发明名称 电解研磨液、电解研磨方法及半导体装置之制造方法
摘要 本发明可在不产生研磨粒凝集沈淀下提升专电性。此外,可实现良好的平坦性而不会引起作为研磨对象的金属膜或配线发生缺陷。一种电解研磨方法,系在电解研磨液E中,利用电解作用将作为研磨对象的金属膜表面氧化,并在该金属膜表面滑动研磨垫15而进行平坦化;上述电解研磨液E至少含有研磨粒、及维持上述研磨粒带电状态之电解质。由于使用可显示高导电性的电解研磨液,故可得到高电解电流值,并扩大极间距离。此外,本发明之电解研磨方法中,由于使用研磨粒分散状态良好的电解研磨液,故研磨后不会发生磨粒残留或刮伤等缺陷。
申请公布号 TWI263557 申请公布日期 2006.10.11
申请号 TW092109069 申请日期 2003.04.18
申请人 新力股份有限公司 发明人 佐藤 修三;野上 毅;高桥 新吾;驹井 尚纪;田井 香织;堀越 浩;大鸟居 英
分类号 B24B37/04;B24B7/20;H01L21/304 主分类号 B24B37/04
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种电解研磨液,其特征系用于藉由电解作用将 作为研磨对象的金属膜表面氧化,并在该金属膜表 面滑动研磨垫以进行平坦化之电解研磨方法;其系 至少含有研磨粒、及维持上述研磨粒的带电状态 之电解质。 2.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中上述电 解质系对上述金属膜不具溶解作用。 3.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中上述电 解质系对上述金属膜不具腐蚀性或特殊吸附性。 4.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中上述电 解质系不具氧化力的酸、不具氧化力的中性盐、 不具氧化力的中性金属盐、构成上述金属膜之金 属离子中之至少一种。 5.如申请专利范围第4项之电解研磨液,其中上述不 具氧化力的酸系磷酸。 6.如申请专利范围第4项之电解研磨液,其中上述不 具氧化力的中性盐系硫酸钠、硫酸钾中之至少一 种。 7.如申请专利范围第4项之电解研磨液,其中上述不 具氧化力的中性金属盐系硫酸铝、磷酸铝、硫酸 钴、硫酸镍中之至少一种。 8.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中系含有 氧化剂,其系将上述金属膜氧化而产生氧化物。 9.如申请专利范围第8项之电解研磨液,其中系含有 错体形成剂,其系与上述氧化物相反应而产生不溶 性螫合物。 10.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中系含 有界面活性剂。 11.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中上述 金属膜系含有Cu。 12.如申请专利范围第1项之电解研磨液,其中上述 研磨粒系含有氧化铝。 13如申请专利范围第12项之电解研磨液,其中该电 解研磨液系呈酸性或中性。 14.如申请专利范围第13项之电解研磨液,其中该电 解研磨液系在pH 3.0 ~pH 3.5的范围内。 15.一种电解研磨方法,其特征系在电解研磨液中利 用电解作用将作为研磨对象的金属膜表面氧化,并 在该金属膜表面滑动研磨垫而进行平坦化; 上述电解研磨液系至少含有研磨粒、及维持上述 研磨粒的带电状态之电解质。 16.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述电解质系对上述金属膜不具溶解作用。 17.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述电解质系对上述金属膜不具腐蚀性或特殊吸附 性。 18.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述电解质系不具氧化力的酸、不具氧化力的中性 盐、不具氧化力的中性金属盐、构成上述金属膜 之金属离子中之至少一种。 19.如申请专利范围第18项之电解研磨方法,其中上 述不具氧化力的酸系磷酸。 20.如申请专利范围第18项之电解研磨方法,其中上 述不具氧化力的中性盐系硫酸钠、硫酸钾中之至 少一种。 21.如申请专利范围第18项之电解研磨方法,其中上 述不具氧化力的中性金属盐系硫酸铝、磷酸铝、 硫酸钴、硫酸镍中之至少一种。 22.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述电解研磨液系含有氧化剂,其系将上述金属膜氧 化而产生氧化物。 23.如申请专利范围第22项之电解研磨方法,其中上 述电解研磨液系含有错体形成剂,其系与上述氧化 物相反应而产生不溶性螫合物。 24.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述电解研磨液系含有界面活性剂。 25.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述金属膜系含有Cu。 26.如申请专利范围第15项之电解研磨方法,其中上 述研磨粒系含有氧化铝。 27.如申请专利范围第26项之电解研磨方法,其中上 述电解研磨液系呈酸性或中性。 28.如申请专利范围第27项之电解研磨方法,其中上 述电解研磨液系在pH 3.0~pH 3.5的范围内。 29.一种半导体装置之制造方法,其特征系具有以下 步骤: 形成用以在形成于基板上的绝缘膜形成金属配线 的配线沟之步骤、在上述绝缘膜上形成埋入上述 配线沟之金属膜之步骤;及 在电解研磨液中,利用电解作用将形成于上述绝缘 膜上的金属膜表面氧化,并一面在该金属膜表面滑 动研磨垫而进行平坦化之步骤; 上述电解研磨液,至少含有研磨粒、及维持上述研 磨粒的带电状态之电解质。 30.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解质系对上述金属膜不具溶解作用 。 31.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解质系对上述金属膜不具腐蚀性或 特殊吸附性。 32.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解质系构成不具氧化力的酸、不具 氧化力的中性盐、不具氧化力的中性金属盐、构 成上述金属膜之金属离子中之至少一种。 33.如申请专利范围第32项之半导体装置之制造方 法,其中上述不具氧化力的酸系磷酸。 34.如申请专利范围第32项之半导体装置之制造方 法,其中上述不具氧化力的中性盐系硫酸钠、硫酸 钾中之至少一种。 35.如申请专利范围第32项之半导体装置之制造方 法,其中上述不具氧化力的中性金属盐系硫酸铝、 磷酸铝、硫酸钴、硫酸镍中之至少一种。 36.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解研磨液系含有氧化剂,其系将上 述金属膜氧化而产生氧化物。 37.如申请专利范围第36项之半专体装置之制造方 法,其中上述电解研磨液系含有错体形成剂,其系 与上述氧化物相反应而产生不溶性螫合物。 38.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解研磨液系含有界面活性剂。 39.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述金属膜系含有Cu。 40.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述研磨粒系含有氧化铝。 41.如申请专利范围第40项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解研磨液系呈酸性或中性。 42.如申请专利范围第41项之半导体装置之制造方 法,其中上述电解研磨液系在pH 3.0~pH 3.5的范围内 。 43.如申请专利范围第29项之半导体装置之制造方 法,其中上述绝缘膜系低介电系数材料。 图式简单说明: 图1为显示氧化铝磨粒的泽塔电位及分散状态的pH 依存性之特性图。 图2为使用有本发明之电解研磨装置的模式图。 图3为用以说明电解研磨装置的研磨垫与晶圆的滑 动状态之平面图。 图4为图3之A-A线剖面图。 图5为图4中圆B的放大剖面图。 图6为图3中圆C的放大剖面图。 图7为使用有本发明之半导体装置之制造方法的说 明图,(a)为层间绝缘膜形成步骤的剖面图,(b)为双 道金属镶嵌构造形成步骤的剖面图,(c)为可变金属 膜成膜步骤的剖面图,(d)晶种膜成膜步骤的剖面图 ,(e)Cu埋入步骤的剖面图,(f)为电解研磨步骤的剖面 图,(g)为罩膜成膜步骤的剖面图。
地址 日本