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Dokumentenidentifikation DE69623183T2 08.05.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0747939
Titel Polierlösung für Metalle auf Kupferbasis und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
Anmelder Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Hirabayashi, Hideaki, Minato-ku, Tokyo, JP;
Sakurai, Naoaki, Minato-ku, Tokyo, JP
Vertreter Henkel, Feiler & Hänzel, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69623183
Vertragsstaaten DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.06.1996
EP-Aktenzeichen 961092095
EP-Offenlegungsdatum 11.12.1996
EP date of grant 28.08.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.05.2003
IPC-Hauptklasse H01L 21/321
IPC-Nebenklasse C09G 1/06   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis und ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung.

Die Bildung einer Verdrahtungsschicht ist in dem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung enthalten und eine Rückätztechnik wird zur Entfernung von stufenförmigen Bereichen von einer Oberfläche der Verdrahtungsschicht verwendet. Die Rückätztechnik umfasst die Stufen Ausbilden von Furchen entsprechend einem Muster der Verdrahtungsschicht in einem Isolierfilm, der ein Substrat eines Halbleitersubstrats bedeckt, Abscheiden eines Kupferfilms auf dem Isolierfilm einschließlich der Gräben, Polieren des Kupferfilms mit einer Polierlösung und das selektive Verbleiben des Kupferfilms in den Gräben, wobei eine eingegrabene Verdrahtungsschicht gebildet wird.

In der Vergangenheit war es üblich, eine durch Dispergieren von polierenden Schleifkörnern, wie kolloidalem Siliciumdioxid, in reinem Wasser hergestellte Polierlösung zu verwenden. Bei der herkömmlichen Technik wird die Polierlösung einem in einer Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen zugeführt und der auf der Substratoberfläche gebildete Kupferfilm wird poliert, wobei eine vorgegebenen Druck auf das Polierkissen angewandt wird. Bei der herkömmlichen Technik wird jedoch einfach ein mechanisches Polieren, das die polierenden Schleifkörner und das Polierkissen umfasst, auf den Kupferfilm angewandt, mit dem Ergebnis, dass die Polierrate nur 10 nm/min betrug.

Andere Arten von Polierlösungen für einen Kupferfilm oder einen Kupferlegierungsfilm sind beispielsweise in "J. Electrochem. Soc., Band 128, Nr. 11, 3460 (1991)", "VMIC Conference, ISMIC-101/92/0156 (1992)" und "VMIC Conference, ISMIC-102/93/0205 (1993)" offenbart. Genauer gesagt sind in diesen Veröffentlichungen Polierlösungen offenbart, die jeweils aus einer Aufschlämmung von kolloidalem Siliciumdioxid auf Aminbasis oder einer Aufschlämmung, die K&sub3;Fe(CN)&sub6;, K&sub4;(CN)&sub6; oder Co(NO&sub3;)&sub2; enthält, bestehen. Die in jeder dieser Veröffentlichungen offenbarte Polierlösung ergibt jedoch die Schwierigkeit, dass kein Unterschied hinsichtlich der Ätzrate des Kupferfilms zwischen der Eintauchstufe und der Polierstufe besteht. Infolgedessen wird die Kupferverdrahtungsschicht im Graben mit der Polierlösung weiter geätzt, wenn die Verdrahtungsschicht nach der Rückätzstufe mit der Polierlösung in Kontakt gebracht wird. Daraus folgt, dass die obere Oberfläche der Kupferverdrahtungsschicht im Graben tiefer als die obere Oberfläche des Isolierfilms liegt. Mit anderen Worten ist es schwierig, die Verdrahtungsschicht fluchtend mit dem Isolierfilm zu bilden, was zu einer beeinträchtigten Oberflächenglätte führt. Ebenfalls anzumerken ist, dass die auf diese Weise in dem Isolierfilm eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht einen höheren Widerstand als die Kupferverdrahtungsschicht, die in dem Isolierfilm derart eingegraben ist, dass die obere Oberfläche der Verdrahtungsschicht bündig mit der oberen Oberfläche des Isolierfilms ist, aufweist.

Die japanische Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 7-233485 offenbart eine weitere Polierlösung für Metall auf Kupferbasis, die durch Zugabe von mindestens einer Art einer organischen Säure, die aus Aminoessigsäure und Amidoschwefelsäure ausgewählt ist, und einem Oxidationsmittel zu Wasser hergestellt wurde. Wenn elementares Kupfer oder eine Kupferlegierung in die in dieser Veröffentlichung offenbarte Polierlösung für Metall auf Kupferbasis eingetaucht wird, ist die Ätzrate des Kupfers oder der Kupferlegierung sehr niedrig. Wenn jedoch das Kupfer oder die Kupferlegierung einer Polierbehandlung mit der speziellen Polierlösung unterzogen wird, ist die Ätzrate des Kupfers oder der Kupferlegierung mehrfach bis zu mehrere 20mal höher als im Falle eines Eintauchens in die Polierlösung. Genauer gesagt wird, wenn in der Polierlösung enthaltene Aminoessigsäure, was in der im vorhergehenden angegebenen Veröffentlichung offenbart ist, mit hydratisiertem Kupfer reagiert, eine in Wasser lösliche Komplexverbindung wie im folgenden angegeben gebildet:

Cu(H&sub2;O)&sub4;²&spplus; + 2H&sub2;NCH&sub2;COOH → Cu(H&sub2;NCH&sub2;COOH)&sub2; + 4H&sub2;O + 2H&spplus;

Es ist anzumerken, dass Kupfer mit einem Gemisch von Aminoessigsäure und Wasser nicht reagiert. Die oben angegebene Reaktion erfolgt in der durch den Pfeil angegebenen Richtung, wenn ein Oxidationsmittel, beispielsweise Wasserstoffperoxid, zu dem Reaktionssystem gegeben wird, was zu einem Ätzen von Kupfer führt. Wenn beispielsweise ein Kupferfilm in die Polierlösung getaucht wird, wird auf der Oberfläche des Kupferfilms ein Oxidfilm gebildet, so dass das Ätzen (Auflösen) des Kupferfilms unterdrückt wird. Wenn andererseits der Kupferfilm mit einem Polierkissen, das die Polierlösung enthält, poliert wird, wird der auf der Filmoberfläche gebildete Oxidfilm durch das Polierkissen mechanisch so entfernt, dass das reine Kupfer an der Oberfläche freigelegt wird. Daraus folgt, dass der Kupferfilm durch die Funktionen der Aminoessigsäure und von Wasserstoffperoxid, die in der Polierlösung enthalten sind, rasch chemisch poliert wird. Es ist in diesem Zusammenhang anzumerken, dass der Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm zu einer Auflösung in der Polierlösung in einem gewissen Ausmaß während eines kurzen Zeitraums unmittelbar nach der Polierbehandlung und vor der Bildung eines Oxidfilms auf der Filmoberfäche tendiert.

Der im vorhergehenden als Beispiel angegebene Stand der Technik, d. h. die japanische Patentveröffentlichung Nr. 7- 233485, offenbart auch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, bei der eine aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende eingegrabene Verdrahtungsschicht durch eine Rückätztechnik unter Verwendung der im vorhergehenden beschriebenen Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis gebildet wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis, die einen in diese getauchten Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm keineswegs löst und ein Polieren des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms mit einer praktikablen Rate in der Polierstufe ermöglicht.

Eine weitere Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, bei der mindestens ein Element, das aus einem Graben und einer Öffnung ausgewählt ist, in einem isolierenden Film auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, ein Verdrahtungsmaterial. das aus elementarem Kupfer und einer Kupferlegierung ausgewählt ist, das auf dem isolierenden Film abgeschieden ist, innerhalb eines kurzen Zeitraums zurückgeätzt werden kann, wobei eine eingegrabene Verdrahtungsschicht, deren Oberfläche mit der Oberfläche des isolierenden Films auf einer Ebene liegt, gebildet wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer Polierlösung gemäß Anspruch 1.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 15.

Die vorliegende Erfindung lässt sich aus der im folgenden angegebenen detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vollständiger verstehen, wobei:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung ist, die schematisch den Aufbau einer bei der Polierstufe, die das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung enthält, verwendeten Poliervorrichtung zeigt;

Fig. 2 eine Darstellung ist, die die Beziehung zwischen der Polierrate und der Temperatur der Polierlösung zeigt, wobei die Fälle umfasst werden, bei denen ein auf einem Substrat gebildeter Kupferfilm einer Polierbehandlung unter Verwendung einer Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer herkömmlichen Polierlösung, die polierende Schleifkörner enthält, unterzogen wurde;

Fig. 3 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines Kupferfilms und dem 2- Chinolincarbonsäuregehalt einer Polierlösung, die aus 2- Chinolincarbonsäure, Wasserstoffperoxid, polierenden Schleifkörnern und Wasser besteht, zeigt;

Fig. 4 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines Kupferfilms und dem Wasserstoffperoxidgehalt einer Polierlösung, die aus 2-Chinolincarbonsäure, Wasserstoffperoxid, polierenden Schleifkörnern und Wasser besteht, zeigt;

Fig. 5A bis 5C Querschnittsdarstellungen sind, die gemeinsam zeigen, wie ein Kupferfilm mit Vorsprüngen und Ausnehmungen auf der Oberfläche verändert wird, wenn er einer Polierbehandlung mit einer Poliervorrichtung unter Verwendung einer Polierlösung, die aus 2-Chinolincarbonsäure, Wasserstoffperoxid, polierenden Schleifkörnern und Wasser besteht, unterzogen wird;

Fig. 6 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines Kupferfilms und dem pH-Wert einer Polierlösung zeigt;

Fig. 7 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines Kupferfilms, eines P-SiN-Films, d. h. eines durch Plasma-CVD gebildeten Siliciumnitridfilms, und eines SiO&sub2;-Films und der der Polierlösung zugesetzten Menge eines Netzmittels (Natriumdodecylsulfat) zeigt;

Fig. 8 ein Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines Kupferfilms, eines P-SiN-Films und eines SiO&sub2;-Films und den der Polierlösung zugesetzten Netzmittelarten zeigt;

Fig. 9A bis 9C Querschnittsdarstellungen sind, die gemeinsam ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (Beispiel 1) zeigen;

Fig. 10A bis 10C Querschnittsdarstellungen sind, die gemeinsam ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (Beispiel 5) zeigen; und

Fig. 11A bis 11F Querschnittsdarstellungen sind, die gemeinsam ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung (Beispiel 6) zeigen.

Im folgenden wird detailliert eine Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Insbesondere umfasst die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung polierende Schleifkörner, ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, Wasser und eine wasserlösliche organische Säure mit der Fähigkeit zur Reaktion mit Kupfer unter Bildung einer Kupferkomplexverbindung, wobei die Verbindung in einer wässrigen Lösung, die die organische Säure und den Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthält, unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendete organische Säure umfasst beispielsweise 2-Chinolincarbonsäure (Chinaldinsäure), 2-Pyridincarbonsäure und 2,6- Pyridincarbonsäure. Es ist günstig, wenn die Polierlösung mindestens 0,1 Gew.-% der speziellen organischen Säure enthält. Wenn der Gehalt der Polierlösung an der organischen Säure geringer als 0,1 Gew.-% ist, ist es schwierig, in ausreichend großer Menge eine Kupferkomplexverbindung zu bilden, die mechanisch schwächer als das elementare Kupfer auf der Oberfläche eines Kupferfilms oder eines Kupferlegierungsfilms ist, wodurch es schwierig wird, die Polierrate des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms in der Polierstufe ausreichend zu erhöhen. Vorzugsweise sollte der Gehalt der Polierlösung an der organischen Säure in einen Bereich zwischen 0,3 und. 1,2 Gew.-% fallen.

Die in der Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltenen polierenden Schleifkörner sind aus mindestens einem Material, das aus der Gruppe von Siliciumdioxid, Zirconiumdioxid, Ceroxid und Aluminiumoxid ausgewählt ist, gebildet. Insbesondere ist es günstig, Aluminiumoxidkörner mit einer zum Polieren geeigneten Härte als Grundmaterial der polierenden Schleifkörner zu verwenden. Genauer gesagt ist es günstig, wenn die polierenden Schleifkörner aus Aluminiumoxidkörnern allein oder einem Gemisch von Aluminiumoxidkörnern und Siliciumdioxidkörnern, wie kolloidem Silicumdioxid, bestehen. Auch sollten die polierenden Schleifkörner günstigerweise kugelförmig sein und einen durchschnittlichen Durchmesser von 0,02 bis 0,1 um aufweisen. Wenn ein Kupferfilm oder ein Kupferlegierungsfilm einer Polierbehandlung mit einer Polierlösung, die polierende Schleifkörner mit einem solchen durchschnittlichen Korndurchmesser enthält, unterzogen wird, kann eine der Oberfläche des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms zugefügte Schädigung unterdrückt werden. Es ist insbesondere günstig, γ-Aluminiumoxid zur Bildung von kugelförmigen polierenden Schleifkörnern zu verwenden, da kugelförmige Körner ohne Schwierigkeit im. Falle der Verwendung von γ-Aluminiumoxid hergestellt werden können.

Es ist günstig, wenn die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung 1 bis 20 Gew.-% polierende Schleifkörner enthält. Wenn der Gehalt der polierenden Schleifkörner geringer als 1 Gew.-% ist, ist es schwierig, in ausreichender Weise die durch die polierenden Schleifkörner erzeugte Wirkung zu erhalten. Andererseits bewirken in einer Menge von mehr als 20 Gew. -% zugesetzte polierende Schleifkörner, dass die Polierlösung ungünstigerweise viskos ist, was eine leichte Handhabung der Polierlösung schwierig macht. Vorzugsweise sollte der Gehalt der polierenden Schleifkörner in einen Bereich zwischen 2 und 10 Gew.-% fallen.

Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält auch ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, das beispielsweise Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) und Natriumhypochlorit (NaClO), umfasst. Es ist günstig, wenn die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung das Oxidationsmittel in einer Menge von mindestens der 10fachen Gewichtsmenge der organischen Säure enthält. Wenn die Menge des Oxidationsmittels weniger als das 10fache der Gewichtsmenge der organischen Säure beträgt, ist es unmöglich, die Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung auf der Oberfläche des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms ausreichend zu fördern. Die Menge des Oxidationsmittels sollte vorzugsweise mindestens das 30fache und vorzugsweise das 50fache des Gewichts des organischen Mittels betragen.

Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ein pH-Einstellmittel, wie ein alkalisch machendes Mittel einschließlich von beispielsweise Kaliumhydroxid oder Cholin enthalten.

Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner nichtionische, amphotere, anionische und kationische Netzmittel enthalten. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten nichtionischen Netzmittel umfassen beispielsweise Polyethylenglykolphenylether und Ethlyenglykolfettsäureester. Die amphoteren Netzmittel umfassen beispielsweise Imidazolbetain. Die anionischen Netzmittel umfassen beispielsweise Natriumdodecylsulfat. Ferner umfassen die kationischen Netzmittel beispielsweise Stearintrimethylammoniumchlorid. Es ist günstig, wenn diese Netzmittel in der Form eines Gemischs von mindestens zwei Verbindungen verwendet werden. Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung, die ferner Netzmittel enthält, ermöglicht eine Verbesserung der Selektivität des Polierens zwischen einem Kupfer- oder einem Kupferlegierungsfilm und einem isolierenden Film, wie einem SiN-Film oder einem Si&sub2;O-Film, was genauer im folgenden später beschrieben ist.

Es ist günstig, wenn das Netzmittel in einer Menge von 1 mol pro 1 der Polierlösung verwendet wird. Wenn die Menge des Netzmittels weniger als 1 mol pro 1 der Polierlösung beträgt, ist es schwierig, die Selektivität des Polierens zwischen dem Kupfer- oder. Kupferlegierungsfilm und dem Isolierfilm, wie einem SiO&sub2;-Film, in der Polierstufe zu verbessern. Vorzugsweise sollte die Menge des Netzmittels in einen Bereich zwischen 10 und 100 mol pro 1 der Polierlösung fallen.

Fig. 1 zeigt eine Poliervorrichtung, die zum Polieren eines auf einem Substrat gebildeten Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms unter Verwendung einer Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie in der Zeichnung angegeben, ist ein Drehtisch 1 mit einem aus beispielsweise einem Tuch bestehenden Polierkissen 2 bedeckt. Eine Leitung 3 zur Zufuhr einer Polierlösung ist über dem Polierkissen 2 angebracht. Ferner ist auch eine Substrathalterung 5 mit einer an der oberen Oberfläche derselben angebrachten Trägerwelle 4 über dem Polierkissen 2 angeordnet. Die Substrathalterung 5 ist in vertikaler Richtung drehbar und beweglich. Ein Substrat 6 wird durch die Halterung 5 derart gehalten, dass die Polieroberfläche, beispielsweise ein Kupferfilm, des Substrats 6 mit dem Polierkissen 2 in Kontakt ist. Unter diesen Bedingungen wird eine Polierlösung 7 der im vorhergehenden beschriebenen Zusammensetzung durch die Leitung 3 dem Polierkissen 2 zugeführt. In dieser Stufe wird eine vorgegebene Druck auf das Substrat 6 in Richtung auf das Polierkissen 2 unter Verwendung der Trägerwelle 4 der Poliervorrichtung angewandt. Ferner werden die Halterung 5 und der Drehtisch 1 in entgegengesetzten Richtungen so gedreht, dass der auf dem Substrat gebildete Kupferfilm poliert wird.

Um es zu wiederholen, die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst polierende Schleifkörner, ein Aktivierungsmittel zur Bildung einer Kupferkomplexverbindung, Wasser und eine wasserlösliche organische Säure mit der Fähigkeit zur Reaktion mit Kupfer zur Bildung einer Kupferkomplexverbindung, wobei die Verbindung in einer wässrigen Lösung, die die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthält, unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist. Infolgedessen wird der Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm keineswegs gelöst, wenn der Film in die Polierlösung eingetaucht wird, wodurch es möglich wird, den Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm mit einer praktikablen Polierrate zu polieren. Hierbei bezeichnet der oben angegebene Ausdruck "praktikable Polierrate" eine Polierrate, die mindestens 3mal so groß ist wie im Falle der Verwendung einer herkömmlichen Polierlösung, die polierende Schleifkörner alleine enthält.

Genauer gesagt reagiert die in der Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene organische Säure, beispielsweise 2-Chinolincarbonsäure, mit einem Kupferhydrat (Kupferion) unter Bildung einer Kupferkomplexverbindung, die in einer wässrigen Lösung, die die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Bildung einer Kupferkomplexverbindung enthält, unlöslich ist, wie in der im folgenden angegebenen Reaktionsgleichung gezeigt:

Die auf der Oberfläche des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms durch die oben angegebene Reaktion ausgebildete Kupferkomplexverbindung wird in einer wässrigen Lösung, die die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthält, nicht gelöst und besitzt eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer oder einer Kupferlegierung. Daraus folgt, dass die Kupferkomplexverbindung durch die Polierbehandlung ohne weiteres entfernt werden kann.

Da die Polierlösung ferner ein Aktivierungsmittel, beispielsweise ein Oxidationsmittel, zur Ausbildung der Kupferkomplexverbindung enthält, wird die Bildung der Kupferkomplexverbindung durch die oben angegebene Reaktion gefördert mit dem Ergebnis, dass der Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm mit einer mindestens 5fach höheren Polierrate als im Falle der Verwendung einer herkömmlichen Polierlösung, die die polierenden Schleifkörner allein enthält, poliert wird.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Polierrate und der Temperatur der Polierlösung zeigt, wobei die Fälle, in denen ein auf einem Substrat gebildeter Kupferfilm einer Polierbehandlung unter Verwendung einer Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung oder einer herkömmlichen Polierlösung, die polierende Schleifkörner enthält, unterzogen wird, umfasst werden. Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung enthielt 0,3 Gew.-% einer organischen Säure, beispielsweise 2-Chinolincarbonsäure, 16,7 Gew.-% eines Aktivierungsmittels zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, beispielsweise Wasserstoffperoxid, 4,0 Gew.-% kolloides Siliciumdioxid und Wasser. Die Linie a in Fig. 2 umfasst die Verwendung der Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung, während Linie b die Verwendung der herkömmlichen Polierlösung umfasst. Die in Fig. 1 gezeigte Poliervorrichtung wurde zur Durchführung der Polierbehandlung verwendet. Insbesondere wurde ein Substat mit einem auf einer Oberfläche gebildeten Kupferfilm durch die Substrathalterung 5 derart gehalten, dass der Kupferfilm in Kontakt mit dem Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, das eine Handelsbezeichnung eines von Rhodel Nitter Inc. hergestellten Polierkissens ist, war. Unter dieser Bedingung wurde eine Druck von 300 g/cm² auf das Substrat in Richtung auf das Polierkissen 2 über die Trägerwelle 4 angewandt. Ferner wurde die Polierlösung durch die Leitung 3 mit einer Rate von 12,5 ml/min dem Polierkissen 2 zugeführt, während der Drehtisch 1 und die Halterung 5 in umgekehrten Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ derart gedreht wurden, dass eine Polierbehandlung des auf der Oberfläche des Substrats gebildeten Kupferfilms durchgeführt wurde. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Polierrate des Kupferfilms im Falle der Verwendung der Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung (Linie a) als etwa 6fach höher als die im Falle der Verwendung der herkömmlichen Polierlösung, die polierende Schleifkörner allein enthält (Linie 12), ermittelt wurde.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines Kupferfilms und dem 2- Chinolincarbonsäuregehalt einer Polierlösung, die aus verschiedenen Mengen von 2-Chinolincarbonsäure, 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid, polierenden Schleifkörnern, die aus 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern und 4,0 Gew.-% kolloidalen Siliciumdioxidkörnern bestanden, und Wasser bestand, zeigt. Die Polierbehandlung wurde wie im vorhergehenden in Verbindung mit Fig. 2 unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung durchgeführt. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass sich die Polierrate des Kupferfilms mit einer Zunahme des 2-Chinolincarbonsäuregehalts der Polierlösung erhöhte.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Polierrate eines auf einem Substrat gebildeten Kupferfilms und dem Wasserstoffperoxidgehalt einer Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, verschiedenen Mengen von Wasserstoffperoxid, polierenden Schleifkörnern, die aus einem Gemisch von 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern und 4,0 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern und Wasser bestand, zeigt. Die Polierbehandlung wurde wie bereits in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung durchgeführt. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die Polierrate des Kupferfilms nur etwa 51 nm/min für den Fall, dass Wasserstoffperoxid überhaupt nicht in der Lösung enthalten war, betrug. Es ist auch ersichtlich, dass die Polierrate mit einer Zunahme des Wasserstoffperoxidgehalts der Polierlösung zunahm, wobei eine Polierrate von etwa 90 nm/min erreicht wurde, wenn der Wasserstoffperoxidgehalt der Polierlösung 9 Gew.-% überstieg. Es scheint verständlich, dass das in der Polierlösung enthaltene Wasserstoffperoxid einer Förderung der Bildung der Kupferkomplexverbindung derart dient, dass der außen freiliegende Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm bei dem durch das Polierkissen durchgeführten mechanischen Polierprozess und die in der Polierlösung enthaltenen polierenden Schleifkörner es ermöglichen, sofort die spröde Kupferkomplexverbindung gemäß der im vorhergehenden angegebenen Reaktionsgleichung zu bilden.

Tatsächlich wurde ein Kupferfilm 12 mit Vorsprüngen und Ausnehmungen auf der Oberfläche auf einer Oberfläche eines Substrats 11, wie in Fig. 5A gezeigt, ausgebildet und dann 3 min in die Polierlösung mit einer hohen Polierrate, die in Fig. 4 angegeben ist, getaucht. Um es zu wiederholen, die Polierlösung enthielt 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörner, 4,0 Gew.-% kolloide Siliciumdioxidkörner und 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid. Infolgedessen wurde eine Kupferkomplexverbindungschicht 13 auf der Oberfläche des Kupferfilms 12, wie in Fig. 5B gezeigt, gebildet. Nach dem Eintauchen in die Polierlösung wurde die Oberfläche des Kupferfilms 12 mittels XPS (Röntgenphotoelektronenapektroskopie) analysiert. Eine große Menge Kohlenstoff wurde auf der Kupferfilmoberfläche erfasst, obwohl die erfasste Kupfermenge sehr gering war. Ferner wurde die Dicke der Kupferkomplexverbindungsschicht als etwa 20 nm bei Messung mittels AES (Augerelektronenspektroskopie) ermittelt.

Der Kupferfilm 12 mit der auf dieser gebildeten Kupferkomplexverbindungsschicht 13, wie in Fig. 5B gezeigt, wurde durch das in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Polierkissen unter Verwendung einer Polierlösung der im vorhergehenden beschriebenen Zusammensetzung poliert. Infolgedessen wurde die auf dem vorstehenden Teil des Kupferfilms 12 ausgebildete Kupferkomplexverbindungsschicht 13 ohne Schwierigkeiten durch das Polierkissen derart mechanisch Poliert, dass der reine Kupferfilm 12, wie in Fig. 5C gezeigt, außen freilag. Die Oberfläche des Kupferfilms wurde unmittelbar nach dem Polieren mittels XPS (Röntgenphotoelektronenspektroskopie) analysiert mit dem Ergebnis, dass Kupfer allein, das kaum oxidiert war, erfasst wurde. Es scheint verständlich, dass beim Verfahren der Polierbehandlung das Polieren der Kupferfilmoberfläche derart fortschreitet, dass eine Kupferkomplexverbindungsschicht mit einer mechanischen Festigkeit unter der des Kupferfilms auf der Oberfläche des Kupferfilms gebildet wird und die auf diese Weise gebildete Kupferkomplexverbindungsschicht durch das Polierkissen mechanisch entfernt wird.

Hierbei zeigt die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung, die aus 2-Chinolincarbonsäure, polierenden Schleifkörnern, einem Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung und Wasser besteht, eine Polierrate von mindestens der 3fachen Höhe wie sie eine herkömmliche Polierlösung zeigt, die keine 2- Chinolincarbonsäure enthält, was aus dem Vergleich zwischen Fig. 3 ohne die Zugabe von 2-Chinolincarbonsäure (herkömmliche Polierlösung) und Fig. 4 ohne die Zugabe von Wasserstoffperoxid (vorliegende Erfindung) deutlich wird. Genauer gesagt betrug die Kupferpolierrate ohne die Zugabe von 2-Chinolincarbonsäure, die in Fig. 3 gezeigt ist, nur etwa 15 nm/min im Gegensatz zu etwa 51 nm/min. was durch die Polierlösung ohne die Zugabe von Wasserstoffperoxid, die in Fig. 4 gezeigt ist, erreicht wird.

Es ist anzumerken, dass die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung Kupfer oder eine Kupferlegierung keineswegs löst, wenn ein Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm in diese getaucht wird, und das Polieren eines Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms mit einer praktikablen Polierrate, die mindestens das 3fache der durch eine herkömmliche Polierlösung, die polierende Schleifkörner enthält, erreichten ist, ermöglicht. Folglich ermöglicht die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung das Vermeiden des Problems, dass die Kupferätzrate beispielsweise durch das Timing der Zuführung einer Polierlösung in der Stufe der Polierbehandlung verändert wird. Außerdem kann die Polierbehandlung problemlos im Falle der Verwendung der Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.

Es ist wichtig festzustellen, dass, wenn die in Fig. 1 gezeigte Poliervorrichtung zum Polieren des auf der Substratoberfläche gebildeten Kupferfilms verwendet wird, der Kupferfilm nur poliert wird, wenn das Polierkissen in Kontakt mit dem Kupferfilm unter einer vorgegebenen Druck ist. Mit anderen Worten wird das Polieren unmittelbar nach dem Wegbewegen des Polierkissens vom Kupferfilm gestoppt, wodurch es möglich wird, ein sogenanntes Überätzen, d. h. das Phänomen, dass der Kupferfilm nach der Beendigung der Polierbehandlung weiter geätzt wird, zu verhindern.

In der Polierstufe des Kupferfilms 12 mit Vorsprüngen und Ausnehmungen, wie in Fig. 5C gezeigt, erfolgt kein Ätzen von der Seitenfläche. Da das Ätzen nur von der oberen Oberfläche des Vorsprungs in Kontakt mit dem Polierkissen erfolgt, ist es äußerst wirksam, die technische Idee der vorliegenden Erfindung bei dem hier später beschriebenen Rückätzverfahren anzuwenden. Ferner wird die Oberfläche des Kupferfilms nach der Polierbehandlung in Kontakt mit der Polierlösung gebracht, mit dem Ergebnis, dass eine Schicht der speziellen Kupferkomplexverbindung auf der Kupferfilmoberfläche gebildet wird. Da jedoch die Kupferkomplexverbindungsschicht nur 20 nm dick ist, kann verhindert werden, dass der Kupferfilm in der Stufe der Entfernung der Kupferkomplexverbindungsschicht, um die Oberfläche des reinen Kupfers außen freizulegen, ungünstigerweise vermindert wird.

Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein alkalisch machendes Mittel, wie Cholin, derart enthalten, dass der pH-Wert eingestellt und auf diese Weise die Polierrate des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms gesteuert wird. Fig. 6 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Polierrate eines auf einem Substrat ausgebildeten Kupferfilms durch den pH-Wert der Polierlösung beeinflusst wird, wobei der Fall, dass der Kupferfilm einer Polierbehandlung unter Verwendung einer Polierlösung, die 0,3 Gew.-% 2- Chinolincarbonsäure, 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörner, 4,0 Gew.-% kolloide Siliciumdioxidkörner und 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid enthält, unterzogen wird, umfasst wird.

Cholin wurde zur Polierlösung zur Steuerung des pH-Werts der Lösung in einem Bereich zwischen 4 und 9,5 zugegeben. Fig. 6 zeigt klar, dass die Polierrate des Kupferfilms mit einer Zunahme des pH-Werts abnimmt. Insbesondere wird die Polierrate deutlich verringert, wenn der pH-Wert 8 überschreitet.

Die Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner ein nichtionisches, amphoteres, anionisches oder kationisches Netzmittel derart enthalten, dass die Polierselektivität zwischen dem Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm und dem isolierenden Film, wie einem SiO&sub2;-Film, verbessert wird. Fig. 7 ist ein Diagramm, das zeigt, wie die Polierrate eines auf einem Substrat gebildeten Kupferfilms, durch Plasma-CVD gebildeten Silicumnitridfilms (P-SiN-Film) oder SiO&sub2;-Films durch die Konzentration von Natriumdodecylsulfat (SDS), das ein anionisches Netzmittel ist, beeinflusst wird, wobei der Fall, dass der Kupferfilm oder dergleichen einer Polierbehandlung unter Verwendung einer Polierlösung, die 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 1,3 Gew.-% γ- Aluminiumoxidkörner, 4,0 Gew.-% kolloide Siliciumdioxidkörner, 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid und verschiedene Mengen SDS enthält, unterzogen wurde, umfasst wird. Die Kurve A in Fig. 7 bezeichnet die Veränderung der Polierrate des Kupferfilms, wobei die Kurven B und C die Änderungen der Polierraten des P-SiN-Films bzw. des SiO&sub2;-Films bezeichnen. Fig. 7 zeigt, dass die Polierrate des Kupferfilms mit einer Zunahme der SDS-Konzentration zunimmt (Kurve A). Andererseits nehmen die Polierraten des P-SiN-Films und des SiO&sub2;- Films mit einer Zunahme der SDS-Konzentration ab. Es ist ersichtlich, dass die Polierrate von jeweils dem P-SiN-Film und dem SiO&sub2;-Film auf im wesentlichen Null verringert ist, wenn die SDS-Konzentration bis zum Erreichen von 10 mmol/l erhöht wird. Folglich kann die Polierselektivität zwischen dem Kupferfilm und dem isolierenden Film, wie dem P-SiN- Film oder SiO&sub2;-Film, durch Steuern der der Polierlösung zugesetzten Menge von SDS verbessert werden. Die Polierselektrivität kann durch die Zugabe von nicht nur dem anionischen Netzmittel SDS, sondern auch, wie in Figur B gezeigt, der amphoteren, kationischen und nichtionischen Netzmittel verbessert werden.

Wie im vorhergehenden beschrieben, reagiert die in der Polierlösung gemäß der vorliegenden Erfindung enthaltene 2- Chinolincarbonsäure mit Kupfer unter Bildung einer Kupferkomplexverbindung, die in einer wässrigen Lösung, die die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthält, unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist. Außerdem können andere wasserlösliche organische Säuren, wie 2-Pyridincarbonsäure und 2,6-Pyridincarbonsäure, ebenfalls in zufriedenstellender Weise anstelle von 2- Chinolincarbonsäure verwendet werden. Im Falle der Verwendung einer dieser wasserlöslichen organischen Säuren wird ein Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm beim Eintauchen in die Polierlösung, die die spezielle organische Säure enthält, überhaupt nicht gelöst, und der Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm kann mit einer praktikablen Polierrate poliert werden.

Durch die vorliegende Erfindung erfolgt auch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das die folgenden Stufen umfasst:

Ausbilden mindestens eines Elements, das aus einem Graben und einer Öffnung ausgewählt ist, wobei der Graben und die Öffnung von der Form her einer Verdrahtungsschicht entsprechen, in einem isolierenden Film, der auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet ist;

Abscheiden eines Verdrahtungsmaterials, das aus elementarem Kupfer und einer Kupferlegierung ausgewählt ist, auf dem isolierenden Film mit mindestens einem Bestandteil aus dem Graben und der Öffnung, der (die) darin ausgebildet ist bzw. sind, und

Polieren des abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilms, bis eine Oberfläche des isolierenden Films freiliegt, unter Verwendung einer Polierlösung, die polierende Schleifkörner, ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, Wasser und eine wasserlösliche organische Säure mit der Fähigkeit zur Reaktion mit Kupfer unter Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung umfasst, wobei die Verbindung in einer die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthaltenden wässrigen Lösung unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist, wodurch eine eingegrabene Verdrahtungsschicht in dem isolierenden Film derart ausgebildet wird, dass die Oberflächen der Verdrahtungsschicht und des isolierenden Films auf einer Ebene liegen.

Der auf dem Halbleitersubstrat gebildete isolierende Film umfasst beispielsweise einen Siliciumoxidfilm, einen Film aus einem Glas mit Borzusatz (BPSG-Film) und einen Film eines Glases mit Phosphorzusatz (PSG-Film). Der isolierende Film kann mit einem aus beispielsweise Siliciumnitrid, Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Bornitrid oder Diamant bestehenden Polierstoppfilm bedeckt sein.

Die als Verdrahtungsmaterial in der vorliegenden Erfindung verwendete Kupferlegierung umfasst beispielsweise eine Cu- Si-Legierung, eine Cu-Al-Legierung, eine Cu-Si-Al-Legierung und eine Cu-Ag-Legierung. Der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende Verdrahtungsmaterialfilm kann mittels beispielsweise Sputtern, Gasphasenabscheidung oder Vakuumgasphasenabscheidung abgeschieden werden.

Der Gehalt der Polierlösung an der organischen Säure sollte günstigerweise in den im vorhergehenden in Verbindung mit der Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis gemäß der vorliegenden Erfindung beschriebenen Bereich fallen.

Die in der Polierlösung enthaltenen polierenden Schleifkörner umfassen beispielsweise Aluminiumoxidkörner, Siliciumdioxidkörner, Ceroxidkörner und Zirconiumdioxidkörner. Bei der Herstellung der polierenden Schleifkörner ist es günstig, wenn als Grundmaterial Aluminiumoxidkörner mit einer zum Polieren angepassten Härte verwendet werden. Genauer gesagt ist es günstig, Aluminiumoxidkörner allein oder ein Gemisch von Aluminiumoxidkörnern und Siliciumdioxidkörnern, wie kolloiden Siliciumdioxidkörnern, zur Herstellung der polierenden Schleifkörner zu verwenden.

Die polierenden Schleifkörner sollten günstigerweise kugelförmig oder im wesentlichen kugelförmig sein und günstigerweise einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,02 bis 0,1 um aufweisen. Wenn die Polierlösung polierende Schleifkörner gemäß der Definition in der vorliegenden Erfindung enthält, kann eine der Oberfläche des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms zugefügte Schädigung unterdrückt werden. Es ist besonders günstig, γ-Aluminiumoxidkörner als polierende Schleifkörner zu verwenden, da kugelförmige γ- Aluminiumoxidkörner ohne Schwierigkeiten hergestellt werden können. Ferner sollten die polierenden Schleifkörner in der Polierlösung in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 7 Gew.-% enthalten sein.

Die Polierlösung enthält auch ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung. Oxidationsmittel, wie Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) und Natriumhypochlorit (NaClO), können als dieses Aktivierungsmittel verwendet werden. Die Menge des Oxidationsmittels sollte die mindestens 10fache Gewichtsmenge der in der Polierlösung enthaltenen organischen Säure sein. Wenn die Menge des Oxidationsmittels weniger als die 10fache Gewichtsmenge der organischen Säure beträgt, gelingt es dem Oxidationsmittel nicht, die Ausbildung der Kupferkomplexverbindung auf der Oberfläche des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms ausreichend zu fördern. Zweckmäßigerweise sollte das Oxidationsmittel in einer Menge von mindestens der 30fachen und vorzugsweise mindestens der 50fachen Gewichtsmenge der in der Polierlösung enthaltenen organischen Säure verwendet werden.

Es ist auch möglich, dass die Polierlösung ein den pH-Wert steuerndes Mittel, wie ein alkalisch machendes Mittel, das beispielsweise Kaliumhydroxid und Trimethylammoniumhydroxid umfasst, enthält.

Ferner ist es auch möglich, dass die bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendete Polierlösung nichtionische, amphotere, anionische und/oder kationische Netzmittel enthält. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten nicht- ionischen Netzmittel umfassen beispielsweise Polyethylenglykolphenylether und Ethylenglykolfettsäureester. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten amphoteren Netzmittel umfassen beispielsweise Imidazolbetain. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten anionischen Netzmittel umfassen beispielsweise Natriumdodecylsulfat. Ferner umfassen die in der vorliegenden Erfindung verwendeten kationischen Netzmittel beispielsweise Stearintrimethylammoniumchlorid. Diese Netzmittel können allein oder in der Form eines Gemischs einer Mehrzahl unterschiedlicher Netzmittel verwendet werden.

Die in Fig. 1 gezeigte Poliervorrichtung kann zur Durchführung einer Polierbehandlung an dem Halbleitersubstrat mit einem darauf abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilm verwendet werden. Bei der Durchführung einer Polierbehandlung unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung wird der auf das Polierkissen durch das von einem durch eine Substrathalterung gehaltenen Halbleitersubstrat ausgeübte Druck in geeigneter Weise im Hinblick auf die Zusammensetzung der verwendeten Polierlösung bestimmt. Wenn die Polierlösung beispielsweise aus 2-Chinolincarbonsäure, polierenden Schleifkörnern, einem Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung und Wasser besteht, ist es günstig, wenn der Druck in einen Bereich zwischen 50 g/cm² und 1000 g/cm² fällt.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung kann auch die Stufe der Ausbildung einer Sperrschicht in dem isolierenden Film mit mindestens einem Element, das aus einem darin gebildeten Graben oder einer darin gebildeten Öffnung ausgewählt ist, vor der Stufe der Abscheidung eines Verdrahtungsmaterialfilms umfassen. Im Falle der Ausbildung einer derartigen Sperrschicht kann eine eingegrabene Verdrahtungsschicht, die von der Sperrschicht umgeben ist, in dem Graben und/oder der Öffnung durch die anschließende Stufe der Abscheidung eines Verdrahtungsmaterialfilms, beispielsweise eines Kupferfilms, und anschließendes Rückätzen ausgebildet werden. Infolgedessen kann die Diffusion von Kupfer, d. h. dem Verdrahtungsmaterial, in den isolierenden Film durch die Sperrschicht verhindert werden, wodurch es möglich wird, eine Verunreinigung des Halbleitersubstrats durch Kupfer zu verhindern. Die Sperrschicht sollte beispielsweise aus TiN, Ti, Nb, W oder einer CuTa-Legierung gebildet werden und günstigerweise eine Dicke im Bereich zwischen 15 nm und 50 nm aufweisen.

Um es zu wiederholen, das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Halbleitersubstrats umfasst die Stufen Ausbilden mindestens eines Elements, das aus einem Graben oder einer Öffnung ausgewählt ist, wobei der Graben und die Öffnung der Form nach mit einer Verdrahtungsschicht übereinstimmen, in einem auf einem Halbleitersubstrat gebildeten isolierenden Film, Abscheiden eines Verdrahtungsmaterials, das aus elementarem Kupfer und einer Kupferlegierung ausgewählt ist, auf dem isolierenden Film mit einem darauf ausgebildeten Graben und/oder einer darauf ausgebildeten Öffnung und das Polieren des abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilms bis zum Freilegen einer Oberfläche des isolierenden Films unter Verwendung einer Polierlösung, die polierende Schleifkörner, ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, Wasser und eine wasserlösliche organische Säure mit der Fähigkeit der Reaktion mit Kupfer zur Bildung einer Kupferkomplexverbindung umfasst, wobei die Verbindung in einer wässrigen Lösung, die die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthält, unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist, wodurch eine eingegrabene Verdrahtungsschicht in dem isolierenden Film derart gebildet wird, dass die Oberfläche der Verdrahtungsschicht und des isolierenden Films eine Ebene miteinander bilden. Natürlich wid die Verdrahtungsschicht in dem Graben oder der Öffnung, die in der ersten Stufe gebildet wurden, gebildet. Auch wird die in Fig. 1 gezeigte Poliervorrichtung zur Durchführung der Polierbehandlung an dem abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilm verwendet. Wie bereits beschrieben, löst die in der vorliegenden Erfindung verwendete Polierlösung einen Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm überhaupt nicht, wenn der Film in die Polierlösung eingetaucht wird. Außerdem ermöglicht die Polierlösung das Polieren des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms mit einer praktikablen Polierrate, d. h. mit einer mindestens dreimal so hohen Polierrate, wie sie durch eine herkömmliche Polierlösung, die lediglich polierende Schleifkörner enthält, erreicht wird. Insbesondere kann, da die Polierlösung ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkompleaverbindung, beispielsweise ein Oxidationsmittel, enthält, der Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm mit einer Polierrate von mindestens der 5fachen Höhe der durch eine herkömmliche Polierlösung, die lediglich polierende Schleifkörner enthält, erreichten Polierrate poliert werden. Infolgedessen kann die obere Oberfläche des Verdrahtungsmaterialfilms (beispielsweise eines Kupferfilms) allein poliert werden, so dass ein sogenanntes Rückätzen erreicht wird. Folglich kann eine aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung bestehende eingegrabene Verdrahtungsschicht in einem Graben und/oder einer Öffnung, die in dem Isolierfilm gebildet sind, derart ausgebildet werden, dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Verdrahtungsschicht bündig mit der Oberfläche des Isolierfilms ist. Es ist ebenfalls anzumerken, dass die entstandene Verdrahtungsschicht vor einem Ätzen bewahrt wird, wenn die Verdrahtungsschicht nach der Rückätzstufe in Kontakt mit der Polierlösung gebracht wird, da die in der vorliegenden Erfindung verwendete Polierlösung wie bereits beschrieben Kupfer oder eine Kupferlegierung überhaupt nicht löst. Folglich ermöglicht das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die eine eingegrabene Verdrahtungsschicht hoher Präzision mit einer ebenen Oberfläche umfasst.

Die Oberfläche der in dem isolierenden Film ausgebildeten eingegrabenen Verdrahtungsschicht wird mit der Polierlösung in Kontakt gebracht, was zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindungsschicht führt. Da die auf diese Weise gebildete Kupferkomplexverbindungsschicht jedoch nur 20 nm dünn ist, wird ein übermäßiges Vermindern der eingegrabenen Verdrahtungsschicht in der Stufe des Freilegens der reinen Kupferoberfläche durch Entfernen der Kupferkomplexverbindungsschicht verhindert.

Ferner enthält die in der vorliegenden Erfindung verwendete Polierlösung kugelförmige oder im wesentlichen kugelförmige polierende Schleifkörner mit dem Ergebnis, dass ein Reißen oder eine Schädigung des Verdrahtungsmaterialfilms in der Rückätzstufe verhindert wird. Folglich wird die Ausbildung einer eingegrabenen Verdrahtungsschicht einer hohen Zuverlässigkeit in dem isolierenden Film ermöglicht. Es ist auch anzumerken, dass, wenn der isolierende Film zuvor mit einem aus beispielsweise Siliciumnitrid, Kohlenstoff, Aluminiumoxid, Bornitrid oder Diamant bestehenden Polierstoppfilm überzogen wurde, ein Polieren des isolierenden Films in der Rückätzstufe des Verdrahtungsmaterialfilms verhindert werden kann. Infolgedessen kann ein Vermindern des isolierenden Films unterdrückt werden, wodurch die Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer hohen Durchbruchspannung ermöglicht wird.

Ferner kann, wenn die Polierlösung nichtionische, amphotere, anionische und/oder kationische Netzmittel enthält, die Polierselektivität zwischen dem aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehenden Verdrahtungsmaterialfilm und dem aus beispielsweise SiO&sub2; bestehenden isolierenden Film in der Rückätzstufe verbessert werden, wodurch ein Vermindern des Isolierfilms vermieden werden kann. Folglich kann die entstandene Halbleitervorrichtung eine hohe Durchbruchspannung aufweisen. Außerdem können, wenn die Polierlösung ein Netzmittel enthält, die auf dem isolierenden Film zurückbleibenden kontaminierenden Stoffe, wie feines Verdrahtungsmaterial und organische Materialien, problemlos in einer Waschstufe nach der Rückätzstufe entfernt werden, wodurch die Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer sauberen Oberfläche, d. h. eines isolierenden Films, von dessen Oberfläche organische Materialien und verbliebenes Verdrahtungsmaterial entfernt ist, ermöglicht wird.

Im folgenden werden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Beispiel 1 (fällt nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung)

Ein SiO&sub2;-Film 22 mit einer Dicke von beispielsweise 1000 nm wurde als Zwischenschichtisolierfilm durch ein CVD- Verfahren auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrats 21 mit (nicht angegebenen) Diffusionsschichten, wie Source- und Drainschichten, die in einem Oberflächenbereich desselben ausgebildet sind, wie in Fig. 9A gezeigt, ausgebildet. Danach wurden eine Mehrzahl von Gräben 23 mit jeweils einer Tiefe von 500 nm und der Form nach einer Verdrahtungsschicht entsprechend in dem SiO&sub2;-Film 22 durch ein Photoätzverfahren gebildet. Nach der Bildung dieser Gräben 23 wurden eine Sperrschicht 24, die aus TiN bestand und eine Dicke von 15 nm aufwies, und ein Kupferfilm 25 mit einer Dicke von 600 nm nacheinander in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;-Films 22 einschließlich der Gräben 23, wie in Fig. 9B gezeigt, ausgebildet.

Das Substrat 21 mit der Sperrschicht 24 und dem Kupferfilm 25, die, wie Fig. 9B gezeigt, darauf ausgebildet wurden, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung derart gehalten, dass der Kupferfilm 25 in. Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, was eine Handelsbezeichnung für ein von Rhodel Nitter Inc. hergestelltes Polierkissen ist, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 befindlichen Polierkissen 2 angelegt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden jeweils in unterschiedlichen Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 1,4 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 30 nm, 4,1 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern und zum Rest aus reinem Wasser bestand, durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der Kupferfilm 25 und die Sperrschicht 24, die auf dem Halbleitersubstrat 21 abgeschieden waren, poliert wurden, bis die Oberfläche des SiO&sub2;-Films 22 außen freilag. In dieser Polierstufe wurde ein Ätzen des Kupferfilms 25 überhaupt nicht erkannt, wenn die Polierlösung in Kontakt mit dem Kupferfilm gebracht wurde. Auch zeigte sich, dass die durch das Polierkissen 2 erreichte Polierrate etwa 51 nm/min betrug. Folglich wurden die oberen Oberflächen der wie in Fig. 9B gezeigten Vorsprünge des Kupferfilms 25, die in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 standen, vorzugsweise zuerst poliert und dann die freigelegte Sperrschicht 24 anschließend poliert. Mit anderen Worten wurde ein sogenanntes Rückätzen erreicht. Da das Polieren durchgeführt wurde, bis die oberen Oberflächen der vorstehenden Bereiche des SiO&sub2;-Films 22 außen freilagen, wurde wie in Fig. 9C gezeigt, eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 26 im Graben 23 ausgebildet. Es ist ersichtlich, dass die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 26 von der Sperrschicht 24 umgeben war und dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht 26 bündig mit der oberen Oberfläche des SiO&sub2;- Films 22 war.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 auf die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurde das Drehen des Drehtischs 1 und der Halterung gestoppt. Infolgedessen wurde die Kupferverdrahtungsschicht 26 in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferverdrahtungsschicht 26 überhaupt nicht geätzt wurde.

Beispiel 2

Ein SiO&sub2;-Film mit einer Dicke von beispielsweise 1000 nm wurde als Zwischenschichtisolierfilm durch ein CVD- Verfahren auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrats mit (nicht angegebenen) Diffusionsschichten, wie Source- und Drainschichten, die in einem Oberflächenbereich desselben ausgebildet sind, ausgebildet. Danach wurden eine Mehrzahl von Gräben mit jeweils Einer Tiefe von 500 nm und der Form nach einer Verdrahtungsschicht entsprechend in dem SiO&sub2;- Film durch ein Photoätzverfahren gebildet. Nach der Bildung dieser Gräben wurden eine Sperrschicht, die aus TiN bestand und eine Dicke von 15 nm aufwies, und ein Kupferfilm mit einer Dicke von 600 nm nacheinander in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;- Films einschließlich der Gräben ausgebildet.

Das Substrat mit der Sperrschicht und dem Kupferfilm, die darauf ausgebildet wurden, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung derart gehalten, dass der Kupferfilm 25 in Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 befindlichen Polierkissen 2 angelegt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden jeweils in unterschiedlichen Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid, 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 30 nm, 4,0 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern und zum Rest aus reinem Wasser bestand, durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der Kupferfilm 25 und die Sperrschicht, die auf dem Halbleitersubstrat 21 abgeschieden waren, poliert wurden, bis die Oberfläche des SiO&sub2;-Films außen freilag. Es ist anzumerken, dass die verwendete Wasserstoffperoxidmenge die 56fache Gewichtsmenge der verwendeten 2-Chinolincarbonsäure betrug. In dieser Polierstufe wurde ein Ätzen des Kupferfilms überhaupt nicht erkannt, wenn die Polierlösung in Kontakt mit dem Kupferfilm gebracht wurde. Auch zeigte sich, dass die durch das Polierkissen erreichte Polierrate etwa 85 nm/min betrug. Folglich wurden die oberen Oberflächen der Vorsprünge des Kupferfilms, die in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 standen, vorzugsweise zuerst poliert und dann die freigelegte Sperrschicht 24 anschließend poliert. Mit anderen Worten wurde ein sogenanntes Rückätzen erreicht. Da das Polieren durchgeführt wurde, bis die oberen Oberflächen der vorstehenden Bereiche des SiO&sub2;-Films außen freilagen, wurde eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht im Graben ausgebildet. Es ist ersichtlich, dass die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht von der Sperrschicht umgeben war und dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht bündig mit der oberen Oberfläche des SiO&sub2;-Films war.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 über die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurde das Drehen des Drehtischs 1 und der Halterung 5 gestoppt. Infolgedessen wurde die Kupferverdrahtungsschicht in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferverdrahtungsschicht 26 überhaupt nicht geätzt wurde.

Beispiel 3

Ein SiO&sub2;-Film mit einer Dicke von beispielsweise 1000 nm wurde als Zwischenschichtisolierfilm durch ein CVD- Verfahren auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrats mit (nicht angegebenen) Diffusionsschichten, wie Source- und Drainschichten, die in einem Oberflächenbereich desselben ausgebildet sind, ausgebildet. Danach wurden eine Mehrzahl von Gräben mit jeweils einer Tiefe von 500 nm und der Form nach einer Verdrahtungsschicht entsprechend in dem SiO&sub2;- Film durch ein Photoätzverfahren gebildet. Nach der Bildung dieser Gräben wurden eine Sperrschicht, die aus TiN bestand und eine Dicke von 15 nm aufwies, und ein Kupferfilm mit einer Dicke von 600 nm nacheinander in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;- Films einschließlich der Gräben ausgebildet.

Das Substrat mit der Sperrschicht und dem Kupferfilm, die darauf ausgebildet wurden, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung derart gehalten, dass der Kupferfilm 25 in Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 befindlichen Polierkissen 2 angelegt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden jeweils in unterschiedlichen Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid, 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 30 nm, 4,0 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern, 10 mmol/l Natriumdodecylsulfat, das ein anorganisches Netzmittel ist, und zum Rest aus reinem Wasser bestand, durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der Kupferfilm 25 und die Sperrschicht, die auf dem Halbleitersubstrat 21 abgeschieden waren, poliert wurden, bis die Oberfläche des SiO&sub2;-Films außen freilag. Es ist anzumerken, dass die verwendete Wasserstoffperoxidmenge die 56fache Gewichtsmenge der verwendeten 2-Chinolincarbonsäure betrug. In dieser Polierstufe wurde ein Ätzen des Kupferfilms überhaupt nicht erkannt, wenn die Polierlösung in Kontakt mit dem Kupferfilm gebracht wurde. Auch zeigte sich, dass die durch das Polierkissen 2 erreichte Polierrate etwa 85 nm/min betrug. Folglich wurden die oberen Oberflächen der Vorsprünge des Kupferfilms, die in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 standen, vorzugsweise zuerst poliert und dann die freigelegte Sperrschicht 24 anschließend poliert. Mit anderen Worten wurde ein sogenanntes Rückätzen erreicht. Da das Polieren durchgeführt wurde, bis die oberen Oberflächen der vorstehenden Bereiche des SiO&sub2;- Films außen freilagen, wurde eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht im Graben ausgebildet. Es ist ersichtlich, dass die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht von der Sperrschicht umgeben war und dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht bündig mit der oberen Oberfläche des SiO&sub2;-Films war.

Wie bereits in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben, weist eine ein Netzmittel enthaltende Ätzlösung eine hohe Polierselektivität auf. Tatsächlich wurde eine Verminderung des als Zwischenschichtisolierfilm gebildeten SiO&sub2;-Films in diesem Beispiel verhindert, da die verwendete Polierlösung wie im vorhergehenden beschrieben ein Netzmittel enthielt.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 über die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurde das Drehen des Drehtischs 1 und der Halterung 5 gestoppt. Infolgedessen wurde die Kupferverdrahtungsschicht in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferverdrahtungsschicht überhaupt nicht geätzt wurde.

Ferner wurde ein Waschen mit Ultraschall des Siliciumsubstrats mit der darauf ausgebildeten eingegrabenen Verdrahtungsschicht unter Verwendung von reinem Wasser durchgeführt. Infolgedessen wurden die verbliebenen Kupferteilchen, Kupferkomplexverbindungsteilchen und organischen Materialien, wie 2-Chinolincarbonsäure, von der Substratoberfläche einschließlich der Oberfläche des SiO&sub2;-Films (Zwischenschichtisolierfilm) so entfernt, dass die Oberfläche des SiO&sub2;-Films und dgl. gereinigt war.

Wie im vorhergehenden beschrieben, wurde eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht mit einer Dicke gleich der Tiefe des in dem Zwischenschichtisolierfilm ausgebildeten Grabens in dem Zwischenschichtisolierfilm in diesem Beispiel ausgebildet. Es ist anzumerken, dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht mit der Oberfläche des Zwischenschichtisolierfilms bündig war, so dass die Oberfläche des Siliciumsubstrats nach der Ausbildung der Verdrahtungsschicht eben war. Ferner enthielt die in der Rückätzstufe zur Bildung der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht verwendete Polierlösung ein Netzmittel. Außerdem wurde das Siliciumsubstrat nach der Bildung der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht einem Waschen mit Ultraschallwellen unter Verwendung von reinem Wasser unterzogen. Infolgedessen ermöglichte das in der Polierlösung enthaltene Netzmittel die Reinigung der Oberfläche des Zwischenschichtisolierfilms ohne Schwierigkeiten, wobei eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit, die eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht eines geringen Widerstands, der Kupfer eigen ist, hergestellt wurde.

Beispiel 4 (fällt nicht in den Umfang der vorliegenden Erfindung)

Ein SiO&sub2;-Film mit einer Dicke von beispielsweise 1000 nm wurde als Zwischenschichtisolierfilm durch ein CVD- Verfahren auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrats mit (nicht angegebenen) Diffusionsschichten, wie Source- und Drainschichten, die in einem Oberflächenbereich desselben ausgebildet sind, ausgebildet. Danach wurden eine Mehrzahl von Gräben mit jeweils einer Tiefe von 500 nm und der Form nach einer Verdrahtungsschicht entsprechend in dem SiO&sub2;- Film durch ein Photoätzverfahren gebildet. Nach der Bildung dieser Gräben wurden eine Sperrschicht, die aus TiN bestand und eine Dicke von 15 nm aufwies, und ein Kupferfilm mit einer Dicke von 600 nm nacheinander in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;- Films einschließlich der Gräben ausgebildet.

Das Substrat mit der Sperrschicht und dem Kupferfilm, die darauf ausgebildet wurden, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung derart gehalten, dass der Kupferfilm 25 in Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 befindlichen Polierkissen 2 angelegt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden jeweils in unterschiedlichen Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 1,4 Gew.-% γ- Aluminiumoxidkörnern mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 30 nm, 4,1 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern und zum Rest aus reinem Wasser bestand, durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der Kupferfilm 25 und die Sperrschicht, die auf dem Siliciumsubstrat abgeschieden waren, poliert wurden, bis die Oberfläche des SiO&sub2;-Films außen freilag. In dieser Polierstufe wurde ein Ätzen des Kupferfilms überhaupt nicht erkannt, wenn die Polierlösung in Kontakt mit dem Kupferfilm gebracht wurde. Auch zeigte sich, dass die durch das Polierkissen 2 erreichte Polierrate etwa 30 nm/min betrug. Folglich wurden die oberen Oberflächen der Vorsprünge des Kupferfilms, der in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 standen, vorzugsweise zuerst poliert und dann die freigelegte Sperrschicht anschließend poliert. Mit anderen Worten wurde ein sogenanntes Rückätzen erreicht. Da das Polieren durchgeführt wurde, bis die oberen Oberflächen der vorstehenden Bereiche des SiO&sub2;-Films außen freilagen, wurde eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht im Graben ausgebildet. Es ist ersichtlich, dass die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht von der Sperrschicht umgeben war und dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht bündig mit der oberen Oberfläche des SiO&sub2;-Films war.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 über die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurde das Drehen des Drehtischs 1 und der Halterung 5 gestoppt. Infolgedessen wurde die Kupferverdrahtungsschicht in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferverdrahtungsschicht überhaupt nicht geätzt wurde.

Beispiel 5

Ein SiO&sub2;-Film 22 mit einer Dicke von beispielsweise 800 nm und ein Si&sub3;N&sub4;-Film 27 mit einer Dicke von 200 nm und der als Polierstoppfilm fungiert, wurden in dieser Reihenfolge durch ein CVD-Verfahren auf der Oberfläche eines Siliciumsubstrats 21 mit (nicht angegebenen) Diffusionsschichten, wie Source- und Drainschichten, die in einem Oberflächenbereich desselben ausgebildet sind, wobei der SiO&sub2;-Film 22 und der Si&sub3;N&sub4;-Film 27 zusammen einen Zwischenschichtisolierfilm bilden, wie in Fig. 10A gezeigt ausgebildet. Danach wurden eine Mehrzahl von Gräben 23 mit jeweils einer Tiefe von 500 nm und der Form nach einer Verdrahtungsschicht entsprechend durch ein Photoätzverfahren so ausgebildet, dass sie sich durch einen Si&sub3;N&sub4;-Film 27 erstrecken und einen mittleren Bereich des SiO&sub2;-Films 22 erreichen. Nach der Bildung dieser Gräben 23 wurden eine Sperrschicht 24, die aus TiN bestand und eine Dicke von 15 nm aufwies, und ein Kupferfilm 25 mit einer Dicke von 600 nm nacheinander in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;-Films 22 einschließlich der Gräben 23, wie in Fig. 10B gezeigt, ausgebildet.

Das Substrat 21 mit der Sperrschicht 24 und dem Kupferfilm 25, die, wie in Fig. 9B gezeigt, darauf ausgebildet wurden, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung derart gehalten, dass der Kupferfilm 25 in Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, das im vorhergehenden angegeben ist, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 befindlichen Polierkissen 2 angelegt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden jeweils in unterschiedlichen Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid, 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 30 nm, 4,0 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern und zum Rest aus reinem Wasser bestand, durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der Kupferfilm 25 und die Sperrschicht 24, die auf dem Halbleitersubstrat 21 abgeschieden waren, poliert wurden, bis die Oberfläche des Si&sub3;N&sub4;-Films 27 außen freigelegt war. Es ist anzumerken, dass die Menge des verwendeten Wasserstoffperoxids die etwa 56fache Gewichtsmenge der verwendeten 2-Chinolincarbonsäure betrug. In dieser Polierstufe wurde ein Ätzen des Kupferfilms 25 überhaupt nicht erkannt, wenn die Polierlösung in Kontakt mit dem Kupferfilm gebracht wurde. Auch zeigte sich, dass die durch das Polierkissen 2 erreichte Polierrate etwa 100 nm/min betrug. Folglich wurden die oberen Oberflächen der wie in Fig. 10B gezeigten Vorsprünge des Kupferfilms 25, die in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 standen, vorzugsweise zuerst poliert und dann die freigelegte Sperrschicht 24 anschließend poliert. Mit anderen Worten wurde ein sogenanntes Rückätzen erreicht. Da das Polieren durchgeführt wurde, bis die oberen Oberflächen der vorstehenden Bereiche des Si&sub3;N&sub4;-Films 27 außen freilagen, wurde wie in Fig. 10C gezeigt eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 26 im Graben 23 ausgebildet. Es ist ersichtlich, dass die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 26 von der Sperrschicht 24 umgeben war und dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht 26 bündig mit der oberen Oberfläche des Si&sub3;N&sub4;-Films 27 war.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 über die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurde das Drehen des Drehtischs 1 und der Halterung 5 gestoppt. Infolgedessen wurde die Kupferverdrahtungsschicht 26 in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferverdrahtungsschicht 26 überhaupt nicht geätzt wurde.

Es ist anzumerken, dass der als Polierstoppfilm fungierende Si&sub3;N&sub4;-Film 27 in den Zwischenschichtisolierfilm in diesem Beispiel eingearbeitet wurde. Infolgedessen war eine wirksame Unterdrückung einer Verminderung des Zwischenschichtisolierfilms in der Rückätzstufe möglich, was zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, die einen Zwischenschichtisolierfilm umfasst, die eine hohe Durchbruchsspannung aufweist, führte.

Beispiel 6

Ein SiO&sub2;-Film 33 mit einer Dicke von beispielsweise 1000 nm und der als erster Zwischenschichtisolierfilm fungierte wurde durch ein CVD-Verfahren auf der Oberfläche eines p- Siliciumsubstrats 32 mit einer in einem Oberflächenbereich desselben gebildeten Diffusionsschicht 31 des n&spplus;-Typs, wie in Fig. 11A gezeigt, gebildet. Danach wurde eine Öffnung, d. h. ein Durchloch 34, durch den SiO&sub2;-Film 33 unter Freilegung der Diffusionsschicht 31 des n+-Typs durch ein Photoätzverfahren ausgebildet. Nach der Bildung des Durchlochs 34 wurden eine aus TiN bestehende Sperrschicht 35 und mit einer Dicke von 20 nm und ein Kupferfilm 36 mit einer Dicke von 1100 nm nacheinander in dieser Reihenfolge durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;-Films 33 einschließlich des Durchlochs 34, wie in Fig. 11B gezeigt, ausgebildet.

Das Substrat mit der Sperrschicht 35 und dem Kupferfilm 36, die, wie in Fig. 11B gezeigt, darauf ausgebildet wurden, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung derart gehalten, dass der Kupferfilm 36 in Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, das im vorhergehenden angegeben ist, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 befindlichen Polierkissen 2 angelegt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden jeweils in unterschiedlichen Richtungen mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung, die aus 0,3 Gew.-% 2-Chinolincarbonsäure, 16,7 Gew.-% Wasserstoffperoxid, 1,3 Gew.-% γ-Aluminiumoxidkörnern mit einem durchschnittlichen Korndurchmesser von 30 nm, 4,0 Gew.-% kolloiden Siliciumdioxidkörnern, 10 mmol/l Natriumdodecylsulfat, das als anionisches Netzmittel verwendet wurde, und zum Rest aus reinem Wasser bestand, durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der Kupferfilm 36 und die Sperrschicht 35, die auf dem Siliciumsubstrat 32 abgeschieden waren, poliert wurden, bis die Oberfläche des SiO&sub2;- Films 33 außen freigelegt war. Es ist anzumerken, dass die Menge des verwendeten Wasserstoffperoxids die etwa 56fache Gewichtsmenge der verwendeten 2-Chinolincarbonsäure betrug. In dieser Polierstufe wurde ein Ätzen des Kupferfilms 36 überhaupt nicht erkannt, wenn die Polierlösung in Kontakt mit dem Kupferfilm gebracht wurde. Auch zeigte sich, dass die durch das Polierkissen 2 erreichte Polierrate etwa 85 nm/min betrug. Folglich wurden die oberen Oberflächen der wie in Fig. 11B gezeigten Vorsprünge des Kupferfilms 36, die in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 standen, vorzugsweise zuerst poliert und dann die freigelegte Sperrschicht 35 anschließend poliert. Mit anderen Worten wurde ein sogenanntes Rückätzen erreicht. Da das Polieren durchgeführt würde, bis die oberen Oberflächen der vorstehenden Bereiche des SiO&sub2;-Films 33 außen freilagen, wurde, wie in Fig. 11C gezeigt, eine Kupferdurchgangsfüllung 37 in dem Durchloch 34 ausgebildet. Es ist ersichtlich, dass die Kupferdurchgangsfüllung 3T von der Sperrschicht 35 umgeben war und dass die obere Oberfläche der Kupferdurchgangssenke 37 bündig mit der oberen Oberfläche des SiO&sub2;-Films 33 war.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 über die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurde das Drehen des Drehtischs 1 und der Halterung 5 gestoppt. Infolgedessen wurde die Kupferdurchgangssenke 37 in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferdurchgangssenke überhaupt nicht geätzt worden war. Ferner wurde das Siliciumsubstrat mit der darin ausgebildeten Kupferdurchgangssenke 37 einem Waschen mit Ultraschallwellen unter Verwendung von reinem Wasser unterzogen, um die Oberfläche des SiO&sub2;-Films 33 zu reinigen.

In der nächsten Stufe wurde ein Si&sub3;N&sub4;-Film 38 mit einer Dicke von beispielsweise 800 nm und der als zweiter Zwischenschichtisolierfilm fungierte durch ein CVD-Verfahren auf der Oberfläche des SiO&sub2;-Films 33 einschließlich der Kupferdurchgangsfüllung 37, wie in Fig. 11D gezeigt, gebildet. Danach wurden eine Vielzahl von Gräben 39 mit jeweils einer Tiefe von 400 nm und der Form nach einer Verdrahtungsschicht entsprechend in dem Si&sub3;N&sub4;-Film 38 durch ein Photoätzverfahren derart ausgebildet, dass sich diese Gräben 39 in vertikaler Richtung bis zum Erreichen eines mittleren Teils des Si&sub3;N&sub4;-Films 38 erstreckten, und anschließend ein Durchgangsloch 40 durch ein Photoätzverfahren in einer dieser Rillen gebildet, um die zuvor gebildete Kupferdurchgangssenke 37 freizulegen. Ferner wurde ein Kupferfilm 41 mit einer Dicke von 900 nm durch ein Sputterverfahren auf der Oberfläche des Si&sub3;N&sub4;-Films 38 einschließlich der Gräben 39 und des Durchgangslochs 40, wie in Fig. 11E gezeigt, gebildet.

Das Siliciumsubstrat mit dem darauf ausgebildeten Kupferfilm 41, wie in Fig. 11E gezeigt, wurde durch die in der in Fig. 1 gezeigten Poliervorrichtung enthaltene Substrathalterung 5 derart gehalten, dass der Kupferfilm 41 in Kontakt mit dem in der Poliervorrichtung enthaltenen Polierkissen 2, d. h. SUBA 800, war. Unter dieser Bedingung wurde ein Druck von 300 g/cm² über die Trägerwelle 4 der Substrathalterung 5 auf das Substrat in Kontakt mit dem auf dem Drehtisch 1 angebrachten Polierkissen 2 ausgeübt und der Drehtisch 1 und die Substrathalterung 5 wurden in entgegengesetzten Richtungen jeweils mit einer Geschwindigkeit von 100 Umin&supmin;¹ gedreht. Während des Drehens wurde eine Polierlösung der zuvor beschriebenen Zusammensetzung durch die Zufuhrleitung 3 dem Polierkissen 2 mit einer Rate von 12,5 ml/min derart zugeführt, dass der auf dem Siliciumsubstrat 32 abgeschiedene Kupferfilm 41 poliert wurde, bis die Oberfläche des Si&sub3;N&sub4;-Films 38 außen freigelegt war.

Es ist anzumerken, dass die oberen Oberflächen der Vorsprünge des Kupferfilms 41, wie in Fig. 11E gezeigt, die in mechanischem Kontakt mit dem Polierkissen 2 waren, vorzugsweise poliert wurden, wobei ein sogenanntes Rückätzen erreicht wurde. Da das Polieren durchgeführt wurde, bis die oberen Oberflächen der vorspringenden Teile des Si&sub3;N&sub4;-Films 38 außen freigelegt waren, wurde eine eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 42 in jedem der Gräben 39 und dem Durchgangsloch 40, wie in Fig. 11F gezeigt, gebildet. Natürlich war die auf dieser Weise in dem Durchgangsloch 40 gebildete Kupferverdrahtungsschicht 42 in direktem Kontakt mit der zuvor gebildeten Kupferdurchgangsfüllung 37. Es ist ersichtlich, dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Kupferverdrahtungsschicht 42 bündig mit der oberen Oberfläche des Si&sub3;N&sub4;-Films 38 war.

Nach der Polierbehandlung wurde der auf das Polierkissen 2 über die Substrathalterung 5 ausgeübte Druck gelöst. Auch wurden die Drehungen des Drehtischs 1 und der Halterung 5 gestoppt. Infolgedessen wurde die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 42 in Kontakt mit der Polierlösung gebracht. Es zeigte sich jedoch, dass die Kupferverdrahtungsschicht überhaupt nicht geätzt war.

Um es zu wiederholen, eine mehrlagige Verdrahtungsstruktur, die erste und zweite Zwischenschichtisolierfilme 33, 39, die Kupferdurchgangsfüllung 37 und die eingegrabene Kupferverdrahtungsschicht 42, die in diesen Zwischenschichtisolierfilmen jeweils gebildet wurden, umfasst, wird in der in Beispiel 6 hergestellten Halbleitervorrichtung verwendet. Wie bereits beschrieben, ist die obere Oberfläche der Kupferdurchgangssenke 37 bündig mit der oberen Oberfläche des ersten Zwischenschichtisolierfilms 33. Auch ist die obere Oberfläche der Kupferverdrahtungsschicht 42 bündig mit der oberen Oberfläche des zweiten Isolierzwischenschichtfilms 38. Natürlich weist die hergestellte Halbleitervorrichtung eine ebene Oberfläche auf.

Wie zuvor im Detail beschrieben, erfolgt durch die vorliegende Erfindung die Bereitstellung einer Polierlösung für ein Metall auf Kupferbasis, die Kupfer oder eine Kupferlegierung überhaupt nicht löst, wenn ein Kupfer- oder Kupferlegierungsfilm darin eingetaucht wird, und die ein Polieren des Kupfer- oder Kupferlegierungsfilms mit einer praktikablen Rate in der Polierstufe gestattet.

Durch die vorliegende Erfindung erfolgt auch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das die Stufen Bilden von mindestens einem Bestandteil, das aus einem Graben und einer Öffnung ausgewählt ist, in einem auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats ausgebildeten isolierenden Film, Abscheiden eines Verdrahtungsmaterialfilms, der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, auf dem isolierenden Film und Durchführen eines Rückätzens an dem abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilm in einer kurzen Zeit, so dass eine aus Kupfer oder einer Kupferlegierung bestehende eingegrabene Verdrahtungsschicht gebildet wird. Es ist von Bedeutung, festzustellen, dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Verdrahtungssschicht bündig mit der oberen Oberfläche des isolierenden Films gemacht wurde, mit dem Ergebnis, dass die gefertigte Halbleitervorrichtung eine ebene Oberfläche aufweist.

Durch die vorliegende Erfindung erfolgt ferner die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einer ebenen Oberfläche, die eine hervorragende Durchbruchspannung besitzt. Das Verfahren umfasst die Stufen Bilden von mindestens einem Bestandteil, der aus einem Graben und einer Öffnung ausgewählt ist, in einem auf einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats ausgebildeten isolierenden Film, Abscheiden eines Verdrahtungsmaterialfilms, der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, auf dem isolierenden Film und Durchführen eines Rückätzens an dem abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilm in einer kurzen Zeit, so dass eine eingegrabene Verdrahtungsschicht, die aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, gebildet wird. Es ist von Bedeutung festzustellen, dass die obere Oberfläche der eingegrabenen Verdrahtungsschicht bündig mit der oberen Oberfläche des isolierenden Films gemacht wurde. Außerdem wird eine Verminderung des isolierenden Films mit der darin ausgebildeten eingegrabenen Verdrahtungsschicht in der Rückätzstufe verhindert.


Anspruch[de]

1. Polierlösung zum Polieren von Kupfer oder Kupferlegierungen, die polierende Schleifkörner, ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, Wasser und eine wasserlösliche organische Säure mit der Fähigkeit zur Reaktion mit Kupfer unter Bildung einer Kupferkomplexverbindung umfasst, wobei die Verbindung in einer die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthaltenden wässrigen Lösung unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist.

2. Polierlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure aus 2-Chinolincarbonsäure (Chinaldinsäure), 2-Pyridincarbonsäure und 2,6- Pyridincarbonsäure ausgewählt ist.

3. Polierlösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure 2-Chinolincarbonsäure ist.

4. Polierlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure in einer Menge von mindestens 0,1 Gew.-% enthalten ist.

5. Polierlösung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure in einer Menge von 0,3 bis 1,2 Gew.-% enthalten ist.

6. Polierlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polierenden Schleifkörner aus mindestens einem Material gebildet sind, das aus Siliciumdioxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und Aluminiumoxid ausgewählt ist.

7. Polierlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polierenden Schleifkörner einen mittleren Korndurchmesser von 0,02 bis 0,1 im aufweisen.

8. Polierlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die polierenden Schleifkörner in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% enthalten sind.

9. Polierlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung ein Oxidationsmittel verwendet wird.

10. Polierlösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid ist.

11. Polierlösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel in einer Menge verwendet wird, die mindestens das 10-fache der Gewichtsmenge der wasserlöslichen organischen Säure beträgt.

12. Polierlösung nach Anspruch 1, die ferner ein grenzflächenaktives Mittel umfasst.

13. Polierlösung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Mittel Natriumdodecylsulfat, bei dem es sich um ein anionisches grenzflächenaktives Mittel handelt, ist.

14. Polierlösung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Mittel in einer Menge von mindestens 1 mol/l zugegeben ist.

15. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das die folgenden Stufen umfasst:

Ausbilden mindestens eines Elements, das aus einem Graben (23) und einer Öffnung ausgewählt ist, wobei der Graben (23) und die Öffnung von der Form her einer Verdrahtungsschicht entsprechen, in einem isolierenden Film (22), der auf einem Halbleitersubstrat (21) ausgebildet ist;

Abscheiden eines Verdrahtungsmaterials, das aus elementarem Kupfer und einer Kupferlegierung ausgewählt ist, auf dem isolierenden Film mit mindestens einem Bestandteil aus dem Graben (23) und der Öffnung, der (die) darin ausgebildet ist bzw. sind, und

Polieren des abgeschiedenen Verdrahtungsmaterialfilms (25), bis eine Oberfläche des isolierenden Films (22) freiliegt, unter Verwendung einer Polierlösung, die polierende Schleifkörner, ein Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung, Wasser und eine wasserlösliche organische Säure mit der Fähigkeit zur Reaktion mit Kupfer unter Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung umfasst, wobei die Verbindung in einer die organische Säure und das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung enthaltenden wässrigen Lösung unlöslich ist und eine mechanische Festigkeit unter der von Kupfer aufweist, wodurch eine eingegrabene Verdrahtungsschicht (26) in dem isolierenden Film (22) derart ausgebildet wird, dass die Oberflächen der Verdrahtungsschicht (26) und des isolierenden Films (22) auf einer Ebene liegen.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrschicht auf dem isolierenden Film nach der Stufe der Ausbildung von mindestens einem Bestandteil der aus der Gruppe von einem Graben und einer Öffnung ausgewählt ist, ausgebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrschicht aus einem Material ausgebildet wird, das aus der Gruppe von TiN, Ti, Nb, W und CuTa- Legierung ausgewählt ist.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupferlegierung aus einer Cu-Si-Legierung, einer Cu-Al-Legierung, einer Cu-Si-Al-Legierung und einer Cu-Ag-Legierung ausgewählt ist.

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Polierlösung enthaltene organische Säure aus 2-Chinolincarbonsäure (Chinaldinsäure), 2- Pyridincarbonsäure und 2,6-Pyridincarbonsäure ausgewählt ist.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure, die in der Polierlösung enthalten ist, 2-Chinolincarbonsäure ist.

21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure in der Polierlösung in einer Menge von mindestens 0,1 Gew.-% enthalten ist.

22. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Säure in der Polierlösung in einer Menge von 0,3 bis 1,2 Gew.-% enthalten ist.

23. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die polierenden Schleifkörner, die in der Polierlösung enthalten sind, aus mindestens einem Material gebildet sind, das aus Siliciumdioxid, Zirconiumoxid, Ceroxid und Aluminiumoxid ausgewählt ist.

24. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die polierenden Schleifkörner, die in der Polierlösung enthalten sind, einen mittleren Korndurchmesser von 0,02 bis 0,1 um aufweisen.

25. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die polierenden Schleifkörner in der Polierlösung in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% enthalten sind.

26. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als das Aktivierungsmittel zur Ausbildung einer Kupferkomplexverbindung ein Oxidationsmittel verwendet wird.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid ist.

28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidationsmittel in einer Menge von mindestens der 10-fachen Gewichtsmenge der Menge an der wasserlöslichen organischen Säure, die in der Polierlösung enthalten ist, verwendet wird.

29. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Polierlösung ferner ein grenzflächenaktives Mittel umfasst.

30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Mittel Natriumdodecylsulfat, bei dem es sich um ein anionisches grenzflächenaktives Mittel handelt, ist.

31. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Mittel in einer Menge von mindestens 1 mol/l zugegeben wird.







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