JP4181129B2 - 銅配線および/またはフィルムを研磨および/または浄化する方法およびそのための組成物 - Google Patents
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- H01L21/32125—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP] by simultaneously passing an electrical current, i.e. electrochemical mechanical polishing, e.g. ECMP
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
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Description
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを研磨する方法である。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと、
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを研磨する方法である。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法である。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法である。
a)i)式、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着(ECMD)法である。
a)i)式、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着(ECMD)法である。
a)式、
b)溶剤、および
c)酸化剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物である。
本発明のイミド酸としては、ビス(ペルフルオロアルカンスルホニル)イミド酸が挙げられる。これらの酸は、式、
本発明のメチド酸は過フッ素化されている。これらの酸は、
式、
本発明の溶剤は水、極性有機溶剤、またはそれらの混合物である。ここで極性溶剤は、室温で5を超える比誘電率を有するものとして定義される。適切な極性有機溶剤の例としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、およびブチロラクトン(例えばγブチロラクトン)などのエステルと、アセトニトリルおよびベンゾニトリルなどのニトリルと、ニトロメタンまたはニトロベンゼンなどのニトロ化合物と、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、およびN−メチルピロリジノンなどのアミドと、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシドと、ジメチルスルホン、テトラメチレンスルホン、およびその他のスルホランなどのスルホンと、N−メチル−2−オキサゾリジノンなどのオキサゾリジノンと、それらの混合物とが挙げられるが、これに限定されるものではない。
本発明のいくつかの実施態様では、1つ以上の任意の添加剤が組成物に添加されても良い。これらの添加剤としては、酸化剤(例えばHNO3、H2O2、O3、Fe(NO3)3など)、研磨材粒子、その他の酸(例えばH2SO4、希釈水性HF、HCl)、腐蝕防止剤(例えばベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール(TTA))、キレート剤(例えばクエン酸アンモニウム、イミノ二酢酸(IDA)、EDTA)、電解質(例えばリン酸水素アンモニウム)、界面活性剤、光沢剤、均展材などよりなる群から選択される添加剤が挙げられるが、これに限定されるものではない。典型的にこれらの添加剤は、10〜100,000ppmの範囲の濃度で存在する。
本発明の組成物は、好ましくは脱イオン水である溶剤中に、イミド酸またはメチド酸を少なくとも部分的に溶解または分散させて調製しても良い。
本発明の組成物は、特に銅配線および/またはフィルムを研磨および/または浄化するのに有用である。研磨の例としては、化学機械研磨(CMP)、化学促進研磨(CEP)、および電気化学機械的沈着(ECMD)が挙げられるが、これに限定されるものではない。浄化の例としてはウエハ浄化が挙げられるが、これに限定されるものではない。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと、
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを研磨する方法を提供する。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムの研磨方法である。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法である。
a)i)式、
ii)溶剤
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法も提供する。
a)i)式、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着(ECMD)法である。
a)i)式、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を本質的に含んで成る、またはそれらから成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着(ECMD)法である。
試験方法1.誘導結合プラズマ/原子発光分光法(ICP/AES)分析によって求められる銅のエッチング速度。
Li[N(SO2CF3)2](ミネソタ州セントポールの3M社(3M Company (St.Paul,MN))から入手できる)の50%水溶液をガラス皿に入れて、120°Cのオーブンで一晩乾燥させた。この乾燥させた物質(2276.6g)を磁気撹拌棒および蒸留ヘッドを装着した5Lの三つ口丸底フラスコに入れた。次にフラスコに硫酸(98%;4482.2g)を緩慢に添加した。添加が完了したら、次にフラスコを加熱し、温度105℃および圧力75mmHg(10kPa)で、留出物を受容フラスコ内に収集した。第1の画分を収集し(84.4g)、次に同一条件下で第2の画分を収集した。第2の画分は、透明固形物(HN(SO2CF3)2(1981g;収率88.9%;mp40℃)を生じた。脱イオン水を使用して、この物質から1.75Mの水性溶液を調製した。
試験方法1を使用して、表1に列挙した酸溶液の銅エッチング速度(ppm/in2)を求めた。
試験方法2を使用して、銅エッチング速度を求めた。得られる電荷移動抵抗性(Rct)の値を表2に列挙する。
1.75M酸への浸漬前後のSEM画像を比較したところ、次の結論に達した。
本発明とそれに関わる発明の実施態様に関して列挙する。
[第1の態様]
a)i)式、
ii)溶剤
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを研磨する方法。
[第2の態様]
前記組成物がiii)1つ以上の添加剤をさらに含んで成る、第1の態様の方法。
[第3の態様]
1つ以上の添加剤が、研磨材粒子、その他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐蝕防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、および均展材よりなる群から選択される、第2の態様の方法。
[第4の態様]
前記溶剤が水である、第1の態様の方法。
[第5の態様]
R f 1 およびR f 2 が独立して1〜4個の炭素原子を含んで成る、第1の態様の方法。
[第6の態様]
前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホニル)イミドが、
[第7の態様]
イミド酸が組成物の少なくとも約30重量%の濃度で存在する、第1の態様の方法。
[第8の態様]
イミド酸が組成物の少なくとも約50重量%の濃度で存在する、第1の態様の方法。
[第9の態様]
イミド酸が組成物の約70重量%の濃度で存在する、第1の態様の方法。
[第10の態様]
a)i)式、
ii)溶剤
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを研磨する方法。
[第11の態様]
前記組成物がiii)1つ以上の添加剤をさらに含んで成る、第10の態様の方法。
[第12の態様]
1つ以上の添加剤が、研磨材粒子、その他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐蝕防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、および均展材よりなる群から選択される、第11の態様の方法。
[第13の態様]
前記溶剤が水である、第10の態様の方法。
[第14の態様]
R f 1 、 R f 2 、およびR f 3 が、独立して1〜4個の炭素原子を含んで成る、第10の態様の方法。
[第15の態様]
前記トリス(ペルフルオロアルカンスルホニル)メチドが、
[第16の態様]
メチド酸が少なくとも組成物の1重量%の濃度で存在する、第10の態様の方法。
[第17の態様]
メチド酸が少なくとも組成物の約30重量%の濃度で存在する、第10の態様の方法。
[第18の態様]
メチド酸が組成物の少なくとも約50重量%の濃度で存在する、第10の態様の方法。
[第19の態様]
メチド酸が組成物の約70重量%以下の濃度で存在する、第10の態様の方法。
[第20の態様]
a)i)式、
ii)溶剤
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法。
[第21の態様]
前記組成物がiii)1つ以上の添加剤をさらに含んで成る、第20の態様の方法。
[第22の態様]
1つ以上の添加剤が、研磨材粒子、その他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐蝕防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、および均展材よりなる群から選択される、第21の態様の方法。
[第23の態様]
前記溶剤が水である、第20の態様の方法。
[第24の態様]
R f 1 およびR f 2 が独立して1〜4個の炭素原子を含んで成る、第20の態様の方法。
[第25の態様]
前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホニル)イミドが、
[第26の態様]
イミド酸が少なくとも組成物の約30重量%の濃度で存在する、第20の態様の方法。
[第27の態様]
イミド酸が少なくとも組成物の約50重量%の濃度で存在する、第20の態様の方法。
[第28の態様]
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップをさらに含んで成る、第20の態様の方法。
[第29の態様]
前記力が、機械的、電気化学的、またはそれらの組合せである、第28の態様の方法。
[第30の態様]
a)i)式、
ii)溶剤
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法。
[第31の態様]
前記組成物がiii)1つ以上の添加剤をさらに含んで成る、第30の態様の方法。
[第32の態様]
1つ以上の添加剤が、研磨材粒子、その他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐蝕防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、および均展材よりなる群から選択される、第31の態様の方法。
[第33の態様]
前記溶剤が水である、第30の態様の方法。
[第34の態様]
R f 1 、 R f 2 、およびR f 3 が独立して、1〜4個の炭素原子を含んで成る、第30の態様の方法。
[第35の態様]
前記トリス(ペルフルオロアルカンスルホニル)メチドが、
[第36の態様]
メチド酸が少なくとも組成物の1重量%の濃度で存在する、第30の態様の方法。
[第37の態様]
メチド酸が少なくとも組成物の約30重量%の濃度で存在する、第30の態様の方法。
[第38の態様]
メチド酸が少なくとも組成物の約50重量%の濃度で存在する、第30の態様の方法。
[第39の態様]
メチド酸が組成物の約70重量%以下の濃度で存在する、第30の態様の方法。
[第40の態様]
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップをさらに含んで成る、第30の態様の方法。
[第41の態様]
前記力が機械的、電気化学的、またはそれらの組合せである、第40の態様の方法。
[第42の態様]
i)式、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着法。
[第43の態様]
前記組成物がiv)1つ以上の添加剤をさらに含んで成る、第42の態様の方法。
[第44の態様]
1つ以上の添加剤が、研磨材粒子、その他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐蝕防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、および均展材よりなる群から選択される、第43の態様の方法。
[第45の態様]
R f 1 およびR f 2 が1〜12個の炭素原子を独立して含んで成る、第42の態様の方法。
[第46の態様]
前記ビス(ペルフルオロアルカンスルホニル)イミドが、
[第47の態様]
イミド酸が少なくとも組成物の約30重量%の濃度で存在する、第42の態様の方法。
[第48の態様]
a)式、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着法。
[第49の態様]
前記組成物がv)1つ以上の添加剤をさらに含んで成る、第48の態様の方法。
[第50の態様]
前記1つ以上の添加剤が、研磨材粒子、その他の酸、酸化剤、エッチング剤、腐蝕防止剤、キレート剤、電解質、界面活性剤、光沢剤、および均展材よりなる群から選択される、第49の態様の方法。
[第51の態様]
R f 1 、R f 2 、およびR f 3 が独立して、1〜4個の炭素原子を含んで成る、第48の態様の方法。
[第52の態様]
前記トリス(ペルフルオロアルカンスルホニル)メチドが、
[第53の態様]
メチド酸が少なくとも1重量%の濃度で存在する、第48の態様の方法。
[第54の態様]
メチド酸が少なくとも組成物の約30重量%の濃度で存在する、第48の態様の方法。
[第55の態様]
a)式、
a)溶剤、および
b)酸化剤
を含んで成る組成物。
[第56の態様]
前記酸化剤がHNO 3 、H 2 O 2 、Fe(NO 3 ) 3、 O 3 、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、第55の態様の組成物。
[第57の態様]
a)式、
b)溶剤、および
c)酸化剤
を含んで成る組成物。
[第58の態様]
前記酸化剤がHNO 3 、H 2 O 2 、Fe(NO 3 ) 3、 O 3 、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、第57の態様の組成物。
Claims (5)
- a)i)少なくとも30重量%のHN(SO 2 CF 3 ) 2 、
および
ii)溶剤
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)力を加えて境界面における銅溶解を促進するステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを研磨する方法。 - a)i)少なくとも30重量%のHN(SO 2 CF 3 ) 2 、
および
ii)溶剤
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)表面に少なくとも1つの望まれない物質を有する、少なくとも1つの銅配線および/またはフィルムを有する少なくとも1つの表面を含んで成る基材を提供するステップと、
c)基材表面と組成物とを互いに接触させて境界面を形成するステップと、
d)望まれない表面物質を除去させるステップと
を含んで成る、銅配線および/またはフィルムを浄化する方法。 - a)i)少なくとも30重量%のHN(SO 2 CF 3 ) 2 、
ii)溶剤、および
iii)銅塩
を含んで成る組成物を提供するステップと、
b)伝導性基材を提供するステップと、
c)伝導性基材と組成物とを互いに接触させるステップと、
d)電気化学電位および力を加えて銅沈着および銅研磨を促進するステップと
を含んで成る、電気化学機械的沈着法。 - i)少なくとも30重量%のHN(SO 2 CF 3 ) 2 、
ii)溶剤、および
iii)酸化剤
を含んで成る組成物。 - 前記酸化剤がHNO3、H2O2、Fe(NO3)3 、O3、およびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求項4に記載の組成物。
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