(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．７Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤と、アミノ酸又はアミノ酸化合物と、キノリン酸とを含有することを特徴とするアルミニウム系金属用研磨液。
【請求項２】
前記アミノ酸は、グリシンであり、研磨液中の濃度が０．１〜５重量％であるであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム系金属用研磨液。
【請求項３】
前記アミノ酸化合物は、アミノ酸の金属錯体であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム系金属用研磨液。
【請求項４】
前記金属錯体の金属は、銅、鉄、銀、ニオブ、ルテニウム、およびチタンからなる群から選ばれた１種であることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム系金属用研磨液。
【請求項５】
前記酸化剤は、過硫酸アンモニウムまたは過酸化水素であり、研磨液中の濃度が０．１〜５重量％であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム系金属用研磨液。
【請求項６】
前記キノリン酸の研磨液中の濃度が０．１〜１重量％であることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム系金属用研磨液。
【請求項７】
半導体基板表面に形成された絶縁膜に、溝及び／又はホールを形成する工程と、
前記絶縁膜上に、前記溝及び／又はホールを埋めるようにアルミニウム系金属膜を堆積する工程と、
前記絶縁膜上のアルミニウム系金属膜を、１．７Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤と、アミノ酸又はアミノ酸化合物と、炭素環又はヘテロ環を有する二価以上の芳香族カルボン酸とを含有するアルミニウム系金属用研磨液を用いて研磨して除去し、前記溝及び／又はホール内に埋め込み配線層を形成する工程と
を具備し、前記研磨の際に、アミノ酸の金属錯体が前記酸化剤からラジカルを発生させ、酸化剤の酸化力を増強することを特徴とする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、アルミニウム系金属用研磨液に係り、特に、ＤＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、および高速ロジックＬＳＩ等にダマシン配線を形成するために使用されるアルミニウム系金属用研磨液およびこの研磨液を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体超ＬＳＩの製造技術におけるバックエンドプロセス工程において、工程の簡略化、歩留まりの向上、および信頼性の向上のために、埋め込み配線（ダマシン配線）プロセス技術についての研究開発が行われている。その中でも化学的機械的研磨（Chemical Mechanical polishing：ＣＭＰ）技術は、ダマシン配線を形成する上で欠かすことのできない重要技術である。
【０００３】
現在、高速ロジックデバイスのバックエンド工程では、銅を配線金属とする銅ダマシン配線が主流となっている。
一方、ＤＲＡＭに代表されるメモリデバイスのバックエンド工程では、低プロセスコストの観点からアルミニウムあるいはタングステンを配線金属とするダマシン配線技術が採用されている。その中でも特にアルミニウムのダマシン配線（アルミダマシン配線）は、アルミニウムが銅に次ぐ低抵抗を有することから有力視されている。
【０００４】
アルミダマシン配線の形成プロセスは、主に層間絶縁膜の配線溝加工工程、アルミニウム成膜（埋め込み）工程およびアルミニウムＣＭＰ工程からなる。アルミニウム成膜プロセスでは、配線溝への埋め込み特性の向上およびキャパシタへのダメージ低減が要求され、これらの要求を満たすため、配線溝の内面にチタン、ニオブあるいはこれらの窒化物などのライナー（バリアメタル）を設けることが検討されている。このとき、ＣＭＰプロセスで問題となるのは、ライナー材料によりその上に成膜されるアルミニウム膜の配向性が大きく変化し、従来の研磨技術では、アルミニウム研磨速度がアルミニウムの配向性に非常に敏感であることである。
【０００５】
すなわち、配向性の良好なアルミニウムの研磨速度は速いが、ライナー構造によってはアルミニウムの配向性が悪くなり、例えば、図３に示すように、アルミニウムの配向性が悪くなるとアルミニウムの研磨速度は１／１０に低下してしまう。
【０００６】
実用的な研磨速度を得るため、図３の矢印に示すように、ＣＭＰ時の加工圧力（ＤＦ）を、例えば３００ｇｆ／ｃｍ2 から５００ｇｆ／ｃｍ2に上げることにより、研磨速度を増加させることが可能であるが、そうした場合には、図４に示すように、被研磨面の平坦性を大きく悪化してしまう。
【０００７】
金属膜のＣＭＰでは、図６に示すように、一般に酸化剤により金属表面がイオン化し（ａ）、表面に金属酸化物あるいは添加剤と結合した金属化合物からなる保護膜が形成される（ｂ）。この表面保護膜は、一般に純金属に比べ脆弱であるので、表面保護膜が研磨粒子によって除去され（ｃ）、これらの工程が繰り返されることによって研磨が進行する。
【０００８】
従って、高研磨速度を得るための鍵となるのは、金属膜表面の迅速な酸化、最適な保護膜の形成、および研磨粒子の研磨力である。
【０００９】
従来の研磨技術では、酸化剤として一般に過硫酸アンモニウムや過酸化水素が用いられる。この場合、下記式に示す通常の酸化反応を利用する。
【００１０】
Ｓ2 Ｏ8 2-＋２ｅ-   →  ＳＯ4 2-（Ｅ°＝２．０Ｖ）
Ｈ2 Ｏ2 ＋２Ｈ+ ＋２ｅ-   →  ２Ｈ2 Ｏ（Ｅ°＝１．７７Ｖ）
しかし、過硫酸アンモニウムや過酸化水素は、酸化還元電位Ｅ°が２．０Ｖまたはそれ以下と、酸化力が不十分なため、図２（ａ）に示すように、（１１１）配向したアルミニウムは容易に酸化されるが、（１１０）あるいは（１００）配向したアルミニウムは酸化されない。このため、（１１１）配向した配向性の良好なアルミニウムの研磨速度は高いが、（１１０）および（１００）の結晶面方位が混在する配向性の悪いアルミニウムでは、研磨速度が急激に低下してしまう。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情の下になされ、配向性に依存することなく、高研磨速度かつ低加工圧力でアルミニウム系金属を研磨することを可能とするアルミニウム系金属用研磨液を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、上記研磨液を用いて、高平坦性を有するアルミダマシン配線を高速度で安定して形成することを可能とする半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、１．７Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤と、アミノ酸又はアミノ酸化合物と、キノリン酸とを含有することを特徴とするアルミニウム系金属用研磨液を提供する。
【００１４】
また、本発明は、半導体基板表面に形成された絶縁膜に、溝及び／又はホールを形成する工程と、前記絶縁膜上に、前記溝及び／又はホールを埋めるようにアルミニウム系金属膜を堆積する工程と、前記絶縁膜上のアルミニウム系金属膜を、１．７Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤と、アミノ酸又はアミノ酸化合物と、炭素環又はヘテロ環を有する二価以上の芳香族カルボン酸とを含有するアルミニウム系金属用研磨液を用いて研磨して除去し、前記溝及び／又はホール内に埋め込み配線層を形成する工程とを具備し、前記研磨の際に、アミノ酸の金属錯体が前記酸化剤からラジカルを発生させ、酸化剤の酸化力を増強することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
本実施形態に係る研磨液による研磨の対象となる被研磨体は、アルミニウム膜又はアルミニウム合金膜である。アルミニウム合金膜としては、アルミニウム−銅、アルミニウム−シリコン、アルミニウム−シリコン−銅等を用いることが出来るが、アミノ酸と錯体を形成する金属を含む合金であるのが好ましい。アミノ酸と錯体を形成する金属としては、銅、鉄、銀、ニオブ、ルテニウム、およびチタンを挙げることが出来、これらの中では銅が最も好ましい。
【００１７】
本実施形態に係る研磨液に含まれる酸化剤は、１．７Ｖ以上の標準電極電位を有するものである。酸化剤の標準電極電位が１．７Ｖ未満の場合には、酸化力が不十分となり、研磨速度が低下してしまうためである。
【００１８】
１．７Ｖ以上の標準電極電位を有する酸化剤としては、過硫酸アンモニウム（標準電極電位Ｅ°：２．０Ｖ）、過酸化水素（標準電極電位Ｅ°：１．７７Ｖ）、オゾン（標準電極電位Ｅ°：２．０７６Ｖ）等を挙げることが出来る。これらの中では、過硫酸アンモニウム及び過酸化水素が、長期間に亘って十分な酸化力を保持し得る点で好ましい。
【００１９】
研磨液中の酸化剤の濃度は、０．１〜５重量％であるのが好ましい。酸化剤の濃度が０．１重量％未満では、十分な研磨速度が得られず、また５重量％を越えると、配線金属が腐食する可能性がある。
【００２０】
本実施形態に係る研磨液に含まれるアミノ酸としては、グリシン、アラニン、フェニルアラニン等が挙げられるが、これらの中ではグリシンが好ましい。研磨液中のアミノ酸の濃度、特にグリシンの濃度は、０．１〜５重量％であるのが好ましい。アミノ酸の濃度が０．１重量％未満では、充分な触媒効果を得ることが困難となり、結晶面方位に依存せずに高い研磨速度を得にくくなり、５重量％を越えると、研磨液の分散性が悪化する傾向となる。
【００２１】
アミノ酸の濃度が高すぎると研磨液の分散性が悪化するのは、アミノ酸が研磨液中において両性イオン、例えばグリシンの場合、Ｈ2 Ｎ+ ＣＨ2 ＣＯＯ- として存在するため、プラスあるいはマイナスに帯電した他の添加剤あるいは研磨粒子と凝集しやすいためである。
【００２２】
アミノ酸の代わりにアミノ酸化合物を用いることが出来る。アミノ酸化合物としては、アミノ酸の金属錯体が挙げられる。金属錯体の金属としては、銅、鉄、銀、ニオブ、ルテニウム、およびチタンからなる群から選ばれた１種が挙げられる。
【００２３】
即ち、被研磨体が純アルミニウムである場合には、アミノ酸は被研磨体に含まれる銅等の金属と錯体を形成することが出来ないので、アミノ酸の金属錯体そのものを添加するか、またはアミノ酸と金属錯体を形成し得る金属化合物を添加する必要がある。
【００２４】
本実施形態に係る研磨液には、更に炭素環又はヘテロ環を有する二価以上の芳香族カルボン酸が含まれる。炭素環を有する芳香族カルボン酸としては、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸等を挙げることが出来る。また、ヘテロ環を有する芳香族カルボン酸としては、キノリン酸（ピリジン−２，３−ジカルボン酸）、シンコメロン酸（ピリジン−３，４−ジカルボン酸）、ピリジン−２，３，４−ジカルボン酸、等を挙げることが出来る。これらの中では、キノリン酸が特に好ましい。
【００２５】
これら炭素環又はヘテロ環を有する芳香族カルボン酸は、酸化剤によってイオン化したアルミニウムと結合して、研磨され易い表面保護膜を形成する。この表面保護膜は研磨特性を左右するため、芳香族カルボン酸の選定は非常に重要である。
【００２６】
例えば、芳香族カルボン酸を加えない場合には、実用的な研磨速度を得ることが出来ない。これは、酸化剤により酸化された（イオン化した）アルミニウムが酸素と結合し、硬質のアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を形成しやすくなり、表面保護膜が研磨粒子で除去し難い膜質となってしまうためである。表面保護膜を形成させるための芳香族カルボン酸としては、イオン化したアルミニウムと相互作用しやすく、かつ適度の疎水部を有するものが望ましい。
【００２７】
すなわち、表面保護膜を形成しやすく、かつその保護膜が難溶性あるいは不溶性となる二価以上の芳香族カルボン酸がよい。このような芳香族カルボン酸のうち、ピリジン環を有するジカルボン酸であるキノリン酸がアルミニウム系金属のＣＭＰ用研磨液として最も適している。
【００２８】
これは、二つのカルボキシル基を有するジカルボン酸は、解離定数が小さいため、ＣＯＯ- として存在しやすく、プラスの電荷を有するＡｌ+++ と強く結合して表面保護膜を形成するためである。これに対し、例えば、ヘテロ環を有するモノカルボン酸であるキナルジン酸を用いた場合には、キノリン酸に比べて解離定数が大きく、Ａｌ+++ と結合しにくいため、表面保護膜を形成しにくい。
【００２９】
このため、キノリン酸に替えてキナルジン酸を用いた場合には、充分な研磨速度を得にくくなる。
【００３０】
一方、キノリン酸に替えて、ジカルボン酸であるが、疎水性が非常に弱いマロン酸あるいはコハク酸を用いた場合には、実用上満足し得る研磨速度が得られる。しかし、これら疎水性が弱い脂肪族カルボン酸によって形成された保護膜は、可溶性になり、そのためディッシングを抑制することができず、平坦性の悪化を引き起こしやすいという問題がある。
【００３１】
したがって、キノリン酸は、ジカルボン酸であるため酸化によりイオン化したアルミニウムＡｌ+++ と結合しやすく、かつ形成された保護膜は適度な疎水性を有するため、保護膜形成のための芳香族カルボン酸として最も適している。
【００３２】
キノリン酸以外の好ましい芳香族カルボン酸としては、ベンゼン環を有するジカルボン酸（フタル酸）を挙げることが出来る。更には、ジカルボン酸以外にも、解離定数の低い３つのカルボン酸を有する芳香族トリカルボン酸、例えばピリジン環を有するトリカルボン酸（シンコメロン酸）、あるいはベンゼン環を有するトリカルボン酸等を好ましく用いることが出来る。
【００３３】
研磨液中の芳香族カルボン酸、特にキノリン酸の添加量は、０．１〜１．０重量％であるのが好ましい。これは、芳香族カルボン酸の添加量が０．１重量％未満では十分な保護膜形成を行い難いため、実用的な研磨速度を得にくく、１．０重量％を越えると、溶解度が高くなり過ぎるためである。
【００３４】
本実施形態に係る研磨液は、上記各成分以外に、研磨粒子、界面活性剤等を含有することが出来る。研磨粒子としては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、セリア等が挙げられ、界面活性剤としては、分子量が１００以下の低分子界面活性剤が望ましく、カチオン性、アニオン性、ノニオン性の種々の界面活性剤を用いることが出来る。
【００３５】
より具体的には、カチオン性、アニオン性の界面活性剤としては、ベンゼン環を含むものが好ましく、ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸アンモニウム等を挙げることが出来、ノニオン性の界面活性剤としては、ＨＬＢ値が２０以下のものが好ましく、アセチレンジオール系ノニオン、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物等を挙げることが出来る。
【００３６】
次に、以上説明した本実施形態に係る研磨液を用いたＡｌ系金属の研磨のメカニズムについて説明する。
【００３７】
本実施形態にかかる研磨液を用いてＡｌ系金属の研磨を行う場合、例えば、研磨液に含まれるアミノ酸が、Ａｌ系金属中に含まれる銅等の金属と錯体を形成する。このように、研磨液中に存在するアミノ酸の金属錯体が、酸化剤のための触媒として機能する。即ち、アミノ酸の金属錯体の存在により、酸化力の強いラジカルが発生し、酸化剤の酸化力が大幅に増強される。その結果、Ａｌ系金属表面は強く酸化され、イオン化される。この酸化はＡｌ系金属の結晶面方位に依存せずにスムーズに進行する。
【００３８】
イオン化したアルミニウムは、酸化物を形成するとともに、芳香族カルボン酸と結合し、表面保護膜を形成する。一方、金属錯体の形成に寄与しなかったアミノ酸は、イオン化したアルミニウムと結合し、表面保護膜の一部を形成する。
【００３９】
このようにして形成された表面保護膜は、水難溶性または不溶性であるため、表面保護膜としての機能を充分に発揮し、そのためディッシングを効果的に防止することが出来る。また、表面保護膜は研磨により容易に除去されるため、Ａｌ系金属の結晶面方位に依存することなく、高研磨速度で研磨は進行する。更に、Ａｌ系金属の結晶面方位に依存せずに低加工圧力で研磨が可能であることから、ディッシングを生ずることなく平坦性の良好なＡｌ系金属配線を形成することが可能となる。
【００４０】
以下、図面を参照して、本発明の種々の実施例について説明する。
【００４１】
実施例１
本実施例では、酸化剤として１重量％の過硫酸アンモニウム、および１重量％のグリシンを含有する水溶液を研磨液として用いて、０．５原子％の銅を含有するアルミニウム合金膜を研磨し、アルミダマシン配線を形成する場合について、図１〜図４を参照して説明する。
【００４２】
まず、図示しない素子が集積形成されているシリコン基板１００上にＳｉＯ2 系の層間絶縁膜１０１を堆積した。次いで、層間絶縁膜１０１の表面に深さ４００ｎｍの配線溝１０２を形成した（図１（ａ））。その後、配線溝１０２の内面を含む層間絶縁膜１０１の表面に、厚さ１５〜５０ｎｍのニオブ、チタンまたはこれらの窒化物からなるライナー膜１０３を堆積し、更にこのライナー膜１０３上に、厚さ８００ｎｍの、０．５原子％の銅を含有するアルミニウム合金膜１０４を堆積した（図１（ｂ））。
【００４３】
次に、アルミニウム合金膜１０４およびライナー膜１０３の配線溝１０２外の部分をＣＭＰにより研磨除去した。その結果、配線溝１０２内には、ライナー膜１０３およびアルミニウム合金膜１０４が埋め込まれた（図１（ｃ））。
【００４４】
ＣＭＰの研磨液には、過硫酸アンモニウムおよびグリシンの他に、０．７５重量％のキノリン酸およびディッシング抑制剤として０．０７５重量％の界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸カリウム）を加え、研磨粒子として０．５重量％のγアルミナを含むものを用いた。
【００４５】
研磨条件は、以下の通りである。
【００４６】
研磨パッド：ＩＣ１０００／Ｓｕｂａ４００、
加工圧力：３００ｇｆ／ｃｍ2 、
トップリング回転数：１２０ｒｐｍ、
テーブル回転数：１００ｒｐｍ、
研磨液流量：２００ｃｃ／ｍｉｎ。
【００４７】
研磨が開始されると、アルミニウム合金膜１０４中に含まれる銅と研磨液中に添加されたグリシンにより銅−グリシン錯体：Ｃｕ（Ｈ2 ＮＣＨ2 ＣＯＯＨ）2 が形成される。このアミノ酸化合物（金属錯体）は、過硫酸アンモニウムの触媒として機能する。すなわち、まずＣｕ（Ｈ2 ＮＣＨ2 ＣＯＯＨ）2 の存在下で下記の反応式に従って、硫酸ラジカルが生成する。
【００４８】
Ｓ2 Ｏ8 2-＋ｅ-   →  ＳＯ4 2-＋ＳＯ4・- 
この硫酸ラジカルは、非常に強い酸化力を有する。その酸化還元電位は、下記式に示すように、従来、過硫酸アンモニウムから得られる酸化還元電位（２．０Ｖ）の約１．５倍である。
【００４９】
ＳＯ4・- ＋ｅ-   →  ＳＯ4 2-（Ｅ°＝３．１９Ｖ）
このようにして生じた硫酸ラジカルにより、結晶面方位に依存することなく、（１１１）、（１１０）および（１００）のアルミニウム合金はすべて容易に酸化される（図２（ｂ））。そして、酸化によりイオン化したアルミニウムＡｌ+++ はキノリン酸と結合し、表面保護膜を形成する。また、銅−グリシン錯体の形成に寄与しなかった過剰のグリシンもイオン化したアルミニウムと結合し、表面保護膜の一部を形成する。
【００５０】
このようにして形成された表面保護膜は、研磨粒子としてのアルミナ粒子により、配向性に依存することなく、迅速に研磨・除去される。
即ち、アルミニウム合金膜の結晶面方位（配向性）を種々変えて、上記と同様の条件で研磨を行ったところ、図３に示すように、結晶面方位に依存することなく、５００ｎｍ／ｍｉｎ以上の高研磨速度が得られた。このように、アルミニウム合金膜を配向性に依存せず低加工圧力で研磨することが可能であるため、平坦性の良好なアルミダマシン配線を形成することが可能となる。
【００５１】
具体的に、配線の幅を種々変えて、上記と同様の条件で研磨を行ったところ、３００ｇｆ／ｃｍ２と低い研磨圧力での研磨が可能であることから、図４に示すように、ディッシングおよびエロージョンが配線の幅にかかわりなく少ないという結果を得た。
【００５２】
なお、研磨液からキノリン酸を除いて、上記と同様の条件で研磨を行ったところ、研磨速度は、２５０ｎｍ／ｍｉｎ以下にまで低下した。
また、キノリン酸に替えてキナルジン酸を用いて、上記と同様の条件で研磨を行ったところ、研磨速度は１１０ｎｍ／ｍｉｎにも低下した。
【００５３】
実施例２
本実施例では、実施例１で用いた研磨液において、酸化剤として過硫酸アンモニウムの替わりに過酸化水素を用いた場合について、図５を参照して説明する。
【００５４】
研磨が開始されると、アルミニウム合金膜中に含まれる銅と研磨液中に添加されたグリシンにより銅−グリシン錯体：Ｃｕ（Ｈ2 ＮＣＨ2 ＣＯＯＨ）2 が形成されることは、実施例１と同様である。このアミノ酸化合物（金属錯体）は、過酸化水素の触媒として機能する。すなわち、まずＣｕ（Ｈ2 ＮＣＨ2 ＣＯＯＨ）2 の存在下で下記の反応式に従って、ヒドロキシラジカルが生成する。
【００５５】
Ｈ2 Ｏ2 ＋Ｈ+ ＋ｅ-   →  ＯＨ・＋Ｈ2 Ｏ
このヒドロキシラジカルは、非常に強い酸化力を有する。その酸化還元電位は、次式に示すように、従来、過酸化水素から得られる酸化還元電位（１．７７Ｖ）の約１．６倍である。
【００５６】
ＯＨ・＋Ｈ+ ＋ｅ-   →  Ｈ2 Ｏ（Ｅ°＝２．８Ｖ）
このようにして生じたヒドロキシラジカルにより、結晶面方位に依存することなく、（１１１）、（１１０）および（１００）のアルミニウム合金はすべて容易に酸化された（図５（ｂ））。そして、実施例１と同様のメカニズムにより、アルミニウム合金膜を、配向性に依存することなく高い研磨速度で、かつ低加工圧力で研磨することが可能であった。その結果、平坦性の良好なアルミダマシン配線を容易に形成することが可能となった。
【００５７】
実施例３
本実施例では、被研磨体として純アルミニウム膜を用いた例を示す。上記実施例１および２では、アミノ酸と反応して金属錯体を形成する金属として、被研磨体であるアルミニウム合金膜中に含まれる銅を利用したが、本実施例では、被研磨体として純アルミニウムを用いているため、被研磨体中の銅を利用することは出来ない。そこで、本実施例では、金属錯体触媒を形成する金属化合物を研磨液中に積極的に添加した。
【００５８】
本実施例では、酸化剤としての過硫酸アンモニウム、硫酸銅およびグリシンを含有する研磨液を用いて、純アルミニウム膜を研磨する場合について説明する。芳香族カルボン酸、ディッシング抑制剤および研磨粒子は、実施例１で用いたのと同様のものを用いた。
【００５９】
研磨液中の硫酸銅とグリシンとの反応により、銅−グリシン錯体：Ｃｕ（Ｈ2 ＮＣＨ2 ＣＯＯＨ）2 が形成される。即ち、研磨操作前の研磨液中には、既に銅−グリシン錯体が存在している。この金属錯体は、実施例１に述べた反応機構により、過硫酸アンモニウムに触媒として作用し、酸化力の強い硫酸ラジカルを生成する。これにより、結晶面方位に依存せずに、面方位（１１１）、（１１０）および（１００）のアルミニウム膜は、すべて容易に酸化される。
【００６０】
酸化によりイオン化したアルミニウムは、キノリン酸と結合し、表面保護膜を形成する。その後、研磨粒子により保護膜が除去され、実施例１と同様のメカニズムにより、アルミニウム膜を、配向性に依存することなく高い研磨速度で、かつ低加工圧力で研磨することが可能である。その結果、平坦性の良好なアルミダマシン配線を容易に形成することが可能となった。
【００６１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、配向性に依存することなく、アルミニウム系金属を高速度かつ低加工圧力で研磨することを可能とするアルミニウム系金属用研磨液が提供され、この研磨液を用いて、高平坦性を有するアルミニウム系金属の埋め込み配線を、アルミニウム系金属の配向性に依存することなく、高スループットで形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係るＡｌ合金ダマシン配線の形成プロセスを工程順に示す断面図。
【図２】従来技術および実施例１における酸化剤の酸化力の結晶面方位依存性を示す図。
【図３】従来技術および実施例１のＡｌ合金の研磨速度の配向性依存性を示す特性図。
【図４】従来技術および実施例１のＡｌ合金ダマシン配線の平坦性の配線幅依存性を示す特性図。
【図５】従来技術および実施例２における酸化剤の酸化力の結晶面方位依存性を示す図。
【図６】金属膜のＣＭＰの研磨メカニズムを示す図。
【符号の説明】
１００・・・シリコン基板
１０１・・・層間絶縁膜
１０２・・・配線溝
１０３・・・ライナー膜
１０４・・・アルミニウム合金膜
【図１】
0003749867.tif 000002
【図２】
0003749867.tif 000003
【図３】
0003749867.tif 000004
【図４】
0003749867.tif 000005
【図５】
0003749867.tif 000006
【図６】
0003749867.tif 000007