(57)【要約】      （修正有）【課題】研摩サイクルに渡って継続する騒がしいスティック−スリップ事象のノイズレベルを下げながら銅配線を効果的に研磨する。【解決手段】本発明は、半導体ウェーハ上の銅を研磨するのに有用な水性組成物であって、酸化剤１〜１５重量％、非鉄金属のインヒビター０．１〜１重量％、非鉄金属の錯化剤０．０５〜３重量％、カルボン酸ポリマー０．０１〜５重量％、変性セルロース０．０１〜５重量％、カチオン性成分及びアニオン性成分を有する塩０．０００１〜２重量％ならびに残余としての水を含み、塩が、ウェーハと研磨パッドとの間の振動からのノイズのレベルを下げる組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウェーハ上の銅を研磨するのに有用な水性組成物であって、酸化剤１〜１５重量％、非鉄金属のインヒビター０．１〜１重量％、非鉄金属の錯化剤０．０５〜３重量％、カルボン酸ポリマー０．０１〜５重量％、変性セルロース０．０１〜５重量％、カチオン性成分及びアニオン性成分を有する塩０．０００１〜２重量％ならびに残余としての水を含み、前記塩が、ウェーハと研磨パッドとの間の振動からのノイズのレベルを下げる組成物。
【請求項２】
前記塩が、塩化アルミニウム、硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、硝酸セリウム、硝酸アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化ジルコニル、塩化スズ、過塩素酸アルミニウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、過塩素酸マグネシウム、塩化鉄、塩化カリウム、硫酸カリウム、塩酸グアニジン、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、炭酸グアニジン、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム及びリン酸アンモニウムを含む群から選択される、請求項１記載の組成物。
【請求項３】
半導体ウェーハから銅を研磨する方法であって、
銅を含有するウェーハを、酸化剤１〜１５重量％、非鉄金属のインヒビター０．１〜１重量％、非鉄金属の錯化剤０．０５〜３重量％、カルボン酸ポリマー０．０１〜５重量％、変性セルロース０．０１〜５重量％、塩０．０００１〜２重量％及び残余としての水を含む研磨組成物と接触させること、及び
前記ウェーハを研磨パッドで研磨すること
を含み、前記塩が、前記ウェーハと前記研磨パッドとの間の振動からのノイズのレベルを下げる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハ材料のケミカルメカニカルプラナリゼーション（ＣＭＰ）に関し、より具体的には、絶縁体及びバリヤ材料の存在下で半導体ウェーハから銅配線を研磨するためのＣＭＰ組成物及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、半導体ウェーハは、ケイ素のウェーハと、回路配線のためのパターンを形成するために設けられた多数のトレンチをその中に含む絶縁層とを有している。パターン配置は通常、ダマシン構造又はデュアルダマシン構造を有している。バリヤ層がパターニングされた絶縁層を覆い、金属層がそのバリヤ層を覆っている。金属層は、パターニングされたトレンチを金属で充填して回路配線を形成するのに少なくとも十分な厚さを有している。
【０００３】
多くの場合、ＣＭＰ加工は多数の研磨工程を含む。たとえば、第一の工程が金属層をその下にあるバリヤ絶縁層から除去する。第一工程研磨は金属層を除去し、同時に、金属充填トレンチを有するウェーハ上に滑らかな平坦面を残して、研磨面とで平坦な回路配線を提供する。第一工程研磨は、過剰な配線金属、たとえば銅を高い初期速度で除去する。第一工程除去ののち、第二工程研磨で、半導体ウェーハ上に残るバリヤを除去することができる。この第二工程研磨は、バリヤをその下にある半導体ウェーハの絶縁層から除去して平坦な研磨面を絶縁層上に提供する。
【０００４】
残念ながら、ポリウレタン研磨パッドと、金属配線を上に含む半導体ウェーハとを含む、研磨ゾーンにおける、高い摩擦が、研磨ゾーンからの振動を生じさせうる。この振動が、第一工程研磨サイクルにわたって継続する騒がしいスティック−スリップ事象を生じさせ、技術者が作業に取りかかることを困難にする。さらに、ウェーハキャリヤが損傷し、キャリヤからの研磨くずが研磨ゾーンを汚染し、ウェーハ表面の望ましくないスクラッチを生じさせるほど、問題は深刻になることもある。
【０００５】
Tsuchiyaら（米国特許第６，５８５，５６８号）は、トリアゾール化合物とベンゾトリアゾール化合物とを５：７０の比でそれぞれ混合することによって振動を減らす、銅を研磨するためのスラリーを開示している。しかし、ベンゾトリアゾールの添加が銅研磨速度の低下を招き、過剰な量のベンゾトリアゾールが振動ノイズを増す。加えて、一部の製造業者は、加圧を減らすなど、研磨パラメータを変更している。しかし、これらの変更は一般に、除去速度及び生産性の低下を招く。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、求められているものは、ノイズレベルを下げながら銅配線を効果的に研磨するための、改良された研磨組成物及び方法である。特に、研磨速度に悪影響を及ぼさない、銅配線の研磨中のノイズレベルを減少させるための組成物及び方法が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第一の態様で、本発明は、半導体ウェーハ上の銅を研磨するのに有用な水性組成物であって、酸化剤１〜１５重量％、非鉄金属のインヒビター０．１〜１重量％、非鉄金属の錯化剤０．０５〜３重量％、カルボン酸ポリマー０．０１〜５重量％、変性セルロース０．０１〜５重量％、カチオン性成分及びアニオン性成分を有する塩０．０００１〜２重量％ならびに残余としての水を含み、塩が、ウェーハと研磨パッドとの間の振動からのノイズのレベルを下げる組成物を提供する。
【０００８】
第二の態様で、本発明は、半導体ウェーハから銅を研磨する方法であって、銅を含有するウェーハを、酸化剤１〜１５重量％、非鉄金属のインヒビター０．１〜１重量％、非鉄金属の錯化剤０．０５〜３重量％、カルボン酸ポリマー０．０１〜５重量％、変性セルロース０．０１〜５重量％、塩０．０００１〜２重量％及び残余としての水を含む研磨組成物と接触させること、及びウェーハを研磨パッドで研磨することを含み、塩が、ウェーハと研磨パッドとの間の振動からのノイズのレベルを下げる方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本組成物及び方法は、銅配線の研磨中に生じる振動からのノイズのレベルの予想外の低下を提供する。本発明の組成物は、塩又はその混合物の添加を利用して、ウェーハ上の銅配線の第一工程研磨中の振動からのノイズのレベルを効果的に低下させる。さらには、塩の添加は、好都合にも、ウェーハの残存研磨時間を減らす。本発明は銅配線において特に有用性を示すが、水性研磨組成物はまた、他の金属配線、たとえばアルミニウム、ニッケル、鉄、鋼、ベリリウム、亜鉛、チタン、クロムなどの研磨をも増強する。
【００１０】
本明細書に関して、「塩」とは、酸と塩基又は金属と酸の、別個の事前の反応又はその塩が使用される最終混合物中でのインサイチュの反応から製造される化合物と定義される。したがって、塩は、カチオン性成分及びアニオン性成分を含む。カチオン性成分は、研磨される金属の表面に無電解めっきによって付着することのない、いかなるイオン化元素であっても実質的にはよい。塩の好ましいカチオン性成分は、元素周期律表（ＩＵＰＡＣ協定）のＩＡ、IIＡ、IIIＡ、IVＡ及びIVＢ族のイオン化元素ならびに亜鉛、セリウム、鉄（２+又は３+）、アンモニウム及グアニジンイオンである。一般に、指定された族の重金属は、費用及び汚染要因のせいで好まれない。ジルコニルカチオンＺｒＯ2+が好ましいカチオンの一つである。塩のアニオン性成分は、好ましくは、塩化物、臭化物、ヨウ化物、硝酸、リン酸、ポリリン酸、硫酸、炭酸及び過塩素酸イオンを含む。
【００１１】
好ましい水性研磨組成物は、塩化アルミニウム、硝酸ジルコニル、硫酸ジルコニル、硝酸セリウム、硝酸アルミニウム、臭化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム、塩化アルミニウム、塩化ジルコニル、塩化スズ、過塩素酸アルミニウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、過塩素酸マグネシウム、塩化鉄、塩化カリウム、硫酸カリウム、硝酸グアニジン、硫酸グアニジン、炭酸グアニジン、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウムなどを含む少なくとも１種の塩を使用して調製することができる。
【００１２】
好都合には、本発明の研磨組成物の塩成分は、研磨ゾーンにおけるノイズレベルを減らすのに有効な量で存在する。研磨組成物の水成分は、主として、固体成分を懸濁させ、塩成分の溶媒としての、懸濁剤である。所望ならば、研磨組成物は、濃縮形態で調製し、使用に際して水の添加によって所望の濃度まで希釈することもできる。研磨組成物中に存在する痕跡量の塩でさえ、銅を研磨するのに効果的であると考えられる。組成物の約０．０００１〜約２重量％の塩を使用することにより、許容しうる研磨効率とともにノイズレベルの満足な低下が得られる。塩成分の好ましい範囲は、組成物の約０．００１〜約１重量％である。もっとも好ましくは、塩成分は組成物の約０．０１重量％である。
【００１３】
塩は通常、使用される水に溶解するため、塩の粒径は重要ではない。しかし、塩の粒径は、速やかに水に溶解するのに十分に小さいことが好ましい。加えて、これらの塩の多くは、水と接触したとき分解することを防ぐため、水和形態にあることが好ましい。塩又は塩の混合物と水とを混合するときの温度、塩又は塩の混合物を水に添加する速度及び混合パラメータ、たとえば研磨組成物を形成するための塩又は塩の混合物と水との混合比は一般に、当該産業で踏襲されるとおりであり、当業者には周知である。
【００１４】
加えて、研磨組成物の塩は、インサイチュで生成することもできる。適切な酸及び塩基を水性組成物に加えることができる。たとえば、Ｍｇ（ＯＨ）2をＨＮＯ3と組み合わせて、Ｍｇ（ＮＯ3）2及び水を形成することができる。あるいはまた、塩は、金属を酸に添加することによってインサイチュで生成することができる。たとえば、粉末状亜鉛を塩酸に添加してＺｎＣｌ2を形成することができる。
【００１５】
好都合には、新規な研磨組成物は、カルボン酸ポリマーを約０．０１〜５重量％含む。好ましくは、組成物は、カルボン酸ポリマーを約０．０５〜２重量％含む。また、ポリマーは、好ましくは、約２０，０００〜１，５００，０００の数平均分子量を有する。加えて、高めの数平均分子量のカルボン酸ポリマーと低めの数平均分子量のカルボン酸ポリマーとのブレンドを使用することもできる。これらのカルボン酸ポリマーは一般に溶液状態であるが、水性分散系の状態であってもよい。前述のポリマーの数平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル透過クロマトグラフィー）によって決定される。
【００１６】
カルボン酸ポリマーは、不飽和モノカルボン酸及び不飽和ジカルボン酸から形成される。典型的な不飽和モノカルボン酸モノマーは、炭素原子３〜６個を含むものであり、アクリル酸、オリゴマーアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸及びビニル酢酸を含む。典型的な不飽和ジカルボン酸は、炭素原子４〜８個を含むものであり、それらの酸無水物を含み、たとえばマレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、グルタル酸、イタコン酸、イタコン酸無水物及びシクロヘキセンジカルボン酸を含む。加えて、前述の酸の水溶性塩を使用することもできる。
【００１７】
特に有用なものは、数平均分子量約２０，０００〜１５０，０００、好ましくは２５，０００〜７５，０００、より好ましくは２５，０００〜４０，０００の「ポリ（メタ）アクリル酸」である。本明細書で使用する「ポリ（メタ）アクリル酸」とは、アクリル酸のポリマー又はメタクリル酸のポリマーと定義される。異なる数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸のブレンドが特に好ましい。これらポリ（メタ）アクリル酸のブレンド又は混合物では、数平均分子量２０，０００〜１００，０００、好ましくは２０，０００〜４０，０００の低めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸が、数平均分子量１５０，０００〜１，５００，０００、好ましくは２００，０００〜３００，０００の高めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸と組み合わせて使用される。通常、低めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸と高めの数平均分子量のポリ（メタ）アクリル酸との重量パーセント比は、約１０：１〜１：１０、好ましくは４：１〜１：４、より好ましくは２：１〜１：２である。好ましいブレンドは、数平均分子量約３０，０００のポリアクリル酸と数平均分子量約２５０，０００のポリアクリル酸とを重量比１：１で含む。
【００１８】
加えて、カルボン酸成分がポリマーの５〜７５重量％を構成するカルボン酸含有コポリマー及びターポリマーを使用することができる。このようなポリマーの典型的なものは、（メタ）アクリル酸とアクリルアミド又はメタクリルアミドとのポリマー；（メタ）アクリル酸とスチレン及び他のビニル芳香族モノマーとのポリマー；アルキル（メタ）アクリレート（アクリル酸又はメタクリル酸のエステル）とモノ又はジカルボン酸、たとえばアクリル酸もしくはメタクリル酸又はイタコン酸とのポリマー；置換基、たとえばハロゲン、すなわち塩素、フッ素、臭素、ニトロ、シアノ、アルコキシ、ハロアルキル、カルボキシ、アミノ、アミノアルキルを有する、置換ビニル芳香族モノマーと不飽和モノ又はジカルボン酸及びアルキル（メタ）アクリレートとのポリマー；窒素環を含有するモノエチレン性不飽和モノマー、たとえばビニルピリジン、アルキルビニルピリジン、ビニルブチロラクタム、ビニルカプロラクタムと不飽和モノ又はジカルボン酸とのポリマー；オレフィン、たとえばプロピレン、イソブチレン又は炭素原子１０〜２０個の長鎖アルキルオレフィンと不飽和モノ又はジカルボン酸とのポリマー；ビニルアルコールエステル、たとえば酢酸ビニル及びステアリン酸ビニル又はハロゲン化ビニル、たとえばフッ化ビニル、塩化ビニル、フッ化ビニリデン又はビニルニトリル、たとえばアクリロニトリル及びメタクリロニトリルと不飽和モノ又はジカルボン酸とのポリマー；アルキル基中に炭素原子１〜２４個を有するアルキル（メタ）アクリレートと不飽和モノカルボン酸、たとえばアクリル酸又はメタクリル酸とのポリマーである。これらは、本発明の新規な研磨組成物に使用することができる多様なポリマーのごくいくつかの例である。また、生分解性、光分解性又は他の手段によって分解可能であるポリマーを使用することも可能である。生分解性であるこのような組成物の一例は、ポリ（アクリレートコメチル２−シアノアクリレート）セグメントを含むポリアクリル酸ポリマーである。
【００１９】
好都合には、溶液は、酸化剤を１〜１５重量％含有する。より好ましくは、酸化剤は、５〜１０重量％の範囲である。酸化剤は、低いｐＨ範囲で形成しうる酸化銅膜を除去する際に溶液を支援するのに、特に効果的である。酸化剤は、多数の酸化性化合物、たとえば過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）、一過硫酸塩、ヨウ素酸塩、過フタル酸マグネシウム、過酢酸及び他の過酸、過硫酸塩、臭素酸塩、過ヨウ素酸塩、硝酸塩、鉄塩、セリウム塩、Ｍｎ（III）、Ｍｎ（IV）及びＭｎ（VI）塩、銀塩、銅塩、クロム塩、コバルト塩、ハロゲン、次亜塩素酸塩及びそれらの混合物の少なくとも１種であることができる。さらには、酸化剤化合物の混合物を使用することがしばしば有利である。研磨スラリーが不安定な酸化剤、たとえば過酸化水素を含有する場合、多くの場合、使用の時点で酸化剤を組成物に混入することが非常に有利である。
【００２０】
さらには、溶液は、静的エッチング又は他の除去機構による銅配線除去速度を制御するため、インヒビターを０．１〜１．０重量％含有する。インヒビターの濃度を調節することで、静的エッチングから金属を保護することによって配線金属除去速度を調節する。好都合には、溶液は、インヒビターを０．２〜０．５０重量％含有する。インヒビターは、インヒビターの混合物からなるものでもよい。銅及び銀配線にはアゾールインヒビターが特に有効である。典型的なアゾールインヒビターは、ベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、トリルトリアゾール及びイミダゾールを含む。銅及び銀にはＢＴＡが特に効果的なインヒビターである。
【００２１】
インヒビターに加えて、組成物は、有利には、非鉄金属の錯化剤を０．０５〜３重量％含有する。錯化剤は、非鉄金属配線が溶解することによって形成する金属イオンの析出を防ぐ。好都合には、組成物は、非鉄金属の錯化剤を０．１〜１重量％含有する。例示的な錯化剤は、酢酸、クエン酸、アセト酢酸エチル、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、シュウ酸、サリチル酸、ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム、コハク酸、酒石酸、チオグリコール酸、グリシン、アラニン、アスパラギン酸、エチレンジアミン、トリメチルジアミン、マロン酸、グルテル酸、３−ヒドロキシ酪酸、プロピオン酸、フタル酸、イソフタル酸、３−ヒドロキシサリチル酸、３，５−ジヒドロキシサリチル酸、没食子酸、グルコン酸、ピロカテコール、ピロガロール、タンニン酸ならびにそれらの塩及び混合物を含む。好都合には、錯化剤は、酢酸、クエン酸、アセト酢酸エチル、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、シュウ酸及びそれらの混合物からなる群より選択される。もっとも好都合には、錯化剤はリンゴ酸である。
【００２２】
加えて、本発明の研磨組成物は、変性セルロースを０．０１〜５．０重量％含有する。好ましくは、組成物は、変性セルロースを０．１〜３重量％含有する。変性セルロース（たとえばカルボキシメチルセルロース）の添加は、ディッシング値の予想外の低下を研磨組成物に提供する。典型的な変性セルロースは、アニオン性ガム、たとえばアガーガム、アラビアガム、ガッチガム、カラヤガム、グアーガム、ペクチン、ローカストビーンガム、トラガカントガム、タマリンドガム、カラギーナンガム及びキサンタンガム、変性デンプン、孤立電子対の供与を介して結合することができる変性Ｎ含有ポリマー、表面に結合するためのリン酸基を含有するポリマー、疎水性物質を介して表面に結合することができる疎水性変性基を含有するポリマー、表面に結合するための水素結合形成基を含有するポリマーならびにそれらの変性物及び組み合わせである。
【００２３】
組成物及び方法は、銅配線の研磨中に生じる振動からのノイズのレベルの予想外の低下を提供する。本発明の無砥粒研磨組成物又は液は、塩又はその混合物の添加を利用して、ウェーハ上の銅配線の第一工程研磨中の振動からのノイズのレベルを効果的に低下させる。さらには、塩の添加が好都合にもウェーハの残存研磨時間を減らす。水性組成物は、酸化剤、インヒビター、錯化剤、ポリマー及び塩ならびに残余としての水を含む。加えて、組成物は、従来の研磨組成物に比較して、ウェーハの銅回路のディッシングを実質的に減少させる。新規な研磨組成物は、スクラッチ及び研磨から一般に生じる他の欠陥を有しない実質的に平坦な面を提供する。
【００２４】
化合物は、残余として水を含有する溶液中、広いｐＨ範囲で効力を提供する。この溶液の有効ｐＨ範囲は少なくとも２〜５である。加えて、溶液は、好都合には、付随的な不純物を制限するため、残余として脱イオン水に基づく。本発明の研磨液のｐＨは、好ましくは２．８〜４．２、より好ましくは２．６〜３．８である。本発明の組成物のｐＨを調節するために使用される酸は、たとえば、硝酸、硫酸、塩酸、リン酸などである。本発明の組成物のｐＨを調節するために使用される典型的な塩基は、たとえば、水酸化アンモニウム及び水酸化カリウムである。
【００２５】
さらに、研磨組成物は、金属層除去を促進するため、場合によっては砥粒を０〜３重量％含有することもできる。この範囲内で、砥粒は、０．０１重量％以上の量で存在することが望ましい。同じくこの範囲内で望ましいものは、１重量％以下の量である。
【００２６】
過度の金属ディッシング及び絶縁体エロージョンを防ぐため、砥粒は、平均粒径が５０ナノメートル（nm）以下である。本明細書に関して、粒径とは、砥粒の平均粒径をいう。より好ましくは、平均粒径が４０nm以下であるコロイド状砥粒を使用することが望ましい。さらに、好都合には、平均粒径が３０nm以下であるコロイダルシリカを用いた場合に絶縁体エロージョン及び金属ディッシングがもっとも少ない。コロイド状砥粒の粒径を３０nm以下に減らすことは、研磨組成物の選択比を改善する傾向を示すが、除去速度を下げる傾向をも示す。加えて、好ましいコロイド状砥粒は、コロイド状砥粒の安定性を改善するための添加剤、たとえば分散剤、界面活性剤及び緩衝剤を含むこともできる。一つのこのようなコロイド状砥粒の１つは、フランスPuteauxのClariant社のコロイダルシリカである。また、煙霧質、沈降状態、凝集状態などであるものをはじめとする他の砥粒を使用してもよい。
【００２７】
研磨組成物は、金属配線層の「機械的」除去のための砥粒を含むことができる。典型的な砥粒は、無機酸化物、無機水酸化物、金属ホウ化物、金属炭化物、金属窒化物、ポリマー粒子及び前記の少なくとも一つを含む混合物を含む。適切な無機酸化物は、たとえば、シリカ（ＳｉＯ2）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、セリア（ＣｅＯ2）、酸化マンガン（ＭｎＯ2）又は前記酸化物の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。望むならば、これらの無機酸化物の変性形態、たとえばポリマー被覆無機酸化物粒子及び無機被覆粒子を使用してもよい。適切な金属炭化物、ホウ化物及び窒化物は、たとえば、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭窒化ケイ素（ＳｉＣＮ）、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化ジルコニウム、ホウ化アルミニウム、炭化タンタル、炭化チタン又は前記金属炭化物、ホウ化物及び窒化物の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。所望ならば、ダイアモンドを砥粒として使用してもよい。あるいは、砥粒はまた、ポリマー粒子及び被覆ポリマー粒子を含む。使用するのならば、好ましい砥粒はシリカである。
【００２８】
本発明の組成物は、導電性金属、たとえば銅、アルミニウム、タングステン、白金、パラジウム、金又はイリジウム；バリヤ又はライナー膜、たとえばタンタル、窒化タンタル、チタン又は窒化チタン；及び下にある絶縁層を含有する半導体ウェーハに適用可能である。本明細書に関して、絶縁体とは、low-ｋ及び超low-ｋ絶縁材料を含む、誘電率ｋの半導電性材料をいう。本組成物及び方法は、多数のウェーハ成分、たとえば多孔性及び非孔性のlow-ｋ絶縁体、有機及び無機low-ｋ絶縁体、有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ）、フルオロケイ酸塩ガラス（ＦＳＧ）、炭素ドープ酸化物（ＣＤＯ）、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）及びＴＥＯＳから誘導されたシリカのエロージョンを防止するのに優れている。
【実施例】
【００２９】
例では、数字が本発明の実施例を表し、文字が比較例を表す。すべての例の溶液は、ＢＴＡ０．３０重量％、リンゴ酸０．２２重量％、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．１５重量％、ポリアクリル酸（３０k）０．０９重量％／ポリアクリル酸（２５０k）０．０９重量％のブレンド及び過酸化水素９．００重量％を含有するものであった。
【００３０】
例１
この実験では、半導体ウェーハから残存する銅を研磨する際のノイズレベル（dB）を計測した。特に、試験では、第二工程（第二プラテン）研磨作業の際のノイズレベルに対する塩又はその混合物の添加の影響を測定した。Applied  Materials社のMirra  200mm研磨機により、IC1010（商標）ポリウレタン研磨パッド（Rodel社）を、約３psi（２０．７kPa）のダウンフォース条件下、８０cc/minの研磨溶液流量、３３rpmのプラテン速度及び６１rpmのキャリヤ速度で使用して、試料を平坦化した。研磨溶液は、硝酸によってｐＨを３．４に調節した。すべての溶液は脱イオン水を含有するものであった。３０〜１３０dB（±１．５dB）のデシベル範囲を有するExtech  Instrument社のサウンドメータを用いてノイズレベルを計測した。７５〜７７dBで機械のバックグラウンドノイズを計測した。約９４dB以上のデシベルレベルで望ましくないノイズが見いだされた。
【００３１】
【表１】
2005191544.tif 000002
【００３２】
表１に示すように、本発明の対照研磨液に塩又はその混合物を添加することにより、ノイズレベルが有意に低下した。塩の添加は、ウェーハに接触する研磨パッドの振動からのノイズのレベルを少なくとも９４dB未満まで低下させた。対照研磨液への０．１〜０．０１重量％の塩の添加がノイズレベルを９３．４〜８５dBに低下させた。特に、対照研磨液への０．１重量％の硝酸カリウムの添加（試験１）は、ノイズレベルを９０〜９３．４dBに低下させた。それに比べて、塩の添加なしの研磨液（試験Ａ）は、許容し得ない９５〜９９dBのノイズレベルを生じさせた。また、硝酸カリウム０．１重量％と塩化カリウム０．１重量％との混合物（試験２）は、ノイズレベルを８５〜９０dBに低下させた。カリウム塩の混合物は８５dBの最低ノイズレベルを提供した。さらには、種々のグアニジン塩（試験３〜６）をすべて０．０１重量％で対照研磨液に加えると、これらの例の研磨液は、約８６．１dB（塩酸グアニジンの場合）から約８７．７dB（炭酸グアニジンの場合）までのノイズレベルの低下を提供した。ここで記したノイズレベルは、上記した例のための試験条件でのノイズレベルであることに留意されたい。ノイズレベルは、試験パラメータに加えられる変更とともに変動することがある。
【００３３】
例２
この試験では、残存する銅の除去のための研磨時間を計測した。例１と同じ研磨条件を使用して試料を第二プラテンで研磨し、Applied  Materials「Mirra」終点システムを使用して終点を計測した。Ｔ１で、下にあるバリヤ層（Ｔａ又はＴａＮ）を貫通して銅層に達し、Ｔ２で、銅はほとんど又はまったく残存しなくなった。試験研磨液１及び２は、硝酸グアニジンを０．０１重量％含有するものであった。
【００３４】
【表２】
2005191544.tif 000003
【００３５】
表２に示すように、対照研磨液への塩の添加は、残存する銅を除去するための研磨時間を減らした。特に、０．０１重量％の硝酸グアニジンの添加（試験１及び２）は、残存銅を除去するための研磨時間をそれぞれ３５秒及び３４秒まで減らした。それに比べ、塩の添加なしの研磨液（試験Ａ及びＢ）は、残存する銅を除去するのにそれぞれ５７秒及び６２秒を要した。換言するならば、研磨時間が少なくとも３８％減少した。
【００３６】
本溶液及び方法は、銅配線の研磨中のノイズレベルの予想外の低下を提供する。本発明の研磨液は、塩又はその混合物の添加を利用して、ウェーハ上の銅配線の第一工程研磨中の振動からのノイズのレベルを少なくとも９４dB未満まで効果的に低下させる。さらには、塩の添加は好都合にもウェーハの研磨時間を少なくとも３８％減らす。水性組成物は、酸化剤、インヒビター、錯化剤、ポリマー及び塩ならびに残余としての水を含む。
【外国語明細書】
1. Title of Invention
2005191544.tif 000004
2. Detailed Description of Invention
2005191544.tif 000005
2005191544.tif 000006
2005191544.tif 000007
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1.Claims
2005191544.tif 000016
1. Abstract
2005191544.tif 000017
2. Representative Drawing
None