(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨粒子と、
光の照射によって、光重合反応および光架橋反応の少なくとも一方が生じる感光性樹脂粒子と、
を含有していることを特徴とするＣＭＰ用スラリー。
【請求項２】
前記感光性樹脂粒子は、前記光の照射によって光重合反応を起こす感光基として、アクリロイル基を有することを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項３】
前記感光性樹脂粒子は、前記光の照射によって光架橋反応を起こし、弾性が高まることを特徴とする請求項１に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項４】
前記感光性樹脂粒子は、前記光の照射によって光架橋反応を起こす感光基として、ジアゾ基、アジド基、シンナモイル基、シンナミリデン基、カルコン残基、イソクマリン基、２，５−ジメトキシスチルベン残基、スチリルピリジウム残基、チミン残基、α−フェニルマレメイド、アントラセン残基、および２−ピロン残基からなる群から選択される基を少なくとも一種類有することを特徴とする請求項３に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項５】
前記感光性樹脂粒子は、一次粒子径が５〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項６】
前記研磨粒子は、アルミナ、シリカ、チタニア、ベンガラ、セリア、カーボン、および二酸化マンガン、ならびにこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一種類の無機粒子からなることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項７】
前記研磨粒子は、一次粒子径が５〜１０００ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項８】
前記研磨粒子は、前記感光性樹脂粒子の表面に付着して凝集体を形成することを特徴とする請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項９】
前記光は、紫外光であることを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載のＣＭＰ用スラリー。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載のＣＭＰ用スラリーを用いて、被研磨基板の被研磨部に化学的機械的研磨処理を施す際に、前記ＣＭＰ用スラリーを研磨布からなる研磨面上に供給するとともに前記研磨面上の前記ＣＭＰ用スラリーに向けて光を照射する工程を含むこと、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記光は、紫外光であることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記化学的機械的研磨により、前記被研磨部に形成されている金属を主成分とする膜を選択的に研磨することを特徴とする請求項１０または１１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記金属を主成分とする膜は、Al, Cu, W, Ti, Mo, Nb, Ta, Vのうちのいずれか１種類の金属、これら各金属のうちの少なくとも１種類を主成分として含有している合金、窒化物、ホウ化物、酸化物、もしくはこれらの少なくとも２種類を組み合わせることによって形成される金属化合物の単層膜または積層膜であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）法に用いるスラリー、および半導体装置の製造方法に関し、特に、ＤＲＡＭ、FeＲＡＭ、および高速ロジックＬＳＩなどに搭載される埋め込み配線（ダマシン配線）を形成する際に用いられるＣＭＰ用スラリー、および半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体ＬＳＩ製造分野における、いわゆるバックエンドプロセス工程などにおいては、工程の簡略化、歩留まり向上、あるいは半導体装置の信頼性向上のために、例えばＤＲＡＭ、FeＲＡＭ、および高速ロジックＬＳＩなどに搭載される埋め込み配線（ダマシン配線）を効率よく、かつ高い精度で形成するプロセス技術が研究および開発されている。その中でも、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：ChemicalMechanical Polishing）技術は、高品質なダマシン配線を効率よく形成する上で欠かすことのできない重要な技術である。
【０００３】
例えば、ダマシン配線を形成する際に適用される、半導体基板上の金属膜等の金属部分（メタル部分）を研磨するＣＭＰ技術である、いわゆるメタルＣＭＰ技術においては、高研磨速度、高平坦性、および低欠陥密度のプロセス性能を満たすことが要求されている。すなわち、メタルＣＭＰ技術においては、高スループットで、かつ、メタルロスおよびオキサイドロスを極力抑えたスクラッチフリーのダマシン配線形成プロセス性能が求められている。
【０００４】
そのような高性能なメタルＣＭＰ技術を実現するための手段（アプローチ）としては、研磨布（研磨パッド）の改良とともに、ＣＭＰ法に用いられる研磨液（ＣＭＰ用スラリー）の高性能化が必須である。特に、ＣＭＰ用スラリーの研磨性能は、ＣＭＰ特性に直結する極めて重要な要素である。
【０００５】
高い研磨性能を有するＣＭＰ用スラリーの開発における重要な課題は、大きく分けて２つある。一つは、研磨布とＣＭＰ用スラリーに含まれている研磨粒子との相互作用の増強であり、もう一つは、研磨粒子とこの研磨粒子によって研磨される半導体基板の金属膜との相互作用の増強である。すなわち、研磨粒子をいかに強力に研磨布に保持させ、かつ、研磨布に保持された研磨粒子をいかに効率よくメタル部分に作用させることができるか、がＣＭＰ用スラリーの研磨性能を向上させる鍵である。
【０００６】
現在、一般によく用いられている代表的な研磨粒子としては、アルミナが挙げられる。ところが、アルミナ単独では極めて遅い研磨速度しか得られない。これは、アルミナ粒子の個々の大きさ（サイズ）が、研磨布表面の凹凸の粗さ（ラフネス）に比べて非常に小さいため、図６（ａ）に示すように、アルミナ粒子１０１が研磨布１０２の表面の凹部１０３の中に埋もれてしまい、配線金属となる半導体基板１０４の金属膜（メタル膜）１０５に有効に作用しなくなるためである。
【０００７】
アルミナ粒子の研磨効率をアップさせる方法として、例えば特開２０００−２６９１６９号公報に開示されている発明においては、無機粒子を吸着する樹脂粒子をスラリー溶液中に添加することによって研磨効率をアップさせる半導体装置の製造方法及び埋め込み配線の形成方法が提案されている。
【０００８】
この発明を簡潔に説明すると、スラリー溶液の中に、アルミナ粒子と、アルミナ粒子よりも粒子径が大きい樹脂粒子とを混合（混在）させる。アルミナ粒子は、スラリー溶液中において略プラスに帯電する。これに対して、樹脂粒子は、スラリー溶液中においてマイナスに帯電する。このように、互いに異符号の電荷を有するアルミナ粒子および樹脂粒子をスラリー溶液中において混在させることで、それら両粒子の間に生じるクーロン力によって、樹脂粒子の周りにアルミナ粒子を複数個吸着（付着）させて凝集体を形成させる。
【０００９】
このような凝集体からなる研磨粒子を含むＣＭＰ用スラリーを用いると、研磨速度の向上が見られる。これは、図６（ｂ）に示すように、研磨粒子としてのアルミナ粒子１０１が樹脂粒子１０６の周りに複数個付着することによる研磨粒子の実質的（実効的）な粒子径増大効果（サイズアップ効果）、および樹脂粒子１０６が弾性変形することによりアルミナ粒子１０１とメタル膜（メタル部分）１０５との接触状態が向上されること、の２つの効果に基づくものである。この場合、樹脂粒子１０６自体は柔らかくて不活性なため、樹脂粒子１０６単独では研磨力は殆ど無く、アルミナ粒子１０１の研磨効率を上昇させるアシスト粒子として機能している。
【００１０】
このように、スラリー溶液中に樹脂粒子１０６を添加することで、アルミナ粒子（研磨粒子）１０１と、半導体基板１０４上のメタル部分１０５との相互作用の増強を図ることが可能である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特開２０００−２６９１６９号公報の発明において用いられているＣＭＰ用スラリーには、次に述べるような問題点がある。
【００１２】
第１に、樹脂粒子１０６と樹脂粒子１０６が保持されている研磨布１０２との接着力が弱い。すなわち、研磨布１０２と研磨粒子１０１および樹脂粒子１０６との相互作用の増強という課題が改良されていない。これにより、ＣＭＰ研磨中に、例えば研磨布１０２と半導体基板１０４との間に生じるストレスなどによって、研磨布１０２の表面から引き離されて自由に動き回る研磨粒子１０１および樹脂粒子１０６、いわゆる遊離砥粒１０１，１０６が多くなる。これら遊離砥粒１０１，１０６は、図７（ａ）に示すように、ＣＭＰ研磨中に配線溝１０７内に滞留し、配線金属１０５などの過剰な研磨を進行させる。その結果、配線金属１０５のディッシングや絶縁膜１０８のシニングなどのエロージョンの抑制が困難になるとともに、配線金属１０５にスクラッチ１０９が発生し易くなる。
【００１３】
エロージョンおよびスクラッチ１０９などは、図示しない半導体装置の性能および品質を劣化させる大きな要因となる。一旦エロージョンが発生すると、図７（ｂ）に示すように、アルミナ粒子１０１を吸着した状態の樹脂粒子１０６も配線溝１０７内に滞留し始めるため、エロージョンの進行および発生がさらに加速される。
【００１４】
第２に、樹脂粒子１０６はそのままでは弾性（粘性）が低いために、半導体基板１０４を保持している図示しないキャリアからの荷重、あるいは研磨布１０２が取り付けられている図示しないターンテーブルの回転数などのいわゆるＣＭＰストレスに対して脆く、形状劣化し易い。その結果、例えば高荷重印加時において、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、樹脂粒子１０６が物理的（機械的）に崩壊し、アルミナ粒子１０１に対する研磨アシストが十分に行えなくなり、実用的な高い研磨速度が得られなくなる。また、樹脂粒子１０６本来の弾性によるクッション効果が得られなくなり、エロージョンやスクラッチ１０９などが発生し易い。したがって、前述した第１の課題と同様に、半導体装置の生産効率が低下する大きな要因となるとともに、半導体装置の性能および品質を劣化させる大きな要因となる。
【００１５】
第３に、ＣＭＰ研磨終了後、樹脂粒子１０６は、図９に示すように、配線（配線金属）１０５上に残留し易い。この残留樹脂１０６ａはメタル部分（配線金属）１０５の削りかすなどを含んでおり、導電性を有している。このため、この残留樹脂１０６ａが配線１０５間のショート歩留まりを引き起こすおそれがある。これは、前述した第１および第２の課題と同様に、半導体装置の性能および品質を劣化させる大きな要因となる。
【００１６】
本発明は、以上説明したような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、半導体装置の性能および品質を損なうおそれを抑制でき、かつ半導体装置の生産効率を容易に向上できるＣＭＰ用スラリー、および半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係るＣＭＰ用スラリーは、研磨粒子と、光の照射によって、光重合反応および光架橋反応の少なくとも一方が生じる感光性樹脂粒子と、を含有していることを特徴とするものである。
【００１８】
このＣＭＰ用スラリーにおいては、光の照射によって、光重合反応および光架橋反応の少なくとも一方が生じる感光性樹脂粒子を含んでいる。したがって、ＣＭＰ用スラリーに向けて光を照射することにより、感光性樹脂粒子の性質、ひいてはＣＭＰ用スラリーの研磨特性を適宜、適正な状態に設定することができる。
【００１９】
また、前記課題を解決するために、本発明に係る半導体装置の製造方法は、本発明に係るＣＭＰ用スラリーを用いて、被研磨基板の被研磨部に化学的機械的研磨処理を施す際に、前記ＣＭＰ用スラリーを研磨布からなる研磨面上に供給するとともに前記研磨面上の前記ＣＭＰ用スラリーに向けて光を照射する工程を含むこと、を特徴とするものである。
【００２０】
この半導体装置の製造方法においては、被研磨基板の被研磨部に化学的機械的研磨処理を施す際に、本発明に係るＣＭＰ用スラリーを研磨布からなる研磨面上に供給するとともに前記研磨面上のＣＭＰ用スラリーに向けて光を照射する。これにより、被研磨部の被研磨状態に応じて、ＣＭＰ用スラリーの研磨特性を適宜、適正な状態に設定して化学的機械的研磨を行うことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１および第２の各実施形態ならびに参考例に係るＣＭＰ用スラリー、および半導体装置の製造方法を、図１〜図５に基づいて各実施形態ごとに説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
はじめに、本発明の第１実施形態に係るＣＭＰ用スラリー、および半導体装置の製造方法を、図１、図２、および図５（ａ）を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、図１（ａ）〜（ｃ）および図２を参照しつつ、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１について説明する。
【００２６】
この第１実施形態のＣＭＰ用スラリー１は、研磨粒子２と、光の照射によって、光重合反応および光架橋反応の少なくとも一方が生じる感光性樹脂粒子３と、を含有していることを前提とするものである。
【００２７】
本実施形態においては、研磨粒子には、無機粒子の一種であるアルミナ粒子２を用いる。また、感光性樹脂粒子には、所定波長を有する光の照射によって接着力が高まる光重合反応を起こす感光基である図示しないアクリロイル基を有する、光硬化性の感光性樹脂粒子３を用いる。アクリロイル基は、紫外光などの照射によって、その接着力が高まる光重合反応を起こす。この感光性樹脂粒子３は、それ自体には研磨能力が殆ど無く、主にアルミナ粒子２の研磨効率を向上させるためのアシスト粒子として働く。
【００２８】
アルミナ粒子２および光硬化性の感光性樹脂粒子３は、例えば純水からなるＣＭＰ用スラリー１の溶媒４中にそれぞれ複数個ずつ含まれている。また、それら複数個のアルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３は、図１（ａ）に示すように、ＣＭＰ用スラリー１の溶媒４中において、感光性樹脂粒子３の表面にアルミナ粒子２が複数個付着することにより、凝集体５を形成した状態で存在している。このアルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３からなる凝集体５は、次に述べる理由により形成される。
【００２９】
本実施形態において、ＣＭＰ用スラリー１の溶媒４は純水である。純水４はそのｐＨが略７であり、中性を示す。このような中性の環境中においては、アルミナ粒子２の表面は、図１（ｂ）に示すように、略プラスに帯電した状態となる。一方、感光性樹脂粒子３は、中性の溶媒４中において、例えば（−ＣＯＯＨ）などの図示しない官能基を導入することにより、図１（ｂ）に示すように、その表面をマイナスに帯電させることができる。したがって、純水からなるＣＭＰ用スラリー１の溶媒４中において、アルミナ粒子２および官能基が導入された感光性樹脂粒子３の両粒子を混合すると、アルミナ粒子２が感光性樹脂粒子３の周りに複数個吸着された状態となる。すなわち、複数個のアルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３は、図１（ａ）に示すように、ＣＭＰ用スラリー１の溶媒４中において、複数個の凝集体５を形成した状態で存在することとなる。各凝集体５は、それぞれが実質的に１個の研磨粒子として働く。
【００３０】
また、本実施形態の感光性樹脂粒子３には、図１（ｃ）に示すように、粒子１個ごとの大きさを表す一次粒子径Ａが、約５〜１０００ｎｍの範囲の粒子が好ましく用いられる。同様に、本実施形態のアルミナ粒子２には、図１（ｃ）に示すように、粒子１個ごとの大きさを表す一次粒子径Ｂが、約５〜１０００ｎｍの範囲の粒子が好ましく用いられる。これらの数値設定は、以下に述べる理由によるものである。
【００３１】
感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２は、それらの一次粒子径の大きさＡ，Ｂがおおよそ５ｎｍを下回る粒子サイズになると、各粒子２，３ごとのブラウン運動が激しくなる。すると、ＣＭＰ用スラリー１中に複数個（多数個）含まれている感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２の粒子２，３同士が互いに衝突する確率が高くなり、互いに吸着し易くなる。この結果、感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２は、ＣＭＰ用スラリー１中において個々の粒子２，３が分散（独立）した状態で存在し難くなり、互いに凝集し易くなる。凝集した感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２は沈降速度が大きくなるので、それら各粒子２，３の分散性の制御（維持）が困難になる。ひいては、そのような凝集状態の感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２を含むＣＭＰ用スラリー１の研磨特性の制御が困難になる。
【００３２】
また、感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２は、それらの一次粒子径の大きさＡ，Ｂがおおよそ１０００ｎｍを上回る粒子サイズになると、各粒子２，３間に働く分子間引力が大きくなる。すると、ＣＭＰ用スラリー１中に複数個（多数個）含まれている感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２の粒子２，３同士が互いに凝集し易くなる。この結果、前述したように感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２のそれぞれの一次粒子径の大きさＡ，Ｂがおおよそ５ｎｍを下回る粒子サイズの場合と同様に、凝集した感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２は沈降速度が大きくなり、それら各粒子２，３の分散性の制御が困難になる。ひいては、そのような凝集状態の感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２を含むＣＭＰ用スラリー１の研磨特性の制御が困難になる。
【００３３】
特に、感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２のそれぞれの一次粒子径の大きさＡ，Ｂがおおよそ１０００ｎｍを上回る粒子サイズになる場合、個々の粒子サイズが大きいので、各粒子の分散性は著しく低下する。ひいては、ＣＭＰ用スラリー１の研磨特性の制御が著しく困難になる。
【００３４】
以上説明したように、一次粒子径の大きさＡ，Ｂが、それぞれ約５〜１０００ｎｍの範囲外の粒子サイズとなる感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２を用いると、ＣＭＰ用スラリー１の研磨特性の制御が困難になる。ひいては、ＣＭＰ用スラリー１の研磨特性の低下を招く原因となるおそれがある。そのようなおそれを未然に防ぐため、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１においては、一次粒子径の大きさＡ，Ｂが、それぞれ約５〜１０００ｎｍの範囲の粒子サイズである感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２を用いる。
【００３５】
また、本実施形態においては、ＣＭＰ用スラリー１に含まれるアルミナ粒子２の濃度を、重量パーセント濃度で約０．５ｗｔ〜３．０ｗｔ％とすることが好ましい。それとともに、ＣＭＰ用スラリー１に含まれる感光性樹脂粒子３の濃度を、重量パーセント濃度で約０．１〜２．０ｗｔ％とすることが好ましい。これらの数値設定は、以下に述べる理由によるものである。
【００３６】
アルミナ粒子２の濃度および感光性樹脂粒子３の濃度が、それぞれ約３．０ｗｔ％、約２．０ｗｔ％を上回ると、ＣＭＰ用スラリーに含まれる各粒子２，３の個数が多くなり過ぎ、各粒子２，３同士の間の距離が近くなり過ぎる。これにより、各粒子２，３同士の間に働く分子間引力が大きくなる。すると、前述したように、感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２のそれぞれの一次粒子径の大きさＡ，Ｂがおおよそ１０００ｎｍを上回る粒子サイズになった場合と同様に、各粒子２，３同士が互いに凝集し易くなり、それら各粒子２，３の分散性の制御が困難になる。各粒子２，３の分散性が低下すると、各粒子２，３同士が吸着し合い、ＣＭＰ用スラリー中に図示しない過度に大きな凝集体（粗大粒子）が形成される。このような粗大粒子を含んだＣＭＰ用スラリーを用いて化学的機械的研磨（ＣＭＰ：ChemicalMechanical Polishing）を行うと、次に述べるような不具合が生じるおそれがある。
【００３７】
ここで、後述する半導体装置の製造方法においてＣＭＰ処理が施される被研磨基板としての半導体基板６について、図２を参照しつつ簡潔に説明する。
【００３８】
半導体基板６は、図２に示すように、例えばシリコン（Si）の下地基板（Si基板）１０の主面上に、埋め込み配線用溝１１が設けられた二酸化シリコン（SiO2）の絶縁膜（SiO2膜）８が形成されているとする。また、このSiO2膜８の表面上には、埋め込み配線（ダマシン配線）９ａを形成するための所定の金属を主成分とする膜である配線用金属膜９が形成されているとする。ただし、図２においては、配線用金属膜９のうち、ＣＭＰ処理が施された後の埋め込み配線用溝１１内に残った部分（埋め込み配線９ａ）のみを図示する。本実施形態においては、配線用金属膜９は、銅（Cu）を主体とした金属膜であり、以下の説明において、配線用Cu膜９と称することとする。それとともに、埋め込み配線９ａをCu配線９ａと称することとする。
【００３９】
以下の説明において、半導体基板６のSiO2膜８および配線用Cu膜９が形成されている側を半導体基板６の表面側とする。また、本実施形態においては、半導体基板（被研磨基板）６の被研磨部７とは、SiO2膜８および配線用Cu膜９を指すとともに、主に配線用Cu膜９にＣＭＰ処理が施されるものとする。すなわち、半導体基板６の表面が被研磨面となる。
【００４０】
以上説明した半導体基板６の被研磨部７に、前述したように粗大粒子を複数個含んだＣＭＰ用スラリーを用いて化学的機械的研磨を行う。すると、それら粗大粒子が原因となってSiO2膜８が過剰に研磨され、予め決められている厚さよりも薄くなる、いわゆるシニング（thinning）が生じ易い。また、SiO2膜８の表面上の配線用Cu膜のみならず、埋め込み配線用溝１１内に残った配線用Cu膜９、すなわちCu配線９ａまでが過剰に研磨され、抉られたような形状になる、いわゆるディッシング（dishing）が生じ易い。さらには、それらディッシングやシニングなどからなるエロージョン（erosion）以外にも、Cu配線９ａに傷が付けられたようになる、いわゆるスクラッチ（scratch）などが多発するおそれがある。
【００４１】
あるいは、アルミナ粒子２の濃度および感光性樹脂粒子３の濃度が、それぞれ約３．０ｗｔ％、約２．０ｗｔ％を越え、ＣＭＰ用スラリー１に含まれる各粒子２，３の個数が多くなり過ぎると、被研磨部７のうち、比較的柔らかいSiO2膜８の被研磨速度（研磨レート）が過剰に速くなり、比較的硬い配線用Cu膜９の埋め込み配線用溝１１の外側の部分、すなわちCu配線９ａとして残らない配線用Cu膜９の不要な部分を選択的に研磨して除去することが困難になるおそれがある。
【００４２】
他方、アルミナ粒子２の濃度および感光性樹脂粒子３の濃度が、それぞれ約０．５ｗｔ％、約０．１ｗｔ％を下回ると、ＣＭＰ用スラリー１に含まれる各粒子２，３の個数が少なくなり過ぎ、被研磨部７に対して実用上必要十分な研磨速度でＣＭＰ処理を施すことができなくなるおそれがある。
【００４３】
以上説明したように、ＣＭＰ用スラリー１に含まれるアルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３の重量パーセント濃度が、それぞれ約０．５ｗｔ〜３．０ｗｔ％、および約０．１〜２．０ｗｔ％の範囲を逸脱すると、このＣＭＰ用スラリー１を用いて半導体基板６の被研磨部７を適正な状態で効率よく研磨できなくなるおそれがある。すなわち、ＣＭＰ用スラリー１の研磨特性の制御が困難になり、ＣＭＰ用スラリー１の研磨特性が劣化するおそれがある。その結果、このＣＭＰ用スラリー１を用いたＣＭＰ処理が施される半導体基板６、ひいてはこの半導体基板６を利用する図示しない半導体装置の性能および品質を損なうおそれが生じるとともに、半導体装置の歩留まりが下がり、半導体装置の生産効率が低下するおそれも生じる。
【００４４】
また、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１には、その研磨速度を向上させて実効上十分に高い研磨速度を得るために、所定の酸化剤１２が添加されている。これは、ＣＭＰ用スラリー１に酸化剤１２を加えることにより、例えば配線用Cu膜９の表面に図示しない脆弱な酸化膜が形成され、アルミナ粒子２による金属研磨能力（金属除去能力）がより向上することによる。望ましくは、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１においては、酸化剤１２として、標準電極電位（水素電極電位）が−３．０〜＋３．０Ｖの範囲である過酸化水素１２を用いるものとする。また、ＣＭＰ用スラリー１中の過酸化水素１２の含有率は、重量パーセント濃度で約０．１〜５．０％の範囲内に設定される。
【００４５】
このように、標準電極電位および含有率が、それぞれ前記範囲内に設定された過酸化水素１２をＣＭＰ用スラリー１中に添加することにより、ＣＭＰ用スラリー１の酸化力を高めるケミカルアシスト効果、ひいてはＣＭＰ用スラリー１の研磨特性を容易に向上させることができる。それとともに、半導体基板６の被研磨部７に適正な状態でＣＭＰ処理が施されるように、アルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３の凝集状態、各凝集体５の凝集状態、さらにはＣＭＰ用スラリー１の研磨特性を適正な状態に容易に制御できる。なお、過酸化水素１２の標準電極電位および含有率は、それぞれ前述した範囲内であれば、ＣＭＰ処理を施す被研磨部７の形成材料、例えば金属の種類などに応じて適宜、適正な値に設定して構わない。
【００４６】
以上説明したように、アルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３などを含んだ本実施形態のＣＭＰ用スラリー１によれば、アルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３によって凝集体５が形成されることにより、研磨粒子であるアルミナ粒子２の実質的な研磨能力（研磨特性）が飛躍的に向上されている。つまり、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１は、これに含まれている研磨粒子が個々のアルミナ粒子２単独からなる場合に比べて、その研磨速度（研磨レート）が大幅に向上されている。また、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１は、紫外光などの照射または非照射によってアクリロイル基を有する感光性樹脂粒子３の接着力を容易に制御できるので、その研磨特性の制御が容易である。
【００４７】
したがって、このＣＭＰ用スラリー１を用いることにより、半導体基板６の被研磨部７を、その被研磨状態に応じてＣＭＰ用スラリー１の研磨特性を随時、きめ細かく設定しつつ、適正な状態で効率よく研磨することができる。この結果、本実施形態のＣＭＰ用スラリー１を用いたＣＭＰ処理が施される半導体基板６、ひいてはこの半導体基板６を利用する図示しない半導体装置の性能および品質を損なうおそれを殆ど無くすことができるとともに、半導体装置の歩留まりの低下、すなわち半導体装置の生産効率の低下を容易に抑制することができる。
【００４８】
次に、図２および図５（ａ）を参照しつつ、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。
【００４９】
この第１実施形態の半導体装置の製造方法は、前述した本発明の第１実施形態に係るＣＭＰ用スラリー１を用いて、半導体基板６の被研磨部７に化学的機械的研磨処理を施す際に、被研磨部７上のＣＭＰ用スラリー１に向けて所定波長を有する光を照射する工程を含むことを前提とするものである。なお、被研磨部７上のＣＭＰ用スラリー１とは、より正確には被研磨部７に接触しているＣＭＰ用スラリー１のことである。
【００５０】
本実施形態においては、ＣＭＰ用スラリー１に向けて照射する所定波長を有する光を紫外光とする。また、このＣＭＰ用スラリー１を用いて研磨する部分は、SiO2膜８および配線用Cu膜９などから形成されている被研磨部７のうち、主にその金属部分である配線用Cu膜９とする。
【００５１】
以上簡潔に説明した本実施形態の半導体装置の製造方法は、具体的には化学的機械的研磨法（ＣＭＰ法）である。以下、この第１実施形態のＣＭＰ法の工程などについて、一例を挙げて詳しく説明する。
【００５２】
まず、図５（ａ）に示すように、ＣＭＰ装置１３のポリッシング部１３ａ内に設置されているキャリア（基板保持部）１４に、研磨処理（ＣＭＰ処理）を施す半導体基板６を、その被研磨部７をターンテーブル（回転定盤）１５側に向けた状態で保持させる。ターンテーブル１５のキャリア１４と対向する側の面上には、研磨布（研磨パッド）１６がターンテーブル１５と一体に回転するように予め取り付けられている。研磨パッド１６のキャリア１４と対向する側の面である研磨面１６ａの上方には、前述したＣＭＰ用スラリー１を研磨面１６ａ上に適宜、適正量供給するように設定されたスラリー供給装置１７が設置されている。ＣＭＰ処理を開始するのに先立って、研磨面１６ａ上には、予め所定量のＣＭＰ用スラリー１がスラリー供給装置１７の供給ノズル１７ａを介して供給されている。
【００５３】
また、このＣＭＰ装置１３のポリッシング部１３ａ内には、図５（ａ）に示すように、そのポリッシング部筐体１８内の上部に、研磨面１６ａ上に供給されたＣＭＰ用スラリー１に向けて紫外光ｈνを照射可能な紫外光照射装置としての紫外線ランプ１９が設置されている。この紫外線ランプ１９は、具体的には、ブラックライトあるいは水銀ランプなどが用いられる。
【００５４】
以上説明した状態でＣＭＰ処理を開始する。まず、ターンテーブル１５を、図５（ａ）中破線矢印で示す向きに、テーブル駆動装置２０によって回転駆動させる。すると、研磨面１６ａ上に供給されているＣＭＰ用スラリー１が、研磨面１６ａ上全体に略均一に広がる。ＣＭＰ用スラリー１が研磨面１６ａ上全体に略均一に広がった後、半導体基板６および半導体基板６を保持しているキャリア１４を、キャリア駆動装置２１によって、図５（ａ）中白抜き矢印で示すように、研磨パッド１６の研磨面１６ａ側に向けて付勢する。この際、半導体基板６は、キャリア１４を介して、図５（ａ）中一点鎖線矢印で示す向きに、キャリア駆動装置２１によって回転駆動させられる。また、半導体基板６は、その被研磨部７にＣＭＰ処理が施されている間、被研磨部７の表面（被研磨面）が研磨パッド１６の研磨面１６ａに向けて所定の負荷を掛けられて押し付けられている状態となるように、キャリア１４を介して、キャリア駆動装置２１によって所定の大きさの荷重を掛けられる。これにより、図２に示すように、半導体基板６の被研磨部７のうち、主要な研磨部分である配線用Cu膜９に対するＣＭＰ処理（金属ＣＭＰ、メタルＣＭＰ）が開始される。
【００５５】
ところが、以上説明した状態のままでは、前述した従来技術に係るＣＭＰ用スラリーを用いたＣＭＰ法の場合と同様に、研磨パッド１６と凝集体５との相互作用が増強されていない。すなわち、アルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３から構成される実質的な研磨粒子である凝集体５と、研磨パッド１６の表面である研磨面１６ａとの接着力が弱い（小さい）。このため、被研磨部７の配線用Cu膜９に対して凝集体５（アルミナ粒子２）を効率よく作用させて、適正な状態で研磨することが困難である。このように、たとえ本発明の第１実施形態に係るＣＭＰ用スラリー１を用いても、従来技術において説明したような一般的なＣＭＰ法を行う限り、研磨速度の向上と、エロージョンおよびスクラッチなどの抑制（低減）とを両立させることは困難である。
【００５６】
そこで、本発明の第１実施形態に係るＣＭＰ法においては、半導体基板６の被研磨部７にＣＭＰ処理が施されている間、紫外線ランプ１９によって被研磨部７上のＣＭＰ用スラリー１に向けて紫外光ｈνを照射する。ＣＭＰ用スラリー１に含まれている感光性樹脂粒子３は、前述したように、紫外光ｈνの照射によって接着力が高まるように光重合反応を起こす感光基であるアクリロイル基を有している。したがって、感光性樹脂粒子３は、紫外光ｈνが照射されることにより、次の化学式に示される光重合反応を起こす。
【００５７】
【化１】
0004053755.tif 000002
【００５８】
この化学式に示される光重合反応により、感光性樹脂粒子３は、その接着力が高まる。すなわち、感光性樹脂粒子３は、紫外光ｈνが照射されることにより、いわゆる光接着効果が発現する。これにより、感光性樹脂粒子３、ひいてはこの感光性樹脂粒子３およびアルミナ粒子２により形成された凝集体５は、研磨パッド１６の研磨面１６ａに強力に接着される。このように、凝集体５を研磨面１６ａに強力に接着させることにより、いわゆる固定砥粒方式（固定砥粒パッド）に近い研磨環境を実現できる。
【００５９】
このような研磨環境の下においては、研磨粒子であるアルミナ粒子２は、図２に示すように、複数個集まった状態で感光性樹脂粒子３を介して研磨パッド１６に強力に保持されている。これにより、個々のアルミナ粒子２が、研磨パッド１６の研磨面１６ａの凹部２２の中に埋もれてしまい、被研磨部７の配線用Cu膜９に有効に作用しなくなるおそれを殆ど無くすことができる。したがって、配線用Cu膜９に対してアルミナ粒子２を効率よく作用させて、研磨速度を容易に向上できる。
【００６０】
また、アルミナ粒子２は、感光性樹脂粒子３を介して研磨パッド１６に強力に保持されているので、いわゆる遊離砥粒となるおそれが殆どない。これにより、ＣＭＰ処理によってSiO2膜８の表面上から配線用Cu膜９が除去された後、埋め込み配線用溝１１内に残ったCu配線９ａの上および内部に、遊離砥粒となったアルミナ粒子２が滞留するおそれが殆どない。したがって、エロージョンおよびスクラッチなどを容易に抑制（低減）できる。
【００６１】
このように、感光性樹脂粒子３は、紫外光ｈνが照射されることにより、アルミナ粒子２の研磨効率を向上させるためのアシスト粒子としての機能を容易に高められる。ひいては、そのような感光性樹脂粒子３を含んでいるＣＭＰ用スラリー１の研磨特性を容易に向上できる。
【００６２】
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法によれば、ＣＭＰ処理を行う際にＣＭＰ用スラリー１に向けて紫外光ｈνを照射することにより、ＣＭＰ用スラリー１に含まれている感光性樹脂粒子３に光重合反応を起こさせ、その接着力を適宜、適正な状態に設定できる。ひいては、ＣＭＰ用スラリー１の研磨特性を、半導体基板６の被研磨部７の被研磨状態に応じて、適宜、適正な状態に制御して、ＣＭＰ処理を行うことができる。これにより、ＣＭＰ処理の研磨速度を向上できるとともに、Cu配線９ａ（埋め込み配線、ダマシン配線）に対する高平坦性、低エロージョン、および低欠陥密度（スクラッチ・フリー）をまとめて成立させることができる。すなわち、この第１実施形態のＣＭＰ法によれば、加工精度の高い良質な埋め込み配線（ダマシン配線）を容易に、かつ、高スループットで形成できる半導体装置の製造プロセスを容易に実現することができる。
【００６３】
したがって、本実施形態のＣＭＰ法によれば、ＣＭＰ処理が施される半導体基板６、ひいてはこの半導体基板６を利用する図示しない半導体装置の性能および品質が損なわれるおそれを殆ど無くすことができるとともに、半導体装置の歩留まりの低下、すなわち半導体装置の生産効率の低下を容易に抑制することができる。この結果、性能および品質が損なわれ難い、良質かつ長寿命な半導体装置を、歩留まりを向上させて効率よく容易に生産できるとともに、その製造コストを容易に抑制できる。すなわち、以上説明した本実施形態のＣＭＰ法によって製造される半導体装置は、その性能および品質などが高く、長寿命であるとともに、安価である。
【００６４】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るＣＭＰ用スラリー、および半導体装置の製造方法を、図１〜図３および図５を参照しつつ説明する。
【００６５】
この第２実施形態のＣＭＰ用スラリー、および半導体装置の製造方法は、図３に示すように、研磨粒子２と共に凝集体３１を形成する感光性樹脂粒子３２の形成材料が、前述した第１実施形態の感光性樹脂粒子３の形成材料と異なっているだけで、その他の構成、工程、作用、および効果は同様である。したがって、それらの異なっている部分について説明するとともに、前述した第１実施形態と同一の構成部分などについては同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００６６】
この第２実施形態の図示しないＣＭＰ用スラリーにおいては、感光性樹脂粒子には、紫外光ｈνの照射によって弾性が高まる光架橋反応を起こす感光基である図示しないアジド基を有する感光性樹脂粒子３２を用いる。研磨粒子２には、前述した第１実施形態と同様にアルミナ粒子２を用いる。アルミナ粒子２および感光性樹脂粒子３２は、図３（ａ）に示すように、前述した第１実施形態の凝集体５が形成されるのと同様のメカニズムにより、図示しないスラリー溶媒中において凝集体３１を形成している。
【００６７】
この第２実施形態のＣＭＰ用スラリーおよび半導体装置の製造方法は、以上説明した点以外は、第１実施形態のＣＭＰ用スラリーおよび半導体装置の製造方法と同じであり、本発明が解決しようとする課題を解決できるのはもちろんである。その上で、紫外光ｈνの照射によって、弾性（粘性）が高まるように光架橋反応を起こすアジド基を感光基として有している感光性樹脂粒子３２を含んでいる本実施形態のＣＭＰ用スラリー、およびこのＣＭＰ用スラリーを用いて行う本実施形態の半導体装置の製造方法は、以下の点で優れている。
【００６８】
この第２実施形態の凝集体３１を形成している感光性樹脂粒子３２は、そのままでは弾性（粘性）が低いために、従来の技術において説明したように、いわゆるＣＭＰストレスに対して脆く、形状劣化し易い。したがって、例えば高荷重印加時においては、物理的（機械的）に崩壊し易く、アルミナ粒子２に対する研磨アシスト機能を十分に果たすことが困難になるおそれがある。ひいては、この感光性樹脂粒子３２を含んでいる第２実施形態のＣＭＰ用スラリーを用いてＣＭＰ処理を行う際に、実用的な高い研磨速度を得られなくなるおそれがある。また、感光性樹脂粒子３２の弾性によるクッション効果を得難いため、エロージョンやスクラッチなどが発生し易い。このように、たとえ本発明の第２実施形態に係るＣＭＰ用スラリーを用いても、従来技術において説明したような一般的なＣＭＰ法を行う限り、実用的に十分に高い研磨速度を得ることは困難であるとともに、エロージョンやスクラッチなどに対するマージンも小さい。
【００６９】
そこで、本発明の第２実施形態に係るＣＭＰ用スラリーを用いて行う第２実施形態の半導体装置の製造方法、すなわちＣＭＰ法においては、前述した第１実施形態と同様に、半導体基板６の被研磨部７にＣＭＰ処理が施されている間、図示しない紫外線ランプによって被研磨部７上のＣＭＰ用スラリー１に向けて紫外光ｈνを照射する。ＣＭＰ用スラリー１に含まれている感光性樹脂粒子３２は、前述したように、紫外光ｈνの照射によって弾性（粘性）が高まるように光架橋反応を起こす感光基であるアジド基を有している。したがって、感光性樹脂粒子３２は、紫外光ｈνが照射されることによって光架橋反応を起こし、その弾性（粘性）が上昇するので、ＣＭＰストレスに対する耐性が向上する。
【００７０】
具体的に説明すると、感光性樹脂粒子３２が有しているアジド基は、紫外光ｈνを照射されることにより、次に示す化学式で表される反応性に富むナイトレンを効率よく生成する。
【００７１】
【化２】
0004053755.tif 000003
【００７２】
このナイトレンが水素引き抜き反応、二重結合への付加、および次の化学式に示すようなカップリング反応を引き起こし、感光性樹脂粒子３２（ポリマー）同士の間に架橋反応が起こる。
【００７３】
【化３】
0004053755.tif 000004
【００７４】
感光性樹脂粒子３２同士が架橋することにより、それら全体の弾性（粘性）が高まる。その結果、図３（ｂ）に示すように、高荷重印加時においても、感光性樹脂粒子３２、ひいては凝集体３１は柔軟に弾性変形できるので、物理的に崩壊し難い。すなわち、紫外光ｈνを照射されている状態の凝集体３１はＣＭＰストレスに対して強く、形状劣化し難い。したがって、アルミナ粒子２に対する研磨アシスト機能を十分に果たすことができるとともに、感光性樹脂粒子３２自体の弾性によるクッション効果を十分に発揮できる。
【００７５】
以上説明したように、この第２実施形態に係るＣＭＰ用スラリー、およびこのＣＭＰ用スラリーを用いて行うＣＭＰ法によれば、ＣＭＰ処理を行う際に、ＣＭＰ用スラリーに向けて紫外光ｈνを照射することにより、感光性樹脂粒子３２、ひいては凝集体３１の弾性（粘性）を高めて、それらのＣＭＰストレスによる形状劣化耐性を大幅に改善できる。ＣＭＰストレスに対する耐性が大幅に向上された感光性樹脂粒子３２および凝集体３１を含んでいるＣＭＰ用スラリーは、その研磨特性が大幅に向上する。すなわち、ＣＭＰ処理の研磨速度をより向上できるとともに、より高い平坦性、より低いエロージョン発生率、そしてより低い欠陥密度（さらなるスクラッチ・フリー）をまとめて成立させることができる。したがって、この第２実施形態のＣＭＰ用スラリーおよびＣＭＰ法によれば、半導体基板６の被研磨部７により適正な状態で研磨処理を施すことができる。
【００７６】
また、本実施形態のＣＭＰ法は、前述した第１実施形態のＣＭＰ法を行う際に用いた、図５（ａ）に示すＣＭＰ装置１３を用いることにより容易に行うことができる。
【００７７】
（参考例）
次に、本発明の参考例に係るＣＭＰ用スラリー、半導体装置の製造方法、および半導体装置の洗浄方法を、図４ならびに図５（ａ）および（ｂ）を参照しつつ説明する。
【００７８】
この参考例のＣＭＰ用スラリーは、図４に示すように、図示しない研磨粒子と共に凝集体４１を形成する感光性樹脂粒子４２の形成材料が、前述した第１実施形態の感光性樹脂粒子３の形成材料と異なっているだけで、その他の構成は同様である。また、この参考例の半導体装置の製造方法は、半導体基板６にＣＭＰ処理を施した後に、本発明の参考例に係る半導体装置の洗浄方法を行う点が、前述した第１実施形態の半導体装置の製造方法と異なっているだけで、その他の工程は同様である。したがって、それらの異なっている部分について説明するとともに、前述した第１実施形態と同一の構成部分などについては同一符号を付してそれらの説明を省略する。
【００７９】
この参考例の図示しないＣＭＰ用スラリーにおいては、感光性樹脂粒子には、紫外光ｈνの照射によって光分解反応が生じる感光性樹脂粒子４２を用いる。具体的には、本実施形態の感光性樹脂粒子４２には、メタクリル樹脂の一種であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）粒子を用いるものとする。研磨粒子２には、前述した第１実施形態と同様にアルミナ粒子２を用いる。アルミナ粒子２およびＰＭＭＡ粒子４２は、前述した第１実施形態の凝集体５が形成されるのと同様のメカニズムにより、図示しないスラリー溶媒中において凝集体４１を形成している。
【００８０】
また、この参考例の半導体装置の製造方法は、前述した本実施形態のＣＭＰ用スラリーを用いて、被研磨基板６の被研磨部７にＣＭＰ処理を施す工程と、このＣＭＰ処理が施された後の被研磨基板６に付着しているＣＭＰ用スラリーに向けて紫外光ｈνを照射しつつ、被研磨基板６を洗浄する工程と、を含むことを前提とするものである。
【００８１】
以上簡潔に説明した本参考例の半導体装置の製造方法の特徴は、ＣＭＰ処理が済んだ半導体基板６を洗浄する際に、その被研磨部７等に付着している使用済みのＣＭＰ用スラリーに向けて紫外光ｈνを照射しつつ、半導体基板６を洗浄する点にある。つまり、本実施形態の半導体装置の製造方法は、半導体装置の洗浄方法について特徴を有するものである。以下、この参考例の半導体装置の製造方法のうち、その特徴的な点である半導体装置の洗浄方法について、一例を挙げて具体的に説明する。
【００８２】
まず、第１実施形態の半導体装置の製造方法において述べたように、半導体基板６は、図５（ａ）に示されているＣＭＰ装置１３のポリッシング部１３ａにおいて、ＣＭＰ処理が施される。ＣＭＰ処理が施された後の半導体基板６は、次に、例えばその被研磨部７に付着している使用済みのＣＭＰ用スラリーや、SiO2膜８、配線用Cu膜９、およびCu配線９ａなどの削りかすなどからなる残留物（付着物）、あるいは様々なパーティクルおよびダストなどを落すために洗浄される。
【００８３】
具体的には、ＣＭＰ処理が施された半導体基板６は、ＣＭＰ装置１３のポリッシング部１３ａから、図５（ｂ）に示されているＣＭＰ装置１３の洗浄部１３ｂに運ばれる。半導体基板６は、洗浄部１３ｂ内に設置されている一対のブラシスポンジ２３の間に通される。この際、半導体基板６および各ブラシスポンジ２３には、洗浄部１３ｂ内に通されている複数本の洗浄用ホース２５、およびそれら各洗浄用ホース２５の先端に設けられている洗浄用ノズル２４を介して、洗浄液としての純水２６が供給される。これにより、半導体基板６は、その被研磨部７に付着している使用済みのＣＭＰ用スラリーや、あるいはSiO2膜８、配線用Cu膜９、およびCu配線９ａなどの削りかすなどからなる残留物などを洗い落とされる。
【００８４】
また、このＣＭＰ装置１３の洗浄部１３ｂ内には、図５（ｂ）に示すように、その洗浄部筐体２７内に、一対のブラシスポンジ２３およびそれらの間に通される半導体基板６に向けて紫外光ｈνを照射可能な紫外光照射装置としての紫外線ランプ２８が設置されている。この紫外線ランプ２８は、前述したＣＭＰ装置１３のポリッシング部１３ａ内に設けられている紫外線ランプ１９と同様に、具体的には、ブラックライトあるいは水銀ランプなどが用いられる。半導体基板６には、これがＣＭＰ装置１３の洗浄部１３ｂ内において洗浄されている間、紫外線ランプ２８から紫外光ｈνが照射される。
【００８５】
この参考例のＣＭＰ用スラリー、およびこのＣＭＰ用スラリーを用いて行う本実施形態の半導体装置の製造方法は、以上説明した点以外は、第１実施形態のＣＭＰ用スラリーと同じである。その上で、紫外光ｈνの照射によって、光分解反応が生じるＰＭＭＡ粒子４２を含んでいる本実施形態のＣＭＰ用スラリー、およびこのＣＭＰ用スラリーを用いて半導体基板６にＣＭＰ処理を施した後に、ＣＭＰ用スラリーに向けて紫外光ｈνを照射しつつ半導体基板６を洗浄する工程を含む半導体装置の製造方法は、以下の点で優れている。
【００８６】
ＣＭＰ処理が終了した後の半導体基板６の被研磨部７には、使用済みのＣＭＰ用スラリーや、あるいはSiO2膜８、配線用Cu膜９、およびCu配線９ａなどの削りかすなどが残留している。単なるSiO2膜８、配線用Cu膜９、およびCu配線９ａなどの削りかすは、一般に行われている洗浄方法で略完全に半導体基板６の被研磨部７から洗い落として除去できる。ところが、使用済みのＣＭＰ用スラリーに含まれているＰＭＭＡ粒子４２は、被研磨部７のCu配線９ａ上などに残留し易く、一般に行われている洗浄方法では洗い落とすことが困難である。ＰＭＭＡ粒子４２は、配線用Cu膜９や、Cu配線９ａなどの金属の削りかすを含んでおり、導電性を有している。したがって、従来の技術において説明したように、配線間のショート歩留まりなどを引き起こすおそれがある。このように、たとえ本発明の参考例に係るＣＭＰ用スラリーを用いても、一般に行われている洗浄方法を行う限り、半導体基板６、およびこの半導体基板６を利用する半導体装置の性能および品質を劣化させる要因を略完全に取り除くことは困難である。
【００８７】
そこで、本発明の参考例に係る半導体装置の製造方法、すなわち半導体装置の洗浄方法においては、半導体基板６を洗浄している間、半導体基板６に向けて紫外光ｈνを照射する。ＣＭＰ用スラリーに含まれているＰＭＭＡ粒子４２は、前述したように、紫外光ｈνの照射によって光分解反応が生じる感光性を有している。したがって、ＰＭＭＡ粒子４２は、紫外光ｈνが照射されることによって光分解反応を起こし、その分散性（溶解度）が上昇する。
【００８８】
具体的には、ＰＭＭＡ粒子４２は、紫外光ｈνを照射されることにより、次に示す化学式で表されるように、次々にβ切断を繰り返して分解する。
【００８９】
【化４】
0004053755.tif 000005
【００９０】
これにより、被研磨部７のCu配線９ａ上などに残留している、金属の削りかすなどを含んだＰＭＭＡ粒子４２（残留樹脂）は、ＣＭＰ用スラリーや、あるいは洗浄液である純水２６中に容易に溶ける。したがって、図４に示すように、ＰＭＭＡ粒子４２、あるいはアルミナ粒子２およびＰＭＭＡ粒子４２からなる凝集体４１、ひいてはそれらを含んでいるＣＭＰ用スラリーを、被研磨部７から略完全にかつ容易に洗い落として除去できる。
【００９１】
したがって、半導体基板６、およびこの半導体基板６を利用する半導体装置の性能および品質を損なうおそれが極めて低いとともに、半導体装置の生産効率をさらに向上できる。
【００９２】
以上説明した本参考例の半導体装置の製造方法の特徴的な部分である、半導体装置の洗浄方法は、次のように表現することができる。
【００９３】
ＣＭＰ用スラリーを用いて研磨される被研磨基板６を洗浄する半導体装置の洗浄方法において、ＣＭＰ用スラリーには、光（紫外光ｈν）の照射によって光分解反応が生じる感光性樹脂粒子としてのＰＭＭＡ粒子４２を含有させるとともに、被研磨基板６を洗浄する際に、被研磨基板６に付着しているＣＭＰ用スラリーに向けて光（紫外光ｈν）を照射する工程を含む。
【００９４】
なお、本発明に係るＣＭＰ用スラリーおよび半導体装置の製造方法は、前述した第１および第２の各実施形態ならびに参考例には制約されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、それらの構成や、あるいは工程などの一部を種々様々な設定に変更したり、あるいは各種設定を組み合わせて用いたりして実施することができる。
【００９５】
例えば、ＣＭＰ用スラリー中に、所定波長を有する光の照射によって光重合反応を起こす感光性樹脂粒子、所定波長を有する光の照射によって光架橋反応を起こす感光性樹脂粒子、および所定波長を有する光の照射によって光分解反応を起こす感光性樹脂粒子を適宜組み合わせて、混在させて使用しても構わない。
【００９６】
また、それら各感光性樹脂粒子の材料は、前述した第１および第２の各実施形態ならびに参考例において述べたものには限らない。例えば、所定波長を有する光の照射によって光架橋反応を起こす感光性樹脂粒子が有する感光基としては、アジド基のみならず、ジアゾ基、アジド基、シンナモイル基、シンナミリデン基、カルコン残基、イソクマリン基、２，５−ジメトキシスチルベン残基、スチリルピリジウム残基、チミン残基、α−フェニルマレメイド、アントラセン残基、および２−ピロン残基からなる群から選択される基を少なくとも一種類有していればよい。
【００９７】
あるいは、所定波長を有する光の照射によって光分解反応を起こす感光性樹脂粒子は、ＰＭＭＡ粒子には限らない。例えば、ＰＭＭＡ以外のメタクリル樹脂、およびこのメタクリル樹脂と同等の硬度を有するフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネイト樹脂、およびエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも一種類の樹脂から構成されていればよい。
【００９８】
また、研磨粒子の材料は、前述した第１および第２の各実施形態ならびに参考例において述べたアルミナ粒子には限らない。例えば、アルミナ、シリカ、チタニア、ベンガラ、セリア、カーボン、および二酸化マンガン、ならびにこれらの混合物からなる群から選択される少なくとも一種類の無機粒子から構成されていればよい。
【００９９】
また、ＣＭＰ用スラリー中に添加する酸化剤は、第１実施形態において述べた過酸化水素には限らない。例えば、過酸化水素、ペルオキソニ硫酸アンモニウム、リン酸、硝酸、および硝酸アンモニウムセリウムからなる群から選択される標準電極電位が−３．０〜＋３．０Ｖである酸化剤を、少なくとも１種類含有していればよい。また、ＣＭＰ用スラリー中のそれらの含有率も、重量パーセント濃度で０．１〜５．０％であればよい。
【０１００】
以上列挙した材料からなる感光性樹脂粒子、研磨粒子、あるいは酸化剤を含んでいるＣＭＰ用スラリーであれば、前述した第１および第２の各実施形態ならびに参考例と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
さらに、本発明に係る半導体装置の製造方法により研磨される被研磨基板の材料は、前述した配線用Cu膜には限らない。例えば、被研磨部に形成されており、本発明に係る半導体装置の製造方法により選択的に研磨される所定の金属を主成分とする膜は、Al, Cu, W, Ti, Mo, Nb, Ta, Vのうちのいずれか１種類の金属、これら各金属のうちの少なくとも１種類を主成分として含有している合金、窒化物、ホウ化物、酸化物、もしくはこれらの少なくとも２種類を組み合わせることによって形成される金属化合物の単層膜または積層膜であればよい。
【０１０２】
以上列挙した材料からなる金属によって形成されている被研磨部であれば、前述した第１および第２の各実施形態ならびに参考例と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明に係るＣＭＰ用スラリーによれば、ＣＭＰ用スラリーに向けて光を照射することにより、感光性樹脂粒子の性質、ひいてはＣＭＰ用スラリーの研磨特性を適宜、適正な状態に設定することができる。したがって、半導体装置の性能および品質を損なうおそれを抑制でき、かつ半導体装置の生産効率を容易に向上できる。
【０１０４】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、被研磨部の被研磨状態に応じて、ＣＭＰ用スラリーの研磨特性を適宜、適正な状態に設定して化学的機械的研磨を行うことができる。したがって、半導体装置の性能および品質を損なうおそれを抑制でき、かつ半導体装置の生産効率を容易に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態に係るＣＭＰ用スラリーの主要部分を簡略化して示す図。
【図２】  図１のＣＭＰ用スラリーを用いる本発明の第１実施形態に係る半導体装置の製造方法の概略を示す工程図。
【図３】  本発明の第２実施形態に係るＣＭＰ用スラリーを用いる本発明の第２実施形態に係る半導体装置の製造方法の概略を示す工程図。
【図４】  本発明の参考例に係るＣＭＰ用スラリーを用いる本発明の一つの実施形態に係る半導体装置の洗浄方法の概略を示す工程図。
【図５】  本発明に係るＣＭＰ用スラリーを用いる半導体装置の製造方法および半導体装置の洗浄方法を行う際に用いる半導体装置の製造装置であり、（ａ）は研磨部、（ｂ）は洗浄部をそれぞれ簡略化して示す斜視図。
【図６】  （ａ）および（ｂ）は、従来の技術に係るＣＭＰ用スラリーを用いた半導体装置の製造方法の概略を示す工程図。
【図７】  （ａ）および（ｂ）は、従来の技術に係るＣＭＰ用スラリーを用いた半導体装置の製造方法の概略を示す工程図。
【図８】  （ａ）および（ｂ）は、従来の技術に係るＣＭＰ用スラリーを用いた半導体装置の製造方法の概略を示す工程図。
【図９】  従来の技術に係るＣＭＰ用スラリーを用いたＣＭＰ研磨を行った後の半導体基板を示す断面図。
【符号の説明】
１…ＣＭＰ用スラリー
２…アルミナ粒子（研磨粒子）
３…アクリロイル基を有する光硬化性の感光性樹脂粒子（感光性樹脂粒子）
４…純水（ＣＭＰ用スラリーの溶媒）
５…凝集体（アルミナ研磨粒子と感光性樹脂粒子との凝集体）
６…半導体基板（被研磨基板）
７…被研磨部
８…SiO2膜（絶縁膜、被研磨部）
９…配線用Cu膜（配線用金属膜、被研磨部）
３１…凝集体（アルミナ粒子と感光性樹脂粒子との凝集体）
３２…アミド基を有する感光性樹脂粒子（感光性樹脂粒子）
４１…凝集体（アルミナ粒子と感光性樹脂粒子との凝集体）
４２…ＰＭＭＡ（感光性樹脂粒子）
Ａ…感光性樹脂粒子の一次粒子径
Ｂ…アルミナ粒子の一次粒子径（研磨粒子の一次粒子径）
ｈν…紫外光（所定波長を有する光）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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