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JP2006086462A - 研磨用組成物およびそれを用いた配線構造体の製造法 - Google Patents

研磨用組成物およびそれを用いた配線構造体の製造法 Download PDF

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JP2006086462A JP2004272059A JP2004272059A JP2006086462A JP 2006086462 A JP2006086462 A JP 2006086462A JP 2004272059 A JP2004272059 A JP 2004272059A JP 2004272059 A JP2004272059 A JP 2004272059A JP 2006086462 A JP2006086462 A JP 2006086462A
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Atsunori Kawamura
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Abstract

【課題】 配線構造体の製造における研磨工程において、表面段差の発生を抑制することができるとともに良好な研磨速度を得ることができる研磨用組成物と、それを用いた配線構造体の製造法の提供。
【解決手段】 (a)二酸化ケイ素、(b)アルカリ性化合物、(c)防食剤、(d)水溶性高分子化合物、および(e)水を含んでなることを特徴とする研磨用組成物と。それを用いて、配線構造体の表面を研磨することを特徴とする配線構造体の製造法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、半導体装置における配線構造体の製造に用いられる研磨用組成物、およびそれを用いた配線構造体の製造法に関するものである。
近年、コンピュータに使用されるULSI等の高集積化及び高速化に伴い、半導体層における配線構造の微細化が進んでいる。半導体装置における配線構造体は、一般に、表面に配線溝が形成される絶縁膜、同絶縁膜を保護するバリア膜及び配線部分を構成する導体膜を備えている。このような配線構造体を微細化すると、それに伴って配線抵抗が増大する。このため、導体膜を形成する配線材料として、抵抗の少ない銅を含有する金属材料の使用が検討されている。
配線構造体を製造するには、一般的に以下の方法による。まず絶縁膜の配線溝に、タンタル含有化合物(タンタル、窒化タンタル等)によるバリア膜を成膜した後、バリア膜上に導体膜を形成させる。次に、導体膜及びバリア膜をCMP(Chemical Mechanical Polishing)法によって研磨し、配線構造体の表面を平坦化する。この研磨方法では、第1の研磨工程で導体膜を研磨し、配線溝以外の箇所のバリア膜を露出させる。次いで、第2の研磨工程でバリア膜を研磨し、配線溝以外の箇所の絶縁膜を露出させる。
配線構造体の製造に使用される研磨用組成物として、研磨材、酸化剤、錯生成剤及び膜生成剤を有するものが知られている(特許文献1参照)。また、酸化金属溶解剤と、保護膜形成剤と、該保護膜形成剤の溶解補助剤とを有する研磨用組成物が知られている(特許文献2参照)。これら特許文献に記載された研磨用組成物では、酸化剤により酸化された金属表面を、錯生成剤(酸化金属溶解剤)によって錯化(溶解)することで、配線金属に対する研磨力が高められている。また、膜生成剤(保護膜形成剤)により、導体膜の表面の腐食が抑制されている。
特開平11−21546号公報 再表2000−39844号公報
前記背景技術に記載の研磨用組成物の場合、導体膜が過剰に研磨され、絶縁膜表面に比べて導体膜表面が内側へ後退する現象(ディッシング)が発生することがある。また、バリア膜及び同バリア膜に近接する絶縁膜が過剰に研磨され、導体膜表面に比べてバリア膜及び絶縁膜が内側へ後退する現象(ファング)が発生することもある。従って、従来の研磨用組成物を用いた場合には、これらディッシング及びファングによって、配線構造体に表面段差が発生するという問題があった。
本発明は、前記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、配線構造体の表面段差の発生を抑制することができるとともに良好な研磨速度を得ることができる研磨用組成物を提供することにある。
本発明による研磨用組成物は、下記(a)〜(e)の各成分を含んでなることを特徴とするものである:
(a)二酸化ケイ素、
(b)アルカリ性化合物、
(c)防食剤、
(d)水溶性高分子化合物、および
(e)水。
また、本発明による配線構造体の製造法は、表面に配線溝を有する絶縁膜、前記絶縁膜の上に形成されたバリア膜、前記バリア膜の上に形成され、前記配線溝を完全に埋設する導体膜からなる配線構造体を研磨して前記配線溝のみに導体膜を残す方法であって、前記配線溝部以外の前記バリア膜が露出するまで研磨する第1研磨工程と、露出した前記バリア膜を研磨して前記絶縁膜が露出するまで研磨する第2研磨工程とからなり、前記第2研磨工程において請求項請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨用組成物で研磨することを特徴とするものである。
本発明によれば、配線構造体の製造における研磨工程において、表面段差の発生を抑制することができるとともに良好な研磨速度を得ることができる。
研磨用組成物
(a)二酸化ケイ素、
本発明による研磨用組成物は、二酸化ケイ素を含んでなる。この二酸化ケイ素は主として機械的研磨のための砥粒として作用するものである。このような二酸化ケイ素としてはコロイダルシリカ(Colloidal SiO2)、フュームドシリカ(Fumed SiO2)、沈殿法シリカ(Precipitated SiO2)等が挙げられる。これらの二酸化ケイ素は、単独、又は二種以上の組み合わせで含有しても良い。これらの中でも、分散安定性に優れ、研磨用組成物の調製直後における研磨速度が継続的に得られ易いことから、好ましくはコロイダルシリカ又はフュームドシリカ、より好ましくはコロイダルシリカである。
二酸化ケイ素の平均粒子径は、十分な研磨速度を得るという観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.03μm以上である。一方、表面段差の発生を効率的に抑制するという観点から、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.3μm以下である。ここで、平均粒子径はレーザー光回折法による平均粒子径(DN4)を示す。
本発明による研磨用組成物は、後述するように、表面に配線溝を有する絶縁膜、前記配線溝に埋設される導体膜、及び前記絶縁膜と導体膜に介装されるバリア膜を備えた配線構造体の製造に好適に用いられるものである。このような用途において、絶縁膜とバリア膜の研磨速度をバランス良く得るという観点から、平均粒子径の大きい二酸化ケイ素(第1粒子、平均粒子径D1)と、その第1シリカより粒子径の小さい二酸化ケイ素(第2粒子、平均粒子径D2)を組み合わせて用いることが好ましい。平均粒子径D1は、絶縁膜の研磨速度を向上するという観点から、好ましくは0.03μm以上、より好ましくは0.05μm以上である。一方、平均粒子径D1は、表面段差の発生を効率的に抑制するという観点から、好ましくは0.3μm以下、より好ましくは0.1μm以下である。平均粒子径D2は、十分なバリア膜の研磨速度を得るという観点から、好ましくは0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下である。一方、平均粒子径D2は、十分なバリア膜の研磨速度を得るという観点から、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.02μm以上である。バリア膜の研磨速度よりも絶縁膜の研磨速度を向上させる必要がある場合、第1粒子の含有量を第2粒子の含有量よりも多くすることが好ましい。一方、絶縁膜の研磨速度よりもバリア膜の研磨速度を向上させる必要がある場合、第2粒子の含有量を第1粒子の含有量よりも多くすることが好ましい。
研磨用組成物中における二酸化ケイ素の含有量は、絶縁膜とバリア膜の十分な研磨速度を得るという観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、表面段差の発生を効率的に抑制するという観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。
(b)アルカリ性化合物
本発明による研磨用組成物は、アルカリ性化合物を含んでなる。このアルカリ性化合物は化学的研磨の速度を改良する作用をするものである。このようなアルカリ性化合物としては、必要に応じて有機物または無機物のいずれを用いることもできるが、アンモニア、アミン化合物、およびアルカリ金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一つであることが好ましく、アンモニアまたは水酸化カリウムであることがより好ましい。
研磨組成物中におけるアルカリ性化合物の含有量は、十分な研磨速度を得るという観点および研磨用組成物の安定性の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、組成物取り扱い上の安全性や表面腐食を抑制するという観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。
(c)防食剤
本発明による研磨用組成物は防食剤を含んでなる。この防食剤は、導体膜の表面を腐食から保護することにより、表面段差の発生を抑制するという作用を有する。このような防食剤としては、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、イミダゾール及びトリルトリアゾール、並びにそれらの誘導体のうち少なくとも一種が用いられる。これらのうち防食効果が高いことからベンゾトリアゾール及びその誘導体が好ましい。ベンゾトリアゾール誘導体としては、1−(1,2−ジカルボキシエチル)ベンゾトリアゾール、1−[N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アミノメチル]ベンゾトリアゾール、1−(2,3−ジヒドロキシプロピル)ベンゾトリアゾール、−(ヒドロキシメチル)ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
研磨用組成物中における防食剤の含有量は、ファングまたはディッシングなどの表面段差の発生を効率的に抑制するという観点から、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上である。一方、十分な研磨速度を維持するという観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは2質量%以下である。
(d)水溶性高分子化合物
本発明による研磨用組成物は水溶性高分子化合物を含んでなる。この水溶性高分子化合物は、研磨時に前記のアルカリ性化合物や防食剤と協調して表面段差の発生を抑制する効果を奏する。
このような水溶性高分子化合物としては、親水性基を有する各種のポリマーを用いることができるが、具体的には多糖類やビニル系ポリマーが挙げられる。
ここで多糖類としては、例えば澱粉、アミロペクチン、グリコーゲン、水溶性セルロース、プルラン、エルシナン等が挙げられる。また、ビニル系ポリマーとしては水酸基、カルボキシル基、スルホン酸基等の親水性基を有するビニル系ポリマー、例えばポリビニルアルコール、が挙げられる。本発明による研磨用組成物には、これらのうち、少なくとも一種が用いることができるが、表面段差の発生を抑制する作用に優れるという観点から、水溶性セルロース、プルラン、およびポリビニルアルコールが好ましい。なお、これらの水溶性高分子化合物は種々の分子量を取り得るが、本発明による研磨用組成物にはポリスチレン換算の数平均分子量で、多糖類の場合には100,000〜5,000,000であることが好ましく、200,000〜2,000,000であることがより好ましく、ビニル系ポリマーである場合には10,000〜500,000であることが好ましく、50,000〜200,000であることがより好ましい。
研磨用組成物中における水溶性高分子化合物の含有量は、導体膜に対する十分な研磨速度を維持し、かつ表面段差の発生を効率的に抑制するという観点から、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上である。一方、バリア膜に対する十分な研磨速度を維持し、ディッシングの発生を抑制するという観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。
(e)水
本発明による研磨用組成物は、各成分を分散又は溶解するための分散媒又は溶媒として、水を含んでなる。水は、他の成分の作用を阻害することを抑制するという観点から、不純物をできる限り含有しない水が好ましく、具体的には、イオン交換樹脂にて不純物イオンを除去した後、フィルタを通して異物を除去した純水や超純水、又は蒸留水が好ましい。
(f)酸化剤
本発明による研磨用組成物は、必要に応じて酸化剤を含んでなることもできる。ここで酸化剤は、導体膜に対する研磨速度を改良する作用を有する。また、酸化剤の濃度を調整することにより、導体膜に対する研磨速度が調整されるため、表面段差の発生を一層効率的に抑制することが可能となる。このような酸化剤としては、過酸化水素、過硫酸塩、過ヨウ素酸塩、過塩素酸塩、硝酸塩の他、酸化性金属塩等が挙げられ、入手し易くかつ金属不純物が少ないという観点から過酸化水素水が好ましい。
研磨用組成物中における酸化剤の含有量は、導体膜の研磨速度を調整する作用を得るという観点から、好ましくは0質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上である。一方、導体膜の過剰な研磨を低減し、表面段差の発生を効率的に抑制するという観点から、好ましくは20質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。
(g)その他の成分
本発明による研磨用組成物には、必要に応じてその他の成分としてキレート剤、増粘剤、乳化剤、防錆剤、防腐剤、防黴剤、消泡剤等を常法に従って含有させることも可能である。
本発明による研磨用組成物は、水に前記の各成分を溶解又は分散させることにより調製される。溶解または分散の方法は任意であり、また各成分の混合順序や混合方法等は特に限定されるものではない。
本発明の研磨用組成物のpHは特に限定されないが、酸などの添加量によって調整することが可能である。そのpHは、研磨用組成物の良好な取扱い性を維持するという観点から、好ましくは7.5〜12、より好ましくは8〜10である。
本発明の研磨用組成物は、比較的高濃度の原液として調製して貯蔵または輸送などをし、実際の研磨加工時に希釈して使用することもできる。前述の好ましい濃度範囲は、実際の研磨加工時のものとして記述したものであり、このような使用方法をとる場合、貯蔵または輸送などをされる状態においてはより高濃度の溶液となることは言うまでもない。
研磨方法
本発明による研磨方法は、表面に配線溝を有する絶縁膜、前記配線溝に埋設される導体膜、及び前記絶縁膜と導体膜に介装されるバリア膜を備えた配線構造体を前記した研磨用組成物により研磨するものである。
以下、本発明による研磨方法の一実施形態を説明するに当たり、まず、配線構造体について詳細に説明する。
図1に示すように、半導体装置における配線構造体11は、表面に配線溝12を有する絶縁膜13、同絶縁膜13を保護するバリア膜14及び配線部分を構成する導体膜15を備えている。配線溝12の内壁はバリア膜14によって被覆され、そのバリア膜14の内側には導体膜15が埋設されている。そして、絶縁膜13と導体膜15との間にバリア膜14が介装され、導体膜15の成分が絶縁膜13中に拡散することが防止されている。配線構造体11の表面は、導体膜15、バリア膜14及び絶縁膜13によって平滑に形成されている。
絶縁膜13に用いられる絶縁材料の具体例としては、一般にSiO、SiOF等の他、Low−k材料とも言われる低誘電率の絶縁材料が挙げられ、これらの絶縁膜13はSiH、SiH12、TEOS(テトラエトキシシラン)、有機ケイ素化合物等を出発原料としてCVD(Chemical Vapor Deposition)法等によって形成される。配線溝12は、半導体装置の回路設計に基づいて公知のリソグラフィ技術、パターンエッチング技術等によって形成される。バリア膜14は、一般にタンタル、窒化タンタル等のタンタル含有化合物により、スパッタリング法等によって形成される。導体膜15は、銅や銅合金によって形成される。銅合金としては、一般に銅−アルミニウム合金、銅−チタン合金等が挙げられる。
配線構造体11は、例えば以下の通りに製造される。まず図2に示すように絶縁膜13、バリア膜14及び導体膜15を積層することにより、積層体16を形成させる。その導体膜15の表面には、配線溝12に由来する初期凹溝17が生ずる。次にCMP法によって、初期凹溝17を除去するとともに配線溝12の内側以外の導体膜15及びバリア膜14を除去することによって、図1に示す配線構造体11が形成される。ここで行う研磨工程は、導体膜15を研磨し、図3に示すように配線溝12の内側以外のバリア膜14を露出させる第1の研磨工程と、主としてそのバリア膜14を研磨し、配線溝12の内側以外の絶縁膜13を露出させる第2の研磨工程との2工程で行うことができる。すなわち、バリア膜14を露出させるまでは研磨面の平坦性は比較的重要ではないので、研磨速度すなわち生産性を考慮して相対的に早い研磨速度で第1の研磨工程を行い、ついで最終的な平坦性に優れる研磨表面を得るための仕上げ研磨を第2の研磨工程で行うことができる。必要に応じてさらなる研磨工程を組み合わせることも可能である。本発明による研磨用組成物は、この第2の研磨工程に使用するのに特に適したものである。
ここで、本発明による研磨用組成物を用いた、研磨方法および配線構造体の製造方法について更に詳細に説明すると以下の通りである。
まず、第1の研磨工程では、導体膜研磨用のスラリーを用いて積層体16が研磨される。ここで、第1の研磨工程を経た積層体16は、図4(a)に示すように配線溝12における導体膜15が過剰に研磨され、その導体膜15がバリア膜14の表面よりも内側に後退することにより、ディッシング18が発生することがある。
次に、第2の研磨工程では、第1の研磨工程を経た積層体16が研磨用組成物によって研磨され、バリア膜14が除去されるとともに配線溝12の内側以外の絶縁膜13が露出される。ここで、研磨用組成物として従来の研磨用組成物を用いると、図5に示すように、バリア膜14及び同バリア膜14に近接する絶縁膜13が過剰に研磨されることにより、導体膜15の表面に比べてバリア膜14及び絶縁膜13が内側に後退することにより、ファング19が発生することがある。
本発明による研磨用組成物はアルカリ性化合物、防食剤、および水溶性高分子化合物とが表面段差を抑制する効果をもたらす。このメカニズムは明確ではないが、これらの成分がバリア膜14や導体膜15に対して選択的に吸着または溶解することにより、バリア膜14や導体膜15及びそれら近傍を適切に研磨するのに寄与するものと推測される。これにより、ディッシング18が発生している部分及び露出した絶縁膜13の表面における研磨用組成物の流動性が改善され、局所的な研磨用組成物の停滞や滞留が抑制されることにより、ディッシング18及びファング19の発生も抑制されるものと推察される。
本発明を諸例を用いて説明すると以下の通りである。
実施例1〜18および比較例1〜8
二酸化ケイ素、アルカリ性化合物、防食剤、水溶性高分子化合物、および酸化剤を水に配合して研磨用組成物を調製した。各研磨用組成物の成分および配合量は表1に示すとおりであった。また、表中、各成分の項における略号は以下の意味を有する。
二酸化ケイ素
C1: 平均粒子径 0.07μm
C2: 平均粒子径 0.03μm
C3: 平均粒子径 0.21μm
アルカリ性化合物
NH3: アンモニア
KOH: 水酸化カリウム
Mal: リンゴ酸
防食剤
BTA:ベンゾトリアゾール
E1: 1−[N,N−ビス(ヒドロキシエチル)アミノエチル]ベンゾトリアゾール
E2: トリルトリアゾール
F1: カルボキシエチルベンゾトリアゾール
水溶性分子化合物
A1: プルラン (分子量 約200,000)
A2: ポリビニルアルコール (完全ケン化型 分子量 約200,000)
A3: ヒドロキシエチルセルロース (分子量 約1,600,000)
B1: D(+)グルコース
B2: ドデシルベンゼンスルホン酸トリエタノールアミン
酸化剤
H2O2: 過酸化水素
APS: 過硫酸アンモニウム
これらの研磨用組成物について、以下の条件で研磨および評価を行った。
研磨速度の評価
まず、銅、タンタル、TEOS、およびBD(Black Diamond:アプライドマテリアルズ社製)のブランケットウエハ(直径200mm)を下記研磨条件1にて研磨し、研磨速度を評価した。
<研磨条件1>
研磨機:片面CMP用研磨機(Mirra;アプライドマテリアルズ社製)、
研磨パッド:ポリウレタン製の積層研磨パッド(IC−1400;ロデール社製)、
研磨圧力:2psi(=約28kPa)、
定盤回転数:80rpm、
研磨用組成物の供給速度:200ml/min、
キャリア回転数:80rpm
<研磨速度の計算式>
研磨速度[nm/min]=(研磨加工前のブランケットウエハの厚み[nm]−研磨加工後のブランケットウエハの厚み[nm])÷研磨時間[min]
なお、研磨加工前後のCu, Taブランケットウエハの厚みはシート抵抗測定器(VR−120;国際電気システムサービス株式会社製)を用いて測定した。また、研磨加工前後のTEOS, BDブランケットウエハの厚みは薄膜測定装置(ASET-F5x;ケーエルエー・テンコール株式会社製)を用いて測定した。
段差形状の評価
次に下記の通り段差形状について評価した。
<段差形状の測定1(pattern A)>
銅パターンウエハ表面に、第1の研磨工程用の研磨用組成物(PLANERLITE-7105;株式会社フジミインコーポレーテッド製)を用いるとともに下記研磨条件2によりバリア膜が露出するまで研磨を施した。上記研磨後、銅パターンウエハ表面に、各例の研磨用組成物を用いるとともに前記研磨条件1により下記計算式により算出された研磨時間研磨を施した。次いで、第2研磨後の銅パターンウエハ表面の100μm幅の孤立配線部において、接触式の表面測定装置であるプロフィラ(HRP340;ケーエルエー・テンコール社製)を用いてディッシング量を測定した。なお、研磨前のディッシングは、60nmであった。
ディッシングの評価は、(◎)20nm未満、(○)20〜40nm、(△)40〜60nm、(×)60nm以上 の4段階で行った。なお研磨によって、バリア膜を完全に除去することができなかったもの(−)は別評価とした。
<段差形状の測定1(pattern B)>
銅パターンウエハ表面に、第1の研磨工程用の研磨用組成物(DCM-CX1C;株式会社フジミインコーポレーテッド製)を用いるとともに下記研磨条件3によりバリア膜が露出するまで研磨を施した。上記研磨後、銅パターンウエハ表面に、各例の研磨用組成物を用いるととも前記研磨条件1により下記計算式により算出された研磨時間だけ研磨を施した。次いで、第2研磨後の銅パターンウエハ表面の100μm幅の孤立配線部において、接触式の表面測定装置であるプロフィラ(HRP340;ケーエルエー・テンコール社製)を用いてディッシング量を測定した。なお、研磨前のディッシングは、10nmであった。
ディッシングの評価は、(▲)−5nm未満、(△)−5〜0nm、(◎)0〜15nm、(○)15〜30nm、(×)30nm以上 の5段階で行った。なお研磨によって、バリア膜を完全に除去することができなかったもの(−)は別評価とした。
<研磨時間の計算式>
研磨時間[min]=(パターンウエハのTa膜の厚み 250[nm]÷Taブランケットウエハの研磨速度[nm/min])+(パターンウエハでのTEOSの研磨量 400[nm]÷TEOSブランケットウエハの研磨速度[nm/min])
<研磨条件2>
研磨機:片面CMP用研磨機(Mirra;アプライドマテリアルズ社製)、
被研磨物:銅パターンウエハ(SEMATECH社製、854マスクパターン、成膜厚さ10000Å、初期凹溝8000Å)、
研磨パッド:ポリウレタン製の積層研磨パッド(IC−1000/SubaIV;ロデール社製)、
研磨圧力:2psi(=約28kPa)、定盤回転数:100rpm、
研磨用組成物の供給速度:200ml/min、
キャリア回転数:100rpm
<研磨条件3>
研磨機:片面CMP用研磨機(Mirra;アプライドマテリアルズ社製)、
被研磨物:銅パターンウエハ(SEMATECH社製、854マスクパターン、成膜厚さ10000Å、初期凹溝8000Å)、
研磨パッド:ポリウレタン製の積層研磨パッド(IC−1400;ロデール社製)、
研磨圧力:2psi(=約28kPa)、
定盤回転数:60rpm、
研磨用組成物の供給速度:200ml/min、
キャリア回転数:60rpm
安定性評価
研磨用組成物の調製直後に研磨速度を求めた。次いで、研磨用組成物を室温下において密閉容器にて保存し、保存開始後一定期間経過毎に前記と同様にして研磨速度を求めた。続いて、調製直後の研磨速度に対して研磨速度が20%低下したときの経過時間をライフとした。そして、ライフについて、(◎)一年以上、(○)半年以上一年未満、(△)一ヶ月以上半年未満、(×)一ヶ月未満の4段階で評価した。
各評価において得られた結果は表1に示すとおりであった。
Figure 2006086462
これらの結果より、以下のことが明らかである。
(1)実施例1〜18の結果より、本発明による研磨用組成物はパターンウェハにおけるディッシングを十分に抑制することができ、また十分な安定性を有している。
(2)二酸化ケイ素の平均粒子径が大きくなるとTEOSおよびBDウェハに対する研磨速度が高い。また、平均粒子径が小さくなるとディッシング抑制効果が強くなると同時に安定性が高くなる。
(3)本発明による研磨用組成物は酸化剤を含むことにより銅およびタンタルに対する研磨速度が向上する。酸化剤に過硫酸アンモニウムを用いた場合には、より大きなディッシング抑制力が得られ、また、酸化剤に過酸化水素を用いると逆ディッシング(配線部が逆に残る現象)が起こりにくく、安定性もよい傾向がある。
(4)本願発明の研磨用組成物は、酸を含んでいる研磨用組成物(比較例1)に比べて安定性も優れている。また、二酸化ケイ素を含んでいない研磨用組成物(比較例2)に対しては研磨速度が著しく高い。さらに本願発明の研磨用組成物に必須であるアルカリ性化合物、防食剤、または水溶性高分子のいずれかを含んでいない研磨用組成物(比較例3〜8)に比較して、本発明による研磨用組成物はディッシング抑制効果が大きい。
配線構造体を示す拡大断面図。 積層体を示す拡大断面図。 第1の研磨工程が完了した積層体を示す拡大断面図。 (a)は第1の研磨工程が完了した積層体を示す要部拡大断面図、(b)は配線構造体を示す要部拡大断面図。 配線構造体を示す要部拡大断面図。
符号の説明
11 配線構造体
12 配線溝
13 絶縁膜
14 バリア膜
15 導体膜
16 積層体
17 初期凹溝
18 ディッシング
19 ファング

Claims (8)

  1. 下記(a)〜(e)の各成分を含んでなることを特徴とする研磨用組成物:
    (a)二酸化ケイ素、
    (b)アルカリ性化合物、
    (c)防食剤、
    (d)水溶性高分子化合物、および
    (e)水。
  2. 前記アルカリ性化合物が、アンモニア、アミン化合物、およびアルカリ金属の水酸化物からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項1に記載の研磨用組成物。
  3. 前記防食剤が、ベンゾトリアゾールおよびその誘導体からなる群から選択される、請求項1または2に記載の研磨用組成物。
  4. 前記水溶性高分子化合物が、多糖類およびビニル系ポリマーからなる群から選択される少なくとも一つである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の研磨用組成物。
  5. (f)酸化剤をさらに含んでなる、請求項1〜4のいずれか1項に記載の研磨用組成物。
  6. 表面に配線溝を有する絶縁膜、前記絶縁膜の上に形成されたバリア膜、前記バリア膜の上に形成され、前記配線溝を完全に埋設する導体膜からなる配線構造体を研磨して前記配線溝のみに導体膜を残す配線構造体を製造する方法であって、前記配線溝部以外の前記バリア膜が露出するまで研磨する第1研磨工程と、露出した前記バリア膜を研磨して前記絶縁膜が露出するまで研磨する第2研磨工程とからなり、前記第2研磨工程において請求項請求項1〜5のいずれか1項に記載の研磨用組成物で研磨することを特徴とする配線構造体の製造法。
  7. 前記バリア膜がタンタル含有化合物からなるものである、請求項6に記載の配線構造体の製造法。
  8. 前記導体膜が銅または銅合金からなるものである、請求項5または6に記載の配線構造体の製造法。
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