[go: up one dir, main page]

JP4720089B2 - Method for forming wiring of semiconductor device - Google Patents

Method for forming wiring of semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP4720089B2
JP4720089B2 JP2004041104A JP2004041104A JP4720089B2 JP 4720089 B2 JP4720089 B2 JP 4720089B2 JP 2004041104 A JP2004041104 A JP 2004041104A JP 2004041104 A JP2004041104 A JP 2004041104A JP 4720089 B2 JP4720089 B2 JP 4720089B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polishing
film
metal
wiring
polishing rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004041104A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005235901A (en
Inventor
英朗 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2004041104A priority Critical patent/JP4720089B2/en
Publication of JP2005235901A publication Critical patent/JP2005235901A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4720089B2 publication Critical patent/JP4720089B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

本発明は、半導体装置において、特に、化学的機械研磨(CMP)を用いて配線を形成する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for forming a wiring in a semiconductor device, particularly using chemical mechanical polishing (CMP).

近年、半導体集積回路の形成の高集積化に伴い、微細化、多層化がますます加速されている。しかしながら、微細化が実現された多層配線構造を形成する場合には、配線表面のわずかな段差であっても軽視できず、配線表面に形成された凹凸によりさまざまな欠陥が引き起こされる。例えば、配線表面に形成された凹凸により研磨残り及び配線間ショート等が発生することがある。また、配線の多層化によってグローバル段差が形成されると、配線パターンあるいはホールパターンを形成するためのリソグラフィー工程で、アライメントずれ、フォーカスずれによるパターン異常を引き起こし、所望サイズのパターンが形成できないため、上層配線と下層配線の接続不良を引き起こすことがある。そこで、配線表面に形成される段差を減少させることにより、配線表面の平坦性を向上させ、配線構造の更なる微細化、多層化を可能とする技術が求められるようになっている。   In recent years, with the high integration of semiconductor integrated circuit formation, miniaturization and multilayering are increasingly accelerated. However, when forming a multilayer wiring structure in which miniaturization is realized, even a slight step on the wiring surface cannot be neglected, and various defects are caused by unevenness formed on the wiring surface. For example, a polishing residue and a short circuit between wirings may occur due to unevenness formed on the wiring surface. In addition, if a global step is formed by multi-layered wiring, a lithography process for forming a wiring pattern or a hole pattern causes a pattern abnormality due to misalignment or defocus, and a pattern with a desired size cannot be formed. It may cause poor connection between wiring and lower layer wiring. Therefore, there is a demand for a technique that improves the flatness of the wiring surface by reducing the level difference formed on the wiring surface, and enables further miniaturization and multilayering of the wiring structure.

以下に、従来のCu配線の形成方法であるダマシン法を用いた配線の形成方法について、図5(a)〜(e)を用いて説明する。   A wiring forming method using the damascene method, which is a conventional Cu wiring forming method, will be described below with reference to FIGS.

まず、図5(a)に示すように、基板101の上に絶縁膜102を堆積する。   First, as shown in FIG. 5A, an insulating film 102 is deposited on the substrate 101.

次に、図5(b)に示すように、絶縁膜102にフォトリソグラフィー法およびドライエッチング法を用いて、配線を形成するための配線溝103a、及び、配線溝103aに隣り合う配線溝103bを形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, a wiring groove 103a for forming wiring and a wiring groove 103b adjacent to the wiring groove 103a are formed on the insulating film 102 by using a photolithography method and a dry etching method. Form.

次に、図5(c)に示すように、絶縁膜102の表面を覆うように、配線溝103a及び配線溝103bの上にバリアメタル104を堆積する。その後、配線溝103a及び配線溝103bを埋め込むように、バリアメタル104上に金属膜105を形成する。   Next, as illustrated in FIG. 5C, a barrier metal 104 is deposited on the wiring groove 103 a and the wiring groove 103 b so as to cover the surface of the insulating film 102. Thereafter, a metal film 105 is formed on the barrier metal 104 so as to fill the wiring groove 103a and the wiring groove 103b.

次に、図5(d)に示すように、配線溝103a及び配線溝103bからはみ出した金属膜105をバリアメタル104が埋め込み配線が形成された絶縁膜の表面に露出するまで除去し、金属膜105aを形成する。以下、この工程を第一研磨という。   Next, as shown in FIG. 5D, the metal film 105 protruding from the wiring groove 103a and the wiring groove 103b is removed until the barrier metal 104 is exposed on the surface of the insulating film in which the embedded wiring is formed, and the metal film is removed. 105a is formed. Hereinafter, this process is referred to as first polishing.

次に、図5(e)に示すように、配線溝103a及び配線溝103bからはみ出したバリアメタル104を除去し、バリアメタル104aを形成する。以下、この工程を第二研磨という。ここで、第二研磨は、配線溝103a及び配線溝103bからはみ出したバリアメタル104を絶縁膜102の表面が露出するまで除去する研磨と、その後の、埋め込み配線が形成された絶縁膜表面に残留した部分であって配線溝103a及び配線溝103bからはみ出したバリアメタル104及び金属くずを除去する研磨に分けられる。以下、前者の工程をバリアメタル除去研磨といい、後者の工程をオーバー研磨という。   Next, as shown in FIG. 5E, the barrier metal 104 protruding from the wiring groove 103a and the wiring groove 103b is removed to form the barrier metal 104a. Hereinafter, this process is referred to as second polishing. Here, the second polishing is polishing for removing the barrier metal 104 protruding from the wiring groove 103a and the wiring groove 103b until the surface of the insulating film 102 is exposed, and then remaining on the surface of the insulating film where the embedded wiring is formed. This process is divided into polishing for removing the barrier metal 104 and metal scraps protruding from the wiring groove 103a and the wiring groove 103b. Hereinafter, the former process is referred to as barrier metal removal polishing, and the latter process is referred to as over polishing.

上記方法において、金属膜105及びバリアメタル104を除去するために、一般に、被研磨面である配線表面を酸化するという化学的メカニズムと、酸化層を機械的に削りとるという機械的メカニズムの両方を利用して研磨する化学的機械研磨法(CMP)が採られている。   In the above method, in order to remove the metal film 105 and the barrier metal 104, in general, both a chemical mechanism of oxidizing the wiring surface which is a surface to be polished and a mechanical mechanism of mechanically scraping the oxide layer are used. A chemical mechanical polishing method (CMP) that uses and polishes is employed.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば特許文献1が知られている。
特開平10−214834号公報
For example, Patent Document 1 is known as prior art document information relating to the invention of this application.
JP-A-10-214834

しかしながら、従来の方法では、次のような問題点がある。以下、図6〜図8を用いて従来の方法における課題を説明する。   However, the conventional method has the following problems. Hereinafter, problems in the conventional method will be described with reference to FIGS.

図6は、図5(e)に示す第二研磨でのバリアメタル104a、絶縁膜102及び金属膜105aの単位時間当たりに研磨される研磨量である。以下、この単位時間当たりに研磨される研磨量を研磨レートという。ダマシン配線において、埋め込み配線の表面の面積は基板全体の表面の面積の20〜30%であり、金属膜の埋め込み配線が形成された絶縁膜の表面の面積は基板全体の表面の面積の70〜80%である。そのため、従来の方法では、第二研磨において、基板全体の表面の面積の70〜80%を占める絶縁膜上に形成されたバリアメタルの研磨レートを高くしている。また、バリアメタル除去後には、基板全体の表面の面積の70〜80%を占める絶縁膜が露出するため、この絶縁膜の研磨レートを高くしている。ここで、第二研磨は、絶縁膜上のバリアメタルを除去することが目的である。したがって、従来の配線の形成方法では、第二研磨において、バリアメタルの研磨レートが被研磨膜の中で最も高い研磨レートとなるようなバリアメタルを除去するためのスラリーを用いている。また、絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートに比べて少し低い研磨レートとし、金属膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レート及び絶縁膜の研磨レートに比べて非常に低い研磨レートとしている。   FIG. 6 shows the polishing amount of the barrier metal 104a, the insulating film 102, and the metal film 105a polished per unit time in the second polishing shown in FIG. Hereinafter, the polishing amount polished per unit time is referred to as a polishing rate. In damascene wiring, the surface area of the embedded wiring is 20 to 30% of the surface area of the entire substrate, and the surface area of the insulating film on which the embedded wiring of the metal film is formed is 70 to 70% of the surface area of the entire substrate. 80%. Therefore, in the conventional method, the polishing rate of the barrier metal formed on the insulating film occupying 70 to 80% of the surface area of the entire substrate is increased in the second polishing. Further, after removing the barrier metal, the insulating film occupying 70 to 80% of the surface area of the entire substrate is exposed, so the polishing rate of this insulating film is increased. Here, the purpose of the second polishing is to remove the barrier metal on the insulating film. Therefore, in the conventional wiring forming method, in the second polishing, a slurry for removing the barrier metal so that the polishing rate of the barrier metal becomes the highest polishing rate in the film to be polished is used. Further, the polishing rate of the insulating film is set to be slightly lower than the polishing rate of the barrier metal, and the polishing rate of the metal film is set to be extremely low compared to the polishing rate of the barrier metal and the polishing rate of the insulating film.

図7(a)〜(d)は、図6に示す研磨レートにより研磨を行った場合における課題を説明するための半導体装置の図面である。ここで、図7(a)は、半導体装置のある配線層を上から見た図であり、図7(b)〜(d)は、図7(a)に示す配線層をそれぞれAA’、BB’、及びCC’で切断した様子を示した断面図である。   FIGS. 7A to 7D are diagrams of a semiconductor device for explaining a problem when polishing is performed at the polishing rate shown in FIG. Here, FIG. 7A is a view of a certain wiring layer of the semiconductor device as viewed from above, and FIGS. 7B to 7D illustrate the wiring layers shown in FIG. It is sectional drawing which showed a mode that it cut | disconnected by BB 'and CC'.

図6に示す研磨レートにより研磨を行った場合には、バリアメタル除去段階では、バリアメタル104が選択的に削られる。また、オーバー研磨段階では、絶縁膜102が選択的に研磨される。   When polishing is performed at the polishing rate shown in FIG. 6, the barrier metal 104 is selectively scraped at the barrier metal removal stage. In the over polishing stage, the insulating film 102 is selectively polished.

ここで、絶縁膜102の研磨は、絶縁膜102表面に水和膜を形成し、これを砥粒により除去するものである。そのため、第二研磨のスラリーは、砥粒を大量に含むことにより絶縁膜の研磨レートを高くしている。このとき、大量の砥粒を水溶液に分散したスラリーは、砥粒間における化学的な相互作用、例えば、ファンデスワールス力等があるため、不安定な状態にある。このように、分散したスラリーが不安定な状態にある場合には、スラリーは凝集するため、配線表面を均一に研磨することができない。したがって、スラリーに分散剤等を加えて砥粒の凝集を防ぐ必要がある。しかしながら、分散剤を用いても、砥粒は二次粒子体(数十ナノメートル〜百数十ナノメートル)で存在し、その後になんら手当てをしなければ砥粒は凝集しつつ大きな粒子に成長して沈殿することになる。   Here, the polishing of the insulating film 102 is to form a hydrated film on the surface of the insulating film 102 and remove it with abrasive grains. For this reason, the second polishing slurry contains a large amount of abrasive grains to increase the polishing rate of the insulating film. At this time, the slurry in which a large amount of abrasive grains are dispersed in an aqueous solution is in an unstable state because of chemical interaction between the abrasive grains, for example, van der Waals force. As described above, when the dispersed slurry is in an unstable state, the slurry aggregates, so that the wiring surface cannot be uniformly polished. Therefore, it is necessary to add a dispersing agent or the like to the slurry to prevent agglomeration of the abrasive grains. However, even if a dispersing agent is used, the abrasive grains exist in secondary particle bodies (several tens of nanometers to hundreds of tens of nanometers), and the abrasive grains agglomerate and grow into large particles unless otherwise treated. And will precipitate.

砥粒が凝集した場合には、バリアメタル104及び絶縁膜102が研磨されている間に、バリアメタル104及び絶縁膜102に比べて非常に柔らかい金属膜105aは、凝集により大きくなった砥粒により研磨されて、破損されることがある。特に、第二研磨の初期段階において、研磨パッドによる大きな圧力がかかるため、凝集した砥粒によって金属膜が大きく破損されやすい。   When the abrasive grains are aggregated, while the barrier metal 104 and the insulating film 102 are being polished, the metal film 105a that is much softer than the barrier metal 104 and the insulating film 102 is caused by the abrasive grains that have become larger due to the aggregation. It can be polished and damaged. In particular, since a large pressure is applied by the polishing pad in the initial stage of the second polishing, the metal film is easily damaged by the aggregated abrasive grains.

このように、被研磨面が凝集した砥粒に削られることにより、他の露出した膜よりも柔らかい膜である金属膜105aにスクラッチ108ができ、金属くずが発生した場合には、図7(b)に示すように、配線溝103aの埋め込み配線及び配線溝103bの埋め込み配線を繋ぐ、例えば粒状の金属膜105bからなる架橋構造を形成することがある。このような架橋構造が残存すると、絶縁されるはずの隣り合う配線が接合されてしまい、配線間ショートを発生させる。さらに、研磨により絶縁膜にスクラッチ109が発生した場合には、絶縁膜のスクラッチの中に金属くずが入り込むことがある。この絶縁膜のスクラッチ109の中に入り込んだ金属くずが、隣り合う複数の配線溝の中の金属膜を繋げる場合には、絶縁されるはずの隣り合う配線が接合されてしまい、配線間ショートを発生させる。   In this way, the surface to be polished is scraped into agglomerated abrasive grains, whereby a scratch 108 is formed on the metal film 105a, which is a softer film than other exposed films, and when metal scrap is generated, FIG. As shown in b), a bridged structure made of, for example, a granular metal film 105b may be formed to connect the embedded wiring in the wiring groove 103a and the embedded wiring in the wiring groove 103b. If such a bridging structure remains, adjacent wirings that should be insulated are joined, causing a short circuit between the wirings. Further, when scratch 109 is generated in the insulating film by polishing, metal scrap may enter the scratch of the insulating film. When the metal scrap that has entered the scratch 109 of the insulating film connects the metal films in the plurality of adjacent wiring grooves, the adjacent wirings that should be insulated are joined together, thereby causing a short circuit between the wirings. generate.

また、被研磨膜が凝集した砥粒に削られることにより展性のある金属膜105aが擦られて延びた場合には、図7(c)に示すように、金属膜は、配線溝103aの埋め込み配線と、配線溝103bの埋め込み配線とを繋ぐ、例えば帯状の金属膜105cからなる架橋構造を形成することがある。このような架橋構造が残存すると、絶縁されるはずの隣り合う配線が接合されてしまい、配線間ショートを発生させる。さらに、金属膜105aが砥粒によって削られた後の金属膜の表面には、砥粒との摩擦により金属膜が塑性変形し、凸凹部分110を生じることがある。この凸凹部分110に砥粒が接触した場合には、凸部に砥粒がぶつかり、強い摩擦力が働くため、金属膜にはさらなる破損が引き起こされる。   In addition, when the malleable metal film 105a is rubbed and extended by being abraded by the agglomerated abrasive grains, as shown in FIG. 7C, the metal film is formed in the wiring groove 103a. In some cases, a bridged structure made of, for example, a band-shaped metal film 105c is formed to connect the embedded wiring and the embedded wiring in the wiring groove 103b. If such a bridging structure remains, adjacent wirings that should be insulated are joined, causing a short circuit between the wirings. Further, the metal film may be deformed plastically due to friction with the abrasive grains on the surface of the metal film after the metal film 105a has been scraped by the abrasive grains, resulting in a convex and concave portion 110. When the abrasive grains come into contact with the convex and concave portions 110, the abrasive grains collide with the convex parts and a strong frictional force acts, so that the metal film is further damaged.

また、被研磨膜が凝集した砥粒に削られることにより、金属膜105aが大きく欠落した場合には、図7(d)に示すように、絶縁膜102に対し凹凸のある、例えば欠損した金属膜105dが発生することがある。このような欠損した金属膜105dが発生すると、配線の断面積が部分的に小さくなることにより、配線抵抗が増加する。また、欠損部分が大きい場合には、さらに配線の断線が生じる。   Further, when the metal film 105a is largely missing due to the abraded film being cut into agglomerated abrasive grains, as shown in FIG. 7D, the insulating film 102 is uneven, for example, a missing metal A film 105d may be generated. When such a deficient metal film 105d is generated, the wiring cross-sectional area is partially reduced, thereby increasing the wiring resistance. Further, when the missing portion is large, the wiring is further disconnected.

また、絶縁膜の研磨レートが高い場合にあっては、配線が密集した配線密集領域では、単位面積当たりの金属膜の面積が多く、単位面積当たりの絶縁膜の面積が少ない。そのため、配線孤立領域などの配線間のスペースが広く配線密度の低い領域に比べて過剰に研磨が進行しやすい。これにより、図8(b)に示すように、配線密集領域の表面が他の領域より窪むエロージョンが発生する。このようなエロージョンが発生すると、絶縁膜中に配線となる金属膜が形成される場合には、絶縁膜の高さの減少により絶縁膜の絶縁性が損なわれたり、金属膜の減少により配線抵抗が増加したりする。また、第二研磨終了後に、ある領域では絶縁膜が露出しているが、他の領域ではバリアメタルがまだ残存していることとなり、残存したバリアメタルが隣り合う金属膜同士を繋げて配線間ショートを引き起こすことがある。さらに、配線表面に形成された凹凸によりグローバル段差が形成されると、配線パターンあるいはホールパターンを形成するためのリソグラフィー工程で、アライメントずれ、フォーカスずれによるパターン異常を引き起こし、所望サイズのパターンが形成できないため、上層配線と下層配線の接続不良を引き起こすことがある。   In addition, when the polishing rate of the insulating film is high, the area of the metal film per unit area is large and the area of the insulating film per unit area is small in the wiring dense region where the wiring is dense. For this reason, polishing tends to proceed excessively compared with a region having a wide space between wires such as a wiring isolated region and a low wiring density. As a result, as shown in FIG. 8B, erosion occurs in which the surface of the wiring dense region is recessed from other regions. When such erosion occurs, when a metal film to be a wiring is formed in the insulating film, the insulation property of the insulating film is impaired due to the decrease in the height of the insulating film, or the wiring resistance is decreased due to the decrease in the metal film. Or increase. In addition, after the second polishing is finished, the insulating film is exposed in one region, but the barrier metal still remains in the other region, and the remaining barrier metal connects adjacent metal films to each other between the wirings. May cause a short circuit. Furthermore, if a global step is formed by the unevenness formed on the wiring surface, a pattern of a desired size cannot be formed in the lithography process for forming a wiring pattern or a hole pattern, causing a pattern abnormality due to misalignment or defocusing. Therefore, connection failure between the upper layer wiring and the lower layer wiring may be caused.

さらに、オーバー研磨において、配線幅が広い領域を研磨する場合、及び、オーバー研磨の時間が長い場合には、特に幅広配線部で、配線溝103a及び配線溝103b中の金属膜105aが過剰に研磨されてしまい、図8(a)に示すように、絶縁膜102に対して金属膜105eが両端に比べて中央部の凹みが大きい、例えば皿状に窪むディッシングが発生する。このようなディッシングが発生すると、金属膜の体積が減少することにより配線抵抗が増加することがある。   Further, in overpolishing, when a region having a wide wiring width is polished and when the overpolishing time is long, the metal film 105a in the wiring groove 103a and the wiring groove 103b is excessively polished particularly in the wide wiring portion. As a result, as shown in FIG. 8A, dishing occurs in which the metal film 105e has a larger dent at the center than the both ends of the insulating film 102, for example, is dished. When such dishing occurs, the wiring resistance may increase due to a decrease in the volume of the metal film.

本発明の目的は、第二研磨において、バリアメタル、絶縁膜及び金属膜の研磨レートを被研磨面全体に整合するように制御することにより、スクラッチの発生を抑えて配線抵抗の増加を抑制し、配線間ショート及び配線の断線を防ぎ、かつ、配線表面の平坦性を向上することである。また、エロージョン及びディッシングの発生を効果的に防ぎ、あわせて、配線表面の平坦性を図るものである。その結果、製品の歩留まりや信頼性の低下の課題を解決し、ダマシン法による高信頼の配線の形成方法を提供することができる。   The object of the present invention is to suppress the generation of scratches and suppress the increase in wiring resistance by controlling the polishing rate of the barrier metal, insulating film and metal film so as to match the entire surface to be polished in the second polishing. It is to prevent the short circuit between the wirings and the disconnection of the wirings and improve the flatness of the wiring surface. In addition, erosion and dishing are effectively prevented, and the flatness of the wiring surface is also achieved. As a result, it is possible to solve the problems of product yield and reliability, and to provide a highly reliable wiring formation method by the damascene method.

上記課題を解決するために、本発明の配線の形成方法は、基板上に絶縁膜を堆積する工程と、絶縁膜上に第一の溝及び第一の溝と隣り合う第二の溝を形成する工程と、第一の溝及び第二の溝を覆うように第一の金属を堆積する工程と、第一の溝及び第二の溝を埋め込むように第二の金属を堆積する工程と、第一の溝及び第二の溝からはみ出した第二の金属を化学的機械研磨法により除去する第一の研磨工程と、第二の金属の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートが第一の金属の研磨レートの1/3から1/2の範囲内になるようにして、第一の溝及び第二の溝からはみ出した第一の金属及び第二の金属及び絶縁膜を化学的機械研磨法により除去する第二の研磨工程とを備えることを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, a wiring forming method of the present invention includes a step of depositing an insulating film on a substrate, and forming a first groove and a second groove adjacent to the first groove on the insulating film. Depositing a first metal so as to cover the first groove and the second groove; depositing a second metal so as to embed the first groove and the second groove; A first polishing step for removing the second metal protruding from the first groove and the second groove by a chemical mechanical polishing method; and the second metal polishing rate and the insulating film polishing rate are the first metal A chemical mechanical polishing method is applied to the first metal, the second metal, and the insulating film protruding from the first groove and the second groove so as to be within a range of 1/3 to 1/2 of the polishing rate of And a second polishing step to be removed.

このように、第二研磨において、第二の金属の研磨レートを第一の金属の研磨レートの1/3以上1/2以下とすることにより、第二の金属に発生したスクラッチを研磨して除去することができるため、金属膜の欠損を防ぐことができる。また、第二金属のエッチングを抑制することができるため、ディッシングを効果的に抑えることができる。   Thus, in the second polishing, the scratch generated in the second metal is polished by setting the polishing rate of the second metal to 1/3 or more and 1/2 or less of the polishing rate of the first metal. Since it can be removed, the metal film can be prevented from being damaged. Moreover, since etching of the second metal can be suppressed, dishing can be effectively suppressed.

さらに、第二研磨において、絶縁膜の研磨レートを第一の金属の研磨レートの1/3以上1/2以下とすることにより、絶縁膜を除去するための砥粒の粒子数を減少させ、粒子の凝集を抑えられるため、凝集した砥粒による第二の金属へのスクラッチ等の形成を抑制することができる。また、配線の密な領域に発生する第二の金属の過剰な研磨を防ぐことができ、エロージョンの発生を効果的に抑えることができる。   Furthermore, in the second polishing, by reducing the polishing rate of the insulating film to 1/3 or more and 1/2 or less of the polishing rate of the first metal, the number of abrasive grains for removing the insulating film is reduced, Since aggregation of particles can be suppressed, formation of scratches and the like on the second metal by the aggregated abrasive grains can be suppressed. Moreover, excessive polishing of the second metal generated in a dense region of the wiring can be prevented, and the generation of erosion can be effectively suppressed.

また、第一の研磨工程の後において、第一の溝及び第二の溝内に形成された第二の金属の表面は第一の金属の表面に比べて低い位置にあることを特徴とするものである。   Further, after the first polishing step, the surface of the second metal formed in the first groove and the second groove is lower than the surface of the first metal. Is.

これにより、第二研磨において、第二の金属の表面が研磨パッドにより押圧されないため、第二の金属が砥粒により研磨されにくく、大きな金属の欠損及び金属の伸びによる架橋構造の発生を抑制できる。   Thereby, in the second polishing, the surface of the second metal is not pressed by the polishing pad, so that the second metal is hard to be polished by the abrasive grains, and the occurrence of a crosslinked structure due to a large metal defect and metal elongation can be suppressed. .

また、第一の研磨において、第二の金属の研磨レートが第一の金属の研磨レートより10倍以上大きいスラリーを使用することを特徴とする。   In the first polishing, a slurry in which the polishing rate of the second metal is 10 times or more larger than the polishing rate of the first metal is used.

これにより、第一の研磨において、第二の金属が選択的に効率よく研磨されるため、研磨時間の短縮を図ることができ、生産性を向上させ、パーティクルの発生を抑制することができる。   Accordingly, in the first polishing, the second metal is selectively and efficiently polished, so that the polishing time can be shortened, productivity can be improved, and generation of particles can be suppressed.

また、絶縁膜がSiO及びSiOFを含む積層膜であることを特徴とする。   In addition, the insulating film is a laminated film containing SiO and SiOF.

これにより、絶縁膜の誘電率が低下し、半導体装置の高速情報処理が図れるため、性能を向上させることができる。   As a result, the dielectric constant of the insulating film is reduced and high-speed information processing of the semiconductor device can be achieved, so that the performance can be improved.

本発明によれば、配線形成の研磨工程におけるバリアメタルの研磨において、研磨レートを制御することにより、金属膜のスクラッチの発生を抑え、配線抵抗の増加を抑制するとともに、配線の断線、及び、金属膜の架橋構造の残存による配線間ショートの発生を防ぐことができる。また、エロージョン及びディッシングも効果的に防ぐことができ、さらに、配線表面の平坦性を図ることができる。その結果、高信頼の半導体装置が得られる。   According to the present invention, in the polishing of the barrier metal in the polishing process of the wiring formation, by controlling the polishing rate, it is possible to suppress the generation of scratches in the metal film, suppress the increase in wiring resistance, and disconnect the wiring, and Generation | occurrence | production of the short circuit between wiring by the residual of the bridge | crosslinking structure of a metal film can be prevented. In addition, erosion and dishing can be effectively prevented, and the flatness of the wiring surface can be achieved. As a result, a highly reliable semiconductor device can be obtained.

以下、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

まず、CMPの留意点について説明する。   First, points to be noted regarding CMP will be described.

CMPにおいて、化学的メカニズムとは、酸化膜・水和膜等の表面膜の生成の作用をいうものであり、機械的メカニズムとは、砥粒の切削作用をいうものである。また、化学的メカニズム及び機械的メカニズムは、単独的でなく複合的に作用する。つまり、CMPは、研磨圧力、研磨パッドの種類、定盤、研磨ヘッドの回転数、研磨量のウエハ面均一性、スラリーの含有化合物の組成比等の条件によって、機械的メカニズム及び化学的メカニズムが、影響を及ぼす割合は変化するものの、共に作用するものである。すなわち、研磨をする際には、被研磨面に合わせて研磨レートを制御するために、被研磨面、砥粒、液体間の機械的メカニズム及び化学的メカニズムの作用を考慮しなければならない。   In CMP, the chemical mechanism refers to the action of generating a surface film such as an oxide film or a hydrated film, and the mechanical mechanism refers to the cutting action of abrasive grains. Further, the chemical mechanism and the mechanical mechanism act in a complex manner, not alone. In other words, CMP has a mechanical mechanism and a chemical mechanism depending on conditions such as polishing pressure, type of polishing pad, surface plate, number of rotations of polishing head, uniformity of wafer surface of polishing amount, composition ratio of compounds contained in slurry, etc. , The rate of influence will change, but will work together. That is, when polishing, in order to control the polishing rate in accordance with the surface to be polished, the mechanical and chemical mechanisms between the surface to be polished, the abrasive grains, and the liquid must be considered.

ここで、本発明におけるバリアメタル、絶縁膜、金属膜のCMPについて説明する。   Here, the CMP of the barrier metal, the insulating film, and the metal film in the present invention will be described.

まず、バリアメタルを研磨する際のスラリーを構成する成分について説明する。スラリーの大部分は純水であり、全体の約90%を占める。もう一つの主成分は砥粒で、全体の約10%を占める。砥粒には、二酸化珪素から構成されるシリカが一般的に用いられる。特に、銅表面へのスクラッチの発生を抑制するために、シリカの中でもコロイダルシリカがよく用いられている。純水と砥粒以外の成分の濃度は、全て数%以下である。有機系薬液は、スラリーの使用直前に混合される酸化剤との反応によって、バリアメタル材であるタンタル系化合物の溶解を促進させる効果がある。防食剤は、バリアメタル研磨中に銅の表面が腐食するのを防止するための薬剤で、銅の表面に配位結合して、銅表面を腐食から守る。ベンゾトリアゾールが用いられる場合が多い。pH調整剤は、バリアメタルと有機系薬液や酸化剤の反応が最も安定的に進行するための液質にするために添加される。一般的に、pHが2〜5になるように調整される。pH調整剤には、硝酸やアンモニアが使用されることが多い。   First, components constituting the slurry for polishing the barrier metal will be described. Most of the slurry is pure water, accounting for about 90% of the total. Another main component is abrasive grains, which occupies about 10% of the whole. For the abrasive grains, silica composed of silicon dioxide is generally used. In particular, colloidal silica is often used among silicas in order to suppress the occurrence of scratches on the copper surface. Concentrations of components other than pure water and abrasive grains are all several percent or less. The organic chemical solution has an effect of promoting the dissolution of the tantalum compound, which is a barrier metal material, by a reaction with an oxidizing agent mixed immediately before use of the slurry. The anticorrosive agent is a chemical for preventing the copper surface from corroding during the polishing of the barrier metal, and coordinates to the copper surface to protect the copper surface from corrosion. Benzotriazole is often used. The pH adjuster is added to obtain a liquid quality for the reaction of the barrier metal, the organic chemical solution, and the oxidant to proceed most stably. In general, the pH is adjusted to 2-5. Nitric acid and ammonia are often used as the pH adjuster.

バリアメタルのCMPは、バリアメタル表面に薄く柔らかい反応層を形成しながら、形成された反応層を機械的作用の小さい、例えば微小シリカ砥粒で高速に除去することにより起こる。ここで、バリアメタルとしてTaNを例にとって説明する。TaN表面の反応層としては、酸化剤によりTa表面にTa25が形成された後に、その表面にできたTaO-とシリカ表面のシラノール基(SiOH)の反応物がある。これは、化学的作用が強いものであり、化学的作用は、粒子数が多く、比表面積が大きいほど活発になるため、TaNの研磨レートは砥粒の粒子数、及び、比表面積に依存する。 CMP of the barrier metal occurs by forming a thin and soft reaction layer on the surface of the barrier metal and removing the formed reaction layer at a high speed with a small mechanical action, for example, with fine silica abrasive grains. Here, TaN will be described as an example of the barrier metal. The reaction layer of TaN surface after Ta 2 O 5 is formed on the Ta surface by an oxidizing agent, TaO made on its surface - it is a reaction product of the silanol groups of the silica surface (SiOH). This is a strong chemical action, and the chemical action becomes more active as the number of particles increases and the specific surface area increases. Therefore, the polishing rate of TaN depends on the number of abrasive grains and the specific surface area. .

また、TaNの研磨において、pHが4以上の場合には、Siのゼータ電位とTaのゼータ電位がともにマイナスとなり、粒子間で電気的な反発作用を発生させる。この反発作用は、研磨速度を抑制する。したがって、研磨速度を抑制しないためには、pH調整剤によりpHを4以下に調整する必要がある。   Further, in the polishing of TaN, when the pH is 4 or more, both the zeta potential of Si and the zeta potential of Ta become negative, and an electrical repulsive action is generated between particles. This repulsive action suppresses the polishing rate. Therefore, in order not to suppress the polishing rate, it is necessary to adjust the pH to 4 or less with a pH adjuster.

絶縁膜のCMPは、絶縁膜表面に水和膜を形成しながら、この水和膜を砥粒で除去することにより研磨する。ここで、絶縁膜の研磨では、水和膜は順次形成されていくため、砥粒の粒子数が多いほど水和膜が早く除去される。そのため、絶縁膜の研磨レートは、砥粒の粒子数に依存するものである。また、研磨中にスラリー中の砥粒は酸化膜よりもはるかに大きな比表面積を有するので効果的に周りの水分によって冷却される。これにより、摩擦熱で塑性変形が促進されるとともに、酸化膜の含水表面が高温になり、酸化膜の硬度が低下して軟質となりやすい。このような発熱作用が酸化膜の含水表面が塑性変形を容易にさせ、さらに砥粒による機械的除去作用を有利にする。   The CMP of the insulating film is performed by removing the hydrated film with abrasive grains while forming a hydrated film on the surface of the insulating film. Here, since the hydrated film is sequentially formed in the polishing of the insulating film, the hydrated film is removed earlier as the number of abrasive grains increases. Therefore, the polishing rate of the insulating film depends on the number of abrasive grains. In addition, during polishing, the abrasive grains in the slurry have a much larger specific surface area than the oxide film, so that they are effectively cooled by the surrounding moisture. As a result, plastic deformation is promoted by frictional heat, the water-containing surface of the oxide film becomes high temperature, and the hardness of the oxide film tends to decrease and become soft. Such exothermic action facilitates the plastic deformation of the water-containing surface of the oxide film, and also makes the mechanical removal action by the abrasive grains advantageous.

金属膜のCMPは、金属膜表面に形成された酸化膜を砥粒によって除去することにより研磨する。すなわち、スラリー中の酸化剤により金属膜表面で酸化反応を生じさせ、形成された酸化膜を砥粒により研磨するものである。そのため、金属膜の研磨は、研磨中の酸化還元電位を調整する酸化剤の量に依存する。   The CMP of the metal film is polished by removing the oxide film formed on the surface of the metal film with abrasive grains. That is, an oxidation reaction is caused on the surface of the metal film by the oxidizing agent in the slurry, and the formed oxide film is polished by the abrasive grains. Therefore, the polishing of the metal film depends on the amount of the oxidizing agent that adjusts the redox potential during polishing.

次に、配線形成の研磨工程におけるバリアメタルを除去する研磨でのCMPの留意点について説明する。配線形成の研磨工程におけるバリアメタル研磨は連続的なものである。そのため、配線形成の研磨工程におけるバリアメタル研磨は、研磨圧力、研磨パッドの種類、定盤、研磨ヘッドの回転数、研磨量のウエハ面均一性、スラリーの含有化合物の組成比等のCMPの条件が変わるものではない。しかしながら、配線形成の研磨工程におけるバリアメタルを除去する研磨は、研磨の進行により被研磨面の膜の種類が変わってくる。したがって、第二研磨においては、被研磨膜の種類を考慮して研磨レートを調整し、基板面内の平坦性を図ることが必要である。   Next, points to be noted for CMP in polishing for removing the barrier metal in the polishing process of wiring formation will be described. The barrier metal polishing in the wiring forming polishing step is continuous. Therefore, barrier metal polishing in the polishing process of wiring formation is performed by CMP conditions such as polishing pressure, type of polishing pad, surface plate, number of rotations of polishing head, wafer surface uniformity of polishing amount, and composition ratio of compounds contained in slurry. Does not change. However, in the polishing for removing the barrier metal in the wiring forming polishing step, the type of film on the surface to be polished changes depending on the progress of polishing. Therefore, in the second polishing, it is necessary to adjust the polishing rate in consideration of the type of film to be polished to achieve flatness within the substrate surface.

例えば、絶縁膜の研磨レートを高くするために、砥粒を多く含むスラリーを用いて研磨する場合には、砥粒が凝集しやすくなるため、バリアメタル及び絶縁膜に比べて柔らかい金属膜が砥粒の大きい第二研磨のスラリーにより研磨される。その結果、金属膜に欠損及びスクラッチが発生し、配線抵抗の増加及び配線間ショートを引き起こすことがある。したがって、第二研磨では、配線表面の平坦性を図ることに加えて、さらに、金属膜、バリアメタル、絶縁膜の三種の膜のうちの一の膜の研磨レートを制御するスラリーの含有化合物が、他の膜に及ぼす腐食特性等の効果を考慮しなければならない。つまり、第二研磨では、単に平坦性を図るためにそれぞれの膜の研磨レートを制御するだけでなく、スラリーやパッドによる他の膜への影響も考えて、研磨レートの設定をすることが必要である。   For example, when polishing with a slurry containing a large amount of abrasive grains in order to increase the polishing rate of the insulating film, the abrasive grains tend to aggregate, so that a soft metal film is more abrasive than the barrier metal and the insulating film. Polishing is performed with a second polishing slurry having large grains. As a result, defects and scratches are generated in the metal film, which may cause an increase in wiring resistance and a short circuit between wirings. Therefore, in the second polishing, in addition to the flatness of the wiring surface, a slurry-containing compound that controls the polishing rate of one of the three films of the metal film, the barrier metal, and the insulating film is further included. The effect of corrosion characteristics on other films must be taken into account. In other words, in the second polishing, it is necessary not only to control the polishing rate of each film in order to achieve flatness, but also to set the polishing rate in consideration of the influence of the slurry and pad on other films. It is.

さらに、特に、オーバー研磨は本発明中の最終工程であり、被研磨面の平坦性はCu配線の特性に大きく影響を与えるものであるため、エロージョン及びディッシングの問題も考慮しなければならない。   Furthermore, in particular, over-polishing is the final step in the present invention, and the flatness of the surface to be polished greatly affects the characteristics of the Cu wiring, so the problem of erosion and dishing must also be considered.

したがって、第二研磨では、各膜の研磨レートを整合的に制御し、スラリー含有化合物が及ぼす腐蝕特性の影響による金属膜の欠損等を考慮し、エロージョン及びディッシングを防ぐことが必要となる。   Therefore, in the second polishing, it is necessary to control the polishing rate of each film in a consistent manner, and to prevent erosion and dishing in consideration of metal film defects due to the influence of the corrosion characteristics of the slurry-containing compound.

以上のことを踏まえて、以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置の配線の形成方法について図面を用いて説明する。   Based on the above, a method for forming a wiring of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1(a)〜(d)及び図2(a)〜(d)は、本発明の実施形態1に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
(Embodiment 1)
FIGS. 1A to 1D and FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

まず、図1(a)に示すように、基板1上にCVD法により、例えば厚さ300nm〜500nmの、SiO及びSiOFを含む積層からなる絶縁膜2を堆積する。   First, as shown in FIG. 1A, an insulating film 2 made of a laminate containing SiO and SiOF, for example, having a thickness of 300 nm to 500 nm is deposited on a substrate 1 by a CVD method.

次に、図1(b)に示すように、リソグラフィー技術を用いてレジストパターンを形成し(図示せず)、このレジストパターンをマスクとして絶縁膜2をエッチングすることにより配線を形成するための第一の溝である配線溝3a(深さ200nm〜400nm)及び配線溝3aに隣り合う第二の溝である配線溝3b(深さ200nm〜400nm)を形成する。   Next, as shown in FIG. 1B, a resist pattern is formed using a lithography technique (not shown), and the insulating film 2 is etched using this resist pattern as a mask to form a wiring. A wiring groove 3a (depth 200 nm to 400 nm) which is one groove and a wiring groove 3b (depth 200 nm to 400 nm) which is a second groove adjacent to the wiring groove 3a are formed.

次に、図1(c)に示すように、スパッタ技術により、配線溝3a及び配線溝3bの表面を覆うように、絶縁膜2の上に、例えば厚さ25nm〜45nmのバリアメタル4を蒸着する。ここで、バリアメタル4には、Ta(タンタル)またはTa系化合物またはそれらの積層膜が使用される。TaまたはTa系化合物またはそれらの積層膜は、金属膜5が絶縁膜2中へ拡散するのを防止することができるだけでなく、積層膜と金属膜5との接触電位差が小さいため、金属膜5の腐蝕を起こりにくくする性質がある。   Next, as shown in FIG. 1C, a barrier metal 4 having a thickness of, for example, 25 nm to 45 nm is deposited on the insulating film 2 so as to cover the surfaces of the wiring grooves 3a and 3b by sputtering. To do. Here, for the barrier metal 4, Ta (tantalum), a Ta-based compound, or a laminated film thereof is used. Ta or a Ta-based compound or a laminated film thereof can not only prevent the metal film 5 from diffusing into the insulating film 2, but also has a small contact potential difference between the laminated film and the metal film 5. It has the property of making it difficult to cause corrosion.

次に、図1(d)に示すように、スパッタ法を用いて、配線溝3a及び配線溝3bの表面を覆うように、バリアメタル4上にシード層6を形成する。ここで、シード層6には、Cu(銅)またはCu合金が使用される。例えば、Cu合金としては、CuとAg(銀)からなる合金、CuとAl(アルミニウム)からなる合金、CuとAlとSi(シリコン)からなる合金等がある。   Next, as shown in FIG. 1D, a seed layer 6 is formed on the barrier metal 4 so as to cover the surfaces of the wiring grooves 3a and the wiring grooves 3b by sputtering. Here, Cu (copper) or Cu alloy is used for the seed layer 6. For example, the Cu alloy includes an alloy made of Cu and Ag (silver), an alloy made of Cu and Al (aluminum), an alloy made of Cu, Al and Si (silicon), and the like.

次に、図2(a)に示すように、配線溝3a及び配線溝3bを十分に埋めるように、シード層6上に電解メッキ技術により、例えば厚さ550nmの金属膜5を堆積する。ここで、金属膜5には、CuまたはCu合金が使用される。例えば、Cu合金としては、CuとAgからなる合金、CuとAlからなる合金、CuとAlとSiからなる合金等がある。   Next, as shown in FIG. 2A, a metal film 5 having a thickness of, for example, 550 nm is deposited on the seed layer 6 by electrolytic plating so as to sufficiently fill the wiring grooves 3a and 3b. Here, Cu or Cu alloy is used for the metal film 5. For example, examples of the Cu alloy include an alloy composed of Cu and Ag, an alloy composed of Cu and Al, and an alloy composed of Cu, Al, and Si.

次に、図2(b)に示すように、CMPを用いて配線溝3a及び配線溝3bからはみ出した余剰な金属膜5を除去し、配線溝3a及び配線溝3b内に金属膜5aを形成する(第一研磨)。このとき、バリアメタル4と金属膜5は化学的特性が異なるため、金属膜5は、配線溝3a及び配線溝3bからはみ出したバリアメタル4を研磨時のストッパー膜として、比較的均一に、かつ、研磨残りが少ない状態で除去される。   Next, as shown in FIG. 2B, the excess metal film 5 protruding from the wiring groove 3a and the wiring groove 3b is removed by CMP, and a metal film 5a is formed in the wiring groove 3a and the wiring groove 3b. (First polishing). At this time, since the barrier metal 4 and the metal film 5 have different chemical characteristics, the metal film 5 is relatively uniform with the barrier metal 4 protruding from the wiring groove 3a and the wiring groove 3b as a stopper film at the time of polishing. Then, it is removed with little polishing residue.

次に、図2(c)に示すように、CMPにより配線溝3a及び配線溝3bからはみ出した余剰なバリアメタル4を除去し、配線溝3a及び配線溝3b内にバリアメタル4aで覆われた金属膜5aからなる配線構造を形成する。ここで、バリアメタル除去研磨の前において、図2(b)に示すように、バリアメタル4と共に配線溝3a及び配線溝3b中の金属膜5aは埋め込み配線が形成された絶縁膜2の表面に露出している。しかし、通常、第一研磨の終了後に、配線溝3a及び配線溝3b中の金属膜5aがリセスとなり、バリアメタル4の表面に対して低い位置にあるため、バリアメタル除去段階で金属膜5aの表面が研磨パッドにより押圧されない。そのため、金属膜5aに機械的研磨作用が働きにくく、バリアメタル除去段階では主にバリアメタル4のみが研磨されることになる。   Next, as shown in FIG. 2C, the excess barrier metal 4 protruding from the wiring groove 3a and the wiring groove 3b is removed by CMP, and the wiring groove 3a and the wiring groove 3b are covered with the barrier metal 4a. A wiring structure made of the metal film 5a is formed. Here, before the barrier metal removal polishing, as shown in FIG. 2B, the wiring groove 3a and the metal film 5a in the wiring groove 3b together with the barrier metal 4 are formed on the surface of the insulating film 2 on which the embedded wiring is formed. Exposed. However, normally, after the completion of the first polishing, the metal film 5a in the wiring groove 3a and the wiring groove 3b becomes a recess and is positioned lower than the surface of the barrier metal 4, so that the metal film 5a is removed at the barrier metal removal stage. The surface is not pressed by the polishing pad. Therefore, the mechanical polishing action hardly acts on the metal film 5a, and only the barrier metal 4 is mainly polished at the barrier metal removal stage.

次に、図2(d)に示すように、第一研磨及びバリアメタル除去研磨により、埋め込み配線が形成された絶縁膜の表面に部分的に残留した配線溝3a及び配線溝3bからはみ出した余剰なバリアメタル4及び金属くずを除去する。これは、絶縁膜表面上の配線溝3a及び配線溝3bからはみ出したバリアメタル4がほぼ完全になくなるまで、配線表面全面に研磨を行なうものである。   Next, as shown in FIG. 2D, surplus protruding from the wiring groove 3a and the wiring groove 3b partially remaining on the surface of the insulating film on which the embedded wiring is formed by the first polishing and the barrier metal removal polishing. Barrier metal 4 and metal scraps are removed. This is to polish the entire wiring surface until the barrier metal 4 protruding from the wiring groove 3a and the wiring groove 3b on the insulating film surface is almost completely removed.

ここで、前述のように、第二研磨では、各膜の研磨レートを整合的に制御し、スラリー含有化合物が及ぼす腐蝕特性の影響による金属膜の欠損等を考慮し、ディッシング及びエロージョンを防ぐことが必要である。そこで、以下に、これらの条件を満たす研磨レートについて検討する。   Here, as described above, in the second polishing, the polishing rate of each film is controlled consistently, and metal film defects due to the influence of the corrosion characteristics exerted by the slurry-containing compound are taken into account to prevent dishing and erosion. is required. Therefore, a polishing rate that satisfies these conditions will be examined below.

本発明における第二研磨では、まず、バリアメタル除去段階の初期の段階では、バリアメタルのみが研磨される。次に、リセスにより凹んでいる金属膜がバリアメタルと共に研磨される。その後、金属膜とバリアメタルは配線表面に絶縁膜が露出するまで研磨される。続いて、オーバー研磨段階でバリアメタルが除去されることにより露出する絶縁膜がバリアメタル及び金属膜と共に研磨されることになる。そこで、被研磨膜として、バリアメタル除去段階では、まず、バリアメタルのみを考え、研磨パッドが金属膜に達した後には、被研磨膜として、バリアメタルと金属膜を考える。また、オーバー研磨段階では、被研磨膜として、絶縁膜と金属膜とバリアメタルを考える。なお、バリアメタルは、絶縁膜、金属膜、に比べて薄いため、オーバー研磨段階では、バリアメタルの除去については、ほとんど考慮しなくてもよい。   In the second polishing in the present invention, first, only the barrier metal is polished in the initial stage of the barrier metal removal stage. Next, the metal film recessed by the recess is polished together with the barrier metal. Thereafter, the metal film and the barrier metal are polished until the insulating film is exposed on the wiring surface. Subsequently, the insulating film exposed by removing the barrier metal in the over-polishing step is polished together with the barrier metal and the metal film. Therefore, as the film to be polished, at the barrier metal removal stage, only the barrier metal is first considered, and after the polishing pad reaches the metal film, the barrier metal and the metal film are considered as the film to be polished. In the over polishing stage, an insulating film, a metal film, and a barrier metal are considered as a film to be polished. Note that since the barrier metal is thinner than the insulating film and the metal film, the removal of the barrier metal is hardly considered in the over-polishing stage.

図3(ai)〜(di)は、第二研磨におけるCu(金属膜)、TaN(バリアメタル)、SiO2(絶縁膜)の各研磨レートの比を示しており、図3(aii)〜(dii)はそれぞれの研磨レート比により研磨した後の配線の断面図を示したものである。縦軸は研磨レートを示している。 3 (ai) to (di) show the ratios of the polishing rates of Cu (metal film), TaN (barrier metal), and SiO2 (insulating film) in the second polishing, and FIG. (Dii) shows a cross-sectional view of the wiring after being polished at the respective polishing rate ratios. The vertical axis represents the polishing rate.

(i)図3(ai)及び図3(aii)は、まず、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートの関係について検討したものである。具体的には、図3(ai)に示すように、バリアメタルであるTaNの研磨レートを被研磨膜の研磨レートの中で最も高いものとし、金属膜であるCuの研磨レートをTaNの研磨レートに比べて少し低いものとし、絶縁膜であるSiO2の研磨レートをCuの研磨レートに比べて非常に低くした。以下に、図3(ai)に示す研磨レートを用いた研磨について説明する。 (i) FIG. 3 (ai) and FIG. 3 (aii) first examine the relationship between the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film. Specifically, as shown in FIG. 3 (ai), the polishing rate of TaN, which is a barrier metal, is the highest among the polishing rates of the film to be polished, and the polishing rate of Cu, which is a metal film, is polished with TaN. The polishing rate of SiO 2 as an insulating film was made very low compared with the polishing rate of Cu. In the following, polishing using the polishing rate shown in FIG.

バリアメタル除去段階の初期段階では、第一研磨終了時に配線部分の金属膜がリセスとなり凹んでいるため、配線表面のバリアメタルが選択的に研磨される。これにより、金属膜の被研磨面はバリアメタル表面よりも低い位置にあり、金属膜は研磨パッドにより摩擦をほとんど受けることなく、破損されにくい。しかしながら、金属膜の研磨レートを高くするために、酸化剤を多く含んだスラリーを用いているため、金属膜は化学的エッチング作用により減少する。   In the initial stage of the barrier metal removal stage, the metal film on the wiring portion is recessed and recessed at the end of the first polishing, so that the barrier metal on the wiring surface is selectively polished. As a result, the surface to be polished of the metal film is at a position lower than the surface of the barrier metal, and the metal film is hardly damaged by being hardly subjected to friction by the polishing pad. However, since a slurry containing a large amount of an oxidant is used to increase the polishing rate of the metal film, the metal film is reduced by a chemical etching action.

次に、研磨パッドが金属膜に達した後では、金属膜の研磨レートが高いため、金属膜はさらに減少が進む。   Next, after the polishing pad reaches the metal film, the metal film is further reduced because the polishing rate of the metal film is high.

次に、オーバー研磨段階では、研磨レートの低い絶縁膜が化学的作用をほとんど受けないため研磨が進行せず、研磨時のストッパー膜となる。これにより、埋め込み配線が形成された絶縁膜表面全体の研磨は停止する。しかしながら、依然として、金属膜は研磨レートが高いため、金属膜厚の減少が進む。   Next, in the over-polishing stage, the insulating film having a low polishing rate is hardly subjected to chemical action, so that the polishing does not proceed and becomes a stopper film during polishing. Thereby, the polishing of the entire surface of the insulating film on which the embedded wiring is formed is stopped. However, since the metal film still has a high polishing rate, the metal film thickness continues to decrease.

この結果、金属膜は絶縁膜に対し凹となり、図3(aii)に示すようなディッシングが発生する。このようなディッシングが発生すると、配線溝内の金属膜の体積が減少し、埋め込み配線のサイズが小さくなる。これにより、配線全体の抵抗の増加及び部分的な配線の断線を生じさせることがある。   As a result, the metal film becomes concave with respect to the insulating film, and dishing as shown in FIG. When such dishing occurs, the volume of the metal film in the wiring trench is reduced, and the size of the embedded wiring is reduced. This may cause an increase in resistance of the entire wiring and a partial disconnection of the wiring.

したがって図3(ai)及び図3(aii)の結果より、第二研磨工程におけるスラリー、つまり第二研磨のスラリーは、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートの差が大きい場合にあっては、金属膜の減少が顕著となり、配線抵抗の増加及び配線の断線という課題を発生させるため、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートが同程度、つまり大きな差がない研磨レートになるように選択する必要がある。   Therefore, from the results of FIGS. 3 (ai) and 3 (aii), the slurry in the second polishing step, that is, the slurry of the second polishing, is in a case where the difference between the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film is large. In this case, the decrease in the metal film becomes significant, causing the problems of increase in wiring resistance and disconnection of the wiring, so that the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are the same, that is, the polishing rate has no significant difference. Need to choose.

(ii)図3(bi)及び図3(bii)は、図3(ai)及び図3(aii)の結果を踏まえて、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートを同程度であるものとした。例えば、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートに比べて非常に低くした場合を検討したものである。具体的には、図3(bi)に示すように、TaNの研磨レートを最も高くし、Cuの研磨レート及びSiO2の研磨レートをTaNの研磨レートに比べて非常に低くしたスラリーを用いた。以下に、図3(bi)に示す研磨レートのスラリーを用いた研磨について説明する。 (Ii) In FIGS. 3 (bi) and 3 (bii), the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are approximately the same based on the results of FIGS. 3 (ai) and 3 (aii). It was. For example, the case where the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are made very low compared to the polishing rate of the barrier metal is examined. Specifically, as shown in FIG. 3 (bi), a slurry having the highest TaN polishing rate and a very low Cu polishing rate and SiO 2 polishing rate compared to the TaN polishing rate was used. . Hereinafter, polishing using the slurry having the polishing rate shown in FIG.

バリアメタル除去段階の初期段階では、第一研磨終了時に配線部分の金属膜がリセスとなり凹んでいるため、配線表面のバリアメタルが選択的に研磨される。これにより、金属膜の被研磨面はバリアメタル表面よりも低い位置にあり、金属膜は研磨パッドにより摩擦をほとんど受けることなく、破損されにくい。   In the initial stage of the barrier metal removal stage, the metal film on the wiring portion is recessed and recessed at the end of the first polishing, so that the barrier metal on the wiring surface is selectively polished. As a result, the surface to be polished of the metal film is at a position lower than the surface of the barrier metal, and the metal film is hardly damaged by being hardly subjected to friction by the polishing pad.

次に、研磨パッドが金属膜に達した後では、バリアメタルの研磨レートに比べて金属膜の研磨レートが非常に低いため、金属膜の研磨は抑制される。しかしながら、金属膜は研磨レートが低い場合でも、被研磨表面に露出した金属膜が研磨パッドに接触すると、研磨パッドを押して圧力をかけたときに不活性な金属膜表面と砥粒の間の摩擦を生じ、金属膜が機械的に削られる。   Next, after the polishing pad reaches the metal film, the polishing rate of the metal film is very low compared to the polishing rate of the barrier metal, so that the polishing of the metal film is suppressed. However, even when the metal film has a low polishing rate, when the metal film exposed on the surface to be polished comes into contact with the polishing pad, the friction between the inert metal film surface and the abrasive grains when pressure is applied by pressing the polishing pad. And the metal film is mechanically shaved.

次に、オーバー研磨段階では、絶縁膜及び金属膜の研磨が進行しにくくなる。つまり、絶縁膜及び金属膜の研磨レートが、バリアメタルの研磨レートに比べて非常に低い研磨レートになるようなスラリーを用いているため、被研磨面に露出する絶縁膜が研磨時のストッパー膜のような働きを示し、埋め込み配線が形成された絶縁膜表面全体の研磨がほとんど進行しなくなる。しかしながら、依然として金属膜は研磨パッドにより機械的に削られる。   Next, in the over polishing stage, the polishing of the insulating film and the metal film is difficult to proceed. That is, since the slurry is used so that the polishing rate of the insulating film and the metal film is very low compared to the polishing rate of the barrier metal, the insulating film exposed to the surface to be polished is a stopper film at the time of polishing. Thus, the polishing of the entire surface of the insulating film on which the embedded wiring is formed hardly proceeds. However, the metal film is still mechanically scraped by the polishing pad.

この結果、金属膜に欠損が生じ、図3(bii)に示すように、金属膜が削られてスクラッチが発生したり、金属膜が延びたりして架橋構造を形成する。このような架橋構造が残存すると、絶縁されるはずの隣り合う配線が接合してしまい、配線間ショートを生じさせることとなる。また、金属膜が大きく欠損した場合には、配線抵抗の増加及び配線の断線を生じることとなる。   As a result, defects occur in the metal film, and as shown in FIG. 3Bii, the metal film is scraped to generate scratches, or the metal film extends to form a crosslinked structure. If such a bridging structure remains, adjacent wirings that should be insulated are joined together, causing a short circuit between the wirings. In addition, when the metal film is largely lost, the wiring resistance increases and the wiring is disconnected.

したがって、図3(bi)及び図3(bii)の結果より、第二研磨のスラリーは、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートが同程度の場合であっても、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートに比べて非常に低い場合には、金属膜及び絶縁膜に研磨パッドが接触することにより大きな機械的作用が働いてしまい、金属膜の欠損が発生することがある。また、スクラッチ等が発生し、そこに導電物が埋め込まれた架橋構造等を発生させることがある。よって、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートに比べて非常に低くないことが必要である。   Therefore, from the results shown in FIGS. 3 (bi) and 3 (bii), the second polishing slurry has a metal film polishing rate even when the metal film polishing rate and the insulating film polishing rate are similar. In addition, when the polishing rate of the insulating film is very low compared to the polishing rate of the barrier metal, a large mechanical action is caused by the contact of the polishing pad with the metal film and the insulating film, and the metal film is damaged. There are things to do. In addition, scratches or the like may occur, and a cross-linked structure in which a conductive material is embedded may be generated. Therefore, it is necessary that the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are not very low compared to the polishing rate of the barrier metal.

(iii)図3(ci)及び図3(cii)は、さらに図3(bi)及び図3(bii)の結果を踏まえて、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートは同程度であり、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートは、バリアメタルの研磨レートに比べて非常に低くないものとした。例えば、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートと同程度にした場合を検討したものである。具体的には、図3(ci)に示すように、Cuの研磨レート、TaNの研磨レート及びSiO2の研磨レートを全てほぼ同等に高くしたスラリーを用いた。以下に、図3(ci)に示す研磨レートのスラリーを用いた研磨について説明する。 (iii) In FIGS. 3 (ci) and 3 (cii), based on the results of FIGS. 3 (bi) and 3 (bii), the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are similar. The polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film were not very low compared to the polishing rate of the barrier metal. For example, the case where the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are set to the same level as the polishing rate of the barrier metal is examined. Specifically, as shown in FIG. 3 (ci), a slurry in which the Cu polishing rate, the TaN polishing rate, and the SiO 2 polishing rate were all made substantially equal was used. Hereinafter, polishing using the slurry having the polishing rate shown in FIG.

バリアメタル除去段階の初期段階では、第一研磨終了時に配線部分の金属膜がリセスとなり凹んでいるため、配線表面のバリアメタルが選択的に研磨される。これにより、金属膜の被研磨面はバリアメタル表面よりも低い位置にあり、金属膜は研磨パッドにより摩擦をほとんど受けることなく、破損されにくい。しかしながら、金属膜の研磨レートを高くするために、酸化剤を多く含んだスラリーを用いているため、金属膜は化学的エッチング作用により減少する。   In the initial stage of the barrier metal removal stage, the metal film on the wiring portion is recessed and recessed at the end of the first polishing, so that the barrier metal on the wiring surface is selectively polished. As a result, the surface to be polished of the metal film is at a position lower than the surface of the barrier metal, and the metal film is hardly damaged by being hardly subjected to friction by the polishing pad. However, since a slurry containing a large amount of an oxidant is used to increase the polishing rate of the metal film, the metal film is reduced by a chemical etching action.

次に、研磨パッドが金属膜に達した後では、バリアメタルと同じ高い研磨レートで研磨が進行するため金属膜はさらに減少が進む。   Next, after the polishing pad reaches the metal film, the metal film further decreases because polishing proceeds at the same high polishing rate as the barrier metal.

次に、オーバー研磨段階では、表面に露出している絶縁膜、バリアメタル、金属膜間の研磨レートに大きな差がないため、被研磨表面は比較的均一な状態で研磨が進行する。そのため、金属膜の欠損及び架橋構造は発生しにくい。しかしながら、金属膜及び絶縁膜は、バリアメタルと同等の高い研磨レートで研磨が進行していく。   Next, in the over-polishing stage, since there is no significant difference in the polishing rate among the insulating film, barrier metal, and metal film exposed on the surface, polishing progresses in a relatively uniform state on the surface to be polished. Therefore, metal film defects and cross-linked structures are unlikely to occur. However, the metal film and the insulating film are polished at a high polishing rate equivalent to that of the barrier metal.

この結果、ストッパー膜として働く膜がないため、被研磨膜全体の研磨が進行し、特に配線密集領域では、図3(cii)に示すような絶縁膜の減少によるエロージョンが拡大する。これにより、絶縁膜の絶縁性が損なわれたり、配線抵抗の増加が生じたりする。さらに、配線表面に形成された凸凹によりグローバル段差が形成されると、リソグラフィー工程で、アライメントずれ、フォーカスずれによるパターン異常を引き起こし、所望サイズのパターンが形成できないため、上層配線と下層配線が接続不良となり、配線抵抗の増加や配線の断線を発生させることになる。   As a result, since there is no film that acts as a stopper film, polishing of the entire film to be polished proceeds, and in particular, in the dense wiring region, erosion due to the reduction of the insulating film as shown in FIG. As a result, the insulating property of the insulating film is impaired or the wiring resistance increases. Furthermore, if a global step is formed by unevenness formed on the wiring surface, a pattern abnormality due to misalignment or defocusing will occur in the lithography process, and a pattern of the desired size cannot be formed. As a result, the wiring resistance increases and the wiring breaks.

また、オーバー研磨において、ストッパー膜として働く膜がないため、オーバー研磨の時間が長くなる。そのため、配線溝中の金属膜が過剰に研磨されてしまい、ディッシングが発生する。このようなディッシングが発生すると、金属膜の体積が減少することにより配線抵抗が増加することとなる。   In addition, since there is no film serving as a stopper film in overpolishing, the overpolishing time becomes long. Therefore, the metal film in the wiring trench is excessively polished, and dishing occurs. When such dishing occurs, the wiring resistance increases as the volume of the metal film decreases.

したがって図3(ci)及び図3(cii)の結果より、第二研磨のスラリーは、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートが同程度であって、かつ、バリアメタルの研磨レートに比べて非常に低くないものであればスラリーの機械的作用を抑制できるが、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートと同程度に高い場合には、絶縁膜の過剰研磨により、配線の疎密に依存して研磨が進行するエロージョン及び過剰研磨によるディッシングを発生させ、これらが配線抵抗の増加及び配線の断線を生じさせる。よって、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートと同程度に高くないことが必要である。   Therefore, from the results shown in FIGS. 3 (ci) and 3 (cii), the polishing slurry for the second polishing has the same polishing rate for the metal film and the polishing rate for the insulating film, and compared with the polishing rate for the barrier metal. However, if the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are as high as the polishing rate of the barrier metal, the insulating film is excessively polished. As a result, erosion in which polishing proceeds depending on the density of wiring and dishing due to excessive polishing are generated, and these cause increase in wiring resistance and disconnection of wiring. Therefore, it is necessary that the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are not as high as the polishing rate of the barrier metal.

(iv)図3(di)及び図3(dii)は、さらに図3(ci)及び図3(cii)の結果を踏まえて、金属膜の研磨レートは絶縁膜の研磨レートと同程度であり、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートはバリアメタルの研磨レートに比べて非常に低くなく、かつ、バリアメタルの研磨レートと同程度に高くないものとした。例えば、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/3以上1/2以下とした場合を検討したものである。具体的には、図3(di)に示すように、TaNの研磨レートを最も高くし、Cuの研磨レートとSiO2の研磨レートをTaNの研磨レートの約1/3以上1/2以下としたスラリーを用いた。以下に、図3(di)に示す研磨レートのスラリーを用いた研磨について説明する。 (iv) FIG. 3 (di) and FIG. 3 (dii) are based on the results of FIG. 3 (ci) and FIG. 3 (cii), and the polishing rate of the metal film is similar to the polishing rate of the insulating film. The polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film were not very low as compared with the polishing rate of the barrier metal, and were not as high as the polishing rate of the barrier metal. For example, the case where the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are set to 1/3 or more and 1/2 or less of the polishing rate of the barrier metal is examined. Specifically, as shown in FIG. 3 (di), the TaN polishing rate is set to the highest, and the Cu polishing rate and the SiO 2 polishing rate are set to about 1/3 to 1/2 of the TaN polishing rate. The resulting slurry was used. Hereinafter, polishing using the slurry having the polishing rate shown in FIG.

バリアメタル除去段階の初期段階では、第一研磨終了時に配線部分の金属膜がリセスとなり凹んでいるため、配線表面のバリアメタルが選択的に研磨される。これにより、金属膜の被研磨面はバリアメタル表面よりも低い位置にあり、金属膜は研磨パッドにより摩擦をほとんど受けることなく、破損されにくい。   In the initial stage of the barrier metal removal stage, the metal film on the wiring portion is recessed and recessed at the end of the first polishing, so that the barrier metal on the wiring surface is selectively polished. As a result, the surface to be polished of the metal film is at a position lower than the surface of the barrier metal, and the metal film is hardly damaged by being hardly subjected to friction by the polishing pad.

次に、研磨パッドが金属膜に達した後では、金属膜の研磨レートはバリアメタルの研磨レートの1/3以上1/2以下の研磨レートで研磨が進行している。そのため、研磨パッドを押して圧力をかけたときに不活性な金属膜表面と砥粒の間の摩擦は発生しない。また、研磨パッドで押圧したときに、金属膜にスクラッチが発生した場合であっても、スクラッチを除去しながら研磨する。さらに、この場合に、金属膜の研磨が抑制され、ディッシングの発生が抑えられる。   Next, after the polishing pad reaches the metal film, the polishing of the metal film proceeds at a polishing rate of 1/3 to 1/2 of the barrier metal polishing rate. Therefore, when the pressure is applied by pressing the polishing pad, friction between the inert metal film surface and the abrasive grains does not occur. Even when the metal film is scratched when pressed by the polishing pad, polishing is performed while removing the scratch. Furthermore, in this case, polishing of the metal film is suppressed, and the occurrence of dishing is suppressed.

次に、オーバー研磨段階では、絶縁膜の研磨レートはバリアメタルの研磨レートの1/3以上1/2以下の研磨レートに調整するために粒子量の少ない砥粒を用いているため、凝集した砥粒の発生は抑えられ、金属膜の欠損が防止される。また、絶縁膜の研磨レートはバリアメタルの研磨レートの1/2以下の研磨レートであるため、研磨の進行により配線の密な領域に発生する金属膜の過剰な研磨を防ぐことができ、エロージョンの発生が抑制される。さらに、金属膜は、依然としてスクラッチを除去してディッシングを効果的に抑制しながら研磨されている。   Next, in the over polishing stage, the polishing rate of the insulating film is agglomerated because abrasive grains having a small amount of particles are used to adjust the polishing rate to 1/3 or more and 1/2 or less of the polishing rate of the barrier metal. The generation of abrasive grains is suppressed and the metal film is prevented from being damaged. Further, since the polishing rate of the insulating film is less than 1/2 of the polishing rate of the barrier metal, it is possible to prevent excessive polishing of the metal film generated in the dense region of the wiring due to the progress of polishing, and erosion Is suppressed. Furthermore, the metal film is polished while still removing scratches and effectively suppressing dishing.

この結果、図3(dii)に示すように、配線間ショートを誘発する架橋構造及び金属膜の欠損の発生が防止され、ディッシングもしくはエロージョンがない、平坦性の高い配線表面が得られる。   As a result, as shown in FIG. 3 (dii), the occurrence of a bridging structure and a metal film defect that induces a short circuit between wirings is prevented, and a highly flat wiring surface without dishing or erosion can be obtained.

ここで、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/3以上とすると望ましい理由について説明する。   Here, the reason why it is desirable that the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film be 1/3 or more of the polishing rate of the barrier metal will be described.

まず、第二研磨においてスクラッチを除去する金属膜の研磨量を規定する。図4に、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、第二研磨終了後の基板表面に形成された段差を測定した結果を示す。図4において、縦軸は表面段差であり、横軸は走査距離である。   First, the polishing amount of the metal film from which scratches are removed in the second polishing is defined. FIG. 4 shows the result of measuring the level difference formed on the substrate surface after completion of the second polishing using an atomic force microscope (AFM). In FIG. 4, the vertical axis is the surface step, and the horizontal axis is the scanning distance.

図4より、被研磨膜中に含まれる異物を研磨に巻き込むことにより発生するスクラッチの深さの最大値は最大10nm程度である。このため、オーバー研磨段階でスクラッチの発生を防ぐには、適切なマージンを考慮して、例えば、金属膜及び絶縁膜の研磨量を、スクラッチの最大予測値の1.5倍の、15nm以上とすることが望ましい。ここで、深さが10nmよりも浅いスクラッチについては、深さ10nmのスクラッチが除去できる金属膜の研磨レートを用いているのであるから、それよりも浅いスクラッチについては研磨で除去することができると考えられる。   As shown in FIG. 4, the maximum value of the depth of the scratch generated when the foreign matter contained in the film to be polished is involved in the polishing is about 10 nm at the maximum. For this reason, in order to prevent the occurrence of scratches in the over-polishing stage, considering the appropriate margin, for example, the polishing amount of the metal film and the insulating film is set to 15 nm or more, 1.5 times the maximum predicted value of the scratch. It is desirable to do. Here, for scratches with a depth less than 10 nm, the polishing rate of the metal film that can remove scratches with a depth of 10 nm is used, so scratches that are shallower than that can be removed by polishing. Conceivable.

次に、第二研磨におけるバリアメタルの研磨量を規定する。オーバー研磨では、配線間の短絡を防ぐために、バリアメタルが配線溝以外の部分からほぼ完全になくなるまで、埋め込み配線が形成された絶縁膜表面全面に研磨を行なう必要がある。このため、オーバー研磨では、バリアメタルの最大の全体膜厚ばらつき分を考慮して研磨する必要がある。ここで、バリアメタル成膜の基板面内膜厚ばらつきが最大10%、バリアメタル成膜の基板間膜厚ばらつきが最大10%、CMP法による基板面内膜厚ばらつきが最大20%、CMP法による基板間膜厚ばらつきが最大10%となり、全体の膜厚ばらつきはこれらの二乗の和の平均で表される(ばらつきの伝播法則)。   Next, the amount of barrier metal polished in the second polishing is defined. In over-polishing, in order to prevent a short circuit between wirings, it is necessary to polish the entire surface of the insulating film on which the embedded wiring is formed until the barrier metal is almost completely removed from the portion other than the wiring trench. For this reason, in overpolishing, it is necessary to polish in consideration of the maximum overall film thickness variation of the barrier metal. Here, the film thickness variation within the substrate surface of the barrier metal film formation is 10% at the maximum, the film thickness variation between the substrates of the barrier metal film formation is a maximum of 10%, the film thickness variation within the substrate surface by the CMP method is a maximum of 20%, and the CMP method. The inter-substrate film thickness variation due to the maximum is 10%, and the entire film thickness variation is expressed by the average of the sum of these squares (variation propagation law).

Σ=√(σa2 + σb2 + σc2+σd2)・・・(1)
σa:バリアメタル成膜の基板面内膜厚ばらつき
σb:バリアメタル成膜の基板面内膜厚ばらつき
σc:CMPの基板面内膜厚ばらつき
σd:CMPの基板面間膜厚ばらつき
式(1)より、この配線構造では、バリアメタルの最大の全体膜厚ばらつきは、26%であり、膜厚ばらつきのマージンを考慮すると、オーバー研磨ではバリアメタル除去研磨に加えて、膜厚ばらつき30%程度のオーバー研磨が必要である。このことから、例えば、バリアメタルの堆積膜厚を35nmとすると、第二研磨におけるバリアメタルの研磨量は45.5nmが望ましい。
Σ = √ (σa 2 + σb 2 + σc 2 + σd 2 ) (1)
σa: In-substrate film thickness variation in barrier metal film formation σb: In-substrate film thickness variation in barrier metal film formation σc: In-substrate film thickness variation in CMP σd: In-film film thickness variation in CMP equation (1) Thus, in this wiring structure, the maximum overall film thickness variation of the barrier metal is 26%. In consideration of the film thickness variation margin, over-polishing has a film thickness variation of about 30% in addition to the barrier metal removal polishing. Over polishing is required. Therefore, for example, if the deposited film thickness of the barrier metal is 35 nm, the amount of the barrier metal polished in the second polishing is desirably 45.5 nm.

以上より、第二研磨におけるスクラッチを発生させないような金属膜の研磨レートとバリアメタルの研磨レートの比を検討すると、金属膜もバリアメタルも研磨時間は同じなので、第二研磨における研磨量の比ということになる。そして、前述したように、金属膜は15nm以上の研磨量が必要であり、バリアメタルは45.5nmの研磨量である。ここで、金属膜の研磨量15nmとバリアメタルの研磨量45.5nmの比は1対3となる。したがって、金属膜の研磨レートは、バリアメタルの研磨レートの1/3となる。   From the above, when examining the ratio of the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the barrier metal so as not to generate scratches in the second polishing, the polishing time is the same for both the metal film and the barrier metal. It turns out that. As described above, the metal film needs a polishing amount of 15 nm or more, and the barrier metal has a polishing amount of 45.5 nm. Here, the ratio between the polishing amount of the metal film of 15 nm and the polishing amount of the barrier metal of 45.5 nm is 1: 3. Therefore, the polishing rate of the metal film is 1/3 of the polishing rate of the barrier metal.

このように、第二研磨におけるスクラッチを発生させないような金属膜の研磨レートは、バリアメタルの研磨レートの1/3以上が必要である。   Thus, the polishing rate of the metal film that does not generate scratches in the second polishing needs to be 1/3 or more of the polishing rate of the barrier metal.

ここで、バリアメタルの堆積膜厚が35nmよりも大きい場合、つまり、バリアメタルの堆積量が35nmよりも多い場合について考える。この場合、バリアメタルの膜厚は厚くなっているため、研磨時間が長くなり、金属膜の研磨量は15nm以上期待される。そのため、10nmのスクラッチは十分除去できる。   Here, a case where the deposited film thickness of the barrier metal is larger than 35 nm, that is, a case where the deposited amount of the barrier metal is larger than 35 nm is considered. In this case, since the thickness of the barrier metal is increased, the polishing time becomes longer, and the polishing amount of the metal film is expected to be 15 nm or more. Therefore, 10 nm scratches can be sufficiently removed.

次に、金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/2以下とすることについて説明する。   Next, description will be made on setting the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film to ½ or less of the polishing rate of the barrier metal.

金属膜の研磨レートと絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/2以下とする説明は以下の二つがある。   There are the following two explanations for setting the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film to ½ or less of the polishing rate of the barrier metal.

まず一つ目は、絶縁膜が積層膜である場合を考える。積層膜は、例えば、配線表面から順に、膜厚が20〜30nm程度のSiO膜、膜厚が200〜400nm程度のSiOF膜とする。ここで、絶縁膜を積層膜とするのは、層間容量の低減を図り、比誘電率の低い絶縁膜を実現するためである。   First, consider the case where the insulating film is a laminated film. The laminated film is, for example, an SiO film having a thickness of about 20 to 30 nm and an SiOF film having a thickness of about 200 to 400 nm in order from the wiring surface. Here, the reason why the insulating film is a laminated film is to reduce the interlayer capacitance and realize an insulating film having a low relative dielectric constant.

この場合において、第二研磨で上層のSiO膜が全て研磨されてしまうと、下層のSiOF膜が表面に露出することとなる。下層のSiOF膜が表面に露出してしまうと、SiOFは吸湿により誘電率が上昇してしまう。また、吸湿した絶縁膜がダマシン配線に残存すると、埋め込まれた金属膜が腐蝕してしまう。そのため、上層のSiO膜を下層のSiOF膜の上に残す必要がある。そこで、絶縁膜の積層の上層のSiO膜を残すために、絶縁膜の研磨量は1nm〜20nm程度である。そのため、絶縁膜の研磨量は20nm以下にする必要がある。   In this case, if the upper SiO film is completely polished by the second polishing, the lower SiOF film is exposed on the surface. If the underlying SiOF film is exposed on the surface, the dielectric constant of SiOF increases due to moisture absorption. Further, when the moisture-absorbing insulating film remains in the damascene wiring, the embedded metal film is corroded. Therefore, it is necessary to leave the upper SiO film on the lower SiOF film. Therefore, the amount of polishing of the insulating film is about 1 nm to 20 nm in order to leave the upper SiO film of the insulating film stack. Therefore, the polishing amount of the insulating film needs to be 20 nm or less.

ところで、前述したように、バリアメタルの堆積膜厚を35nmとすると、膜内ばらつき及びマージンを考慮して、第二研磨におけるバリアメタルの研磨量は45.5nmが期待される。ここで、絶縁膜の研磨量20nmとバリアメタルの研磨量45.5nmの比は、約1対2となる。したがって、絶縁膜の研磨レートは、バリアメタルの研磨レートの1/2となる。   By the way, as described above, when the deposited film thickness of the barrier metal is 35 nm, the polishing amount of the barrier metal in the second polishing is expected to be 45.5 nm in consideration of the in-film variation and the margin. Here, the ratio between the polishing amount of the insulating film of 20 nm and the polishing amount of the barrier metal of 45.5 nm is about 1: 2. Therefore, the polishing rate of the insulating film is ½ of the polishing rate of the barrier metal.

次に、二つ目は、図3(ci)及び図3(cii)に示す、金属膜及び絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートと同程度に高いスラリーで研磨した場合に発生する、配線の疎密に依存するエロージョンに着目して考える。このとき、第二研磨で発生するエロージョンは30nm〜50nm程度である。   Next, the second occurs when the polishing rate of the metal film and the insulating film shown in FIGS. 3 (ci) and 3 (cii) is polished with a slurry that is as high as the polishing rate of the barrier metal. Consider erosion that depends on the density of wiring. At this time, the erosion generated in the second polishing is about 30 nm to 50 nm.

ここで、絶縁膜の減少が顕著なときには、絶縁膜の絶縁性が損なわれたり、金属膜の減少により配線抵抗が増加したりする。   Here, when the decrease in the insulating film is significant, the insulating property of the insulating film is impaired, or the wiring resistance increases due to the decrease in the metal film.

前述のように、SiOFの露出を防ぐために、第二研磨においてエロージョンをSiOが残るように20nm以下に抑えなければならない。ここで、第二研磨での良好な絶縁膜の研磨量20nmと絶縁膜のエロージョンの最大値である50nmは、約1対2の関係にある。また、図3(ci)及び図3(cii)において、絶縁膜の研磨レートはバリアメタルの研磨レートと同程度である。したがって、絶縁膜の研磨レートは、バリアメタルの研磨レートの1/2となる。   As described above, in order to prevent the exposure of SiOF, erosion must be suppressed to 20 nm or less so that SiO remains in the second polishing. Here, a good polishing amount 20 nm of the insulating film in the second polishing and 50 nm which is the maximum value of the erosion of the insulating film are in a relationship of about 1: 2. Further, in FIGS. 3Ci and 3Cii, the polishing rate of the insulating film is approximately the same as the polishing rate of the barrier metal. Therefore, the polishing rate of the insulating film is ½ of the polishing rate of the barrier metal.

これらの二つのことから、第二研磨における絶縁膜の研磨レートは、バリアメタルの研磨レートの1/2以下が必要である。   From these two things, the polishing rate of the insulating film in the second polishing needs to be 1/2 or less of the polishing rate of the barrier metal.

ここで、バリアメタルの堆積膜厚が35nmよりも小さい場合、つまり、バリアメタルの堆積量が35nmよりも薄い場合について考える。この場合、バリアメタルの膜厚が薄くなっているため、研磨時間が短くなり、絶縁膜の研磨量は20nm以下に抑えられる。そのため、SiOは残存し、SiOFの吸湿は防止できると考えられる。   Here, the case where the deposited thickness of the barrier metal is smaller than 35 nm, that is, the case where the deposited amount of the barrier metal is smaller than 35 nm is considered. In this case, since the thickness of the barrier metal is reduced, the polishing time is shortened, and the polishing amount of the insulating film can be suppressed to 20 nm or less. Therefore, it is considered that SiO remains, and moisture absorption of SiOF can be prevented.

なお、本発明において、金属膜と絶縁膜の研磨レートが同程度であるとは、金属膜及び絶縁膜の研磨レートがそれぞれ独立にバリアメタルの研磨レートの1/2〜1/3の範囲内であることをいう。その範囲であれば、例えば、金属膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートの1/2で、絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートの1/3の場合又は、金属膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートの1/3で、絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートの1/2の場合であってもよい。   In the present invention, the polishing rate of the metal film and the insulating film is approximately the same. The polishing rate of the metal film and the insulating film is independently within the range of 1/2 to 1/3 of the polishing rate of the barrier metal. It means that. Within that range, for example, when the polishing rate of the metal film is 1/2 of the polishing rate of the barrier metal and the polishing rate of the insulating film is 1/3 of the polishing rate of the barrier metal, or the polishing rate of the metal film is It may be a case where the polishing rate of the barrier metal is 1/3 and the polishing rate of the insulating film is 1/2 of the polishing rate of the barrier metal.

また、本発明において、金属膜及び絶縁膜の研磨レートが低すぎないとは、金属膜及び絶縁膜の研磨レートが、バリアメタルの研磨レートの1/3以上であることをいう。   In the present invention, the polishing rate of the metal film and the insulating film is not too low means that the polishing rate of the metal film and the insulating film is 1/3 or more of the polishing rate of the barrier metal.

また、本発明において金属膜及び絶縁膜の研磨レートがバリアメタルの研磨レートと同程度に高くないとは、金属膜及び絶縁膜の研磨レートが、バリアメタルの研磨レートの1/2以下であることをいう。   In the present invention, the polishing rate of the metal film and the insulating film is not as high as the polishing rate of the barrier metal. The polishing rate of the metal film and the insulating film is ½ or less of the polishing rate of the barrier metal. That means.

以上より、図3(di)に示すような、研磨レート比がバリアメタル除去に最も適していることは明確である。そして、本実施形態は、第二研磨において、金属膜の研磨レート及び絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/2以上1/3以下とする配線の形成方法を提供するものである。このように、第二研磨において、金属膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/2以上1/3以上とすることにより、金属膜に発生したスクラッチを研磨して除去することができため、金属膜の欠損を防ぐことができる。また、金属膜の過剰なエッチングを抑制することができるため、ディッシングを効果的に抑えることができる。   From the above, it is clear that the polishing rate ratio is most suitable for removing the barrier metal as shown in FIG. In the second polishing, the present embodiment provides a wiring forming method in which the polishing rate of the metal film and the polishing rate of the insulating film are set to 1/2 or more and 1/3 or less of the polishing rate of the barrier metal. . In this way, in the second polishing, the scratch generated on the metal film can be polished and removed by setting the polishing rate of the metal film to 1/2 or more and 1/3 or more of the polishing rate of the barrier metal. It can prevent the metal film from being lost. Further, since excessive etching of the metal film can be suppressed, dishing can be effectively suppressed.

さらに、絶縁膜の研磨レートをバリアメタルの研磨レートの1/3以上1/2以下とすることにより、絶縁膜を除去するための砥粒の粒子数を減少させ、粒子の凝集を抑えられるため、凝集砥粒による金属膜の欠損を抑制することができる。また、配線の密な領域に発生する金属膜の過剰な研磨を防ぐことができ、エロージョンの発生を効果的に抑えることができる。   Furthermore, by setting the polishing rate of the insulating film to 1/3 or more and 1/2 or less of the polishing rate of the barrier metal, the number of abrasive grains for removing the insulating film can be reduced and aggregation of the particles can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the loss of the metal film due to the aggregated abrasive grains. In addition, it is possible to prevent excessive polishing of the metal film generated in the dense region of the wiring, and to effectively suppress the generation of erosion.

これにより、第二研磨における各膜の研磨レートを整合的に制御し、金属膜の欠損等の腐蝕効果を抑制し、エロージョン及びディッシングを防ぐことができるため、半導体装置の配線抵抗の増加を抑え、配線間ショートの発生及び配線の断線を防止することができる。そして、本発明により高信頼の半導体装置を得ることができる。   As a result, the polishing rate of each film in the second polishing can be controlled consistently, the corrosion effect of metal film defects and the like can be suppressed, and erosion and dishing can be prevented, thereby suppressing an increase in wiring resistance of the semiconductor device. It is possible to prevent the occurrence of a short circuit between wires and the disconnection of the wires. According to the present invention, a highly reliable semiconductor device can be obtained.

以上、本発明は、スラリーを用いた配線の形成方法等に有用である。   As mentioned above, this invention is useful for the formation method of the wiring using a slurry, etc.

本発明の第一の実施形態における配線の形成方法の工程断面図Process sectional drawing of the formation method of wiring in a first embodiment of the present invention 本発明の第一の実施形態における配線の形成方法の工程断面図Process sectional drawing of the formation method of wiring in a first embodiment of the present invention 本発明の第一の実施形態におけるスラリーの選択比と配線の断面図Sectional view of the selection ratio of the slurry and wiring in the first embodiment of the present invention スクラッチの段差を示す図Figure showing scratch steps 従来の配線の形成方法の工程断面図Cross-sectional process diagram of conventional wiring formation method 従来の配線の形成方法におけるスラリーの選択比を示す図The figure which shows the selection ratio of the slurry in the formation method of the conventional wiring 従来の配線の形成方法における課題を説明するための配線の断面図Cross-sectional view of wiring for explaining problems in conventional wiring forming method 従来の配線の形成方法における課題を説明するための配線の断面図Cross-sectional view of wiring for explaining problems in conventional wiring forming method

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 絶縁膜
3a 配線溝
3b 配線溝
4 バリアメタル
4a バリアメタル
5 金属膜
5a 金属膜
7a 金属膜
7b 金属膜
101 基板
102 絶縁膜
103a 配線溝
103b 配線溝
104 バリアメタル
104a バリアメタル
105 金属膜
105a 金属膜
105b 金属膜
105c 金属膜
105d 金属膜
105e 金属膜
108 スクラッチ
109 スクラッチ
110 凸凹部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Insulating film 3a Wiring groove 3b Wiring groove 4 Barrier metal 4a Barrier metal 5 Metal film 5a Metal film 7a Metal film 7b Metal film 101 Substrate 102 Insulating film 103a Wiring groove 103b Wiring groove 104 Barrier metal 104a Barrier metal 105 Metal film 105a Metal film 105b Metal film 105c Metal film 105d Metal film 105e Metal film 108 Scratch 109 Scratch 110 Convex and concave portions

Claims (5)

基板上に、上層が膜厚20〜30nmのSiO膜、下層がSiOF膜からなる絶縁膜を堆積する工程と、
前記絶縁膜上に第一の溝及び前記第一の溝と隣り合う第二の溝を形成する工程と、
前記第一の溝及び前記第二の溝を覆うように、膜厚が35nm以上のTaN(窒化タンタル)を堆積する工程と、
前記第一の溝及び前記第二の溝を埋め込むように金属を堆積する工程と、
前記第一の溝及び前記第二の溝からはみ出した前記金属を化学的機械研磨法により除去する第一の研磨工程と、
前記金属の研磨レート及び前記SiO膜の研磨レートがTaN(窒化タンタル)の研磨レートの1/3から1/2の範囲内になるようにして、前第一の溝及び前記第二の溝からはみ出した前記TaN(窒化タンタル)及び前記金属を化学的機械研磨法により除去する第二の研磨工程とを備えることを特徴とする配線の形成方法。
Depositing an insulating film comprising a SiO film with an upper layer of 20 to 30 nm on the substrate and a SiOF film on the lower layer on the substrate;
Forming a first groove and a second groove adjacent to the first groove on the insulating film;
Depositing TaN (tantalum nitride) having a film thickness of 35 nm or more so as to cover the first groove and the second groove;
Depositing a metal to fill the first groove and the second groove;
A first polishing step of removing the metal protruding from the first groove and the second groove by a chemical mechanical polishing method;
As polishing rate of the polishing rate and the SiO film of the metal is in the range of 1/3 1/2 of the polishing rate of TaN (tantalum nitride), before Symbol first groove and said second groove the TaN method of forming a wiring, characterized in that it comprises a second polishing step of removing the (tantalum nitride) and chemical mechanical polishing the metals protruding from.
前記第一の研磨工程の後において、前記第一の溝及び前記第二の溝にある前記金属は前記TaN(窒化タンタル)に比べて凹んでいることを特徴とする請求項1に記載の配線の形成方法。 2. The wiring according to claim 1, wherein after the first polishing step, the metal in the first groove and the second groove is recessed as compared with the TaN (tantalum nitride). Forming method. 前記金属はCu(銅)であることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の配線の形成方法。 The wiring formation method according to claim 1, wherein the metal is Cu (copper). 前記第一の研磨工程において、前記金属の研磨レートが前記TaN(窒化タンタル)の研磨レートより10倍以上大きいスラリーを使用することを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項に記載の配線の形成方法。 4. The slurry according to claim 1, wherein in the first polishing step, a slurry in which the polishing rate of the metal is 10 times or more larger than the polishing rate of the TaN (tantalum nitride) is used. Wiring formation method. 前記第一の溝及び前記第二の溝における配線の形成方法は、ダマシン法を用いて行われることを特徴とする請求項1からのうちいずれか1項に記載の配線の形成方法。 Said first groove and forming method of the wiring in the second groove, the method for forming a wiring according to claims 1 to 1 wherein one of the 4, characterized in that it is carried out using a damascene method.
JP2004041104A 2004-02-18 2004-02-18 Method for forming wiring of semiconductor device Expired - Fee Related JP4720089B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004041104A JP4720089B2 (en) 2004-02-18 2004-02-18 Method for forming wiring of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004041104A JP4720089B2 (en) 2004-02-18 2004-02-18 Method for forming wiring of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005235901A JP2005235901A (en) 2005-09-02
JP4720089B2 true JP4720089B2 (en) 2011-07-13

Family

ID=35018556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004041104A Expired - Fee Related JP4720089B2 (en) 2004-02-18 2004-02-18 Method for forming wiring of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4720089B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4741965B2 (en) * 2006-03-23 2011-08-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20120002624A (en) * 2006-07-05 2012-01-06 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 Polishing liquid and polishing method for CPM
JP5160954B2 (en) * 2008-05-15 2013-03-13 株式会社荏原製作所 Polishing method
FR2938701A1 (en) * 2008-11-20 2010-05-21 Commissariat Energie Atomique METHOD FOR SLURNING A BLOCK REPORTED ON A SUBSTRATE
JP6087107B2 (en) * 2012-10-29 2017-03-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Manufacturing method of semiconductor device
JP6817896B2 (en) 2017-05-26 2021-01-20 株式会社荏原製作所 Substrate polishing equipment and substrate polishing method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI282360B (en) * 2002-06-03 2007-06-11 Hitachi Chemical Co Ltd Polishing composition and polishing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005235901A (en) 2005-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3686307B2 (en) Chemical mechanical planarization of copper metallurgy barriers or liners
JP4095731B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
US6632377B1 (en) Chemical-mechanical planarization of metallurgy
US8641920B2 (en) Polishing composition for planarizing metal layer
US7833431B2 (en) Aqueous dispersion for CMP, polishing method and method for manufacturing semiconductor device
KR101335946B1 (en) CMP slurry composition for tungsten
US7033409B2 (en) Compositions for chemical mechanical planarization of tantalum and tantalum nitride
JP2002184729A (en) Slurry for chemical mechanical polishing and method for manufacturing copper wiring using the same
KR100685753B1 (en) Mechanochemical Grinding of Aluminum or Aluminum Alloy Conductive Material Layers
WO2009070967A1 (en) A chemical-mechanical polishing liquid
US6506682B1 (en) Non-selective slurries for chemical mechanical polishing of metal layers and method for manufacturing thereof
JP4720089B2 (en) Method for forming wiring of semiconductor device
JP3033574B1 (en) Polishing method
WO2009119485A1 (en) Metal polishing liquid and polishing method using the polishing liquid
JP4719204B2 (en) Chemical mechanical polishing slurry and semiconductor device manufacturing method
US20060084271A1 (en) Systems, methods and slurries for chemical mechanical polishing
JP7678002B2 (en) Barrier layer removal method
TW202402985A (en) Cmp slurry composition for polishing a copper barrier layer
JP3353831B2 (en) CMP slurry, polishing method and CMP tool
JP3910785B2 (en) Chemical mechanical polishing slurry and semiconductor device manufacturing method
JP3516157B2 (en) Polishing liquid and polishing method for chemical mechanical polishing
Gupta The Copper Damascene Process and Chemical Mechanical Polishing
JP2001144050A (en) Polishing method
JP2004193488A (en) Polishing liquid for barrier metal and polishing method
KR20240077726A (en) Slurry composition for polishing copper of through silicon via comprising a plate-shaped nanomaterial of multiple size

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060803

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20060913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081029

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100525

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110118

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110215

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110321

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees