DE4410787A1 - Polishing method and polishing device - Google Patents

Polishing method and polishing device

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DE4410787A1 DE19944410787 DE4410787A DE4410787A1 DE 4410787 A1 DE4410787 A1 DE 4410787A1 DE 19944410787 DE19944410787 DE 19944410787 DE 4410787 A DE4410787 A DE 4410787A DE 4410787 A1 DE4410787 A1 DE 4410787A1
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Yasutaka Sasaki
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Rempei Nakata
Junichi Wada
Nobuo Hayasaka
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Abstract

The invention provides a polishing method which comprises the steps of forming a film to be polished on a substrate which has a recessed section in its surface, in order thus to fill at least the recssed section, and the selective leaving of the film to be polished in the recessed section by polishing the film with the use of a polishing agent which contains polishing particles and a solvent and has a pH value of 7.5 or more. The invention furthermore provides a polishing device which has a polishing-agent storage container (87) for storing a polishing agent, a turntable (84) for polishing an object to be polished, a polishing-agent supply tube (89) for supplying the polishing agent from the polishing-agent storage container (87) onto the turntable (84), a polishing-object clamping device (81) for holding the object to be polished, so that that surface of the object which is to be polished lies opposite the turntable (84), and a polishing-agent supply-tube temperature-setting unit (92) which is connected to the polishing-agent supply tube (89), in order to set the temperature of the polishing agent. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Polierverfahren als Halbleiterherstellungstechnik sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, und betrifft insbesondere ein Polierverfahren und eine Poliervorrichtung für Leiterfilme.The present invention relates to a polishing method as Semiconductor manufacturing technique and apparatus for Implementation of the method, and in particular concerns a Polishing method and a polishing apparatus for conductor films.

Seit einiger Zeit werden zahlreiche großmaßstäblich integrierte Schaltungen (LSIs), die durch Integration einer großen Anzahl von beispielsweise Transistoren und Widerständen auf einem einzelnen Chip gebildet werden, in den Hauptteilen von Computern und Kommunikationssystemen verwendet. Aus diesem Grund hängt die Leistung eines Gesamtsystems dieser Art wesentlich von der Leistung eines einzelnen LSI ab. Mit erhöhter Packungsdichte der LSIs wurden verschiedene Mikromusterverfahren entwickelt. Die minimale Bearbeitungsgröße von Mustern wurde Jahr um Jahr verringert und hat momentan die Größenordnung im Submikrometerbereich erreicht. Ein CMP-Verfahren (Chemical Mechanical Polishing: Chemisch-mechanisches Polieren) stellt eines der Verfahren dar, die entwickelt wurden, um diese strengen Anforderungen bezüglich der Miniaturisierung zu erfüllen. Dieses Verfahren ist wesentlich bei der Durchführung beispielsweise der Einebnung von Isolier-Zwischenschichten, der Ausbildung von Stöpseln, der Ausbildung vergrabener Metall- Verbindungsleitungen, oder dem Isolieren vergrabener Elemente in Halbleitervorrichtungs-Herstellungsvorgängen.For some time, many have become large-scale integrated circuits (LSIs) by integrating a large number of transistors for example and Resistors are formed on a single chip in the Main parts of computers and communication systems used. Because of this, the performance depends on one Overall system of this kind is significantly different from the performance of one individual LSI. With increased packing density of the LSIs were developed different micro-pattern method. The minimum Processing size of samples was reduced year by year and currently has the order of magnitude in the submicrometer range reached. A CMP process (Chemical Mechanical Polishing: Chemical-mechanical polishing) represents one of the methods that have been developed to meet these stringent requirements regarding miniaturization. This method  is essential in the implementation of for example the Leveling of insulating intermediate layers, the formation of Plugs, the formation of buried metal Connecting lines, or isolating buried elements in semiconductor device manufacturing operations.

Die Fig. 1 bis 1G sind Schnittansichten, welche ein Beispiel zur Ausbildung vergrabener Metall- Verbindungsleitungen unter Verwendung eines konventionellen Polierverfahrens zeigen. In diesen Zeichnungen sind nur metallische Verbindungsleitungen dargestellt, und sämtliche anderen Strukturen, wie beispielsweise Elemente unterhalb eines Isolierfilms 2, sind weggelassen. Zuerst wird, wie in Fig. 1A gezeigt, der Isolierfilm 2 auf einem Halbleitersubstrat 1, wie beispielsweise einem Siliziumsubstrat, ausgebildet, und dann wird die Oberfläche des Films 2 eingeebnet. Daraufhin werden, wie aus Fig. 1B hervorgeht, Gräben für Zwischen-Verbindungsleitungen oder Öffnungen für Verbindungsleitungen in dem Isolierfilm 2 hergestellt, unter Verwendung üblicher photolithographischer und Ätzvorgänge. Dann wird gemäß Fig. 1C ein Zwischen- Verbindungsmetallfilm 3 mit einer Dicke, die größer als die Tiefe der Gräben ist, die in dem Isolierfilm 2 vorgesehen sind, ausgebildet. Um eine gegenseitige Fusion oder eine Reaktion zwischen dem Isolierfilm 2 und dem Zwischen- Verbindungsmetallfilm 3 zu verhindern, kann in diesem Fall auch zwischen diesen Teilen ein Metallsperrfilm vorgesehen werden. Figs. 1 to 1G are sectional views showing an example of forming buried metal interconnections using a conventional polishing method. In these drawings, only metallic connecting lines are shown, and all other structures such as elements below an insulating film 2 are omitted. First, as shown in FIG. 1A, the insulating film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 such as a silicon substrate, and then the surface of the film 2 is flattened. Thereafter, as shown in Fig. 1B, trenches for intermediate connection lines or openings for connection lines are formed in the insulating film 2 using conventional photolithographic and etching processes. Then, as shown in FIG. 1C, an interconnection metal film 3 having a thickness larger than the depth of the trenches provided in the insulating film 2 is formed. In this case, in order to prevent mutual fusion or reaction between the insulating film 2 and the interconnector metal film 3 , a metal barrier film may also be provided between these parts.

Damit der Zwischen-Verbindungsmetallfilm 3 nur in den Gräben oder den Öffnungen übrigbleibt, wird daraufhin ein Poliervorgang bei dem Film 3 durchgeführt, unter Verwendung von Aluminiumoxid-Teilchen oder dergleichen als Polierteilchen. In diesem Fall kann ein Film, der aus einer Substanz besteht, die in bezug auf den Zwischen- Verbindungsmetallfilm eine hohe Poliergeschwindigkeitsselektivität aufweist, als polierwiderstandsfähiger Film entweder oberhalb oder unterhalb des Films 3 ausgebildet werden.Then, in order to leave the intermediate connection metal film 3 only in the trenches or the openings, polishing is performed on the film 3 , using alumina particles or the like as the polishing particles. In this case, a film consisting of a substance having a high polishing speed selectivity with respect to the interconnect metal film may be formed as a polish-resistant film either above or below the film 3 .

Daraufhin wird, wie in den Verfahren beschrieben ist, die von Wada et al erfunden wurden (japanische Patentanmeldungen Nr. 4-065781, 4-212380, 4-269202, und 5-67410) eine Wärmebehandlung kontinuierlich in einem Vakuum durchgeführt, ausgehend von dem in Fig. 1C gezeigten Zustand, unter Verwendung eines Al-Films als Zwischen-Verbindungsmetallfilm, wodurch ein Einkristall Al in den Gräben ausgebildet wird, und gleichzeitig selektiv der Al-Film auf vorspringenden Abschnitten (auf denen kein Graben ausgebildet wird) auf dem Isolierfilm 2 übrigbleibt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Daraufhin wird, wie in Fig. 1 gezeigt, der übrigbleibende Al-Film durch Polieren entfernt.Thereafter, as described in the methods invented by Wada et al (Japanese Patent Application Nos. 4-065781, 4-212380, 4-269202, and 5-67410), a heat treatment is carried out continuously in a vacuum, starting from state shown in Fig. 1C, (where no gap is formed) by using an Al film whereby a single crystal Al is formed in the trenches as an intermediate compound metal film, and at the same time selectively the Al film on projecting portions on the insulating film 2 remains as shown in Fig. 1. Thereafter, as shown in Fig. 1, the remaining Al film is removed by polishing.

Wie aus Fig. 1E hervorgeht, ist die ideale Form nach dem Polieren so, daß der Zwischen-Verbindungsmetallfilm 3 nur in den Gräben übrigbleibt, Metall-Zwischenverbindungen (Verbindungsleitungen) ohne Fehler oder Verunreinigungen auf der Oberfläche ausgebildet werden, der Zwischen- Verbindungsmetallfilm 3 überhaupt nicht auf den vorspringenden Abschnitten vorhanden ist, und die Oberfläche des Isolierfilms 2 auf demselben Niveau liegt wie die Oberfläche des Zwischen-Verbindungsmetallfilms 3.As is apparent from Fig. 1E, the ideal shape after polishing is such that the interconnect metal film 3 is left only in the trenches, metal interconnects (interconnect lines) are formed on the surface without defects, and the interconnect metal film 3 is formed at all is not present on the projecting portions, and the surface of the insulating film 2 is at the same level as the surface of the inter-connecting metal film 3 .

Allerdings wird bei realen Poliervorgängen die zu polierende Oberfläche des Zwischen-Verbindungsmetallfilms 3 beschädigt und aufgerauht, durch eine mechanische Einwirkung zwischen der Oberfläche des Metallfilms und Polierteilchen, oder zwischen der Oberfläche und einem Kissen zum Festhalten eines Poliermittels, oder es werden Polierteilchen in dem Zwischen- Verbindungsmetallfilm 3 vergraben oder bleiben auf diesem zurück. Zusätzlich tritt, wie in Fig. 1F gezeigt, ein Phänomen auf, welches als Einwärtskrümmung (dishing) bezeichnet wird, wobei die Dicke eines zentralen Abschnitts insbesondere in einem breiten Bereich des Zwischen- Verbindungsmetallfilms 3 abnimmt, der in den Gräben oder Öffnungen vergraben ist. Diese Tendenz wird besonders deutlich, wenn ein Metall mit geringer Härte und hoher Duktilität, beispielsweise Al oder Cu, als Material für den Zwischen-Verbindungsmetallfilm 3 verwendet wird. Das Auftreten von Fehlern oder einer Einwärtskrümmung, oder Reste von Polierteilchen auf der Oberfläche eines Zwischen- Verbindungsmetallfilms, erhöhen den Widerstand der sich ergebenden Zwischen-Verbindungsleitungen oder führen zu Unterbrechungen, was zu einer Verringerung der Verläßlichkeit oder der Produktausbeute führt.However, in actual polishing operations, the surface of the interconnect metal film 3 to be polished is damaged and roughened by a mechanical action between the surface of the metal film and polishing particles, or between the surface and a pad for holding a polishing agent, or polishing particles in the intermediate Connection metal film 3 buried or left on this back. In addition, as shown in Fig. 1F, a phenomenon called dishing occurs, in which the thickness of a central portion decreases, particularly in a wide range of the interconnect metal film 3 buried in the trenches or openings. This tendency becomes particularly remarkable when a metal of low hardness and high ductility, for example, Al or Cu, is used as the material for the interconnection metal film 3 . The occurrence of defects or inward curvature, or remnants of polishing particles on the surface of an interconnect metal film, increase the resistance of the resulting interconnect lines or cause disruptions, leading to a reduction in reliability or product yield.

Ein Beispiel für ein Polierverfahren, welches das Auftreten von Fehlern oder Einwärtskrümmungen auf der Oberfläche eines Zwischen-Verbindungsmetallfilms verhindern kann, besteht dann, wenn ein zu polierender Film ein Al-Film ist, in einer Behandlung unter Verwendung einer Aufschlämmung, die durch Verteilen von Aluminiumoxidteilchen in einer wäßrigen sauren Lösung mit einem pH-Wert von 3 oder weniger hergestellt wird (Beyer et al, U.S.-Patent Nr. 4944836). Allerdings kann bei dieser Art des Polierens das Polierratenverhältnis (SiO2/Al) von SiO2 zu Al nicht in zufriedenstellender Weise verringert werden. Wird diese Poliermethode bei der Herstellung vergrabener Zwischen-Verbindungsleitungen eingesetzt, so wird daher der SiO2-Film (Isolierfilm 2) ebenfalls zur selben Zeit poliert, wenn der Al-Film (Zwischen-Verbindungsmetallfilm 3) poliert wird. Dies verringert die Tiefe von in dem SiO2-Film ausgebildeten Gräben, was zu verringerten Abmessungen von Zwischenverbindungen führt. Zusätzlich bringt diese Poliermethode ein weiteres Problem mit sich, nämlich die Korrosion einer Poliervorrichtung, infolge des Einsatzes der wäßrigen sauren Lösung.An example of a polishing method which can prevent the occurrence of defects or inward curvatures on the surface of an interconnect metal film is when a film to be polished is an Al film in a treatment using a slurry obtained by dispersing alumina particles in an aqueous acidic solution having a pH of 3 or less (Beyer et al, U.S. Patent No. 4,944,836). However, in this type of polishing, the polishing rate ratio (SiO 2 / Al) of SiO 2 to Al can not be satisfactorily reduced. Therefore, when this polishing method is employed in the fabrication of buried interconnecting lines, the SiO 2 film (insulating film 2 ) is also polished at the same time when the Al film (interconnect metal film 3 ) is polished. This reduces the depth of trenches formed in the SiO 2 film, resulting in reduced dimensions of interconnects. In addition, this polishing method involves another problem, namely, the corrosion of a polishing apparatus due to the use of the aqueous acidic solution.

Andererseits wurde ein Verfahren berichtet, welches keine Polierteilchen verwendet (International Electron Devices Meeting Technical Digest 1992, S. 976, Y. Hayashi et al.), bei welchem Aluminiumstöpsel durch Polieren unter Verwendung einer Lösungsmischung aus einem Amin und Wasserstoffperoxidwasser hergestellt werden. Da keine Polierteilchen verwendet werden, geht bei diesem Verfahren das Polieren nahezu chemisch vor sich, und bei Aluminium treten kaum weder Fehler noch eine Rauhigkeit auf. Allerdings ergibt sich eine signifikante Einwärtskrümmung, da das Verhältnis (Poliergeschwindigkeit/Auflösungsgeschwindigkeit) der Poliergeschwindigkeit von Aluminium zur Auflösungsgeschwindigkeit von Aluminium in bezug auf die Lösungsmischung niedrig ist. Wenn beispielsweise diese Poliermethode bei einer Probe in dem in Fig. 1D gezeigten Zustand durchgeführt wird, verschwindet der Al-Film (Zwischen-Verbindungsmetallfilm 3), der in den Gräben gebildet wird, um als Zwischenverbindungen zu dienen, bevor der Al-Film entfernt wird, der auf den vorspringenden Abschnitten verbleibt, wie in Fig. 1D gezeigt ist.On the other hand, a method using no polishing particles has been reported (International Electron Devices Meeting Technical Digest 1992, p. 976, Y. Hayashi et al.) In which aluminum plugs are prepared by polishing using a mixed solution of an amine and hydrogen peroxide water. Since no polishing particles are used, polishing is almost chemical in this method, and hardly any defects or roughness occur in aluminum. However, there is a significant inward curvature since the ratio (polishing rate / dissolution rate) of the polishing rate of aluminum to the dissolution rate of aluminum with respect to the solution mixture is low. For example, when this polishing method is performed on a sample in the state shown in Fig. 1D, the Al film (interconnect metal film 3 ) formed in the trenches disappears to serve as interconnections before the Al film is removed which remains on the projecting portions as shown in Fig. 1D.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der voranstehend geschilderten Situationen entwickelt, und ihr Ziel besteht in der Bereitstellung eines Polierverfahrens und einer Poliervorrichtung, welche einen Poliervorgang durchführen können, jedoch das Auftreten von Fehlern (Rauhigkeit) und Einwärtskrümmungen auf der Oberfläche einer Zwischenverbindung in einem solchen Ausmaß unterdrücken können, daß in der Praxis keine Schwierigkeiten auftreten.The present invention has been made in consideration of developed situations described above, and her The aim is to provide a polishing process and a polishing apparatus, which is a polishing process but the occurrence of errors (Roughness) and inward curvatures on the surface of a Suppress interconnection to such an extent can, that in practice no difficulties occur.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Polierverfahren zur Verfügung, welches folgende Schritte aufweist: Ausbildung eines zu polierenden Films auf einem Substrat, welches in seiner Oberfläche einen ausgenommenen Abschnitt aufweist, um so zumindest den ausgenommenen Abschnitt zu füllen, und selektives Zurücklassen des zu polierenden Films in dem ausgenommenen Abschnitt durch Polieren des Films unter Verwendung einer Polierlösung, welche Polierteilchen und ein Lösungsmittel enthält, und einen pH-Wert von 7,5 oder mehr aufweist.The present invention provides a polishing method Available, which has the following steps: training  a film to be polished on a substrate, which in its surface has a recessed portion to so at least to fill the gutted section, and selectively leaving the film to be polished in the recessed section by polishing the film below Using a polishing solution, which polishing particles and a Contains solvent, and a pH of 7.5 or more having.

Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung ein Polierverfahren mit folgenden Schritten zur Verfügung: Ausbildung eines zu polierenden Films auf einem Substrat, welches in einer seiner Oberflächen einen ausgenommenen Abschnitt aufweist, um zumindest den ausgenommenen Abschnitt zu füllen; und selektives Zurücklassen des zu polierenden Films in dem ausgenommenen Abschnitt durch Polieren des Films unter Verwendung eines Poliermittels, welches eine Lösung zum Ätzen des zu polierenden Films enthält, eine Korrosionsverhinderungsmittel für den zu polierenden Film, sowie Polierteilchen.In addition, the present invention ceases Polishing method available with the following steps: Forming a film to be polished on a substrate, which in one of its surfaces a recessed Section to at least the recessed section to fill; and selectively leaving the object to be polished Films in the recessed section by polishing the film using a polishing agent, which is a solution to the Etching of the film to be polished contains a Corrosion prevention agent for the film to be polished, as well as polishing particles.

Die vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Poliervorrichtung zur Verfügung, welche einen Poliermittel- Speicherbehälter zum Speichern eines Poliermittels aufweist, einen Drehteller zum Polieren eines zu polierenden Objekts, ein Poliermittel-Zufuhrrohr zum Zuführen des Poliermittels von dem Poliermittel-Speicherbehälter auf den Drehteller, eine Polierobjekt-Aufspannvorrichtung zum Haltern eines zu polierenden Objektes auf solche Weise, daß die zu polierende Oberfläche des Objekts dem Drehteller gegenüberliegt, und eine Poliermittel-Zufuhrrohr-Temperatureinstelleinrichtung, die an das Poliermittel-Zufuhrrohr angeschlossen ist, um die Temperatur des Poliermittels einzustellen. The present invention further provides a Polishing device available, which is a polish- Storage container for storing a polishing agent, a turntable for polishing an object to be polished, a polishing agent supply pipe for supplying the polishing agent from the polish storage container to the turntable, a polishing object jig for holding one polishing object in such a way that the to be polished Surface of the object facing the turntable, and a polishing agent supply tube temperature adjuster, which is connected to the polishing agent supply pipe to the Adjust the temperature of the polishing agent.  

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Die Ziele und Vorteile der Erfindung lassen sich durch die Maßnahmen und Kombinationen erzielen, die insbesondere in den beigefügten Patentansprüchen angegeben sind.The invention will be described below with reference to the drawing illustrated embodiments explained in more detail, from which further benefits and features emerge. The goals and advantages of the invention can be achieved by the measures and combinations, particularly in the attached claims are given.

Die beigefügten Zeichnungen, welche in die Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil der Beschreibung bilden, erläutern momentan bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, und dienen zur Erläuterung der Grundlagen der Erfindung, zusammen mit der voranstehenden, allgemeinen Beschreibung und der ins einzelne gehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen. Es zeigt:The accompanying drawings, which are incorporated in the description are included and form part of the description, illustrate currently preferred embodiments of the Invention, and serve to explain the basics of Invention, together with the foregoing, general Description and detailed description of the preferred embodiments. It shows:

Fig. 1A bis 1G Schnittansichten zur Erläuterung des konventionellen Polierens; Figs. 1A to 1G are sectional views for explaining the conventional polishing;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Poliervorrichtung, die bei einem Polierverfahren gemäß Ausführungsformen 1 bis 3 verwendet wird; FIG. 2 is a schematic view of an example of a polishing apparatus used in a polishing method according to Embodiments 1 to 3; FIG.

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Beispiels für das Polierverfahren der Ausführungsform 1; Fig. 3 is a sectional view for explaining an example of the polishing method of Embodiment 1;

Fig. 4 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen der Teilchengröße von Polierteilchen und der maximalen Oberflächenrauhigkeit eines Al-Films; Fig. 4 is a graph showing the relationship between the particle size of polishing particles and the maximum surface roughness of an Al film;

Fig. 5 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem pH-Wert einer Polierlösung und der maximalen Oberflächenrauhigkeit; Fig. 5 is a graph showing the relationship between the pH of a polishing solution and the maximum surface roughness;

Fig. 6 eine Ansicht zur Erläuterung der Definition eines spezifischen Widerstandes; Fig. 6 is a view for explaining the definition of a specific resistance;

Fig. 7 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem spezifischen Widerstand und der maximalen Oberflächenrauhigkeit für unterschiedliche Leitungsbreiten; Fig. 7 is a graph showing the relationship between the resistivity and the maximum surface roughness for different line widths;

Fig. 8A bis 8C Schnittansichten mit einer Darstellung zur Zustände polierter Oberflächen bei unterschiedlichen pH-Werten einer Polierlösung; 8A to 8C are sectional views showing a diagram for states polished surfaces at different pH values of a polishing solution.

Fig. 9 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen der Auflösungsgeschwindigkeit und dem pH-Wert für unterschiedliche mittlere Teilchengrößen von Polierteilchen; Fig. 9 is a graph showing the relationship between the dissolution rate and the pH for different average particle sizes of polishing particles;

Fig. 10 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen der Poliergeschwindigkeit und dem pH- Wert für unterschiedliche mittlere Teilchengrößen von Polierteilchen; 10 is a graph with a representation of the relationship between the polishing rate and the pH for different average particle sizes of polishing.

Fig. 11 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen der Poliergeschwindigkeit und der mittleren Teilchengröße von Polierteilchen für Al, TiN, SiO2 und C; Fig. 11 is a graph showing the relationship between the polishing speed and the average particle size of polishing particles for Al, TiN, SiO 2 and C;

Fig. 12A und 12B Schnittansichten zur Erläuterung eines weiteren Beispiels für das Polierverfahren gemäß Ausführungsform 1; 12A and 12B are sectional views for explaining another example of the polishing method according to Embodiment 1; Fig.

Fig. 13 eine Schnittansicht zur Erläuterung eines Beispiels für ein Polierverfahren der Ausführungsform 2; Fig. 13 is a sectional view for explaining an example of a polishing method of Embodiment 2;

Fig. 14 bis 17C Schnittansichten zur Erläuterung anderer Beispiele für das Polierverfahren der Ausführungsform 2; Figs. 14 to 17C are sectional views for explaining other examples of the polishing method of Embodiment 2;

Fig. 18A und 18B Schnittansichten zur Erläuterung der Untergrenze des Verhältnisses der mittleren Teilchengröße von Polierteilchen zur Dicke eines polierwiderstandsfähigen Films; Figs. 18A and 18B are sectional views for explaining the lower limit of the ratio of the average particle size of polishing particles to the thickness of a polishing-resistant film;

Fig. 19 eine Schnittansicht mit einer Darstellung eines Beispiels für ein zu polierendes Objekt mit dem Polierverfahren der Ausführungsform 3; Fig. 19 is a sectional view showing an example of an object to be polished with the polishing method of Embodiment 3;

Fig. 20A bis 20C Schnittansichten zur Erläuterung von Herstellungsschritten bei dem Polierverfahren der Ausführungsform 3; Figs. 20A to 20C are sectional views for explaining manufacturing steps in the polishing method of the embodiment 3;

Fig. 21 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Verhältnis der mittleren Teilchengröße von Polierteilchen zur Dicke eines polierwiderstandsfähigen Films und der Anzahl übrigbleibender Polierteilchen; Fig. 21 is a graph showing the relationship between the ratio of the average particle size of polishing particles to the thickness of a polishing-resistant film and the number of remaining polishing particles;

Fig. 22, 26 und 28 Schnittansichten mit einer Darstellung weiterer Beispiele für das zu polierende Objekt mit dem Polierverfahren gemäß Ausführungsform 3; Figure 22, 26 and 28 are sectional views with a presentation of further examples of the object to be polished with the polishing method according to Embodiment 3; FIG.

Fig. 23 eine Schnittansicht zur Erläuterung des Ausmaßes einer Einwärtskrümmung; Fig. 23 is a sectional view for explaining the extent of an inward curvature;

Fig. 24 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung und der Polierzeit; Fig. 24 is a graph showing the relationship between the amount of inward curvature and the polishing time;

Fig. 25 einen Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung und der mittleren Teilchengröße von Polierteilchen; Fig. 25 is a graph showing the relationship between the degree of inward curvature and the average particle size of polishing particles;

Fig. 27A bis 27C und 29A bis 29C Schnittansichten zur Erläuterung weiterer Beispiele für das Polierverfahren der Ausführungsform 3; Figs. 27A to 27C and 29A to 29C are sectional views for explaining other examples of the polishing method of Embodiment 3;

Fig. 30 eine schematische Ansicht mit einer Darstellung eines Beispiels für eine Poliervorrichtung gemäß Ausführungsform 4; FIG. 30 is a schematic view showing an example of a polishing apparatus according to Embodiment 4; FIG.

Fig. 31 eine Schnittansicht mit einer Darstellung eines Beispiels für ein zu polierendes Objekt, welches bei der Durchführung des Polierens unter Verwendung der Poliervorrichtung von Fig. 4 eingesetzt wird; Fig. 31 is a sectional view showing an example of an object to be polished used in carrying out polishing by using the polishing apparatus of Fig. 4;

Fig. 32, 35, 38 und 40 Graphen, die jeweils die Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung und der Polieroberflächentemperatur zeigen; Figs. 32, 35, 38 and 40 are graphs each showing the relationship between the amount of inward curvature and the polishing surface temperature;

Fig. 33, 36, 39 und 41 Graphen, die jeweils die Beziehung zwischen der maximalen Oberflächenrauhigkeit und der Polieroberflächentemperatur zeigen; Figs. 33, 36, 39 and 41 are graphs each showing the relationship between the maximum surface roughness and the polishing surface temperature;

Fig. 34 eine Schnittansicht mit einer Darstellung eines weiteren Beispiels für das zu polierende Objekt, welches bei der Durchführung des Polierens unter Verwendung der Poliervorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und Fig. 34 is a sectional view showing another example of the object to be polished which is used in carrying out polishing using the polishing apparatus according to the third embodiment of the present invention; and

Fig. 37 eine schematische Ansicht mit einer Darstellung eines weiteren Beispiels für die Poliervorrichtung gemäß Ausführungsform 4. Fig. 37 is a schematic view showing another example of the polishing apparatus according to Embodiment 4.

Die Erfinder haben ihr Augenmerk auf die Beziehungen zwischen der mittleren Teilchengröße von Polierteilchen und das Auftreten von Fehlern oder Einwärtskrümmungen auf einem zu polierenden Objekt, und auf die Beziehung zwischen dem pH- Wert einer Polierlösung und dem Auftreten von Fehlern oder Einwärtskrümmungen gerichtet, und dabei herausgefunden, daß bei einem polierenden Objekt ein Poliervorgang durchgeführt werden kann, ohne Fehler und Einwärtskrümmungen hervorzurufen, indem die mittlere Teilchengröße von Polierteilchen und der pH-Wert einer Polierlösung innerhalb jeweiliger vorbestimmter Bereiche festgelegt werden.The inventors pay attention to the relationships between the average particle size of polishing particles and the Occurrence of errors or inward curvatures on one too polishing object, and on the relationship between the pH Value of a polishing solution and the occurrence of errors or Directed inward curvatures, and found that polishing a polishing object performed can be, without errors and inward curvatures by the mean particle size of Polierteilchen and the pH of a polishing solution within respective predetermined areas.

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.The embodiments of the present invention will be with reference to the accompanying drawings explained.

Ausführungsform 1Embodiment 1

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht mit einer Darstellung eines Beispiels für eine Poliervorrichtung, die bei einem Polierverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Diese Poliervorrichtung weist einen drehbaren Poliertisch 14 auf, ein an dem Poliertisch 14 befestigtes Polierkissen, 13, einen drehbaren Probenhalter 11, der oberhalb des Poliertisches 14 angeordnet ist, und ein Polierlösungs-Zufuhrrohr 15, welches mit einem Polierlösungsbehälter verbunden ist. Die Einlaßöffnung des Rohrs 15 erstreckt sich bis zu einem Abschnitt nahe an dem Polierkissen 13. Ein zu polierendes Objekt 12 wird mittels Vakuum an dem Probenhalter 11 aufgespannt, so daß seine zu polierende Oberfläche dem Polierkissen 13 gegenüberliegt. Eine Polierlösung 16 wird dem Polierkissen 13 durch das Polierlösungs-Zufuhrrohr 15 zugeführt. Die zugeführte Menge an Lösung 16 kann auf einen vorgegebenen Wert gesteuert werden. Fig. 2 is a schematic view showing an example of a polishing apparatus used in a polishing method according to the present invention. This polishing apparatus has a rotary polishing table 14 , a polishing pad 13 fixed to the polishing table 14 , a rotatable sample holder 11 disposed above the polishing table 14 , and a polishing solution supply tube 15 connected to a polishing solution container. The inlet opening of the tube 15 extends to a portion close to the polishing pad 13 . An object to be polished 12 is clamped by means of vacuum on the sample holder 11 so that its surface to be polished is opposite the polishing pad 13 . A polishing solution 16 is supplied to the polishing pad 13 through the polishing solution supply pipe 15 . The supplied amount of solution 16 can be controlled to a predetermined value.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wurden Materialien, die unterschiedliche Härten (Shore-Härten von 66 bis 88) aufwiesen, und aus unterschiedlichen Substanzen bestanden (Polyurethanschaum, Plüsch-Polyurethanschaum, ungewebtes Textilerzeugnis, und Kunstharz-imprägniertes, ungewebtes Textilerzeugnis) zur Ausbildung des Polierkissens 13 verwendet. Jedes sich ergebende Polierkissen wurde dazu verwendet, ein zu polierendes Objekt (Al-Film) zu polieren, und es wurde das Auftreten von Fehlern auf dem Objekt überprüft. Hierbei ergab sich, wenn Plüsch-Polyurethanschaum als das Material verwendet wurde, daß keine Fehler mit einer Tiefe von 5 nm oder mehr auf der Oberfläche des zu polierenden Objektes auftraten, unabhängig von der Härte. Daher stellte sich der Plüsch-Polyurethanschaum als das beste Material für das Polierkissen heraus. Daher wurde bei der vorliegenden Ausführungsform dieses Material als Polierkissen 13 verwendet.In the present embodiment, materials having different hardnesses (Shore hardnesses of 66 to 88) and composed of different substances (polyurethane foam, plush polyurethane foam, non-woven fabric, and resin-impregnated non-woven fabric) were used to form the polishing pad 13 , Each resultant polishing pad was used to polish an object to be polished (Al film), and the occurrence of defects on the object was checked. As a result, when plush polyurethane foam was used as the material, no defects of 5 nm or more in depth appeared on the surface of the object to be polished, regardless of the hardness. Therefore, the plush polyurethane foam turned out to be the best material for the polishing pad. Therefore, in the present embodiment, this material was used as the polishing pad 13 .

Als Poliermittel wurde eine kolloidale Lösung verwendet, die durch Verteilung von SiO2-Teilchen in einer verdünnten Lösung von Piperazin (C4H10N2) hergestellt wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurden verschiedene Polierlösungen dadurch hergestellt, daß die mittlere Teilchengröße der SiO2-Teilchen als Polierteilchen in der Polierlösung dadurch geändert wurde, daß das Verhältnis der SiO2-Teilchen innerhalb des Bereichs von 50 Gew.-% oder weniger geändert wurde. Der pH-Wert jeder Polierlösung wurde durch Steuern der Aminkonzentration eingestellt.The polishing agent used was a colloidal solution prepared by dispersing SiO 2 particles in a dilute solution of piperazine (C 4 H 10 N 2 ). In the present embodiment, various polishing solutions were prepared by changing the average particle size of the SiO 2 particles as polishing particles in the polishing solution by changing the ratio of the SiO 2 particles within the range of 50% by weight or less. The pH of each polishing solution was adjusted by controlling the amine concentration.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, welche das zu polierende Objekt zeigt, welches bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wurde. In Fig. 3 bezeichnet die Bezugsziffer 21 ein Siliziumsubstrat. Auf diesem Siliziumsubstrat 21 wird ein SiO2-Film 22 hergestellt. In dem SiO2-Film 22 werden Gräben ausgebildet, die jeweils eine Breite von 0,5 bis 10 µm und eine Tiefe von 0,4 µm zur Ausbildung von Zwischenverbindungen aufweisen. Auf der gesamten Oberfläche des mit diesen Gräben versehenen SiO2-Films 22 wird ein 50 nm dicker Kohlenstoffilm 23 als polierwiderstandsfähiger Film hergestellt, unter Verwendung eines Sputtervorgangs mit einem Gleichspannungs- Magnetron. Auf dem Kohlenstoffilm 23 wird durch das Gleichspannungs-Magnetron-Sputtern ein polykristalliner Al-Film 24 ausgebildet. Nach Herstellung in einem Vakuum ohne Erhitzung wird dieser polykristalline Al-Film 24 kontinuierlich in einem Vakuum wärmebehandelt. Daher flockt das polykristalline Aluminium aus (koaguliert), und wird in den Gräben vergraben, so daß ein Einkristall aus Aluminium gebildet wird. In diesem Fall wird ein polykristalliner Al-Film 24a als Teil des Al-Films nicht in den Gräben vergraben, selbst nach dem Ausflocken, sondern bleibt in Form eines Einkristalls in einem weiten Bereich abgesehen von den Gräben zurück. Fig. 3 is a sectional view showing the object to be polished used in the present embodiment. In Fig. 3, reference numeral 21 denotes a silicon substrate. On this silicon substrate 21 , a SiO 2 film 22 is produced. In the SiO 2 film 22 trenches are formed, each having a width of 0.5 to 10 microns and a depth of 0.4 microns to form interconnections. On the entire surface of the SiO 2 film 22 provided with these trenches, a 50 nm-thick carbon film 23 as a polishing-resistant film is produced by using a DC magnetron sputtering process. On the carbon film 23 , a polycrystalline Al film 24 is formed by DC magnetron sputtering. After being prepared in a vacuum without heating, this polycrystalline Al film 24 is continuously heat-treated in a vacuum. Therefore, the polycrystalline aluminum flocculates (coagulates) and is buried in the trenches to form a single crystal of aluminum. In this case, a polycrystalline Al film 24a as part of the Al film is not buried in the trenches even after flocculation, but remains in the form of a single crystal in a wide range except for the trenches.

Auf dem sich ergebenden, zu polierenden Objekt wurde ein Poliervorgang (CMP) durchgeführt, um den Al-Film 24a zu entfernen, der auf den Bereichen abgesehen von den Gräben übrigbleibt. Fig. 4 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Teilchengröße der Polierteilchen und der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax des Al-Films 24 bei diesem Poliervorgang zeigt. In Fig. 4 ist unter der Teilchengröße auf der Abszisse der maximale Durchmesser der Polierteilchen zu verstehen, die in dem Poliermittel enthalten sind. Fig. 5 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem pH-Wert der Polierlösung und der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax zeigt. Es wird darauf hingewiesen, daß die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ergebnisse dadurch erhalten wurden, daß der Poliervorgang durch Einstellen des Polierdrucks auf 300 g/cm2 und der Drehgeschwindigkeiten des Probenhalters 11 und des Poliertisches 14 auf 100 Umdrehungen pro Minute durchgeführt wurde.On the resulting object to be polished, a polishing process (CMP) was performed to remove the Al film 24 a remaining on the areas other than the trenches. Fig. 4 is a graph showing the relationship between the particle size of the polishing particles and the maximum surface roughness R max of the Al film 24 in this polishing process. In Fig. 4, the particle size on the abscissa means the maximum diameter of the polishing particles contained in the polishing agent. Fig. 5 is a graph showing the relationship between the pH of the polishing solution and the maximum surface roughness R max . It should be noted that the results shown in Figs. 4 and 5 were obtained by carrying out the polishing operation by setting the polishing pressure at 300 g / cm 2 and the rotational speeds of the sample holder 11 and the polishing table 14 at 100 revolutions per minute ,

In Fig. 4 beträgt die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax 20 nm, wenn die Teilchengröße 100 nm und der PH-Wert 7,5 ist, und wenn die Teilchengröße 150 nm und der PH-Wert 14 beträgt. Man sieht aus Fig. 4, daß bei einer Verringerung der Teilchengröße der Polierteilchen auch die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax abnimmt. Dies erfolgt deswegen, da Fehlstellen auf der Oberfläche von Aluminium durch eine mechanische Einwirkung zwischen dem Aluminium und den Polierteilchen erzeugt werden. Weiterhin zeigt Fig. 4, daß die Steigungen der Kurven verringert werden, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen abnimmt. Insbesondere wenn der PH-Wert der Polierlösung 7,5 oder höher ist, ist die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax nahezu konstant, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen etwa 10 nm beträgt. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür darin besteht, daß die Polierteilchen leicht ausflocken, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen abnimmt. Es wird daher angenommen, daß selbst dann, wenn die Teilchengrößen einzelner Polierteilchen gering sind, diese kleinen Polierteilchen ausflocken, so daß sie große Teilchen bilden, und diese großen Teilchen beim tatsächlichen Poliervorgang beteiligt sind.In Fig. 4, the maximum surface roughness R max is 20 nm when the particle size is 100 nm and the pH is 7.5, and when the particle size is 150 nm and the pH is 14. It can be seen from FIG. 4 that as the particle size of the polishing particles decreases, so does the maximum surface roughness R max . This is because voids on the surface of aluminum are generated by a mechanical action between the aluminum and the polishing particles. Further, Fig. 4 shows that the slopes of the curves are reduced as the particle size of the polishing particles decreases. In particular, when the pH of the polishing solution is 7.5 or higher, the maximum surface roughness R max is almost constant when the particle size of the polishing particles is about 10 nm. The reason for this is considered to be that the polishing particles easily flocculate as the particle size of the polishing particles decreases. It is therefore believed that even if the particle sizes of individual polishing particles are small, these small polishing particles are flocculated to form large particles, and these large particles are involved in the actual polishing process.

Fig. 5 andererseits zeigt, daß die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax mit zunehmenden pH-Wert der Polierlösung abnimmt. Die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax nimmt insbesondere dann abrupt ab, wenn der pH-Wert der Polierlösung zwischen 7 und 7,5 liegt. Es wird angenommen, daß der Grund hierfür an folgendem liegt. Aluminium weist allgemein die Eigenschaft auf, daß es einen Passivierungsfilm, beispielsweise einen Oxidfilm, auf seiner Oberfläche bildet, wenn es in einer wäßrigen Lösung vorhanden ist. Dieser passive Film ist in einem pH-Bereich zwischen 4 und 7,5 stabil und kann gut als Sperre zum Schützen von Aluminium in diesem pH-Bereich dienen. In einer Lösung mit einem pH-Wert von mehr als 7,5 tritt allerdings eine plötzliche Verschlechterung der Leistung des passiven Films als Sperre auf, was zu einer Lösung von Aluminium führt. Werden diese Eigenschaften von Aluminium berücksichtigt, so kann man annehmen, daß die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax um einen pH-Wert von 7,5 herum eine plötzliche Änderung erfährt, da eine chemische Wirkung in bezug auf Aluminium abrupt in der Nähe eines pH-Wertes von 7,5 ansteigt.On the other hand, Fig. 5 shows that the maximum surface roughness R max decreases as the pH of the polishing solution increases. The maximum surface roughness R max abruptly decreases, in particular, when the pH of the polishing solution is between 7 and 7.5. It is believed that the reason for this is the following. Aluminum generally has the property of forming a passivation film such as an oxide film on its surface when it is in an aqueous solution. This passive film is stable in a pH range between 4 and 7.5 and may well serve as a barrier to protecting aluminum in this pH range. However, in a solution of greater than pH 7.5, a sudden deterioration of the performance of the passive film as a barrier occurs, resulting in a solution of aluminum. Taking into account these properties of aluminum, it may be considered that the maximum surface roughness Rmax undergoes a sudden change around pH 7.5, since a chemical action with respect to aluminum abruptly nears a pH of 7.5 increases.

Weiterhin hat sich herausgestellt, daß bei einem Wert des Polierdruckes von 300 g/cm2 oder mehr die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax nahezu proportional zur Erhöhung des Polierdruckes anstieg. War der Polierdruck niedriger als 300 g/cm2, so ergab sich beinahe ein Sättigungswert für die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax. Beispielsweise betrug der Wert der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax, wenn der Polierdruck einen Wert von 30 g/cm2 aufwies, etwa 90 bis 100% des Wertes, wenn der Polierdruck 300 g/cm2 betrug. Keine nennenswerte Änderung stellte sich bei der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax heraus, wenn die Umdrehungsgeschwindigkeiten des Probenhalters 11 und des Poliertisches 14 in dem Bereich zwischen 50 und 500 Umdrehungen pro Minute lagen.Further, it has been found that, with a value of the polishing pressure of 300 g / cm 2 or more, the maximum surface roughness R max increased almost in proportion to the increase of the polishing pressure. When the polishing pressure was lower than 300 g / cm 2 , almost a saturation value for the maximum surface roughness R max was found . For example, when the polishing pressure had a value of 30 g / cm 2 , the value of the maximum surface roughness R max was about 90 to 100% of the value when the polishing pressure was 300 g / cm 2 . No significant change occurred in the maximum surface roughness R max when the rotational speeds of the sample holder 11 and the polishing table 14 were in the range of 50 to 500 revolutions per minute.

Aus den Fig. 4 und 5 geht hervor, daß beim Polieren des Al-Films 24 zumindest unter den Bedingungen, daß die Teilchengröße der Polierteilchen 100 nm oder weniger beträgt, und der pH-Wert der Polierlösung 7,5 oder mehr ist, die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf 20 nm oder weniger verringert werden kann, wobei in der Praxis keine Probleme auftreten. Es wird darauf hingewiesen, daß selbst dann, wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf 20 nm oder weniger verringert werden kann, unter der Voraussetzung, daß der pH-Wert der Polierlösung 7,5 oder höher ist. Weiterhin geht aus den Fig. 4 und 5 hervor, daß Rmax 20 nm beträgt, wenn der pH- Wert 7,0 und die Teilchengröße 5 nm ist, sowie dann, wenn der pH-Wert 7,5 beträgt, und die Teilchengröße 100 nm. Dies zeigt, daß dann, wenn der pH-Wert der Polierlösung in einem Bereich von 7,0 bis 7,5 liegt, die maximale Oberflächenrauhigkeit auf 20 nm oder weniger verringert werden kann, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen entsprechend verringert wird. Daher wird das Polieren vorzugsweise mit einer Teilchengröße durchgeführt, die sich auf und unterhalb einer Linie ergibt, welche glatt einen Punkt, an welchem der pH-Wert der Polierlösung 7,5 und die Teilchengröße 5 nm ist, mit einem Punkt verbindet, an welchem der pH-Wert 7,5 und die Teilchengröße 10 nm ist, in Fig. 4. Wenn allerdings das Problem der Einwärtskrümmung berücksichtigt wird, so sind eine Teilchengröße von 100 nm oder weniger und ein pH-Wert der Polierlösung von 7,5 oder mehr als Polierbedingungen eher zu bevorzugen.It is apparent from Figs. 4 and 5 that when polishing the Al film 24 at least under the conditions that the particle size of the polishing particles is 100 nm or less and the pH of the polishing solution is 7.5 or more, the maximum Surface roughness R max can be reduced to 20 nm or less, with no problems in practice. It should be noted that even if these conditions are not satisfied, the maximum surface roughness R max can be reduced to 20 nm or less, provided that the pH of the polishing solution is 7.5 or higher. Further, from FIGS. 4 and 5 show that R max is 20 nm, when the pH value of 7.0 and the particle size is 5 nm, and when the pH is 7.5, and the particle size 100 This shows that when the pH of the polishing solution is in a range of 7.0 to 7.5, the maximum surface roughness can be reduced to 20 nm or less when the particle size of the polishing particles is reduced accordingly. Therefore, the polishing is preferably carried out with a particle size resulting on and below a line smoothly connecting a point at which the pH of the polishing solution is 7.5 and the particle size is 5 nm to a point at which the pH 7.5 and the particle size is 10 nm, in Fig. 4. However, when the problem of inward curvature is considered, a particle size of 100 nm or less and a pH of the polishing solution of 7.5 or more are Polishing conditions rather prefer.

In der Praxis der Herstellung von LSI-Zwischenverbindungen ist es sehr wichtig, daß die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax 20 nm oder weniger beträgt. Fig. 7 zeigt Kurven der Beziehung zwischen der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax und dem spezifischen Widerstand ρ für Leitungsbreiten von 0,2, 0,4 und 1,0 µm. Dieser spezifische Widerstand unterscheidet sich von einer üblicherweise definierten Konstanten, welche durch die Art und den Aufbau einer Substanz festgelegt wird. Die Definition des spezifischen Widerstandes, welche im vorliegenden Fall verwendet wird, wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 erklärt. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, wird der spezifische Widerstand einer Al-Zwischenverbindung 25 (durchgezogene Linie) auf der polierten Oberfläche, auf welcher eine Fehlstelle ausgebildet wird, dadurch berechnet, daß angenommen wird, daß diese Al-Zwischenverbindung 25 dieselbe Schnittfläche aufweist wie eine Al-Zwischenverbindung 25a (gestrichelte Linie), welche keine Fehler hat. Allgemein wird der spezifische Widerstand ρ durch ρ = R · S/L dargestellt, unter der Annahme, daß die Länge einer Zwischenverbindung L beträgt, ihre Schnittfläche S, und ihr Widerstand R. In dem in Fig. 7 gezeigten Graphen ist daher jede Kurve für eine bestimmte Leitungsbreite auf der Grundlage des Meßwertes für den Widerstand R in bezug auf die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax aufgetragen, während S und L feste Werte aufweisen. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, nimmt der spezifische Widerstand ρ für eine Leitungsbreite im Submikrometerbereich von einer maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax von 20 nm aus abrupt zu. Die Anstiegsrate nimmt zu, wenn die Leitungsbreite abnimmt. Wenn eine Zwischenverbindung mit einer Leitungsbreite von beispielsweise 0,2 µm bei einer praktischen LSI- Zwischenverbindung hergestellt werden soll, so erhöht ein Fehler mit einer Tiefe von 20 nm oder mehr wesentlich den spezifischen Widerstand, was zu einer wesentlichen Verringerung der Leistung und Verläßlichkeit des Bauteils führt. Die Verringerung der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax auf 20 nm oder weniger ist daher in der Praxis der Herstellung von LSI-Zwischenverbindungen äußerst wichtig.In the practice of manufacturing LSI interconnects, it is very important that the maximum surface roughness R max be 20 nm or less. Fig. 7 shows curves of the relationship between the maximum surface roughness Rmax and the specific resistance ρ for line widths of 0.2, 0.4 and 1.0 μm. This specific resistance differs from a conventionally defined constant, which is determined by the nature and structure of a substance. The definition of resistivity used in the present case will be explained below with reference to FIG . As is apparent from Fig. 6, the specific resistance of an Al interconnect 25 (solid line) on the polished surface on which a defect is formed is calculated by assuming that this Al interconnect 25 has the same sectional area as one Al interconnect 25 a (dashed line), which has no errors. In general, the resistivity ρ is represented by ρ = R · S / L, assuming that the length of an interconnect is L, its sectional area S, and its resistance R. In the graph shown in FIG a certain line width is plotted on the basis of the measured value of the resistance R with respect to the maximum surface roughness R max , while S and L have fixed values. As is apparent from Fig. 7, the resistivity ρ for a sub-micron line width abruptly increases from a maximum surface roughness R max of 20 nm. The rate of increase increases as the line width decreases. When an interconnection having a line width of, for example, 0.2 μm is to be manufactured in a practical LSI interconnection, an error having a depth of 20 nm or more substantially increases the resistivity, resulting in a substantial reduction in the performance and reliability of the device leads. The reduction of the maximum surface roughness R max to 20 nm or less is therefore extremely important in the practice of fabricating LSI interconnects.

Die Fig. 8A bis 8C sind Schnittansichten, welche die Oberflächenzustände des in Fig. 3 gezeigten, zu polierenden Objekts zeigen, wenn der pH-Wert der Polierlösung zwischen 7 und 13 geändert wurde. Im einzelnen zeigen die Fig. 8A bis 8C jeweils die Oberfläche des polierten Objekts unter den voranstehend beschriebenen Bedingungen, beobachtet unter Verwendung eines optischen Mikroskops und eines Rasterelektronenmikroskops (SEM). Es wird darauf hingewiesen, daß der Polierdruck, die Umdrehungsgeschwindigkeit und die Polierzeit für sämtliche pH-Werte konstant gehalten wurden. Wie aus Fig. 8A hervorgeht, beobachtete man eine große Anzahl an Fehlstellen auf der Oberfläche des Al-Films 24, wenn der pH-Wert der Polierlösung 7 betrug. Es wird angenommen, daß dies daran liegt, daß praktisch keine chemische Reaktion stattfand. Betrug der pH-Wert der Polierlösung 10, so wurden wie in Fig. 8B gezeigt ist, keine Fehlstellen auf der Oberfläche des Al-Films 24 ausgebildet, und man fand keine Verringerung der Filmdicke. Betrug der pH-Wert der Polierlösung 13, wie in Fig. 8C gezeigt, so stellte man keine Fehlstellen auf der Oberfläche des Al-Films 24 fest. Allerdings verringerte sich in diesem Fall die Filmdicke wesentlich infolge einer starken Einwärtskrümmung. Wenn der pH-Wert der Polierlösung erhöht wurde, um die chemische Wirkung zu erhöhen, wurde daher der Effekt der Einwärtskrümmung deutlicher. Figs. 8A to 8C are sectional views showing the surface states of the object to be polished shown in Fig. 3 when the pH of the polishing solution is changed between 7 and 13. Specifically, Figs. 8A to 8C each show the surface of the polished object under the above-described conditions observed using an optical microscope and a scanning electron microscope (SEM). It should be noted that the polishing pressure, the revolution speed and the polishing time were kept constant for all the pH values. As shown in Fig. 8A, when the pH of the polishing solution was 7, a large number of defects were observed on the surface of the Al film 24 . It is believed that this is because there was virtually no chemical reaction. When the pH of the polishing solution 10 was high, as shown in Fig. 8B, no voids were formed on the surface of the Al film 24 , and no reduction in the film thickness was found. When the pH of the polishing solution 13 was as shown in Fig. 8C, no defects were observed on the surface of the Al film 24 . However, in this case, the film thickness decreased significantly due to a strong inward curvature. Therefore, when the pH of the polishing solution was increased to increase the chemical action, the effect of the inward curvature became more pronounced.

Um die Einwärtskrümmung zu unterdrücken, die signifikant auftritt, wenn der pH-Wert der Polierlösung erhöht wird, ist es erforderlich, das Verhältnis (VP/VE) der Poliergeschwindigkeit VP des Aluminiums zur Auflösungsgeschwindigkeit VE von Aluminium in bezug auf das Poliermittel zu erhöhen. Im allgemeinen werden vorspringende Abschnitte auf der zu polierenden Oberfläche von Aluminium leicht durch die mechanische Wirkung der Polierteilchen beeinflußt, die von dem Polierkissen festgehalten werden, das an dem Poliertisch 14 angebracht ist, und werden auch leicht durch die chemische Wirkung beeinflußt, da in jedem Moment neue Oberflächen dem Poliermittel ausgesetzt werden. Bei den vorspringenden Abschnitten treten daher sowohl mechanische als auch chemische Einwirkungen auf. Dagegen werden ausgenommene Abschnitte kaum durch die mechanische Wirkung beeinflußt, und werden nur isotrop durch die chemische Komponente des Poliermittels geätzt. Man kann daher annehmen, daß die ausgenommenen Abschnitte nur einer chemischen Einwirkung unterliegen. Zur Verringerung der Einwärtskrümmung ist es daher besonders wünschenswert, daß die Auflösungsgeschwindigkeit VE von Aluminium in bezug auf das Poliermittel 0 nm/min in den ausgenommenen Abschnitten beträgt.In order to suppress the inward curvature that occurs significantly as the pH of the polishing solution is increased, it is necessary to increase the ratio (V P / V E ) of the polishing speed V P of the aluminum to the dissolution rate V E of aluminum with respect to the polishing agent to increase. In general, projecting portions on the surface of aluminum to be polished are easily influenced by the mechanical action of the polishing particles caught by the polishing pad attached to the polishing table 14 , and are also liable to be affected by the chemical action since every moment new surfaces are exposed to the polishing agent. The projecting sections therefore have both mechanical and chemical effects. In contrast, recessed portions are hardly affected by the mechanical action, and are only isotropically etched by the chemical component of the polishing agent. It can therefore be assumed that the recessed sections are subject to only a chemical action. Therefore, to reduce the inward curvature, it is particularly desirable that the dissolution rate V E of aluminum with respect to the polishing agent be 0 nm / min in the recessed portions.

Fig. 9 ist ein Graph mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem pH-Wert der Polierlösung und der Auflösungsgeschwindigkeit. In Fig. 9 gibt eine durchgezogene Linie eine wäßrige Amin-Polierlösung an, welche keine Polierteilchen (SiO2) enthält, und jede gestrichelte Linie gibt eine Polierlösung an, welche durch Verteilen von Polierteilchen in einer wäßrigen Aminlösung hergestellt wird. Fig. 10 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen dem pH-Wert der Polierlösung und der Poliergeschwindigkeit VP zeigt. Wie aus Fig. 9 hervorgeht, nimmt die Auflösungsgeschwindigkeit VE abrupt ab, wenn die Polierteilchen in der wäßrigen Aminlösung dispergiert werden. Insbesondere wenn die Teilchengröße Φ der Polierteilchen 100 nm oder weniger beträgt, so ist bei 2 nm/min oder weniger die Auflösungsgeschwindigkeit VE stabil. Zusätzlich nimmt, wie aus Fig. 10 hervorgeht, die Poliergeschwindigkeit VP proportional zur Teilchengröße Φ und dem pH-Wert zu. Wenn allerdings die Teilchengröße Φ 100 nm oder größer wird, so wird die Erhöhung der Poliergeschwindigkeit in bezug auf die Erhöhung der Teilchengröße Φ klein. Fig. 9 is a graph showing the relationship between the pH of the polishing solution and the dissolution rate. In Fig. 9, a solid line indicates an aqueous amine polishing solution containing no polishing particles (SiO 2 ), and each dashed line indicates a polishing solution prepared by dispersing polishing particles in an aqueous amine solution. Fig. 10 is a graph showing the relationship between the pH of the polishing solution and the polishing speed V P. As shown in Fig. 9, when the polishing particles are dispersed in the aqueous amine solution, the dissolution rate V E abruptly decreases. In particular, when the particle size Φ of the polishing particles is 100 nm or less, the dissolution rate V E is stable at 2 nm / min or less. In addition, as shown in Fig. 10, the polishing speed V P increases in proportion to the particle size Φ and the pH value. However, when the particle size Φ becomes 100 nm or larger, the increase in the polishing speed with respect to the increase in the particle size Φ becomes small.

Beim Polieren des in Fig. 3 gezeigten, zu polierenden Objekts muß aus praktischen Überlegungen heraus der Wert von VP/VE 90 oder mehr betragen. Dies liegt daran, daß die Höhe des Al-Films 24a als vorspringender Abschnitt im allgemeinen zwischen 1 und 1,8 µm liegt, wogegen ein zulässiger Einwärtskrümmungsbetrag des Al-Films 24 als Zwischenverbinder 20 nm oder weniger betragen muß, um eine Erhöhung des Widerstands oder eine Verringerung der Verläßlichkeit zu verhindern (beispielsweise ein Elektromigrationswiderstand) Wird dieser Gesichtspunkt berücksichtigt, so läßt sich auf folgende Weise der Bereich für die Teilchengröße der Polierteilchen sowie der pH-Bereich der Polierlösung erhalten, in welchen eine maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax von 20 nm oder weniger erhalten werden kann, und ein Wert von VP/VE von 90 oder mehr.In polishing the object to be polished shown in Fig. 3, for practical considerations, the value of V P / V E must be 90 or more. This is because the height of the Al film 24a as a protruding portion is generally between 1 and 1.8 μm, whereas an allowable inward curvature amount of the Al film 24 as an interconnector must be 20 nm or less to increase the resistance or to prevent a decrease in reliability (for example, an electromigration resistance). Considering this aspect, the range for the particle size of the polishing particles and the pH range of the polishing solution in which a maximum surface roughness R max of 20 nm or can be obtained less, and a value of V P / V E of 90 or more.

Wie aus Fig. 9 hervorgeht, beträgt die Auflösungsgeschwindigkeit VE 2 (pH = 7,5) bis 2,4 (pH = 14), wenn die Teilchengröße 100 nm beträgt, und der pH-Wert 7,5 bis 14. Zusätzlich ist, wie in Fig. 10 gezeigt, die Poliergeschwindigkeit VP gleich 180 (pH = 7,5) bis 220 (pH = 14), wenn die Teilchengröße 100 nm beträgt und der pH-Wert 7,5 bis 14. Daher ist der Wert für VP/VE 90 oder mehr, wenn die Teilchengröße 100 nm beträgt, und der pH-Wert 7,5 bis 14. Es ist bekannt, daß die Anstiegsrate der Auflösungsgeschwindigkelt VE in Bezug auf die Teilchengröße höher ist als die der Poliergeschwindigkeit VP (ΔVE < ΔVP), und zwar bei jedem Wert im pH-Bereich von 7,5 bis 14. Wird daher die Teilchengröße größer als 100 nm, so wird der Wert für VP/VE innerhalb des pH-Bereiches von 7,5 bis 14 niedriger als 90, so daß ein ordnungsgemäßes Polieren nicht mehr durchgeführt werden kann. Um daher die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf 20 nm oder weniger zu verringern, und den Wert für VP/VE auf 90 oder mehr zu erhöhen, ist es vorzuziehen, die Teilchengröße der Polierteilchen auf 100 nm oder weniger einzustellen, und den pH-Wert der Polierlösung auf 7,5 oder mehr. Unter den momentan im Handel erhältlichen Poliermitteln weisen jene mit der größten Genauigkeit für die Teilchengröße eine Schwankung von ± 5% für eine Teilchengröße von beispielsweise 100 nm auf. Obwohl die Teilchengröße so festgelegt ist, daß sie 100 nm oder weniger beträgt, muß daher ein Fehler (95 bis 105 nm) für die Teilchengröße als wahrer Wert berücksichtigt werden. Weiterhin zeigen Fig. 9 und 10 die Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn das Gewichtsverhältnis der Polierteilchen in bezug auf das gesamte Poliermittel 5% betrug. Ist das Gewichtsverhältnis höher als 5%, beispielsweise 10 bis 30% wie bei tatsächlichen Poliervorgängen, so nimmt die Anzahl an Polierteilchen pro Flächeneinheit zu, so daß von selbst eine Einwärtskrümmung unterdrückt wird.As shown in Fig. 9, the dissolution rate is V E 2 (pH = 7.5) to 2.4 (pH = 14) when the particle size is 100 nm and the pH is 7.5 to 14. In addition As shown in Fig. 10, the polishing speed V P is 180 (pH = 7.5) to 220 (pH = 14) when the particle size is 100 nm and the pH is 7.5 to 14. Therefore, the value for V P / V E 90 or more when the particle size is 100 nm and the pH is 7.5 to 14. It is known that the rate of increase of the rate of dissolution V E with respect to the particle size is higher than that of the polishing rate V P (ΔV E <ΔV P ) at any value in the pH range of 7.5 to 14. Therefore, if the particle size is larger than 100 nm, the value of V P / V E becomes within the pH range from 7.5 to 14 lower than 90, so that proper polishing can not be performed. Therefore, in order to reduce the maximum surface roughness R max to 20 nm or less and increase the value of V P / V E to 90 or more, it is preferable to set the particle size of the polishing particles to 100 nm or less, and to adjust the pH of the polishing particles. Value of the polishing solution to 7.5 or more. Among the currently available polishing agents, those with the greatest particle size accuracy have a ± 5% variation for a particle size of, for example, 100 nm. Therefore, although the particle size is set to be 100 nm or less, an error (95 to 105 nm) for the particle size must be taken into account as a true value. Further, Figs. 9 and 10 show the results obtained when the weight ratio of the polishing particles with respect to the entire polishing agent was 5%. If the weight ratio is higher than 5%, for example, 10 to 30% as in actual polishing, the number of polishing particles per unit area increases, so that even inward curvature is suppressed.

Die Erfinder führten Poliervorgänge auf dieselbe Weise durch wie voranstehend erläutert, unter Verwendung eines zu polierenden Objektes, welches dadurch hergestellt wurde, daß der Kohlenstoffilm 23 von der in Fig. 3 gezeigten Anordnung weggelassen wurde, und stellten hierbei folgendes fest. Es zeigte sich keine Schwierigkeit, obwohl der Poliervorgang geringfügig auf den darunterliegenden SiO2-Film 22 überging, infolge der Abwesenheit des Kohlenstoffilms 23. In diesem Fall müssen allerdings die Polierbeträge sowohl für Al als auch SiO2 auf gewisse, geeignete Werte eingestellt werden, da die Poliergeschwindigkeit für den SiO2-Film höher ist als jene für den polierwiderstandsfähigen Film, welcher beispielsweise aus Kohlenstoff besteht. Dies läßt sich durchführen, selbst wenn das zu polierende Objekt keinen polierwiderstandsfähigen Film aufweist, jedoch müssen in diesem Fall die Polierbedingungen strikt festgelegt werden. Wenn tatsächlich die Poliergeschwindigkeiten von Al, Kohlenstoff und SiO2 bei einem pH-Wert von 11 verglichen wurden, so stellte sich heraus, wie in Fig. 11 dargestellt ist, daß Kohlenstoff als Material für den polierwiderstandsfähigen Film besser ist als SiO2. Wenn allerdings eine Polierlösung verwendet wird, welche KHO oder NaOH als pH-Wert-Einstellmittel aufweist, so nimmt die Poliergeschwindigkeit für SiO2 auf 100 nm/min oder mehr zu, und dies verringert noch weiter die Selektivität von Al zu SiO2. Daher ist ein polierwiderstandsfähiger Film wie beispielsweise der Kohlenstoffilm 23 erforderlich. Es ist ebenfalls möglich, statt des Kohlenstoffilms 23 einen Film zu verwenden, der aus TiN, ZrN, HfN, TaN, VN, NbN oder TiW als Polierwiderstandsfilm gegen ein Polieren von Aluminium besteht.The inventors performed polishing operations in the same manner as described above using an object to be polished which was produced by omitting the carbon film 23 from the arrangement shown in Fig. 3, and found the following. There was no problem although the polishing process was slightly transferred to the underlying SiO 2 film 22 due to the absence of the carbon film 23 . In this case, however, the polishing amounts for both Al and SiO 2 must be set to certain appropriate values since the polishing speed for the SiO 2 film is higher than that for the polishing-resistant film made of carbon, for example. This can be done even if the object to be polished does not have a polishing-resistant film, but in this case, the polishing conditions must be strictly determined. In fact, when the polishing rates of Al, carbon and SiO 2 were compared at a pH of 11, as shown in Fig. 11, it was found that carbon as a material for the polishing-resistant film is better than SiO 2 . However, if a polishing solution having KHO or NaOH as a pH adjusting agent is used, the polishing rate of SiO 2 increases to 100 nm / min or more, and this further reduces the selectivity of Al to SiO 2 . Therefore, a polishing-resistant film such as the carbon film 23 is required. It is also possible to use, instead of the carbon film 23, a film consisting of TiN, ZrN, HfN, TaN, VN, NbN or TiW as a polishing resistance film against polishing of aluminum.

Die Fig. 12A und 12B sind Schnittansichten zur Erläuterung der Herstellungsschritte bei einer weiteren Ausführungsform des Polierverfahrens gemäß Ausführungsform 1. Zuerst wurde auf einem Siliziumsubstrat 31 ein SiO2-Film 32 hergestellt, wie in Fig. 12A gezeigt ist. Dann wurde auf der gesamten Oberfläche des SiO2-Films 32 durch Gleichspannungs-Magnetron- Sputtern ein 50 nm dicker Kohlenstoffilm 34 hergestellt. Daraufhin wurden durch einen normalen photolithographischen Vorgang Gräben zur Ausbildung von Zwischenverbindungen hergestellt. Daraufhin wurde ein Al-Film 33 auf der gesamten Oberfläche durch Gleichspannungs-Magnetron-Sputtern ausgebildet. Dieser Al-Film 33 wurde so hergestellt, daß er eine Dicke von 450 nm aufwies, was mehr war als die Dicke der Stufen des SiO2-Films 32. Dann erfolgte, wie in Fig. 12B gezeigt, ein Polieren des Al-Films 33, so daß der Al-Film 33 nur in den Gräben übrig blieb. Wie voranstehend erläutert wurde dieser Poliervorgang so durchgeführt, daß die Teilchengröße der Polierteilchen auf 100 nm oder weniger eingestellt wurde, und der pH-Wert einer Polierlösung auf 7,5 oder mehr. Darüber hinaus entsprachen die Polierlösung und die Poliervorrichtung der voranstehend erläuterten Lösung bzw. Vorrichtung. FIGS. 12A and 12B are sectional views for explaining the manufacturing steps in another embodiment of the polishing method according to Embodiment 1 . First, a SiO 2 film 32 was formed on a silicon substrate 31 , as shown in Fig. 12A. Then, a 50 nm-thick carbon film 34 was produced on the entire surface of the SiO 2 film 32 by DC magnetron sputtering. Thereafter, trenches for forming interconnections were prepared by a normal photolithographic process. Thereafter, an Al film 33 was formed on the entire surface by DC magnetron sputtering. This Al film 33 was made to have a thickness of 450 nm, which was more than the thickness of the steps of the SiO 2 film 32 . Then, as shown in Fig. 12B, polishing of the Al film 33 was performed so that the Al film 33 was left only in the trenches. As described above, this polishing was carried out so that the particle size of the polishing particles was set to 100 nm or less, and the pH of a polishing solution to 7.5 or more. In addition, the polishing solution and the polishing apparatus were the same as the above solution.

Wurde nach dem Polieren die polierte Oberfläche unter Verwendung eines optischen Mikroskops und eines SEM betrachtet, so stellte sich heraus, daß der Al-Film 33 in einem Bereich abgesehen von den Gräben vollständig entfernt war. Darüber hinaus zeigten sich weder Fehlstellen noch eine Oberflächenrauhigkeit, hervorgerufen durch den Poliervorgang, auf der Oberfläche des Al-Films 33, der in den Gräben übrig blieb. Durch die Schnittbeobachtungen mit SEM stellte sich weiterhin heraus, daß praktisch keine Verringerung der Filmdicke des Al-Films 33 in den Gräben hervorgerufen wurde, so daß also keine Einwärtskrümmung auftrat. Bei der voranstehenden Ausführungsform wurde eine Polierlösung verwendet, die aus kolloidaler Kieselerde bestand, welche durch Dispergieren von SiO2-Teilchen als Polierteilchen in einer wäßrigen Piperazin-Lösung hergestellt wurde. Allerdings stellte sich heraus, daß insbesondere für Kieselerdeteilchen die abrupte Verringerung der Al-Auflösungsgeschwindigkeit auffällig war, die auftrat, wenn die Polierteilchen einer wäßrigen alkalischen Lösung zugefügt wurden. Weiterhin stellte sich heraus, daß für Teilchen aus beispielsweise Ceroxid, Titanoxid und Aluminiumoxid, obwohl die Auflösungsgeschwindigkeit in der Praxis um einen bestimmten Pegel abnahm, keine derartige abrupte Änderung auftrat wie im Falle von Kieselerdeteilchen. Daher sind Teilchen aus diesen Substanzen ebenfalls verwendbar.When the polished surface was observed after polishing using an optical microscope and an SEM, it was found that the Al film 33 was completely removed in an area other than the trenches. In addition, neither flaws nor surface roughness caused by the polishing process appeared on the surface of the Al film 33 remaining in the trenches. Further, it was found by the sectional observation with SEM that practically no reduction in the film thickness of the Al film 33 in the trenches was caused, so that no inward curvature occurred. In the above embodiment, a polishing solution composed of colloidal silica prepared by dispersing SiO 2 particles as polishing particles in an aqueous piperazine solution was used. However, it was found that, particularly for silica particles, the abrupt decrease in Al dissolution rate which occurred when the polishing particles were added to an aqueous alkaline solution was conspicuous. Furthermore, it was found that, although the dissolution rate in practice decreased by a certain level, no such abrupt change occurred for particles of, for example, cerium oxide, titanium oxide and alumina as in the case of silica particles. Therefore, particles of these substances are also usable.

Den Mechanismus für diese Phänomene kann man sich folgendermaßen überlegen. Wenn Kieselerdeteilchen in einer wäßrigen alkalischen Lösung verteilt werden, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, so wird die Oberfläche jedes Kieselerdeteilchens negativ aufgeladen. Daher werden die Kieselerdeteilchen von einer lokalen Anode auf der Oberfläche des Aluminiums angezogen, wodurch eine elektrische Doppelschicht gebildet wird. Dies verringert daher die Auflösung von Aluminium. Kieselerdeionen wie beispielsweise SiO4 4--Ionen oder (SiO3)n m- (m, n: ganze Zahlen), beispielsweise (SiO3 2-)n-Ionen werden als negative Ionen durch Reaktion der Kieselerdeteilchen mit der wäßrigen alkalischen Lösung gebildet. Die Auflösung von Aluminium wird unterdrückt durch Absorption der negativen Ionen an einer lokalen Anode in einer Aluminiumoberfläche. Daher dienen die Kieselerdeteilchen als Korrosionsverhinderungsmittel für Aluminium. Aus diesem Grunde kann die alkalische Kieselerde- Disperion gemäß der vorliegenden Erfindung Al polieren, ohne Fehlstellen und Einwärtskrümmungen hervorzurufen. Wenn beispielsweise Al mit einem Poliermittel poliert wurde, welches durch Dispergieren von Aluminiumoxidteilchen (Teilchengröße 50 nm) in einer wäßrigen Piperazinlösung (pH-Wert 11) hergestellt wurde, so lag zwar Rmax innerhalb von 20 nm, jedoch war es schwierig, vergrabene Al-Zwischenverbindungen herzustellen, da eine starke Einwärtskrümmung auftrat.The mechanism for these phenomena can be considered as follows. When silica particles are dispersed in an aqueous alkaline solution as in the present embodiment, the surface of each silica particle is negatively charged. Therefore, the silica particles are attracted to the surface of the aluminum by a local anode, thereby forming an electric double layer. This therefore reduces the dissolution of aluminum. Silica ions such as SiO 4 4- ions or (SiO 3 ) n m- (m, n: integers), for example, (SiO 3 2- ) n ions are formed as negative ions by reaction of the silica particles with the aqueous alkaline solution , The dissolution of aluminum is suppressed by absorbing the negative ions at a local anode in an aluminum surface. Therefore, the silica particles serve as a corrosion preventing agent for aluminum. For this reason, the alkaline silica dispersion of the present invention can polish Al without causing voids and inward curvatures. For example, when Al was polished with a polishing agent prepared by dispersing alumina particles (50 nm particle size) in an aqueous piperazine solution (pH 11), R max was within 20 nm, but buried alumina was difficult to obtain. Make interconnections, as a strong inward curvature occurred.

Wenn Teilchen beispielsweise aus Ceroxid, Titanoxid und Aluminiumoxid, also andere Teilchen als Kieselerde, in einer wäßrigen alkalischen Lösung dispergiert werden, so ist die Verringerung der Al-Auflösungsgeschwindigkeit nicht so deutlich wie dann, wenn Kieselerdeteilchen verwendet werden, wie voranstehend erläutert. Fügt man jedoch dieser wäßrigen Lösung eine vorbestimmte Menge an Kieselerdeteilchen zu, so kann das Verhältnis der Auflösungsgeschwindigkeit zur Al-Poliergeschwindigkeit ausreichend verringert werden. In diesem Fall kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung dadurch erzielt werden, daß Teilchen aus Ceroxid, Titanoxid oder Aluminiumoxid mit einer Teilchengröße von 100 nm oder weniger in einer wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von mehr als 7,5 dispergiert werden, und Kieselerdeteilchen mit einer Teilchengröße von 100 nm oder weniger der sich ergebenden Lösung zugefügt werden.When particles of, for example, ceria, titania and Aluminum oxide, other than silica, in one aqueous alkaline solution are dispersed, so is the Reduction of Al dissolution rate not so clear as when silica particles are used, as explained above. However, one adds this aqueous Solution to a predetermined amount of silica particles, so can the ratio of the dissolution rate to Al polishing rate can be sufficiently reduced. In In this case, the effect of the present invention be achieved by particles of ceria, titanium oxide or alumina having a particle size of 100 nm or less in an aqueous solution having a pH of more are dispersed as 7.5, and silica particles with a Particle size of 100 nm or less of the resulting Solution be added.

Nachstehend wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher Al unter Verwendung einer Mischung aus Aluminiumoxidteilchen und Kieselerdeteilchen poliert wird. Eine Polierlösung wurde hergestellt durch Dispergieren von 10 Gew.-% Aluminiumteilchen mit einer Teilchengröße von 50 nm und 1 Gew.-% Kieselerdeteilchen mit einer Teilchengröße von 50 nm in einer wäßrigen Piperazinlösung mit einem pH-Wert von 11,0. Die Poliervorrichtung und das verwendete, zu polierende Objekt waren jene, die in Fig. 2 bzw. 12A gezeigt sind. Als Ergebnis des Poliervorgangs stellten sich, wie bei der vorherigen Ausführungsform, weder Fehlstellen noch Einwärtskrümmungen auf der Al-Oberfläche heraus, und es wurde die in Fig. 12B gezeigte Querschnittsform erhalten. Der Wert für Rmax auf der Al-Oberfläche betrug 9 bis 10 nm. Ähnliche Versuche wurde durchgeführt unter Verwendung von Teilchen aus Titanoxid und Ceroxid mit einer Teilchengröße von 50 nm, statt der Aluminiumoxidteilchen. Daraus ergab sich, daß es möglich war, identische Wirkungen wie voranstehend beschrieben zu erhalten. Weiterhin wurde bestätigt, daß zusätzlich zu den Teilchen aus Aluminiumoxid, Titanoxid und Ceroxid auch Teilchen aus Diamant, Siliziumcarbid und Zirkonoxid wirksam waren, wenn sie in Form einer Mischung mit Kieselerdeteilchen verwendet wurden.Hereinafter, an embodiment in which Al is polished by using a mixture of alumina particles and silica particles will be described. A polishing solution was prepared by dispersing 10% by weight of aluminum particles having a particle size of 50 nm and 1% by weight of silica particles having a particle size of 50 nm in an aqueous piperazine solution having a pH of 11.0. The polishing apparatus and the object to be polished used were those shown in Figs. 2 and 12A, respectively. As a result of the polishing operation, as in the previous embodiment, neither flaws nor inward curvatures appeared on the Al surface, and the cross-sectional shape shown in Fig. 12B was obtained. The value of Rmax on the Al surface was 9 to 10 nm. Similar experiments were conducted using particles of titanium oxide and ceria having a particle size of 50 nm instead of the alumina particles. As a result, it was possible to obtain identical effects as described above. Further, it was confirmed that in addition to the particles of alumina, titania and ceria, particles of diamond, silicon carbide and zirconia were also effective when used in the form of a mixture with silica particles.

Als Substanz zur Einstellung des pH-Wertes ist es möglich, statt Piperazin beispielsweise Amine wie Triethylamin, Cholin, und TMAH und Ammoniak zu verwenden. Selbst wenn Teilchen aus einer Substanz anders als Kieselerde verwendet werden, kann darüber hinaus die Al-Auflösungsgeschwindigkeit dadurch extrem verringert werden, daß eine Substanz hinzugefügt wird, die allgemein als Korrosionsverhinderungsmittel für Al bekannt ist. Obwohl das Korrosionsverhinderungsmittel für Al, welches verwendet werden kann, sich abhängig davon ändert, ob die Lösung sauer oder alkalisch ist, sind bekannte Beispiele Silikate, Chromate, Amine, Glukose, Tragant-Gummi, und Agar. Die Erfinder haben ausführliche Versuche unternommen und herausgefunden, daß dann, wenn die Polierlösung alkalisch war, es möglich war, gute Eigenschaften zu erzielen, also eine Verringerung der Al-Auflösungsgeschwindigkeit, zumindest mit Kieselerdeteilchen, Silikaten, Glukose und Agar. Wenn diese Korrosionsverhinderungsmittel einem Poliermittel hinzugefügt wurden, welches durch Verteilung von Aluminiumoxidteilchen (Teilchengröße 50 nm) in einer wäßrigen Piperazinlösung (pH-Wert von 11) hergestellt wurde, und Al unter Verwendung jedes sich ergebenden Poliermittels poliert wurde, so wurde darüber hinaus bestätigt, daß Rmax innerhalb von 20 nm lag, und gleichzeitig eine Einwärtskrümmungsbildung unterdrückt wurde.As a substance for adjusting the pH, it is possible to use, for example, amines such as triethylamine, choline, and TMAH and ammonia instead of piperazine. In addition, even if particles of a substance other than silica are used, the Al dissolution rate can be extremely reduced by adding a substance commonly known as a corrosion inhibitor for Al. Although the corrosion inhibiting agent for Al which can be used varies depending on whether the solution is acidic or alkaline, known examples are silicates, chromates, amines, glucose, gum tragacanth, and agar. The inventors have made extensive experiments and found that when the polishing solution was alkaline, it was possible to obtain good properties, that is, a reduction in Al dissolution rate, at least with silica particles, silicates, glucose and agar. When these corrosion inhibitors were added to a polishing agent prepared by dispersing alumina particles (particle size 50 nm) in an aqueous solution of piperazine (pH 11), and polishing Al using each resultant polishing agent, it was further confirmed that R max was within 20 nm, and at the same time an inward curvature was suppressed.

Die voranstehende Ausführungsform wurde beschrieben mit einem Al-Film als Beispiel für das zu polierende Objekt. Allerdings ist es ebenfalls möglich, beispielsweise einen Al- Legierungsfilm, der Al als Hauptbestandteil und kleine Anteile an Cu oder Si enthält, als zu polierendes Objekt zu verwenden. Wenn ein Material verwendet wird, welches durch Einmischen, in ein Poliermittel, von Polierteilchen, eines Korrosionsverhinderungsmittels zur Unterdrückung der Auflösung eines Metalls, und eines chemischen Bestandteils zur Auflösung eines Metalls hergestellt wird, so kann darüber hinaus ein Film, der aus Cu oder einer Cu-Legierung oder aus Ag oder einer Ag-Legierung besteht, als zu polierendes Objekt eingesetzt werden. Darüber hinaus können bei der vorliegenden Erfindung ausgenommene Abschnitte an unterschiedlichen Orten unterschiedliche Breiten aufweisen. Zusätzlich zu derartigen Abänderungen lassen sich verschiedene andere Modifikationen der vorliegenden Erfindung vornehmen, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen. The above embodiment has been described with a Al film as an example of the object to be polished. Indeed it is also possible, for example, to Alloy film, the Al as the main ingredient and small Contains proportions of Cu or Si, as an object to be polished use. If a material is used which Mix in a polish, from polishing particles, one Corrosion preventing agent for suppression of Dissolution of a metal, and a chemical component is made to dissolve a metal, so can In addition, a film made of Cu or a Cu alloy or consists of Ag or an Ag alloy, as to be used polishing object. In addition, you can excluded in the present invention sections have different widths in different places. In addition to such modifications can be Various other modifications of the present invention without departing from the essence of the invention.  

Ausführungsform 2Embodiment 2

Bei einem Poliervorgang stellt das Übrigbleiben von Polierteilchen nach dem Polieren (CMP) ein großes Problem dar, da die übrigbleibenden Polierteilchen Defekte von Halbleiterbauteilen hervorrufen. Es ist daher erforderlich, nach dem CMP die Polierteilchen perfekt zu entfernen.In a polishing process, the remaining of Polishing particles after polishing (CMP) are a big problem because the remaining polishing particles are defects of Cause semiconductor devices. It is therefore necessary after the CMP to remove the polishing particles perfectly.

Konventionelle Verfahren zum Entfernen der Polierteilchen nach dem CMP sind Waschen mit reinem Wasser, Schrubben unter Verwendung eines Schwammschrubbers oder eines Bürstenschrubbers, Ultraschallreinigung, und chemische Reinigung unter Verwendung einer Mischungslösung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxidwasser. Allerdings kann keines dieser Reinigungsverfahren vollständig die Polierteilchen entfernen. Die Erfinder führten CMP bei einem SiO2-Film durch, der auf einem Si-Wafer von 6 Zoll (15 cm) ausgebildet wurde, unter Verwendung eines Poliermittels, welches durch Dispergieren von Ceroxidteilchen als Polierteilchen in reinem Wasser hergestellt wurde, und führten dann einen Schrubbvorgang (Reinigung 1) unter Verwendung eines Bürstenschrubbers oder eine Reinigung (Reinigung 2) durch, welche eine Kombination von Schrubben und einer chemischen Reinigung unter Verwendung eines Mischungslösung aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxidwasser darstellte. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Meßergebnisse für die Anzahl übrigbleibender Teilchen bei unterschiedlichen Teilchengrößen. Conventional methods for removing the polishing particles after the CMP are pure water washing, scrubbing using a sponge scrubber or a brush scrubber, ultrasonic cleaning, and chemical cleaning using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide water. However, none of these cleaning methods can completely remove the polishing particles. The inventors performed CMP on a SiO 2 film formed on a Si wafer of 6 inches (15 cm) using a polishing agent prepared by dispersing cerium oxide particles as polishing particles in pure water, and then gave a Scrubbing (cleaning 1) using a brush scrubber or a cleaning (cleaning 2), which was a combination of scrubbing and a chemical cleaning using a mixture solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide water. Table 1 below shows the measurement results for the number of remaining particles at different particle sizes.

Tabelle 1 Table 1

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ist die Anzahl übrigbleibender Polierteilchen nach dem CMP größer als vor dem CMP, unabhängig von der Teilchengröße. Die minimale Bearbeitungsabmessung eines LSI hat bereits die Submikrometergeneration erreicht, so daß die Anforderungen an den Staubzahlpegel strenger geworden sind. Werden diese Verhältnisse berücksichtigt, so wird deutlich, daß selbst übrigbleibende Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,3 µm oder weniger einen wesentlichen Effekt auf die Produktausbeute haben. Daher kann kein konventionelles Polierverfahren, welches konventionelle Polierteilchen verwendet, die Anforderungen für die Herstellung von LSIs der nächsten Generation erfüllen.As can be seen from Table 1, the number is left over Polishing particles after the CMP larger than before the CMP, regardless of the particle size. The minimum Machining dimension of an LSI already has the Submicron generation achieved, so that the requirements for the dust level has become stricter. Be this Taken into account, it becomes clear that itself Remaining particles with a particle size of 0.3 microns or less a significant effect on the Product yield. Therefore, no conventional Polishing method, which conventional polishing particles used the requirements for the production of LSIs meet next generation.

Daher wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Verfahren beschrieben, welches polieren kann, ohne eine Einwärtskrümmung und dergleichen hervorzurufen, durch Minimalisierung der Menge an übrigbleibenden Polierteilchen nach dem Poliervorgang, wodurch eine Einebnung von Filmen und eine Ausbildung vergrabener Metallzwischenverbinder durchgeführt wird. Therefore, in the present embodiment, a method described which can polish without one Inward curvature and the like, by Minimizing the amount of remaining polishing particles after the polishing process, causing a leveling of films and an embodiment of buried metal interconnects is carried out.  

Die Erfinder haben ausführliche Versuche zur Lösung der voranstehenden, beim Stand der Technik bestehenden Probleme durchgeführt, und herausgefunden, daß die Menge übrigbleibender Polierteilchen nach dem Polieren dadurch minimalisiert werden kann, daß als Polierteilchen Teilchen verwendet werden, die aus einer organischen Polymerverbindung bestehen, die nicht bei konventionellen Poliervorgängen verwendet wurde, oder Teilchen, die zumindest Kohlenstoff als Hauptbestandteil enthalten, und dies ermöglicht es, Poliervorgänge durchzuführen, ohne Einwärtskrümmungen und dergleichen hervorzurufen.The inventors have made extensive attempts to solve the problem above problems existing in the prior art performed, and found out that the amount Remaining polishing particles after polishing thereby can be minimized that as polishing particles particles used, which consists of an organic polymer compound do not exist in conventional polishing operations was used, or particles containing at least carbon as Main constituent and this makes it possible Perform polishing operations, without inward curvatures and to cause the like.

Diese Ausführungsform stellt daher ein Polierverfahren zur Verfügung, welches den Schritt des Polierens eines zu polierenden Films unter Verwendung von Teilchen umfaßt, die aus einer organischen Polymerverbindung bestehen, oder von Teilchen, die zumindest Kohlenstoff als Hauptbestandteil enthalten, als Polierteilchen. Bei dieser Ausführungsform weist vorzugsweise das Verfahren den Schritt der Entfernung der Polierteilchen durch deren Veraschung nach dem Poliervorgang auf.This embodiment therefore provides a polishing method Available, which is the step of polishing one polishing film using particles comprising consist of an organic polymer compound, or of Particles containing at least carbon as the main constituent contained as polishing particles. In this embodiment Preferably, the method comprises the step of removing the polishing particles by their ashing after the Polishing process on.

Beispiele für die organische Polymerverbindung sind ein Methacryluharz wie beispielsweise PMMA, ein Phenolharz mit einer ähnlichen Härte wie Methacrylharz, ein Urethanharz, ein Melaminharz, ein Polystyrolharz, ein Polyacetalharz, und eine Polycarbonatharz. Beispiele für das Material, welches zumindest Kohlenstoff als Hauptbestandteil enthält, sind amorpher Kohlenstoff, Korund, und Kohlenstoffruß, bei welchen Graphitstruktureinheiten, die jeweils oder mehrere Schichten aufweisen, statistisch kombiniert sind.Examples of the organic polymer compound are Methacryluharz such as PMMA, a phenolic resin with a hardness similar to methacrylic resin, a urethane resin Melamine resin, a polystyrene resin, a polyacetal resin, and a Polycarbonate resin. Examples of the material which at least carbon as the main constituent are amorphous carbon, corundum, and carbon black, in which Graphite structural units, each or more layers have statistically combined.

Die voranstehend beschriebenen Polierteilchen sind vorzugsweise kugelförmig. Diese Kugelform umfaßt eine im wesentlichen kugelförmig Form, die keine scharfen, spitzen Abschnitte aufweist. Die Kugelform kann eine mechanische Wirkung während des Polierens unterdrücken, und hierdurch verhindern, daß die Oberfläche eines zu polierenden Films beschädigt oder aufgerauht wird. Die mittlere Teilchengröße der Polierteilchen beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,1 µm. Dies deswegen, da dann, wenn die mittlere Teilchengröße der Polierteilchen kleiner als 0,01 µm ist, die Teilchen leicht ausflocken, so daß sie die Oberflächenrauhigkeit erhöhen und zu einer Instabilität der Poliergeschwindigkeit führen. Ist die mittlere Teilchengröße größer als 0,1 µm, so nimmt die Oberflächenrauhigkeit zu, und darüber hinaus erhöht sich der Einwärtskrümmungsbetrag proportional zur Teilchengröße.The polishing particles described above are preferably spherical. This spherical shape comprises an im  essential spherical shape, no sharp, pointed Has sections. The spherical shape can be a mechanical one Suppressing effect during polishing, and thereby prevent the surface of a film being polished damaged or roughened. The mean particle size the polishing particle is preferably 0.01 to 0.1 μm. This because, then, when the mean particle size of the Polierteilchen smaller than 0.01 microns, the particles easily flocculate so that they increase the surface roughness and lead to instability of the polishing speed. is the mean particle size is larger than 0.1 μm, so does the Surface roughness to, and beyond that increases Inward curvature amount proportional to the particle size.

Als Verfahren zum Veraschen der Polierteilchen nach dem Polieren ist es möglich, eine Plasmaveraschungsbehandlung einzusetzen, bei welcher ein Sauerstoffplasma verwendet wird, oder Sauerstoffradikale stromabwärts zugeführt werden, sowie ein Hochtemperaturbehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre. Durch diese Verfahren können die Polierteilchen einfach entfernt werden.As a method for ashing the polishing particles after Polishing is possible, a plasma ashing treatment to use in which an oxygen plasma is used, or oxygen radicals are fed downstream, as well a high temperature treatment in an oxygen atmosphere. By these methods, the polishing particles can be easy be removed.

Beispiele für den zu polierenden Film sind ein reiner Al- Film, ein Film, der aus einer Legierung besteht, deren Hauptbestandteil Al ist, beispielsweise eine AlSiCu-Legierung und eine AlCu-Legierung, ein Siliziumoxidfilm, ein Siliziumnitritfilm, ein amorpher Siliziumfilm, ein polykristalliner Siliziumfilm, und ein Einkristall- Siliziumfilm.Examples of the film to be polished are a pure Al Film, a film consisting of an alloy whose Main component Al is, for example, an AlSiCu alloy and an AlCu alloy, a silicon oxide film Silicon nitride film, an amorphous silicon film, a polycrystalline silicon film, and a single crystal Silicon film.

Der zu polierende Film, die Polierteilchen, und die Lösung zum Dispergieren der Polierteilchen müssen ordnungsgemäß ausgewählt werden, und zwar aufeinander angepaßt, unter Berücksichtigung der Härte oder der chemischen Ätzwirkung. Beispielsweise in Situationen, in welchen die Lösung zum Dispergieren der Polierteilchen vorzugsweise alkalisch ist, wird ein Film, der aus reinem Al, einer AlSiCu-Legierung, oder einer AlCu-Legierung besteht, als der zu polierende Film verwendet, und als Polierteilchen werden Teilchen aus einer organischen Polymerverbindung oder Teilchen aus Kohlenstoffruß verwendet. In solchen Fällen, in welchen die Lösung vorzugsweise sauer ist, wird ein zu polierender Film ein Film verwendet, der Cu als Hauptbestandteil enthält, und als Polierteilchen werden Teilchen aus einer organischen Polymerverbindung verwendet.The film to be polished, the polishing particles, and the solution to disperse the polishing particles must be properly be selected, and that adapted to each other, under Consideration of hardness or chemical etching. For example, in situations in which the solution to  Dispersing the polishing particles is preferably alkaline, becomes a film made of pure Al, an AlSiCu alloy, or an AlCu alloy, as the film to be polished used as polishing particles are particles from a organic polymer compound or particles Carbon black used. In such cases, in which the Solution is preferably acidic, becomes a film to be polished uses a film containing Cu as a main component, and As polishing particles become particles from an organic Polymer compound used.

Das Polierverfahren bei dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Schritt des Polierens eines zu polierenden Films unter Verwendung kugelförmiger Teilchen vorgesehen ist, die aus einer organischen Polymerverbindung bestehen, oder von Teilchen, die zumindest Kohlenstoff als Hauptbestandteil enthalten, als Polierteilchen. Da die Polierteilchen kugelförmig sind, ist die sich ergebende mechanische Einwirkung gering. Dies verhindert, daß die Oberfläche des zu polierenden Films während dem CMP beschädigt oder einwärts gekrümmt wird. Zusätzlich können die Polierteilchen von dem zu polierenden Film vollständig durch Veraschung entfernt werden, was dazu führt, daß bei Halbleiterbauteilen keine Defekte auftreten, beispielsweise eine Verringerung der Verläßlichkeit oder der Produktausbeute, die sich aus dem Übrigbleiben von Polierteilchen ergeben könnten. Die Kombination der voranstehend beschriebenen Poliervorrichtung und einer Veraschungsvorrichtung kann in einem Fall verwendet werden, in welchem das Polieren und die Veraschung unter Einsatz der voranstehend geschilderten Polierteilchen durchgeführt werden. The polishing method in this embodiment is remarkable in that the step of polishing one polishing film using spherical particles is provided, which consists of an organic polymer compound exist, or of particles, which at least carbon as Main ingredient included, as polishing particles. Because the Polierteilchen are spherical, is the resulting low mechanical impact. This prevents the Surface of the film to be polished during the CMP damaged or curved inwards. In addition, the Polierteilchen of the film to be polished completely Ashing will be removed, which causes that at Semiconductor components no defects occur, for example a reduction of the reliability or the Product yield resulting from the remaining of Polierteilchen could result. The combination of polishing apparatus described above and a Ashing device can be used in a case in which the polishing and the ashing using the carried out above polishing particles become.  

Beispiel 1example 1

Zuerst wurde, wie in Fig. 13 gezeigt, ein SiO2-Film 42 auf einem Siliziumsubstrat 41 hergestellt, und durch normale photolithographische und Ätzvorgänge wurden 0,4 bis 10 µm breite, 0,4 µm tiefe Gräben 43 zur Ausbildung von Zwischenverbindungen hergestellt. Daraufhin wurde eine 4500 A dicker Al-Film 44 auf der gesamten Oberfläche ohne Erhitzung in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck 10-4 Torr unter Verwendung eines Gleichspannungs-Magnetron- Sputteringverfahrens hergestellt. Auf diese Weise wurde eine Probe fabriziert. Die Anzahl übrigbleibender Polymerteilchen auf der Oberfläche der Probe wurde unter Verwendung eines Staubzählers gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt.First, as shown in Fig. 13, an SiO 2 film 42 was formed on a silicon substrate 41 , and 0.4 to 10 μm wide, 0.4 μm deep trenches 43 were formed by ordinary photolithographic and etching processes to form interconnections. Then, a 4500 Å thick Al film 44 was prepared on the entire surface without heating in an Ar atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr using a DC magnetron sputtering method. In this way, a sample was fabricated. The number of residual polymer particles on the surface of the sample was measured using a dust counter. The results are shown in Table 2 below.

Daraufhin wurde unter Einsatz der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung CMP für diese Probe durchgeführt. Es wird darauf hingewiesen, daß ein Polierkissen, welches aus Polyurethanschaum bestand, als Polierkissen 13 verwendet wurde. Bei diesem CMP wurde als Poliermittel eine Aufschlämmung verwendet, die durch Dispergieren von 10,0 Gew.-% PMMA-Teilchen (Polymethylmethacrylat) mit einer mittleren Teilchengröße von 1000 A in einer wäßrigen, alkalischen Lösung mit einem pH-Wert von etwa 10 hergestellt wurde. Ammoniumpolycarboxylat wurde als Dispersionsmittel verwendet. Der Polierdruck betrug 300 g/cm2, und die Drehgeschwindigkeiten eines Drehtisches und eines Probenhalters betrugen 100 Umdrehungen pro Minute. Dies führte dazu, daß es möglich war, Al nahezu vollständig in den in Fig. 13 gezeigten Gräben 43 übrigzulassen. Zusätzlich zeigten sich praktisch keine Fehlstellen auf der Oberfläche der Al-Zwischenverbindung. Es wird darauf hingewiesen, daß die Poliergeschwindigkeit für Al, nämlich VAl = 150 A/min betrug. Die Anzahl übrigbleibender Polierteilchen auf der Oberfläche der Probe nach dem CMP wurde auf dieselbe Weise wie voranstehend angegeben gemessen. Das Ergebnis ist ebenfalls in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.Then, by using the apparatus shown in Fig. 2, CMP was performed for this sample. It should be noted that a polishing pad made of polyurethane foam was used as the polishing pad 13 . In this CMP, a slurry prepared by dispersing 10.0% by weight of PMMA particles (polymethyl methacrylate) having an average particle size of 1000 Å in an aqueous alkaline solution having a pH of about 10 was used as a polishing agent , Ammonium polycarboxylate was used as the dispersant. The polishing pressure was 300 g / cm 2 , and the rotational speeds of a turntable and a sample holder were 100 revolutions per minute. As a result, it was possible to leave Al almost completely in the trenches 43 shown in FIG . In addition, there were virtually no defects on the surface of the Al interconnect. It should be noted that the polishing speed for Al, V Al = 150 A / min. The number of remaining polishing particles on the surface of the sample after the CMP was measured in the same manner as mentioned above. The result is also shown in Table 2 below.

Daraufhin wurde die Probe, welche mit CMP behandelt wurde, mit reinem Wasser unter Verwendung eines Schwamms gewaschen, und getrocknet. Gleichzeitig wurde die Anzahl übrigbleibender Polierteilchen auf der Oberfläche der Probe gemessen. Das Ergebnis ist nachstehend in Tabelle 2 angegeben. Dann wurde eine Veraschungsbehandlung mit der Probe bei einer Plasmaausgangsleistung von 500 W und einem Sauerstoffpartialdruck von 0,9 Torr durchgeführt, wodurch die übrigbleibendem Polierteilchen entfernt wurden. Die Anzahl an Polierteilchen, die auf der Probenoberfläche übrig blieben, wurde auf dieselbe Weise wie voranstehend erläutert gemessen. Auch dieses Ergebnis ist in der nachstehenden Tabelle 2 aufgeführt. Sämtliche in Tabelle 2 angegebenen Werte sind Mittelwerte pro Wafer.Subsequently, the sample which was treated with CMP, washed with pure water using a sponge, and dried. At the same time the number remained Polierteilchen measured on the surface of the sample. The Result is given in Table 2 below. Then it became an ashing treatment with the sample at a Plasma output power of 500 W and one Oxygen partial pressure of 0.9 Torr performed, causing the remaining polishing particles were removed. The number of Polierteilchen, which remained on the sample surface, was measured in the same manner as explained above. This result is also shown in Table 2 below listed. All values given in Table 2 are Average values per wafer.

Tabelle 2 Table 2

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht war es möglich, die übrigbleibenden Polierteilchen von der Oberfläche der Probe praktisch vollständig zu entfernen, wenn bei der Probe eine Veraschung durchgeführt wurde. Die meisten Teilchen, die auf der Oberfläche der Probe nach der Veraschung gezählt wurden, sind vermutlich Staubteilchen oder Vorsprünge und Ausnehmungen auf der Probenoberfläche, anstatt Polierteilchen. Wenn CMP durchgeführt wurde unter Verwendung einer Aufschlämmung, die durch Dispergieren von PMMA-Teilchen in reinem Wasser mit einem pH-Wert von 7 hergestellt wurde, so wurde Al überhaupt nicht poliert. Die Al- Poliergeschwindigkeit des Poliermittels, welches durch Dispergieren von PMMA-Teilchen in reinem Wasser hergestellt wurde, also VAl betrug daher 0 A/min bei einem Polierdruck von 10 bis 1000 g/cm2. Dies Ergebnis zeigt, daß bei der Verwendung von PMMA-Teilchen beim Polieren von Al die Lösung des Poliermittels entweder sauer oder alkalisch gemacht werden muß, so daß eine chemische Ätzwirkung auftritt. Durch Hinzufügung der chemischen Ätzwirkung kann in der Praxis eine Poliergeschwindigkeit erhalten werden. Um die Poliergeschwindigkeit durch Hinzufügung der chemischen Ätzwirkung zu erhöhen, und gleichzeitig eine Beschädigung der Al-Oberfläche zu verhindern, ist es besonders wünschenswert, daß die Dispersionslösung alkalisch ist.As shown in Table 2, it was possible to almost completely remove the remaining polishing particles from the surface of the sample when incineration was performed on the sample. Most of the particles counted on the surface of the sample after ashing are believed to be dust particles or protrusions and recesses on the sample surface, rather than polishing particles. When CMP was carried out by using a slurry prepared by dispersing PMMA particles in pure water having a pH of 7, Al was not polished at all. The Al polishing rate of the polishing agent prepared by dispersing PMMA particles in pure water, that is, V Al was therefore 0 A / min at a polishing pressure of 10 to 1000 g / cm 2 . This result shows that when using PMMA particles in polishing Al, the solution of the polishing agent must be made either acidic or alkaline, so that a chemical etching occurs. By adding the chemical etching effect, a polishing rate can be obtained in practice. In order to increase the polishing rate by adding the chemical etching effect while preventing the damage of the Al surface, it is particularly desirable that the dispersion solution be alkaline.

Bei dieser Ausführungsform wird die Probe mit dem in Fig. 13 gezeigten Aufbau verwendet. Allerdings ist ebenfalls eine Probe einsetzbar, welche einen in Fig. 14 gezeigten Aufbau aufweist. Diese Anordnung wurde folgendermaßen hergestellt. Zuerst wurde auf einem Siliziumsubstrat 41 ein SiO2-Film 42 ausgebildet, und auf dem Film 42 wurde ein 500 A dicker Kohlenstoffilm 45 als Polierwiderstandsfilm in einer Argonatmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr durch einen Gleichspannungs-Magnetron-Sputtervorgang hergestellt. Daraufhin wurden Gräben 43 zur Ausbildung von Zwischenverbindungen hergestellt, mit ähnlichen Abmessungen wie bei den in Fig. 13 gezeigten Gräben, und zwar durch übliche photolithographische und Ätz-Vorgänge. Während die sich ergebende Probe auf 500°C erhitzt wurde, wurde daraufhin ein 4000 A dicker Al-Film 44 in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr durch den Gleichspannungs-Magnetron- Sputtervorgang hergestellt. Es stellte sich heraus, daß bei der Probe mit diesem Aufbau identische Wirkungen wie voranstehend erläutert erzielt werden konnte. Mit dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, die Polierteilchen nahezu vollständig zu entfernen, unabhängig von dem Vorhandensein oder der Abwesenheit des Polierwiderstandsfilms, und unabhängig von der Oberflächenform des zu polierenden Films. Es wird darauf hingewiesen, daß der Kohlenstoffilm 45 zur selben Zeit entfernt werden kann, wenn die Polierteilchen durch die Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform 1 entfernt werden, was zu einer verringerten Anzahl an Herstellungsschritten führt.In this embodiment, the sample having the structure shown in Fig. 13 is used. However, a sample having a structure shown in FIG. 14 can also be used. This arrangement was made as follows. First, a SiO 2 film 42 was formed on a silicon substrate 41 , and a 500 Å-thick carbon film 45 as a polishing resistor film in an argon atmosphere was formed on the film 42 at a pressure of 10 -4 Torr by a DC magnetron sputtering process. Thereafter, trenches 43 were formed to form interconnects of similar dimensions to the trenches shown in FIG. 13 by conventional photolithographic and etching processes. While the resulting sample was heated to 500 ° C, a 4000 Å thick Al film 44 was then fabricated in an Ar atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr by DC magnetron sputtering. It was found that in the sample having this structure, identical effects as described above could be obtained. With the method according to the present invention, therefore, it is possible to almost completely remove the polishing particles regardless of the presence or absence of the polishing resistor film, and regardless of the surface shape of the film to be polished. It should be noted that the carbon film 45 can be removed at the same time when the polishing particles are removed by the ashing treatment using an oxygen plasma in the same manner as Embodiment 1 , resulting in a reduced number of manufacturing steps.

Beispiel 2Example 2

Wie in Fig. 15 gezeigt wurde auf einem Siliziumsubstrat 41 ein SiO2-Film 42 hergestellt, und es wurden Gräben 43 zur Ausbildung von Zwischenverbindungen mit gleichen Abmessungen wie bei den in Fig. 13 gezeigten Gräben hergestellt, durch konventionelle photolithographische und Ätz-Vorgänge. Daraufhin wurde ein 500 A dicker Nb-Film 46 auf der gesamten Oberfläche in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr unter Verwendung eines Gleichspannungs-Magnetron- Sputtervorgangs erzeugt. Auf der gesamten Oberfläche des Films 46 wurde ein CuOx-Film 47 (x = 0 bis 0,5) mit etwa 4000 A Dicke in einer Ar-O2-Gasmischungsatmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr hergestellt, unter Verwendung eines reaktiven Ionensputtervorgangs. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt.As shown in Fig. 15, a SiO 2 film 42 was formed on a silicon substrate 41 , and trenches 43 were fabricated to form interconnections of the same dimensions as the trenches shown in Fig. 13 by conventional photolithographic and etching processes. Thereafter, a 500 Å thick Nb film 46 was formed on the entire surface in an Ar atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr using a DC magnetron sputtering process. On the entire surface of the film 46 , a CuO x film 47 (x = 0 to 0.5) having about 4000 Å thickness was prepared in an Ar-O 2 gas mixture atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr using a reactive ion sputtering process. In this way, a sample was prepared.

Mit der sich ergebenden Probe wurde CMP unter identischen Polierbedingungen wie beim Beispiel 1 durchgeführt. Es wird darauf hingewiesen, daß als Poliermittel ein Material verwendet wurde, welches durch Dispergieren von 10,0 Gew.-% von PMMA-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 1000 A in einer wäßrigen sauren Lösung mit einem pH-Wert von etwa 3 hergestellt wurde. Dies führte dazu, wenn die Drehgeschwindigkeiten eines Drehtisches und eines Probenhalters 100 Umdrehungen pro Minute betrugen, und der Polierdruck 300 g/cm2 war, die Poliergeschwindigkeit des CuOx-Films 47 200 bis 250 A/min betrug, also geringfügig höher als für Al. Nach dem CMP wurde die Probe gereinigt, unter Verwendung eines Schwammes, und erfuhr eine Veraschungsbehandlung, die unter denselben Bedingungen wie im Praxisbeispiel 1 durchgeführt wurde, unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas. Es ergab sich, daß die auf der Probenoberfläche übrigbleibenden Polierteilchen perfekt entfernt wurden.With the resulting sample, CMP was carried out under identical polishing conditions as in Example 1. It should be noted that the polishing agent used was a material prepared by dispersing 10.0% by weight of PMMA particles having an average particle size of 1000 Å in an aqueous acidic solution having a pH of about 3 , This resulted when the rotational speeds of a turntable and a sample holder were 100 revolutions per minute, and the polishing pressure was 300 g / cm 2 , the polishing rate of the CuO x film 47 was 200 to 250 A / min, slightly higher than for Al , After the CMP, the sample was cleaned using a sponge, and was subjected to an ashing treatment conducted under the same conditions as in Practical Example 1 , using an oxygen plasma. As a result, the polishing particles remaining on the sample surface were perfectly removed.

Dieses Beispiel zeigt, daß dann, wenn ein CuOx-Film unter Verwendung von PMMA-Teilchen als Poliermittel poliert werden soll, eine Lösung zum Dispergieren der PMMA-Teilchen vorzugsweise eine wäßrige saure Lösung mit einem pH-Wert von etwa 3 ist, die ein Ammoniumsalz enthält, oder eine Lösung, welche ein Ion enthält, welches ein Komplexion oder eine Chelat-Verbindung mit Kupfer bildet, um die Poliergeschwindigkeit durch eine zusätzliche chemische Ätzwirkung zu erhöhen. This example shows that when a CuO x film is to be polished using PMMA particles as a polishing agent, a solution for dispersing the PMMA particles is preferably an aqueous acidic solution having a pH of about 3, which is a Ammonium salt, or a solution containing an ion which forms a complex ion or a chelate compound with copper to increase the polishing rate by additional chemical etching.

Beispiel 3Example 3

Wie in Fig. 16 gezeigt ist, wurde auf einem Siliziumsubstrat 41 ein SiO2-Film 42 hergestellt, welcher eine Dicke von 5000 A aufwies. Auf diesem SiO2-Film 42 wurden ein 4000 A dicker Al-Film 44 und ein 500 A dicker Kohlenstoffilm 45 in dieser Reihenfolge ausgebildet. Daraufhin wurden normale photolithographische und Ätz-Vorgänge durchgeführt, um Al- Zwischenverbindungen auszubilden, so daß der Kohlenstoffilm 45 nur auf der Oberen Oberfläche übrig blieb. Dann wurde ein weiterer SiO2-Film 42 hergestellt, mit einer Dicke von 4500 A, durch ein Plasma-CVD-Verfahren. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt, welche einen solchen Aufbau aufwies, daß die Al-Zwischenverbindungen in dem SiO2-Film eingebettet waren. CMP wurde mit dieser Probe unter Polierbedingungen durchgeführt, die gleich jenen beim Beispiel 1 waren. Es wird darauf hingewiesen, daß als Poliermittel ein Material verwendet wurde, welches durch Dispergieren von 1,0 Gew.-% amorpher Kohlenstoffteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm in reinem Wasser hergestellt wurde. Bei dieser Herstellung des Poliermittels wurde Ammonium- Polycarboxylat als Dispersionsmittel verwendet. Es zeigte sich, daß es möglich war, den SiO2-Film 42 hinter den Al- Zwischenverbindungen übrigzulassen, und den SiO2-Film 42 vollständig von dem Kohlenstoffilm 45 zu entfernen. Es wird darauf hingewiesen, daß die Poliergeschwindigkeit des SiO2- Films 42 annähernd 2000 A/min betrug, wenn die Drehgeschwindigkeiten eines Drehtisches und eines Probenhalters 100 Umdrehungen pro Minute betrugen, und der Polierdruck 300 g/cm2 war.As shown in Fig. 16, on a silicon substrate 41, an SiO 2 film 42 having a thickness of 5000 Å was prepared. On this SiO 2 film 42 , a 4000 Å thick Al film 44 and a 500 Å thick carbon film 45 were formed in this order. Thereafter, normal photolithographic and etching processes were carried out to form Al intermediates so that the carbon film 45 remained only on the upper surface. Then, another SiO 2 film 42 was prepared, with a thickness of 4500 Å, by a plasma CVD method. In this way, a sample was prepared which had such a structure that the Al interconnects were embedded in the SiO 2 film. CMP was performed on this sample under polishing conditions similar to those in Example 1. It should be noted that as a polishing agent, a material prepared by dispersing 1.0 wt% of amorphous carbon particles having an average particle size of 0.5 μm in pure water was used. In this preparation of the polishing agent, ammonium polycarboxylate was used as the dispersing agent. It was found that it was possible to leave the SiO 2 film 42 behind the Al interconnects and completely remove the SiO 2 film 42 from the carbon film 45 . It should be noted that the polishing rate of the SiO 2 film 42 was approximately 2000 A / min when the rotational speeds of a turntable and a sample holder were 100 revolutions per minute and the polishing pressure was 300 g / cm 2 .

Nach dem CMP wurde die sich ergebende Probe unter Verwendung eines Schwamms gereinigt und erfuhr eine Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas. Auf diese Weise wurden die übrigbleibenden Polierteilchen auf der Oberfläche der Probe vollständig entfernt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Plasmaausgangsleistung 500 W betrug, und der O2-Partialdruck 0,9 Torr. Bei dieser Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas kann der Kohlenstoffilm auf den Al- Zwischenverbindungen 44 gleichzeitig entfernt werden, was zu einer verringerten Anzahl an Herstellungsschritten führt.After the CMP, the resulting sample was cleaned using a sponge and subjected to an ashing treatment using an oxygen plasma. In this way, the remaining polishing particles on the surface of the sample were completely removed. It should be noted that the plasma output was 500 W and the O 2 partial pressure was 0.9 Torr. In this ashing treatment using an oxygen plasma, the carbon film on the Al interconnects 44 can be simultaneously removed, resulting in a reduced number of manufacturing steps.

Aus diesem Beispiel ergibt sich, daß beim Polieren eines SiO2-Films unter Verwendung amorpher Kohlenstoffteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm als Poliermittel eine Dispersionslösung vorzugsweise eine wäßrige Alkalihydroxydlösung ist, um die Poliergeschwindigkeit durch eine zusätzliche chemische Ätzwirkung zu erhöhen.From this example, it is found that when polishing an SiO 2 film using amorphous carbon particles having an average particle size of 0.5 μm as a polishing agent, a dispersion solution is preferably an aqueous alkali hydroxide solution to increase the polishing rate by an additional chemical etching.

Beispiel 4Example 4

Bei diesem Beispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren bei dem Schritt des Isolierens vergrabener Elemente eingesetzt Zuerst wurden, wie in Fig. 17A gezeigt ist, Gräben 48 zum Isolieren vergrabener Elemente ausgebildet, mit einer Tiefe von 0,8 µm und einer Breite von 0,35 µm in einem Siliziumsubstrat 41 mit Hilfe normaler photolithographischer und Ätz-Vorgänge. Daraufhin wurde ein 0,8 µm dicker SiO2-Film 42 hergestellt, um die Gräben 48 zu vergraben, mit einem CVD- Verfahren unter Verwendung von TEOS-Gas und O2-Gas. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt. Dann wurde, wie in Fig. 17B gezeigt, CMP mit der Probe durchgeführt, mit derselben Vorgehensweise wie im Beispiel 3. Daraufhin wurde, wie in Fig. 17C gezeigt ist, eine Wärmebehandlung der Probe in einer Sauerstoffatmosphäre durchgeführt, bei Atmosphärendruck und einer Temperatur von 1000°C über 30 Minuten, wodurch Polierteilchen 49 vollständig entfernt wurden. In this example, the method of the present invention is applied to the buried element isolation step. First, as shown in Fig. 17A, buried element isolation trenches 48 having a depth of 0.8 μm and a width of 0.35 μm were formed in a silicon substrate 41 by means of normal photolithographic and etching processes. Thereafter, a 0.8 μm-thick SiO 2 film 42 was prepared to bury the trenches 48 by a CVD method using TEOS gas and O 2 gas. In this way, a sample was prepared. Then, as shown in Fig. 17B, CMP was performed on the sample by the same procedure as in Example 3. Then, as shown in Fig. 17C, heat treatment of the sample was performed in an oxygen atmosphere, at atmospheric pressure and at a temperature of 1000 ° C for 30 minutes, whereby Polierteilchen 49 were completely removed.

Beispiel 5Example 5

Bei diesem Beispiel werden als Polierteilchen Teilchen aus einer organischen Polymerverbindung und Teilchen aus einer anderen Substanz zusammen verwendet. Als Probe wurde die in Fig. 14 gezeigte Anordnung verwendet, und mit der Probe wurde CMP durchgeführt. Ein Poliermittel wurde dadurch hergestellt, daß Kieselerdeteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 350 A in einer wäßrigen alkalischen Lösung mit einem pH-Wert von 11 dispergiert wurden. Wurden Drehgeschwindigkeiten eines Drehtisches und einer Probenhalterung auf 100 Umdrehungen pro Minute eingestellt, und betrug der Polierdruck 300 g/cm2, so betrug die Al- Poliergeschwindigkeit VAl des Poliermittels 900 A/min.In this example, particles of an organic polymer compound and particles of another substance are used together as polishing particles. As a sample, the arrangement shown in Fig. 14 was used and the sample was subjected to CMP. A polishing agent was prepared by dispersing silica particles having an average particle size of 350 Å in an aqueous alkaline solution having a pH of 11. When rotational speeds of a turntable and a sample holder were set at 100 rpm, and when the polishing pressure was 300 g / cm 2 , the Al polishing rate V Al of the polishing agent was 900 A / min.

Daraufhin wurde zum Zweck des Polierens der Probe und zum gleichzeitigen Entfernen der übrigbleibenden Kieselerdeteilchen von der Probenoberfläche ein Poliervorgang auf einem anderen Drehtisch als dem voranstehend erwähnten Poliertisch durchgeführt, bei einem Polierdruck 100 g/cm2, mit Drehgeschwindigkeiten des Drehtisches und des Probenhalters von 100 Umdrehungen pro Minute, mit einer Polierzeit von einer Minute, unter Verwendung eines Poliermittels, das durch Dispergieren von PMMA-Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 1000 A in einer wäßrigen alkalischen Lösung mit einem pH-Wert von 3 hergestellt wurde.Then, for the purpose of polishing the sample and simultaneously removing the remaining silica particles from the sample surface, polishing was performed on a turntable other than the above-mentioned polishing table, at a polishing pressure of 100 g / cm 2 , with rotary speeds of the turntable and the sample holder of 100 revolutions per minute, with a polishing time of one minute, using a polishing agent prepared by dispersing PMMA particles having an average particle size of 1000 A in an aqueous alkaline solution having a pH of 3.

Daraufhin wurde mit der Probe eine Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas unter denselben Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt. Es war daher möglich, Al-Zwischenverbindungen herzustellen, auf denen weder die Kieselerdeteilchen noch die PMMA-Teilchen übrig blieben. Es wird darauf hingewiesen, daß bei der Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas auch der Kohlenstoffilm 45 entfernt werden kann. Selbst wenn ein normales Poliermittel verwendet wird, ist es daher möglich, eine in der Praxis einsetzbare Poliergeschwindigkeit zu erhalten, und leicht die übrigbleibenden Polierteilchen zu entfernen.Then, an ashing treatment using an oxygen plasma under the same conditions as in Example 1 was performed on the sample. It was therefore possible to prepare Al intermediates on which neither the silica particles nor the PMMA particles remained. It should be noted that in the ashing treatment using an oxygen plasma, the carbon film 45 can also be removed. Therefore, even if a normal polishing agent is used, it is possible to obtain a practical polishing speed and easily remove the remaining polishing particles.

Vergleichsbeispiels 1Comparative Example 1

CMP wurde mit derselben Vorgehensweise wie im Beispiel 3 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, daß als Polierteilchen Diamantteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,5 µm verwendet wurden. Daher war es möglich, die Polierteilchen durch Schwammreinigung und eine Hitzebehandlung, die nach dem CMP durchgeführt wurde, in einer Sauerstoffatmosphäre zu entfernen. Allerdings bildeten sich eine große Anzahl an Fehlstellen auf der Oberfläche eines SiO2-Films der Probe, und die Oberflächenrauhigkeit Ra nahm einen Wert von etwa 2600 A an, was eine extreme Aufrauhung der Oberfläche anzeigt. Man kann annehmen, daß der Grund darin liegt, daß die korrigierte Mohs-Härte der Diamantteilchen 15 beträgt, was mehr ist als die korrigierte Mohs-Härte von 8 für den SiO2-Film, und daß die Teilchenform unregelmäßig und nicht kugelförmig ist.CMP was carried out by the same procedure as in Example 3, except that the abrasive particles used were diamond particles having an average particle size of 0.5 μm. Therefore, it was possible to remove the polishing particles by sponge cleaning and a heat treatment performed after the CMP in an oxygen atmosphere. However, a large number of voids formed on the surface of an SiO 2 film of the sample, and the surface roughness Ra took a value of about 2600 Å, indicating an extreme roughening of the surface. It may be considered that the reason is that the corrected Mohs hardness of the diamond particles is 15, which is more than the corrected Mohs hardness of 8 for the SiO 2 film, and that the particle shape is irregular and non-spherical.

Aus diesem Vergleichsbeispiel ergibt sich, daß Diamantteilchen in bezug auf die Oberflächenrauhigkeit und das Auftreten von Fehlern auf der Oberfläche ungeeignet sind.From this comparative example it follows that Diamond particles with respect to the surface roughness and the occurrence of defects on the surface are unsuitable.

Wie voranstehend erläutert poliert das Polierverfahren gemäß dieser Ausführungsform einen zu polierenden Film unter Verwendung kugelförmiger Teilchen, die aus einer organischen Polymerverbindung bestehen, oder von Teilchen, die zumindest Kohlenstoff als Hauptbestandteil enthalten, als Polierteilchen. Daher ist es möglich, die Menge übrigbleibender Polierteilchen nach dem Polieren zu minimalisieren, und das Polieren durchzuführen, ohne eine Einwärtskrümmung dergleichen hervorzurufen. Dies ermöglicht es, das Einebnen von Filmen und die Ausbildung vergrabener Metall-Zwischenverbindungen mit hoher Verläßlichkeit und hoher Ausbeute durchzuführen.As explained above, the polishing method according to FIG This embodiment, a film to be polished below Use of spherical particles consisting of an organic Polymer compound, or of particles that at least Contain carbon as the main constituent, as Polishing. Therefore, it is possible the amount remaining polishing particles after polishing minimize and polish without one  To cause inward curvature of the like. this makes possible it, leveling films and training buried Metal interconnections with high reliability and high yield.

Ausführungsform 3Embodiment 3

Bei CMP können feine Polierteilchen, welche in Abschnitte einschließlich feiner Zwischenverbindungen in der Größenordnung des Submikrometerbereichs oder in kleine Stufen in Gräben eintreten, nicht ausreichend durch Waschen mit Wasser und/oder Abschrubben entfernt werden, wie voranstehend erläutert. Aus diesem Grund bleiben auf Metall- Zwischenverbindungen unvermeidlich Polierteilchen übrig. Um Filme einzuebnen und Metall-Zwischenverbindungen mit hoher Qualität und hoher Verläßlichkeit auszubilden, ist es daher wesentlich, Fehler und Einwärtskrümmungen zu verringern, und die auf der Oberfläche eines zu polierenden Films nach dem CMP übrigbleibenden Polierteilchen.In CMP fine polishing particles, which in sections including fine intermediates in the Magnitude of sub-micron range or in small steps entering trenches, not sufficient by washing with Water and / or scrubbing be removed, as above explained. For this reason, stay on metal Intermediate compounds inevitable polishing particles left over. Around Flattening films and metal interconnects with high It is therefore quality and high reliability essential to reduce errors and inward curvatures, and on the surface of a film to be polished after the CMP remaining polishing particles.

Daher wird bei dieser Ausführungsform ein Verfahren beschrieben, welches die Einebnung von Filmen und die Ausbildung vergrabener Metall-Zwischenverbindungen ordnungsgemäß durch ausreichendes Entfernen nach dem CMP verbleibender Polierteilchen durchführt.Therefore, in this embodiment, a method described the leveling of films and the Training buried metal interconnects properly by sufficient removal after the CMP remaining polishing particles performs.

Diese Ausführungsform stellt ein Polierverfahren zur Verfügung, welches folgende Schritte aufweist: Ausbildung eines polierwiderstandsfähigen Films, der aus einem Material mit einer Poliergeschwindigkeit besteht, die niedriger ist als jene des Materials eines Films, der poliert werden soll, zumindest in vorspringenden Abschnitten eines Substrats, welches die vorspringenden Abschnitte und ausgenommene Abschnitte aufweist, Herstellung des zu polierenden Films auf dem polierwiderstandsfähigen Film, und Polieren des zu polierenden Films unter Verwendung eines Poliermittels, welches Polierteilchen mit einer Teilchengröße aufweist, die geringer ist als die Dicke des polierwiderstandsfähigen Films.This embodiment provides a polishing method Available, which has the following steps: training a polishing resistant film made of a material with a polishing rate that is lower as those of the material of a film that is to be polished at least in projecting portions of a substrate, which the projecting sections and recessed ones Has sections, producing the film to be polished on the polish resistant film, and polishing the  polishing film using a polishing agent, which has polishing particles with a particle size which less than the thickness of the polishing resistant Film.

Unter vorspringenden und ausgenommenen Abschnitten sind solche Vorsprünge und Abschnitte zu verstehen, die ausgebildet werden, wenn in einem Substrat Gräben für Zwischenverbindungen oder Öffnungen für Verbindungsleitungen gebildet werden Beispiele für Polierteilchen zur Verwendung bei dieser Ausführungsform sind Kieselerdeteilchen, Ceroxidteilchen, Zirkonoxidteilchen, Aluminiumoxidteilchen, Titanoxidteilchen, Siliziumcarbidteilchen, Diamantteilchen und Graphitteilchen.Under projecting and recessed sections are to understand such protrusions and sections that be formed when in a substrate trenches for Interconnections or openings for connecting lines Examples of polishing particles for use in this embodiment, silica particles, Ceria particles, zirconia particles, alumina particles, Titanium oxide particles, silicon carbide particles, diamond particles and graphite particles.

Beispiele für das Material des polierwiderstandsfähigen Films zur Verwendung bei dieser Ausführungsform sind Kohlenstoff, Si, SiO2, SiN, Ti, TiSix, W, Nb, WSix, und MoSix. Es wird darauf hingewiesen, daß das Material für den polierwiderstandsfähigen Film aus Materialien ausgewählt wird, die jeweils eine niedrigere Poliergeschwindigkeit aufweisen als das Material des zu polierenden Films, in bezug auf bei dem Polieren eingesetzte Polierteilchen. Daher ist es erforderlich, die Kombination des Materials des polierwiderstandsfähigen Films, des Materials des zu polierenden Films, und die Polierteilchen ordnungsgemäß auszuwählen, um die voranstehend genannten Bedingungen zu erfüllen. Ein Beispiel ist eine Kombination von Kohlenstoff als Material für den polierwiderstandsfähigen Film, Al als Material für den zu polierenden Film, und Kieselerdeteilchen als Polierteilchen.Examples of the material of the polish resistant film for use in this embodiment are carbon, Si, SiO 2 , SiN, Ti, TiSi x , W, Nb, WSi x , and MoSi x . It should be noted that the material for the polishing-resistant film is selected from materials each having a lower polishing speed than the material of the film to be polished with respect to polishing particles used in the polishing. Therefore, it is necessary to properly select the combination of the material of the polishing-resistant film, the material of the film to be polished, and the polishing particles to satisfy the above-mentioned conditions. An example is a combination of carbon as a material for the polishing-resistant film, Al as a material for the film to be polished, and silica particles as polishing particles.

Die Teilchengröße der bei dieser Ausführungsform verwendeten Polierteilchen ist kleiner gewählt als die Dicke des polierwiderstandsfähigen Films, aus dem nachstehend erläuterten Grund. Da der zu polierende Film einfacher poliert wird als der polierwiderstandsfähige Film während des Polierens, dringen Polierteilchen in den zu polierenden Film unter dem Einfluß eines Druckes ein. Dies führt dazu, daß der Poliervorgang übermäßig stark vor sich geht. Das Ausmaß des Eindringens der Polierteilchen, also das Ausmaß der Einwärtskrümmung, nimmt mit wachsender Teilchengröße zu. Daher wird die Teilchengröße wie voranstehend erläutert eingestellt, um das Ausmaß der Einwärtskrümmung auf etwa die Dicke des polierwiderstandsfähigen Films zu verringern. Nunmehr wird angenommen, wie in Fig. 18A gezeigt ist, daß ein Zwischenverbindungsmetall 52 in einem ausgenommenen Abschnitt eines Isolierfilms 51 vergraben ist, und ein polierwiderstandsfähiger Film 53 auf einem vorspringenden Abschnitt des Isolierfilms 51 vorgesehen ist. Wenn in diesem Fall die Teilchengröße der Polierteilchen 54 extrem kleiner ist als die Dicke des polierwiderstandsfähigen Films 53, sind während des Poliervorgangs solche Abschnitte schwer zu polieren, an welchen die Polierteilchen 54 und das Zwischenverbindungsmetall 52 miteinander in Berührung stehen. Daher steht, wie in Fig. 18B gezeigt ist, das Zwischenverbindungsmetall 52 von der Oberfläche des Isolierfilms 51 aus vor, wenn nach dem Polieren der polierwiderstandsfähige Film 53 entfernt ist. In bezug auf die Einebnung ist dies äußerst unerwünscht. Aus diesem Grund muß die Teilchengröße der Polierteilchen so gewählt sein, daß die Bedingung erfüllt ist, daß Teilchengröße/Dicke des polierwiderstandsfähigen Films 0,3 ist. Es wird darauf hingewiesen, daß unter Teilchengröße eine mittlere Teilchengröße zu verstehen ist, und daß es stark zu bevorzugen ist, daß die Polierteilchen eine Teilchengrößenverteilung aufweisen, bei welcher das Gewicht von Teilchen mit Teilchengrößen doppelt so groß wie oder kleiner als die mittlere Teilchengröße 80% oder mehr des Gewichtes sämtlicher Polierteilchen beträgt. The particle size of the polishing particles used in this embodiment is set smaller than the thickness of the polishing-resistant film, for the reason explained below. Since the film to be polished is polished more easily than the polishing-resistant film during polishing, polishing particles penetrate into the film to be polished under the influence of pressure. This causes the polishing process to be excessively severe. The degree of penetration of the polishing particles, that is the extent of the inward curvature, increases with increasing particle size. Therefore, the particle size is adjusted as explained above to reduce the amount of inward curvature to about the thickness of the polishing resistant film. Now, as shown in FIG. 18A, it is assumed that an interconnection metal 52 is buried in a recessed portion of an insulating film 51 , and a polishing-resistant film 53 is provided on a projecting portion of the insulating film 51 . In this case, if the particle size of the polishing particles 54 is extremely smaller than the thickness of the polishing resistant film 53 , during the polishing operation, those portions where the polishing particles 54 and the interconnection metal 52 are in contact with each other are difficult to polish. Is therefore, as shown in Fig. 18B, the intermediate metal 52 from the surface of the insulating film 51 from before, when removed after the polishing the polish resistant film 53. This is highly undesirable in terms of leveling. For this reason, the particle size of the polishing particles must be selected so as to satisfy the condition that the particle size / thickness of the polishing-resistant film is 0.3. It should be understood that particle size means an average particle size and that it is highly preferred that the polishing particles have a particle size distribution at which the weight of particles having particle sizes is twice or less than the average particle size of 80%. or more of the weight of all the polishing particles.

Das Polierverfahren gemäß dieser Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß ein polierwiderstandsfähiger Film, der aus einem Material mit einer niedrigeren Poliergeschwindigkeit als jener eines zu polierenden Films besteht, zumindest auf vorspringenden Abschnitten eines Substrats gebildet wird, welches die vorspringenden Abschnitte und ausgenommene Abschnitte aufweist, und der zu polierende Film auf dem polierwiderstandsfähigen Film ausgebildet wird, und unter Verwendung eines Poliermittels poliert wird, welches Polierteilchen mit einer Teilchengröße enthält, die geringer ist als die Dicke des polierwiderstandsfähigen Films.The polishing method according to this embodiment draws characterized in that a polishing-resistant film, the made of a material with a lower Polishing speed than that of a film to be polished exists, at least on projecting sections of a Substrate is formed, which the projecting Sections and excluded sections, and to Polishing film on the polish resistant film is formed, and using a polishing agent is polished, which polishing particles with a particle size contains less than the thickness of the polish resistant film.

Die Polierteilchen mit einer kleineren Teilchengröße als die Dicke des Polierwiderstandsfilms polieren den zu polierenden Film mit einer Dicke entsprechend der Teilchengröße. Da allerdings auf die Polierteilchen kaum ein Druck einwirkt, infolge des Vorhandenseins des polierwiderstandsfähigen Films, polieren die Teilchen den zu polierenden Film nicht weiter. Daher wird verhindert, daß der zu polierende Film bis zu einer Position unterhalb der Position der unteren Oberfläche des polierwiderstandsfähigen Films poliert wird. Dies ermöglicht es, das Auftreten von Fehlern und einer Rauhigkeit auf der Oberfläche zu verhindern, sowie das Auftreten von Einwärtskrümmungen, und die Einbettung von Polierteilchen, also solche Probleme, die auftreten, wenn ein zu polierender Film poliert wird, der aus einem Material geringer Härte besteht. Zusätzlich liegen alle Polierteilchen, die nicht durch eine Reinigung nach dem CMP entfernt werden, an der Oberfläche frei, wenn der polierwiderstandsfähige Film entfernt wird. Daher können diese übrigbleibenden Teilchen leicht durch einen nachfolgenden Reinigungsvorgang entfernt werden. The polishing particles with a smaller particle size than the Thickness of the polishing resistor film polish the to be polished Film with a thickness corresponding to the particle size. There but hardly any pressure is applied to the polishing particles, due to the presence of the polish resistant Films, the particles do not polish the film to be polished continue. Therefore, it is prevented that the film to be polished until to a position below the position of the lower one Surface of the polishing resistant film is polished. This allows the occurrence of errors and one To prevent roughness on the surface, as well as that Occurrence of inward curvatures, and the embedding of Polierteilchen, so those problems that occur when a polished film to be polished, made of a material low hardness. In addition, all lie Polierteilchen, not by a cleaning after the CMP be removed, free on the surface when the polish resistant film is removed. Therefore, you can these remaining particles easily through a be removed subsequent cleaning process.  

Beispiel 6Example 6

Zuerst wurde, wie in Fig. 19 gezeigt ist, ein SiO2-Film 62 auf einem Siliziumsubstrat 61 erzeugt, und es wurden durch übliche photolithographische und Ätzvorgänge Zwischenverbindungsausbildungsgräben 63 hergestellt, jeweils mit einer Breite von 0,4 bis 10 µm und einer Tiefe von 0,4 µm. Daraufhin wurde ein 500 A dicker Kohlenstoffilm 64 auf der gesamten Oberfläche durch Gleichspannungs-Magnetron- Sputtern hergestellt. Auf der gesamten Oberfläche dieses Kohlenstoffilms 64 wurde ein 4000 A dicker Al-Film 65 ohne Erhitzung in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr unter Verwendung des Gleichspannungs-Magnetron-Sputterns ausgebildet. Daraufhin erfolgte eine Wärmebehandlung des Al- Films 65 in einem Vakuum (beispielsweise bei einem Druck 10-4 Torr), wodurch der Al-Film 65 ausgeflockt und begraben wurde, während die Ausbildung eines natürlichen Oxidfilms auf der Oberfläche des Al-Films 65 unterdrückt wurde. Die Temperatur bei der Wärmebehandlung betrug beispielsweise 600°C. Dies führte dazu, daß sich Al zu einem Einkristall änderte, und der Al-Film 65 in den Gräben 63 vergraben wurde, und auf vorspringenden Abschnitten in Form von Inseln übrig blieb. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt.First, as shown in FIG. 19, an SiO 2 film 62 was formed on a silicon substrate 61 , and interconnection formation trenches 63 each having a width of 0.4 to 10 μm and a depth of. Were prepared by conventional photolithographic and etching processes 0.4 μm. Subsequently, a 500 Å thick carbon film 64 was produced on the entire surface by DC magnetron sputtering. On the entire surface of this carbon film 64 , a 4000 Å thick Al film 65 was formed without heating in an Ar atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr using DC magnetron sputtering. Thereafter, a heat treatment of the Al film 65 was performed in a vacuum (for example, at a pressure of 10 -4 Torr), whereby the Al film 65 was flocculated and buried while suppressing the formation of a natural oxide film on the surface of the Al film 65 , The temperature in the heat treatment was, for example, 600 ° C. As a result, Al was changed to a single crystal, and the Al film 65 was buried in the trenches 63 and remained on projecting portions in the form of islands. In this way, a sample was prepared.

Unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung wurde dann ein CMP mit der sich ergebenden Probe durchgeführt. Es wird darauf hingewiesen, daß ein Polyurethanschaum- Polierkissen mit einer Plüsch- oder Velouroberfläche als Polierkissen 13 verwendet wurde. Das bei diesem CMP verwendete Poliermittel wurde dadurch hergestellt, daß Kieselerdeteilchen mit einer Teilchengröße von 500 A bei einem Verhältnis von 10 Gew.-% in bezug auf das Gesamtgewicht in einer verdünnten wäßrigen Lösung aus Piperazin (C4H10N2) mit einem pH-Wert von 11 dispergiert wurden. Dies geschah deswegen, da als Polierteilchen, die geeignet für CMP zur Ausbildung metallischer vergrabener Zwischenverbindungen solche, die eine Teilchengröße von 1000 A oder weniger aufweisen, in bezug auf eine Einebnung weniger bevorzugt werden. Die Polierbedingungen bestanden in einem Polierdruck von 50 bis 300 g/cm2 1 einer Drehtisch- Umdrehungsgeschwindigkeit von 50 bis 500 Umdrehungen pro Minute, und einer Poliermittel-Zufuhrmenge von 300 cm3/min.Using the apparatus shown in Fig. 2, a CMP was then performed on the resulting sample. It should be noted that a polyurethane foam polishing pad having a plush or velor surface was used as the polishing pad 13 . The polishing agent used in this CMP was prepared by treating silica particles having a particle size of 500 Å at a ratio of 10% by weight relative to the total weight in a dilute aqueous solution of piperazine (C 4 H 10 N 2 ) having a pH of Value of 11 were dispersed. This has been because, as polishing particles suitable for CMP for forming metal buried interconnections, those having a particle size of 1000 Å or less are less preferable in leveling. The polishing conditions were a polishing pressure of 50 to 300 g / cm 2 1 of a turntable rotational speed of 50 to 500 rpm, and a polishing agent supply amount of 300 cm 3 / min.

Bei diesem CMP betrug die Poliergeschwindigkeit VAl des Al- Films und die Poliergeschwindigkeit des Vc des Kohlenstoffilms 830 A/min bzw. 0 A/min. Dies zeigt an, daß der Kohlenstoffilm nahezu perfekt als Polierwiderstandsfilm arbeitete. Wenn die gesamte Oberfläche des Kohlenstoffilms 64 freilag, ging daher der Poliervorgang auf den vorspringenden Abschnitten 66 nicht weiter. Allerdings ging in den Gräben 63, in welchen die obere Oberfläche des Al-Films 65 freilag, der Poliervorgang weiter, da die Poliergeschwindigkeit für Al höher war als jene für Kohlenstoff. Da der Kohlenstoffilm 64 auf den vorspringenden Abschnitten 66 vorhanden war, ließ sich der Druck von dem Polierkissen 13 schwer auf Polierteilchen 67 zu dem Zeitpunkt übertragen, an welchem der Poliervorgang von der oberen Oberfläche des Kohlenstoffilms 64 zu einer Tiefe entsprechend annähernd den Abmessungen des Außendurchmessers der Polierteilchen fortschritt. Daher hörte der Poliervorgang auf. Zu diesem Zeitpunkt befand sich die Oberfläche des Al-Films 65, der in den Gräben 63 vergraben war, nahezu auf dem gleichen Pegel wie die untere Oberfläche des Kohlenstoffilms 64 als Polierwiderstandsfilm.In this CMP, the polishing speed V Al of the Al film and the polishing speed of the Vc of the carbon film were 830 A / min and 0 A / min, respectively. This indicates that the carbon film worked almost perfectly as a polishing resistance film. Therefore, when the entire surface of the carbon film 64 was exposed, the polishing process on the projecting portions 66 did not proceed. However, in the trenches 63 in which the upper surface of the Al film 65 was exposed, the polishing continued because the polishing rate for Al was higher than that for carbon. Since the carbon film 64 was present on the protruding portions 66 , the pressure from the polishing pad 13 was hard to be transferred to polishing particles 67 at the time when polishing was performed from the upper surface of the carbon film 64 to a depth corresponding to approximately the outer diameter of the outer diameter Polierteilchen progressed. Therefore, the polishing process stopped. At this time, the surface of the Al film 65 buried in the trenches 63 was almost at the same level as the lower surface of the carbon film 64 as a polishing resistance film.

Nach dem CMP wurde die Probe mit reinem Wasser gewaschen, geschrubbt unter Verwendung eines PVA-Textilerzeugnisses (Polyvinylalkohol), und Ultraschallreinigung (erste Reinigung). Der Schnitt der sich ergebenden Probe ist in Fig. 20A dargestellt. Das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit von Polierteilchen, die auf der Probe verblieben, wurde unter Verwendung einer Staub-Überprüfungsvorrichtung und eines SEM (Rasterelektronenmikroskop) überprüft. Wie in Fig. 20A gezeigt ergab sich, daß keine Polierteilchen 67 auf dem Kohlenstoffilm 64 auf den vorspringenden Abschnitten 66 vorhanden waren, und eine geringe Menge an Polierteilchen 67 auf dem Al-Film 65 vorhanden waren, der in den Gräben 63 vergraben war.After the CMP, the sample was washed with pure water, scrubbed using a PVA fabric (polyvinyl alcohol), and ultrasonic cleaning (first cleaning). The section of the resulting sample is shown in Fig. 20A. The presence or absence of polishing particles remaining on the sample was checked by using a dust checking device and a SEM (Scanning Electron Microscope). As shown in Fig. 20A, it was found that no polishing particles 67 were present on the carbon film 64 on the protruding portions 66 , and a small amount of polishing particles 67 were present on the Al film 65 buried in the trenches 63 .

Daraufhin wurde mit der Probe eine Veraschungsbehandlung unter Verwendung eines Sauerstoffplasmas bei einem Sauerstoffpartialdruck von 0,9 Torr und einer Plasmaausgangsleistung von 500 W durchgeführt, wodurch der auf den vorspringenden Abschnitten 66 vorhandene Kohlenstoffilm 64 entfernt wurde. Der Schnitt durch die veraschte Probe ist in Fig. 20B dargestellt. Wie aus Fig. 20B hervorgeht, wurde die Oberfläche des freigelegten SiO2- Films 62 praktisch fluchtend zu Oberfläche des Al-Films 65 ausgebildet. Man kann annehmen, daß der Grund hierfür darin liegt, daß der Kohlenstoffilm 64 verhältnismäßig leicht geätzt wurde, wenn er dem Sauerstoffplasma ausgesetzt wurde, jedoch Al nicht geätzt wurde, da es durch einen natürlichen Oxidfilm geschützt war, der sich auf seiner Oberfläche ausgebildet hat.Subsequently, an ashing treatment using an oxygen plasma at an oxygen partial pressure of 0.9 Torr and a plasma output of 500 W was performed on the sample, thereby removing the carbon film 64 existing on the protruding portions 66 . The section through the ashed sample is shown in Fig. 20B. As shown in FIG. 20B, the surface of the exposed SiO 2 film 62 was formed substantially in alignment with the surface of the Al film 65 . It may be considered that the reason for this is that the carbon film 64 was relatively easily etched when exposed to the oxygen plasma but not etched as it was protected by a natural oxide film formed on its surface.

Die sich ergebende Probe wurde dann mit reinem Wasser gewaschen, unter Verwendung eines PVA-Textilerzeugnisses abgeschrubbt, und mit Ultraschall gereinigt (zweite Reinigung), wodurch die auf dem Al-Film 65 übrigbleibenden Polierteilchen 67 entfernt wurden. Das Vorhandensein bzw. die Abwesenheit der übrigbleibenden Polierteilchen auf der Probe in diesem Zustand wurde unter Verwendung der Staub­ überprüfungsvorrichtung und des SEM überprüft. Hierbei ergab sich, wie in Fig. 20C gezeigt ist, daß die auf dem Al-Film 65 verbleibenden Polierteilchen 67 nahezu perfekt entfernt wurden. Man kann annehmen, daß der Grund hierfür darin liegt, daß infolge der Tatsache, daß nach dem CMP der Kohlenstoffilm 64 von den vorspringenden Abschnitten 66 entfernt wurde, nur die Polierteilchen 67 von der Substratoberfläche aus vorsprangen, und dies das Entfernen der Teilchen durchs einen mechanischen Vorgang erleichterte. Zusätzlich zeigten sich weder Fehler noch Einwärtskrümmungen auf der Oberfläche des Al-Films, der in den Gräben 63 vergraben ist.The resulting sample was then washed with pure water, scrubbed using a PVA fabric, and ultrasonically cleaned (second cleaning), whereby the polishing particles 67 remaining on the Al film 65 were removed. The presence or absence of the remaining polishing particles on the sample in this state was checked by using the dust checking device and the SEM. As a result, as shown in Fig. 20C, the polishing particles 67 remaining on the Al film 65 were almost perfectly removed. It may be considered that the reason for this is that due to the fact that after the CMP, the carbon film 64 was removed from the protruding portions 66 , only the polishing particles 67 protruded from the substrate surface, and the removal of the particles by a mechanical Operation facilitated. In addition, neither flaws nor inward curvatures appeared on the surface of the Al film buried in the trenches 63 .

Mit der in Fig. 19 gezeigten Probe wurden getrennt CMP und die Veraschungsbehandlung durchgeführt, mit derselben Vorgehensweise wie voranstehend beschrieben, durch Änderung des Verhältnisses der Polierteilchengröße und der Polierwiderstandsfilmdicke durch Ändern der Teilchengröße der SiO2-Teilchen als Polierteilchen auf 200 bis 750 A, während die Dicke des Kohlenstoffilms 64 als Polierwiderstandsfilm auf 500 A festgehalten wurde, wodurch der Kohlenstoffilm 64 entfernt wurde. Dann wurden durch Reinigung die Polierteilchen entfernt. Unter Verwendung des Staubzählers wurde die Anzahl an Polierteilchen mit einer Teilchengröße von 0,2 µm oder mehr, die auf der Oberfläche jeder sich ergebenden Probe nach der zweiten Reinigung verblieben, gemessen. Das Ergebnis ist in Fig. 21 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Breite von Zwischenverbindungsausbildungsgräben der Probe 0,4 µm betrug. Wie aus Fig. 21 deutlich wird, ist dann, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen kleiner ist als die Dicke des Polierwiderstandsfilms, also wenn das Verhältnis von Polierteilchengröße zu Polierwiderstandsfilmdicke kleiner als 1 ist, die Anzahl verbleibender Polierteilchen auf der Oberfläche der Probe sehr klein. Bei diesem Beispiel war die Anzahl übrigbleibender Polierteilchen im Mittel gleich 10 oder geringer pro Wafer von 6 Zoll (15 cm), nachdem der Polierwiderstandsfilm entfernt und die Reinigung durchgeführt worden war. With the sample shown in Fig. 19, CMP and the ashing treatment were separately carried out by the same procedure as described above by changing the ratio of the polishing particle size and the polishing resistor film thickness by changing the particle size of the SiO 2 particles as polishing particles to 200 to 750 Å The thickness of the carbon film 64 as a polishing resistor film was kept at 500 A, whereby the carbon film 64 was removed. Then the polishing particles were removed by cleaning. Using the dust counter, the number of polishing particles having a particle size of 0.2 μm or more remaining on the surface of each resulting sample after the second cleaning was measured. The result is shown in FIG. 21. It should be noted that the width of interconnection formation trenches of the sample was 0.4 μm. As is clear from Fig. 21, when the particle size of the polishing particles is smaller than the thickness of the polishing resistor film, that is, when the ratio of polishing particle size to polishing resistor film thickness is smaller than 1, the number of remaining polishing particles on the surface of the sample is very small. In this example, the number of remaining polishing particles averaged 10 or less per 6-inch (15 cm) wafer after the polishing resistor film was removed and cleaning was performed.

Das voranstehend geschilderte Phänomen wurde dadurch untersucht, daß die Teilchengröße der Polierteilchen kleiner gewählt wurde als die Dicke des Polierwiderstandsfilms, und die Teilchengröße innerhalb des Bereiches von 100 bis 1000 A geändert wurde. Dies führte dazu, daß der Al-Film 65 in den Gräben 63 von der oberen Oberfläche des Polierwiderstandsfilms bis zu einer Tiefe von etwa der Teilchengröße der Polierteilchen in jedem Fall poliert wurde. Es hat sich daher herausgestellt, daß bei Verwendung von Polierteilchen mit einer Teilchengröße, die kleiner ist als die Dicke eines Polierwiderstandsfilms, die Position der gebildeten oberen Oberfläche des Al-Films 65 höher oder gleich der Position der unteren Oberfläche des Polierwiderstandsfilmes wird. Daher können die Polierteilchen stabil dadurch entfernt werden, daß ein Waschen mit Wasser, Schrubben, und Ultraschallreinigung in diesem Zustand durchgeführt werden.The above phenomenon was examined by making the particle size of the polishing particles smaller than the thickness of the polishing resistor film, and changing the particle size within the range of 100 to 1000 Å. As a result, the Al film 65 in the trenches 63 was polished from the upper surface of the polishing resistor film to a depth of about the particle size of the polishing particles in each case. Therefore, it has been found that by using polishing particles having a particle size smaller than the thickness of a polishing resistor film, the position of the formed upper surface of the Al film 65 becomes higher than or equal to the position of the lower surface of the polishing resistor film. Therefore, the polishing particles can be stably removed by performing washing with water, scrubbing, and ultrasonic cleaning in this state.

Bei diesem Beispiel wurde ein PVA-Textilerzeugnis beim Abschrubben verwendet. Allerdings konnten entsprechende Ergebnisse unter Verwendung eines Schwamms, einer Nylonbürste, eines Textilerzeugnisses aus Polyurethanschaum, und eines ungewebten Textilerzeugnisses erzielt werden, statt mit einem PVA-Textilerzeugnis.In this example, a PVA fabric was used in the Used scrubbing. However could appropriate Results using a sponge, one Nylon brush, a polyurethane foam fabric, and a non-woven fabric, instead with a PVA fabric.

Beispiel 7Example 7

Wie aus Fig. 22 hervorgeht, wurde auf einem Siliziumsubstrat 61 ein SiO2-Film 62 hergestellt, und auf der gesamten Oberfläche wurde durch Gleichspannungs-Magnetron-Sputtern ein 500 A dicker Kohlenstoffilm 64 ausgebildet. Daraufhin wurden durch normale photolithographische und Ätz-Vorgänge Zwischenverbindungsausbildungsgräben 63 mit denselben Abmessungen wie im Beispiel 6 hergestellt. Ein 4000 A dicker Al-Film 65 wurde dann auf der gesamten Oberfläche des sich ergebenden Anordnung hergestellt, in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr unter Einsatz des Gleichspannungs- Magnetron-Sputterns. In diesem Fall wurden, wie aus Fig. 22 hervorgeht, Furchen auf dem Al-Film erzeugt, wenn die Temperatur des Siliziumsubstrats 61 auf beispielsweise 500°C erhöht wurde. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt.As shown in Fig. 22, a SiO 2 film 62 was formed on a silicon substrate 61 , and a 500 Å-thick carbon film 64 was formed on the entire surface by DC magnetron sputtering. Thereafter, interconnection formation trenches 63 having the same dimensions as in Example 6 were prepared by ordinary photolithographic and etching processes. A 4000 Å thick Al film 65 was then formed over the entire surface of the resulting assembly, in an Ar atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr using DC magnetron sputtering. In this case, as shown in Fig. 22, furrows were generated on the Al film when the temperature of the silicon substrate 61 was raised to, for example, 500 ° C. In this way, a sample was prepared.

Mit der sich ergebenden Probe wurde CMP durchgeführt mit derselben Vorgehensweise wie beim Beispiel 6, wodurch der Al- Film 65 in den Gräben 63 vergraben wurde, und der überschüssige Al-Film von den vorspringenden Abschnitten 66 entfernt wurde. Dann wurde mit der sich ergebenden Probe eine erste Reinigung durchgeführt, eine Veraschung, und eine zweite Reinigung, mit derselben Vorgehensweise wie im Beispiel 1. Dies führte dazu, daß die meisten auf der Oberfläche der Probe verbleibenden Polierteilchen entfernt werden konnten.With the resulting sample, CMP was carried out by the same procedure as in Example 6, whereby the Al film 65 was buried in the trenches 63 , and the excess Al film was removed from the protruding portions 66 . Then, the resulting sample was subjected to a first cleaning, an ashing, and a second cleaning, by the same procedure as in Example 1. As a result, most of the polishing particles remaining on the surface of the sample could be removed.

Daraufhin wurde die Abhängigkeit des Ausmaßes der Einwärtskrümmung von der Polierzeit bei dieser Probe überprüft. Das Ausmaß der Einwärtskrümmung stellt, wie in Fig. 23 gezeigt, eine Entfernung D von der Position der oberen Oberfläche des Kohlenstoffilms 64 zu der Position eines Abschnitts mit der geringsten Dicke des Al-Films 65 dar. Es wird darauf hingewiesen, daß die Teilchengröße verwendeter Polierteilchen 67 auf 500 und 1000 A eingestellt wurde, die Dicke des Kohlenstoffilms 64 als Polierwiderstandsfilm auf 500 A, und die Breite des Al-Films 65 als Leitungsbreite auf 10 µm.Thereafter, the dependence of the extent of the inward curvature on the polishing time of this sample was checked. The degree of inward curvature, as shown in Fig. 23, represents a distance D from the position of the upper surface of the carbon film 64 to the position of a portion of the smallest thickness of the Al film 65. It should be noted that the particle size used Polishing particles 67 were set to 500 and 1000 A, the thickness of the carbon film 64 as a polishing resistance film to 500 A, and the width of the Al film 65 as a line width to 10 microns.

Wie in Fig. 24 dargestellt ist, ist die Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung und der Polierzeit so, daß das Ausmaß der Einwärtskrümmung kleiner gehalten wird als die Filmdicke, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen gleich der Dicke (500 A) des Polierwiderstandsfilms ist. Darüber hinaus war der Betrag der Einwärtskrümmung selbst dann noch kleiner als die Filmdicke, wenn die Polierzeit doppelt so groß war, wie zum vollständigen Wegpolieren des Al-Films 65 erforderlich wäre. Nimmt die Teilchengröße der Polierteilchen zu, so steigt die Poliergeschwindigkeit an, und auch das Ausmaß der Einwärtskrümmung steigt an. Weiterhin ist die Erhöhung (Steigung) beim Ausmaß der Einwärtskrümmung nach Entfernung des überschüssigen Al-Films 65 größer als dann, wenn die Teilchengröße 500 A beträgt. Wenn das Ausmaß der Einwärtskrümmung dadurch überprüft wurde, daß die Breite des Al-Films 65 geändert wurde, so blieb das Ausmaß für Breiten von 0,5 bis 10 µm annähernd gleich.As shown in Fig. 24, when the particle size of the polishing particles is equal to the thickness (500 Å) of the polishing resistor film, the relationship between the extent of the inward curvature and the polishing time is such that the extent of the inward curvature is kept smaller than the film thickness. In addition, the amount of inward curvature was still smaller than the film thickness even when the polishing time was twice that required for completely polishing away the Al film 65 . As the particle size of the polishing particles increases, the polishing rate increases, and the degree of inward curvature also increases. Furthermore, the increase (slope) in the degree of inward curvature after removal of the excess Al film 65 is larger than when the particle size is 500 Å. When the extent of the inward curvature was checked by changing the width of the Al film 65 , the amount remained approximately the same for widths of 0.5 to 10 μm.

Fig. 25 zeigt das Ausmaß der Einwärtskrümmung für einen 10 µm Al-Film, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen geändert wurde, während die Dicke eines polierwiderstandsfähigen Films auf 500 A festgehalten wurde. Wie aus Fig. 25 hervorgeht, ist ein Wendepunkt in dem Graphen vorhanden, wenn die Teilchengröße der Polierteilchen ebenso groß ist wie die Dicke (500 A) des Polierwiderstandsfilms. Für Teilchengrößen unterhalb des Wendepunktes ändert sich das Ausmaß der Einwärtskrümmung in mäßiger Weise, unterhalb der Dicke des Polierwiderstandsfilmes. Für Teilchengrößen oberhalb des Wendepunktes wird die Anstiegsrate des Betrages der Einwärtskrümmung nahezu proportional zu jener der Teilchengröße. Aus den Fig. 24 und 25 wird deutlich, daß ein überraschender Effekt der Verringerung des Betrages der Einwärtskrümmung erwartet werden kann, wenn das Polieren unter Verwendung von Polierteilchen durchgeführt wird, deren Teilchengröße kleiner ist als die Dicke eines Polierwiderstandsfilms. Fig. 25 shows the degree of inward curvature for a 10 μm Al film when the particle size of the polishing particles was changed while the thickness of a polishing-resistant film was held at 500A. As shown in Fig. 25, when the particle size of the polishing particles is as large as the thickness (500 Å) of the polishing resistor film, a turning point exists in the graph. For particle sizes below the inflection point, the degree of inward curvature changes moderately below the thickness of the polishing resistor film. For particle sizes above the inflection point, the rate of increase of the amount of inward curvature becomes nearly proportional to that of the particle size. From Figs. 24 and 25, it can be seen that a surprising effect of reducing the amount of inward curvature can be expected when the polishing is carried out using polishing particles whose particle size is smaller than the thickness of a polishing resistor film.

Beispiel 8Example 8

Gemäß Fi 48186 00070 552 001000280000000200012000285914807500040 0002004410787 00004 48067g. 26 wurde einem Siliziumsubstrat 61 ein SiO2-Film 62 hergestellt, und durch normale photolithographische und Ätz-Vorgänge wurden Zwischenverbindungsausbildungsgräben 62 hergestellt, die jeweils eine Breite von 0,4 bis 10 µm und eine Tiefe von 0,4 µm aufwiesen. Daraufhin wurde ein 500 A dicker polykristalliner Siliziumfilm 68 auf der Gesamtoberfläche durch Wechselspannung-Magnetron- Sputtern erzeugt. Daraufhin wurde ein 4000 A dicker Cu-Film 69 auf der gesamten Oberfläche in einer Ar-Atmosphäre bei einem Druck von 10-4 Torr unter Verwendung von Gleichspannungs-Magnetron- Sputtern hergestellt. In diesem Fall wurden auf dem Cu-Film 69 Furchen erzeugt, wie in Fig. 26 gezeigt, wenn die Temperatur des Siliziumsubstrats 61 auf beispielsweise 700°C erhöht wurde. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt. Daraufhin wurde bei der Probe CMP durchgeführt mit derselben Vorgehensweise wie im Beispiel 6, wodurch der Cu-Film 69 in den Gräben 63 vergraben wurde, und der überschüssige Cu-Film von den vorspringenden Abschnitten 66 entfernt wurde. Es wird darauf hingewiesen, daß das verwendete Poliermittel dadurch hergestellt wurde, daß Kieselerdeteilchen in einer wäßrigen Piperazin-Lösung dispergiert wurden, und in die sich ergebende Dispersion ein Oxidationsmittel eingemischt wurde.According to Fi 48186 00070 552 001000280000000200012000285914807500040 0002004410787 00004 48067g. 26, a SiO 2 film 62 was formed on a silicon substrate 61 , and interconnect formation trenches 62 each having a width of 0.4 to 10 μm and a depth of 0.4 μm were prepared by ordinary photolithographic and etching processes. Thereafter, a 500 Å thick polycrystalline silicon film 68 was formed on the entire surface by AC magnetron sputtering. Thereafter, a 4000 Å thick Cu film 69 was produced on the entire surface in an Ar atmosphere at a pressure of 10 -4 Torr using DC magnetron sputtering. In this case, 69 grooves were formed on the Cu film as shown in Fig. 26, when the temperature of the silicon substrate 61 was raised to, for example, 700 ° C. In this way, a sample was prepared. Thereafter, the sample was subjected to CMP by the same procedure as in Example 6, whereby the Cu film 69 was buried in the trenches 63 , and the excess Cu film was removed from the protruding portions 66 . It should be noted that the polishing agent used was prepared by dispersing silica particles in an aqueous piperazine solution and mixing an oxidizing agent into the resulting dispersion.

Nach dem CMP wurde mit der sich ergebenden Probe ein Waschvorgang mit reinem Wasser durchgeführt, Abschrubben unter Verwendung eines PVA-Textilerzeugnisses, sowie Ultraschallreinigung. Die übrigbleibenden Polierteilchen auf der Probe wurden unter Verwendung einer Staub- Überprüfungsvorrichtung und eines SEM überprüft. Als Ergebnis stellte sich heraus, wie in Fig. 27A gezeigt, daß keine Polierteilchen 67 auf dem polykristallinen Siliziumfilm 68 auf den vorspringenden Abschnitten 66 vorhanden waren, und eine geringe Menge an Polierteilchen 67 auf dem Cu-Film 68, der in den Gräben 63 vergraben ist, vorhanden war. Dann wurde bei der Probe Plasmaätzen unter Verwendung eines CF4-Plasmas durchgeführt, um, den auf den vorspringenden Abschnitten 66 ausgebildeten polykristallinen Siliziumfilm 68 zu entfernen. Fig. 27B zeigt den Schnitt durch die Probe nach dem Plasmaätzen. Wie auf Fig. 27B hervorgeht, befand sich die Oberfläche des SiO2-Films 62 annähernd auf demselben Niveau wie die Oberfläche des Cu-Films 69.After CMP, the resulting sample was washed with pure water, scrubbed using a PVA fabric, and sonicated. The remaining polishing particles on the sample were checked using a dust checking device and an SEM. As a result, as shown in Fig. 27A, it was found that no polishing particles 67 were present on the polycrystalline silicon film 68 on the protruding portions 66 and a small amount of polishing particles 67 on the Cu film 68 buried in the trenches 63 is, was present. Then, the sample was subjected to plasma etching using a CF 4 plasma to remove the polycrystalline silicon film 68 formed on the protruding portions 66 . Fig. 27B shows the section through the sample after plasma etching. As shown in FIG. 27B, the surface of the SiO 2 film 62 was approximately at the same level as the surface of the Cu film 69 .

Daraufhin wurde mit der sich ergebenden Probe ein Waschvorgang mit reinem Wasser durchgeführt, Abschrubben unter Verwendung eines PVA-Textilerzeugnisses, und eine Ultraschallreinigung, wodurch die Polierteilchen 67 entfernt wurden, die auf dem Cu-Film 69 verblieben waren. In diesem Zustand wurden die übrigbleibenden Polierteilchen auf der Probe unter Verwendung der Staub-Überprüfungsvorrichtung und des SEM überprüft. Es zeigte sich, wie in Fig. 27C gezeigt, daß die restlichen Polierteilchen 67 auf dem Cu-Film 69 nahezu vollständig entfernt worden waren. Darüber hinaus traten weder Fehlstellen noch eine Einwärtskrümmung auf der Oberfläche des Cu-Films 69 auf, der in den Gräben 63 vergraben ist.Thereafter, the resulting sample was subjected to a pure water washing, scrubbing using a PVA fabric, and ultrasonic cleaning, thereby removing the polishing particles 67 remaining on the Cu film 69 . In this state, the remaining polishing particles on the sample were checked using the dust checking device and the SEM. As shown in Fig. 27C, it was found that the remaining polishing particles 67 on the Cu film 69 were almost completely removed. Moreover, neither flaws nor inward curvature occurred on the surface of the Cu film 69 buried in the trenches 63 .

In jedem der voranstehend beschriebenen Beispiele 6 bis 8 wurde als Poliermittel die Aufschlämmung verwendet, die durch Dispergieren von Kieselerdeteilchen in einer wäßrigen Piperazinlösung mit einem pH-Wert von 11 hergestellt wurde. Jedoch ist es ebenfalls möglich, Amine wie beispielsweise Triethylamin, Cholin, und TMAH (Tetramethylammoniumhydroxid), Ammoniak, oder Alkalihydroxid als die Alkalilösung zur Einstellung des pH-Wertes zu verwenden. In each of the above-described Examples 6 to 8 The slurry used was the polish by the slurry Dispersing silica particles in an aqueous Piperazine solution having a pH of 11 was prepared. However, it is also possible to use amines such as Triethylamine, choline, and TMAH (tetramethylammonium hydroxide), Ammonia, or alkali hydroxide as the alkali solution to Adjust the pH value.  

Beispiel 9Example 9

Wie in Fig. 28 gezeigt wurde auf einem Siliziumsubstrat 61 ein SiO2-Film 62 hergestellt, und ein 4000 A dicker Al-Film 65 und ein 500 A dicker Kohlenstoffilm 64 wurden in dieser Reihenfolge auf dem Film 62 durch Gleichspannungs-Magnetron- Sputtern hergestellt. Daraufhin wurde durch übliche photolithographische und Ätz-Vorgänge ein Muster mit einer Linienbreite von 0,04 bis 10 µm ausgebildet. Dann wurde ein 10 000 A dicker SiO2-Film 70 auf der gesamten Oberfläche durch ein Plasma-CVD-Verfahren unter Verwendung organischen Silangases erzeugt. Auf diese Weise wurde eine Probe hergestellt. Daraufhin wurde CMP mit der sich ergebenden Probe durchgeführt, mit derselben Vorgehensweise wie im Beispiel 6, wodurch der SiO2-Film 70 bis zur Position der oberen Oberfläche des Al-Films 65 entfernt wurde. Als Poliermittel wurde eine Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 10,0 verwendet, welche durch Dispergieren von Kieselerdeteilchen mit einer Teilchengröße von 500 A in einer wäßrigen Kaliumhydroxidlösung hergestellt wurde. Die Poliergeschwindigkeit VOX des SiO2-Films und die Poliergeschwindigkeit VC des Kohlenstoffilms betrug 1000 bzw. 10 A/min, was eine ausreichende Polierselektivität anzeigt.As shown in Fig. 28, a SiO 2 film 62 was formed on a silicon substrate 61 , and a 4000 Å thick Al film 65 and a 500 Å thick carbon film 64 were formed in this order on the film 62 by DC magnetron sputtering , Then, a pattern having a line width of 0.04 to 10 μm was formed by usual photolithographic and etching processes. Then, a 10,000 Å thick SiO 2 film 70 was formed on the entire surface by a plasma CVD method using organic silane gas. In this way, a sample was prepared. Thereafter, CMP was performed on the resulting sample by the same procedure as in Example 6, whereby the SiO 2 film 70 was removed to the position of the upper surface of the Al film 65 . As the polishing agent, a slurry having a pH of 10.0, which was prepared by dispersing silica particles having a particle size of 500 Å in an aqueous potassium hydroxide solution, was used. The polishing speed V OX of the SiO 2 film and the polishing speed V C of the carbon film were 1000 and 10 A / min, respectively, indicating sufficient polishing selectivity.

Nach dem CMP wurde mit der sich ergebenden Probe ein Waschvorgang mit reinem Wasser durchgeführt, ein Abschrubben unter Verwendung eines PVA-Textilerzeugnisses, sowie eine Ultraschallreinigung. Die auf der Probe übrigbleibenden Polierteilchen wurden unter Verwendung einer Staub- Überprüfungsvorrichtung und eines SEM überprüft. Hierbei ergab sich, wie in Fig. 29A gezeigt ist, daß eine kleine Menge an Polierteilchen 27 auf dem SiO2-Film 70 festgestellt wurde. Daraufhin wurde eine Veraschungsbehandlung mit der Probe mit derselben Vorgehensweise wie im Beispiel 6 durchgeführt, wodurch der Kohlenstoffilm 64 entfernt wurde, der auf dem Al-Film 65 ausgebildet wurde. Fig. 29B zeigt den Abschnitt der Probe nach der Veraschungsbehandlung. Wie aus Fig. 29B hervorgeht, war die Oberfläche des freigelegten SiO2-Films 62 nahezu pegelgleich mit der Oberfläche des Al- Films 65.After the CMP, the resulting sample was subjected to a pure water washing, scrubbing using a PVA fabric, and ultrasonic cleaning. The polishing particles remaining on the sample were checked using a dust checking device and an SEM. As a result, as shown in Fig. 29A, a small amount of polishing particles 27 were observed on the SiO 2 film 70 . Thereafter, ashing treatment with the sample was conducted by the same procedure as in Example 6, whereby the carbon film 64 formed on the Al film 65 was removed. Fig. 29B shows the portion of the sample after the ashing treatment. As shown in Fig. 29B, the surface of the exposed SiO 2 film 62 was nearly level with the surface of the Al film 65 .

Mit der sich ergebenden Probe wurde dann ein Waschvorgang mit reinem Wasser durchgeführt, ein Abschrubben unter Verwendung eines PVA-Textilerzeugnisses, sowie eine Ultraschallreinigung, wodurch die Polierteilchen 67 entfernt wurden, die auf dem SiO2-Film 70 verblieben waren. In diesem Zustand wurden die übrigbleibenden Polierteilchen auf der Probe unter Verwendung der Staub-Überprüfungsvorrichtung und des SEM überprüft. Hierbei ergab sich, wie in Fig. 29C gezeigt ist, daß die auf dem SiO2-Film 70 übrigbleibenden Polierteilchen 67 praktisch vollständig entfernt wurden. Weiterhin stellte sich heraus, daß der Betrag der Einwärtskrümmung innerhalb der Dicke des Polierwiderstandsfilms verringert wurde. Daher wurde bestätigt, daß identische Wirkungen erzielt werden können, selbst wenn der zu polierende Film kein Metallfilm ist.The resulting sample was then subjected to a pure water washing, scrubbing using a PVA fabric, and ultrasonic cleaning, thereby removing the polishing particles 67 remaining on the SiO 2 film 70 . In this state, the remaining polishing particles on the sample were checked using the dust checking device and the SEM. As a result, as shown in Fig. 29C, the polishing particles 67 remaining on the SiO 2 film 70 were almost completely removed. Furthermore, it was found that the amount of inward curvature was reduced within the thickness of the polishing resistor film. Therefore, it was confirmed that identical effects can be obtained even if the film to be polished is not a metal film.

Bei dem voranstehend beschriebenen Polierverfahren gemäß dieser Ausführungsform wird ein Polierwiderstandsfilm, der aus einem Material mit einer niedrigeren Poliergeschwindigkeit als jener des Materials eines zu polierenden Films besteht, zumindest auf einen vorspringenden Abschnitt eines Substrats ausgebildet, welches den vorspringenden Abschnitt und einen ausgenommenen Abschnitt aufweist. Der zu polierende Film wird auf diesem Polierwiderstandsfilm ausgebildet und poliert unter Verwendung eines Poliermittels, welches Polierteilchen mit einer Teilchengröße aufweist, die kleiner ist als die Dicke des Polierwiderstandsfilms. Dies ermöglicht es, die Einwärtskrümmung zu verringern und in zufriedenstellender Weise nach dem Polieren zurückbleibende Polierteilchen zu entfernen. Daher läßt sich eine Einebnung von Filmen und eine Ausbildung vergrabener Metall-Zwischenverbindungen gut durchführen. Weiterhin erleichtert dies das Entfernen der Polierteilchen, die auf der Oberfläche des zu polierenden Films nach dem Polieren zurückbleiben.In the above-described polishing method according to This embodiment is a polishing resistance film, the made of a material with a lower Polishing speed than that of one's material too polishing film, at least on a projecting Formed portion of a substrate, which the projecting section and a recessed section having. The film to be polished will be on this Polished resistor film formed and polished under Use of a polishing agent, which polishing particles with a particle size smaller than the thickness of the polishing resistor film. This allows the Reduce inward curvature and in more satisfactory  After polishing, remaining polishing particles remove. Therefore, a leveling of films and a Education of buried metal interconnects good carry out. Furthermore, this facilitates the removal of Polierteilchen, which on the surface of the to be polished Films remain after polishing.

Weiterhin kann das Polierausmaß dadurch gesteuert werden, daß die Kombination des Polierwiderstandsfilms und des zu polierenden Films geeignet ausgewählt wird, oder die Kombination der Dicke des Polierwiderstandsfilms und der Teilchengröße der Polierteilchen. Dies ermöglicht die Herstellung von Halbleitervorrichtungen mit hoher Verläßlichkeit.Furthermore, the polishing amount can be controlled by the combination of the polishing resistor film and the polishing film is suitably selected, or the Combination of the thickness of the polishing resistor film and the Particle size of the polishing particles. This allows the Production of semiconductor devices with high Reliability.

Ausführungsform 4Embodiment 4

Obwohl SiO2, Al, Cu und W beispielsweise als Material eines zu polierenden Objekts mittels CMP in einem Halbleiterherstellungsverfahren verwendet werden können, ist die Poliertemperatur unter anderen Polierbedingungen, unabhängig vom zu polierenden Metall, von größter Wichtigkeit. Eine Änderung der Temperatur des CMP führt zu starken Änderungen der Poliergeschwindigkeit und der Poliereigenschaften. Konventionelle Poliervorrichtungen verwenden Poliertemperatur-Einstelleinrichtungen zur Verringerung von Änderungen der Poliergeschwindigkeit und der Poliereigenschaften, die durch eine Änderung der Poliertemperatur hervorgerufen werden. Beispielsweise ist eine Kühlwasserumlaufeinheit an einen Behälter zur Aufbewahrung eines Poliermittels angeschlossen, um die Temperatur des Behälters konstant zu halten, wodurch Änderungen der Poliercharakteristik verhindert werden, die durch eine Temperaturänderung hervorgerufen werden. Alternativ hierzu kann eine Kühlwasserumlaufeinheit an einen Drehtisch zu dessen Kühlung angeschlossen sein, wodurch die Ebenheit des Drehtisches aufrecht erhalten wird, nämlich dadurch, daß dessen Verwindung verhindert wird. Ein Beispiel für eine Poliervorrichtung, welche Einrichtungen dieser Art aufweist, ist Mecapol E2000 (Produktbezeichnung, hergestellt von der PRESSI CORPORATION (Frankreich)). Diese Poliervorrichtung weist eine Einrichtung zum Kühlen eines Drehtisches durch Sprühkühlung von Wasser gegen die untere Oberfläche des Tisches auf.For example, although SiO 2 , Al, Cu and W can be used as a material of an object to be polished by CMP in a semiconductor manufacturing process, the polishing temperature under other polishing conditions regardless of the metal to be polished is of the utmost importance. A change in the temperature of the CMP leads to strong changes in the polishing rate and the polishing properties. Conventional polishing apparatuses use polishing temperature adjusting means for reducing changes in the polishing speed and the polishing properties caused by a change in the polishing temperature. For example, a cooling water circulation unit is connected to a container for storing a polishing agent to keep the temperature of the container constant, thereby preventing changes in the polishing characteristic caused by a temperature change. Alternatively, a cooling water circulation unit may be connected to a turntable for cooling thereof, whereby the flatness of the turntable is maintained, namely by preventing its twisting. An example of a polishing apparatus having devices of this type is Mecapol E2000 (product name, manufactured by PRESSI CORPORATION (France)). This polishing apparatus has means for cooling a turntable by spray-cooling water against the lower surface of the table.

Die Erfinder haben umfangreiche Versuche unternommen und herausgefunden, daß bei der Durchführung von CMP zum Zwecke der Ausbildung vergrabener Zwischenverbindungen, die aus einem weichen Metall wie beispielsweise Al, Cu oder Ag bestehen, wenn eine Poliermittelaufschlämmung bei einer niedrigen Temperatur von etwa 0 bis 10°C zugeführt wird, die sich ergebende Einwärtskrümmung des Metalls kleiner ist als dann, wenn die Poliermittelaufschlämmung bei Zimmertemperatur von 20 bis 30°C zugeführt wird. Wenn allerdings ein Poliermittel, welches durch Dispergieren von Polierteilchen hergestellt wird, auf niedrigen Temperaturen in einem Behälter zum Aufbewahren des Poliermittels gehalten wird, flocken die Polierteilchen leicht aus und werden ausgefällt. Wenn ein Poliermittel, in welchem Polierteilchen ausflocken und ausfällen, also ein inhomogenes Poliermittel, für das Polieren eingesetzt wird, werden Fehlstellen auf der Oberfläche eines zu polierenden Objekts ausgebildet, oder es ändert sich die Poliergeschwindigkeit oder die Poliereigenschaften. Konventionelle Poliervorrichtungen verwenden einen Rührer in einem Behälter, um das Ausflocken und Ausfällen von in einem Poliermittel enthaltenen Polierteilchen zu verhindern. Wenn jedoch das Poliermittel auf niedrigen Temperaturen gehalten wird, kann das Ausflocken und Ausfällen der Polierteilchen durch den Rührer allein nicht ausreichend verhindert werden. Daher ist es unmöglich, das Auftreten von Fehlstellen auf der Oberfläche eines zu polierenden Objekts zu vermeiden, oder die Änderungen der Poliergeschwindigkeit und der Poliereigenschaften.The inventors have made extensive experiments and found that when performing CMP for the purpose the formation of buried interconnections that out a soft metal such as Al, Cu or Ag when a polish slurry at a low temperature of about 0 to 10 ° C is supplied to the resulting inward curvature of the metal is less than when the polish slurry is at room temperature is fed from 20 to 30 ° C. If, however, a Polish, which by dispersing polishing particles is produced at low temperatures in one Container is kept for storing the polishing agent, Flake the polishing particles easily and are precipitated. If a polish in which polishing particles flocculate and failures, so an inhomogeneous polish, for the Polishing is used, defects on the Surface formed of an object to be polished, or it changes the polishing speed or the Polishing properties. Conventional polishing devices use a stirrer in a container to flocculate and precipitation of contained in a polishing agent Prevent polishing particles. However, if the polish kept at low temperatures, flocculation may occur and precipitation of the polishing particles by the stirrer alone can not be sufficiently prevented. Therefore, it is impossible  the appearance of imperfections on the surface of a too to avoid polishing object, or the changes of Polishing speed and polishing properties.

Daher stellt die vorliegende Ausführungsform ein Polierverfahren zum Polieren eines zu polierenden Objekts zu Verfügung, während die Temperatur eines einem Drehtisch zuzuführenden Poliermittels eingestellt wird, unter Verwendung einer Poliervorrichtung, welche einen Poliermittelaufbewahrungsbehälter zum Speichern des Poliermittels aufweist, den Drehtisch zum Polieren des zu polierenden Objekts, ein Poliermittelzufuhrrohr zum Liefern des Poliermittels von dem Poliermittelspeicherbehälter auf den Drehtisch, eine Polierobjekt-Aufspannvorrichtung zum Haltern des zu polierenden Objektes, so daß die zu polierende Oberfläche des Objektes dem Drehtisch gegenüberliegt, und eine Poliermittelversorgungsrohrtemperatureinstelleinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Poliermittels.Therefore, the present embodiment stops Polishing method for polishing an object to be polished Available while the temperature of a turntable is adjusted to be supplied to polishing agent, under Use of a polishing apparatus which has a Polishing agent storage container for storing the Polishing agent, the turntable for polishing the zu polishing object, a polishing agent supply pipe for supplying of the polishing agent from the polishing agent storage container the turntable, a polishing object jig for Holder of the object to be polished so that the to be polished Surface of the object opposite the turntable, and a polish supply tube temperature adjuster for adjusting the temperature of the polishing agent.

Beispiel 9Example 9

Fig. 30 ist eine schematische Ansicht mit der Darstellung eines Beispiels für eine Poliervorrichtung gemäß Ausführungsform 4. In Fig. 30 bezeichnet die Bezugsziffer 81 einen Probenhalter. Dieser Probenhalter 81 ist mit einem (nicht gezeigten) Antriebsmechanismus verbunden und kann durch den Antriebsmechanismus in Vertikalrichtung bewegt sowie gedreht werden. Ein zu polierendes Objekt 82 wird auf dem Probenhalter 81 mittels Vakuum aufgespannt. Ein Poliertisch 84 ist unterhalb des Probenhalters 81 angeordnet. Ein Polierkissen 83 ist an der oberen Oberfläche des Poliertisches 84 angebracht. Der Poliertisch 84 und das Polierkissen 83 bilden einen Drehtisch. Dieser Drehtisch kann durch einen (nicht gezeigten) Antriebsmechanismus gedreht werden. Fig. 30 is a schematic view showing an example of a polishing apparatus according to Embodiment 4. In Fig. 30, reference numeral 81 denotes a sample holder. This sample holder 81 is connected to a drive mechanism (not shown) and can be vertically moved and rotated by the drive mechanism. An object 82 to be polished is clamped on the sample holder 81 by means of vacuum. A polishing table 84 is disposed below the sample holder 81 . A polishing pad 83 is attached to the upper surface of the polishing table 84 . The polishing table 84 and the polishing pad 83 form a turntable. This turntable can be rotated by a drive mechanism (not shown).

Ein Rohr 85 ist in dem Poliertisch 84 angeordnet und mit einer Tischtemperatureinstelleinheit 86 verbunden. Ein Medium wie beispielsweise Wasser zirkuliert durch das Rohr 85. Die Tischtemperatureinstelleinheit 86 weist eine Kühlvorrichtung und eine Heizvorrichtung auf (die beide nicht dargestellt sind), und stellt die Temperatur des Mediums ein, welche durch das Rohr 85 zirkuliert. Auf diese Weise wird die Temperatur des Drehtisches eingestellt.A pipe 85 is disposed in the polishing table 84 and connected to a table temperature setting unit 86 . A medium such as water circulates through the tube 85 . The table temperature adjusting unit 86 has a cooling device and a heater (both of which are not shown), and adjusts the temperature of the medium circulating through the pipe 85 . In this way, the temperature of the turntable is adjusted.

Ein Poliermittelspeicherbehälter 87 mit 50 Litern zum Speichern eines Poliermittels ist an einem Ort oberhalb des Drehtisches angeordnet. Ein Flügelrad (Propeller) 88 zum Rühren des Poliermittels ist innerhalb des Behälters 87 angeordnet. Ein Poliermittelzufuhrrohr 89 ist mit der Seitenwand des Poliermittelspeicherbehälters 87 verbunden. Eine Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 ist an das Rohr 89 angeschlossen. Diese Einheit 92 weist eine Kühlvorrichtung (nicht gezeigt) auf. Wenn ein Poliermittel 91 durch das Poliermittelzufuhrrohr 89 fließt, wird die Temperatur des Poliermittels 91 eingestellt, bevor das Mittel zum Polierkissen 83 geliefert wird. Ein Rohr 93 ist um den Poliermittelspeicherbehälter 87 herumgewickelt und an eine Behältertemperatureinstelleinheit 94 angeschlossen. Ein Medium wie beispielsweise Wasser läuft im Kreislauf durch dieses Rohr 93 um. Die Behältertemperatureinstelleinheit 94 weist eine Kühlvorrichtung und eine Heizvorrichtung (beide nicht gezeigt) auf, und stellt die Temperatur des durch das Rohr 93 zirkulierenden Mediums ein. Auf diese Weise wird die Temperatur des Poliermittelspeicherbehälters 87 eingestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 und die Behältertemperatureinstelleinheit 94 entweder unabhängig voneinander oder gleichzeitig gesteuert oder geregelt werden können. Auf diese Weise ist die Poliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut.A polishing medium storage container 87 of 50 liters for storing a polishing agent is disposed at a location above the turntable. An impeller (propeller) 88 for stirring the polishing agent is disposed inside the container 87 . A polishing agent supply pipe 89 is connected to the sidewall of the polisher storage container 87 . A polishing agent temperature adjusting unit 92 is connected to the pipe 89 . This unit 92 has a cooling device (not shown). When a polishing agent 91 flows through the polishing agent supply pipe 89 , the temperature of the polishing agent 91 is adjusted before the agent is supplied to the polishing pad 83 . A pipe 93 is wound around the polishing agent storage container 87 and connected to a container temperature adjusting unit 94 . A medium such as water circulates through this tube 93 . The container temperature adjusting unit 94 has a cooling device and a heater (both not shown), and adjusts the temperature of the medium circulating through the tube 93 . In this way, the temperature of the polishing agent storage container 87 is adjusted. It should be noted that the polishing agent temperature setting unit 92 and the container temperature adjusting unit 94 may be controlled or regulated either independently or simultaneously. In this way, the polishing apparatus according to the present invention is constructed.

Beim tatsächlichen Polieren eines zu polierenden Objektes unter Verwendung der Poliervorrichtung mit der voranstehend geschilderten Anordnung werden der Probenhalter 81 und der Drehtisch durch ihre jeweiligen Antriebsmechanismen gedreht. Der Probenhalter 81 wird dann nach unten bewegt, um das zu polierende Objekt 82 gegen das Polierkissen 83 mit einer vorbestimmten Belastung zu drücken. In diesem Zustand wird das Polieren durchgeführt, unter Zufuhr des Poliermittels 91 von einer Einspritzöffnung 90 des Poliermittelzufuhrrohrs 89 auf das Polierkissen 83.In actually polishing an object to be polished by using the polishing apparatus having the above arrangement, the sample holder 81 and the turntable are rotated by their respective driving mechanisms. The sample holder 81 is then moved down to press the object 82 to be polished against the polishing pad 83 with a predetermined load. In this state, the polishing is performed while supplying the polishing agent 91 from an injection port 90 of the polishing agent supply pipe 89 onto the polishing pad 83 .

Ein Verfahren zur Herstellung vergrabener Zwischenverbindungen aus Al auf einem Halbleitersubstrat unter Verwendung der voranstehend geschilderten Poliervorrichtung wird nachstehend beschrieben.A method of producing buried Intermediates of Al on a semiconductor substrate using the above Polishing apparatus will be described below.

Zuerst wurde ein SiO2-Film 100 auf einem Siliziumsubstrat hergestellt, und auf der gesamten Oberfläche des SiO2-Films 100 wurde durch Magnetron-Sputtern ein 50 nm dicker Kohlenstoffilm 100 hergestellt. Daraufhin wurden Gräben (1, 3, 5 und 10 µm breit) zur Ausbildung von Zwischenverbindungen über ein normales photolithographisches Verfahren hergestellt. Daraufhin wurde ein Al-Film 102 auf der gesamten Oberfläche mittels Gleichspannungs-Magnetronsputtern erzeugt. In diesem Fall wurde der Al-Film 102 so ausgebildet, daß er eine Dicke von 450 nm aufwies, was mehr war als die Höhe der Grabenstufen. Auf diese Weise wurde das zu polierende Objekt 82 hergestellt.First, a SiO 2 film was formed on a silicon substrate 100, and on the entire surface of the SiO2 film 100, a 50 nm thick carbon film 100 was formed by magnetron sputtering. Then trenches (1, 3, 5 and 10 microns wide) for the formation of intermediate compounds were prepared by a normal photolithographic process. Thereafter, an Al film 102 was formed on the entire surface by DC magnetron sputtering. In this case, the Al film 102 was formed to have a thickness of 450 nm, which was more than the height of the trench stages. In this way, the object 82 to be polished was produced.

Das sich ergebende Objekt 82 wurde auf den Probenhalter 81 aufgesetzt und mit CMP behandelt. Als Polierkissen 83 wurde ein Material verwendet, welches durch Befestigung einer geschäumten Polyurethanschicht auf einem nicht gewebten Textilerzeugnis hergestellt wurde und eine Gesamtdicke von 1,5 mm sowie eine Shore-Härte von 66 bis 88 aufwies. Dieses Polierkissen wurde deswegen ausgewählt, da dann, wenn CMP bei weichen Metallen durchgeführt wurde, beispielsweise Al und Cu, bei einem Polierdruck von 30 bis 600 gf/cm2 unter Verwendung nur von Wasser, keine Fehler mit einer Tiefe von 100 nm oder mehr auf der polierten Oberfläche erzeugt wurden, unabhängig von der Härte und dem Polierdruck. Als Poliermittel 91 wurde ein Material verwendet, welches durch Dispergieren von 1 Gew.-% Kieselerdeteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 35 nm in reinem Wasser hergestellt wurde. Die Polierbedingungen wurden wie nachstehend angegeben eingestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Drehtischtemperatur durch die Tischtemperatureinstelleinheit 86 konstant gehalten wurde.The resulting object 82 was placed on the sample holder 81 and treated with CMP. As the polishing pad 83 , a material prepared by attaching a foamed polyurethane layer to a non-woven fabric and having a total thickness of 1.5 mm and a Shore hardness of 66 to 88 was used. This polishing pad was selected because, when CMP was performed on soft metals, for example, Al and Cu, at a polishing pressure of 30 to 600 gf / cm 2 using only water, no defects having a depth of 100 nm or more the polished surface were generated, regardless of the hardness and the polishing pressure. As the polishing agent 91 , a material prepared by dispersing 1% by weight of silica particles having an average particle size of 35 nm in pure water was used. The polishing conditions were set as indicated below. It should be noted that the turntable temperature was kept constant by the table temperature setting unit 86 .

Polierdruck:Polishing pressure: 300 g/cm2 300 g / cm 2 Drehtischtemperatur:Turntable Temperature: 25°C (Zimmertemperatur)25 ° C (room temperature) Poliertischdrehgeschwindigkeit:Polishing table rotating speed: 100 Umdrehungen pro Minute100 revolutions per minute Drehgeschwindigkeit des Probenhalters:Rotational speed of the sample holder: 100 Umdrehungen pro Minute.100 revolutions per minute.

Unter den voranstehend angegebenen Polierbedingungen wurde die Temperatur des zuzuführenden Poliermittels unter nachstehende Bedingungen (1) und (2) geändert.Under the above polishing conditions was the temperature of the supplied polish under Changed conditions (1) and (2) below.

Zustand (1)Condition (1)

Das Poliermittel 91 wurde dem Poliermittelspeicherbehälter 87 bei 25°C (Zimmertemperatur) zugeführt, und die Temperatur des Poliermittelspeicherbehälters 87 wurde auf 25°C durch die Behältertemperatureinstelleinheit 94 eingestellt. Während der Einstellung wurde das Poliermittel 91, das in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 gespeichert wurde, durch den Propeller 88 gerührt. Bei der Zufuhr des Poliermittels 91 auf das Polierkissen 83 über das Poliermittelzufuhrrohr 89 wurde die Temperatur des Poliermittels 91 zwischen 1 und 80°C durch die Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 variiert.The polishing agent 91 was supplied to the polish storage container 87 at 25 ° C (room temperature), and the temperature of the polisher storage container 87 was set to 25 ° C by the container temperature setting unit 94 . During adjustment, the polishing agent 91 stored in the polish storage container 87 was agitated by the propeller 88 . When the polishing agent 91 was supplied to the polishing pad 83 via the polishing agent supply pipe 89 , the temperature of the polishing agent 91 was varied between 1 and 80 ° C by the polishing agent temperature adjusting unit 92 .

Zustand (2)Condition (2)

Das Poliermittel 91 wurde dem Poliermittelspeicherbehälter 87 bei 25°C (Zimmertemperatur) zugeführt, und die Temperatur des Poliermittelspeicherbehälters 87 wurde zwischen 1 und 80°C durch die Behältertemperatureinstelleinheit 94 geändert, während das Poliermittel 91, das in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 gespeichert wurde, durch den Propeller (Flügelrad) 88 gerührt wurde. Hatte sich die Temperatur des Poliermittels 91 in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 stabilisiert, so wurde das Poliermittel 91 dem Polierkissen 83 durch das Poliermittelzufuhrrohr 89 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt wurde die Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 entfernt.The polishing agent 91 was supplied to the polish storage container 87 at 25 ° C (room temperature), and the temperature of the polish storage container 87 was changed between 1 and 80 ° C by the container temperature adjusting unit 94 , while the polishing agent 91 stored in the polish storage container 87 was replaced by the polisher Propeller (impeller) 88 was stirred. When the temperature of the polishing agent 91 in the polishing agent storage container 87 had stabilized, the polishing agent 91 was supplied to the polishing pad 83 through the polishing agent supply tube 89 . At this time, the polishing agent temperature setting unit 92 was removed.

Die Fig. 32 und 33 sind Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Betrag der Einwärtskrümmung der Al-Zwischenverbindung und der Poliermitteltemperatur und der Beziehung zwischen der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche und der Poliermitteltemperatur, wenn das in Fig. 31 gezeigte, zu polierende Objekt unter den Bedingungen (1) und (2) poliert wurde. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß es schwierig war, direkt die Temperatur des Poliermittels zu messen, welches an das Polierkissen 83 geliefert wurde, so wurde die Temperatur (Polieroberflächentemperatur) auf der Oberfläche des Polierkissens 83 statt der Poliermitteltemperatur gemessen. FIGS. 32 and 33 are graphs showing the relationship between the amount of inward curvature of the Al interconnect and the slurry temperature and the relationship between the maximum surface roughness R max on the Al surface and the slurry temperature when shown in FIG , object to be polished under conditions (1) and (2) was polished. In this connection, it is noted that it was difficult to directly measure the temperature of the polishing agent supplied to the polishing pad 83 , so the temperature (polishing surface temperature) on the surface of the polishing pad 83 was measured instead of the polishing agent temperature.

Wie aus Fig. 32 hervorgeht, sind die Werte für das Ausmaß der Einwärtskrümmung in dem Zustand (1), also wenn die Temperatureinstellung unter Verwendung des Poliermittelzufuhrrohrs 89 durchgeführt wurde, beinahe die gleichen wie jene in dem Zustand (2), also wenn die Temperatureinstellung unter Verwendung des Poliermittelspeicherbehälters 87 durchgeführt wurde. Genauer gesagt verringert sich das Ausmaß der Einwärtskrümmung, wenn die Temperatur des Poliermittels niedriger ist. Daher kann das Ausmaß der Einwärtskrümmung des zu polierenden Objektes durch Verringerung der Temperatur des Poliermittels verringert werden. Wie aus Fig. 33 hervorgeht, wird darüber hinaus, wenn die Poliermitteltemperatur niedrig ist, die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche nach dem Polieren dadurch verringert, daß die Temperatureinstellung durch das Poliermittelzufuhrrohr 89 durchgeführt wird.As shown in Fig. 32, the values for the degree of inward curvature in the state (1), that is, when the temperature adjustment was performed using the polishing agent supply pipe 89 are almost the same as those in the state (2), that is, the temperature setting was performed using the polisher storage container 87 . More specifically, the degree of inward curvature decreases as the temperature of the slurry is lower. Therefore, the degree of inward curvature of the object to be polished can be reduced by lowering the temperature of the polishing agent. Further, as shown in FIG. 33, when the polishing agent temperature is low, the maximum surface roughness R max on the Al surface after polishing is reduced by performing the temperature adjustment by the polishing agent supply pipe 89 .

In einem Material wie einem Poliermittel, in welchem Polierteilchen als feine Teilchen in einer Lösung dispergiert sind, wird dann, wenn die Teilchen ausreichend klein sind, im allgemeinen der Dispersionszustand durch eine Brownsche Bewegung oder durch Abstoßungen zwischen den Teilchen infolge auf den Oberflächen gespeicherter elektrischer Ladungen aufrechterhalten. Wenn jedoch die Teilchen groß sind, oder die Energie für eine Brownsche Bewegung (Molekularbewegung) infolge einer niedrigen Temperatur unzureichend ist, so flocken die Teilchen aus und werden ausgefällt. Wenn der Poliermittelspeicherbehälter 87 gekühlt wird, wird aus diesem Grunde die Energie für eine Brownsche Molekularbewegung unzureichend, selbst wenn gerührt wird, so daß die Polierteilchen ausflocken und ausgefällt werden. Dies führt dazu, daß die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche nach dem Polieren zunimmt. Wenn andererseits das Poliermittelzufuhrrohr 89 gekühlt wird, so wird das Poliermittel 91 in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 in Dispersion gehalten. Da das Poliermittel unmittelbar vor der Zufuhr auf das Polierkissen 83 gekühlt wird, findet darüber hinaus weder eine Ausflockung noch eine Ausfällung der Polierteilchen statt. Daher ist die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche nach dem Polieren klein.In a material such as a polishing agent in which polishing particles are dispersed as fine particles in a solution, when the particles are sufficiently small, the dispersion state generally becomes due to Brownian motion or interparticle repulsions due to electric charges stored on the surfaces maintained. However, if the particles are large or the energy for Brownian motion (molecular motion) due to low temperature is insufficient, the particles will flocculate and precipitate. For this reason, when the polishing agent storage container 87 is cooled, the energy for Brownian molecular motion becomes insufficient even when it is stirred, so that the polishing particles are flocculated and precipitated. This causes the maximum surface roughness R max on the Al surface after polishing to increase. On the other hand, when the polishing agent supply pipe 89 is cooled, the polishing agent 91 is kept dispersed in the polishing agent storage container 87 . Moreover, since the polishing agent is cooled immediately before being supplied to the polishing pad 83 , neither flocculation nor precipitation of the polishing particles takes place. Therefore, the maximum surface roughness R max on the Al surface after polishing is small.

Das folgende Experiment wurde zur Bestätigung der voranstehenden Annahme durchgeführt. Zunächst wurde das Poliermittel 91 dem Poliermittelspeicherbehälter 87 bei 25°C (Zimmertemperatur) zugeführt und durch den Propeller (Rührflügel) 88 gerührt. Die Einstelltemperatur der Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 wurde auf 5°C eingestellt. In diesem Zustand wurde das Poliermittel 91 dem Polierkissen 83 durch das Poliermittelzufuhrrohr 89 zugeführt. Hierbei ergab sich, daß ständig eine Poliermitteltemperatur an der Einspritzöffnung 90 von 5 ± 0,5°C herrschte. Wenn das von der Einspritzöffnung 90 eingespritzte Poliermittel 91 untersucht wurde, so stellte sich heraus, daß weder eine Ausflockung noch eine Ausfällung aufgetreten waren. Dann wurde das Poliermittel 91 dem Poliermittelspeicherbehälter 87 bei 25°C (Zimmertemperatur) zugeführt, und durch den Propeller 88 gerührt. Die Einstelltemperatur der Behältertemperatureinstelleinheit 94 wurde auf 5°C eingestellt. In diesem Zustand wurde das Poliermittel 91 dem Polierkissen 83 durch das Poliermittelzufuhrrohr 89 zugeführt. Hieraus ergab sich eine Poliermitteltemperatur an der Einspritzöffnung 90 von 5 ± 0,5°C zu jedem Zeitpunkt, wie in dem voranstehenden Fall. Wenn das von der Einspritzöffnung 90 eingespritzte Poliermittel 91 untersucht wurde, war jedoch ein Gel- Niederschlag aus Kieselerde in einer Menge von 1 ccm pro Liter vorhanden. The following experiment was conducted to confirm the above assumption. First, the polishing agent 91 was supplied to the polish storage container 87 at 25 ° C (room temperature) and stirred by the propeller 88 . The setting temperature of the polishing agent temperature adjusting unit 92 was set to 5 ° C. In this state, the polishing agent 91 was supplied to the polishing pad 83 through the polishing agent supply pipe 89 . As a result, there was a constant polishing agent temperature at the injection port 90 of 5 ± 0.5 ° C. When the polishing agent 91 injected from the injection port 90 was examined, it was found that neither flocculation nor precipitation had occurred. Then, the polishing agent 91 was supplied to the polish storage container 87 at 25 ° C (room temperature), and stirred by the propeller 88 . The setting temperature of the container temperature adjusting unit 94 was set to 5 ° C. In this state, the polishing agent 91 was supplied to the polishing pad 83 through the polishing agent supply pipe 89 . This resulted in a polishing agent temperature at the injection port 90 of 5 ± 0.5 ° C at each time point as in the previous case. When the polishing agent 91 injected from the injection port 90 was inspected, however, a gel precipitate of silica was present in an amount of 1 cc per liter.

Aus dem voranstehend geschilderten Versuch ergibt sich, daß dann, wenn das Poliermittel 91 auf eine niedrige Temperatur in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 eingestellt wird, es nicht möglich ist, vollständig eine Ausflockung und Ausfällung der Polierteilchen durch die Rührwirkung des Propellers 88 allein zu erreichen. Dies bedeutet, daß bei einem verlängerten Zeitraum, in welchem das Poliermittel 91 auf niedriger Temperatur gehalten wird, eine Ausflockung und Ausfällung der Polierteilchen wahrscheinlicher wird. Die Polierteilchen mit einer großen Teilchengröße, die auf diese Weise ausgeflockt werden, verursachen Fehler auf der Oberfläche des zu polierenden Objekts. Um daher das Poliermittel auf niedriger Temperatur und in einem stabilen, dispergierten Zustand zuzuführen, wird besonders bevorzugt das Poliermittel 91 auf einer Temperatur gehalten, bei welcher weder eine Ausflockung noch eine Ausfällung der Polierteilchen in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 auftritt, und das Poliermittel in dem Poliermittelzufuhrrohr 89 unmittelbar vor der Zulieferung zu dem Drehtisch gekühlt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß zur Kühlung des Poliermittels 91 unmittelbar vor dessen Zuführung zum Drehtisch es möglich ist, ein Verfahren durchzuführen, bei welchem das Poliermittel 91, welches auf einer Temperatur gehalten wird, bei welcher weder eine Ausflockung noch eine Ausfällung der Polierteilchen auftritt, einem gekühlten Drehtisch zugeführt wird. Allerdings fließt bei diesem Verfahren das Poliermittel ständig während des Poliervorgangs, und die Wärmeleitfähigkeit des Polierkissens auf dem Drehtisch ist gering. Daher wird dieses Verfahren als unpraktisch angesehen, wenn diese Tatsachen berücksichtigt werden.From the experiment described above, when the polishing agent 91 is adjusted to a low temperature in the polishing agent storage container 87 , it is not possible to completely achieve flocculation and precipitation of the polishing particles by the stirring action of the propeller 88 alone. That is, with a prolonged period in which the polishing agent 91 is kept at a low temperature, flocculation and precipitation of the polishing particles becomes more likely. The polishing particles with a large particle size flocculated in this way cause defects on the surface of the object to be polished. Therefore, in order to supply the polishing agent at a low temperature and in a stable, dispersed state, it is particularly preferable to maintain the polishing agent 91 at a temperature at which neither flocculation nor precipitation of the polishing particles in the polish storage container 87 occurs, and the polishing agent in the polish supply pipe 89 cooled immediately before delivery to the turntable. It should be noted that in order to cool the polishing agent 91 immediately before it is supplied to the turntable, it is possible to perform a process in which the polishing agent 91 held at a temperature at which neither flocculation nor precipitation of the polishing particles occurs, a cooled turntable is supplied. However, in this method, the polishing agent constantly flows during the polishing process, and the thermal conductivity of the polishing pad on the turntable is small. Therefore, this procedure is considered impractical if these facts are taken into account.

Obwohl der Al-Film als zu polierendes Objekt im Beispiel 9 verwendet wird, kann dieses Al einen kleinen Anteil an einer Verunreinigung enthalten. Beispielsweise lassen sich die voranstehend geschilderten Wirkungen erzielen, selbst wenn als zu polierendes Objekt ein Film verwendet wird, der aus einer Al-Legierung besteht, welche 1,0 Gew.-% Si oder 1,0 Gew.-% Cu enthält. Zusätzlich wird im Beispiel 9 als Poliermittel für Al ein Material verwendet, welches durch Dispergieren von 1,0 Gew.-% Kieselerdeteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 35 nm in reinem Wasser hergestellt wird. Allerdings lassen sich die voranstehend geschilderte Wirkungen auch durch Verwendung anderer Poliermittel erzielen. Darüber hinaus ist es ebenfalls möglich, die voranstehenden Wirkungen ohne Verwendung der Poliermitteltemperatureinstelleinheit oder der Behältertemperatureinstelleinheit gemäß Fig. 30 zu erzielen, unter der Voraussetzung, daß das Poliermittel 91 unmittelbar vor seiner Lieferung zum Polierkissen 83 gekühlt werden kann. Although the Al film is used as the object to be polished in Example 9, this Al may contain a small proportion of an impurity. For example, even if the object to be polished is a film made of an Al alloy containing 1.0 wt% of Si or 1.0 wt% of Cu, the above-described effects can be obtained. In addition, in Example 9, as a polishing agent for Al, a material prepared by dispersing 1.0 wt% of silica particles having an average particle size of 35 nm in pure water is used. However, the effects described above can also be achieved by using other polishing agents. Moreover, it is also possible to obtain the above effects without using the polishing agent temperature setting unit or the container temperature adjusting unit of Fig. 30, provided that the polishing agent 91 can be cooled immediately before it is supplied to the polishing pad 83 .

Beispiel 10Example 10

Fig. 34 ist eine Schnittansicht mit einer Darstellung eines weiteren Beispiels für das zu polierende Objekt mittels CMP unter Verwendung der in Fig. 30 gezeigten Poliervorrichtung. Zuerst wurde auf einem Siliziumsubstrat ein SiO2-Film 100 hergestellt, und Gräben (mit einer Breite von 1, 3, 5 und 10 µm zur Ausbildung von Zwischenverbindungen wurden auf dem SiO2-Film 100 durch ein normales photolithographisches Verfahren hergestellt. Dann wurde durch Gleichspannungs- Magnetron-Sputterung ein 50 nm dicker Titannitridfilm 103 auf der gesamten Oberfläche hergestellt. Daraufhin wurde ein Cu-Film 104 auf der gesamten Oberfläche unter Verwendung des Gleichspannungs-Magnetron-Sputterns ausgebildet. In diesem Fall wurde der Cu-Film 104 so ausgebildet, daß seine Dicke 450 nm betrug, also mehr als die Höhe der Grabenstufen. Auf diese Weise wurde das zu polierende Objekt 82 hergestellt. FIG. 34 is a sectional view showing another example of the object to be polished by CMP using the polishing apparatus shown in FIG. 30. FIG. First, a SiO 2 film 100 was prepared on a silicon substrate, and trenches (having a width of 1, 3, 5 and 10 μm to form interconnections were formed on the SiO 2 film 100 by a normal photolithographic process DC magnetron sputtering made a 50 nm thick titanium nitride film 103 on the whole surface, and then a Cu film 104 was formed on the entire surface using DC magnetron sputtering, in which case the Cu film 104 was formed. that its thickness was 450 nm, that is, more than the height of the trench steps, thus producing the object 82 to be polished.

Das sich ergebende Objekt 82 wurde auf den Probenhalter 81 aufgesetzt und mit CMP behandelt. Als Polierkissen 83 wurde ein Material verwendet, welches durch Befestigung einer Polyurethanschaumschicht auf einem ungewebten Textilerzeugnis hergestellt wurde und eine Gesamtdicke von 1,5 mm und eine Shore-Härte von 66 bis 88 aufwies. Als Poliermittel 91 wurde ein Material verwendet, welches durch Dispergieren von 10 Gew.-% Kieselerdeteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 35 nm in purem Wasser hergestellt wurde.The resulting object 82 was placed on the sample holder 81 and treated with CMP. As the polishing pad 83 , a material prepared by attaching a polyurethane foam layer on a nonwoven fabric and having a total thickness of 1.5 mm and a Shore hardness of 66 to 88 was used. As the polishing agent 91 , a material prepared by dispersing 10% by weight of silica particles having an average particle size of 35 nm in pure water was used.

Die Polierbedingungen wurden wie nachstehend angegeben eingestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Drehtischtemperatur durch die Tischtemperatureinstelleinheit 86 konstant gehalten wurde.The polishing conditions were set as indicated below. It should be noted that the turntable temperature was kept constant by the table temperature setting unit 86 .

Polierdruck:Polishing pressure: 300 g/cm2 300 g / cm 2 Drehtischtemperatur:Turntable Temperature: 25°C (Zimmertemperatur)25 ° C (room temperature) Poliertischdrehgeschwindigkeit:Polishing table rotating speed: 100 Umdrehungen pro Minute100 revolutions per minute Probenhalterdrehgeschwindigkeit:Sample holder rotation speed: 100 Umdrehungen pro Minute.100 revolutions per minute.

Unter den voranstehend angegebenen Polierbedingungen wurde die Temperatur des zuzuführenden Poliermittels entsprechend den Bedingungen (1) und (2) im Beispiel 9 geändert. Die Fig. 35 und 36 sind Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung der Cu- Zwischenverbindung und der Poliermitteltemperatur bzw. der Beziehung zwischen der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Cu-Oberfläche und der Poliermitteltemperatur.Under the above polishing conditions, the temperature of the polishing agent to be supplied was changed in accordance with conditions (1) and (2) in Example 9. Figs. 35 and 36 are graphs showing the relationship between the degree of inward curvature of the Cu interconnection and the polishing agent temperature and the relationship between the maximum surface roughness R max on the Cu surface and the polishing agent temperature, respectively.

Wie aus Fig. 35 hervorgeht, waren die Werte für das Ausmaß der Einwärtskrümmung unter den Bedingungen (1) annähernd die gleichen wie jene unter den Bedingungen (2). Im einzelnen nimmt das Ausmaß der Einwärtskrümmung ab, wenn die Temperatur des Poliermittels niedriger ist. Daher kann das Ausmaß der Einwärtskrümmung des zu polierenden Objektes durch Absenkung der Temperatur des Poliermittels verringert werden. Wie aus Fig. 35 hervorgeht, wird darüber hinaus, wenn die Poliermitteltemperatur niedrig ist, die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Cu-Oberfläche nach dem Polieren verringert durch Durchführung der Temperatureinstellung unter Verwendung des Poliermittelzufuhrrohrs 89.As shown in Fig. 35, the values for the degree of inward curvature under the conditions (1) were approximately the same as those under the conditions (2). In particular, the degree of inward curvature decreases as the temperature of the polishing agent is lower. Therefore, the degree of inward curvature of the object to be polished can be reduced by lowering the temperature of the polishing agent. Further, as shown in FIG. 35, when the polishing agent temperature is low, the maximum surface roughness R max on the Cu surface after polishing is reduced by performing the temperature adjustment using the polishing agent supply pipe 89 .

Obwohl der Cu-Film als zu polierendes Objekt in dem Praxisbeispiel 10 verwendet wird, lassen sich die voranstehend geschilderten Wirkungen auch erzielen, wenn dieses Cu einen kleinen Anteil an einer Verunreinigung aufweist. Zusätzlich wird im Beispiel 10 als Poliermittel für Cu das Material verwendet, welches durch Dispersion von 10 Gew.-% Kieselsäureteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 35 nm in reinem Wasser hergestellt wird. Jedoch lassen sich die voranstehend geschilderten Wirkungen auch bei Verwendung anderer Poliermittel erzielen.Although the Cu film is used as the object to be polished in Practical Example 10 , the above-described effects can be obtained even when this Cu has a small amount of impurity. In addition, in Example 10, as the polishing agent for Cu, the material prepared by dispersing 10 wt% of silica particles having an average particle size of 35 nm in pure water is used. However, the effects described above can be achieved even when using other polishing agents.

In den Beispielen 9 und 10 wird als das Polierkissen das Material verwendet, welches durch Befestigung einer geschäumten Polyurethanschicht auf einem ungewebten Textilerzeugnis ausgebildet wird. Es ist ebenfalls möglich, die voranstehenden Wirkungen durch Verwendung eines Polierkissens zu erzielen, welches aus einem ungewebten Textilerzeugnis besteht, beispielsweise Polyester oder Polyether, eines Polierkissens, welches mittels Durchführung einer Kunstharzimprägnierungsbehandlung für das ungewebte Textilerzeugnis dieser Art ausgebildet wird, und eines Polierkissens, welches durch Aneinanderbefestigung zweier oder mehrerer unterschiedlicher Arten von Kissen ausgebildet wird, solange nur das Polierkissen eine Härte aufweist, welche jener des Polierkissens entspricht, das bei den voranstehenden Beispielen verwendet wurde.In Examples 9 and 10, as the polishing pad, the Material used by attaching a foamed polyurethane layer on a non-woven Textile product is formed. It is also possible the above effects by using a Polishing pad to achieve, which consists of a non-woven Textile product consists, for example, polyester or Polyether, a polishing pad, which by means of execution a resin impregnation treatment for the nonwoven Textile product of this type is formed, and one Polishing pad, which by attaching two or more different types of cushion formed is, as long as only the polishing pad has a hardness, which corresponds to that of the polishing pad used in the above examples was used.

Beispiel 11Example 11

Fig. 37 ist eine schematische Ansicht mit einer Darstellung eines weiteren Beispiels für die Poliervorrichtung gemäß Ausführungsform 4. Dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 30 bezeichnen entsprechende Teile in Fig. 37, und auf deren erneute Beschreibung wird verzichtet. Eine Flüssigkeitszufuhrpumpe 111 ist an einem Abschnitt eines Poliermittelzufuhrrohrs 89 zwischen einer Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 und einem Poliermittelspeicherbehälter 87 angeschlossen. Ein Rohr 110 zum Rückführen eines Poliermittels 91 zum Poliermittelspeicherbehälter 87 ist an einen anderen Abschnitt des Poliermittelzufuhrrohrs 89 zwischen der Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 und einer Einspritzöffnung 90 angeschlossen. Wenn ein Zeitraum lang ist, der von einem Poliervorgang zum nächsten reicht, und während dem kein Polieren durchgeführt wird, und die eingestellte Temperatur der Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 niedrig ist, so kann das Poliermittel 91 ausflocken und ausfällen, welches in der Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 des Poliermittelzufuhrrohrs 89 verbleibt. Daher sind vorzugsweise stromabwärts der Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 Ventile V1 und V2 vorgesehen, um eine Umschaltung durchzuführen, durch welche das Poliermittel 91 entweder einem Polierkissen 83 zugeführt wird, oder zum Poliermittelspeicherbehälter 87 zurückgebracht wird. Fig. 37 is a schematic view showing another example of the polishing apparatus according to Embodiment 4. The same reference numerals as in Fig. 30 denote corresponding parts in Fig. 37, and their repetition will be omitted. A liquid supply pump 111 is connected to a portion of a polishing agent supply pipe 89 between a polishing agent temperature adjusting unit 92 and a polishing agent storage container 87 . A pipe 110 for returning a polishing agent 91 to the polishing agent storage container 87 is connected to another portion of the polishing agent supply pipe 89 between the polishing agent temperature adjusting unit 92 and an injection port 90 . If a time period is long, ranging from a polishing process to the next, and during which no polishing is carried out, and the set temperature of Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 is low, the polishing agent can flocculate 91 and precipitate, which remains in the Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 of the polishing agent supply pipe 89 , Therefore, preferably, downstream of the polish temperature adjusting unit 92, there are provided valves V 1 and V 2 for performing switching by which the polishing agent 91 is either supplied to a polishing pad 83 or returned to the polish storage container 87 .

Beim tatsächlichen Polieren eines zu polierenden Objekts in der Poliervorrichtung mit der voranstehend geschilderten Anordnung drehen Antriebsmechanismen einen Probenhalter 81 und einen Drehtisch. Der Probenhalter 81 wird nach unten bewegt, um ein zu polierendes Objekt 82 gegen das Polierkissen 83 mit einer vorbestimmten Belastung anzudrücken. In diesem Zustand wird das Polieren durchgeführt, durch Zuführen des Poliermittels 91 von der Einspritzöffnung 90 des Poliermittelzufuhrrohres 89 auf das Polierkissen 83. Wenn kein Polieren durchgeführt werden soll, so wird zur Vermeidung von Variationen der Poliereigenschaften, hervorgerufen durch eine Inhomogenität des Poliermittels 91 oder durch Variationen der Flüssigkeitszufuhrrate, die Flüssigkeitszufuhrpumpe 111 aktiviert, und die Ventile V1 und V2 betätigt, um das Poliermittel 91 in den Poliermittelspeicherbehälter 87 zurückzuschaffen. In actual polishing of an object to be polished in the polishing apparatus having the above arrangement, drive mechanisms rotate a sample holder 81 and a turntable. The sample holder 81 is moved down to press an object 82 to be polished against the polishing pad 83 with a predetermined load. In this state, the polishing is performed by supplying the polishing agent 91 from the injection port 90 of the polishing agent supply pipe 89 onto the polishing pad 83 . When polishing is not desired, in order to avoid variations in polishing properties caused by inhomogeneity of the polishing agent 91 or variations in the liquid supply rate, the liquid supply pump 111 is activated, and the valves V 1 and V 2 are operated to apply the polishing agent 91 to the polishing agent 91 Polish storage container 87 to restore.

Zur Ausbildung vergrabener Zwischenverbindungen aus Al auf einem Halbleitersubstrat wurde die voranstehend geschilderte Poliervorrichtung eingesetzt, um CMP für das zu polierende Objekt durchzuführen, welches in Fig. 31 gezeigt ist. Hierbei wurden ähnliche Ergebnisse wie im Beispiel 9 erhalten.For forming buried interconnections of Al on a semiconductor substrate, the above-described polishing apparatus was used to perform CMP for the object to be polished, which is shown in FIG . Here, similar results as in Example 9 were obtained.

Beispiel 12Example 12

Das in Fig. 31 gezeigte, zu polierende Objekt wurde auf den Probenhalter 81 der in Fig. 30 gezeigten Poliervorrichtung aufgesetzt, und mit dem Objekt wurde CMP durchgeführt. Als Polierkissen 83 wurde ein Material verwendet, welches durch Befestigung einer Polyurethanschaumschicht auf einem ungewebten Textilerzeugnis hergestellt wurde, und eine Gesamtdicke von 1,5 mm und eine Shore-Härte von 66 bis 88 aufwies. Als Poliermittel 91 wurde ein Material verwendet, welches durch Dispergieren von 10 Gew.-% Kieselerdeteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 30 nm in einer wäßrigen alkalischen Aminlösung hergestellt wurde. Die Polierbedingungen wurden wie nachstehend angegeben eingestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß durch die Tischtemperatureinstelleinheit 86 die Drehtischtemperatur konstant gehalten wurde.The object to be polished shown in Fig. 31 was set on the sample holder 81 of the polishing apparatus shown in Fig. 30, and CMP was performed on the object. As the polishing pad 83 , a material prepared by attaching a polyurethane foam layer on a nonwoven fabric and having a total thickness of 1.5 mm and a Shore hardness of 66 to 88 was used. As the polishing agent 91 , a material prepared by dispersing 10% by weight of silica particles having an average particle size of 30 nm in an aqueous alkaline amine solution was used. The polishing conditions were set as indicated below. It should be noted that the turntable temperature was kept constant by the table temperature setting unit 86 .

Polierdruck:Polishing pressure: 300 g/cm2 300 g / cm 2 Drehtischtemperatur:Turntable Temperature: 25°C (Zimmertemperatur)25 ° C (room temperature) Poliertischdrehgeschwindigkeit:Polishing table rotating speed: 100 Umdrehungen pro Minute100 revolutions per minute Probenhalterdrehgeschwindigkeit:Sample holder rotation speed: 100 Umdrehungen pro Minute.100 revolutions per minute.

Unter den voranstehend angegebenen Polierbedingungen wurde die Temperatur des zuzuführenden Poliermittels wie nachstehend angegeben geändert. Hierbei wurde das Poliermittel 91 dem Poliermittelspeicherbehälter 87 bei 25°C (Zimmertemperatur) zugeführt, und die Temperatur des Poliermittelspeicherbehälters 87 wurde auf 25°C durch die Behältertemperatureinstelleinheit 94 eingestellt. Das in dem Poliermittelspeicherbehälter 87 aufbewahrte Poliermittel 91 wurde durch den Propeller 88 gerührt. Bei der Zufuhr des Poliermittels 91 auf das Polierkissen 83 durch das Poliermittelzufuhrrohr 89 wurde, die Temperatur des Poliermittels 91 zwischen -1 und 80°C durch die Poliermitteltemperatureinstelleinheit 92 geändert.Under the above polishing conditions, the temperature of the polishing agent to be supplied was changed as shown below. Here, the polishing agent 91 was supplied to the polish storage container 87 at 25 ° C (room temperature), and the temperature of the polisher storage container 87 was set to 25 ° C by the container temperature setting unit 94 . The polishing agent 91 stored in the polish storage container 87 was agitated by the propeller 88 . When the polishing agent 91 was supplied to the polishing pad 83 through the polishing agent supply pipe 89 , the temperature of the polishing agent 91 was changed between -1 and 80 ° C by the polishing agent temperature adjusting unit 92 .

Fig. 38 und 39 sind Graphen mit einer Darstellung der Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung der Al-Zwischenverbindung und der Poliermitteltemperatur bzw. der Beziehung zwischen der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche und der Poliermitteltemperatur, wenn das in Fig. 31 gezeigte, zu polierende Objekt unter den voranstehend genannten Bedingungen poliert wurde. FIGS. 38 and 39 are graphs showing the relationship between the degree of inward curvature of the Al interconnect and the polishing agent temperature and the relationship between the maximum surface roughness R max on the Al surface and the slurry temperature, respectively, when shown in FIG , object to be polished was polished under the conditions mentioned above.

Wie aus Fig. 38 hervorgeht, nimmt das Ausmaß der Einwärtskrümmung ab, wenn die Temperatur des Poliermittels niedriger ist. Daher kann das Ausmaß der Einwärtskrümmung des zu polierenden Objektes durch Absenkung der Temperatur des Poliermittels verringert werden. Diese Wirkung war bemerkenswert, wenn ein Poliermittel mit den Eigenschaften eines Kolloids verwendet wurde. Ein derartiges kolloides Fluid zeigt im allgemeinen eine Eigenschaft, welche als Dilatanz bezeichnet wird, wobei der tatsächliche Viskositätskoeffizient nicht dem Newton′schen Viskositätsgesetz gehorcht, sondern mit zunehmender Scherkraft zunimmt. Es wird angenommen, daß durch diese Dilatanz die Polierteilchen, welche durch eine Flüssigkeit gehalten werden, die tatsächlich in Form eines Gels vorliegt, mechanisch das zu polierende Objekt in Einheiten von Mikroabmessungen entfernen. Daher läßt sich überlegen, daß der stärkste Grund für die Wirkung der Unterdrückung der Einwärtskrümmung durch Verringerung der Temperatur des Poliermittels wie bei dieser Ausführungsform daran liegt, daß der voranstehend geschilderte Poliermechanismus eine Temperaturabhängigkeit aufweist, und diese die Dilatanz bei niedrigen Temperaturen verstärkt.As shown in Fig. 38, the degree of inward curvature decreases as the temperature of the polishing agent is lower. Therefore, the degree of inward curvature of the object to be polished can be reduced by lowering the temperature of the polishing agent. This effect was remarkable when a polishing agent having the properties of a colloid was used. Such a colloidal fluid generally exhibits a property called dilatancy, the actual viscosity coefficient not obeying Newton's law of viscosity, but increasing with increasing shear force. It is believed that by this dilatancy, the polishing particles held by a liquid, which is actually in the form of a gel, mechanically remove the object to be polished in units of micro dimensions. Therefore, it can be considered that the strongest reason for the effect of suppressing the inward curvature by lowering the temperature of the polishing agent as in this embodiment is that the above-described polishing mechanism has a temperature dependency and this enhances the dilatancy at low temperatures.

Wenn eine RC-Verzögerung bei Zwischenverbindungen eines LSI berücksichtigt wird, muß im allgemeinen eine Verringerung in der Schnittfläche einer Zwischenverbindung, hervorgerufen durch eine Einwärtskrümmung, auf etwa 10% verringert werden. Aus diesem Grund ändert sich der Temperaturbereich eines geeigneten Poliermittels entsprechend der Dicke oder Form einer interessierenden Zwischenverbindung. Bei der Ausbildung einer vergrabenen Zwischenverbindung mit einer Dicke von 0,4 µm und einer Breite von 0,4 bis 10 µm unter Verwendung eines 50 nm dicken Polierwiderstandsfilmes muß daher beispielsweise das Ausmaß der Einwärtskrümmung etwa 130 nm oder kleiner sein. Daher wird aus Fig. 38 deutlich, daß die Temperatur des Poliermittels auf 15°C oder weniger abgesenkt werden muß. Wie aus Fig. 38 hervorgeht, kann darüber hinaus die Einwärtskrümmung noch weiter dadurch unterdrückt werden, daß die Temperatur des Poliermittels nahe am Gefrierpunkt eingestellt wird, also auf -1 bis 5°C.In general, when considering an RC delay in interconnections of an LSI, a reduction in the sectional area of an interconnect caused by an inward curvature must be reduced to about 10%. For this reason, the temperature range of a suitable polishing agent changes according to the thickness or shape of an intermediate compound of interest. Therefore, in the formation of a buried interconnect having a thickness of 0.4 μm and a width of 0.4 to 10 μm using a 50 nm-thick polishing resistor film, for example, the degree of inward curvature needs to be about 130 nm or less. Therefore, it is clear from Fig. 38 that the temperature of the polishing agent must be lowered to 15 ° C or less. As shown in Fig. 38, moreover, the inward curvature can be further suppressed by setting the temperature of the polishing agent near the freezing point, that is, from -1 to 5 ° C.

Fig. 39 zeigt, daß bei Verwendung des Poliermittels der voranstehend genannten Art die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche nach dem Polieren auf einem Wert gehalten wurde, bei welchem keine Schwierigkeiten bezüglich der Verläßlichkeit der Zwischenverbindungen auftraten, unabhängig von der Temperatur des Poliermittels. Fig. 39 shows that by using the polishing agent of the above-mentioned kind, the maximum surface roughness Rmax on the Al surface after polishing was kept at a value at which no difficulties in reliability of the interconnections occurred regardless of the temperature of the polishing agent ,

Im Beispiel 12 kann Al einen kleinen Anteil an einer Verunreinigung enthalten. Beispielsweise lassen sich die voranstehend geschilderten Wirkungen auch dann erzielen, wenn ein Film verwendet wird, der aus einer Al-Legierung besteht, welche 1,0 Gew.-% Si oder 1,0 Gew.-% Cu enthält, als zu polierendes Objekt. Obwohl das Poliermittel, welches nur Kieselerdeteilchen an Polierteilchen enthält, in dem Praxisbeispiel 12 verwendet wird, ist es darüber hinaus ebenfalls möglich, ein Poliermittel einzusetzen, welches Kieselerdeteilchen und Teilchen aus einer anderen Substanz als Polierteilchen enthält. In diesem Fall beträgt vorzugsweise der pH-Wert des Poliermittels 7,5 oder mehr, und ist die Teilchengröße der Polierteilchen gleich 100 nm oder geringer.In Example 12, Al may contain a small proportion of an impurity. For example, the above-described effects can be obtained even when a film composed of an Al alloy containing 1.0 wt% of Si or 1.0 wt% of Cu is used as the object to be polished. Moreover, although the polishing agent containing only silica particles on polishing particles is used in Practical Example 12 , it is also possible to use a polishing agent containing silica particles and particles of substance other than polishing particles. In this case, preferably, the pH of the polishing agent is 7.5 or more, and the particle size of the polishing particles is 100 nm or less.

Beispiel 13Example 13

Das in Fig. 34 gezeigte, zu polierende Objekt wurde auf den Probenhalter 81 der in Fig. 30 gezeigten Poliervorrichtung aufgesetzt, und mit dem Objekt wurde CMP durchgeführt. Als Polierkissen 83 wurde ein Material verwendet, welches durch Befestigung einer Polyurethanschaumschicht auf einem ungewebten Textilerzeugnis hergestellt wurde, und eine Gesamtdicke von 1,5 mm sowie eine Shore-Härte von 66 bis 88 aufwies. Als Poliermittel 91 wurde ein Material verwendet, welches durch Dispergieren von 20 Gew.-% Kieselerdeteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 30 nm in Wasserstoffperoxidwasser, dem ein Oxidierungsmittel zugesetzt wurde, hergestellt wurde. Die Polierbedingungen wurden wie nachstehend angegeben eingestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß durch eine Tischtemperatureinstelleinheit 86 die Drehtischtemperatur konstant gehalten wurde.The object to be polished shown in Fig. 34 was set on the sample holder 81 of the polishing apparatus shown in Fig. 30, and CMP was performed on the object. As the polishing pad 83 , a material prepared by attaching a polyurethane foam layer on a non-woven fabric and having a total thickness of 1.5 mm and a Shore hardness of 66 to 88 was used. As the polishing agent 91 , a material prepared by dispersing 20% by weight of silica particles having an average particle size of 30 nm in hydrogen peroxide water to which an oxidizing agent was added was used. The polishing conditions were set as indicated below. It should be noted that the turntable temperature was kept constant by a table temperature setting unit 86 .

Polierdruck:Polishing pressure: 300 g/cm2 300 g / cm 2 Drehtischtemperatur:Turntable Temperature: 25°C (Zimmertemperatur)25 ° C (room temperature) Poliertischdrehgeschwindigkeit:Polishing table rotating speed: 100 Umdrehungen pro Minute100 revolutions per minute Probenhalterdrehgeschwindigkeit:Sample holder rotation speed: 100 Umdrehungen pro Minute.100 revolutions per minute.

Fig. 40 und 41 sind Graphen, welche die Beziehung zwischen dem Ausmaß der Einwärtskrümmung der Cu-Zwischenverbindung und der Poliermitteltemperatur bzw. die Beziehung zwischen der maximalen Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Cu-Oberfläche und der Poliermitteltemperatur zeigen. Wie aus Fig. 40 hervorgeht, nimmt das Ausmaß der Einwärtskrümmung ab, wenn die Temperatur des Poliermittels niedriger ist. Daher kann das Ausmaß der Einwärtskrümmung des zu polierenden Objektes durch Verringerung der Temperatur des Poliermittels verringert werden. Dieser Effekt tritt auf, wenn das Poliermittel die Eigenschaften eines Kolloids aufweist. Zusätzlich zeigt Fig. 41, ebenso wie im voranstehend beschriebenen Beispiel 12, daß dann, wenn das Poliermittel der voranstehend beschriebenen Art verwendet wurde, die maximale Oberflächenrauhigkeit Rmax auf der Al-Oberfläche nach dem Polieren auf einem Wert gehalten wurde, bei welchem keine Schwierigkeit bezüglich der Verläßlichkeit der Zwischenverbindungen auftrat, unabhängig von der Temperatur des Poliermittels. Figs. 40 and 41 are graphs showing the relationship between the degree of inward curvature of the Cu interconnect and the slurry temperature and the relationship between the maximum surface roughness R max on the Cu surface and the slurry temperature, respectively. As shown in Fig. 40, the degree of inward curvature decreases as the temperature of the polishing agent is lower. Therefore, the degree of inward curvature of the object to be polished can be reduced by lowering the temperature of the polishing agent. This effect occurs when the polishing agent has the properties of a colloid. In addition, Fig. 41, as in the above-described Example 12, shows that when the polishing agent of the above-described kind was used, the maximum surface roughness R max on the Al surface after polishing was kept at a level with no difficulty with respect to the reliability of the intermediates, regardless of the temperature of the polish.

Im Beispiel 13 wird der Cu-Film als zu polierendes Objekt verwendet. Allerdings lassen sich die voranstehenden Wirkungen auch erzielen, wenn das Cu einen kleinen Anteil an einer Verunreinigung aufweist. Darüber hinaus wird in den Beispielen 12 und 13 ein Material als Polierkissen verwendet, welches durch Befestigung einer geschäumten Polyurethanschicht auf einem ungewebten Textilerzeugnis hergestellt wird. Es ist ebenfalls möglich, die voranstehend geschilderten Wirkungen dadurch zu erzielen, daß ein Polierkissen verwendet wird, welches aus einem ungewebten Textilerzeugnis besteht, beispielsweise Polyester oder Polyether, oder ein Polierkissen, welches mittels Durchführung einer Kuristharztränkungsbehandlung für das ungewebte Textilerzeugnis dieser Art hergestellt wird, oder ein Polierkissen, welches durch Befestigung zweier oder mehrerer unterschiedlicher Arten von Kissen hergestellt wird, solange nur das Polierkissen eine Härte aufweist, welche jener des Polierkissens entspricht, das bei den voranstehenden Beispielen verwendet wurde.In Example 13, the Cu film becomes an object to be polished used. However, the above can be Effects also achieve when the Cu takes a small share having an impurity. In addition, in the Examples 12 and 13 uses a material as a polishing pad, which by attaching a foamed Polyurethane layer on a nonwoven fabric will be produced. It is also possible to use the above To achieve the effects described by a Polishing pad is used, which consists of a non-woven Textile product consists, for example, polyester or Polyether, or a polishing pad, which means  Conduction of a curative resin impregnation treatment for the Nonwoven fabric of this kind is manufactured, or a polishing pad, which by fastening two or made of several different types of pillows, as long as only the polishing pad has a hardness which that of the polishing pad that corresponds to the above examples was used.

Es wird darauf hingewiesen, daß die Ausführungsformen 1 bis 4 der vorliegenden Erfindung in Form geeigneter Kombinationen untereinander durchgeführt werden können. Bei den voranstehenden Beispielen wird das Polieren unter Verwendung von Al oder Cu als zu polierendem Objekt durchgeführt. Allerdings ist die vorliegende Erfindung ebenfalls dann wirksam, wenn das Polieren unter Verwendung von Ag durchgeführt, welches ebenfalls ein weiches Metall ähnlich Al, darstellt, als zu polierendes Objekt. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung selbst bei einem Substrat wirksam, auf dessen Oberfläche Gräben mit unterschiedlichen Breiten vorgesehen sind. Als das voranstehend erwähnte Substrat kann ein Substrat eingesetzt werden, welches Gräben aufweist, die auf einer Oberfläche eines Isolierfilms auf einem Halbleitersubstrat vorgesehen sind, zum Vergraben eines Verdrahtungsmaterials, oder ein Substrat (eine Phasenverschiebungsmaske, eine Röntgenstrahlmaske), welches Gräben aufweist, die auf einem transparenten (isolierenden) Substrat vorgesehen sind, um ein lichtabsorbierendes Material (für einen sichtbaren Lichtstrahl, Ultraviolettlicht oder Röntgenstrahlen), wie beispielsweise Cr, W, zu vergraben. Andere Modifikationen der vorliegenden Erfindung lassen sich ebenfalls durchführen, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen.It should be noted that the embodiments 1 to 4 of the present invention in the form of suitable combinations can be performed with each other. Both The above examples use polishing of Al or Cu as an object to be polished. However, the present invention is also then effective when polishing using Ag performed, which likewise a soft metal similar Al represents as an object to be polished. In addition, it is the present invention is effective even on a substrate on its surface trenches with different widths are provided. As the above-mentioned substrate can a substrate having trenches, the on a surface of an insulating film on one Semiconductor substrate are provided for burying a Wiring material, or a substrate (a Phase shift mask, an X-ray mask) which Has trenches on a transparent (insulating) Substrate are provided to a light-absorbing material (for a visible ray of light, ultraviolet light or X-rays), such as Cr, W, to bury. Other modifications of the present invention can be made also perform without departing from the spirit of the invention departing.

Fachleuten auf diesem Gebiet werden zusätzliche Vorteile und Abänderungen leicht auffallen. Daher ist die Erfindung in ihrem Gesamtaspekt nicht auf die spezifischen Einzelheiten, repräsentativen Vorrichtungen, und illustrierten Beispiele beschränkt, die hier gezeigt und beschrieben wurden. Daher lassen sich verschiedene Abänderungen vornehmen, ohne vom Wesen oder Umfang des allgemeinen erfindungsgemäßen Konzeptes abzuweichen, welches sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergibt, insbesondere durch die beigefügten Patentansprüche und deren Äquivalente.Experts in this field will have additional benefits and Changes easily noticeable. Therefore, the invention is in  their overall aspect is not limited to the specific details, representative devices, and illustrated examples limited, which have been shown and described here. Therefore Various modifications can be made without leaving Nature or scope of the general inventive concept deviate from the totality of the present Registration documents, in particular by the attached Claims and their equivalents.

Claims (20)

1. Polierverfahren, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ausbildung eines zu polierenden Films, welcher Al als Hauptbestandteil aufweist, auf einem Substrat, welches in einer seiner Oberflächen einen ausgenommenen Abschnitt aufweist, um so zumindest den ausgenommenen Abschnitt zu füllen; und
selektives Übriglassen des zu polierenden Films in dem ausgenommenen Abschnitt durch Polieren des Films unter Verwendung eines Poliermittels, welches Polierteilchen und ein Lösungsmittel aufweist, und einen pH-Wert von nicht weniger als 7,5 aufweist.
1. polishing method, characterized by the following steps:
Forming a film to be polished having Al as a main component on a substrate having a recessed portion in one of its surfaces so as to fill at least the recessed portion; and
selectively leaving the film to be polished in the recessed portion by polishing the film using a polishing agent having polishing particles and a solvent, and having a pH of not less than 7.5.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilchengröße der Polierteilchen nicht größer ist als 100 nm.2. The method according to claim 1, characterized in that a Particle size of the polishing particles is not greater than 100 nm. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polierteilchen Polierteilchen enthalten, die aus Kieselerde bestehen.3. The method according to claim 1, characterized in that the Polierteilchen contain polishing particles, the Siliceous earth exist. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel zumindest ein Material enthält, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammoniak, einem Amin, einem Natriumhydroxid und einem Kaliumhydroxid besteht. 4. The method according to claim 1, characterized in that the Solvent contains at least one material which is selected from the group consisting of ammonia, a Amine, a sodium hydroxide and a potassium hydroxide consists.   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Poliermittel auf nicht mehr als 15°C gekühlt wird.5. The method according to claim 1, characterized in that the Polishing agent is cooled to not more than 15 ° C. 6. Polierverfahren, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Ausbildung eines zu polierenden Films auf einem Substrat, in dessen einer Oberfläche ein ausgenommener Abschnitt vorgesehen ist, um so zumindest den ausgenommenen Abschnitt aufzufüllen; und
selektives Übriglassen des zu polierenden Films in dem ausgenommenen Abschnitt durch Polieren des Films unter Verwendung eines Poliermittels, welches eine Lösung zum Ätzen des zu polierenden Films enthält, ein Korrosionsverhinderungsmittel für den zu polierenden Film, und Polierteilchen.
6. polishing method, characterized by the following steps:
Forming a film to be polished on a substrate, in the one surface of which a recessed portion is provided so as to fill at least the recessed portion; and
selectively leaving the film to be polished in the recessed portion by polishing the film by using a polishing agent containing a solution for etching the film to be polished, a corrosion preventing agent for the film to be polished, and polishing particles.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zu polierende Film zumindest ein Element enthält, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al, Cu und Ag besteht, als Hauptbestandteil.7. The method according to claim 6, characterized in that the polishing film contains at least one element which is selected from the group consisting of Al, Cu and Ag exists as a main component. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zu polierende Film ein Film ist, welcher Al als Hauptbestandteil enthält, und daß die Lösung einen pH-Wert von nicht weniger als 7,5 aufweist.8. The method according to claim 6, characterized in that the Polishing film is a film which Al as Main component contains, and that the solution one pH of not less than 7.5. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polierteilchen Kieselerdeteilchen mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 100 nm aufweisen. 9. The method according to claim 6, characterized in that the Polierteilchen silica particles with a Have particle size of not more than 100 nm.   10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung zumindest ein Material enthält, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ammoniak, einem Amin, einem Natriumhydroxid, und einem Kaliumhydroxid besteht.10. The method according to claim 6, characterized in that the solution contains at least one material selected from the group selected from ammonia, an amine, a Sodium hydroxide, and a potassium hydroxide. 11. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosionsverhinderungsmittel zumindest ein Material aus der Gruppe bestehend aus Silikat und Chromat enthält.11. The method according to claim 6, characterized in that the Corrosion preventing at least one material the group consisting of silicate and chromate. 12. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosionsverhinderungsmittel dadurch gebildet wird, daß die Lösung mit den Polierteilchen reagiert.12. The method according to claim 6, characterized in that the Corrosion preventing agent is formed by that the solution reacts with the polishing particles. 13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polierteilchen Kieselerdeteilchen enthalten, und daß das Korrosionsverhinderungsmittel Silikationen und Kieselerdeteilchen enthält, die negativ geladen sind.13. The method according to claim 6, characterized in that the Polierteilchen contain silica particles, and that the Anticorrosive Silicate and Contains silica particles which are negatively charged. 14. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das Poliermittel auf nicht mehr als 15°C gekühlt wird.14. The method according to claim 6, characterized in that the polishing agent is cooled to not more than 15 ° C. 15. Poliervorrichtung, gekennzeichnet durch:
einen Poliermittelspeicherbehälter zum Speichern eines Poliermittels;
einen Drehtisch zum Polieren eines zu polierenden Objekts;
ein Poliermittelzufuhrrohr zum Zuführen des Poliermittels von dem Poliermittelspeicherbehälter auf den Drehtisch;
eine Polierobjekt-Aufspannvorrichtung zum Haltern des zu polierenden Objekts, so daß eine zu polierende Oberfläche des Objekts dem Drehtisch gegenüberliegt; und
eine erste Temperatureinstelleinrichtung zum Einstellen der Temperatur des Poliermittels in dem Poliermittelzufuhrrohr.
15. Polishing device, characterized by:
a polishing agent storage container for storing a polishing agent;
a turntable for polishing an object to be polished;
a polishing agent supply pipe for supplying the polishing agent from the polishing agent storage container onto the turntable;
a polishing object jig for holding the object to be polished so that a surface of the object to be polished faces the turntable; and
a first temperature adjusting means for adjusting the temperature of the polishing agent in the polishing agent supply pipe.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatureinstelleinrichtung eine Temperatureinstelleinrichtung zum Absenken der Temperatur des Poliermittels auf eine Temperatur unterhalb jener des Poliermittels in dem Poliermittelspeicherbehälter ist.16. The device according to claim 15, characterized in that the first Temperature adjustment a Temperature adjustment for lowering the Temperature of the polishing agent to a temperature below that of the polish in the Polish storage tank is. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß darüber hinaus eine zweite Temperatureinstelleinrichtung vorgesehen ist, um die Temperatur des Poliermittels in dem Poliermittelspeicherbehälter einzustellen.17. The device according to claim 15, characterized in that above In addition, a second temperature adjustment is provided to the temperature of the polishing agent in to adjust the polish storage container. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Temperatureinstelleinrichtung und die zweite Temperatureinstelleinrichtung unabhängig voneinander gesteuert oder geregelt werden.18. Device according to claim 17, characterized in that the first Temperature adjustment and the second Temperature adjustment independently be controlled or regulated. 19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine dritte Temperatureinstelleinrichtung zur Einstellung der Temperatur des Drehtisches vorgesehen ist.19. Device according to claim 15,  characterized in that further a third temperature adjusting device for Setting the temperature of the turntable provided is. 20. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine Einrichtung zum Rückführen des Poliermittels, welches durch das Poliermittelzufuhrrohr gelangt, zu dem Poliermittelspeicherbehälter vorgesehen ist.20. Device according to claim 15, characterized in that further means for recycling the polishing agent, which passes through the polishing agent supply pipe, to the Poliermittelspeicherbehälter is provided.
DE19944410787 1993-03-26 1994-03-28 Polishing method and polishing device Ceased DE4410787A1 (en)

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