(57)【要約】【課題】半導体素子の導電パターンを形成するための研磨工程の後に実施する洗浄工程における洗浄効率の向上、生産コストの軽減、及び研磨装置の活用性の改善を可能にする半導体素子の導電パターン形成方法を提供すること。【解決手段】本発明の半導体素子の導電パターン形成方法は、トレンチが形成された層間絶縁膜（１１）を提供するステップと、前記トレンチを埋め込むように導電物質を形成するステップと、前記層間絶縁膜（１１）が露出するように導電物質を研磨するステップと、混合洗浄液（ＢＯＥ＋有機酸）を用いて導電物質を含む構造物全体を洗浄するステップ（１６）とを含む。【選択図】図１Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレンチが形成された層間絶縁膜を提供するステップと、
前記トレンチを埋め込むように導電物質を形成するステップと、
前記層間絶縁膜が露出するように前記導電物質を研磨するステップと、
混合洗浄液を用いて前記導電物質を含む構造物全体を洗浄するステップと
を含むことを特徴とする半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項２】
前記混合洗浄液が、有機酸の添加されたＢＯＥ溶液であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項３】
前記ＢＯＥ溶液が、超純水で希釈された溶液であることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項４】
前記導電物質を形成する前記ステップが、
タングステン膜、銅膜、アルミニウム膜、及び導電性ポリシリコン膜からなる群から選択されるいずれか１つの膜を前記導電物質として形成するステップであることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項５】
前記有機酸が、酢酸、アコニット酸、アジピン酸、アントラニル酸、アラキン酸、Ｌ−アスコルビン酸、アゼライン酸、クエン酸、エチドロン酸、ギ酸、フマル酸、Ｄ−グルコン酸、フミン酸、ヨウ化水素酸、イソ酪酸、乳酸、ラノリン酸、レブリン酸、メタクリル酸、メタンスルホン酸、ミレス−５−カルボン酸、ミリスチン酸、ノナン酸、ノルジヒドログアヤレチック酸、オレス−６−カルボン酸、過酢酸、過塩素酸、過ヨウ素酸、フェノールスルホン酸、プロピオン酸、セバシン酸、ソルビン酸、コハク酸、タンニン酸、酒石酸、Ｌ−酒石酸、Ｏ−トルエンスルホン酸、Ｐ−トルエンスルホン酸、Ｍ−トルイル酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、尿酸、及びウスニン酸からなる群から選択されるいずれか１つの酸であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項６】
前記導電物質を含む構造物全体を洗浄する前記ステップが、
有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を用いて洗浄するステップと、
超純水で洗浄するステップと、
前記有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を用いて洗浄するステップと
を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項７】
前記有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を用いた洗浄が、ブラッシングしながら３０秒〜６０秒間行われることを特徴とする請求項６に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項８】
前記超純水を用いた洗浄が、ブラッシングしながら３０秒〜６０秒間行われることを特徴とする請求項６に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項９】
前記導電物質を研磨する前記ステップが、
化学的機械的研磨によって行われることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１０】
前記化学的機械的研磨時に、スラリーの研磨剤としてコロイド状シリカを使用することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１１】
前記化学的機械的研磨工程時に、チャンバ圧力、リテーナリング圧力、メインエアバッグ圧力、及びセンタエアバッグ圧力をそれぞれ１００ｈＰａ〜３００ｈＰａの範囲の値に設定することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１２】
前記化学的機械的研磨時に、トップリング速度を３０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍの範囲の値とし、ターンテーブル速度を３０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍの範囲の値とし、スラリー流速を１００ｍｌ／ｍｉｎ〜３００ｍｌ／ｍｉｎの範囲の値に維持することを特徴とする請求項９に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１３】
前記化学的機械的研磨時に、ドレッサ圧縮力を５０Ｎ〜１００Ｎの範囲の値、ドレッサ時間を５秒〜６０秒の範囲の値、ドレッサ速度を１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍの範囲の値とすることを特徴とする請求項９に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１４】
前記トレンチが形成された層間絶縁膜を提供する前記ステップが、
前記層間絶縁膜上にシリコン窒化膜からなるハードマスクパターンを形成するステップと、
該ハードマスクパターンの形成によって露出した前記層間絶縁膜をエッチングするステップと
を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１５】
前記層間絶縁膜をエッチングする前記ステップが、Ｃ４Ｆ６、Ｏ２、ＣＦ４、及びＡｒガスを使用して行われることを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１６】
前記トレンチが形成された層間絶縁膜を提供する前記ステップの前に、
前記層間絶縁膜をエッチングする前記ステップで用いられるエッチングチャンバを乾燥するステップを更に含むことを特徴とする請求項１４に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１７】
基板上に層間絶縁膜を形成するステップと、
該層間絶縁膜内にトレンチを形成するステップと、
該導電物質で前記トレンチを埋め込むように、前記層間絶縁膜上に導電物質を形成するステップと、
前記導電膜に化学的機械的研磨を行い、前記層間絶縁膜を露出させるステップと、
有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を含む混合洗浄液を用いて、研磨された前記導電膜及び露出した前記層間絶縁膜を含む構造物全体を洗浄し、前記有機酸に、前記構造物上に保護膜を形成させるステップと
を含むことを特徴とする半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１８】
前記ＢＯＥ溶液が、超純水で希釈された溶液であることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項１９】
前記導電物質を形成する前記ステップが、
タングステン膜、銅膜、アルミニウム膜、及び導電性ポリシリコン膜からなる群から選択されるいずれか１つの膜を前記導電物質として形成するステップであることを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項２０】
前記構造物全体を洗浄する前記ステップが、
有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を用いて前記構造物全体を洗浄するステップと、
超純水を用いて前記構造物全体を洗浄するステップと、
前記有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を用いて前記構造物全体を洗浄するステップと
を含むことを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項２１】
前記化学的機械的研磨時に、スラリーの研磨剤としてコロイド状シリカを使用することを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【請求項２２】
前記保護膜が、基板の表面から脱離した微粒子の再吸着を防止し、かつ酸化を防止することを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の導電パターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子製造技術に関し、特に、ダマシン工程を用いた半導体素子の導電パターン、より詳細には、ダマシン工程を用いたフラッシュメモリ素子のビットライン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の高集積化、微細化、及び配線構造の多層化傾向に伴い、ウエハ上に多層に形成される導電層又は絶縁層における段差が増加傾する向にある。このように製造工程中に発生するウエハ上の段差を除去するために、１９８０年代の後半、米ＩＢＭ社が化学的除去工程と機械的除去工程とを結合させた化学的機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）（以下、ＣＭＰとする。）という新たな工程を開発した。
【０００３】
ＣＭＰ工程は、加工しようとするウエハの表面と研磨パッドとを接触させた状態で、スラリーをこれらの接触部位に供給しながらウエハと研磨パッドとを相対的に移動させることにより、ウエハ表面の凹凸部分を化学的に反応させると同時に、それを物理的に除去して平坦化する技術である。したがって、ＣＭＰ工程の性能は、ＣＭＰ装置の工程条件、スラリーの種類、研磨パッドの種類などによって決定される。
【０００４】
近年、ＣＭＰ工程は、半導体素子の高集積化により、ウエハ上に多層に形成される導電層又は絶縁層で生じる段差を平坦化する平坦化工程に幅広く用いられている。また、上下に離隔された複数の層の間で導電構造物を互いに接続させる手段、いわゆる「コンタクトプラグ」、又は金属配線の形成時にもＣＭＰ工程が用いられている。
【０００５】
一方、近年、半導体製造工程において、金属配線及びコンタクトプラグのような導電パターンに使用される代表的な物質として、タングステン（Ｗ）を挙げることができる。タングステンを用いた金属配線及びコンタクトプラグの形成時には、ダマシン工程を適用している。タングステンダマシン工程とは、絶縁層をパターニングして配線ラインを画定するトレンチを形成し、トレンチ内にタングステンを形成した後、ＣＭＰ工程を適用して、絶縁層が露出するまでスラリーを用いてタングステンを除去する工程である。また、このようなＣＭＰ工程の後には、ＣＭＰ時に発生した残留物や副生成物を除去するために洗浄を行う。
【０００６】
一般的に、洗浄時には、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）及びフッ酸（ＨＦ）溶液を使用する。このような洗浄工程は、例えば次のように実施される。即ち、第一のブラシステーションで希釈されたＮＨ４ＯＨ溶液を用いて洗浄した後、第二のブラシステーションで希釈されたＨＦ溶液を用いて洗浄する。
【０００７】
しかし、このように、洗浄時に２つの溶液を別途に使用すると、２つの溶液を入れるためのバス（槽）がそれぞれ必要となるため、研磨装置内に占めるクリーナの容量が大きく増加する。また、現在の洗浄技術では、ＣＭＰ工程により生成された研磨副生成物及び金属性不純物を完全に除去できない問題がある。したがって、現在、洗浄効率の向上、生産コストの軽減、及び研磨装置の活用性の改善を可能にする洗浄工程技術の開発が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような従来技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、半導体素子の導電パターンを形成するための研磨工程の後に実施する洗浄工程における洗浄効率の向上、生産コストの軽減、及び研磨装置の活用性の改善を可能にする半導体素子の導電パターン形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の一態様は、トレンチが形成された層間絶縁膜を提供するステップと、前記トレンチを埋め込むように導電物質を形成するステップと、前記層間絶縁膜が露出するように前記導電物質を研磨するステップと、混合洗浄液を用いて前記導電物質を含む構造物全体を洗浄するステップとを含む半導体素子の導電パターン形成方法を提供する。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の別の態様は、基板上に層間絶縁膜を形成するステップと、該層間絶縁膜内にトレンチを形成するステップと、導電物質が前記トレンチを埋め込むように、前記層間絶縁膜上に導電物質を形成するステップと、前記導電膜に化学的機械的研磨を行い、前記層間絶縁膜を露出させるステップと、有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を含む混合洗浄液を用いて、研磨された前記導電膜及び露出した前記層間絶縁膜を含む構造物全体を洗浄し、前記有機酸に、前記構造物上に保護膜を形成させるステップとを含む半導体素子の導電パターン形成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、半導体素子の導電パターンの形成時にダマシン工程を適用し、トレンチを埋め込むように導電物質を形成し、これを研磨した後、研磨時に発生した研磨副生成物や残留物などの汚染源を除去するために洗浄を行うが、この洗浄時に有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を使用する。したがって、従来の方法（ＮＨ４ＯＨ及びＨＦ溶液の２つの溶液を使用する）に比べて洗浄液の使用回数を減少し、生産コストを軽減することができる。また、１つの混合洗浄液（有機酸の添加されたＢＯＥ溶液）を使用するので、洗浄時、１つのバスのみが必要なことから、従来に比べて研磨装置内に占めるクリーナの容量を減少し、研磨装置の活用性を改善することができる。これらに加え、有機酸がタングステンの表面に保護膜を形成するので、洗浄時に、汚染源の再吸着を防止し、かつ酸化をも防止することから、洗浄工程における洗浄効率を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。なお、図面において、層及び領域の厚さは、明確化するために拡大されており、ある層が他の層又は基板上にあると記載されている場合、それは、他の層又は基板上に直接形成されるか、又はそれらの間に第３の層が介在し得ることを意味する。また、明細書全体において、同じ符号（参照番号）で表示された部分は、同じ構成要素を表す。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｃは、本発明の実施形態に係る半導体素子の導電パターン形成方法を説明するための断面図である。ここでは、一例として、ダマシン工程を用いたフラッシュメモリ素子のビットライン形成方法について説明する。
【００１４】
まず、図１Ａに示すように、トランジスタ形成工程及び不純物イオン注入工程が完了した半導体基板１０上に、パターニングされた層間絶縁膜１１を形成する。例えば、パターニングされた層間絶縁膜１１は、ＨＤＰ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  Ｐｌａｓｍａ）酸化膜を２０００Å〜５０００Åの範囲の厚さに形成する。
【００１５】
より詳細には、層間絶縁膜上に所定のフォトレジストパターン（図示せず）を形成した後、これをマスクとして用いてエッチングを行い、ハードマスクパターン（図示せず）を形成する。ここで、ハードマスクパターンは、シリコン窒化膜で形成する。例えば、ハードマスクパターンは、シリコン窒化膜を形成した後、フォトレジストパターンによって露出したシリコン窒化膜をエッチングして形成する。このとき、シリコン窒化膜は、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法にて形成する。具体的に、シリコン窒化膜の形成条件は、例えば次のとおりである。即ち、６６７Ｐａ〜１３３３Ｐａ（５Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ）の範囲の圧力、４３０ＷのＲＦパワー、及び５５０℃程度の温度条件である。また、このとき注入される形成ガスのＳｉＨ４、ＮＨ３、及びＮ２ガスの流量は、それぞれ２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ、及び４０００ｓｃｃｍ〜５０００ｓｃｃｍの範囲の値とすることが好ましい。
【００１６】
更に、シリコン窒化膜のエッチング条件は、例えば次のとおりである。即ち、エッチングチャンバの圧力は４Ｐａ〜６．６７Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒ）の範囲の値に維持し、ＲＦパワーを１０００Ｗ〜２０００Ｗの範囲の値に、バイアスパワーを１５００Ｗ〜２５００Ｗの範囲の値に維持し、エッチングガスとしてＣＨＦ３、Ｏ２、及びＡｒガスを使用する。このとき、ＣＨＦ３ガスの流量は３０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍの範囲の値とし、Ｏ２ガスの流量は１０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍの範囲の値とし、Ａｒガスの流量は５００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲の値とし、エッチングチャンバの温度を４０℃〜６０℃の範囲の値に維持する。
【００１７】
次に、ハードマスクパターンの形成によって露出した層間絶縁膜をエッチングし、層間絶縁膜内に複数のトレンチ（図示せず）を形成する。これにより、パターニングされた層間絶縁膜１１が形成される。ここで、トレンチを形成するためのエッチング工程の条件は、例えば次のとおりである。
【００１８】
即ち、ＨＤＰ酸化膜からなる層間絶縁膜のエッチング速度を考慮し、チャンバ圧力は４Ｐａ〜６．６７Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ〜５０ｍＴｏｒｒ）の範囲の値に維持し、ＲＦパワーを１０００Ｗ〜２０００Ｗの範囲の値に、バイアスパワーを１５００Ｗ〜２５００Ｗの範囲の値に維持し、エッチングガスとしてＣ４Ｆ６、Ｏ２、ＣＦ４、及びＡｒガスを使用する。このとき、Ｃ４Ｆ６、Ｏ２、ＣＦ４、及びＡｒガスの流量は、それぞれ３０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｃｃｍ、及び５００ｓｃｃｍ〜８００ｓｃｃｍの範囲の値とする。また、エッチングチャンバ内の温度を４０℃〜６０℃の範囲の値に維持する。
【００１９】
特に、このようなトレンチの形成前には、チャンバ内の雰囲気を安定化させるため、チャンバの乾燥（ｓｅａｓｏｎｉｎｇ）作業を行う。
【００２０】
次に、トレンチを含むパターニングされた層間絶縁膜１１の上面の段差に沿って、パターニングされた層間絶縁膜１１へのタングステンの拡散を防止するバリア金属膜１２を形成する。例えば、バリア金属膜１２は、Ｔｉ／ＴｉＮ積層膜を３０Å〜１００Åの範囲の厚さに形成する。
【００２１】
次に、トレンチが埋め込まれるようにバリア金属膜１２上に導電物質を形成する。例えば、タングステン膜、銅膜、アルミニウム膜、及び導電性ポリシリコン膜からなる群の中から選択されるいずれか１つの膜を形成する。好ましくは、タングステン膜１３を形成する。このとき、タングステン膜１３は、後続のＣＭＰ工程を考慮して、３０００Å〜１００００Åの範囲の厚さに形成する。
【００２２】
次に、図１Ｂに示すように、ＣＭＰ工程１４により、タングステン膜１３（図１Ａ参照）を研磨する。これにより、平坦化したビットライン１３Ａが形成される。通常、ＣＭＰ工程は、例えば次のように実施される。即ち、タングステン膜１３の表面がスラリーと接触すると、タングステン酸化膜が形成されるが、このようなタングステン酸化膜は、スラリー中にある研磨粒子と化学的に結合する。このような状態で、研磨粒子に物理的な力を加えると、タングステン膜１３の表面からタングステン酸化膜を除去することができる。ＣＭＰ工程１４の実施後には、不純物１５が残留する。
【００２３】
具体的には、ＣＭＰ工程１４は、研磨速度及び研磨ムラを考慮して、例えば次のような条件で実施される。即ち、チャンバ圧力、リテーナリング圧力、メインエアバッグ圧力、及びセンタエアバッグ圧力を、いずれも１００ｈＰａ〜３００ｈＰａの範囲の値に限定し、トップリング速度を３０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍの範囲の値とし、ターンテーブル速度を３０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍの範囲の値とし、スラリー流速を１００ｍｌ／ｍｉｎ〜３００ｍｌ／ｍｉｎの範囲の値に維持する。また、ドレッサ圧縮力（ｄｒｅｓｓｅｒ  ｄｏｗｎ  ｆｏｒｃｅ）は５０Ｎ〜１００Ｎ（ニュートン）の範囲の値、ドレッサ時間は５秒〜６０秒の範囲の値、ドレッサ速度は１０ｒｐｍ〜１００ｒｐｍの範囲の値とし、研磨剤は１ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲の濃度を有するコロイド状シリカを使用する。
【００２４】
しかし、このようなＣＭＰ工程１４の完了後も、平坦化したビットライン１３Ａの表面には、まだ不完全なタングステン酸化膜が残留する。そのため、このようなタングステン酸化膜に研磨粒子やスラリー残留物などの不純物１５が吸着し、ウエハ表面を汚染させる可能性がある。
【００２５】
したがって、このような汚染源を除去するため、図１Ｃに示すように、洗浄工程１６を実施する。特に、洗浄工程１６時には、有機酸の添加されたＢＯＥ（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｅｔｃｈａｎｔ）溶液（ＢＯＥ＋有機酸）、すなわち、混合洗浄液を使用する。このとき、ＢＯＥ溶液は、超純水（Ｈ２Ｏ）で希釈して使用することもできる。また、例えば、超純水：ＢＯＥ溶液＝１００〜２００：１の割合で混合して使用することもできる。
【００２６】
通常、ＢＯＥ溶液は、ＨＦとＮＨ４Ｆとが１００：１又は３００：１の割合で混合された溶液を指す。ここで、ＨＦ溶液は汚染源の除去に使用され、ＮＨ４Ｆはフッ酸のフッ素濃度を維持するか、又は全体的な溶液のｐＨの維持に使用される。また、ＢＯＥ溶液に添加された有機酸は、平坦化したビットライン１３Ａの表面に保護膜を形成し、これにより、その他の汚染源、例えば、ウエハ表面から脱離した微粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）の再吸着を防止し、かつ酸化を防止する役割を果たす。このとき、有機酸の濃度は０．０００１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの範囲の値に維持する。
【００２７】
好ましくは、有機酸は、酢酸、アコニット酸、アジピン酸、アントラニル酸、アラキン酸、Ｌ−アスコルビン酸、アゼライン酸、クエン酸、エチドロン酸、ギ酸、フマル酸、Ｄ−グルコン酸、フミン酸、ヨウ化水素酸、イソ酪酸、乳酸、ラノリン酸、レブリン酸、メタクリル酸、メタンスルホン酸、ミレス−５−カルボン酸、ミリスチン酸、ノナン酸、ノルジヒドログアヤレチック酸（ｎｏｒｄｉｈｙｄｒｏｇｕａｉｒｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）、オレス−６−カルボン酸、過酢酸、過塩素酸、過ヨウ素酸、フェノールスルホン酸、プロピオン酸、セバシン酸、ソルビン酸、コハク酸、タンニン酸、酒石酸、Ｌ−酒石酸、Ｏ−トルエンスルホン酸、Ｐ−トルエンスルホン酸、Ｍ−トルイル酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロメタンスルホン酸、尿酸、及びウスニン酸からなる群から選択されるいずれか１つの酸である。
【００２８】
具体的に、洗浄工程１６は、次の方法で実施することができる。まず、有機酸の添加されたＢＯＥ溶液で洗浄し、超純水で洗浄した後、最後に、有機酸の添加されたＢＯＥ溶液で再洗浄する。このとき、有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を用いた洗浄は、ブラシステーションでブラッシングしながら３０秒〜６０秒間行う。また、超純水を用いた洗浄も、ブラシステーションでブラッシングしながら３０秒〜６０秒間行う。
【００２９】
以下では、図２を参照して、ＣＭＰ工程１４時におけるタングステン酸化膜の形成原理について簡略に説明する。同図は、タングステン−水系に対する電位−ｐＨ平衡を示す図である。
【００３０】
同図に示すように、スラリーのｐＨによって形成されるタングステン酸化膜の種類及び腐食電位（ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を確認することができる。例えば、ｐＨが０〜２の範囲ではＷＯ３が形成され、ｐＨが２〜６の範囲ではＷ１２Ｏ３９６−又はＷ１２Ｏ４１１０−が形成され、ｐＨが６〜１４の範囲ではＷＯ４２−が形成される。すなわち、スラリーのｐＨによってタングステンの表面に生成される酸化膜の種類が異なることがわかる。一般的に、タングステンのＣＭＰ時に使用されるスラリーのｐＨは３〜１１の範囲であるため、タングステンがスラリーにさらされると、不完全な酸化膜（Ｗ１２Ｏ３９６−、Ｗ１２Ｏ４１１０−、ＷＯ４２−）が形成され、スラリー内の研磨粒子と反応しやすくなる。
【００３１】
本発明によると、洗浄時に有機酸の添加されたＢＯＥ溶液を使用するため、従来（ＮＨ４ＯＨ及びＨＦ溶液の２つの溶液を使用）に比べて洗浄液の使用回数を減少し、生産コストを軽減することができる。
【００３２】
また、本発明によると、洗浄液を入れるバスの数が１つに減少し、研磨装置内に占めるクリーナの容量を減少させることにより、研磨装置の活用性を改善することができる。
【００３３】
更に、本発明によると、有機酸を添加して使用するため、タングステンの表面への汚染源の再吸着を完全に遮断し、洗浄工程の洗浄効率を向上させることができる。
【００３４】
以上、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想の範囲から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１Ａ】本発明の実施形態に係る半導体素子の導電パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態に係る半導体素子の導電パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態に係る半導体素子の導電パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図２】タングステン−水系に対する電位−ｐＨ平衡を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０      半導体基板
１１      パターニングされた層間絶縁膜
１２      バリア金属膜
１３      タングステン膜
１４      ＣＭＰ工程
１５      不純物
１６      洗浄工程
１３Ａ    平坦化したビットライン
【図１Ａ】
2008072123.tif 000003
【図１Ｂ】
2008072123.tif 000004
【図１Ｃ】
2008072123.tif 000005
【図２】
2008072123.tif 000006