KR100621958B1 - 화학 기계 연마제 키트 및 이를 사용한 화학 기계 연마방법 - Google Patents

화학 기계 연마제 키트 및 이를 사용한 화학 기계 연마방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 화학 기계 연마 방법은 지립(abrasive grain)을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 사용하여 연마한 후, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)에 더하여 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 병용하여 화학 기계 연마하는 방법이다. 또한, 본 발명의 화학 기계 연마제 키트는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)로 이루어진다. 본 발명에 의하면 디싱(dishing)의 확대 및 배선부의 부식을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있다.
화학 기계 연마, 지립, 복소환 함유 유기 화합물, 디싱.

Description

화학 기계 연마제 키트 및 이를 사용한 화학 기계 연마 방법 {Chemical Mechanical Polishing Agent Kit and Chemical Mechanical Polishing Method Using the Same}
도 1은 본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법에 있어서의 각 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법에 있어서의 각 공정의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 엔드 포인트(end point)까지의 연마 시간에 대한 오버 연마 시간의 비율과 디싱의 관계를 나타낸 그래프이다.
<주요 부분에 대한 부호의 설명>
1. 금속 재료 (금속 배선부)
2. 기재
2a. 비배선 영역
3a. 기재의 홈부의 배리어 금속층
3b. 비배선 영역 상의 배리어 금속층
4. 금속층
4a. 잔존한 금속층
본 발명은 지립(abrasive grain)을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체와, 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물로 이루어지는 화학 기계 연마제에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 고밀도화에 따라 형성되는 배선의 미세화가 진행하고 있다. 이 배선의 한층 더한 미세화를 달성할 수 있는 기술로서 주목 받고 있는 방법에 다마신(damascene)법이 있다. 이 방법은, 절연재 중에 형성된 홈 등에 배선 재료를 매립한 후, 잉여의 배선 재료를 화학 기계 연마에 의해 제거함으로써 원하는 배선을 형성하는 방법이다.
종래의 화학 기계 연마에서는, 예를 들면 구리를 배선 재료로서 배선 형성한 경우, 구리 배선부가 지나치게 연마되기 때문에 구리 배선부가 오목형이 되는 경우가 있었다. 이러한 오목형의 배선 형상은,「디싱(dishing)」또는 「부식」이라 불리고, 반도체 장치의 수율을 저하시키는 원인이 되고 있었다.
디싱을 작게 하기 위해서 연마 시간을 필요 최소한으로 하면 절연재나 배리어 금속층의 표면에 구리가 잔류하는 경향이 있다. 이러한 잔류물이 있으면 배리어 금속 연마 후에도 절연재 표면에 구리가 잔류하는 경우가 있고, 수율이 크게 저하되는 원인이 되고 있었다.
또한, 배선 상이나 절연재 상의 스크래치, 연마 중에 구리 배선부가 부식되 는 「부식」이 발생하면 수율에 크게 영향을 미친다는 문제도 있었다.
종래부터, 디싱이나 부식 등을 억제하여 웨이퍼 표면의 평활성을 향상시키기 위해서, 또한 스크래치 및 부식을 방지하기 위하여 여러가지 연마용 조성물이 제안되어 왔다.
예를 들면, 일본 특허 공개 평 10-163141호 공보에는 연마제, 물, 및 철 (III) 화합물로 이루어지는 구리막의 연마용 조성물이 디싱이나 스크래치의 억제에 효과가 있음이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 평 2000-160141호 공보에는 연마제, α-알라닌, 과산화수소 및 물로 이루어지는 연마용 조성물이 디싱 및 부식의 억제에 효과적이고, 평활성이 우수한 연마면이 얻어진다는 것이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 평 10-44047호 공보에는 수계 매체, 연마재, 산화제 및 유기산을 포함하는 화학 기계 연마용 슬러리가 표면의 불완전성, 결함, 부식을 최소한으로 조정할 수 있다는 것이 개시되어 있다. 또한, 계면활성제가 웨이퍼 표면의 평활성 개량에 효과적임이 개시되어 있다.
종래의 화학 기계 연마에 있어서는, 배리어 금속층 상의 여분의 구리를 연마로 완전히 제거하기 위해서는 배리어 금속층이 노출된 후에도 추가로 연마 (오버(over) 연마)할 필요가 있다. 그 때, 폭 넓은 배선 부분의 디싱이 커지거나 오버 연마시에 구리 배선부의 부식이 발생하는 문제가 있었다. 이러한 문제는 수율이 크게 저하되는 원인이 되고 있었다. 이 때문에, 오버 연마시의 디싱의 확대나 부식의 발생을 완전히 방지하는 방법이 요망되고 있었다. 즉, 연마 공정에서의 수율 향상의 관점에서, 고성능인 연마 방법 및 이에 사용하는 연마제의 개발이 요 망되고 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에 따르는 문제를 해결하고자 하는 것으로서 오버 연마시의 디싱의 확대 및 배선부의 부식을 방지하고, 수율을 향상시킬 수 있는 연마 방법 및 이에 사용하는 연마제를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명자는 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구하여, 지립을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 이용하여 연마한 후, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와, 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 병용하여 연마함으로써, 오버 연마시의 디싱의 확대 및 배선부의 부식을 방지할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 관한 화학 기계 연마제 키트는 지립을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와, 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하고 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 혼합된 상태가 아닌 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하고, 상기 화학 기계 연마용 수계조성물 (B)가 계면활성제를 또한 함유하는 것이 바람직하다.
상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)는 (i) 지립을 함유하지 않거나 또는 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 지립 농도의 1/2 이하의 농도로 지립을 함유하고, (ii) 복소환 함유 유기 화합물을 0.005 내지 3 중량％의 농도로 함유하는 것이 바람직하고, 계면활성제를 0.005 내지 1 중량％의 농도로 또한 함유하는 것도 바람직하다.
또한, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)는 산화제를 또한 함유하고, 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)는 산화제를 함유하지않거나 또는 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 산화제농도의 1/2 이하의 농도로 산화제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)는 지립을 0.01 내지 5 중량％의 농도로 함유하고, 복소환 함유 유기 화합물을 0.01 내지 5 중량％의 농도로 함유하고, 계면활성제를 0.01 내지 2 중량％의 농도로 함유하고, 산화제를 0.01 내지 9 중량％의 농도로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법은, 홈부를 갖는 기재와 이 홈부에 매설된 금속 재료로 이루어지고 이 금속 재료가 금속 배선부를 형성하는 반도체 기판을 제조할 때, 이 반도체 기판의 금속 배선부를 갖는 면 상에 형성된 금속층을 화학 기계 연마하는 방법으로서,
상기 금속층을, 지립을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 공급하면서 상기 금속 배선부 이외의 비배선 영역에서 상기 금속층과 다른 층이 노출될 때까지 연마하고,
계속해서, 이 연마에서 상기 비배선 영역에 잔존한 금속층을 상기 수계 분산체 (A)에 더하여 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 공급하면서 연마하는 것을 특징으로 하고 있다.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
[화학 기계 연마제 키트]
본 발명에 관한 화학 기계 연마제 키트는, 지립을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와, 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하고 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 혼합된 상태가 아닌 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)와의 조합으로 이루어진다. 이 화학 기계 연마제 키트는, 화학 기계 연마에 사용하기 전에는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 혼합한 상태가 아니지만, 화학 기계 연마에 사용하는 때에는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A) 단독으로 또는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 혼합하여 사용된다. 또, 여기에서 말하는 「혼합」이란 연마시에 수계 분산체 (A)와 수계 조성물 (B)가 혼합되어 있는 상태를 의미하여, 예를 들면, 수계 분산체 (A)와 수계 조성물 (B)를 미리 혼합하여 연마 장치에 공급할 수도 있고, 각각 독립적으로 연마 장치에 공급하여 연마 장치내 또는 연마 패드상에서 혼합할 수도 있다.
(A) 화학 기계 연마용 수계 분산체
화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)는 금속막을 연마하기 위한 화학 기계 연마용 수계 분산체이면 그 조성이 특별히 한정되는 것은 아니지만, 지립을 함유하고 필요에 따라 복소환 함유 유기 화합물, 계면활성제 및 산화제를 함유하는 것이 바람직하다.
(지립)
수계 분산체 (A)에 사용되는 지립으로서는, 무기 입자 또는 유기 무기 복합 입자가 바람직하다. 무기 입자로서는, 훈증법에 의해 염화규소, 염화알루미늄 또는 염화 티탄 등과 산소 및 수소를 기상 중에서 반응시켜 합성된 훈증 실리카, 훈증 알루미나, 훈증 티타니아; 졸겔법에 의해 금속 알콕시드를 가수분해 축합하여 합성된 실리카; 무기 콜로이드법 등에 의해 합성되어 정제에 의해 불순물을 제거한 고순도 콜로이드 실리카 등을 들 수 있다.
유기 무기 복합 입자로서는, 유기 입자와 무기 입자가 연마시에 용이하게 분리되지 않는 정도로 일체로 형성되어 있으면, 그 종류, 구성 등은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 중합체 입자의 존재하에서 알콕시실란, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드 등을 중축합시켜 중합체입자의 적어도 일부 표면에, 폴리실록산, 폴리알루미녹산, 폴리티타녹산 등의 중축합물이 형성된 복합 입자를 들 수 있다. 형성된 중축합물은 중합체 입자의 관능기에 직접 결합할 수도 있고, 실란 커플링제 등을 통해 결합할 수도 있다.
또한, 유기 무기 복합 입자는 상기 중합체 입자와, 실리카 입자, 알루미나 입자, 티타니아 입자 등을 사용하여 형성할 수도 있다. 이 경우, 상기 복합 입자는 폴리실록산, 폴리알루미녹산, 폴리티타녹산 등의 중축합물을 결합제로 사용하여 실리카 입자 등이 중합체 입자의 표면에 존재하도록 형성될 수도 있고, 실리카 입자 등이 갖는 히드록실기 등의 관능기와 중합체 입자의 관능기가 화학적으로 결합하여 형성될 수도 있다.
또한, 유기 무기 복합 입자로서, 제타 전위의 부호가 서로 다른 유기 입자와 무기 입자가 이들 입자를 포함하는 수 분산체에 있어서, 정전력에 의해 결합하고 있는 복합 입자를 사용할 수도 있다.
유기 입자의 제타 전위는 모든 pH 영역, 또한 저 pH 영역을 제외한 광범위한 pH 영역에 걸쳐 마이너스인 경우가 많다. 유기 입자는 카르복실기, 술폰산기 등을 가지면 보다 확실하게 마이너스의 제타 전위를 갖는 경우가 많다. 유기 입자가 아미노기 등을 가지면 특정한 pH 영역에서 플러스의 제타 전위를 갖는 경우도 있다.
한편, 무기 입자의 제타 전위는 pH 의존성이 높고, 제타 전위가 0이 되는 등전점을 가지며, pH에 의해서 그 전후로 제타 전위의 부호가 역전한다.
따라서, 특정한 유기 입자와 무기 입자를, 이러한 제타 전위가 역부호가 되는 pH 영역에서 혼합함으로써 정전력에 의해 유기 입자와 무기 입자가 결합하고, 일체화하여 복합 입자를 형성할 수 있다. 또한, 혼합시의 pH에서는 제타 전위가 동일 부호이더라도, 그 후에 pH를 변화시켜 어느 한 입자, 특히 무기 입자의 제타 전위를 역부호로 함에 따라 유기 입자와 무기 입자를 일체화할 수도 있다.
이와 같이 정전력에 의해 일체화된 복합 입자는 이 복합 입자의 존재하에서 알콕시실란, 알루미늄알콕시드, 티탄알콕시드 등을 중축합시킴에 따라 입자 표면의 적어도 일부에 폴리실록산, 폴리알루미녹산, 폴리티타녹산 등의 중축합물을 또한 형성할 수도 있다.
지립의 평균 입경은 5 내지 1,000 nm가 바람직하다. 이 평균 입경은 레이저산란 회절형 측정기에 의해 또는 투과형 전자 현미경에 의한 관찰에 의해 측정할 수 있다. 평균 입경이 5 nm 미만이면 연마 속도가 충분히 큰 화학 기계 연마용수계 분산체를 얻을 수 없는 경우가 있다. 1,000 nm를 초과하면 디싱 및 부식의 억 제가 불충분해지는 경우가 있고, 또한 지립의 침강ㆍ분리에 의해 안정된 수계 분산체를 쉽게 얻을 수 없는 경우가 있다. 지립의 평균 입경은 상기 범위일 수 있지만, 보다 바람직하게는 10 내지 700 nm, 특히 바람직하게는 15 내지 500 nm이다. 평균 입경이 이 범위에 있으면 연마 속도가 크고, 디싱 및 부식이 충분히 억제되고, 또한 입자의 침강ㆍ분리가 발생하기 어려운 안정된 화학 기계 연마용 수계 분산체를 얻을 수 있다.
철, 니켈, 아연 등의 금속 이온이 화학 기계 연마 처리된 반도체 장치에 잔류하면 수율의 저하를 일으키는 경우가 많기 때문에 본 발명에서는 지립에 이러한 금속 이온이 포함되는 경우에도 그 양이 통상 10 ppm 이하, 바람직하게는 5 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 3 ppm 이하, 특히 바람직하게는 1 ppm 이하인 지립이 바람직하다. 또한, 지립에 이들 금속 이온이 포함되지 않는 것이 바람직함은 물론이다.
상기 지립은 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A) 총량에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 5 중량％, 보다 바람직하게는 0.02 내지 4 중량％의 양으로 함유된다. 지립량이 O.01 중량％ 미만이면 충분한 연마 속도를 얻을 수 없는 경우가 있고, 5 중량％를 초과하면 비용이 비싸짐과 동시에 수계 분산체 (A)의 안정성이 불충분하게 되는 경우가 있다.
(복소환 함유 유기 화합물)
수계 분산체 (A)에 사용되는 복소환 함유 유기 화합물로서는 적어도 1개의 질소 원자를 갖는 복소 5원 환 및 복소 6원 환으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 복소환을 함유하는 유기 화합물을 들 수 있다. 상기 복소환으로서는 피롤 구조, 이미다졸 구조, 트리아졸 구조 등의 복소 5원 환; 피리딘 구조, 피리미딘 구조, 피리다진 구조, 피라진 구조 등의 복소 6원 환을 들 수 있다. 이러한 복소환은 축합환을 형성할 수 있다. 구체적으로는 인돌 구조, 이소인돌 구조, 벤조이미다졸 구조, 벤조트리아졸 구조, 퀴놀린 구조, 이소퀴놀린 구조, 퀴나졸린 구조, 신놀린 구조, 프탈라진 구조, 퀴녹살린 구조, 아크리딘 구조 등을 들 수 있다.
이러한 구조를 갖는 유기 화합물 중, 피리딘 구조, 퀴놀린 구조, 벤조이미다졸 구조, 또는 벤조트리아졸 구조를 갖는 유기 화합물이 바람직하다. 이러한 유기 화합물로서는 퀴놀린산, 퀴날딘산, 벤조이미다졸, 벤조트리아졸이 바람직하고, 퀴놀린산, 퀴날딘산이 보다 바람직하다.
상기 복소환 함유 화합물은 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A) 총량에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 5 중량％의 양으로 함유된다. 복소환 함유 유기 화합물의 양이 0.01 중량％ 미만이면 충분한 연마 속도를 얻을 수 없는 경우가 있다. 복소환 함유 유기 화합물을 5 중량％ 함유하면 충분한 효과가 얻어지고, 경제성을 고려하면 5 중량％를 초과하여 함유할 필요는 없다.
(계면활성제)
수계 분산체 (A)에 사용되는 계면활성제로서는 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제를 들 수 있다.
양이온계 계면활성제로서는 지방족 아민염, 지방족 암모늄염 등을 들 수 있다. 음이온계 계면활성제로서는 지방산 비누; 알킬에테르카르복실산염 등의 카르 복실산염; 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, α-올레핀술폰산염 등의 술폰산염; 고급 알코올 황산에스테르염, 알킬에테르황산염 등의 황산에스테르염; 알킬 인산 에스테르 등의 인산 에스테르염 등을 들 수 있다.
비이온계 계면활성제로서는 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등의 에테르형 계면활성제; 글리세린에스테르의 폴리옥시에틸렌에테르 등의 에테르에스테르형 계면활성제; 폴리에틸렌글리콜 지방산 에스테르, 글리세린에스테르, 소르비탄에스테르 등의 에스테르형 계면활성제; 아세틸렌글리콜; 아세틸렌글리콜의 에틸렌옥사이드 부가물; 아세틸렌 알코올 등을 들 수 있다.
이러한 계면활성제는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A) 총량에 대하여 바람직하게는 2 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.01 내지 2 중량％의 양으로 함유된다. 계면활성제의 양이 0.01 중량％ 미만이면 디싱, 부식 등을 충분히 억제할 수가 없는 경우가 있고, 계면활성제의 양이 2 중량％를 초과하면 연마 속도의 저하 등을 초래하며, 또한 발포를 억제할 수 없게 되는 경우도 있다.
(산화제)
수계 분산체 (A)에 사용되는 산화제로서는 과산화수소; 과아세트산, 과벤조산, tert-부틸하이드로퍼옥시드 등의 유기 과산화물; 과망간산 칼륨 등의 과망간산 화합물; 중크롬산 칼륨 등의 중크롬산 화합물; 요오드산 칼륨 등의 할로겐산 화합물; 질산, 질산 철 등의 질산 화합물; 과염소산 등의 과할로겐산화합물; 과황산암모늄 등의 과황산염; 및 헤테로폴리산 등을 들 수 있다. 이러한 산화제를 함유함으로써 연마 속도를 보다 크게 향상시킬 수 있다.
상기 산화제 중, 분해 생성물이 무해하다는 점에서, 과산화수소, 유기과산화물 및 과황산암모늄 등의 과황산염이 특히 바람직하다.
이들 산화제는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A) 총량에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 9 중량％, 보다 바람직하게는 0.02 내지 6 중량％, 특히 바람직하게는 0.03 내지 5 중량％의 양으로 함유된다. 산화제의 양이 0.01 중량％ 미만이면 구리의 산화 작용이 불충분해지고, 충분한 연마 속도가 얻어지지 않는 경우가 있다. 산화제를 9 중량％로 함유하면 충분한 효과가 얻어지고, 경제성을 고려하면 9 중량％를 초과하여 함유시킬 필요는 없다.
(그 밖의 첨가제)
화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)는 상기 성분 이외에도 필요에 따라서 각종 첨가제를 함유할 수 있다. 이에 따라, 분산 안정성을 더 향상시키거나, 연마 속도를 높이거나, 경도가 다른 피연마막 등 2종 이상의 피연마막 등의 연마에 사용한 경우에 이들 피연마막에 대한 연마 속도의 차이를 조정하거나 할 수가 있다.
구체적으로는 유기산 또는 무기산을 함유함으로써 연마 속도가 보다 큰 수계분산체 (A)를 얻을 수 있다. 유기산으로서는 파라톨루엔술폰산, 도데실벤젠술폰산, 이소프렌술폰산, 글루콘산, 락트산, 시트르산, 타르타르산, 말산, 글리콜산, 말론산, 포름산, 옥살산, 숙신산, 푸마르산, 말레산 및 프탈산 등을 들 수 있다. 무기산으로서는 질산, 황산 및 인산 등을 들 수 있다. 이러한 산은 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 병용할 수도 있다. 또한 글리신, 알라닌, 글루타민산 등의 아미노산; 우레아, 폴리아크릴아미드, 폴리아크릴산, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시에틸셀룰로오스 등의 수용성 고분자도 필요에 따라서 사용할 수 있다.
수계 분산체 (A)에 알칼리를 첨가하여 pH를 조정함에 따라 연마 속도를 높일 수 있다. 이 때, 피연마면의 전기 화학적 성질, 중합체 입자의 분산성, 안정성, 및 연마 속도를 고려하여 지립이 안정적으로 존재하는 범위내에서 pH를 적절하게 설정하는 것이 바람직하다. 여기에서 사용되는 알칼리로서는 에틸렌디아민, 에탄올아민 및 테트라메틸암모늄히드록시드 등의 유기 염기; 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 수산화 루비듐 및 수산화 세슘 등의 알칼리 금속의 수산화물, 암모니아 등의 무기 염기를 들 수 있다.
이와 같이, 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 성분을 적절하게 선택하고 필요에 따라서 pH를 조정하여 연마 속도를 조정함으로써 원하는 연마 성능을 갖는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 얻을 수 있다.
(B) 화학 기계 연마용 수계 조성물
화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)는 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물이면 그 조성이 특별히 한정되는 것은 아니지만 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 필요에 따라서 지립, 계면활성제, 산화제를 함유할 수 있다. 또한, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 경우와 같이, 각 성분을 적절하게 선택하고, 필요에 따라서 pH를 조정하여 연마 속도를 조정함으로써, 원하는 연마 성능을 갖는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 얻을 수 있다.
(복소환 함유 유기 화합물)
수계 조성물 (B)에 사용되는 복소환 함유 유기 화합물로서는 상기 수계 분산체 (A)에서 예시한 복소환 함유 유기 화합물과 동일한 것을 예시할 수 있다. 수계 조성물 (B)에 포함되는 복소환 함유 유기 화합물은 수계 분산체 (A)에 포함되는 복소환 함유 유기 화합물과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 이 복소환 함유 유기 화합물은 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B) 총량에 대하여 통상 0.005 내지 3 중량％의 양으로 함유된다. 복소환 함유 유기 화합물의 양이 0.005 중량％ 미만이면 디싱 및 부식의 확대나 부식의 발생을 억제할 수 없는 경우가 있다. 복소환 함유 유기 화합물을 3 중량％ 함유하면 충분한 효과가 얻어지고, 경제성을 고려하면 3 중량％를 초과하여 함유할 필요는 없다.
(지립)
화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)는 지립을 함유하지 않는 것이 바람직하지만 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위의 양으로 지립을 함유할 수도 있다. 지립을 함유하는 경우, 지립 농도는 상기 수계 분산체 (A)의 지립 농도의 1/2 이하가 바람직하다. 수계 조성물 (B)가 지립을 함유하지 않거나 또는 상기 지립 농도의 범위에서 지립을 함유하면 디싱의 확대가 억제되고, 또한 부식도 발생하지 않기 때문에 수율의 저하를 방지할 수 있다.
수계 조성물 (B)에 사용되는 지립으로서는 상기 수계 분산체 (A)에서 예시한 지립과 동일한 것을 예시할 수 있다. 수계 조성물 (B)에 포함되는 지립은 수계 분산체 (A)에 포함되는 지립과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
(계면활성제)
수계 조성물 (B)에 사용되는 계면활성제로서는 상기 수계 분산체 (A)에서 예시한 계면활성제와 동일한 것을 예시할 수 있다. 수계 조성물 (B)에 포함되는 계면활성제는 수계 분산체 (A)에 포함되는 계면활성제와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 이 계면활성제는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B) 총량에 대하여 바람직하게는 0.005 내지 1 중량％의 양으로 함유된다. 계면활성제의 양이 0.005 중량％ 이상이 되면 디싱, 부식 등을 충분히 억제할 수 있지만, 연마 속도의 저하나 발포 등을 억제할 수 있는 점에서는 1 중량％ 이하가 바람직하다.
(산화제)
화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)는 산화제를 함유하지 않는 것이 바람직하지만 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위의 양으로 산화제를 함유할 수도 있다. 산화제를 함유할 경우, 산화제 농도는 상기 수계 분산체 (A)의 산화제 농도의 1/2 이하가 바람직하다. 수계 조성물 (B)가 산화제를 함유하지 않거나 또는 상기 산화제 농도의 범위에서 산화제를 함유하면 디싱의 확대가 억제되고, 또한 부식도 발생하지 않기 때문에 수율의 저하를 방지할 수 있다.
수계 조성물 (B)에 사용되는 산화제로서는 상기 수계 분산체 (A)에서 예시한 산화제와 동일한 것을 예시할 수 있다. 수계 조성물 (B)에 포함되는 산화제는 수계 분산체 (A)에 포함되는 산화제와 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
<화학 기계 연마 방법>
본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법은 홈부를 갖는 기재와 이 홈부에 매설된 금속 재료로 이루어지고, 이 금속 재료가 금속 배선부를 형성하는 반도체 기판 (도 1(c) 및 도 2(c))를 제조할 때, 이 반도체 기판의 금속 배선부를 갖는 면 상에 형성된 금속층을 화학 기계 연마하는 방법으로서, 상기 금속층을, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 공급하면서 연마하고, 계속해서 이 연마에서 상기 비배선 영역에 잔존한 금속층을, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)에 더하여 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 공급하면서 연마하는 방법이다. 상기 기재는, 필요에 따라서, 홈부의 바닥면 및 내벽면, 및 홈부를 갖는 기재면에 배리어 금속층을 가질 수도 있다 (도 2).
이러한 표면에 금속층을 갖는 반도체 기판으로서는, 초 LSI 등의 반도체 장치의 제조 과정에서 얻어지는 연마 처리 전의 반도체 기판을 들 수 있다.
금속 배선 부분 및 금속층을 형성하는 금속으로서는, 순텅스텐, 순알루미늄, 순구리 등의 순금속; 텅스텐, 알루미늄, 구리 등과 다른 금속과의 합금을 들 수 있다. 비배선 부분을 구성하는 재료는 절연성을 갖는 재료이면 특별히 한정되지 않지만 산화 규소, 절연성 수지 등을 들 수 있다. 배리어 금속층을 구성하는 금속으로서는 탄탈, 티탄, 질화 탄탈, 질화 티탄 등을 들 수 있다.
연마 장치로서는, 시판의 화학 기계 연마 장치 (예를 들면 (주)에바라 세이사꾸쇼 제조, 형식 「EPO-112」, 「EPO-222」; 랩마스터 SFT사 제조, 형식 「LGP-510」, 「LGP-552」; 어플라이드 머티어리얼사 제조, 상품명 「Mirra」)를 사용할 수 가 있다.
본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법을, 이하에서 도면을 사용하여 상세히 설명하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 연마되는 반도체 기판 소재는, 반도체 기판의 금속 배선부를 갖는 면 상에 금속층 (4)가 형성된 것이며 (도 1(a) 또는 도 2(a)), 상기 반도체 기판은 도 1(c) 또는 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 홈부를 갖는 기재 (2)와 이 홈부에 매설된 금속 재료 (1)로 이루어지고, 이 금속 재료는 금속 배선부를 형성한다.
우선, 도 1(a) 또는 도 2(a)에 나타낸 바와 같은 반도체 기판 소재를 연마 장치에 장착하고, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 공급하면서 금속층 (4)를 연마한다. 이 연마는 반도체 기판의 금속 배선부 (1) 이외의 비배선 영역 (2a)에서 금속층 (4)와 다른 층이 노출된 시점 (엔드 포인트 (도 1(b) 또는 도 2(b))까지 실시한다. 금속층 (4)와 다른 층은 기재 (2a) 또는 배리어 금속층 (3b)이다. 이 엔드 포인트는 연마 중에 모터로 전류치를 측정함으로써 토크의 변화를 검지하여 결정하거나, 과전류법으로 검출하여 결정하거나 또는 피연마 표면의 색의 변화를 광학적으로 검출하여 결정할 수 있다.
또한 연마 패드의 종류, 캐리어 하중, 캐리어 회전수, 정반 회전수, 수계 분산체 (A)의 유량 등의 연마 조건은 연마되는 금속층의 재질에 의해 적절하게 결정된다.
상기한 것 같은 수계 분산체 (A)만을 사용한 상기 엔드 포인트까지의 연마에서는, 비배선 영역에 금속층이 일부 잔존하고 있는 경우가 많다 (도 1(b) 또는 도 2(b)). 그래서, 상기 엔드 포인트까지 연마한 후, 계속해서 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)에 더하여 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 공급하면서 소정 시간 동안 오버 연마하여 잔존한 금속층 (4a)를 제거한다. 오버 연마 시 간은 실험적으로 적절히 설정된지만, 통상 상기 엔드 포인트까지의 연마 시간의 0 내지 50％의 시간이 바람직하다. 또한, 연마 패드의 종류, 캐리어 하중, 캐리어 회전수, 정반 회전수, 수계 분산체 (A)의 유량, 수계 조성물 (B)의 유량 등의 연마 조건은 연마되는 금속층의 재질에 따라 적절하게 결정된다. 오버 연마시의 수계 분산체 (A)의 유량은 상기 엔드 포인트까지의 연마시의 수계 분산체 (A)의 유량 이하가 바람직하다. 또한, 수계 조성물 (B)의 유량은 수계 분산체 (A)의 유량의 0.5 내지 2 배가 바람직하다.
이렇게 하여 금속층을 연마한 후, 반도체 기판의 표면에 잔류한 지립을 통상의 세정 방법 등으로 제거하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 수계 분산체 (A) 만을 공급하여, 기재 또는 배리어 금속층이 노출될 때까지 연마한 후, 수계 분산체 (A)에 더하여 수계 조성물 (B)를 공급하여 오버 연마함으로써, 디싱의 확대를 방지하고, 또한 구리 남음이 없는 연마를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법으로서는 부식의 발생도 없고, 평탄하고 또한 양호한 반도체 기판을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법에 의하면 수계 분산체 (A)만을 사용하여 엔드 포인트까지 연마한 후, 수계 조성물 (B)를 공급하는 것 만으로도 용이하게 연마할 수 있고, 상기와 같은 반도체 기판을 얻을 수 있다.
또한 수계 분산체 (A)만을 공급하여 상기 엔드 포인트까지 연마한 후, 잔존한 금속층 (4a)를 제거할 목적으로 수계 분산체 (A)만을 사용하여 소정 시간, 오버 연마하면 오버 연마 시에 금속 배선부도 연마되어 디싱이 확대된다. 또한, 디싱의 확대를 억제하기 위해서 오버 연마 시간을 짧게 하면 잔존한 금속층 (4a)를 충분히 제거할 수 없다. 또한, 상기 엔드 포인트까지의 연마와 오버 연마를 함께 수계 조성물 (B)만을 공급하여 실시하면 연마 속도가 매우 느리고, 용이하게 반도체 기판을 제조할 수 없다.
<실시예>
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만 본 발명이 이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한 실시예 및 비교예에 있어서의 「부」 및 「％」는 특별히 단서가 없는 한, 각각 「중량부」 및 「중량％」를 나타낸다.
<제조예 1>
(훈증 실리카 입자 함유 수 분산체의 제조)
훈증 실리카 입자 (닛본 아에로질(주) 제조, 상품명: 아에로질 #90) 100 중량부를 이온 교환수 900 중량부 중에서 초음파 분산기에 의해 분산하고, 공극 크기 5 ㎛의 필터를 통해 여과하여 훈증 실리카 입자를 10 중량％ 함유하는 수 분산체 (1)을 제조하였다.
<제조예 2>
(콜로이드 실리카 함유 수 분산체의 제조)
용량 2 리터의 플라스크에 농도 25 중량％의 암모니아수 70 중량부, 이온 교환수 40 중량부, 에탄올 175 중량부 및 테트라에톡시실란 21 중량부를 넣고, 180 rpm으로 교반하면서 60 ℃로 승온한다. 이 온도에서 2 시간 교반을 계속한 후, 냉각하여 평균 입경이 97 nm인 콜로이드 실리카를 함유하는 알코올 분산체를 얻었다. 이어서, 증발기를 사용하여 이 분산체에 80 ℃에서 이온 교환수를 첨가하면서 알코올을 제거하였다. 이 조작을 수회 반복하여 분산체 중의 알코올을 충분히 제거하여 평균 입경이 97 nm인 콜로이드 실리카를 10 중량％ 포함하는 수 분산체 (2)를 제조하였다.
<제조예 3>
(복합 입자로 이루어지는 지립을 포함하는 수 분산체의 제조)
용량 2 리터의 플라스크에 메틸메타크릴레이트 90 중량부, 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트 (신나까무라 가가꾸 고교(주) 제조, 상품명: NK 에스테르 M-90G #400) 5 중량부, 4-비닐피리딘 5 중량부, 아조계 중합 개시제 (와코 쥰야꾸(주) 제조, 상품명: V50) 2 중량부 및 이온 교환수 400 중량부를 넣고, 질소 가스 분위기하에서 교반하면서 70 ℃로 승온하였다. 이 온도에서 6 시간 중합하여 아미노기의 양이온 및 폴리에틸렌글리콜쇄를 갖는 관능기를 구비하며 평균 입경이 150 nm인 폴리메틸메타크릴레이트계 입자를 포함하는 수 분산체를 얻었다. 중합 수율은 95 ％이었다. 이 폴리메틸메타크릴레이트계 입자를 10 중량％ 포함하는 수 분산체 100 중량부를 용량 2 리터의 플라스크에 넣고, 여기에 메틸트리메톡시실란 1 중량부를 첨가하여, 40 ℃에서 2 시간 교반하였다. 그 후, 콜로이드 실리카 (닛산 가가꾸(주) 제조, 상품명: 스노우텍스 O)를 10 중량％ 포함하는 수 분산체 50 중량부를 2 시간 동안 서서히 첨가하여 혼합하고, 2 시간 더 교반하여 폴리메타크릴레이트계 입자에 실리카 입자가 부착된 입자를 포함하는 수 분산체를 얻었다. 계속해서, 이 수 분산체에 비닐트리에톡시실란 2 중량부를 첨가하여 1 시간 교반한 후, 테트라에톡시실란 1 중량부를 추가로 첨가하고 60 ℃로 승온하여 3 시간 동안 교반을 계속하였다. 그 후, 냉각하여 복합 입자를 10 중량％ 포함하는 수 분산체 (3)을 얻었다. 이 복합 입자는 평균 입경이 180 nm이고, 폴리메틸메타크릴레이트계 입자 표면의 80 ％에 실리카 입자가 부착된 입자였다.
<실시예 1 내지 6>
(1) 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 제조
소정량의 이온 교환수를 용량 10 리터의 폴리에틸렌제의 용기에 넣고, 여기에 표 1에 기재된 복소환 함유 화합물과 계면활성제를 각각 표 1에 기재된 농도가 되도록 첨가하여 충분히 교반하였다. 여기에, 교반하면서 표 1에 기재된 산화제를 표 1에 기재된 농도가 되도록 첨가하였다. 계속해서, 상기 제조예에서 제조한 수 분산체를, 지립 농도가 표 1에 기재된 농도가 되도록 첨가하여 충분히 교반하였다. 그 후, 공극 크기 5 ㎛의 필터를 통해서 여과하여 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 얻었다.
(2) 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)의 제조
상기 (1)의 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 제조와 동일하게 하여, 이온 교환수에 표 1에 기재된 각 성분을 표 1에 기재한 농도가 되도록 첨가하여 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 얻었다.
(3) 구리 배선 패턴을 갖는 웨이퍼의 연마
구리 배선 패턴을 갖는 시판의 웨이퍼 (SEMATECH #831, 금속 배선 부분 및 금속층: Cu, 비배선 부분: SiO2, 배리어 금속층: Ta)를 연마 장치 (에바라 세이사꾸쇼 제조, 형식: EPO 112)에 장착하여 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 표 2에 기재한 유량으로 공급하면서 하기 조건으로 웨이퍼를 연마하였다. 엔드 포인트는 웨이퍼의 비배선 부분의 구리층이 제거된 시점, 즉, 비배선 부분 상의 배리어 금속층이 노출된 시점으로 하고, 이를 테이블 전류치의 변화 (토크의 변화)로 검지하여 결정하였다.
(연마 조건)
연마 패드: Rodel (미국)사 제조, 상품명; IC 1000-050-(603)-(P)-S400 J
캐리어 하중: 200 g/cm2
캐리어 회전수: 80 rpm
정반 회전수: 100 rpm
상기 엔드 포인트까지의 연마에 이어서, 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)에 더하여 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 표 2에 기재한 유량으로 공급하면서, 상기 연마 조건과 동일 조건으로 웨이퍼를 오버 연마하였다. 오버 연마 시간 은 엔드 포인트까지의 연마 시간의 20 ％로 하였다.
(4) 디싱의 평가
상기 (3)에서 연마한 웨이퍼의 100 ㎛ 배선부에 대해서 정밀 단차계 (KLA 텐콜사 제조) HRP를 사용하여 절연막 또는 배리어 금속층에 의해 형성되는 평면과, 배선 부분의 최저 부위와의 거리 (고저차)를 측정하여 디싱을 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.
(5) 구리 남음의 평가
상기 (3)에서 연마한 웨이퍼 상의 모든 0.35 ㎛ 배선부를 광학 현미경으로 관찰하여 구리 남음의 유무를 확인하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
(6) 부식의 평가
상기 (3)에서 연마한 웨이퍼의 0.35 ㎛ 배선부에 대해서 구리 배선의 엣지(edge) 부분을 주사형 전자 현미경으로 관찰하여 부식의 유무를 확인하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 1>
실시예 1에서 사용한 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 엔드 포인트까지 웨이퍼를 연마하였다. 계속해서, 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)만을 표 3에 기재한 유량으로 공급한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 웨이퍼를 오버 연마하였다. 얻어진 웨이퍼를 실시예 1과 동일하게 하여 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.
<비교예 2>
(1) 화학 기계 연마용 수계 조성물 (b)의 제조
소정량의 이온 교환수를 용량 10 리터의 폴리에틸렌제의 용기에 넣고, 여기에 교반하면서 과산화수소를 표 3에 기재한 농도가 되도록 첨가하였다. 계속해서 상기 제조예에서 제조한 수 분산체 (2)를, 지립 농도가 0.01 ％가 되도록 첨가하여, 충분히 교반하였다. 그 후, 공극 크기 5 ㎛의 필터를 통해서 여과하여 화학 기계 연마용 수계 조성물 (b)를 얻었다.
(2) 구리 배선 패턴을 갖는 웨이퍼의 연마
실시예 1에서 사용한 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 엔드 포인트까지 웨이퍼를 연마하였다. 계속해서, 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)에 더하여 화학 기계 연마용 수계 조성물 (b)를 표 3에 기재한 유량으로 공급한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 웨이퍼를 오버 연마하였다. 얻어진 웨이퍼를 실시예 1과 동일하게 하여 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.
<비교예 3>
실시예 1에서 사용한 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 엔드 포인트까지 웨이퍼를 연마하였다. 얻어진 웨이퍼를 실시예 1과 동일하게 하여 평가하였다. 결과를 표 3에 나타내었다.
Figure 112004019917476-pat00001
Figure 112004019917476-pat00002
Figure 112004019917476-pat00003
표 1 및 표 2에 나타낸 결과에 의하면, 오버 연마에서 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)에 더하여 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 사용하면 디싱이 작고 구리의 잔류나 부식의 발생도 없고, 양호한 결과를 나타내었다. 또한, 디싱은 통상 1,500 Å 이하가 바람직하고, 1,500 Å를 초과하면 그 웨이퍼는 불합격으로 판단되는 경우가 많다.
한편, 오버 연마에 있어서, 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 사용하지 않고, 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)만을 사용하여 웨이퍼를 연마하면 디싱이 크고, 부식도 발생한다는 것을 알 수 있다 (비교예 1).
또한, 오버 연마에 있어서, 복소환 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B) 대신에, 복소환 화합물을 함유하지 않는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (b)를 사용하면 디싱 및 부식이 모두 발생된다는 것을 알 수 있다 (비교예 2).
또한, 오버 연마를 실시하지 않으면 디싱은 양호하지만 구리 남음이 발생한다는 것을 알 수 있다 (비교예 3).
도 3에서는, 실시예 1 및 비교예 1에서의 엔드 포인트까지의 연마 시간에 대한 오버 연마 시간의 비율과 디싱의 관계를 나타낸다. 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 사용함으로써 오버 연마에 의한 디싱의 증대가 억제된다는 것을 알 수 있다.
<산업상 이용가능성>
본 발명에 관한 화학 기계 연마제 키트는 반도체 장치의 제조에 있어서 유용하다. 보다 상세하게는 고속 로직 LSI 등의 O.05 ㎛ 정도의 미세한 배선으로부터 100 ㎛ 정도의 폭 넓은 배선까지의 혼재를 필요로 하는 반도체 장치의 배선 형성 공정, 보다 구체적으로는 연마 공정에서 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에 관한 화학 기계 연마 방법에 의하면 디싱의 확대나 부식의 발생을 방지할 수 있고, 고속 로직 LSI 등의 O.05 ㎛ 정도의 미세한 배선으로부터 100 ㎛ 정도의 폭 넓은 배선까지의 혼재를 필요로 하는 반도체 장치를 제조할 수 있다.
본 발명에 관한 화학 기계 연마제 키트 및 이를 사용한 화학 기계 연마 방법은 오버 연마에 의한 디싱의 확대 및 부식의 발생을 억제할 수 있고, 수율의 저하를 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 지립을 0.01 내지 5 중량％의 농도로 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와, 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 0.005 내지 3 중량％의 농도로 함유하고 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 혼합된 상태가 아닌 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)의 조합으로 이루어지는 화학 기계 연마제 키트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)가 계면활성제를 0.005 내지 1 중량％의 농도로 또한 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마제 키트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)가, 지립 농도가 0 중량％이거나 또는 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 지립 농도의 1/2 이하의 농도로 지립을 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마제 키트.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)가 산화제를 0.01 내지 9 중량％의 농도로 또한 함유하고, 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)가 산화제 농도가 0 중량％이거나 또는 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)의 산화제 농도의 1/2 이하의 농도로 산화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마제 키트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)가 복소환 함유 유기 화합물을 0.01 내지 5 중량％의 농도로 함유하고, 계면활성제를 0.01 내지 2 중량％의 농도로 함유하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마제 키트.
  7. 홈부를 갖는 기재 (2)와 이 홈부에 매설된 금속 재료로 이루어지고, 이 금속 재료가 금속 배선부 (1)을 형성하는 배선 기판을 제조할 때, 이 배선 기판의 금속 배선부 (1)을 갖는 면 상에 형성된 금속층 (4)를 화학 기계 연마하는 방법으로서,
    (I) 상기 금속층 (4)를, 지립을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 공급하면서 상기 금속 배선부 (1) 이외의 비배선 영역에서 기재 (2a)가 노출될 때까지 연마하는 공정, 및
    (II) 계속해서, 이 연마에서 상기 비배선 영역의 기재 (2a) 상에 잔존한 금속층 (4a)를, 상기 수계 분산체 (A)에 더하여 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 공급하면서 연마하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 사용하여 연마한 후, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를, 수계 분산체 (A)의 유량에 대한 수계 조성물 (B)의 유량이 0.5 내지 2 배의 범위로 오버 연마에 사용하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마제 키트.
  9. 홈부를 갖는 기재 (2)와 이 홈부의 바닥면 상 및 내벽면 상 및 홈부를 갖는 기재면 상의 배리어 금속층 (3a 및 3b)와, 상기 홈부에 매설된 금속 재료로 이루어지고, 이 금속 재료가 금속 배선부 (1)을 형성하는 배선 기판을 제조할 때, 이 배선 기판의 금속 배선부 (1)을 갖는 면 상에 형성된 금속층 (4)를 화학 기계 연마하는 방법으로서,
    (I) 상기 금속층 (4)를 지립을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)를 공급하면서, 상기 금속 배선부 (1) 이외의 비배선 영역에 있어서 배리어 금속층 (3b)가 노출될 때까지 연마하는 공정, 및
    (II) 계속해서, 이 연마에서 상기 비배선 영역의 배리어 금속층 (3b) 상에 잔존한 금속층 (4a)를, 상기 수계 분산체 (A)에 더하여 1종 이상의 복소환 함유 유기 화합물을 함유하는 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 공급하면서 연마하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
  10. 제7항 또는 제9항에 있어서, 상기 공정 (II)에 있어서, 상기 화학 기계 연마용 수계 분산체 (A)와 상기 화학 기계 연마용 수계 조성물 (B)를 수계 분산체 (A)의 유량에 대한 수계 조성물 (B)의 유량이 0.5 내지 2 배의 범위로 공급하는 것을 특징으로 하는 화학 기계 연마 방법.
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