紫外光照射Cu-CMP に関する研究－紫外光照射によってCu ウェーハ表面に起こる諸現象の観察と考察

摘要

近年，超LSI の高集積化にともない，半導体デバイスを構成する低抵抗配線材料として銅(Cu)が幅広く使われている．その半導体デバイスの製造過程には，ウェーハ表面をスラリーで化学的に反応させ，パッドで機械的に研磨する技術，CMP(Chemical Mechanical Polishing)が適用され，表面の高い平坦性が得られ，デバイスの多層配線化が可能になった．しかし，ウェーハとパッドを加圧し接触させる従来のCMP では研磨圧力が大きく， 絶縁材料との接着性の低いCu 膜では剥離，破壊などの欠陥が生じ，デバイス不良を引き起こす要因となってしまう．そのため，低圧での材料除去が必要とされているが，低圧研磨では研磨レートが低下するという欠点がある．この問題の解決として，森らは紫外光を研磨中のCu 表面に照射し，低圧研磨による材料除去加工を提案している．本報告では，加工液を混合液にして，UV 照射による反応メカニズムの解明を目的とし， UV-Cu-加工液間の反応はCu がUV のエネルギーを吸収する量と，加工液がUV のエネルギーを吸収する量に大きく依存していると推測し，その証明及び反応メカニズムの解明を行った．酸化剤として過酸化水素(H_2O_2)，キレート剤としてクエン酸(C.A.)を添加した加工液を使用して実験を行い，反応メカニズムを考察·推測したので報告する．