(57)【要約】本発明は、平面化すべき表面上に水溶液またはガス状で直接作用する、化学的機械的平面化における試薬としてのオゾン（Ｏ３）の使用に関する。オゾンを含む水溶液は、場合によっては、研磨粒子および／または、炭酸および重炭酸アニオン、および蟻酸、蓚酸、酢酸およびグリコール酸のような有機酸を含む、オゾンと共溶解するさらなるＣＭＰ試薬を含んでよい。添加してよい研磨剤は、アルミナ、シリカ、スピネル、セリアおよびジルコニアを含む。水溶液中のオゾンの典型的濃度は、約１ｐｐｍから飽和の範囲である。アンモニウム塩、特に、炭酸アンモニウムが、オゾン含有水溶液と組み合わされて、平面化を容易にする。低ｋ誘電材料、有機および無機材料、および酸化が困難な金属を、本発明によるオゾン試薬で平面化することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾンと研磨粒子の水溶液を含む、化学的機械的平面化用組成物。
【請求項２】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、セリア、スピネル、ジルコニアおよびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
炭酸塩、重炭酸塩、蓚酸、蟻酸、酢酸、グリコール酸およびそれらの混合物からなる群より選択される少なくとも一種の添加剤をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記水溶液中のオゾンの濃度が、オゾン相互作用が生じる濃度より低い、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
オゾンの前記濃度が約２０ｐｐｍより低い、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
少なくとも一種のアンモニウム塩をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記少なくとも一種のアンモニウム塩が炭酸アンモニウムである、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
オゾンガスを表面上に導くことにより、表面を平面化する方法。
【請求項９】
オゾンを含む水溶液を表面上に導き、前記表面とそれに接触した研磨パッドとの相対動作を引き起こすことにより表面を平面化する方法。
【請求項１０】
研磨粒子を前記水溶液中にさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記研磨粒子が、アルミナ、シリカ、セリア、スピネル、ジルコニアおよびそれらの混合物からなる群より選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも一種のアンモニウム塩を前記水溶液中にさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記少なくとも一種のアンモニウム塩が炭酸アンモニウムである、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の製造において表面を化学的機械的平面化するための組成物および方法、特に、化学的機械的平面化における酸化剤としてのオゾンの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
化学的機械的平面化（ＣＭＰ）は、集積回路の製造中にウエハ表面から種々の材料を除去するために用いられる方法であり、それにより、引き続く層の正確なパターニングおよび堆積を容易にする実質的に平面的な表面が形成される。典型的なＣＭＰプロセスは、平面化すべきウエハと接触して回転する研磨パッドを用い、ウエハと研磨パッドとの間に適当なＣＭＰ試薬を導入して、材料の除去および平面化を容易にするものである。ＣＭＰ試薬は、典型的には、他の成分の中に研磨粒子および種々の酸化剤を有する研磨スラリーを含む。ＣＭＰ用に用いられる研磨粒子は、とりわけ、アルミナ、シリカ、スピネル、セリアおよびジルコニアを含む。
【０００３】
ＣＭＰプロセスの適用の領域は広がり、金属を含む広範囲の材料を包含する。この適用の拡張は、金属のＣＭＰプロセスをより効果的にする新規酸化剤の連続的検討を刺激した。過酸化水素、フェリシアン化カリウム、過ヨウ素酸、ヒドロキシルアミンおよびその塩のような酸化剤、および他のそのような酸化剤が、この連続的検討から生じ、近年、金属のＣＭＰプロセスにおいて用いられている。しかしながら、これらの酸化剤は幾つかの欠点を有しており、特に、処理され、ＣＭＰプロセス領域から除去されなくてはならないイオン性廃物流のような廃物流が形成されることがある。さらに、これらの廃物流は、ウエハ表面自体からの金属酸化物も含みうる。そのような廃物流はかなり複合的であり、効果的に処理し処置することがかなり困難である。特に、前記理由から、金属のＣＭＰプロセスをより効果的にすると共に従来のＣＭＰの典型的イオン性および複合廃物流に関する問題およびそれに関する環境への危険性を低減させる酸化剤への要望がある。
【０００４】
本発明は、ＣＭＰプロセス（典型的には金属のＣＭＰ）の効果を増加させる、および／または、水性および／またはガス状のオゾン（Ｏ３）を利用することにより環境に優しい方式で現在のイオン性および複合的廃物流を処理および処置する問題を低減させる化学的組成物および方法を提供する。例えば、本発明による化学的組成物および方法は、タングステン、銅、銀、金、白金、イリジウム、ルテニウムおよびアルミニウム金属のＣＭＰプロセス用に、並びに低誘電率（「低Ｋ」）の有機材料のＣＭＰプロセス用に特に有益である。
【０００５】
オゾンは、ＣＭＰプロセスとは別の汚染制御および清浄化に用いられる清浄化溶液の成分として用いられてきた。例えば、スタンレイ・ウォルフ（Ｓｔａｎｌｅｙ  Ｗｏｌｆ）およびリチャード（Ｒｉｃｈａｒｄ）Ｎ．トーバー（Ｔａｕｂｅｒ）著、SILICON PROCESSING FOR THE VLSI ERA，第１巻：Process Technology、第２版（Ｌａｔｔｉｃｅ  Ｐｒｅｓｓ，２０００年）、１３１〜１３３頁を参照されたい。ＣＭＰに続くウエハ表面のオゾン清浄化は、例えば、Ｅ．Ｋ．グレイガー（Ｇｒｅｉｇｅｒ）らの米国特許第６，１００，１９８号に記載されている。オゾンは、集積回路に必須の構造の形成における酸化剤としても用いられてきた。例えば、サカー（Ｔｈａｋｕｒ）らの研究（米国特許第５，６７２，５３９号および第６，０７２，２２６号）において、電場隔離構造(a filed isolation structure)の形成において、オゾンで促進した珪素の局所的酸化を用いている。チェン（Ｃｈｅｎ）およびチュー（Ｔｕ）の研究（米国特許第５，８６９，３９４号）およびジャン（Ｊａｎｇ）らの研究（米国特許第６，１４３，６７３号）において、集積回路上の誘電層の形成において、オゾン富含ＴＥＯＳ層（テトラエトキシシラン層）が用いられた。
【０００６】
しかしながら、従来技術と対照的に、本発明は、ＣＭＰの実施中の試薬としてオゾンを利用する。オゾンは、平面化すべき表面に直接配達されるガスの状態として用いられる、および／または、オゾン含有水溶液の状態で用いられ、場合によっては研磨粒子と組み合わせて、他のＣＭＰ試薬と組み合わせて用いられ、あるいは、ここに記載のおよび／または当業者に明らかな他の実施形態において用いられる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、化学的機械的平面化における試薬としてのオゾン（Ｏ３）の使用に関する。水溶液またはガスを含む幾つかの状態でオゾンが平面化すべき表面に配達される。オゾンを含む水溶液は、場合によっては、研磨粒子および／またはさらなるＣＭＰ試薬を、オゾンと共溶解して含む。オゾンと共同してＣＭＰ中で有用な共試薬は、炭酸および重炭酸アニオン、および、蟻酸、蓚酸、酢酸およびグリコール酸のような有機酸を含む。オゾンは、平面化すべき表面に、ガス状で直接配達される。前記オゾン含有試薬の組み合わせは、ＣＭＰにおいて、場合によっては、他の非オゾン含有ＣＭＰ試薬と組み合わせて用いることができ、それは本発明の範囲内である。
【０００８】
オゾン（Ｏ３）は、典型的には、代表的にプラズマまたはイオン場であるエネルギー場を酸素を通過させその場でオゾンを形成することにより、オゾンジェネレータ中で形成される。本発明の幾つかの実施形態において、オゾンおよび／またはオゾン含有試薬（すなわち試薬）を、必要に応じてその場でおよびオゾン含有試薬が消費されるＣＭＰ装置に隣接して発生させることが都合良い。本発明の幾つかの実施形態は、水（好ましくはＤＩ水）に溶解されたオゾンを利用して水溶液を形成する。典型的には、ＤＩ水中のオゾン濃度は、約１ｐｐｍから、おそらく２０ｐｐｍを超える飽和までの範囲にある。そのような水溶液を直接ＣＭＰに使用して、ウエハ表面と研磨パッドとの間に溶液を供給して表面を平面化することができる。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、さらなる研磨および／または反応性化学物質と共に、水に溶解したオゾンを利用する。添加してよい研磨剤は、アルミナ、シリカ、スピネル、セリアおよびジルコニアを含む。添加してよい他の試薬は、炭酸および重炭酸アニオン、蓚酸、蟻酸、酢酸およびグリコール酸を含む。
【００１０】
本発明の他の実施形態に従って、平面化すべき表面にオゾンガスが直接作用してよい。
【００１１】
本発明の組成物は、従来の酸化剤を用いた平面化が困難な白金および他の材料のＣＭＰ用に用いることができる。他の金属は、ルテニウム、イリジウム、金およびアルミニウムを含む。本発明の組成物は、珪素と共作用して、より優れた仕上げ表面まで研磨し得るように用いることができる。塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムおよび特に炭酸アンモニウムを含むアンモニウム塩を含むことにより、本発明に従って材料除去を容易にすることができる。
【００１２】
本発明によるオゾン組成物は、典型的有機ポリマー、ゴムまたは他の低ｋ材料を破壊することができ、それにより、有機低ｋ誘電性フィルムを直接研磨することができる。
【００１３】
本発明の組成物は、ＮｉＰ、Ｃｒ、Ａｌ、ＳｉＯ２、ＳｉまたはＡｌ金属を含むフィルムを含む、微小電気機械的構造（ＭＥＭＳ）およびハードディスクの研磨に用いることができる。
【００１４】
本発明は、集積回路の製造において実施されているような化学的機械的平面化（「ＣＭＰ」）における試薬としてのオゾン（Ｏ３）の使用に関する。本発明によるＣＭＰ用のオゾンは、幾つかの状態で用いることができる。オゾンを水（好ましくは、脱イオン「ＤＩ」水）に溶解して水溶液を形成することができる。オゾンを含む水溶液は、場合によっては、オゾンと共溶解している研磨粒子および／またはさらなるＣＭＰ試薬を含んでよい。オゾンと組み合わせてＣＭＰ中で有用な共試薬は、炭酸および重炭酸アニオン、および蟻酸、蓚酸、酢酸およびグリコール酸のような有機酸を含む。オゾンは、平面化すべき表面にガス状で直接配達することができる。前記オゾン含有試薬の組み合わせは、ＣＭＰにおいて、場合によっては、他の非オゾン含有ＣＭＰ試薬と組み合わせて用いることができ、それは本発明の範囲内である。
【００１５】
オゾン（Ｏ３）は、典型的にはプラズマまたはイオン場であるエネルギー場に酸素を通過させ、３つの酸素原子の組み合わせからその場でオゾンを形成させるオゾンジェネレータを含む幾つかの手段により、形成または発生させることができる。例えば、オゾンは、酸素含有ガス中での無声放電により、発生させることができる。火花放電と対照的に、無声放電は安定プラズマ放電またはコロナ放電に関連する。放電に付される分子酸素の一部を解離して原子酸素にする。反応性酸素原子は、続いて、発熱反応でそれ自体が分子酸素に付着し、３原子酸素分子、すなわちオゾンを形成する。オゾン場は、他の因子のなかでも、電場強度および操作温度に依存する。場の操作温度への依存性は、より高い温度では式１の平衡がオゾンから離れその収率が低下するという事実に関係する。
【化１】
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【００１６】
オゾンジェネレータは、当該分野で知られており、市販されている。したがって、本発明の幾つかの実施形態では、オゾンおよび／またはオゾン含有試薬（すなわち試薬）を、必要に応じてその場でおよびオゾン含有試薬が消費されるＣＭＰ装置に隣接して発生させることが都合良い。これらの実施形態は、オゾンは反応性が高く、分子酸素Ｏ２について熱力学的に不安定で、オゾンを実質的期間維持するのを困難にするという事実により生じる困難を克服する。しかしながら、オゾンの分解および／または反応の速度は遅いので、後の使用のためにオゾンまたはオゾン含有試薬を貯蔵することが、困難ではあるが、不可能ではない。具体的に説明すれば、本発明の詳細な実施形態ではオゾンをその場で発生させ、それにより、予め発生させたオゾン含有試薬を利用する実施形態が本発明の範囲に含まれることが理解される。
【００１７】
本発明の幾つかの実施形態は、水（好ましくはＤＩ水）中に溶解して水溶液を形成したオゾンを利用する。典型的には、ＤＩ水中のオゾンの濃度は、溶液温度に依存して、約１ｐｐｍから、おそらく２０ｐｐｍを超える飽和まで至る。言葉の省略のために、水中に溶解したオゾンのそのような溶液を「組成物Ａ」と呼ぶ。
【００１８】
オゾンを発生させ水溶液中に溶解して組成物Ａを形成した後、本発明の幾つかの実施形態は、組成物Ａを直接ＣＭＰ用に用いる。すなわち、これらの実施形態においては、組成物Ａをウエハ表面と研磨パッドとの間に供給してＣＭＰに影響を与えて、平面化を起こす。組成物Ａを用いるＣＭＰの実施に、典型的に、従来のＣＭＰ装置が用いられる。
【００１９】
より具体的には、図１において、オゾンジェネレータ２０が酸素源２２により供給される酸素からオゾンを発生させる。オゾンジェネレータ２０への酸素流速を制御するために、典型的に、フローコントローラ２４が用いられる。一旦発生すると、オゾンは、典型的には、ＤＩ水のような水溶液２６中に配達され、そこに溶解して、本発明による組成物Ａを形成する（または、ＤＩ水を用いない場合、組成物Ａの変性物）。次に、組成物Ａ（またはその変性物）を、バルブ２８を通してＣＭＰ装置３０に送り、そこでＣＭＰプロセスを実施する。図１に示すように、これらの実施形態は「使用プロセスの要点」であり、そこにおいて、オゾンジェネレータが実際のＣＭＰ装置にかなり近接して配置され、組成物Ａを実質的に直ちに、研磨すべきウエハに供給して、組成物Ａ中に含まれるオゾンの酸化特性が最高に効果的に使用される。
【００２０】
２６で発生された組成物Ａの温度は、場合によっては制御することができる。幾つかの実施形態において、オゾン水溶液の温度を下げるために冷蔵庫３２を用いて、それにより、オゾンのより高い溶解性を提供することができる。組成物Ａの冷却により、より高いオゾン濃度をより長い期間維持することもできる。しかしながら、典型的に、それを超えると溶解オゾン間の望ましくない反応および相互反応が生じる、オゾンの臨界上限濃度がある。この臨界濃度は約２０ｐｐｍで生じる。
【００２１】
さらに、多くのＣＭＰプロセスは温度依存性である。すなわち、ＣＭＰ試薬の温度を制御することにより平面化プロセスがより良好に制御される。
【００２２】
本発明の他の実施形態は、さらなる研磨および／または反応性化学物質と共に、水に溶解したオゾンを利用する。これも図１に示す。図１に示す実施形態は、研磨剤（または研磨スラリーまたは溶液）３４と組み合わせて及び混合して本発明によるもう一つのＣＭＰ試薬を形成する組成物Ａを示す。言葉の省略のため、「組成物Ｂ」により、オゾン水溶液（組成物Ａ）と他の添加剤、典型的に研磨剤を含む試薬を示すが、他の試薬は排除されない。組成物Ａに添加してよい研磨剤３４はアルミナ、シリカ、スピネル、セリア、ジルコニアまたは他の研磨剤を含む。添加してよい他の試薬は、炭酸および重炭酸アニオン、蓚酸、蟻酸、酢酸およびグリコール酸を含む。一旦、組成物Ｂが形成されると、それをバルブ２８を通じてＣＭＰ装置３０に導き、そこで金属のＣＭＰプロセスを実施することができる。
【００２３】
また、ジェネレータ２０中で発生したオゾンを、バルブ２８を通じてＣＭＰ装置３０に直接配達し、金属のＣＭＰプロセスを実施することができる。オゾンジェネレータ２０によるオゾンの発生、フローコントローラ２４からの流動、オゾンと水溶液２６との混合、バルブ２８、冷蔵庫３２、およびオゾンと研磨剤３４との混合を制御するためにマイクロプロセッサーコントローラ３６を用いることができる。さらに、ＣＭＰ装置３０を制御するために、マイクロプロセッサーコントローラ３６または別のマイクロプロセッサーを用いることもできる。
【００２４】
ＣＭＰ装置３０は、従来のＣＭＰ配達系を用いて、ウエハ表面と研磨パッドとの間に組成物Ａまたは組成物Ｂを配達して研磨を行って平面化させることができる。ガス状オゾンを用いて平面化することもできるが、液状溶液中のオゾンを用いる方法よりは効果が低いことが予測され、ウエハ表面にかなり近づく導入が要求される。ガス状オゾンを用いる場合でも、研磨パッドが要求され、エッチング副生成物の除去を補助するために水（または類似の液体）が必ず導入される。
【００２５】
しかしながら、オゾンが、溶液中であっても、金属と接触したときに、高い反応性と典型的にはかなり短い寿命を有することを認識することが重要である。すなわち、本発明によるＣＭＰ組成物は、好ましくは、幾つかの従来のＣＭＰ装置の場合に典型的であるように、より上流または下流に適用される代わりに、研磨すべきウエハにかなり近く適用される（典型的には、ウエハキャリアの正面の１から６インチ下流）。例えば、図２において、ＣＭＰ装置３０は、平面化を受けているウエハ表面４６を有するウエハ４４を備えたウエハキャリア４２に隣接した位置において、組成物Ａまたは組成物Ｂをディスペンサー３７を通して研磨パッド３８上に配達することができる。研磨パッド３８はプラテン４０上で保持され、プラテンを回転させると、遠心力が、分配された組成物４８（組成物Ａまたは組成物Ｂ）を、ウエハ表面４６と研磨パッド３８との間に配達されるように半径方向外方向に分配する。従って、分配された組成物４８および、ウエハキャリア４２に対する研磨パッド３８の相対的動作が、ウエハ表面４６の平面化を生じさせる。
【００２６】
さらに、本発明の化学的組成物および方法は、一般的なプラテン通過型(through-the-platen type)の配達系、例えば、Ｓｐｅｅｄｆａｍ  ＩＰＥＣ  ５７６、６７６および７７６型の装置に非常に適しており、そこで、組成物は、プラテンを通して、研磨すべきＣＭＰの実際の表面に配達され、それにより、ＣＭＰウエハそれ自体の表面以外の他の領域に組成物がほとんど露出することなく非常に良好な直接接触を提供することができる。例えば、図３は、オービタルＣＭＰヘッドを模式的に示すものであり、そこで、本発明による化学組成物（組成物Ａ，組成物Ｂまたはオゾンそれ自体）をウエハの表面に直接分配することができる。ＣＭＰ試薬を分配するそのような手段により、典型的に、そのように分配される組成物の改良された分配が得られる。
【００２７】
より具体的には、ＣＭＰ装置３０は、ウエハキャリア５０とプラテン６０を含むオービタルＣＭＰヘッドを含むことができる。ＣＭＰ装置３０は、研磨パッド６６中の開口６４と順々に開通し、それにより任意の化学的組成物がウエハキャリア５０により保持されるウエハ５２の表面５４に直接分配される、プラテン６０中に配されたマニホールド６２を通して化学的組成物（組成物Ａ、組成物Ｂ又はオゾンそれ自体）のいずれか一つを分配することができる。すなわち、分配された組成物６８（組成物Ａ、組成物Ｂまたはオゾンそれ自体）は、ウエハ表面５４と研磨パッド６６との間に直接配達され、それにより、分配された組成物６８および研磨パッド６６とウエハキャリア５０との相対動作によって、ウエハ表面５４が平面化される。
【００２８】
図４は、本発明によるここに記載のＣＭＰプロセスをさらに概説する。特に、図１および４において、オゾン発生のためのオゾンジェネレータに、供給源からの酸素の流れを分配するための、酸素源が提供される。一旦、オゾンが発生すると、ＣＭＰ装置３０に配達することができ、そこで、金属のＣＭＰプロセスが実施される。また、オゾンを、冷却された水溶液または非冷却水溶液（場合によっては温度を制御）中に溶解して組成物Ａを得ることができる。次に、冷却組成物Ａまたは非冷却組成物ＡをＣＭＰ装置３０に配達し、そこで、金属のＣＭＰプロセスを実施することができる。また、冷却組成物Ａまたは非冷却組成物Ａを、後の使用のために貯蔵する、または研磨剤と混合することができる。冷却組成物Ａまたは非冷却組成物Ａを研磨剤と混合すると組成物Ｂが形成され、それを、次に、ＣＭＰ装置３０に配達してそこで金属のＣＭＰプロセスを実施することができる。また、組成物Ｂを後の使用のために貯蔵することができる。
【００２９】
本発明による化学的組成物は、典型的には、単一フェーズ研磨プロセスで用いられる。しかしながら、その後の加工工程および最終的な清浄化工程において別のＣＭＰ組成物を用いて軽い研磨を行うことに利点が見つかる場合、これは、２（またはそれ以上の）フェーズ研磨系を排除するものではない。さらに、オゾンそれ自体は高濃度では有毒性ガスであり、そのため本発明によるプロセスは、閉鎖系を有する研磨用具において用いられるべきであるが、過酸化水素または他の同様の有害組成物またはスラリーを用いる場合に見られるものとほぼ同様の程度の危険度があることに留意すべきである。通常、ＣＭＰ化学物質は、典型的に全て高い酸化力を有するので、適切に注意して取り扱うべきである。
【００３０】
本発明は、さらに、先に説明した従来技術の一種または二種以上の欠点を弱めるまたは克服することに加えて、重要な利点を含む。この利点は、オゾンを含む本発明の典型的化学組成物が、極端ではなく典型的には約２から約８の範囲のｐＨを有するという事実から誘導される。すなわち、本発明による化学的組成物は、当該分野において一般的に知られているｐＨ範囲（典型的には、１〜２または９〜１１の範囲）と比較して、酸化物除去のためのＣＭＰ加工環境がより穏やかである。典型的な低ｐＨのＣＭＰ溶液により引き起こされる金属または酸化物の過度に攻撃的な除去は、表面のくぼんだ領域において形成された酸化物不動態化層を除去することにより平面化を妨げる傾向がある。すなわち、平面化が達成される一つの機構は、化学的攻撃に対して表面を不動態化する表面上の酸化物層の形成に関係する。研磨パッドと接触する高い表面領域の研磨により、研磨パッドと接触していない、酸化物不動態化層により化学的材料除去から部分的に保護されたくぼんだ領域からよりも、これらの高い領域からより迅速に材料が除去される。オゾンは金属を劇的に酸化するが、ここで用いられる典型的ｐＨ範囲２から８においては、酸化物層は容易に溶解しない。すなわち、酸化物層への程度の弱い化学的攻撃が、不動態化層を保存する傾向があり、平面化が向上する傾向がある。ＣＭＰプロセスを完了するために、典型的に、最終的なリンスが用いられる。
【００３１】
本発明の組成物は、本発明のオゾン含有試薬と接触しているタングステン層上に良好な酸化物フィルムが形成され、くぼんだ領域の効果的保護が提供されるので、好ましくは、タングステンの除去に用いられる。次に、研磨パッドとの接触により、または添加された研磨剤と共に研磨パッドと接触することにより高い領域を選択的に研磨することにより、平面化が得られる。
【００３２】
通常は典型的酸化剤に全く不活性である白金のＣＭＰ用に、本発明の組成物を用いることもできる。例えば、白金は、硝酸または硝酸／塩酸組み合わせのような酸化溶液により容易に平面化されない。しかしながら、本発明のオゾン含有化学的組成物は、典型的に、酸化白金フィルムを形成し、それを次に、パッドの研磨作用により、またはパッドと添加された研磨剤とを組み合わせて、高い領域において選択的に除去することができる。このプロセスは、繰り返して行って白金研磨プロセスを加速することができる。
【００３３】
また、イリジウムのようなフィルムは、典型的に、材料除去の効率を上げるためにＣＭＰの前に酸化プロセスを行うことを必要とする。従って、イリジウムプロセスは、本発明による組成物を用いることで、強度の酸化媒体を提供することにより、フィルムを酸化して酸化イリジウムにし、次に研磨除去することにより、利益を得ることもできる。
【００３４】
本発明の組成物は、ルテニウムおよび／または酸化ルテニウムを含むフィルムの平面化にも有用である。
【００３５】
本発明の組成物は、珪素と共作用させるように用いて、研磨してより優れた表面フィルムを得ることもできる。例えば、オゾンはより迅速にシリカ（ＳｉＯ２）をウエハ表面上に形成し、シリカを１から５ｎｍの非常に小さい粒子として研磨除去すべきである。ｐＨが９より高い従来のＣＭＰは、典型的に、珪酸塩種［ＳｉＯ４］−４の形成を含む。非常に小さい粒子の状態での材料の除去は、典型的に、より優れた表面仕上げにつながる。
【００３６】
さらに、オゾンは強力な酸化特性を有し、特に界面活性剤、スラリー安定化剤およびキレート化剤のような有機分子と激しく反応する傾向があり、それにより、ＣＭＰ溶液中にそのような添加剤が存在する場合は効果的オゾン濃度を低下させる。しかしながら、材料除去を向上させるために、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムおよび特に炭酸アンモニウムを含むアンモニウム塩を添加して研磨速度を促進することができるが、これは、必ずしも必要ではない、または特定の金属を用いる特定の場合に用いることができる。
【００３７】
さらに、オゾンを用いて−Ｃ＝Ｃ−または−Ｃ＝Ｎ−結合を開き、それにより、ラジカル鎖反応を促進して、典型的有機ポリマー、例えば、ダウ製のＳＩＬＫ、ダウコーニング製のＢＣＢ、ゴムまたは他の低ｋ材料、を破壊することができる。すなわち、本発明は、有機低ｋ誘電フィルムを直接研磨するために用いることができる。本発明は、存在する研磨剤中にオゾンの送り込んで低ｋ研磨を行うことも含む。
【００３８】
さらに、本発明の組成物を、ハードディスクおよびマイクロ電気機械的構造物（ＭＥＭＳ）の研磨に用いることができる。ハードディスク用の典型的フィルムは、特にＮｉＰ、Ｃｒ、ＡｌおよびＳｉＯ２を含む。ＭＥＭＳ構造物は典型的にはＳｉＯ２、ＳｉまたはＡｌ金属である。
【００３９】
結論として、本発明は、オゾンを含む化学的組成物を提供することにより、および、これらの化学的組成物を用いる金属および低ｋ誘電材料（有機または無機）のＣＭＰプロセスを提供することにより、既知の従来技術の一種または二種以上の欠点を減衰または克服するものであり、本質的に酸素または粒状の金属酸化物材料のみを残し、それにより、金属のＣＭＰプロセスをより効果的にすると共に、現在のイオン性および複合的廃物流、それに関わる処理、および環境への危険性を除くものである。特に、銅のＣＭＰは、本発明の効果の一例であり、エッチングされていない表面の低い領域に酸化物フィルムを残し、一方、上側の層は研磨する。銅のスピンエッチングは、本発明のオゾン含有エッチング組成物用に適用されるさらにもう一つの領域である。
【００４０】
当業者には、この開示を用いて、ここに記載の本発明の概念の精神から離れることなく本発明に変化を加えることができることが理解される。従って、本発明の範囲は説明した特定の好ましい実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の幾つかの実施形態によるオゾンの発生および流れを示すブロック図である。
【図２】典型的な化学的機械的平面化の模式的断面図である。
【図３】化学的機械的平面化用のプラテン通過試薬配達の模式的断面図である。
【図４】本発明の幾つかの実施形態による、試薬のプラテン通過配達のプロセスフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004526310.tif 000027
【国際調査報告】
2004526310.tif 000028
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2004526310.tif 000030