【手続補正書】
【提出日】平成16年1月23日(2004.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】化学機械研磨用水系分散体及び層間絶縁膜の化学機械研磨方法
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクラッチ防止剤と砥粒とを含有する化学機械研磨用水系分散体であって、該スクラッチ防止剤が、（１）ビフェノール、（２）ビピリジル、（３）２−ビニルピリジン及び４−ビニルピリジン、（４）サリチルアルドキシム、（５）ｏ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミン、（６）カテコール、（７）ｏ−アミノフェノール、（８）チオ尿素、（９）Ｎ−アルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１０）Ｎ−アミノアルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１１）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有さない複素環化合物、（１２）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有する複素環化合物、（１３）フタラジン、及び（１４）３個の窒素原子を含む複素六員環を有する化合物、並びに（１）乃至（１４）の各々の誘導体、のうちの少なくとも１種と、界面活性剤との併用であり、該砥粒は有機粒子、無機粒子及び有機無機複合粒子のうちの少なくとも１種であることを特徴とする化学機械研磨用水系分散体。
【請求項２】
上記スクラッチ防止剤は、７−ヒドロキシ−５−メチル−１，３，４−トリアザイントリジン、５−アミノ−１Ｈ−テトラゾール、３−メルカプト−１，２，４−トリアゾール、１−フェニル−５−メルカプト−１Ｈ−テトラゾール及び５−メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾールのうちの少なくとも１種と、界面活性剤との併用である請求項１に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項３】
スクラッチ防止剤と砥粒とを含有する化学機械研磨用水系分散体であって、該スクラッチ防止剤が、（１）ビフェノール、（２）ビピリジル、（３）２−ビニルピリジン及び４−ビニルピリジン、（４）サリチルアルドキシム、（５）ｏ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミン、（６）カテコール、（７）ｏ−アミノフェノール、（８）チオ尿素、（９）Ｎ−アルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１０）Ｎ−アミノアルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１１）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有さない複素環化合物、（１２）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有する複素環化合物、（１３）フタラジン、及び（１４）３個の窒素原子を含む複素六員環を有する化合物、並びに（１）乃至（１４）の各々の誘導体、のうちの少なくとも１種又は界面活性剤であり、該砥粒は有機無機複合粒子、又は有機無機複合粒子と無機粒子及び有機粒子の少なくとも一方との併用であることを特徴とする化学機械研磨用水系分散体。
【請求項４】
更に、酸化剤を含有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の化学機械研磨用水系分散体。
【請求項５】
更に、有機酸を含有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の化学機械水系分散体。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の化学機械研磨用水系分散体を用いて層間絶縁膜を化学機械研磨することを特徴とする層間絶縁膜の化学機械研磨方法。
【請求項７】
上記層間絶縁膜が、シルセスキオキサン、フッ素添加ＳｉＯ２、ポリイミド系樹脂、又はベンゾシクロブテンからなる請求項６記載の層間絶縁膜の化学機械研磨方法。
【請求項８】
上記層間絶縁膜は、ナノインデンテーション法により測定した弾性率が２０ＧＰａ以下であり、該層間絶縁膜を研磨した場合に、最大長さが１μｍ以上のスクラッチが、被研磨面の０．０１ｍｍ２の面積当たりの平均で５個以下である請求項６又は７に記載の層間絶縁膜の化学機械研磨方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学機械研磨用水系分散体及び層間絶縁膜の化学機械研磨方法に関する。更に詳しくは、本発明は、半導体装置の製造における配線パターンが設けられたウェハの化学機械研磨（以下、「ＣＭＰ」ということもある。）において、弾性率が小さく、柔らかい層間絶縁膜が用いられた場合に有用な水系分散体及び該水系分散体を用いた層間絶縁膜の化学機械研磨方法に関する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来の問題を解決するものであり、弾性率が小さい層間絶縁膜であっても、特定の大きさのスクラッチを特定個数以下とすることができる化学機械研磨用水系分散体及び該水系分散体を用いた層間絶縁膜の化学機械研磨方法を提供することを目的とする。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の化学機械研磨用水系分散体は、スクラッチ防止剤と砥粒とを含有する化学機械研磨用水系分散体であって、該スクラッチ防止剤が、（１）ビフェノール、（２）ビピリジル、（３）２−ビニルピリジン及び４−ビニルピリジン、（４）サリチルアルドキシム、（５）ｏ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミン、（６）カテコール、（７）ｏ−アミノフェノール、（８）チオ尿素、（９）Ｎ−アルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１０）Ｎ−アミノアルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１１）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有さない複素環化合物、（１２）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有する複素環化合物、（１３）フタラジン、及び（１４）３個の窒素原子を含む複素六員環を有する化合物、並びに（１）乃至（１４）の各々の誘導体、のうちの少なくとも１種と、界面活性剤との併用であり、該砥粒は有機粒子、無機粒子及び有機無機複合粒子のうちの少なくとも１種であることを特徴とする。
また、本発明の他の化学化学機械研磨用水系分散体は、スクラッチ防止剤と砥粒とを含有する化学機械研磨用水系分散体であって、該スクラッチ防止剤が、（１）ビフェノール、（２）ビピリジル、（３）２−ビニルピリジン及び４−ビニルピリジン、（４）サリチルアルドキシム、（５）ｏ−フェニレンジアミン及びｍ−フェニレンジアミン、（６）カテコール、（７）ｏ−アミノフェノール、（８）チオ尿素、（９）Ｎ−アルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１０）Ｎ−アミノアルキル基含有（メタ）アクリルアミド、（１１）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有さない複素環化合物、（１２）複素五員環を有し、骨格を形成する芳香環を有する複素環化合物、（１３）フタラジン、及び（１４）３個の窒素原子を含む複素六員環を有する化合物、並びに（１）乃至（１４）の各々の誘導体、のうちの少なくとも１種又は界面活性剤であり、該砥粒は有機無機複合粒子、又は有機無機複合粒子と無機粒子及び有機粒子の少なくとも一方との併用であることを特徴とする。
本発明の層間絶縁膜の化学機械研磨方法は、本発明の化学機械研磨用水系分散体を用いて層間絶縁膜を化学機械研磨することを特徴とする。
本発明の層間絶縁膜の化学機械研磨方法では、ナノインデンテーション法により測定した弾性率が２０ＧＰａ以下である層間絶縁膜を化学機械研磨した場合に、最大長さが１μｍ以上のスクラッチが、被研磨面の０．０１ｍｍ２の面積当たりの平均で５個以下であるものとすることができる。
上記「弾性率」は、１０ＧＰａ以下、特に５ＧＰａ以下であってもよい。
この弾性率は、非破壊検査第４７巻６号（１９９８）、３５８〜３６３頁の「ナノインデンテーション法の原理と応用」における、４．ナノインデンテーションの原理と応用、４．１ナノインデンターの構成の項に記載されたＣＳＩＲＯ製のナノインデンター  ＵＭＩＳ−２０００を使用し、４．２鋭角圧子を用いたナノインデンテーション法の項に記載された方法、或いは４．３半球形圧子を用いたナノインデンテーション法の項に記載された方法により求めることができる。
尚、上記のスクラッチの個数は、例えば、以下の条件による化学機械研磨により評価することができる。
加重；０．０３ＭＰａ、定盤回転数；５０ｒｐｍ、水系分散体の供給速度；１５０ｍｌ／分、研磨時間；１分、研磨パッド；多孔質ポリウレタン製


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記「層間絶縁膜」としては、シルセスキオキサン（誘電率；約２．６〜３．０）、フッ素添加ＳｉＯ２（誘電率；約３．３〜３．５）、ポリイミド系樹脂（誘電率；約２．４〜３．６）、ベンゾシクロブテン（誘電率；約２．７）、水素含有ＳＯＧ（誘電率；約２．５〜３．５）及び有機ＳＯＧ（誘電率；約２．９）等からなる絶縁膜が挙げられる。これらのうちシルセスキオキサンを主成分とする層間絶縁膜としては、膜厚が０．２〜２０μｍであり、密度が０．３〜１．８５ｇ／ｃｍ３であって、孔径１００ｎｍ以下の微細な空孔を有する多孔質なもの等が挙げられる。
本発明の水系分散体を使用し、これらの絶縁膜を研磨した場合は、最大長さが１μｍ以上のスクラッチを、被研磨面の０．０１ｍｍ２の面積、例えば、１００×１００μｍの正方形の領域当たりの平均で５個以下とすることができる。スクラッチの形状は特に限定されないが、その一類形として細長い溝状のものが挙げられ、この場合はその長さ方向が最大長さとなる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
これら砥粒として機能する無機粒子、有機粒子及び複合粒子の各形状は球状であることが好ましい。この球状とは、鋭角部分を有さない略球形のものをも意味し、必ずしも真球に近いものである必要はない。球状の砥粒を用いることにより、十分な速度で研磨することができるとともに、被研磨面におけるスクラッチの発生がより確実に抑えられる。