TWI294456B - - Google Patents

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1294456 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 路基板之製造步驟中所用硏磨劑者；更詳細的說’ 適用於形成以鉬或鉅化合物爲隔離膜之埋置銅配線 劑，及使用該硏磨劑之半導體集成電路基板之製造 【先前技術】 近年來，伴隨著半導體集成電路之高集成化、 化，爲求精細化、高密度化之精密加工技術的開發 提出；半導體集成電路之製造步驟，特別是形成多 之步驟中，層間絕緣膜、埋置配線之平坦化技術， 要；即是說，藉由半導體製造之製程的精細化、高 ，使配線多層化；爲防止隨著配線多層化而產生之 各層之表面凹凸增大，其落差超越照相平版印刷之 度等問題，形成多層配線步驟中，高平坦化技術變 重要。 做爲配線材料，其電阻率應比已往使用之鋁爲 電移動性必須優良，因而銅倍受矚目；銅之氯化物 蒸氣壓低’難以使用已往所用之反應性離子飩 Reative Ion Etching，簡稱RIE )，以進行配線形狀 ;配線之形成係使用波形花紋（Damascene )法 在絕緣膜上形成配線用之槽圖型、豆粒狀等凹部， 集成電 是有關 的硏磨 方法者 高功能 ，也被 層配線 極爲重 密度化 較易使 焦點深 得極爲 低、耐 氣體的 初法（ 之加工 ，此爲 其次， -5- 1294456 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 粒狀部份同時形成之雙波形花紋法（Dual Damascene)， 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、或氮化鉬等鉅化合物 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 1294456 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 2002-170790號公報）。 另一方面’半導體基板上之絕緣膜，已往都使用以二 氧化矽爲主之無機材料，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，倍受囑目；但是，大多數之低K材料爲由有機材料 1294456 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】 φ 〔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 β 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) 、（ Β ) 、（C) 、( D )、及（Ε)是其 特徵。 (A )磨石粒 (B) 水系媒體 (C) 酒石酸 (D )三羥基甲基胺基甲烷 -8- 1294456 (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、氯化鉬等鉅化合物之硏磨速度低之故，在以 鉅或鉬化合物爲隔離膜，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 羥基甲基胺基甲烷（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、Θ -氧化鋁、（5 —氧化鋁、r 一氧化鋁、0 —氧 化鋁等鋁氧化物之外，尙有二氧化鈽、二氧化矽等等；此 -9- 1294456 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成的磨 石粒。 磨石粒爲氧化鋁等，其平均粒子徑以0.001〜0.5 A m 爲適合，以0·01〜0.3/zm較佳；氧化鋁中，以（5 -氧化 鋁特別適用；又，本硏磨劑組成物中所含氟化鋁之質量比 ，以〇.〇5〜5質量％爲適合，以0.09〜3質量％爲比較適用

〇 又，磨石粒爲二氧化鈽時，平均粒子徑以0.001〜0.5 爲適合，以0.01〜0.3// m較佳；又，本硏磨劑組成 物中所含二氧化鈽之質量比，以0.1〜10質量％爲適合， 以1〜5質量％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質量比，以0.5〜15質量％爲適合， 以1〜10質量％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。 -10- 1294456 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99 %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)之三羥基甲基胺 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 - 1294456 ;硏磨劑組成物中僅僅含有上述三成份中之任何一 或兩種成份時，不能獲得對銅之硏磨速度高、對鉅 合物之硏磨速度低，而且難以發生凹狀變形等問題 :三成份全部含有時，初次獲得上述之特性。 硏磨劑組成物中，含有三羥基甲基胺基 THMAM )，對鉅或鉅化合物之硏磨速度，有降低 ;維持此特性且提高對銅之硏磨速度而且使凹狀變 損之問題不易發生，必須加入上述成份（C )與尽 );在含有三羥基甲基胺基甲烷（THMAM )之硏 成物中，僅僅加入成份（C )之酒石酸，使凹狀變 題難以發生者，得不到充分之硏磨速度；硏磨劑組 ，全部有（C ) 、( D ) 、（ E )三成份，初次在低 力下對銅之硏磨速度高，而且對鉅等之硏磨速度低 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 全質量之質量比，以〇.〇1〜10質量％爲宜，以0.1^ %更佳；又，三羥基甲基胺基甲烷（THMAM )以（ 質量％爲宜，以1〜8質量％更佳；又丙二酸及/或 以合計0.01〜10質量％爲宜，以0.1〜2質量％更佳 成份之含有量，分別過少時，不能充分獲得上述之 恐怕得不到充份之硏磨速度；另一方面，含有量分 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 止配線金屬部份之凹狀變形，以含有具備在配線金 種成份 或鉅化 之特性 甲烷（ 之傾向 形、磨 Η分（E 磨劑組 形之問 成物中 硏磨壓 、凹狀 組成物 -2質量 Κ1 〜10 馬來酸 :此等 效果， 別加入 ，爲防 屬表面 -12- 1294456 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之烷氧基或羧酸基。

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 )、以羧酸基取代而成之苯并三唑-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質量，以含有0.001〜5質量％爲宜， 以含有0.005〜0.5質量％較佳，以含有0.005〜0.1質量％ 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質量，以含有0 · 1〜1 〇質量％ 爲宜，以含有0.5〜5質量％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- 1294456 本硏磨劑組成物中，因應需求，可 性劑、pH調整劑、還原劑、螯合劑等等 本硏磨劑組成物之pH，以5〜8爲 可使銅表面之侵鈾減少，而且能維持繫 通常，pH値可用硏磨劑組成物中之酸 甲烷（THMAM )之配合量加以調整， ;此時，pH調整劑在不妨害硏磨性能 制，可使用既知之酸、鹼；具體的說， pH調整劑，可使用硝酸、硫酸、鹽酸 丙酸、乳酸、檸檬酸、草酸、琥珀酸等 又，調至鹼性之pH調整劑有，氫 合物、第1〜3級胺、羥基胺、氫氧化四 乙基胺等第4級銨鹽等等；本發明中以 烷（THMAM)之量調整pH，可將pH調 含鹼金屬時，大多使用氨；含氨時，對 有增高之傾向，選擇性會下降；特別是 化合物爲隔離膜、銅配線之半導體集成 ，硏磨劑組成物中，以含有少量之氨爲 不含氨爲適合者。 另一方面，本硏磨劑組成物含氨時 有增高之傾向；因而，使用於以鉅或鉅 銅配線之半導體集成電路基板之硏磨時 少有些下降，但對銅之硏磨速度卻增高 ‘以適當含有界面活 ? 〇 適合；在其範圍內 :銅之高硏磨速度； 與三羥基甲基胺基 含有pH調整劑亦可 下，沒有特別的限 例如，調至酸性之 等無機酸、醋酸、 之有機酸。 氧化鉀等鹼金屬化 甲基銨、氫氧化四 三經基甲基胺基甲 整至鹼性；期望不 鉅等之硏磨速度， ，使用於以鉅或鉅 電路基板之硏磨時 佳；亦有以貫際上 ，對銅之硏磨速度 化合物爲隔離膜、 ，上述之選擇性多 之情況，本硏磨劑 -14- 1294456 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 磨劑組成物全質量之0.05〜0.4質量％，以0.1〜0.3質量％ 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，十二（烷）基硫酸銨、聚丙烯 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 β 乙酸（EDT A )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- 1294456 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1C 一 1 000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 - 1294456 ’覆以由钽或钽化合物所成隔離膜，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 與由二氧化矽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，硏磨壓力以〇 · 7 X ( 1 0 ) 3〜3 · 5 X (10)4?&爲適合，以〇.35父（10)4〜2.1\(1〇)4?& 特別適用；硏磨壓力小於〇 · 7 X ( 1 0 ) 3 P a時，得不到充 分之硏磨速度，相反的，大於2.1 x(l〇)4Pa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，在第丨硏磨步驟中，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- 1294456 【實施方式】 以實施例（例1、2、4、7及8 )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： 0 在基板上以電鍍形成厚爲1 5 0 0 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50 μ m之圖型的配線；在形成配線圖型之絕緣膜上， φ 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i中之數 -18- 1294456 値單位爲，對硏磨劑組成物全質量’各成份之質量比率’ 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 V20 0 Si )，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 — 1000之K —格魯夫德（羅特魯公司製） 硏磨劑組成物之供應量：2 0 0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97 rpm，定盤 1 03 rpm 〇 〔例4〜6〕 使用如表1所示各組成之硏磨劑組成物，關於例4及例 5，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至例6以鉅硏磨速度評估用晶圓進行 -19- 1294456 硏磨，分別比較對銅之硏磨速度及對鉬之硏磨速度。 硏磨條件如下述之條件，使用膜厚測定裝置（KLA天 可爾公司製，天可爾RS — 75 )’測定銅硏磨速度評估用 晶圓及鉅硏磨速度評估用晶圓在硏磨之際的硏磨速度；又 ，在圖型晶圓之硏磨中’使用段差測定裝置（KLA天可爾 公司製：天可爾HRP — 100 )，測定配線寬50 // m之位置 的凹狀變形；結果如表2所示。 <硏磨條件> 硏磨機：阿普來德馬帝理亞爾公司製，米拉（Mirra )硏磨機。 硏磨墊：1C — 1 0 00之K —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 0.099毫升/ (分鐘X平方公分）〕。

硏磨時間：1分鐘 硏磨壓力：0.7 X ( 1〇 ) 4Pa 硏磨墊之轉速：頭部137 rpm，定盤143 rpm。 〔例 7、8〕 使用如表1所示各組成之硏磨劑組成物，與例4相同的 進行銅硏磨速度評估用晶圓及鉅硏磨速度評估用晶圓之硏 磨；硏磨條件，除硏磨劑組成物之供應量變更爲1 0 〇毫升 /分鐘以外，其他都和例4相同的進行硏磨；結果如表2所 -20- 1294456 示0 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 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 -21 - 1294456 配線；特別是，在硏磨具有以钽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， 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i 硏磨步驟完成後，（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 磨前、（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 、（b )爲硏磨後。 ΐ要元件對照表 1 基板 2 絕緣膜 3 隔離膜 -22- 1294456 4 配線金屬膜（銅膜） 5 埋置配線

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Claims (1)

1294456 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！項之硏磨劑組成物，其中對硏 磨劑組成物之全質量，含有上述（C)成份0.01〜10質量 %，含有上述（D)成份0.01〜10質量％，且含有上述（E )成份〇.〇1〜10質量％。 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之烷氧基或羧酸基）

4.如申請專利範圍第1或2項之硏磨劑組成物，其中 更含有0.1〜1〇質量％之氧化劑。 5 .如申請專利範圍第1或2項之硏磨劑組成物，其中 pH爲5〜8的範圍。 6.如申請專利範圍第1或2項之硏磨劑組成物，其中 更含有〇·〇5〜〇·4質量％之氨。 -24- 1294456 7·如申請專利範圍第1或2項之硏磨劑組成物，其中 上述之基材爲銅。 8 ·如申請專利範圍第1或2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 配置有鉅或鉬化合物所成之隔離膜。 9- 一種半導體集成電路基板之製造方法，其特徵爲 在晶圓上形成絕緣膜，絕緣膜中隔著由鉅或鉬化合物所成 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；其包含令上述晶圓之表面與硏磨墊接觸，使上述含 有（A) 、( Β ) 、( C) 、( D)、及（Ε)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， 硏磨形成於上述晶圓表面之銅的步驟； (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。 10·如申請專利範圍第9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質量，含有上述（ C)成份〇.〇1〜10質量％，含有上述（d)成份0.01〜10質 量％，且含有上述（E)成份0.01〜10質量％。 11.如申請專利範圍第9或10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 -25- 1294456 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之烷氧基或羧酸基）

1 2 ·如申請專利範圍第9或1 0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，更含有〇 · 1〜1 〇 質量％之氧化劑。 13.如申請專利範圍第9或10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係pH爲5〜8的範圍 〇 14·如申請專利範圍第9或10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，更含有〇·〇5〜 〇·4質量％之氨。 15·如申請專利範圍第9或10項之半導體集成電路基 丰反之製造方法，其中上述絕緣膜爲由低介電常數之有機材 料或有機/無機複合材料所成者。 1294456 柒、（一）、本案指定代表圖為：無 (二）、本代表圖之元件代表符號簡單說明： Μ

捌、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：

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