(57)【要約】【課題】コロイダルシリカスラリーを用いた銅ＣＭＰ処理において、これらスラリーを用いた研磨中に銅表面に低欠陥レベルを達成すること。【解決手段】本発明により、溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる、銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化用組成物、及び当該組成物を用いた関連方法が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化用組成物であって、溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる、組成物。
【請求項２】
銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化用組成物であって、
（ａ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカと、
（ｂ）酸化剤と
を含んでなる、組成物。
【請求項３】
（ｃ）界面活性剤をさらに含む、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記界面活性剤がフッ素系界面活性剤である、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記酸化剤が過酸化水素である、請求項２に記載の組成物。
【請求項６】
遠心分離を使用して溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカが製造されている、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化方法であって、
（Ａ）銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面を有する基材を、研磨パッドと接触させて配置する工程と、
（Ｂ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる研磨組成物を送達する工程と、
（Ｃ）前記研磨組成物を用いて前記基材を研磨する工程と
を含む、方法。
【請求項８】
銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化方法であって、
（Ａ）銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面を有する基材を、研磨パッドと接触させて配置する工程と、
（Ｂ）（ａ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカ；及び
（ｂ）酸化剤
を含んでなる研磨組成物を送達する工程と、
（Ｃ）前記研磨組成物を用いて前記基材を研磨する工程と
を含む、方法。
【請求項９】
前記組成物が（ｃ）界面活性剤をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記組成物の界面活性剤がフッ素系界面活性剤である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記組成物の酸化剤が過酸化水素である、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
溶解性高分子シリケートを実質的に含まない前記コロイダルシリカが遠心分離を用いて製造される、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、半導体ウェーハ上の金属基材（例えば銅基材）の化学機械平坦化及びそのためのスラリー組成物に関する。特に、本発明は、銅ＣＭＰに使用するのに効果的であって、ＣＭＰ処理後に研磨された基材に低い欠陥レベルをもたらす、ＣＭＰスラリー組成物に関する。本発明は、平坦化した基材上に低い欠陥レベルが望まれる、ステップ２銅ＣＭＰに特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
半導体基材を平坦化するための化学機械平坦化(化学機械研磨、ＣＭＰ）は、今日当業者に広く知られており、数多くの特許及び公開された刊行物に記載されている。ＣＭＰに関する入門的な参照文献は以下である：Ｇ．  Ｂ．  Ｓｈｉｎｎらによる、”Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ”，  Ｃｈａｐｔｅｒ  １５，  ｐａｇｅ  ４１５−４６０，  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  編者：Ｙ．  Ｎｉｓｈｉ及びＲ．  Ｄｏｅｒｉｎｇ，  Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  Ｃｉｔｙ  （２０００）。
【０００３】
典型的なＣＭＰ処理において、基材（例えばウェーハ）は、定盤に取り付けられた回転する研磨パッドと接触して配置される。ＣＭＰスラリー、典型的には研磨材及び化学反応性混合物が基材のＣＭＰ処理中にパッドに供給される。ＣＭＰ処理中、ウェーハキャリアシステム又は研磨ヘッドが基材に対して圧力（下方の力）を与えている間、（定盤に固定された）パッド及び基材を回転させる。スラリーは、基材に対するパッドの回転運動の効果により、平坦化される基材の膜と化学的かつ機械的に相互作用して、平坦化（研磨）処理を実現する。基材を効果的に平坦化するための目的物を用いて、基材上の所望の膜が除去されるまで研磨はこのようにして継続される。通常、金属ＣＭＰスラリーは、酸化性の水性媒体中に懸濁した、シリカ又はアルミナなどの研磨材料を含有する。
【０００４】
集積回路（ＩＣ）などのシリコン系半導体デバイスは、ｌｏｗ−ｋ誘電体材料、二酸化ケイ素又は他の材料であってよい誘電体層を通常含む。アルミニウムもしくはアルミニウム合金又は銅から通常形成される多層回路配線は、ｌｏｗ−ｋ又は二酸化ケイ素基材上にパターン化される。
【０００５】
ＣＭＰ処理は、半導体製造の様々な段階で、過剰な金属を除去及び平坦化するために使用されることが多い。例えば、二酸化ケイ素基材上に多層銅相互配線又は平坦な銅回路配線を作製する方法の１つは、ダマシン処理と呼ばれている。多層銅相互配線を形成するのに通常使用される半導体製造処理において、銅ＣＭＰ処理後に、金属化銅線又は銅ビアが電気化学金属析出によって形成される。典型的な処理において、中間層誘電体（ＩＬＤ）表面を従来のドライエッチング処理によってパターン化して、垂直及び水平方向の相互配線用のビア及びトレンチを形成し、そして下層相互配線構造と接続する。パターン化したＩＬＤ表面を、チタンもしくはタンタルのような接着促進層及び／又は窒化チタンもしくは窒化タンタルのような拡散バリア層で、ＩＬＤ表面上及びエッチングされたトレンチ及びビアの中までコーティングする。次に、接着促進層及び／又は拡散バリア層を、例えば、シード銅層及びそれに続く電気化学析出した銅層によって、銅でオーバーコーティングする。構造物が析出した金属で満たされるまで電気析出を継続する。最後に、誘電体（二酸化ケイ素及び／又はｌｏｗ−ｋ）表面の露出隆起部分を備えた平坦化表面が得られるまで、ＣＭＰ処理を使用して銅の上層、接着促進層及び／又は拡散バリア層を除去する。ビア及びトレンチは導電性の銅で満たされた状態であって、回路の相互配線を形成する。
【０００６】
１段階銅ＣＭＰ処理が望ましい場合、金属特徴部のディッシング又は誘電体のエロージョンを回避する又は最小限にするために、金属及びバリア層材料の除去速度が、誘電体材料の除去速度よりもかなり高いことが一般に重要である。代わりに、ステップ１銅ＣＭＰ処理と呼ばれる、銅の被り（overburden）の初期除去及び平坦化の後に、バリア層ＣＭＰ処理を伴う多段階銅ＣＭＰ処理を使用してもよい。バリア層ＣＭＰ処理は、バリア又はステップ２銅ＣＭＰ処理と呼ばれることが多い。以前は、誘電体の隆起部分が露出したときに研磨が効果的に停止するように、銅並びに接着促進層及び／又は拡散バリア層の除去速度は両方とも、誘電体の除去速度を大幅に超えていなければならないと考えられていた。銅の除去速度と誘電体基部の除去速度との比は、銅、タンタル及び誘電体材料から構成される基材のＣＭＰ処理中の、誘電体と比べた銅の除去に関する「選択性」と呼ばれる。タンタルの除去速度と誘電体基部の除去速度との比は、ＣＭＰ処理中の、誘電体と比べたタンタルの除去に関する「選択性」と呼ばれる。誘電体と比べて銅及びタンタルの除去に関して高い選択性を有するＣＭＰスラリーを使用する場合、銅層は容易に過剰研磨されて、銅ビア及びトレンチに窪みが作られる、又は「ディッシング」作用がもたらされる。かかる特徴部の歪みは、半導体製造におけるリソグラフィ及び他の制約のために許容できない。
【０００７】
半導体製造に不適切な他の特徴部の歪みは「エロージョン」と呼ばれる。エロージョンは、誘電体領域と銅ビア又はトレンチの高密度アレイとの間の表面的形状（topography）の違いである。ＣＭＰにおいて、高密度アレイ中の材料は、誘電体の周囲領域よりも大きい速度で除去又は浸食される場合がある。このことは、誘電体領域と高密度銅アレイとの間に表面的形状の違いを生じさせる。
【０００８】
典型的に使用されるＣＭＰスラリーは２つの作用、化学的成分及び機械的成分を有する。スラリー選択において考慮すべき重要な事項は「受動エッチング速度」である。受動エッチング速度は、銅が化学的成分単体によって溶解する速度であって、化学的成分及び機械的成分の両方が包含される場合の除去速度よりも大幅に小さくなければならない。受動エッチング速度が大きいと銅トレンチ及び銅ビアのディッシングにつながるため、受動エッチング速度は１０ナノメートル／分未満であることが好ましい。
【０００９】
銅の化学機械平坦化の最中、不要な粒子の付着及び表面粗さなどの欠陥が生じる可能性がある。特定の欠陥の種類として、ヘイズ、ピット、スクラッチ、マウンド、ディンプル及び積層欠陥が挙げられる。様々な種類の研磨粒子を使用した、欠陥を低減するための銅ＣＭＰ用スラリー組成物システムが数多く開示されている。例えば、Ｎｅｖｉｌｌｅらの米国特許第５５２７４２３号には、ヒュームドシリカもしくは沈降シリカ又はヒュームドアルミナもしくは沈降アルミナを使用することが記載されている。これらの研磨粒子は経時で凝集する傾向があり、凝集によって研磨中にスクラッチ欠陥が作られる可能性がある。また、アルミナなどの研磨粒子は硬いため、このことによって研磨中に銅のマイクロスクラッチが生じる可能性もある。従って、スラリー調製においてコロイダルシリカを使用することが好ましい。例えば、Ｉ．  Ｂｅｌｏｖらの米国特許出願第２００５／０１１３０００号及び米国特許第６９６４６００号には、化学機械研磨にコロイダルシリカスラリーを使用することが記載されている。コロイダルシリカは、銅の化学機械平坦化用スラリー組成物に多くの利点をもたらすものの、標準的なコロイダルシリカの欠点の１つは、溶解性高分子シリケートがコロイダルシリカに含まれることである。これらの溶解性高分子シリケートは、コロイダルシリカの製造中に形成される。溶解性高分子シリケートは、銅含有基材の研磨中に銅と錯形成する可能性があり、この錯形成によって、スクラッチ、ピット及び有機銅粒子などの欠陥が生じる可能性がある。
【００１０】
銅ＣＭＰに関して、現在のところ当該技術には、ＩＣチップの製造において局所的及び全面的な平坦化を達成するために２段階処理を使用することが含まれる。銅ＣＭＰ処理のステップ１の最中に被り銅が除去される。次に、バリア層を除去して局所的及び全面的な平坦化を達成するために、銅ＣＭＰ処理のステップ２が続く。一般に、ステップ１において被り銅を除去した後、ウェーハ表面の様々な位置でステップ高さが異なるため、研磨したウェーハ表面は局所的及び全面的に不均一な平坦性を有している。低密度特徴部はより高い銅ステップ高さを有する傾向があり、一方、高密度特徴部は低いステップ高さを有する傾向がある。ステップ１の後のステップ高さが様々であるため、銅に対するタンタルの除去速度及び酸化物に対する銅の除去速度に関して選択的なステップ２銅ＣＭＰ用スラリーが非常に望ましい。タンタルの除去速度と銅の除去速度との比は、銅、タンタル及び誘電体材料から構成される基材のＣＭＰ処理中の、銅と比べたタンタルの除去に関する「選択性」と呼ばれる。
【００１１】
銅の化学機械研磨の機構に関しては数多くの理論がある。Ｄ．  Ｚｅｉｄｌｅｒ，  Ｚ．  Ｓｔａｖｒｅｖａ，  Ｍ．  Ｐｌｏｅｔｎｅｒ，  Ｋ．  Ｄｒｅｓｃｈｅｒによる論文、”Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｕ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｂｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ”  （Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ３３（１０４），  ２５９−２６５  （Ｅｎｇｌｉｓｈ）  １９９７）では、化学的成分が銅の上に不活性化層を形成して、銅を銅酸化物に変化させることが提案されている。銅酸化物は、金属銅とは異なる機械的特性、例えば密度及び硬度を有しており、不活性化により研磨部分の研磨速度が変化する。Ｇｕｔｍａｎｎらによる表題が”Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｏｐｐｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｏｘｉｄｅ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｔｅｒｌｅｖｅｌ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ”  （Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，  １９９５）の論文では、機械的成分が銅の隆起部分を研磨し、次に化学的成分がその研磨された材料を溶解することが開示されている。また、化学的成分は、銅の凹んだ領域を不活性化して、これらの部分の溶解を最小限にする。
【００１２】
研磨可能な層には２つの一般的な種類がある。第１の層は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素のような中間層誘電体（ＩＬＤ）である。第２の層は、タングステン、銅、アルミニウムなどのような金属層であって、これらは能動素子を接続するために使用される。
【００１３】
金属のＣＭＰの場合、化学作用は一般に２つの形態のうち１つを取ると考えられる。第１の機構では、溶液中の化学物質が金属層と反応して金属表面に酸化物層を連続的に形成する。この機構は、過酸化水素、硝酸第二鉄などのような酸化剤を溶液に添加することを一般に必要とする。次に、粒子の機械的な研磨作用がこの酸化物層を連続的かつ同時的に除去する。これら２つの過程のバランスを上手に取ることにより、除去速度及び研磨された表面品質に関して最適な結果が得られる。
【００１４】
第２の機構では保護酸化物層は形成されない。代わりに、溶液中の構成成分が金属を化学的に攻撃して溶解し、一方で機械作用は、より多くの表面領域を化学的攻撃に連続的に曝すような過程によって溶解速度を機械的に高めること、粒子と金属との間の摩擦によって局所温度を上昇させ（て溶解速度を増大す）ること、及び混合して境界層の厚さを減らすことによって、反応物及び生成物の表面への拡散及び表面からの拡散を高めることのうち主に１つである。
【００１５】
先行技術のＣＭＰシステムは二酸化ケイ素基材から銅の上層を除去することが可能であるが、このシステムは半導体産業の厳しい要求を満足しない。これらの要求は以下にまとめることができる。第１に、スループットの要求を満足するために銅の高い除去速度が必要である。第２に、基材全体にわたって表面的形状の均一性が優れていなければならない。最後に、ＣＭＰ法は、さらに増大するリソグラフィに関する要求を満足するために、研磨中に付与される研磨基材上の欠陥レベルに加えて、局所的なディッシング及びエロージョンを最小にしなければならない。
【００１６】
米国特許第６９７９２５２号には、ＣＭＰ処理又は他の処理の最中に低欠陥レベルを実現するために、スラリー中の研磨材として、溶解性高分子シリケートが低レベルであるコロイダルシリカ系スラリーを使用する重要性が開示されている。この'２５２特許にはいくつかの態様がある。ある態様では、'２５２特許は、ＣＭＰ処理の前にコロイダルシリカ研磨スラリー中の溶解性高分子シリケートを分離及び除去する方法を提供する。この方法は、研磨スラリーを遠心分離して生成スラリーを供給することを伴っており、当該方法において、その生成スラリーは研磨スラリーよりも低レベルの溶解性高分子シリケート（及びより低い欠陥レベル）を有する。他の態様では、'２５２特許は上述の方法に従って研磨スラリーから調製された生成スラリーを提供する。この生成スラリーは、研磨スラリーより低レベルの溶解性高分子シリケートを有する。結果的に、この生成スラリーは、ＣＭＰ処理又は他の処理の最中に研磨スラリーよりも低い欠陥レベルをもたらす。'２５２特許の第３の態様は、生成スラリーの使用によって研磨スラリーを使用したときと比べてポスト研磨欠陥の数が少なくなるように、上述の方法に従って調製した生成スラリーを研磨スラリーの代わりに化学機械研磨スラリー中に使用することを伴う。'２５２特許の実施例は全て酸化物ＣＭＰに焦点を当てたものであって、特に銅ＣＭＰについての実施例がないことを含み、金属ＣＭＰについての実施例はない。
【００１７】
【特許文献１】米国特許第５５２７４２３号
【特許文献２】米国特許出願第２００５／０１１３０００号
【特許文献３】米国特許第６９６４６００号
【特許文献４】米国特許第６９７９２５２号
【非特許文献１】Ｇ．  Ｂ．  Ｓｈｉｎｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ”，  Ｃｈａｐｔｅｒ  １５，  ｐａｇｅ  ４１５−４６０，  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  ｅｄｉｔｏｒｓ：Ｙ．  Ｎｉｓｈｉ  ａｎｄ  Ｒ．  Ｄｏｅｒｉｎｇ，  Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  Ｃｉｔｙ  （２０００）
【非特許文献２】Ｄ．  Ｚｅｉｄｌｅｒ，  Ｚ．  Ｓｔａｖｒｅｖａ，  Ｍ．  Ｐｌｏｅｔｎｅｒ，  Ｋ．  Ｄｒｅｓｃｈｅｒ，  ”Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｕ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｂｙ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ”  （Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  ３３（１０４），  ２５９−２６５  （Ｅｎｇｌｉｓｈ）  １９９７）
【非特許文献３】Ｇｕｔｍａｎｎ，  ｅｔ  ａｌ．，  ”Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｏｐｐｅｒ  ｗｉｔｈ  Ｏｘｉｄｅ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｉｎｔｅｒｌｅｖｅｌ  Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓ”  （Ｔｈｉｎ  Ｓｏｌｉｄ  Ｆｉｌｍｓ，  １９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
コロイダルシリカスラリーを用いた銅ＣＭＰ処理であって、これらスラリーを用いた研磨中に銅表面に低欠陥レベルをもたらすものが非常に必要とされている。本発明はこの重要な要求に対する解決方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
ある実施態様では、本発明は、銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化用組成物であり、当該組成物は、溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる。
【００２０】
別の実施態様では、本発明は、銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化方法であり、当該方法は、
（Ａ）銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面を有する基材を、研磨パッドと接触させて配置する処理と、
（Ｂ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる研磨組成物を送達する処理と、
（Ｃ）前記研磨組成物を用いて前記基材を研磨する処理と
を含む。
【００２１】
さらに別の実施態様では、本発明は、銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化方法であり、当該方法は、
（Ａ）銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面を有する基材を、研磨パッドと接触させて配置する処理と、
（Ｂ）（ａ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカ；及び
（ｂ）酸化剤
を含んでなる研磨組成物を送達する処理と、
（Ｃ）前記研磨組成物を用いて前記基材を研磨する処理と
を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる組成物を包含する。そのような組成物は、（以前に開示された）酸化物表面の欠陥レベルと比較して、銅表面にかなり少ないポストＣＭＰ欠陥レベルをもたらすことが、驚くべきことに、そして予期せず見出された。特にこの理由から、これらの組成物は、銅及び他の金属の化学機械研磨（ＣＭＰ）用のスラリーとして使用するのに非常に望ましい。また、本発明は、これらの組成物を用いた金属（例えば銅）ＣＭＰ処理のための関連方法も包含する。ある実施態様では、「溶解性高分子シリケートを実質的に含まない」との用語は、コロイダルシリカ中の溶解性高分子シリケートの量が約０．５質量％以下であることを意味する。他の実施態様では、この用語は、コロイダルシリカ中の溶解性高分子シリケートの量が約０．２５質量％以下であることを意味する。他の実施態様では、この用語は、コロイダルシリカ中の溶解性高分子シリケートの量が約０．１質量％以下であることを意味する。他の実施態様では、この用語は、コロイダルシリカ中の溶解性高分子シリケートの量が約０．０５質量％以下であることを意味する。他の実施態様では、この用語は、コロイダルシリカ中の溶解性高分子シリケートの量が約０．０１質量％以下であることを意味する。他の実施態様では、この用語は、コロイダルシリカ中の溶解性高分子シリケートの量が約０．００１質量％以下であることを意味する。
【００２３】
ある実施態様では、本発明の組成物及び関連方法は、溶解性高分子シリケートを除去する処理がされていない通常のコロイダルシリカを用いて得られる欠陥レベルと比較して、銅ＣＭＰ中に生じる欠陥レベルについて少なくとも７５％の低減をもたらす。他の実施態様では、本発明の組成物及び関連方法は、溶解性高分子シリケートを除去する処理がされていない通常のコロイダルシリカを用いて得られる欠陥レベルと比較して、銅ＣＭＰ中に生じる欠陥レベルについて少なくとも９０％の低減をもたらす。他の実施態様では、本発明の組成物及び関連方法は、溶解性高分子シリケートを除去する処理がされていない通常のコロイダルシリカを用いて得られる欠陥レベルと比較して、銅ＣＭＰ中に生じる欠陥レベルについて少なくとも９５％の低減をもたらす。他の実施態様では、本発明の組成物及び関連方法は、溶解性高分子シリケートを除去する処理がされていない通常のコロイダルシリカを用いて得られる欠陥レベルと比較して、銅ＣＭＰ中に生じる欠陥レベルについて少なくとも９７％の低減をもたらす。他の実施態様では、本発明の組成物及び関連方法は、溶解性高分子シリケートを除去する処理がされていない通常のコロイダルシリカを用いて得られる欠陥レベルと比較して、銅ＣＭＰ中に生じる欠陥レベルについて少なくとも９８％の低減をもたらす。
【００２４】
コロイダルシリカ研磨材は、スラリー中に、スラリーの合計質量の約１質量％〜約２５質量％の濃度で存在する。研磨材は、スラリーの合計質量約４質量％〜約２０質量％の濃度で存在することがより好ましい。研磨材は、スラリーの合計質量約５質量％〜約１０質量％の濃度で存在することが最も好ましい。
【００２５】
酸化剤を有する本発明の実施態様では、酸化剤は任意の適当な酸化剤であってよい。適当な酸化剤として、例えば、少なくとも１つのペルオキシ基（−Ｏ−Ｏ−）を含む、１又はそれ以上の過化合物（per-compounds）が挙げられる。適当な過化合物として、例えば、過酸化物、過硫酸塩（例えばモノ過硫酸塩、ジ過硫酸塩）、過炭酸塩、及びそれらの酸、及びそれらの塩、及びそれらの混合物が挙げられる。他に適当な酸化剤として、例えば、酸化ハロゲン化物（例えば、塩素酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、過塩素酸塩、過臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、及びそれらの酸、及びそれらの混合物など）、過ホウ酸、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過オキシ酸（例えば、過酢酸、過安息香酸、ｍ−クロロ過安息香酸、それらの塩、それらの混合物など）、過マンガン酸塩、クロム酸塩、セリウム化合物、フェリシアン化物（例えば、フェリシアン化カリウム）、それらの混合物などが挙げられる。好ましい酸化剤として、例えば、過酸化水素、過酸化尿素、過酸化ナトリウム、過酸化ベンジル、過酸化ジ−ｔ−ブチル、過酢酸、モノ過硫酸、ジ過硫酸、ヨウ素酸、及びそれらの塩、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００２６】
本発明では、Ｈ2Ｏ2（過酸化水素）が好ましい酸化剤として使用される。使用する場合、Ｈ2Ｏ2の濃度はスラリーの合計質量の約０．２質量％〜約５質量％であることが好ましい。
【００２７】
ＣＭＰスラリー組成物に添加しうる他の化学物質として、例えば、界面活性剤、ｐＨ調節剤、酸、腐食防止剤、フッ素含有化合物、キレート剤、窒素含有化合物、及び塩が挙げられる。
【００２８】
スラリー組成物に添加しうる適当な界面活性化合物として、例えば、当業者に知られている数多くの非イオン性、アニオン性、カチオン性又は両性の界面活性剤が挙げられる。界面活性化合物は、スラリーの合計質量の約０質量％〜約１質量％の濃度でスラリー組成物中に存在してよく、約０．００１質量％〜約０．１質量％の濃度で存在するのが好ましい。好ましい種類の界面活性剤は、非イオン性、アニオン性又はそれらが混合したものであって、スラリーの合計質量の約１０ｐｐｍ〜約１０００ｐｐｍの濃度で存在するのが最も好ましい。非イオン性界面活性剤が最も好ましい。好ましい非イオン性界面活性剤は、Ｓｕｒｆｙｎｏｌ（登録商標）１０４Ｅであり、これは２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールとエチレングリコール（溶媒）との５０：５０（質量）混合物である（Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，  Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ，  ＰＡ）。
【００２９】
ｐＨ調節剤は、研磨組成物の安定性を改善するため、取り扱い及び使用上の安全性を改善するため、又は様々な規制の要求に応えるために使用される。本発明の研磨組成物のｐＨを低下させるのに適当なｐＨ調節剤として、以下に限られないが、塩酸、硝酸、硫酸、クロロ酢酸、酒石酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、マロン酸、様々な脂肪酸、様々なポリカルボン酸及びそれらの混合物が挙げられる。本発明の研磨組成物のｐＨを上昇させるのに適当なｐＨ調節剤として、以下に限られないが、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、アンモニア、水酸化テトラメチルアンモニウム、エチレンジアミン、ピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００３０】
本発明の研磨組成物はｐＨに関して特に限定されず、およそｐＨ６からおよそｐＨ１２の幅広い範囲であってよい。金属ＣＭＰ用途については、本発明の組成物のｐＨ値は塩基性又は中性であることが一般に好ましい。従って大半の金属（例えば銅）ＣＭＰ用途については、適当なスラリーのｐＨは約６．５〜約１０であり、約８〜約１２であるのが好ましく、約１０〜約１２であるのがより好ましい。
【００３１】
スラリー組成物に添加しうる適当な酸化合物として、以下に限られないが、ギ酸、酢酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、乳酸、塩酸、硝酸、リン酸、硫酸、フッ化水素酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエン酸、フタル酸、ピロカテコール酸、ピロガロールカルボン酸、没食子酸、タンニン酸、及びそれらの混合物が挙げられる。これらの酸化合物は、スラリーの合計質量の約０質量％〜約１質量％の濃度でスラリー組成物中に存在してもよい。
【００３２】
タンタル及びタンタル化合物並びに銅に関するスラリーの除去速度を酸化ケイ素と比較して増大するために、フッ素含有化合物をスラリー組成物に添加してもよい。適当なフッ素含有化合物として、以下に限られないが、フッ化水素、過フッ素酸、アルカリ金属フッ化物塩、アルカリ土類金属フッ化物塩、フッ化アンモニウム、フッ化テトラメチルアンモニウム、二フッ化アンモニウム、二フッ化エチレンジアンモニウム、三フッ化ジエチレントリアンモニウム、及びそれらの混合物が挙げられる。フッ素含有化合物は、スラリーの合計質量の約０質量％〜約５質量％の濃度でスラリー組成物中に存在してよく、約０．１０質量％〜約２質量％の濃度で存在することが好ましい。好ましいフッ素含有化合物はフッ化アンモニウムであり、スラリーの合計質量の約０質量％〜約１質量％の濃度で存在するのが最も好ましい。
【００３３】
スラリー組成物に添加しうる適当なキレート剤として、以下に限られないが、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、Ｎ−ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＮＨＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸（ＮＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＰＴＡ）、エタノールジグリシネート（ethanoldiglycinate）、トリシン、及びそれらの混合物が挙げられる。キレート剤は、スラリーの合計質量の約０質量％〜約３質量％の濃度でスラリー組成物中に存在してよく、約０．０５質量％〜約０．２０質量％の濃度で存在することが好ましい。好ましいキレート剤はトリシン及びＥＤＴＡであり、スラリーの合計質量の約０．０５質量％〜約０．２０質量％の濃度で存在するのが最も好ましい。
【００３４】
スラリー組成物に添加しうる適当な窒素含有化合物として、以下に限られないが、水酸化アンモニウム、ヒドロキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエチレングリコールアミン、Ｎ−ヒドロキシエチルピペラジン、ポリエチレンイミン、修飾ポリエチレンイミン、及びそれらの混合物が挙げられる。窒素含有化合物は、スラリーの合計質量の約０質量％〜約１質量％の濃度でスラリー組成物中に存在してよく、約０．０１質量％〜約０．２０質量％の濃度で存在することが好ましい。好ましい窒素含有化合物は水酸化アンモニウムであり、スラリーの合計質量の約０．０１質量％〜約０．１質量％の濃度で存在するのが最も好ましい。
【００３５】
スラリー組成物に添加しうる適当な塩として、以下に限られないが、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、亜硫酸カリウム、炭酸カリウム、硝酸アンモニウム、フタル酸水素カリウム、硫酸ヒドロキシルアミン、及びそれらの混合物が挙げられる。これらの塩は、スラリーの合計質量の約０質量％〜約１０質量％の濃度でスラリー組成物中に存在してよく、約０質量％〜約５質量％の濃度で存在することが好ましい。好ましい塩は硝酸アンモニウムであり、スラリーの合計質量の約０質量％〜約０．１５質量％の濃度で存在するのが最も好ましい。
【００３６】
スラリー組成物に添加可能なさらに別の化学物質は、特にｐＨが約６〜９のあたりである場合、殺菌剤（bactericides）、殺生物剤、殺真菌剤（fungicides）などの生物剤である。適当な殺生物剤として、以下に限られないが、１，２−ベンゾイソチアゾリン−３−オン、２−（ヒドロキシメチル）アミノエタノール、１，３−ジヒドロキシメチル−５，５−ジメチルヒダントイン、１−ヒドロキシメチル−５，５−ジメチルヒダントイン、３−ヨード−２−プロピニルブチルカルバメート、グルタルアルデヒド、１，２−ジブロモ−２，４−ジシアノブタン、５−クロロ−２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、２−メチル−４−イソチアゾリン−３−オン、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００３７】
関連方法：本発明の関連方法は、金属及び誘電体材料から構成される基材の化学機械平坦化用の、（上記開示した）上述の組成物を使用することを伴う。これらの方法では、基材（例えばウェーハ）を、ＣＭＰ研磨装置の回転可能な定盤に固定して取り付けられた研磨パッド上で面を下にして配置する。このようにして、研磨及び平坦化する基材が、研磨パッドと直接接触して配置される。基材を所定位置に保持し、定盤及び基材を回転させつつＣＭＰ処理の最中に基材の背面に対して下向きの圧力を与えるために、ウェーハキャリアシステム又は研磨ヘッドを使用する。研磨組成物（スラリー）は、材料除去を有効にして基材を平坦化するために、ＣＭＰ処理中パッドに（一般に連続的に）適用される。
【００３８】
本発明のスラリー組成物及び関連方法は、誘電率が３．３未満の材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を含む誘電体部分を備えた基材を含む、幅広い種類の基材のＣＭＰに有効である。基材において適当なｌｏｗ−ｋ膜として、以下に限られないが、有機ポリマー、カーボンドープ酸化物、フッ素化シリコンガラス（ＦＧＳ）、無機多孔質酸化物状の材料、及び有機−無機ハイブリッド材料が挙げられる。代表的なｌｏｗ−ｋ材料及びこれらの材料の堆積方法を以下にまとめる。
【００３９】
【表１】
2008160112.tif 000002
【００４０】
現在の銅ＣＭＰ技術は、ＩＣチップの製造において局所的及び全面的な平坦化を達成するために２段階処理を使用する。ステップ１の銅ＣＭＰの最中に、被り銅がＩＣ作製工程中に除去される。ステップ１において被り銅を除去した後であっても、パターンウェーハ上の高密度特徴部と低密度特徴部との間にステップ高さの違いがあるため、研磨された表面は依然として局所的及び全面的な平坦化がなされてない。ステップ１において被り銅を除去した後、局所的及び全面的な平坦化を達成するためには、銅に対するタンタルの高い選択性が望ましい。銅に対するタンタルの高い選択性を達成して下に横たわる銅領域を保護しつつ、タンタル除去を高く維持することは、非常に困難な課題である。下に横たわる銅領域が研磨中に保護されないと、そのことが「ディッシング」として一般に知られている欠陥の原因となる。ステップ２における研磨中に銅に対するタンタルの選択性を増大しうるスラリーは、チップ作製工程中に幅広いオーバーポリッシュのウィンドウを提供することによって「ディッシング」を低減可能にする。
【００４１】
本発明を以下の実施例でさらに例証する。
【００４２】
用語集
成分
コロイダルシリカ：Ｓｙｔｏｎ（登録商標）ＯＸ−Ｋ（ＤｕＰｏｎｔ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｌ．Ｌ．Ｃ．，  Ｔｅｍｐｅ，  ＡＺ）コロイダルシリカ
コロイダルシリカ：粒径が６０〜７５ｎｍの遠心処理していないカリウム安定化シリカＤＰ２４６（ＤｕＰｏｎｔ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｌ．Ｌ．Ｃ．，  Ｔｅｍｐｅ，  ＡＺ）コロイダルシリカ
コロイダルシリカ：粒径が６０〜７５ｎｍの遠心処理したカリウム安定化シリカＤＰ２９０（ＤｕＰｏｎｔ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｌ．Ｌ．Ｃ．，  Ｔｅｍｐｅ，  ＡＺ）コロイダルシリカ
Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮ：フッ素化界面活性剤（Ｅ．Ｉ．  ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ，  Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  ＤＥ）（Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮは非イオン性界面活性剤であって、短鎖重合体のモノエーテル及びポリエチレングリコールが混合したものであり、構造は次の通りである：ＲfＣＨ2ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）xＨ（式中、Ｒf＝Ｆ（ＣＦ2ＣＦ2）y、ｘ＝０〜約２５、ｙ＝１〜約９）。）
ＰＥＴＥＯＳ：テトラエトキシシランをプラズマ堆積した、誘電酸化物層
研磨パッド：供給元がＲｏｄｅｌ  Ｉｎｃ．，  Ｐｈｏｅｎｉｘ，  ＡＺの研磨パッド  Ｐｏｌｉｔｅｘ（登録商標）及びＩＣ１０００をＣＭＰ中に使用
ＴＥＯＳ：テトラエチルオルトシリケート
【００４３】
パラメータ
一般事項
Å：オングストローム−長さの単位
ＢＰ：背面圧、単位ｐｓｉ
ＣＭＰ：化学機械平坦化＝化学機械研磨
ＣＳ：キャリア速度
ＤＦ：ダウンフォース：ＣＭＰ中に与えられた圧力、単位ｐｓｉ
ｍｉｎ：分
ｍＬ：ミリリットル
ｍＶ：ミリボルト
ｐｓｉ：ポンド毎平方インチ
ＰＳ：研磨ツールの定盤回転速度、ｒｐｍ（１分あたりの回転数）
ＳＦ：スラリー流量、ｍＬ／分
【００４４】
除去速度及び選択性
Ｃｕ  ＲＲ  ２ｐｓｉ：ＣＭＰツールの下方圧力２ｐｓｉにて測定した銅の除去速度
Ｔａ  ＲＲ  ２ｐｓｉ：ＣＭＰツールの下方圧力２ｐｓｉにて測定したタンタルの除去速度
ＴＥＯＳ  ＲＲ  ２ｐｓｉ：ＣＭＰツールの下方圧力２ｐｓｉにて測定したＴＥＯＳの除去速度
ＰＥＴＥＯＳ  ＲＲ  ２ｐｓｉ：ＣＭＰツールの下方圧力２ｐｓｉにて測定したＰＥＴＥＯＳの除去速度
【実施例】
【００４５】
一般事項：全てのパーセントは、他に表示のない限り質量パーセントである。
【００４６】
ＣＭＰ法：以下に示す例において、ＣＭＰ実験を以下の手順及び実験条件を用いて行った。
【００４７】
計量：ＰＥＴＥＯＳ厚さを、製造元がＮａｎｏｍｅｔｒｉｃｓ  Ｉｎｃ．，  １５５０  Ｂｕｃｋｅｙｅ，  Ｍｉｌｐｉｔａｓ，  ＣＡ  ９５０３５−７４１８の酸化物厚さ測定装置  Ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ  型番９２００を用いて測定した。金属膜は、製造元がＣｒｅａｔｉｖｅ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｉｎｃ．，  ２０５６５  Ａｌｖｅｓ  Ｄｒ，  Ｃｕｐｅｒｔｉｎｏ，  ＣＡ，  ９５０１４の金属厚さ測定装置  ＲｅｓＭａｐ  ＣＤＥ  型式１６８を用いて測定した。ＲｅｓＭａｐ装置は、４点プローブのシート抵抗装置である。２５点及び４９点の極性スキャンを、端部３ｍｍを除外してそれぞれの装置を用いて行った。
【００４８】
ＣＭＰツール：使用したＣＭＰツールは、製造元がＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  ３０５０  Ｂｏｗｅｒｅｓ  Ａｖｅｎｕｅ，  Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  ９５０５４のＭｉｒｒａ（登録商標）である。Ｒｏｄｅｌ  Ｉｎｃ．，  ３８０４  Ｅａｓｔ  Ｗａｔｋｉｎｓ  Ｓｔｒｅｅｔ，  Ｐｈｏｅｎｉｘ，  ＡＺ，  ８５０３４の供給するＲｏｄｅｌ  Ｐｏｌｉｔｅｘ（登録商標）エンボスパッドを、ブランケットウェーハの研磨実験のための定盤に使用した。パッドは、（ＴＥＯＳ前駆体、ＰＥＴＥＯＳからプラズマＣＶＤによって堆積した）ダミー酸化物ウェーハを２５枚研磨することによって慣らした。ツール設定及びパッドの慣らしを合格させるために、２つのＰＥＴＥＯＳモニタを、供給元がＤｕＰｏｎｔ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ  Ｌ．Ｌ．Ｃ．であるＳｙｔｏｎ（登録商標）ＯＸ−Ｋ  コロイダルシリカを用いてベースライン条件で研磨した。
【００４９】
ブランケットウェーハの実験では、連続した膜除去を模擬するためにグループ分けを、最初に銅、次にタンタル、そして最後にＰＥＴＥＯＳとして行った。ツールの中間点条件は、テーブル速度  １２３ｒｐｍ、ヘッド速度  １１２ｒｐｍ、膜圧力  ２．０ｐｓｉ、インターチューブ圧力  ０．０ｐｓｉ、スラリー流量  ２００ｍＬ／分であった。
【００５０】
欠陥のカウントは、製造元がＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒｅ，  １−Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｄｒｉｖｅ，  Ｍｉｌｉｐｉｔａ，  ＣＡ，  ９５０３５のＳｕｒｆｓｃａｎ（登録商標）ＳＰ１装置を用いて行った。この装置は、レーザーに基づくウェーハ表面検査システムである。この装置を用いて、パターン化していない基材上の粒子及び表面欠陥を得た。粒子のカウントは、欠陥の数、欠陥の位置及び欠陥の大きさとして記録した。また、この装置を、表面粗さの特定と、ヘイズ、ピット、スクラッチ、マウンド、ディンプル及び積層欠陥などの欠陥の分類とを通じて、表面品質を測定するためにも使用した。実験は、ウェーハを真空ワンド下でカセットに装填し、次にＮｏｖｅｌｌｕｓ（登録商標）銅校正標準を用いたＳＰ１装置にカセットを配置することによって行った。この方法は、０．２μｍ〜２．５μｍの範囲の欠陥を分類する。表１に報告するように、全ての欠陥の値の合計をポストＣＭＰ欠陥として記録した。
【００５１】
ウェーハ：研磨実験は、電気化学的に堆積した銅、タンタル及びＰＥＴＥＯＳウェーハを用いて行った。これらのブランケットウェーハは、Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｖａｌｌｅｙ  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  １１５０  Ｃａｍｐｂｅｌｌ  Ａｖｅ，  ＣＡ，  ９５１２６から購入した。膜厚の仕様を以下にまとめる。
ＰＥＴＥＯＳ：１５０００Å（シリコン上）
銅：電解めっき銅  １００００Å／シード銅  １０００Å／Ｔａ  ２５０Å（シリコン上）
タンタル：２０００Å／熱酸化物  ５０００Å（シリコン上）
【００５２】
例１（比較例）及び例２〜４
例１
組成したスラリー３ｋｇを調製するための混合物成分
１）炭酸カリウム（４５％溶液）＝９３．３３グラム
２）遠心処理していないカリウム安定化コロイダルシリカ（３０％固形分）＝５００グラム
３）クエン酸（１０％溶液）＝１８３グラム
４）水酸化カリウム（１０％溶液）＝１７７グラム
５）過酸化水素（３０％溶液）＝３００グラム
【００５３】
スラリーの混合手順、バッチサイズ３ｋｇ
５リットルビーカー中で、炭酸カリウム  ９３．３３グラムを脱イオン水  １７４６．７ｇに加えて、磁気撹拌装置を用いて２分間撹拌した。撹拌しながら、遠心処理していないカリウム安定化コロイダルシリカ  ５００グラムを２分間かけてゆっくりと添加した。その混合物を５分間撹拌した後に、クエン酸  １８３グラムをゆっくりと添加した。２分間撹拌後、水酸化カリウム  １７７グラムを添加し、さらに２分間撹拌した。過酸化水素  ３００グラムを研磨前に直接添加した。
【００５４】
例２
遠心処理したカリウム安定化コロイダルシリカを用いたこの例の目的は、例１（比較例）と比較することである。カリウム安定化遠心処理シリカＤＰ−２９０で、遠心処理していないカリウム安定化シリカＤＰ−２４６を置き換えたことを除き、組成は例１に記載したものと同じである。成分を以下にまとめる。
１）脱イオン水＝１６４６．７グラム
２）炭酸カリウム（４５％溶液）＝９３．３３グラム
３）カリウム安定化遠心処理コロイダルシリカＤＰ−２９０（２５％固形分）＝６００グラム（供給元  ＤｕＰｏｎｔ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｌ．Ｌ．Ｃ．，  ＡＺ）
４）クエン酸（１０％溶液）＝１８３グラム
５）水酸化カリウム（１０％溶液）＝１７７グラム
６）過酸化水素（３０％溶液）＝３００グラム
合計質量＝３０００グラム
【００５５】
例３
Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮを用いたこの例の目的は、例１と比較することである。Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮが存在することを除き、組成は例１に記載したものと同じである。成分を以下にまとめる。
１）脱イオン水＝１７４０．７グラム
２）炭酸カリウム（４５％溶液）＝９３．３３グラム
３）遠心処理していないカリウム安定化コロイダルシリカ（３０％固形分）＝５００グラム
４）クエン酸（１０％溶液）＝１８３グラム
５）水酸化カリウム（１０％溶液）＝１７７グラム
６）Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮ（１００％）＝６グラム
７）過酸化水素（３０％溶液）＝３００グラム
合計質量＝３０００グラム
【００５６】
例４
遠心処理したカリウム安定化コロイダルシリカを用いたこの例の目的は、例２と比較することである。Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮが存在することを除き、組成は例２に記載したものと同じである。成分を以下にまとめる。
１）脱イオン水＝１６４０．７グラム
２）炭酸カリウム（４５％溶液）＝９３．３３グラム
３）遠心処理したカリウム安定化コロイダルシリカＤＰ−２９０（２５％固形分）＝６００グラム（供給元  ＤｕＰｏｎｔ  Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＮａｎｏＭａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｌ．Ｌ．Ｃ．，  ＡＺ）
４）クエン酸（１０％溶液）＝１８３グラム
５）水酸化カリウム（１０％溶液）＝１７７グラム
６）Ｚｏｎｙｌ（登録商標）ＦＳＮ（１００％）＝６グラム
７）過酸化水素（３０％溶液）＝３００グラム
合計質量＝３０００グラム
【００５７】
例１〜４について得られた結果を表１にまとめる。この表に示されるように、溶解性高分子シリケートが除去されたコロイダルシリカ研磨材をＣＭＰスラリーに使用すると、溶解性高分子シリケートが存在する同等のコロイダルシリカを用いた場合と比較して、ポストＣＭＰ処理した銅表面における欠陥カウントが劇的に減少した。詳細には、欠陥カウントが５８９８（比較例１）から８９（例２）へと減少した。溶解性高分子シリケートを含有し、界面活性剤が添加された同等のコロイダルシリカを使用すると、欠陥カウントが５８９８（例１）から５４０２（例３）へと程々に減少した。溶解性高分子シリケートが除去され、界面活性剤が添加された同等のコロイダルシリカを使用すると、銅の上の欠陥カウントが８９（例２）から６０（例４）へとさらに減少した。
【００５８】
【表２】
2008160112.tif 000003
【００５９】
以下の表２は、ＣＭＰ処理に溶解性高分子シリケートを含む研磨材及び当該シリケートを含まない研磨材としてコロイダルシリカを使用した、ポストＣＭＰの銅表面対酸化物表面における欠陥レベルの劇的な違いについて注意を引くために、上の表１の部分を再作成したものである。この表から分かるように、驚くべきことに、酸化物表面と比較して、溶解性高分子シリケートが存在するか否かが、銅表面に関するポストＣＭＰ欠陥レベルに非常に大きな影響を及ぼす。銅表面において測定した欠陥カウントの差は５８０９であるのに対して、酸化物表面ではわずかに２５である。
【００６０】
【表３】
2008160112.tif 000004
【００６１】
本発明をその実施態様と組み合わせて説明したが、多くの代替、変形及び変化が上述の記載に照らして当業者に明らかであることは明白である。従って、添付したクレームの精神及び幅広い範囲内に含まれるものとして、そのような全ての代替、変形及び変化が包含されることが意図されている。
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月5日(2008.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化用組成物であって、（ａ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる、組成物。
【請求項２】
（ｂ）酸化剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
（ｃ）界面活性剤をさらに含む、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
前記界面活性剤がフッ素系界面活性剤である、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
前記酸化剤が過酸化水素である、請求項２〜４のいずれか１つに記載の組成物。
【請求項６】
遠心分離を使用して溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカが製造されている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の組成物。
【請求項７】
銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面の化学機械平坦化方法であって、
（Ａ）銅を含む少なくとも１つの特徴部を備えた表面を有する基材を、研磨パッドと接触させて配置する工程と、
（Ｂ）（ａ）溶解性高分子シリケートを実質的に含まないコロイダルシリカを含んでなる研磨組成物を送達する工程と、
（Ｃ）前記研磨組成物を用いて前記基材を研磨する工程と
を含む、方法。
【請求項８】
前記組成物が（ｂ）酸化剤をさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記組成物が（ｃ）界面活性剤をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記組成物の界面活性剤がフッ素系界面活性剤である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記組成物の酸化剤が過酸化水素である、請求項８〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
溶解性高分子シリケートを実質的に含まない前記コロイダルシリカが遠心分離を用いて製造される、請求項７〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【外国語明細書】
2008160112000001.pdf