨墊2適當的負荷。再者，夾具5和轉盤1係以相同方 向旋轉，俾磨光基材上的銅膜。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述本發明的以銅爲基底之金屬磨光組成物包括包括 水溶性第一有機酸，此酸能與銅反應而形成銅錯合物，此 錯合物係實質，上不溶於水且具有比銅低的機械強度；第二 有機酸’具有單羧基及單羥基；磨粒；氧化劑；及水。因 此’在將銅或銅合金浸入其內時，銅或銅合金係全然不溶 於其內’而在磨光時，可在實用速率磨光銅或銅合金。實 用速率意味速率係6 0倍或較大於使用僅含習知磨粒的磨 光組成物之情況者。 即’當基材1 1上形成具有不平處的銅膜1 2 ，如圖 4 Α中所示者，則將基材1 1浸入以銅爲基底之金屬磨光 組成物中，該組成物係事先準備的且包括第一有機酸（例 如* 2 ~鸣啉羧酸）、第二有機酸（例如，乳酸）、氧化 劑（例如，過氧化氫）、磨粒及水，組成物中的氧化劑與 -16- 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） 4 40 9 44 A7 B7 五、發明說明（1考 銅於水的存在下反應成銅水合物（銅離子）。此時，將第 二有機酸（例如，乳酸）倂入磨光組成物中，則可促進水 合物的產生。再者，磨光組成物中的第一有機酸（例如， 2-喹啉羧酸）係與銅水合物依下示反應方程式反應而在 銅膜1 2上產生銅錯合物層1 3，如圖4B中所示。
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _其次，使用圖3中所示的磨光機及磨光組成物以保持 銅膜1 2相對於磨墊2，該銅膜1 2之表面上具有所產生 的銅錯合物層1 3 ，倒置在基材夾具5內，如圖4B中所 示。隨後，用支撐軸4壓迫基材，俾將預定的負荷施予磨 墊2。再者，當夾具轉盤1與相同的方向轉動時，磨 光組成物由供給管3供應給磨墊2。此時，藉以上反應方 程式在銅或銅合金表面上所產生的銅錯合物層1 3係不溶 於水中，但是機械強度低於銅。因此，如圖4 C所示之對 應於銅膜12之凸部的銅錯合物層13係被存在於磨料2 上的含磨粒之磨光組成物所磨光。 依本發明的磨光組成物，因此當依上述反應方程式藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 0 9 4 4 Α7 _____Β7 _ --- - 玉、發明說明（15) 由第一有機酸與銅水合物在銅或銅合金的表面上產生銅錯 合物（其之機械強度低於銅）時，倂入第二有機酸如乳酸 會促進氧化劑產生水合物’因此能幫助產生脆的銅錯合物 ’此銅錯合物係於含有磨粒的磨光組成物之存在中被磨光 。爲此緣故，可在遠高於僅含習用磨粒的磨光組成物或含 第一有機酸如2 -喹啉羧酸、氧化劑及磨粒的磨光組成物 之速率對銅或銅合金作磨光。 再者，當銅或銅合金浸於本發明的磨光輝成物內時， 並不會導致銅或銅合金的溶解。因此，可以避免問題如在 磨光步驟中銅的蝕刻量係隨著磨光組成物的供應時間而變 化之問題，或類似問題。可容易地執行其之操作。 若用圖3所示的磨光機來磨光銅或銅合金膜時，僅在 磨墊2接觸銅膜或銅合金膜（在其上滑行）時才磨光它。 當磨墊2與銅膜分開時，磨光動作立即停止。因此，可以 在磨光後阻礙銅膜或銅合金膜之更進一步蝕刻，即是所謂 的過度蝕刻。 在依本發明的磨光組成物中，可以在磨光時添加非離 子、兩性、陽離子或陰離子界面活性而加強對銅或銅合金 及絕緣膜如S ί Ο 2之選擇性蝕刻能力。 以下將說明依本發明的製造半導體裝置的方法。 此製造半導體裝置的方法包括步驟·’ 在半導體基材上的絕緣膜中形成至少一個用於埋置的 成員，選自於溝渠和開孔，該開孔對應於第一貫穿孔塡料 的形狀，該溝渠對應於線路層的形狀； --I 1 ---- _ _ 裝 i_i!·訂 ----- (請先閱讀背面之注意事項免4'·寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^ 440 9 4 4 A7 —一 B7 五、發明說明（16) 在一含有該成員的絕緣膜上形成一包含銅或銅合金的 導電材料膜；及 使用一種磨光組成物來磨光導電材料膜，例如，胃至υ 絕緣膜的表面暴露出爲止，該磨光組成物包含水溶彳生第_ 有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物，此銅錯合物實質上 不溶於水且具有比銅低的機械強度，第二有機酸，具有單 羧基及單經基，一種磨粒，一種氧化劑及水，俾使絕緣膜 的表面具有相同高度，藉以在用於埋置的成粵中形成至少 一個導電成員，選自於線路層及貫穿孔塡料。 可用的絕緣膜例如爲氧化矽膜、加硼磷矽酸鹽的玻璃 膜（B P s G )或加磷矽酸鹽玻璃膜（P s G )。絕緣膜 可經一種由氮化矽、碳、氧化鋁、氮化硼或類似物所製成 的磨光止擋膜所覆蓋。 絕緣膜較佳係由一種介電常數爲3 . 5或較小的絕緣 材料所製成。具有此介電常數的絕緣膜之例子包括 S i 0 F、有機材料、旋塗（spin-on )玻璃、聚酿亞胺、 加有氟的聚醯亞胺、聚四氟乙烯、聚烯丙基醚氟化物及加 有氟的茈。使用具有該介電常數的絕緣膜，可以提高導電 成員如線路層（含有銅或銅合金且係埋置於此絕緣膜中） 的訊號傳送速率。 可用的銅合金例如爲銅一矽合金、銅-鋁合金、銅一 石夕-銘合金或銅-銀合金。 可藉濺鍍沈積、真空沈積、電鍍或類似法來形成一包 含銅或銅合金的導電材料膜。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- (請先閱讀背面之注意事項坪填寫本頁) -§J. A7 B7 440944 五、發明說明（17) 具體言之，可藉濺鍍或c VD或接受無電鍍來形成一 包含銅或銅合金的導電材料膜。 較佳爲磨光組成物中的第一有機酸及其含量係與上述 以銅爲基底之金屬磨光組成物中所用的酸和範圍相同。 較佳爲磨光組成物中的第二有機酸及其含量係與上述 以銅爲基底之金屬磨光組成物中所用的酸和範圍相同。 磨光組成物中的磨粒係由至少一種選自於矽石、氧化 鉻、氧化鈽及氧化鋁的材料製成。特佳爲磨粒係單獨的膠 態氧化鋁，或膠態氧化鋁及矽石粒子如膠態矽石之混合粒 子。含有該膠態氧化鋁當作磨粒的磨光組成物使得其能抑 制磨光後的銅或銅合金表面之損傷。 磨料粒子較佳具有0.02至0.1的平均初級 粒子大小及具有球形或實質上的球形。用含有該磨粒的磨 光組成物作磨光可.以抑制磨光後的銅或銅合金表靣之損傷 〇 磨粒含量較佳係1至2 0重量％，更佳2至7重量％ ，以相同於以銅爲基底之金屬磨光組成物的方式。 較佳爲磨光組成物中的氧化劑及其含量係與上述以銅 爲基底之金屬磨光組成物中所用的藥劑和範圍相同。 此外，可將非離子、兩性、陽離子或陰離子界面活性 劑加到磨光組成物中。 使用圖3所示的磨光機來執行藉磨光組成物作的磨光 0 在使用圖3所示的磨光機作磨光處理時，適當地選擇 ------：----一！ y 寰--- - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 4 4 Ο 9 4 4 A7 ____B7__ 五、發明說明（18) 將夾具所夾持的基材之加壓於磨墊上的負荷，此係視磨光 組成物的組成而定，但其較佳例如爲5 0至1 0 0 0克/ 平方公分。 在依本發明製造半導體裝置時，於絕緣膜（其形成在 基材上）上形成導電材料膜之前，可形成導電壁障層，該 絕緣膜係沈積在基材上且包括至少一個用於埋置的成員， 選自於溝渠和開孔部。在一含有該成員的絕緣膜上形成該 導電壁障層，則能形成導電材料膜，及藉由回蝕處理形成 至少一個導電成員，選自於在至少一個用於埋置的成員（ 選自於溝渠和開孔）中之線路層和貫穿孔塡料，且被壁障 層所圍繞。結果，可以藉由壁障層阻止作爲導電材料的銅 擴散進入絕緣膜，及防止銅污染半導體基材。 壁障層係由一或多層所構成，包括至少一種選自於例 如 TiN'Ti >Nb 'W'WN'TaN'TaSiN 、1Ta 、Co、Zr、ZrN及CuTa合金者。該導電 壁障層較佳具有1 5至5 0 n m的厚度。 在如上述依本發明的製造半導體裝置之方法中，首先 在半導體基材上的絕緣膜上形成至少一個用於埋置的成員 ，選自於一對應於貫穿孔塡料形狀的開孔及一對應於線路 層形狀的溝渠，然後在一含有該成員的絕緣膜上形成一包 含銅或銅合金.的導電材料膜。隨後，磨光導電材料膜，例 如，直到絕緣膜的表面暴露出爲止，其係藉由使用一種水 溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物，此銅錯合 物實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度，第二有機酸 -----------— IV 裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ii· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 1 'AAJ^A2, 4 4 〇 9 4 4 A7 _B7_____ 五、發明說明（19) ，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種氧化劑及水，及 圖3所示的磨光機。如上述，在將銅膜或銅合金膜浸於磨 光組成物中，銅膜或銅合金膜全然不溶於磨光組成物中， 而在磨光該膜時，磨光組成物能以高速磨光銅膜或銅合金 膜。 結果，在磨光步驟中，導電材料膜之表面係被連續磨 光，即接受所謂的回蝕處理。因此，至少一導電成員，選 自於包含銅或銅合金的線路層或貫穿孔塡料，係形成在至 少一用於埋置的成員（選自於絕緣膜的溝渠和開孔）內側 ，俾導電成員之高度係與（例如）絕緣膜之表面相同。在 回蝕步驟後，作爲線路層的導電成員係與磨光組成物接觸 ，但是如上述，銅或銅合金不能溶解在其中。因此，可避 免導電成員的溶解（蝕刻）。 因此，能以高精確度製造一種具有導電成員如埋線路 層之半導體裝置，及一種平坦表面的結構。 再者，形成在絕緣膜上的導電成員如埋線路層之表面 係接觸磨光組成物，俾在其上產生上述銅錯合物，但是其 厚度係非常薄的，即2 0 nm。因此，在移除銅錯合物層 以暴露出純銅表面時，可避免導電成員如埋線路層膜之過 度變薄。 此外，可以使用比r -氧化鋁遠較軟的膠態氧化鋁當 作磨粒，以便例如，當磨光絕緣膜上所形成的銅膜或銅合 金膜時，可能抑制對此金屬膜之磨光後的表面造成的損傷 。因此，可以形成高度可靠的導電成員如埋線路層，其之 (請先閱讀背面之注意事項再‘壤寫本頁) 裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 440 9 44 ’ A7 B7 五、發明說明（20) 絕緣膜沒有導致線路斷裂的損傷。 (諳先閱讀背面之注意事項#填寫本頁) 再者，若磨光組成物更含有非離子、兩性、陽離子或 陰離子界面活性劑，則在回蝕步驟中可能提高對銅或銅合 金製的導電膜及絕緣膜如S ί 0 2之選擇性磨光能力。此使 得能抑制當作下層的絕緣膜之變薄，及製造一種具有高擊 穿電壓的半導體裝置。此外，使用含有該界面活性劑的磨 光組成物可能容易地去除污物，如細的導電材料及有機材 料，在回蝕步驟後的淸洗中留在絕緣膜上者。結果，可製 得一種半導體裝置，具有淸淨表面，絕緣膜之表面上的有 機材料及殘留的導電材料係被移除。 以下將說明依照本發明一種製造具有雙重波紋結構的 半導體裝置之方法。 此製造半導體裝置之方法包括步驟·‘ 在半導體基材上的絕緣膜中形成一對應於線路層形狀 的溝渠，及在絕緣膜部分中形成一抵達半導體基材表面的 開孔，其係位於溝渠底部的一部分處； 在一含有溝渠和開孔的絕緣膜上形成一包含銅或銅合 金的導電材料膜；及 ， 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用一種磨光組成物來磨光導電材料膜，該磨光組成 物包含水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物， 此銅錯合物係實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度， 第二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種氧化 劑及水，藉以在溝渠和開孔中形成具有雙重波紋結構的線 路。 -23- 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 40 9 44 A7 B7 五、發明說明（21) 亦可以在半導體基材之表面上（其中設有開孔）形成 一擴散層，此擴散層具有與基材之導電形態相同的導電形 態或與基材之導電形態相反的導電形態。前者擴散層可用 於基材-偏壓’而後者擴散層可用當作線路層。 可用的絕緣膜例如爲氧化矽膜、加硼磷矽酸鹽玻璃膜 (BPSG膜）或有加磷矽酸鹽玻璃膜（PSG膜）。此 絕緣膜可經一種由氮化矽、碳、氧化鋁、氮化硼、鑽石或 類似物製的磨光止擋膜所覆蓋。 絕緣膜較佳係由上述一種介電常數爲3.5或較小的 絕緣材料所製成。使用具有該介電常數的絕緣膜’則可以 提高導電成員如線路層（具有雙重波紋結構且含有銅或銅 合金埋置於此絕緣膜中）的訊號傳送速率。 爲了在絕緣膜製造溝渠或開孔’可以採用以下者： (1 )藉選擇性蝕刻技術，在絕緣膜中製造一對應於 線路層形狀的溝渠’然後在溝渠底部作部分地和選擇性蝕 刻以產生一種開孔，其抵達半導體基材之表面’或 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) (2 )藉選擇性蝕刻技術’在絕緣膜中形成孔洞，方 式爲使得由孔洞底部至基材表面之長度係對應於後述的溝 渠之深度，然後選擇地蝕刻具有孔洞的絕緣膜以製造一種 對應於線路層形狀的溝渠’同時移除孔洞底部的絕緣膜部 分。 可用的銅合金例如爲銅-矽合金、銅—鋁合金、銅-矽-鋁合金或銅-銀合金。 可藉濺鍍沈積、真空沈積、無電鍍或類似法來形成一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- A7 B7 4094 五、發明說明（ 包含銅或銅合金的導電材料膜。具體言之，可藉灘鍵或 c V D或接受無電鍍來形成一包含銅或銅合金的導電材料 膜。 ------：----.--J裝— (靖先閱讀背面之注意事項#'t寫本頁) 較佳爲磨光組成物中的第一有機酸及其含量係與上述 以銅爲基底之金屬磨光組成物中所用的第—酸和其含量年目 同。 較佳爲磨光組成物中的第二有機酸及其含量係與上述 以銅爲基底之金屬磨光組成物中所用的第二酸和其含量相 同。 磨光組成物中的磨粒係由至少一種選自於砂石、氧化 鉻、氧化鈽及氧化鋁的材料製成。特佳者爲單獨的膠態氧 化鋁’或膠態氧化鋁及矽石粒子如膠態矽石之摻合粒子。 含有該膠態氧化鋁當作磨粒的磨光組成物使得能抑制磨光 後的銅或銅合金表面之損傷。 磨料粒子具有〇 . 〇 2至0 1 a m的平均初級粒子 大小及具有球形或實質上的球形。用含有該磨粒的磨光組 成物作磨光可以抑制磨光後的銅或銅合金表面之損傷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 磨粒含量較佳係1至2 0重量％，更佳2至7重量％ ，以相同於以銅爲基底之金屬磨光組成物的方式。 較佳爲磨光組成物中的氧化劑及其含量係與上述以銅 爲基底之金屬磨光組成物中所用的氧化劑及其含量相同。 再者，可將非離子、兩性、陽離子或陰離子界面活性 劑加到磨光組成物中。 使用例如圖3所示的磨光機來執行藉磨光組成物作的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 鎅、4 4 〇 9 4 4 ^Α7 Β7 五、發明說明（23) 磨光。 在使用圖3所示的磨光機作磨光時，可適當地選擇將 夾具所夾持的基材之加壓於磨墊上的負荷’但其較佳例如 爲50至1000克/平方公分。 在依本發明製造半導體裝置時，於絕緣膜（其形成在 基材上，包含溝渠或開孔）上形成導電材料膜之前’可形 成導電壁障層。在一含有該溝渠或開孔的絕緣膜上形成該 導電壁障層，則可藉形成導電材料膜如銅膜荩回蝕而能在 導電壁障層所包圍的溝渠或開孔中形成一具有雙重波紋結 構的線路。結果，可以藉由導電壁障層阻止作爲導電材料 的銅擴散進入絕緣膜內，俾防止銅污染半導體基材。 導電壁障層係由一或多層所構成，包括至少一種選自 於例如TiN、Ti 、Nb、W、WN、TaN、 TaSiN、了 a 、Co、Zr 、ZrN 及 CuTa 合金 者。該導電壁障層較佳具有1 5至5 0 nm的厚度。 如上述依本發明的製造半導體裝置之方法，包括在半 導體基材上的絕緣膜中形成至少一對應於線路層形狀的溝 渠，及在絕緣膜部分中形成一抵達半導體基材表面的開孔 ，該絕緣膜部分係位於溝渠底部的一部分處；在一含有溝 渠和開孔的絕緣膜上形成一包含銅或銅合金的導電材料膜 ;然後使用一種磨光組成物，其含有水溶性第一有機酸， 能與銅反應而產生銅錯合物，此銅錯合物實質上不溶於水 且具有比銅低的機械強度，第二有機酸，具有單錢基及單 羥基，一種磨粒，一種氧化劑及水，及例如圖3所示的磨 ------：----.—.)!裝— (請先閱讀背面之注意事項再，填寫本頁) 訂·. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26- A7 440944 B7___ 五、發明說明（24) 光機，以磨光導電料膜直到絕緣膜的表面暴露出爲止。當 銅膜或銅合金膜浸於磨光組成物中時，銅膜或銅合金膜全 然不溶解的。當用該磨光組成物磨光銅膜或銅合金膜時， 能以高速磨光導電材料膜。 結果，在磨光步驟中，導電材料膜之表面係依序被磨 光，即接受所謂的回蝕處理。因此，可在絕緣膜中的溝渠 和開孔內側形成一種具有雙重波紋結構的線路，其之高度 與絕緣膜之表面相同。在回蝕步驟後，線路係與磨光組成 物接觸，但是銅或銅合金不溶於磨光組成物中，俾防止線 路的溶解（蝕刻）。 因此，能以高精確度製造一種具有雙重波紋結構的線 路之半導體裝置。 形成在絕緣膜中的線路之表面係與磨光組成物接觸而 產生銅錯合物。然而其厚度係非常薄的，即2 0 n m。因 此，在移除銅錯合物層以暴露出純銅表面時，可避免線路 之過度變薄。 例如*當磨光絕緣膜上所沈積的銅或銅合金之金屬膜 時，可以使用比7 -氧化鋁遠較的膠態氧化鋁當作磨粒， 而可避免對金屬之磨光後的表面造成損傷。結果，可以形 成可靠的雙重波紋結構之線路，其之絕緣膜沒有導致線路 斷裂的損傷。 若使用更含有非離子、兩性、陽離子或陰離子界面活 性劑的磨光組成物，則能抑制下層絕緣膜之變薄，製造一 種具有高擊穿電壓的半導體裝置，及容易地去除污染物如 -----;--11-— I ΜΛ- ----1---訂- - ------- (請先閱讀背面之注意事項再'«-寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27- B7 五、發明說明（25) 細導電粒子及有機物質，在回蝕步驟後的淸洗中留在絕緣 膜上者。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下將說明依照本發明製造一種具有多層線路結構的 半導體裝置之方法。 此製造半導體裝置之方法包括步驟： 在半導體基材上的第一絕緣膜中形成至少一個對應於 第一貫穿孔塡料形成的第一開孔； 在一含有開孔的絕緣膜上形成一含有銅或銅合金的第 一導電材料膜； 使用一種磨光組成物來磨光導電材料膜’該磨光組成 物包括水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物， 此銅錯合物實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度，第 二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種氧化劑 及水，藉以在第一開孔中形成第一貫穿孔塡料。 在一含有第一貫穿孔塡料的第一絕緣膜上形成第一絕 緣膜； 在第二絕緣膜膜中形成一對應於第二貫穿孔塡料形狀 的第二開孔，抵達至少該第一貫穿孔塡料； 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在含有第二開孔的第二絕緣膜上形成一包含銅或銅合 金的第二導電材料膜：及 使用一種磨光組成物來磨光導電材料膜，該磨光，钽成 物包括水溶性第一有機酸，能與銅反應而產生銅錯合物， 此銅錯合物實質上不溶於水且具有比銅低的機械強度，第 二有機酸，具有單羧基及單羥基，一種磨粒，一種氧化劑 28 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規輅（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 440 944A7 B7 ___ " 五、發明說明（26) 及水，藉以在第二開孔中形成第二貫穿孔塡料。 可以在半導體基材之表面中（其中設有第一貫穿孔塡 料）形成一擴散層’此擴散層具有與基材之導電形態相同 的導電形態或與基材之導電形態相反的導電形態。前者擴 散層可用於基材-偏壓，而後者擴散層可用當作線路層。 作爲第一和第二絕緣膜，例如可用氧化矽膜、加硼隣 矽酸鹽玻璃膜（BPSG膜）、加磷矽酸鹽玻璃膜（ P S G膜）或類似物。第二絕緣膜之表面可經一種包含氮 化矽、碳、氧化鋁、氮化硼' 鑽石或類似物的絕緣止擋膜 所覆蓋。 第一和第二絕緣膜中的至少之一較佳係由上述具有介 電常數爲3 . 5或較小的絕緣材料所製成。 可用的銅合金例如爲銅-砂合金、銅_錦合金、銅-砂+-銘合金或銅一銀合金。 可藉濺鍍沈積、真空沈積、無電鍍或類似法來形成一 包含銅或銅合金的第一和第二導電材料膜。具體言之，可 藉濺鑛或C V D或接受無電鍍來形成該包含銅或銅合金的 導電材料膜。 較佳爲磨光組成物中的第一有機酸及其含量係與上述 以銅爲基底之金屬磨光組成物中所用的第一有機酸及其含 量相同。 較佳爲磨光組成物中的第二有機酸及其含量係與上述 以銅爲基底之金屬磨光組成物中所用的第二有機酸及其含 量相同。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂，- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -29- 440944 A7 B7 五、發明說明（27) (請先閱讀背面之注音華項待填寫本頁> 磨光組成物中的磨粒係由至少一種選自於矽石、氧化 锆、氧化铈及氧化鋁者所製成。特佳爲磨粒係單獨的膠態 氧化鋁，或膠態氧化鋁及矽石粒子如膠態矽石之摻合粒子 。含有該膠態氧化鋁當作磨粒的磨光組成物使得能抑制磨 光後的銅或銅合金表面之損傷。 磨料粒子較佳具有0 · 0 2至0 . 1 # m的平均初級 粒子大小及具有球形或實質上的球形。用含有該磨粒的磨 光組成物作磨光可以抑制磨光後的銅或銅合金表面之損傷 〇 磨粒含量較佳係1至2 0重量％，更佳2至7重量％ ，以相同於以銅爲基底之金屬磨光組成物的方式。 較佳爲第一和第二磨光組成物中的氧化劑係與上述以 銅爲基底之金屬磨光組成物中的氧化劑及其含量相同。 再者，可將非離子、兩性、陽離子或陰離子界面活性 劑加到第一和第二磨光組成物中。 使用例如圖3所示的磨光機來執行藉第一和第二磨光 組成物作的磨光。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在使用圖3所示的磨光機作磨光時，可適當地選擇將 夾具所夾持的基材之加壓於磨墊上的負荷，但其較佳例如 爲5 0至1〇〇 ◦克/平方公分。 第一與第二磨光組成物之成分和成分比係相同或不同 〇 可將下述的步驟加到依本發明的半導體裝置之製法中 -30- 本紙張尺度適用尹國國家標準（cNs)A4規格（210 x 297公釐） A7 B7 五、發明說明（28) (請先閱讀背面之注意事項#'资寫本頁) (1 )在第一絕緣膜中更形成一對應於第一線路層形 狀的第一溝渠’及在一含有第一溝渠和第一開孔的第一絕 緣膜上形成一包含銅或銅合金的第一導電材料膜之後，使 用第一磨光組成物來磨光導電材料膜，藉以在第一開孔中 形成第一貫穿孔塡料，及在第一溝渠中形成第一線路層。 (2 )在第二絕緣膜中更形成一對應於第二線路層形 狀的第二溝渠，及在一含有第二溝渠和第二開孔的第二絕 緣膜上形成一包含銅或銅合金的第二導電材料膜之後，使 用第二磨光組成物來磨光導電材料膜，藉以在第二開孔中 形成第二貫穿孔塡料，及在第二溝渠中形成第二線路層。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (3 )在第一絕緣膜中更形成一對應於第一線路層形 狀的弟一溝渠’及在一含有第一溝渠和第一開孔的第一絕 緣膜上形成一包含銅或銅合金的第一導電材料膜之後，使 用第一磨光組成物來磨光第一導電材料膜，藉以在第一開 孔中形成第一貫穿孔塡料，及在第一溝渠中形成第一線路 層，及在第二絕緣膜中更形成一對應於第二線路層形狀的 第二溝渠，及在一含有第二溝渠和第二開孔的第二絕緣膜 上形成一包含銅或銅合金的第二導電材料膜之後，使用第 二磨光組成物來磨光第二導電材料膜，藉以在第二開孔中 形成第二貫穿孔塡料，及在第二溝渠中形成第二線路層。 (4 )在第一絕緣膜中更形成一對應於第一線路層形 狀的第一溝渠，及在一含有第一溝渠和第一開孔的第一絕 緣膜上形成一包含銅或銅合金的第一導電材料膜之後，使 用第一磨光組成物來磨光導電材料膜，藉以在第一開孔中 -31 - 本紙張尺度適用中國國家標準<CNS>A4規格（210 X 297公釐） 4 40 944 A7 ------ B7 五、發明說明（29) (請先閱讀背面之注意事項^"'寫本頁) 形成第一貫穿孔塡料，及在第一溝渠中形成第一線路層， 並在第二絕緣膜中更形成一對應於第三貫穿孔塡料（抵達 第一線路層）形狀的第三開孔，及在一含有第三開孔和第 二開孔的第二絕緣膜上形成一包含銅或銅合金的第二導電 材料膜之後，使用第二磨光組成物來磨光第二導電材料膜 ’藉以在第二開孔中龄成第二貫穿孔塡料，及在第三開孔 中形成第三貫穿孔塡料。 在依本發明製造半導體裝置時，於一含齊第一開孔（ 及第一溝渠）的第一絕緣膜上形成第一導電材料膜之前， 或於一含有第二開孔（及第二溝渠）的第二絕緣膜上形成 第二導電材料膜之前，可形成導電壁障層。在一含有開孔 (及溝渠）的絕緣膜上形成該導電壁障層，則可藉導電材 料膜如銅膜的形成及回蝕，在導電壁障層所包圍的開孔中 形成貫穿孔塡料。秸果，可以藉由導電壁障餍阻止作爲導 電材料的銅擴散進入絕緣膜內，及防止銅污染半導體基材 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 導電壁障層係由一或多層所構成，包括至少一種選自 於例如 TiN、Ti 、Nb、W、WN'TaN、 TaSiN、Ta 、（3〇、21'、2!1^及（：11丁3合金 者。該導電壁障層較佳具有1 5至5 0 n m的厚度。 在上述用於在第一絕緣膜上形成第一線路層的方法C 1 ) 、（ 3 )及（4 )之情況中，於形成第一線路層之後 及於形成第一絕緣膜之前’可在一含有第一線路層的第一 絕緣膜上形一壁障層，此壁障層包括至少—種絕緣材料， -32- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 440944 A7 B7 五、發明說明（30) 選自於氮化矽和加有氮的氧化矽。此壁 5 0至2 0 0 。因爲該壁障層可覆 合金的第一線路層之暴露表面，所以可 的銅或銅合金經過第二絕緣膜回到第一 入半導體基材內而污染基材的現象。含 層會防止銅或銅合金由第二絕緣膜製的 及第二線路層）擴散至其下之第一絕緣 略在第二絕緣層上形成上述導電壁障層 障層的厚度 蓋住該包含 以防止第一 絕緣膜然後 有絕緣材料 第二貫穿孔 膜。結果， ，其爲了防 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 開孔（及第二溝渠）^ 在上述用於在第一絕緣膜上形成第 1 ) 、 （ 3 )及（4 )之情況中，可以 障層，其包括至少一種選自於例如T i W，WN、TaN、TaSiN、Ta’ ZrN及CuTa合金者。 依照本發明之半導體裝置製法，可 形成至少高精確度第一貫穿孔塡料，其 表面及包括銅或銅合金，並在第二絕緣 確度第一貫穿孔塡料，其連接至第一塡 金。結果，可以獲得一種具有多層線路 金的半導體裝置。 以下詳細說明較佳的實例。 銅合金擴散至第 —線路層的 形成一或多 N 、T i 、 較佳係 銅或銅 線路層 擴散進 的壁障 塡料（ 可能省 止銅或 方法（ 導電壁 N b 、 請 先 閱 讀 背. 面 之 注 意. 事 項r v 填j 5裝 本 . 頁 訂
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Z 以在第一絕 抵達半導體 膜中形成至 充及包括銅 結構包含銅 緣膜中 基材之 少高精 或銅合 或銅合 (實例1 ) 藉濺鍍方法在基材上首先沈積一銅膜。隨後’基材被 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -33- · 4- 4 0 9 4 4 A7 B7 五、發明說明（31) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖3所示的磨光機之基材夾具5所夾持’俾所沈積的銅膜 係相對於磨墊2。然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向 磨墊2 (商品名稱：IC 1 000/SUBA400，Roder NiUa有限公 司製），俾使5 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2 °當轉盤 1及夾具5分別以1 0 0 r pm及1 〇 3 r pm的速率以 相同方向轉動時，由供給管3以2 0毫升/分鐘的速率供 應磨光組成物給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所沈積的 銅膜。作爲此磨光組成物，使用一種含有純本含有1 . 2 重量％的膠態氧化鋁之組成物，該膠態氧化鋁具有2 0 n m的平均初級粒子大小。 測量磨光步驟中銅膜的磨光速率。結果’發現其爲5 n m/分鐘。藉由光學顯微鏡亦觀察磨光後的銅膜表面’ 而在暗場中於5 0 0倍率時沒有看到深度2 0 n m或較大 的損傷之發生.。 (實例2 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉濺鍍方法在基材上首先沈積一銅膜。隨後，基材被 圖3所示的磨光機之基材夾具5所夾持，俾所沈積的銅膜 係相對於磨墊2。然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向 磨墊 2 (商品名稱：IC 1000/SUBA400, Roder Nitta 有限公 司製），俾使3 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤 1及夾具5分別以1 0 0 r pm及1 0 3 r pm的速率以 互相相反的方向轉動時，由供給管3以2 0毫升/分鐘的 速率供應磨光組成物給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格（210 X 297公釐） -34- 4 40 9 4 4a7 _B7_______ 五、發明說明（32) 沈積的銅膜。作爲此磨光組成物，使用一種含有純水含有 0 _ 6重量％的2 —喹啉羧酸、1 3重量％的過氧化氫、 (請先閱讀背面之注意事項坪填寫本頁) 1 . 2重量％具有2 0 n m平均初級粒子大小的膠態氧化 鋁及4 . 4重量％的膠態矽石之組成物。 (比較例1 ) 以相同於實例1之方式磨光銅膜，但是所用的磨光組 成物係一種含有純水含有含有0 · 6重量％的2 —喧咐翔 酸、13重量％的過氧化氫、1.2重量％具有30nm 平均初級粒子大小的膠態氧化鋁及4 . 4重量％的膠態石夕 石之組成物。 測量實例2和比較例1中的銅膜之磨光速率。結果’ 實例2中的銅膜之磨光速率爲4 2 nm/分鐘’而比較例 中爲5 0 nm/分鐘。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用刮痕評估裝置（商品名稱：Surfscan 6420，Tencall 有限公司），其具有顯微計數功能’僅由輻射雷射光束之 散射而得到刮痕數目，於實例2及比較例1的磨光後，測 量1毫米平方的基材之辦表面，在各5 0位置中’具有大 小爲0 , 2 // m或較小的刮痕之數目。結果，在比較例1 中，在5 0位置中的刮痕總數爲1 4 8 ;而在實例2中， 在5 0位置中的刮痕總數爲4。 因此，可了解實例2使用膠態氧化鋁當作磨粒的磨光 組成物對於銅膜的磨光速率係稍差於比較例1使用r 一氧 化鋁當作磨粒的磨光組成物’但是與比較例1比較下’實 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -35- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 440944 Α7 ___Β7_ 五、發明說明（33) 例2明顯地減少由於線路斷裂所致的損傷之發生。 (實例3 ) 藉濺鍍方法在基材上首先沈積一鋁膜。隨後，基材被 圖3所示的磨光機之基材夾具5所夾持，俾所沈積的鋁膜 係相對於磨墊2。然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向 磨墊 2 (商品名稱：IC1000/SUBA400，Roder Nitta 有限公 司製），俾使300g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤 1及夾具5分別以1 〇 〇 r pm及1 0 3 r pm的速率以 相同方向轉動時，由供給管3以2 0毫升/分鐘的速率供 應磨光組成物給磨墊2。因此’磨光基材2 1上所沈積的 鋁膜。作爲此磨光組成物，使用一種含有純水含有 1 . 29重量％的三甲基氫氧化銨、〇 . 5重量％的過氧 化氬及4重量％具有2 0 n m平均初級粒子大小的膠態氧 化鋁之組成物。 測量磨光步驟中鋁膜的磨光速率。結果，發現其爲 7 0 nm/分鐘。藉由光學顯微鏡亦觀察磨光後的鋁膜表 面，而在暗場中於5 0 0倍率時沒有看到深度2 0 nm或 較大的損傷之發生。 (實例4 ) 藉濺鍍方法在基材上首先沈積一鎢膜。隨後，基材被 圖3所示的磨光機之基材夾具5所夾持，俾所沈積的鎢膜 係相對於磨墊2。然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向 I----；--------------訂----II 11 1 (諳先聞讀背面之注意事項I填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -36- -θ 440944 Α7 Β7 五、發明說明（34) 磨墊 2 (商品名稱：IC1000/SUBA400，Roder Nitta 有限公 司製），俾使3 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤 1及夾具5分別以lOOrpm及103 rpm的速率以 相同方向轉動時，由供給管3以2 0毫升/分鐘的速率供 應磨光組成物給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所沈積的 鎢膜。作爲此磨光組成物，使用一種含有純水含有0 . 1 重量％的氯化鐵、4重量％的過氧化氫及〇 . 0 7重量％ 具有2 0 n m平均初級粒子大小的膠態氧化鋁之組成物。 測量磨光步驟中鎢膜的磨光速率。結果，發現其爲 5 0 nm/分鐘。藉由光學顯微鏡亦觀察磨光後的鎢膜表 面，而在暗場中於5 0 0倍率時沒有看到深度2 0 n m或 較大的損傷之發生。 (實例5 ). 如圖5A中所示，S i 〇2膜2 2當作層間介電質，其 之厚度例如爲1 0 0 0 nm，係藉由CVD法首先沈積在 矽基材2 1上，其中在彼之表面中，形成未於圖示的擴散 層當作源極及汲極。之後，藉光蝕刻技術在S i Ο 2膜2 2 中形成數溝渠2 3 ，具有5 0 0 nm的深度及對應於線路 層的形狀。隨後’如圖5 B所示’依序在含有溝渠2 3的 S i 〇2膜2 2上沈積1 5 nm厚的T i N導電壁障層2 4 及6 0 0 nm厚的銅膜2 5。 其次，圖5 B所示的基材2 1被圖3所示的磨光機之 基材夾具5所夾持’俾其之線路形成表面係相對於磨墊2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------：-----11 裝· II - 一 (請先閱讀背面之注意事項^-^-寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37- 4^0-9-4-2^-. 440944 A7 ___B7 五、發明説明（35 ) 。然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向磨墊2 (商品名 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 稱：IC1000/SUBA400，Roder Nitta 有限公司製），俾使 300g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤1及夾具5分 別以1 0 0 r pm及1 0 3 r pm的速率以相同方向轉動 時’由供給管3以2 0毫升/分鐘的速率供應磨光組成物 給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所沈積的銅膜2 5和壁 障層2 4直到S i 〇2膜2 2的表面暴露出爲止。作爲此磨 光組成物，使用一種含有純水含有0 6重暈％的2 -喹 啉羧酸、13重量％的過氧化氫、1.2重量％具有20 n m平均初級粒子大小的膠態氧化鋁及4 . 4重量％的膠 態矽石之組成物。在此磨光組成物中，當磨光組成物接觸 銅膜時，組成物沒有對銅膜造成蝕刻。在用磨墊作磨光時 ’其之磨光速率係約8 0 nm/分鐘。因此’在磨光步驟 中，較佳使圖5 B中所示的凸銅膜2 5之表面機械地接觸 磨墊而被磨光，及更進一步磨光暴露的壁障層2 4。即， 執行回飽處理。因此，如圖5 C所示’壁障層2 4僅留在 溝渠2 3內側，此外該經壁障層2 4所覆蓋的溝渠2 3形 成一埋銅線路層2 6，具有與S i 〇2膜2 2表面相同的高 度且不具有2 0 nm或較大的深度（在暗場中於5 0 〇倍 率時）。 在釋放磨光機之夾具5施予磨墊2的負荷及停止轉盤 1和夾具5的轉動後，蝕刻沒有前進，即使銅膜2 6接觸 磨光組成物時。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2K)X297公釐） -38 - 4 40 94 4 ΑΊ Β7 五、發明説明（36 ) (實例6 ) 使用圖3中所示的磨光機及一種磨光組成物，藉由* 材夾具5來顛倒地夾持一上沈積有銅膜的砂晶圓，俾銅膜 相對於磨墊2 (商品名稱：IC1 000, Roder Nitta有限公司 製），然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向磨墊2，俾 使5 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤1及夾具5 分別以1 0 3 r pm及1 0 0 r pm的速率以相同方向轉 動時，由供給管3以5 0毫升/分鐘的速率供應磨光組成 物給磨墊2，以便磨光銅膜。 所用的以銅爲基底之金屬磨光組成物係一種組成物， 其中以下述表1中所述的比例混合2 —喹啉羧酸（喹哪啶 酸）、乳酸、十二基硫酸銨、聚乙烯毗咯啶酮（PVP) 、過氧化氫、膠態矽石、具有2 0 n m平均初級粒子大小 的膠態氧化鋁及水。 再者，以相同於銅膜的條件但是將一種矽晶圓（其表 面上成長有氧化物膜）當作欲磨光的對象，將氧化物膜磨 光5分鐘^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 而且，以相同於銅膜的條件但是將一種矽晶圓（其表 面上成長有氮化矽膜）當作欲磨光的對象，將S i N膜磨 光5分鐘= 在這些磨光處理中，測量銅膜、氧化物膜及S i N膜 的磨光速率。由這些磨光速率，亦計算出銅膜對氧化物膜 的選擇性比及銅膜對氮化矽膜的選擇性比。這些結果示於 以下表1中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -39- Γ 440944 A7 B7 五、發明説明（37 (實例7至1 1 ) 以相同於實例6的方式但是使用一種組成物當作以銅 爲基底之金屬磨光組成物來分別磨光矽晶圓上的銅膜、氧 化物膜及氮化矽膜。該組成物中以下述表1所示的比例混 合2 -喹啉殘酸（喑哪陡酸）、十二基硫酸截、聚乙稀吼 咯啶酮（P V P )、過氧化氫、膠態矽石、具有2 0 n m 平均初級粒子大小的膠態氧化鋁及水。然後剩量這些膜的 磨光速率。由這些磨光速率，亦計算出銅膜對氧化物膜的 選擇性比及銅膜對氮化矽膜的選擇性比。這些結果示於以 下表1中。 請 先 閲 背 去- 之 注 意 事. 項 本 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (比較例2 ) 以相同於實例6的方式但是使用一種具有表1所示比 例的組成物當作以銅爲基底之金屬磨光組成物來分別磨光 矽晶圓上的銅膜、氧化物膜及氮化矽膜。然後測量這些膜 的磨光速率。由這些磨光速率’亦計算出銅膜對氧化物膜 的選擇性比及銅膜對氮化矽膜的選擇性比。這些結果示於 以下表1中。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -40- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4-4JX9-A^r 4 4 0 9 4 4 a? B7 五、發明説明（38 ) ΐ漱 實例8 〇 〇 〇〇 〇 Ο 寸 〇 13.3 4.4 寸 i 1 500 103/100 1 148 CO 1 1 1 < 寸 136.0 實例7 0.67 0.67 0.57 0.4 cn m i Η 4.4 寸 1—( 1 500 103/100 η L/Ί VjO 162 寸 0.9 38.0 178.2 實例6 0.67 ◦ 0.57 0.4 CO cn >—1 寸 寸 1.47 — 500 103/100 1 ί Vi CN 2.7 3.4 ___1 34.3 D奎哪丨定酸（wt%) 乳酸（wt%) 十二基硫酸銨（wt%) P V P (wt%) 過氧化氫溶液（Wt%) 膠態砂石（wt%) 膠態氧化鋁（wt%) 磨光負荷（g/cm2) 磨光組成物的速率（mL/min) 轉速（rpm)(轉盤/夾具） 銅的磨光時間（min) 氧化物膜的磨光時間（min) S i N膜的磨光時間（min) 銅的磨光速率（nm/min) 氧化物膜的磨光速率（nm/min) S i N膜的磨光速率（nm/min) 銅膜對氧化物膜的選擇性比 翻 m ♦1—1 00 寂 m 骠 以銅爲基底之金 屬磨光組成物 磨光條件 評估 (蟶邀) (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -41 - 料’时I ’ .4 4 Ο 9 4 4 a? Β7 五、發明説明（39 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 比較例2 〇 〇 〇〇 〇 卜 〇 寸 〇 13.3 寸 寸 -rf 1 ^ 500 103/100 r < 1 589 OO t—H cn C^l 331.9 258.5 τ~! 〇 〇 OO \〇 1—1 卜 〇 CN Γ ιο 寸 m m 寸 寸 〇 〇 1—( 1—. τ—1 UO κ/Ί o CN cn tn U 〇 ί—1 〇 〇 < 1 寸 tn c〇 ◦ i-Ή f- i ι I ι/Ί 〇 rH Ο 1/Ί 寸 cn 寸 〇 〇 Ο ο .«-Η τ-Η LO υη to o I>- Q\ Ο Ο 實例 〇 1~Η 〇 〇 i i 寸 1 Ή U~i ο Η \〇 l OO c〇 υη cn α\ 3.4 cn on 4.4 卜 寸 500 Ο ο ! 1 < CO ι—1 ν〇 Ό 155 1 1 cn 1 < 7.2 \〇 1 I CN 〇 ο 〇 «-Ή 1 1 ο < 1 CS I 1 1 C N r—N N. • F—1 a a • ·—1 B J_j JA > 1—( S £Z< * *-H -1—( s —. B iH #i Ν s B w^ a a ^ G it 戰 r—V S Ν( £e * T—( B 掛 樹· 鞭 m 承 4~~* * 4—· Ν 褂 仁 * ·—1 6 滕 m s J7^ Ή1 、*_·^ ^-N. G m m a N_^ c： ^Γ\ m 鲣 承 4—· 鍇 -N 嫠 ^―* •w^ G 〇 S 蝴 * _ 劃 榭 m m m y--Ν 氍 *-> m ΠΠ •w1· ΊΠ m s s 与 • ·~ι 氍 灌 福 腔 ε m m 鹦 m 祕 cn 橄 Oh 祕 0, m Ul V— 變 2 儀 Μ 涅 氍 1 1 > 祕 魈 宋 m S • 1—1 g 鲣 鹦 m + cu 鹽 黎 m 驟 ΪΤ57 Jjf cn Hal 破 祕 00 疆 疆 ㈣ m 載 攀 Π52 概 働 醒 m !is 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -42- 4 409 44 ΑΊ Β7 五、發明説明<40 ) (請先閲讀背面之注意事項再頁) 如由表1淸晰得知，銅的磨光速率較大’而實例7至 1 1中銅膜對氧化物膜的選擇性比以及銅膜對氮化矽膜的 選擇性比亦較高1該些實例包括當作第一有機酸的2 —喹 啉羧酸（喹哪啶酸）、當作氧化劑的過氧化氫、當作磨粒 的膠態矽石和膠態氧化鋁、水及還有當作第二有機酸的乳 酸，而實例6中僅用2 -喹啉羧酸（喹哪啶酸）當作有機 酸。 另一方面，比例較2之僅用乳酸當作有憐酸的磨光組 成物係具有大的銅磨光速率，但是此組成物所導致的磨光 主要係基於化學蝕刻D因此’即使藉由磨光機作磨光’銅 先被蝕刻。結果，變得難以形成具有高準確度的埋線，縱 使將此磨光組成物應用於銅的回蝕處理時。 (實例1 2 ). 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以相同於實例6的方式但是使用一種組成物當作以銅 爲基底之金屬磨光組成物來分別磨光矽晶圓上的銅膜、氧 化物膜及氮化矽膜。該組成物包括0 . 6 7重量％的2 _ 喹啉羧酸（喹哪啶酸）、0 · 1 4重量％的草酸、 0 · 57重量％的十二基硫酸銨、〇 4重量％的聚乙烯 吡咯啶酮（P V P ) 、1 3 . 3重量％的過氧化氫、 4·4重量％的膠態矽石、1.47重量％具有20nm 平均初級粒子大小的膠態氧化鋁及其餘爲水。測量這些膜 的磨光速率。由這些磨光速率獲得銅膜對氧化物膜的選擇 性比及銅膜對氮化矽膜的選擇性比。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨0X297公釐） -43-
440944 A7 B7 五、發明説明（41 ) 結果，銅膜、氧化物膜及氮化砂的磨光速率分別爲 1 7 0 nm/分鐘、5 nm/分鐘及2 nm/分鐘。銅膜 對氧化物膜的選擇性比爲3 4 ’銅膜對氮化矽膜的選擇性 比爲8 5。可了解，銅的磨光速率係大的’而銅膜對氧化 物膜的選擇性比以及銅膜對氮化破膜的選擇性比皆係高的 請 先 聞 面 之 注 意 存 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (實例1 3 ) . 如圖5A所示，S i 〇2膜2 2當作層間介電質’其之 厚度例如爲1 0 0 〇 nm ’係藉由CVD法首先沈積在矽 基材2 1上，其中在彼之表面中’形成未於圖示的擴散層 當作源極及漏極。之後，藉光蝕刻技術在S i 0 2膜2 2內 側形成數溝渠2 3，具有5 0 0 n m的深度及對應於線路 層的形狀。隨後，却圖5 B所示’依序在含有溝渠2 3的 S i 〇2膜2 2上沈積1 5 nm厚的T i N導電壁障層2 4 及6 0 ◦ ηηι厚的銅膜2 5。 其次，圖5 B所示的基材2 1被圖3所示的磨光機之 基材夾具5所顛倒夾持。然後經由夾具5的支撐軸4將基 材壓向磨墊2 (商品名稱：IC1000，Roder Nitta有限公司 製），俾使5 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤1 及夾具5分別以1 0 3 r pm及1 〇〇 r pm的速率以相 同方向轉動時，由供給管3以5 0毫升/分鐘的速率供應 磨光組成物給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所沈積的銅 膜2 5和壁障層2 4直到S i 02膜2 2的表面暴露出爲止 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） -44- 44〇944 A7 B7 五、發明説明（42 ) 。作爲此以銅爲基底之金屬磨光組成物，使用一種含有 0 · 6 7重量％的2 —喹啉羧酸（喹哪啶酸）、1 · 2重 量％的乳酸、0 · 57重量％的十二基硫酸銨、〇 . 4重 量％的聚乙烯吡咯啶酮、13.3重量％的過氧化氫、 4.4重量％的膠態矽石及1·47重量％具有20nm 平均初級粒子大小的膠態氧化鋁及水之組成物。在此磨光 組成物中，當磨光組成物接觸銅膜時，組成物沒有對銅膜 造成蝕刻。在用磨墊作磨光時，其之磨光速率.係約6 0 5 nm/分鐘。因此，在磨光步驟中，較佳使圖5 B中所示 的凸銅膜2 5之表面機械地接觸磨墊而被磨光，及更進一 步磨光暴露的壁障層24。即，執行回蝕處理'因此，如 圖5 C所示，壁障層2 4留在溝渠2 3內側，此外該經壁 障層2 4所覆蓋的溝渠2 3內側形成有一埋銅線路層2 6 ，具有與S i〇2膜2 2表面相同的高度。 再者，當使用膠態氧化鋁和膠態矽石之混合物當作磨 粒時，埋銅線路2 6表面上具有少許損傷。 而且，在釋放磨光機之夾具5施予磨墊2的負荷及停 止轉盤1和夾具5的轉動後，沒有引起溶解（蝕刻），即 使銅線路膜2 6接觸磨光組成物時。 (實例1 4 ) S i Ο 2膜當作層間介電質，其之厚度例如爲1 0 0 〇 nm，係藉由CVD法首先沈積在矽基材2 1上，其中在 彼之表面中，形成未於圖示的擴散層當作源極及漏極。之 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） (請先閱讀背面之注f項再疒_^.本頁) 45· 绍 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -45- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 r、'4 40 9 4 4 A7 B7 五、發明説明（43 ) 後，藉光蝕刻技術在S i 0 2膜內側形成數溝渠1具有 5 0 0 nm的深度及對應於線路層的形狀。隨後，依序在 含有溝渠的S 1〇2膜沈積1 5 nm厚的T i N導電壁障層 及600nm厚的銅膜= _其次，基材被圖3所示的磨光機之基材夾具5所顛倒 夾持。然後經由夾具5的支撐軸4將基材壓向磨墊2 (商 品名稱：1(：1000，尺〇(161‘1^似有限公司製），俾使5 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當轉盤1及夾具5分別以 1 0 3 r pm及1 0 0 r pm的速率以相同方向轉動時， 由供給管3以5 0毫升/分鐘的速率供應磨光組成物給磨 墊2。因此，磨光基材上所沈積的銅膜和壁障層直到 S i 〇2膜的表面暴露出爲止。作爲此以銅爲基底之金屬磨 光組成物，使用一種含有0 . 6 7重量％的2 _鸣啉羧酸 (q奎哪啶酸）.、1 . 2重量％的乳酸、0 . 5 7重量％的 十二基硫酸銨、0 . 4重量％的聚乙烯吡咯啶酮、 1 3 . 3重量％的過氧化氫、4 . 4重量％的膠態矽石及 1 · 4 7重量％具有2 0 n m平均初級粒子大小的膠態氧 化鋁及水之組成物。在此磨光組成物中，當磨光組成物接 觸銅膜時，組成物沒有對銅膜造成蝕刻。在藉磨墊作磨光 時，其之磨光速率係約1 2 0 0 nm/分鐘。因此，在磨 光步驟中，較佳使凸銅膜之表面機械地接觸磨墊而被磨光 ，及更進一步磨光暴露的壁障層。即’執行回蝕處理。因 此，壁障層留在溝渠內側，此外該經壁障層所覆蓋的溝渠 內側形成有一埋線路層，具有與s i 0 2膜表面相同的高度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐) {請先聞讀背面之注意事項再(本頁)
-46- Γ ^ 4 40 9 4 4 A7 ____B7 _ 五、發明説明（44 ) 0 再者，上述含有界面活性劑之組成的以銅爲基底之金 屬磨光組成物係具有銅對S i ◦ 2之高選擇性，因此在回蝕 步驟中能防止S i 0 2膜（層間介電物）的變薄。 '而且，在釋放磨光機之夾具5施予磨墊2的負荷及停 止轉盤1和夾具5的轉動後，沒有引起溶解（蝕刻），即 使銅線路膜2 6接觸磨光組成物時。 其次，使上埋置有線路層的基材經使用啤水的超音波 淸洗。該淸洗能去除留在S i 〇2膜（層間介電質）表面上 的銅片、經磨光的銅片和有機酸如2 -喹啉羧酸和乳酸， 及洗淨S i 〇2膜表面。 經濟部智慧財產局員工涓費合作社印製 因此，依照實例1 4，可以形成埋銅線路層，其之厚 度與溝渠內側的層間介電質之深度相同，因此銅線路層具 有與層間介電質之表面相同的高度，及使基材的表面平坦 化，該基材中形成有線路層。銅線路層2 6係埋置在溝渠 23內，經由壁障層24，如TiN層，具有防止銅擴散 之壁障能力。因此，可以防止銅由線路層2 6進入S i 〇2 膜2 2而抵達及污染矽基材2 1。再者，藉蝕刻技術使用 具有上述組成含有界面活性劑的磨光組成物以形成銅線路 層2 6 ，然後使其經使用純水的超音波淸洗，俾藉磨光組 成物中的界面活性劑之作用而容易地淸洗介電界層之表面 。由於此緣故，可以製造一種具有高可靠性的半導體裝置 ,其具有一本質上低銅電阻的埋銅線路層。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -47- 4 4 0 9 4 4 a7 _____ B7 五、發明説明（45 ) (實例15) (請先閲讀背面之注意事項再产、本頁) 首先，依序將31〇2膜22 (例如8)及200nm 厚的S i 3N 4膜2 7當作磨光止擋膜沈積在矽基材上2 1 上，其之表面中具有未於圖示的擴散層當作源極及漏極， 藉c V D，形成層間介電質，如圖6 A所示。之後，藉光 蝕刻技術在S i 3N4膜2 7及S i 〇2膜2 2中製作對應 於線路層形狀及具有5 0 0 n m深度的溝渠2 3。如圖 6B所示，隨後，依序在含有溝渠2 3的S丨.3?^膜2 7 上沈積一含有1 5 nm厚的T i N導電壁障層2 4及一 600nm厚的銅膜25。 其次，圖6 B所示的基材2 1被圖3所示的磨光機之 基材夾具5所顛倒夾持。然後經由夾具5的支撐軸4將基 材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA800，Roder Nitta有限公 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 司製），俾使3 0 0 g / c m 2的負荷施予磨墊2。當轉盤 1及夾具5分別以1 0 0 r pm的速率以相同方向轉動時 ，由供給管3以1 2 . 5毫升/分鐘的速率供應磨光組成 物給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所沈積的銅膜2 5和 壁障層2 4直到S i 3N4膜2 7的表面暴露出爲止。作爲 磨光組成物，使用一種含有0 _ 6 7重量％的2 -喹啉羧 酸（喹哪啶酸）、1 . 2重量％的乳酸、〇 · 5 7重量％ 的十二基硫酸銨、0 . 4重量％的聚乙烯吡咯啶酮（ PVP) 、13 . 3重量％的過氧化氫、4 . 4重量％的 膠態矽石及1.47重量％具有20nm平均初級粒子大 小的膠態氧化鋁及水之組成物。在此磨光組成物中’當磨 本^氏張尺度適用中國國家標準（CNS > Μ規格（210X297公釐) ~ -48- 經濟部智蒽財產局員工消費合作社印製 4 4 0 9 4 4 at B7 五、發明説明（46 ) 光組成物接觸銅膜時’組成物沒有對銅膜造成蝕刻。在藉 磨墊作磨光時，其之磨光速率係約1 2 0 0 nm/分鐘。 因此，較佳爲使圖6 B所示的凸銅膜2 5之表面機械地接 觸磨墊而被磨光，及更進一步磨光暴露的壁障層2 4。即 ，執行回蝕處理。 因此，如圖6 C所示，壁障層2 4留在溝渠2 3內側 ，此外該經壁障層2 4所覆蓋的溝渠2 3內側形成有一埋 銅線路層2 6 ，具有與S i 3N4膜2 7表面相同的高度。 釋放磨光機之夾具5所施予磨墊2的負荷及停止轉盤1和 夾具5的轉動。之後，縱使銅線路層2 6與磨光組成物接 觸時，層也沒有被溶解（蝕刻）。因爲在使用含磨粒的磨 光組成物之磨光歩驟中，於層間介電質之表面側形成具有 止擋膜功能的S i 3N4膜2 7 ，在回蝕步驟中亦能減少其 之變薄。因此可製造一種具有良好擊穿電壓的層間介電質 之半導體裝置。 (實例1 6 ) 首先，依序將Si〇2膜33 (例如800nm厚）及 S i 3N4膜2 7當作磨光止擋膜沈積在矽基材上3 2上， 其之表面中具有藉CVD所形成的η+型擴散層31 ，而形 成層間介電質，如圖7 Α中所示。之後，藉光蝕刻技術在 S i 〇2膜3 3中製作對應於線路層形狀及具有5 0 0 nm 深度及4 0 0 nm寬度的溝渠3 4。如圖7 B所示，隨後 ，藉光蝕刻技術選擇性地移除溝渠3 4間特定溝渠3 4之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------0------------0 . .).. ) (請先閱讀背面之注意事項再广W-本頁) -49- 4 40 9 44 A7 B7 五、發明説明（47 ) 底部部分的S i 0 2膜3 3之一部分’而形成一抵達n ;擴 散層3 1之開孔3 5。 其次’如圖7 C所示’依序在一含有溝渠3 4的 S i 〇2膜3 3上沈積一具有1 5 nm厚度及含有T 1 N的 導電壁障層3 6及一 6 Ο Ο ηπι厚的銅膜3 7，及藉濺鍍 沈積形成開孔3 5。 其次，顛倒圖7 C所示的基材3 2，及用圖3所示的 磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5.的支撐軸4 將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA800, Rodei· Nitta ..有 限公司製），俾使3 0 0 g/c m2的負荷施予磨墊2。當 轉盤1及夾具5分別以1 0 0 r pm的速率以相同方向轉 動時，由供給管3以1 2 · 5毫升/分鐘的速率供應磨光 組成物給磨墊2。因此，磨光基材2 1上所沈積的銅膜 3 7和壁障層3 6璋:到S i 〇2膜3 3的表面暴露出爲止。 作爲磨光組成物，使用一種含有0 . 6 7重量％的2—口奎 啉羧酸（喹哪啶酸）、1 . 2重量％的乳酸、0 · 5 7重 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 量％的十二基硫酸銨、〇 . 4重量％的聚乙烯吡咯啶酮（ P V P ) 、13 _ 3重量％的過氧化氬、4 . 4重量％的 膠態矽石及1.47重量％具有20nm平均初級粒子大 小的膠態氧化鋁及水之組成物。在此磨光組成物中，當磨 光組成物接觸銅膜時，組成物沒有對銅膜造成蝕刻。在藉 磨墊作磨光時，其之磨光速率係約1 2 0 0 nm/分鐘。 因此，較佳爲使圖7 C所示的凸銅膜3 7之表面機械地接 觸磨墊而被磨光，及更進一步磨光暴露的壁障層3 6。即 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -50- z姆44〇9“ A7 B7 五、發明説明（48 ) ，執行回蝕處理。 因此，如圖7 D所示，壁障層3 6留在溝渠3 4和開 孔3 5內側，此外該經壁障層3 6所覆蓋的溝渠3 4和開 孔3 5內側形成有一埋銅線路層3 8 ，具有雙重波紋結構 及具有與S i 〇2膜3 3表面相同的高度。同時，壁障層 3 6留在溝渠3 4內側，此外該經壁障層3 6所覆蓋的溝 渠3 4內側形成有一埋銅線路層3 9 ，具有與S i 0 2膜 33表面相同的高度。 具有雙重波紋結構的銅線路層3 8和銅線路層3 9係 埋置在S i 〇2膜3 3中，經由一具有壁障能力的壁障層 3 6防止的銅的擴散，如T i N層。因此，可以防止銅線 路層3 8和3 9擴散至S i 〇2膜3 3而抵達及污染矽基材 3 2的現象。 釋放磨光機之夾具5所施予磨墊2的負荷及停止轉盤 •. . 1和夾具5的轉動。之後，縱使銅線路層3 8和3 9與磨 光組成物接觸時，層也沒有被溶解（蝕刻）° 因此可以製造一種可靠的半導體裝置，其中形成具有 高精確度雙重波紋結構的銅線路層3 8及銅線路層3 9 ’ 並避免污染。 (實例1 7 )- 首先，依序將Si〇2膜43 (例如1〇〇〇11111厚） 當作第一絕緣膜沈積在一 P型矽基材4 2上’其之表面中 具有藉CVD所形成的n+型擴散層41’如圖8A中所示 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再( > 本頁) -9 ..—/ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -51 - B7 --- —--- *~ " " 五、發明说明（49 ) 。之後，藉光蝕刻技術在S i 0 2膜4 3中製作對應於擴散 層3 1的第—開孔9 (第—貫穿孔）44 °如圖8B所示 (請先閲讀背1之注意事項再(}本頁} ，隨後，藉濺鍍沈積法在—含有第一貫穿孔4 4的S i〇2 膜4 3上沈積一具有2 0 nm厚度及包含τ i N的導電壁 障層4 5。之後’藉濺鍍沈積法沈積1 1 〇 〇 nm厚的第 —銅膜4 6，當作第一導電材料膜。 其次，顛倒圖8 B所示的基材4 2，及用圖3所示的 磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5,的支撐軸4 將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA800, Roder Nitta有 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 限公司製），俾使3 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2 °當 轉盤1及夾具5分別以1 0 0 r p m的速率以相同方向轉 動時，由供給管3以1 2 . 5毫升/分鐘的速率供應磨光 組成物給磨墊2。因此’磨光基材4 2上所沈積的第一銅 膜4 6和壁障層4 5直到S 1 〇2膜4 3的表面暴露出爲止 。作爲磨光組成物，使用一種含有0·67重量％的2-□奎啉羧酸（喹哪啶酸）、1 . 2重量％的乳酸、0 . 5 7 重量％的十二基硫酸銨、0 . 4重量％的聚乙烯吡咯啶酮 (P V P ) 、1 3 3重量％的過氧化氫、4 . 4重量％ 的膠態矽石及1,47重量％具有20nm平均初級粒子 大小的膠態氧化鋁及水之組成物。在此磨光組成物中，當 磨光組成物接觸第一銅膜時，組成物沒有對該膜造成蝕刻 。在藉磨墊作磨光時，其之磨光速率係約1 2 0 0 nm/ 分鐘。因此，較佳爲使圖8 B所示的第一凸銅膜4 6之表 面機械地接觸磨墊而被磨光，及更進一步磨光暴露的壁障 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -52- 4-40^4-^ 4 40 9 44 μ Β7_ 五、發明説明（50 ) 層4 5。即，執行回触處理。 因此，如圖8 C所示’壁障層4 5留在第一貫穿孔 (請先閱請背面之注意事項再\ 、本頁) 4 4內側，此外該經壁障層4 5所覆蓋的貫穿孔4 4內側 形成有第一貫穿孔塡料4 7，具有與S i 〇2膜4 3表面相 同的高度。上述含有界面活性劑的磨光組成物係對銅和 5 i 〇2有高的磨光選擇性。因此’在回鈾步驟中可防止 S i 02膜4 3的變薄'釋放磨光機之夾具5所施予磨墊2 的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動。之後縱使貫穿孔 塡料4 7與磨光組成物接觸時，蝕刻也沒有前進°在形成 貫穿孔塡料4 7後，基材接受使用純水的超音波淸洗，以 便洗淨Si〇2膜43的表面。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其次，藉CVD法將3丨〇2膜48 (例如1000 nm厚）當作第二絕緣膜沈積在一含有第一貫穿孔塡料 47的5 i 〇2膜43上，如圖8D所示。之後，藉光蝕刻 技術在位於貫穿孔塡料3 7上的S i 0 2膜4 8中形成第二 開孔（第二貫穿孔）4 9。再者，藉光飩刻技術在S i〇2 膜4 8中製作對應於線路層形狀及具有4 0 0 nm深度的 溝渠5 0。如圖8 E所示，隨後，藉濺鍍沈積術在一含有 第二貫穿孔4 9和溝渠5 0的S i 〇2膜4 8上沈積一具 1 5 nm厚度且包含T i N的導電壁障層5 1以及一當作 第二導電材料膜的900nm厚第二銅膜52。 其次，顛倒圖8 E所示的基材4 2 ，及用圖3所示的 磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5的支撐軸4 將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA800，RoderNitta有 二紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -53 - L 4 40 94 4 Α7 Β7 五、發明説明（51 ) (請先閱讀背面之注意事項再ί"本頁) 限公司製），俾使3 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當 轉盤1及夾具5分別以1 〇 〇 r Pm的速率以相同方向轉 動時，由供給管3以1 2 · 5毫升/分鐘的速率供應磨光 組成物給磨墊2。因此’磨光基材4 2上所沈積的桌一銅 膜5 2和壁障層5 1直到S i 〇2膜4 8的表面暴露出爲止 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，較佳爲使圖8 E所示的第二凸銅膜之表面機械 地接觸磨墊而被磨光。即，執行回蝕處理。释該回蝕，如 圖8 F所示，壁障層5 1留在位於第一貫穿孔塡料4 7上 的第二貫穿孔4 9內側，此外該經壁障層5 1所覆蓋的貫 穿孔4 9內側形成有第二貫穿孔塡料5 3 ’其包含銅及具 有與S i 〇2膜4 8表面相同的高度。同時，溝渠5 0內側 形成有一埋銅線路層5 4，具有與S i 〇2膜4 8表面相同 的高度。上述.含有界面活性劑的磨光組成物係對銅和 S i 〇2有高的磨光選擇性。因此，在回蝕步驟中可防止 S i 02膜4 8的變薄。釋放磨光機之夾具5所施予磨墊2 的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動。之後，縱使包含銅 和線路層5 4的第二貫穿孔塡料5 3與磨光組成物接觸時 ，倉虫刻也沒有前進。 依照實例1 7，因此可以製造一種可靠的多層結構之 半導體裝置，其具有S i 〇2膜4 3和4 8當作第一和第二 層間介電質；其中在Si〇2 43內側形成第一貫穿孔塡 料4 7，其.含有銅及具有與S i 〇2膜4 3表面相同的高度 ，·且其中在S 1 0 2膜4 8內側形成銅線路層5 4和第二貫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -54- ί:二攻iimxa .、4 4 0 9 4 4 A7 B7 五、發明説明（52 ) 穿孔塡料5 3 ’其具有與s i 〇2膜4 8表面相同的高度， 與第一貫穿孔塡料4 7連接及包含銅。半導體裝置更如下 。其表面係作成平的，且藉壁障層4 5和5 1防止銅由第 —和第二貫穿孔塡料4 7和5 3及線路層5 4的擴散，該 壁障層具有防止銅擴散的能力。 (實例1 8 ) 首先，依序將3丨〇2膜43 (例如llQOnm厚） 當作第一絕緣膜沈積在一p型矽基材上4 2上，其之表面 中具有藉CVD所形成的n+型擴散層4 1，如圖9 A中所 示。之後，藉光蝕刻技術在S i ◦ 2膜4 3中形成對應於擴 散層3 1的第一開孔（第一貫穿孔）4 4。藉光蝕刻技術 在第一S i 〇2膜4 3中製作與對應於線路層形狀及4 0 0 n m深度的溝渠55。如圖9B所示，隨後，藉濺鍍沈積 法在一含有第一貫穿孔4 4的S i 〇2膜4 3上沈積一具有 2 0 nm厚度及包含T i N的導電壁障層4 5。之後’藉 濺鍍沈積術沈積1 1 0 0 n m厚的第一銅膜4 6 ，當作第 一導電材料膜。 其次，顛倒圖8 B所示的基材4 2 ’及用圖3所示的 磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5的支撐軸4 將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA800，RoderNitta有 限公司製），俾使3 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。當 轉盤1及夾具5分別以1 〇 〇 r Pm的速率以相同方向轉 動時，由供給管3以1 2 5毫升/分鐘的速率供應磨光 本紙浪尺度適用中國國家操率（CNS ) A4规格（2丨OX297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再本買) 、τ' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -55- 4 4 0 9 4 4 a? B7 五、發明説明（53 ) 組成物給磨墊2。因此，磨光基材4 2上所沈積的第一銅 膜4 6和壁障層4 5直到S i 〇2膜4 3的表面暴露出爲止 。作爲磨光組成物，使用一種含有0 . 67重量％的2-鸣啉羧酸（喹哪啶酸）、1 . 2重量％的乳酸、0 . 5 7 重量％的十二基硫酸銨、0 . 4重量％的聚乙烯毗咯啶嗣 (P V P ) 、13 . 3重量％的過氧化氫、4 . 4重量％ 的膠態矽石及1 · 4 7重量％具有2 0 n m平均初級粒子 大小的膠態氧化鋁及水之組成物。在此磨光組成物中，當 磨光組成物接觸第一銅膜4 6時’組成物沒有對該膜造成 蝕刻。在藉磨墊作磨光時’其之磨光速率係約1 2 0 0 n m/分鐘。因此，較佳爲使圖9 B所示的第一凸銅膜 4 6之表面機械地接觸磨整而被磨光’及更進一步磨光暴 露的壁障層4 5。即，執行回蝕處理。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此.，如圖9 C所示，壁障層4 5留在第一貫穿孔 4 4內側，此外該經壁障層4 5所覆蓋的貫穿孔4 4內側 形成有第一貫穿孔塡料47，具有與S i 〇2膜4 3表面相 同的高度。同時，在溝渠5 5內側形成埋銅線路層5 6 ， 具有與S i 〇2膜4 3表面相同的高度。因此，在回蝕步驟 中可防止S 1 0 2膜4 3的變薄。釋放磨光機之夾具5所施 予磨墊2的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動。之後，縱 使貫穿孔塡料4 7和銅線路層5 6與磨光組成物接觸時， 蝕刻也沒有前進。在形成貫穿孔塡料4 7後，基材接受使 用純水的超音波淸洗，以便洗淨S i 〇2膜4 3的表面== 其次，藉CVD法將Si02膜48(例如1000 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210><297公釐） -56- 44^9_4^i 440 944 A7 _B7___ 五、發明説明（54 ) (請先閲讀背面之注^^項再：，)本頁) nm厚）當作第二絕緣膜沈積在一含有第一貫穿孔塡料 47和銅線路層5 6的S i 〇2膜4 3上，如圖9 D所示。 之後，藉光蝕刻技術在位於貫穿孔塡料3 7上的S i ◦ 2膜 4 8中形成第二開孔（第二貫穿孔）4 9 。如圖9 E所示 ，隨後，藉濺鍍沈積術在一含有第二貫穿孔4 9的S i 0 2 膜4 8上沈積一具1 5 nm厚度且包含T i N的導電壁障 層5 1以及一當作第二導電材料膜的9 0 0 nm厚第二銅 膜5 2。 其次，顛倒圖8 E所示的基材4 2 ，及用圖3所示的 磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5的支撐軸4 將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA 800，Roder Nitta有 限公司製），俾使3 0 0 g/cm 2的負荷施予磨墊2。當 轉盤1及夾具5分別以1 0 0 r pm的速率以相同方向轉 動時，由供給管3以1 2 . 5毫升/分鐘的速率供應磨光 組成物給磨墊2。因此，磨光基材4 2上所沈積的第二銅 膜5 2和壁障層5 1直到S i 〇2膜4 8的表面暴露出爲止 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，較佳爲使圖9 E所示的第二凸銅膜之表面機械 地接觸磨墊而被磨光。即，執行回蝕處理。藉該回蝕’如 圖9 F所示，壁障層5 1留在位於第一貫穿孔塡料4 7上 的第二貫穿孔.4 9內側，此外該經壁障層5 1所覆蓋的貫 穿孔4 9內側形成有第二貫穿孔塡料5 3 ，其包含銅及具 有與S i 0 2膜4 8表面相同的高度。上述含有界面活性劑 的磨光組成物係對銅和S i 0 2有高的磨光選擇性。因此’ 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS) A4規格（210X 297公釐） -57- r 4 4 0 9 4 4 ^ B7 五、發明説明<b5 ) 在回蝕步驟中可防止s i 〇2膜4 8的變薄。釋放磨光機之 夾具5所施予磨墊2的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動 。之後，縱使包含銅的第二貫穿孔塡料5 3與磨光組成物 接觸時，蝕刻也沒有前進。 +依照實例1 8，因此可以製造一種可靠的多層結構之 半導體裝置，其具有S i 〇2膜4 3和4 8當作第一和第二 層間介電質；其中在S i 0 2 4 3內側形成第一貫穿孔塡 料4 7，其含有銅及具有與S i 〇2膜4 3表两相同的高度 :且其中在S i 〇2膜4 8內側形成銅線路層5 4和第二貫 穿孔塡料5 3，其具有與S i 〇2膜4 8表面相同的高度， 與第一貫穿孔塡料4 7連接及包含銅。半導體裝置更如下 。其表面係作成平的，且藉壁障層4 5和5 1防止銅由第 —和二塡孔4 7和5 3及線路層5 4的擴散，該壁障層具 有防止銅擴散的能力。 (實例1 9 ) 以相同於實例1 8的方式，在S i〇2膜4 3內側形成 第一貫穿孔塡料47及一埋銅線路層56 ，具有與當作第 一絕緣膜的S i〇2膜4 3之表面相同的高度。如圖1 0 A 所示，之後，藉CVD法在一含有第一貫穿孔塡料4 7和 銅線路層5 6的S i 〇2膜4 3上沈積1 0 〇 nm厚的氮化 矽（S i 3 N 4 )膜5 7，如圖1 Ο A所示。之後’在位於 第一貫穿孔塡料4 7上的S i 3 N 4膜5 7中選擇地打開~~ 穿孔5 8。 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2丨0X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再V V.本頁} 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -58- A7 B7 440944 五、發明説明（56 ) (請先閲讀背面之注ί項吾.>,,本頁) 同時，在溝渠5 5內側形成埋銅線路層5 6 ，具有與 S i 〇2膜4 3表面相同的高度。因此，在回蝕步驟中可防 止S i 〇2膜4 3的變薄。釋放磨光機之夾具5所施予磨墊 2的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動。之後1縱使貫穿 孔塡料4 7和銅線路層5 6與磨光組成物接觸時，蝕刻也 沒有前進。在形成貫穿孔塡料4 7後，基材接受使用純水 的超音波淸洗，以便洗淨S i 〇2膜4 3的表面。藉CVD 法形成S i 0 2膜4 8 (例如1 1 0 0 n m )，當作第二絕 緣膜，然後藉光蝕刻技術在位於第一貫穿孔塡料3 7上的 S i 〇2膜48中形成第二開孔（第二貫穿孔）49。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如圖1 0 B所示，其次，藉濺鍍沈積術在一含有第二 貫穿孔4 9的S i 〇2膜4 8上沈積一具有9 0 0 nm厚度 的第二銅膜5 2 ，當作第二導電材料膜。之後，以相同於 實例1 8的方式使第二銅膜5 2接受回蝕處理，直到 S i 〇2膜4 8的表面暴露出爲止。依此方式，如圖1 0 C 所示，在位於第一貫穿孔塡料4 7上的第二貫穿孔4 9內 側形成第二貫穿孔塡料5 3，其具有與S i 0 2膜4 8表面 相同的高度且包含銅。. 依照實例1 9，因此，可以製造一種具有多層結構的 半導體裝置，其具有S i 〇2膜4 3和4 8當作第一和第二 層間介電質，及介於S i Ο 2膜4 3和4 8之間的 4 3內側形成第一貫穿
Si3N4膜57;其中在S 孔塡料4 7.，其含有銅及具有與S i 〇2膜4 3表面相同的 高度，及形成銅線路層5 6 ;且其中在S i 〇2膜4 8內側 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -59- 440944 A7 __B7 五、發明説明（57 ) 形成第二貫穿孔塡料5 3，其具有與S i 〇2膜4 8表面相 同的高度，經由穿孔5 8與S i 3N4膜5 7的第一貫穿孔 塡料4 7連接及包含銅。半導體之表面係作成平的。 埋置於當作第一絕緣膜的S i 〇2膜4 3中之銅線路層 5 6的表面’經由壁障層5 1 ’如T i N層（具有防止銅 擴散的壁障能力）’而被具有防止銅擴散之壁障能力的 S i 3 N 4 5 7所覆蓋。因此，可確保能防止線路層5 6 的銅擴散至當作第一絕緣膜的S i 0 2膜4 3及防止銅擴 散入當作第二絕緣膜的S i 0 £膜4 8內而經由當作第一絕 緣膜的S i 〇2膜4 3抵達矽基材4 2並污染基材4 2之現 象。 在當作第一和第二絕緣膜的S i 〇2膜4 3和4 8之間 形成具有防止銅擴散之壁障能力的Si3N4 57。因此 ，縱使未在第二貫穿孔49(其中將埋置第二貫穿孔塡料 5 3 )中形成一壁障層如T i N層，仍可以防止s i 〇2膜 4 8內側所形成的第二貫穿孔塡料5 3之銅抵達及污染矽 基材4 2之現象。 (實例2 0 )
以相同於實例1 8的方式，在S i 0 2膜4 3內側形成 第一貫穿孔塡料4 7及一埋銅線路層5 6，具有與當作第 -絕緣膜的S i 02膜43之表面相同的高度。如圖1 ία 所示’之後，藉CVD法在一含有第一貫穿孔塡料4 7和 銅線路層5 6的S i 〇2膜4 3上沈積3 0 nm厚的τ i N 本紙張尺度朝中關家網t (CNS) &4祕（21G)<297公整） '~~ -- (請先閲讀背面之注意事項再一、、本頁) 、ya 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -60 - 9 4-2-j 4 4 0 9 4 A7 B7 五、發明説明（58 ) 層。之後，在銅線路層5 6及其周圍之暴露的壁障層4 5 之部分上藉光蝕刻技術來圖案化T i N層以形成T 1 N壁 障層5 9。再者，藉C V D沈積S i 0 2膜4 8 (例如 1 ◦ 0 0 n m )以當作第二絕緣膜，然後藉光蝕刻技術在 位於第一貫穿孔塡料3 7上的S i 〇2膜4 8中沈積第二開 孔（第二貫穿孔）49。 如圖1 1 B所示，其次，藉濺鍍沈積術在一含有第二 貫穿孔4 9的S i 〇2膜4 8上沈積一含有T 且具有 1 5 nm厚度的導電壁障層5 1及一具有9 0 0 nm厚度 的第二銅膜5 2，當作第二導電材料膜。之後，以相同於 實例1 8的方式使第二銅膜5 2和壁障層5 1接受回蝕處 理，直到S i 〇2膜48的表面暴露出爲止。因此，壁障層 5 1留在位於第一貫穿孔塡料4 7上的第二貫穿孔4 9內 側’如圖1 〇 C所示，此外該經壁障層5 1所覆蓋的第二 賃:穿孔4 9內側形成有第二貫穿孔塡料5 3，具有與 S i 〇2膜4 8表面相同的高度，及包含銅。 依照實例2 0，因此，可以製造一種具有多層結構的 半導體裝置，其具有S i 〇2膜4 3和4 8當作第一和第二 層間介電質；及其中在S i 〇2 4 3內側形成含有銅的第 —貫穿孔塡料4 7及銅線路層5 6，具有與S i 〇2膜4 3 表面相同的高度；且其中在第一貫穿孔塡料4 7內側形成 第二貫穿孔塡料5 3 ’其具有與S i 〇2膜4 8表面相同的 高度’連接第一貫穿孔塡料4 7。半導體之表面係作成平 的。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐） 請 先 閲 讀 背 •Sr, 之 注 意 事. 項 頁 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -61 - ίΛ y\ Ή育 440944 Α7 Β7 五、發明説明（59 ) (請先閲讀背面之注意事項再产\、本頁) 埋置於當作第一絕緣膜的S i 0 2膜4 3中之銅線路層 5 6的表面，經由壁障層5 1 ，如T i N層（具有防止銅 擴散的壁障能力），而被具有防止銅擴散之壁障能力的 T i N壁障層5 9所覆蓋。因此’可確保能防止線路層 5 '6的銅擴散至當作第一絕緣膜的S i 〇2膜48，及防止 銅擴散入當作第二絕緣膜的S i 〇2膜4 8內而經由當作第 一絕緣膜的S i 02膜4 3抵達矽基材4 2並污染基材4 2 之現象。 (實例2 1 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以相同於實例1 8的方式，在S i 0 2膜4 3內側形成 第一貫穿孔塡料4 7及一埋銅線路層5 6，具有與當作第 一絕緣膜的S i 0 2膜4 3之表面相同的高度。如圖1 2 A 所示，之後，藉CVD法在一含有第一貫穿孔塡料4 7和 銅線路層56的S i〇2膜43上沈積S i〇2層48 (例 如1 0 0 0 nm厚）當作第二絕緣膜。之後，在位於第一 貫穿孔塡料3 7及銅線路層5 6上的S i 〇2膜4 8中藉光 蝕刻技術形成第二開孔（第二貫穿孔）4 9和6 0。 如圖1 2 B所示，其次，藉濺鍍沈積術在一含有第二 貫穿孔4 9和6 0的S i 〇2膜4 8上沈積一含有T i N且 具有1 5 nm厚度的導電壁障層5 1及一具有9 0 0 nm 厚度的第二銅膜5 2，當作第二導電材料膜。之後，以相 同於實例18的方式使第二銅膜5 2和壁障層5 1接受回 蝕處理，直到S i 〇2膜4 8的表面暴露出爲止。因此，壁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） -62- 440944 ^ ^ 4 c A7 ___B7_ 五、發明説明（6〇 ) 障層5 1留在位於第一貫穿孔塡料4 7上的第二貫穿孔 • - ^ (请先閲讀背面之注意事項再产V頁) 4 9內側，如圖1 2 C所示，此外該經壁障層5 1所覆蓋 的第二貫穿孔4 9內側形成有第二貫穿孔塡料5 3 ，具有 與S i 〇2膜4 8表面相同的高度及包含銅。同時，壁障層 5 _1留在位於銅線路層5 6上的第二貫穿孔6 0內側，此 外該經壁障層5 1所覆蓋的第二貫穿孔6 0內側形成有第 二貫穿孔塡料6 1，具有與S i 〇2膜4 8表面相同的高度 及包含銅。 依照實例2 1 ，因此，可以製造一種具有多層結構的 半導體裝置，其具有S 1 02膜4 3和4 8當作第一和第二 層間介電質；及其中在Si〇2 43內側形成含有銅的第 一貫穿孔塡料4 7及銅線路層5 6，具有與S i 〇2膜4 3 表面相同的高度；且其中在S i 〇2膜4 8內側形成第二貫 穿孔塡料5 3，其具有與S i 〇2膜4 8表面相同的高度， 連接第一貫穿孔塡料4 7，及包含銅，和第二貫穿孔塡料 6 1 ，連接銅線路層5 6及包含銅。半導體之表面係作成 平的，及藉具有防止銅擴散之壁障能力的壁障層4 5和 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 1防止銅由第一和第二貫穿孔塡料47、5 3 ' 6 1和 線路層5 6之擴散。 (實例2 2 ). 以相同於實例1 8的方式，在S i 0 2膜4 3內側形成 第一貫穿孔塡料4 7及一埋銅線路層5 6 (第一埋銅線路 層），具有與當作第一絕緣膜的S i 〇2膜4 3之表面相同 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -63- 4^0-9^2- 4 4 0 9 4 4 A7 B7 五、發明説明（61 ) 的高度。如圖13A所示，之後，藉CVD法在一含有第 一貫穿孔塡料4 7和銅線路層5 6的S i 〇2膜4 3上沈積 31〇2層48 (例如lOOOnm厚）當作第二絕緣膜。 之後，在位於第一貫穿孔塡料3 7上的S i 〇2膜4 8中藉 光蝕刻技術形成第二開孔（第二貫穿孔）4 9和6 0。再 者，藉光蝕刻技術在S 1 Ο 2膜4 8中製作一對應於線路層 形狀的溝渠6 2。 如圖1 3 B所示，其次，藉濺鍍沈積術在.一含有第二 貫穿孔4 9和溝渠6 2的S i 〇2膜4 8上沈積一含有 T ^ N且具有1 5 nm厚度的導電壁障層5 1及一具有 9 0 0 nm厚度的第二銅膜5 2，當作第二導電材料膜。 之後，以相同於實例1 8的方式使第二銅膜5 2和壁障層 5 1接受回蝕處理，直到S i 〇2膜4 8的表面暴露出爲止 。因此，壁障.層5 1留在位於第一貫穿孔塡料4 7上的第 二貫穿孔4 9內側，如圖1 3 C所示，此外該經壁障層 5 1所覆蓋的第二貫穿孔4 9內側形成有第二貫穿孔塡料 5 3 ’具有與S i 〇2膜4 8表面相同的高度及包含銅。同 時’壁障層5 1留在溝渠6 2內側，此外該經壁障層5 1 所覆蓋的溝渠6 2內側形成有第二銅線路層6 3 ，具有與 3丨〇2膜48表面相同的高度。 依照實例2 2，因此，可以製造一種具有多層結構的 半導體裝置，其具有S i 〇2膜4 3和4 8當作第一和第二 層間介電質：及其中在Si〇2 43內側形成含有銅的第 一貫穿孔塡料4 7及第一銅線路層5 6，具有與S i 〇2膜 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4規格（2ί〇χ297公釐） (諳先閲讀背面之注意事項再产、本頁) -# -绍- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -64 - ^〇_9-4-2 ^ 4 4 0 9 4 4 A7 _ __B7__ 五、發明説明（62 ) 4 3表面相同的高度；且其中在S i 〇2膜4 3內側形成第 二貫穿孔塡料5 3，其具有與S i 〇2膜4 8表面相同的高 度，連接第一貫穿孔塡料4 7，及包含銅，和第二銅線路 層6 3。半導體之表面係作成平的，及藉具有防止銅擴散 之壁障能力的壁障層4 5和5 1防止銅由第一和第二貫穿 孔塡料4 7和5 3及第一和第二線路層5 6和6 3之擴散 (實例2 3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 如圖1 4 A所示，首先，將S i 0 2膜7 2 (例如 1 1 0 0 nm厚）沈積在一 p型矽基材7 1上，其之表面 中具有未於圖示藉C V D所形成的η +型擴散層，供作源極 及漏極區=之後，藉光蝕刻技術在S i 0 2膜7 2中製作一 對應於線路層形狀和具有4 0 0 n m深度的第一溝渠。如 圖1 4 B所示1隨後，藉濺鍍沈積法在一含有第一溝渠 73的S i〇2膜72上沈積一包含TiN且具有20nm 厚度的導電壁障層7 4。然後，藉濺鍍沈積法沈積 1 1 0 0 n m厚的第一銅膜，當作第一導電材料膜。 其次，顛倒圖14B所示的基材71 ，及用圖3所示 的磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5的支撐軸 4將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA 800，Roder Nitta 有限公司製），俾使3 0 0 g/cm2的負荷施予磨墊2。 當轉盤1及夾具5分別以1 0 0 r pm的速率以相同方向 轉動時，由供給管3以1 2 , 5毫升/分鐘的速率供應磨 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS > Λ4規格（210X297公釐） -65- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4 〇 9 4 4 a7 B7 五、發明説明（63 ) · 光組成物給磨墊2。因此，磨光基材7 1上所沈積的第一 銅膜7 5和壁障層7 4直到S i 〇2膜7 2的表面暴露出爲 止。作爲磨光組成物，使用一種含有0.67重量％的2 -喹啉羧酸（喹哪啶酸）、1 . 2重量％的乳酸、 0 . 5 7重量％的十二基硫酸銨、0 . 4重量％的聚乙嫌 吡咯啶酮（P V P ) 、1 3 . 3重量％的過氧化氫、 4.4重量％的膠態矽石及1.47重量％具有20nm 平均初級粒子大小的膠態氧化鋁及水之組成牧？。在此磨光 組成物中，當磨光組成物接觸第一銅膜7 5時，組成物沒 有對該膜7 5造成鈾刻。在藉磨墊作磨光時，其之磨光速 率係約1 2 0 0 nm/分鐘。因此，較佳爲使圖1 4B所 示的第一凸銅膜7 5之表面機械地接觸磨墊而被磨光，及 更進一步磨光暴露的壁障層74。即，執行回蝕處理。_ 因此，如.圖1 4 C所示，壁障層7 4留在第一溝渠 7 3內側，此外該經壁障層7 4所覆蓋的第一溝渠7 3內 側形成有第一埋銅線路層7 6 ’具有與S 1 0 2膜7 2表面 相同的高度。上述含有界面活性劑的磨光組成物係對銅和 S i 〇2有高的磨光選擇性。因此，在回蝕步驟中可防止 S i 〇2膜7 2的變薄。釋放磨光機之夾具5所施予磨墊2 的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動。之後，縱使第一銅 線路層7 6與磨光組成物接觸時’蝕刻也沒有前進。隨後 ，在形成第一銅線路層7 6後’基材接受使用純水的超音 波淸洗，以便洗淨S i Ο 2膜7 2的表面。 如圖1 4D所示’其次，藉CVD法將S i〇2膜7 7 本紙張尺度適用中國國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------^------17------M Γ . .1)/^ .; (請先閱讀背面之注意事項再〆V本頁) -66- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 . 4 4 ◦ 9 4 4 Α7 __Β7 五、發明说明（64 ) (例如1 Ο Ο Ο nm厚）當作第二絕緣膜沈積在一含有第 一銅線路層7 6的S i 0 2膜7 2上。之後，藉光蝕刻技術 在位於貫穿孔塡料3 7上的S i 02膜4 8中形成第二開孔 (第二貫穿孔）4 9。再者，藉光蝕刻技術在S i 〇2膜 7 7中形成對應於線路層形狀及具有4 0 0 n m深度的第 二溝渠78 =如圖14E所示，隨後，在一含有第二溝渠 78的S i 〇2膜7 7上沈積一包含T i N且具有1 5 nm 厚度的導電壁障層7 9以及一當作第二導電材料膜的 lOOOnm厚第二銅膜80。 其次，顛倒圖14E所示的基材71 ，及用圖3所示 的磨光機之基材夾具5夾持它。然後經由夾具5的支撐軸 4將基材壓向磨墊2 (商品名稱：SUBA 800, Roder Nitta 有限公司製），俾使300g/cm2的負荷施予磨墊2。 當轉盤1及夾具5分別以1 0 0 r pm的速率以相同方向 轉動時，由供給管3以1 2 . 5毫升/分鐘的速率供應磨 光組成物給磨墊2。因此，磨光基材7 1上所沈積的第二 銅膜8 0和壁障層7 9直到S i〇2膜7 7的表面暴露出爲 止。 結果，較佳爲使圖1 4 E所示的第二凸銅膜8 0之表 面機械地接觸磨墊而被磨光。即，執行回蝕處理。如圖 1 4 F所示，藉該回蝕處理，壁障層7 9留在第二溝渠 7 8內側，此外該經壁障層7 9所覆蓋的第二溝渠7 8內 側形成有第二埋銅線路層8 1，具有與S i 0 2膜7 7表面 相同的高度。再者，上述含有界面活性劑的磨光組成物係 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（2丨0X297公釐） ---------穿------t------翱 {請先間讀背面之注意事項再i、M頁) -67- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 4094 4 Α7 Β7 五、發明説明（65 ) 對銅和S i Ο 2有高的磨光選擇性，因此在回蝕步驟中可防 止S i 〇2膜7 7的變薄。釋放磨光機之夾具5所施予磨墊 2的負荷及停止轉盤1和夾具5的轉動。之後’縱使第二 銅線路層8 1與磨光組成物接觸時，蝕刻也沒有前進。 依照實例2 3 ，因此可以製造一種具有多層結構的半 導體裝置，其具有S i 〇2膜7 2和7 7當作第一和第二層 間介電質；且其中在S i 〇2膜7 2內側形成第一銅線路層 76，具有與S i 〇2膜72表面相同的高度；.及其中在 S i 0 2膜7 7內側形成第二銅線路層8 1 ’具有與 S 1 〇2膜7 7表面相同的高度。半導體之表面係作成平的 ，且藉具有防止銅擴散之壁障能力的壁障層7 4和7 9防 止銅由第一和二銅線路層7 6和8 1之擴散。 (實例2.4 ) 以相同於實例2 3的方式，在S i 0 2膜7 2內側形成 第一埋銅線路層7 6，具有與當作第一絕緣膜的S i 0 2膜 72之表面相同的高度。如圖1 5A所示，之後，藉 CVD法在一含有第一埋銅線路層7 6的S i 〇2膜7 2上 沈積Si02膜77(例如lOOOnm厚）當作第二絕緣 膜。之後，在位於第一銅線路層7 6之任一者上的S i 〇2 膜7 7中藉光蝕刻技術形成開孔（貫穿孔）8 2。再者’ 藉光蝕刻技術在S i 0 2膜7 7中製作一對應於線路層形狀 的第二溝渠7 8。 如圖1 5 B所示，其次，藉濺鍍沈積術在一含有貫穿 本適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' -68- I I i n n ^ . - ) (請先閲讀背面之注意事項長 >本頁) 440944 Α7 Β7 五、發明説明（66 ) 孔8 2和第二溝渠7 8的S i 〇2膜7 7上沈積一含有 T i N且具有1 5 nm厚度的導電壁障層7 9及一具有 1 ◦ 0 0 nm厚度的第二銅膜8 0，當作第二導電材料膜 。之後，以相同於實例2 3的方式使第二銅膜8 0和壁障 層7 9接受回蝕處理，直到S i 〇2膜7 7的表面暴露出爲 止+。因此，壁障層7 9留在位於第一銅線路層7 6上的貫 穿孔8 2內側，如圖1 5 C所示，此外該經壁障層7 9所 覆蓋的貫穿孔8 2內側形成有貫穿孔塡料8 3 .，具有與 S i 〇2膜7 7表面相同的高度及包含銅。同時，壁障層 7 9留在第二溝渠7 8內側，此外該經壁障層7 9所覆蓋 的第二溝渠7 8內側形成有第二銅線路層8 1，具有與 Si〇2膜77表面相同的高度。 依照實例2 4，因此，可以製造一種具有多層結構的 半導體裝置，其具有S i 〇2膜7 2和7 7當作第一和第二 層間介電質；及其中在S i 0 2膜7 2內側形成第一銅線路 層7 6，具有與S i 〇2膜7 2表面相同的高度；且其中在 S i 〇2膜7 7內側形成銅線路層8 1及貫穿孔塡料8 3， 其具有與S i 〇2膜7 7表面相同的高度，連接第一銅線路 層及包含銅。半導體之表面係作成平的，及藉具有防止銅 擴散之壁障能力的壁障層7 4和7 9防止銅由第一和第二 銅線路層7 6和8 1及包含銅的貫穿孔塡料8 3之擴散。 在上述實例中，使用氧化矽或氮化矽膜當作層間介電 質，但是亦可使用一種膜，其含有絕緣層，具有3 . 5或 較小的介電常數，如S i 0 F或有機材料旋塗玻璃。使用 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再产V本頁) -·* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -69- 440 94 4 Α7 Β7 五、發明説明（β7 ) 具有該介電常數的絕緣膜’則可提高埋置於此絕緣膜中的 銅線路層之訊號傳送速率。 (請先閱讀背面之注意事項再'、本頁) 在上述實例中，使用2 —喹啉羧酸當作水溶性第一有 機酸，此有機酸能與銅反應而產生一種銅錯合物’此銅錯 合物實質上不溶於水中且具有低於銅的機械強度，但是若 使2 _吡啶羧酸、· 2，6 -喹啉羧酸、醌或類似物，則當 銅或銅合金浸於磨光組成物中時’銅或銅合金係全然不溶 於磨光組成物中。在磨光時’能以實用的速率_光銅膜。 若使用草酸、酒石酸、苯乙醇酸或馬來酸在實例1 3 至2 4的以銅爲基底之磨光組成物中代替乳酸當作第二有 機酸，則在磨光時能以實用的速率磨光銅膜。 當在製造具有實例1 7至2 4之多層線路結構的半導 體裝置而於第一和第二絕緣膜中形成導電成員如貫穿孔塡 料（via hole.)時，則使用具有相同成分及相同組成的以 銅爲基底之磨光組成物，但是亦可使用具有不同成分及不 同組成的以銅爲基底之磨光組成物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在實例2 2至2 4中，於形成第一銅線路層後，可依 相同於實例2 0的方式在一包含此銅線路層的第一絕緣膜 上形成一對於銅之擴散具有壁障能力的氮化矽膜。沈積該 氮化矽，則確保能防止銅由第一銅線路層之表面擴散至矽 基材及污染矽基材。 如上述，本發明提供一種以銅爲基底之磨光組成物， 其使銅（C u )或銅合金（C u合金）在浸入時不會被溶 解，及能在磨光處理時以實用速率來磨光銅或銅合金。 本紙適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -70 - r 440944 A7 B7 五、發明説明（68 ) (請先閲讀背面之注意事項再V. K本頁) 再者，本發明提供一種製造半導體裝置之方法，其能 形成一種導電成員，如高精確度埋線路層，在至少一用於 埋置的成員（選自於溝渠及開孔）形成在半導體基材上的 絕緣膜中及在一含有銅或銅合金的導電材料膜形成在絕緣 膜上之後，可藉磨光而短時間地回蝕該埋線路層。 而且，本發明提供一種製造半導體裝置之方法，其能 形成一種導電成員，如高精確度埋線路層，在半導體基材 上的絕緣膜中形成至少一用於埋置的成員（選自於溝渠及 開孔）及然後在絕緣膜上形成一含有銅或銅合金的導電材 料膜之後，可藉磨光而短時間地回蝕該埋線路層，再者， 其能在回蝕步驟中抑制絕緣膜的變薄，藉以製造一種具有 平坦表面和優異擊穿電壓的半導體裝置。 此外，本發明提供一種磨光組成物 > 其能磨光金屬膜 ，且抑制磨光後表面上所發生的損傷。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，本發明提供一種製造半導體裝置之方法，其能 形成一種線路，可經短時間的回蝕處理，且其具有高精確 度雙重波紋結構，此係藉由在半導體基材上的絕緣膜中製 作溝渠和開孔及然後在絕緣膜上形成一含有銅或銅合金的 導電材料膜之後藉磨光而形成的。 又，本發明提供一種製造半導體裝置之方法，其能一 種高精確度多層線路層，藉由短時間的回蝕處理而主要由 銅所製成。 熟悉技藝容易想到其它優點和修飾例。因此，本發明 之較廣的觀點係不限於此處所示及所述的具體細節及代表 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -71 - 4 4 4 〇 9 4 4 Α7 Β7 五、發明説明（69 ) 性實施例。因此，可作出各種修飾例而不脫離本發明之槪 念的精神與範疇，如申請專利範圍及它們的均等物所界定 者 (請先閱讀背面之注意事項再viw本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標孪（CMS ) A4規格（210X 297公釐） -72 -