KR100373382B1 - 슬러리와 그의 폴리싱 용도 - Google Patents

슬러리와 그의 폴리싱 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR100373382B1
KR100373382B1 KR10-1999-0028375A KR19990028375A KR100373382B1 KR 100373382 B1 KR100373382 B1 KR 100373382B1 KR 19990028375 A KR19990028375 A KR 19990028375A KR 100373382 B1 KR100373382 B1 KR 100373382B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slurry composition
polishing
group
metal
slurry
Prior art date
Application number
KR10-1999-0028375A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000011709A (ko
Inventor
챔벌린티모시스콧트
맥도날드마이클제이
머리마크
Original Assignee
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 filed Critical 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Publication of KR20000011709A publication Critical patent/KR20000011709A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100373382B1 publication Critical patent/KR100373382B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/31051—Planarisation of the insulating layers
    • H01L21/31053—Planarisation of the insulating layers involving a dielectric removal step
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

본 발명은 마모성 입자, 및 하나 이상의 산 또는 염 금속상에서 느린 정적 에칭 속도를 갖는 산화제를 함유하고 약 5 내지 약 11의 pH를 갖는 슬러리에 관한 것으로, 본 슬러리는 특히 금속과 이산화규소 둘다를 포함하는 표면(예컨대 마이크로 전자 부품내에 있음)을 동일하거나 실질적으로 동일한 속도로 폴리싱하는데 특히 유용하다.

Description

슬러리와 그의 폴리싱 용도{A SLURRY AND USE THEREOF FOR POLISHING}
본 발명은 표면을 폴리싱하기에 특히 적합한 슬러리 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 마이크로 전자 부품에서 특히 유용하다. 더욱이, 본 발명은 그 밖의 기재에도 사용할 수 있다. 본 발명의 슬러리는 금속과 이산화규소 둘다를 실질적으로 동일한 속도로 폴리싱할 수 있다.
반도체 장치의 제조에서, "라인의 후방 단부(back end of the line : BEOL)"에 있는 칩에 사용되는 와이어는 일반적으로 소위 칠보(cloisonne) 공정에 의해 제조된다. 이 공정에서, 금속은 웨이퍼상에 균일하게 침적되고, 마스크에 의해 패턴화되며, 이어서 플라스마 반응성 이온 에칭(RIE) 도구에 의해 에칭되어서, 와이어를 필요로 하는 영역에 단리된다. 이어서, 유전체가 침적되고, 기계 화학적 평탄화(CMP)를 이용하여 폴리싱하여서 도전체가 적절하게 분리된다. 와이어를 형성하는 이러한 공정의 이점중 하나는 플라스마 반응성 이온 에칭이 "목적 라인(line of sight)"에 있는 물질을 제거하기 때문에 공정 조작에 의해 이전 수준으로 형성된 형태(topography)로 침적될 수 있는 금속을 제거하는데 효과적인 점이다.
그러나, 비용을 감소시키는 동시에 금속 와이어 제작용의 보다 낮은 저항을 갖는 상이한 물질을 이용하기 위하여, 칠보 공정은 BEOL에서 와이어를 형성하는 상감(damascene) 공정으로 대체되고 있다. 이러한 역 공정에서, 유전체는 우선 균일하게 침적된 후, 마스크에 의해 패턴화되고 에칭된다. 이어서, 금속 도전체가 균일하게 침적되어서 전체 웨이퍼상에 공형(conformal) 필름을 형성하고, 유전체내로 에칭된 패턴을 채운다. 이어서, CMP을 이용하여, 과량의 표면 금속을 제거하므로써 와이어는 금속으로 채워지게 된다. 이러한 공정에 따른 문제점중 하나는 금속이 CMP(이는 과량의 금속을 제거하므로써 평탄화시킨다)에 의해 제거되기 때문에 잔류 금속은 종전 수준으로 형성된 형태로 남을 수 있다. 즉, 유전체내에 긁힘 또는 침식이 있는 경우, 금속은 공극을 채우게 되어, 심한 과폴리싱과 이로 인해 발생되는 손상 결과를 수반하지 않고는 CMP에 의해 쉽게 제거될 수 없다.
와이어를 형성시키는 방법론에서의 변화가 필요한 구체적인 예는 구리 BEOL 배선을 갖는 반도체 장치의 제조이다. 현재 시판중인 구리를 에칭시키기 위한 실용적인 RIE 공정이 없으므로, 상감 공정에 의해 라인을 형성하는 것이 바람직한 방법이다. 이러한 경우에, 반도체 장치의 국부 배선(칩의 가장 낮은 부분에 있다)은 일반적으로 도전체로서 텅스텐을 이용하고, 이어서 텅스텐은 구리로 제조된 BEOL에 있는 보다 구형의 배선과 연결된다. 이러한 구체적인 예에서, 마지막 텅스텐 수준에서의 유전체 산화물의 침식 또는 긁힘이, 잇따라 발생하는 구리 수준에서 모사됨이 밝혀졌다. 이어서, 침식 부분으로 인해 잔류 구리의 "웅덩이"가 발생하고 긁힘으로 인해 구리의 "스트링거"가 형성되는데, 이들 각각은 구리 CMP 단계에서 제거되지 않는 경우 단락 회로를 형성시킬 것이다. 이러한 웅덩이 또는 스트링거는 구리 CMP 단계동안에 제거되며, "과폴리싱"을 위해 상당한 공정 시간이 추가된다.
표면 금속 전부를 제거하는 것이 상기 단락 회로를 없애는데 본질적이고 또한 상감 공정이 상기 물질과 이 물질의 아래에 있는 형태에 민감하므로, 금속의 침적 이전에 웨이퍼 표면이 매우 평탄해야 함(즉, 형태가 없어야 한다)은 분명하다. 이러한 평탄화를 수행하는 가장 분명한 방법은 금속 침적전에 매끄럽고 긁힘이 없는 필름을 발생시키도록 금속이 상감된 유전체를 폴리싱시키는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 추가의 공정 단계(폴리싱과 세척)를 필요로 하며 매우 다양한 유전체를 발생시키고, 따라서 매우 다양한 도전체 두께가 생성된다. 이러한 방법은 회로에 대해 가변 저항을 갖는 바람직하지 않은 결과를 발생시킨다.
본 발명의 한 요지는 종래 수준의 금속을 폴리싱하는 동안에 발생된 형태와 긁힘을 제거할 수 있는 슬러리 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 요지는 금속과 이산화규소 둘다를 동일하거나 실질적으로 동일한 속도로 폴리싱할 수 있는 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 극복한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 종래 수준의 금속을 폴리싱하는 동안에 발생된 형태와 긁힘을 제거할 수 있는 슬러리 조성물을 제공한다. 본 발명의 슬러리 조성물은 금속과 이산화규소 둘다를 동일하거나 실질적으로 동일한 속도로 폴리싱할 수 있다.
본 발명의 슬러리 조성물은 마모성 입자, 및 1000Å/hr 미만의 금속상 정적 에칭 속도(static etch rate)를 갖는 산화제를 포함한다. 본 발명의 슬러리 조성물은 또한 약 5 내지 약 11의 pH를 갖는다.
본 발명은 또한 표면을 폴리싱하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 폴리싱할 표면상에 전술한 유형의 슬러리를 제공하는 것을 포함한다. 이어서, 슬러리가 도포된 표면을 폴리싱 패드에 접촉시키므로써 표면을 폴리싱시킨다. 이러한 슬러리를 이용함으로써, 잔류한 표면 금속이 제거될 뿐만 아니라 이를 둘러싸고 있는 유전체가 제거되어, 국부적으로와 웨이퍼 전체에 걸쳐 매우 평탄한 표면을 발생시킨다.
본 발명의 다른 목적과 이점은 하기의 상세한 설명으로부터 당해 분야의 숙련된 자들에게 명백해질 것이며, 상세한 설명에서는 본 발명을 실시하기에 최상의 방식을 단지 예시하므로써 본 발명의 바람직한 양태만을 나타내고 기재하였다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 그 밖의 양태, 상이한 양태일 수 있고, 본 발명의 범주를 벗어나지 않고도 여러 명백한 측면에서 세부 사항을 변형시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명은 특성상 예시적인 것으로 간주되며, 제한적인 것으로 간주되지 않는다.
본 발명에 따르면, 마모성 입자, 및 금속상에서 매우 느린 에칭 속도 또는자가 제한(self-limiting) 정적 에칭 속도를 갖는 산화제를 포함하는 슬러리가 제공된다. 산화제는 1000Å/hr 미만, 바람직하게는 200Å/hr 미만, 가장 바람직하게는 0Å/hr 미만의 금속상 정적 에칭 속도를 갖는다. 더욱이, 마모성 입자와 함께 산화제는 보통 탄탈, 텅스텐, 티탄, 이들의 질화물과 같은 금속을 200Å/min 이상, 바람직하게는 500Å/min 이상의 속도로 폴리싱하기 위해 제공된다. 또한, 본 발명에 따르는 슬러리의 pH는 약 5 내지 약 11이다.
본 발명에 따라 사용되는 적합한 산화제의 예는 요오드산 칼륨, 요오드산 나트륨, 질산 세륨 암모늄, 페리시안화 칼륨이다. 요오드산 칼륨은 슬러리에 용해될 때 중성 pH이므로 바람직하다. 따라서, 슬러리의 pH는 강산 또는 강염기에 의해 쉽게 조정될 수 있다.
전형적으로, 산화제는 슬러리중에 약 1 내지 약 100g/ℓ, 더욱 전형적으로는 약 10 내지 약 40g/ℓ의 양으로 존재한다.
사용되는 마모성 입자는 폴리싱 슬러리에 통상적으로 사용되는 마모성 입자를 포함한다. 적합한 마모성 입자의 예는 알루미나, 실리카(콜로이드성 실리카, 발연 실리카 둘다를 포함한다), 산화 제이철, 지르코니아, 산화세륨, 이산화티탄, 이들의 혼합물을 포함한다. 마모성 입자는 전형적으로 약 10 내지 약 1000nm, 바람직하게는 약 50 내지 약 200nm의 입자 크기를 갖는다. 마모성 입자의 양은 전형적으로 약 0.2 내지 약 30중량%, 더욱 전형적으로는 약 5 내지 약 20중량%이다. 또한, 슬러리는 바람직하게는 수성 슬러리이다. 그 밖의 적합한 슬러리 유형은 프로필렌 카보네이트, 일가 알코올, 다가 알코올(예: 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 글리세롤) 등을 희석 유기 용매로서 사용한 것을 포함한다. 물론, 이들 희석제의 혼합물 뿐만 아니라 이들 희석제와 물의 혼합물이 필요시에 사용될 수 있다.
본 발명의 슬러리 조성물은 약 5 내지 약 11의 pH, 바람직하게는 약 7 내지 약 9의 pH를 갖는다. 필요시에 pH는 필요량의 염기(예: 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄) 또는 광산(예: 질산, 황산, 인산) 또는 상기 염기와 광산을 첨가하므로써 조정될 수 있다.
그 밖에도, 필요시에 슬러리 조성물은 잔류 물질의 세척을 향상시키기 위한 시약, 부식 억제제와 같은 통상적인 보조 성분을 함유할 수 있다. 몇몇 통상적인 보조제는 계면활성제(예: 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 이들의 혼합물), 중합체(에틸렌 옥사이드 중합체, 아크릴산 중합체, 아크릴아미드 중합체, 비닐 알코올 중합체, 이들의 공중합체, 이들의 혼합물)를 포함한다. 계면활성제가 존재하는 경우, 이들은 전형적으로 약 0.1 내지 약 10g/ℓ의 양으로 이용된다. 중합체가 존재하는 경우, 이들은 전형적으로 약 0.1 내지 약 10g/ℓ의 양으로 이용된다. 중합체는 슬러리중에 입자를 현탁시키는데 일조하며, 폴리싱후에 이들이 웨이퍼에 점착되지 않게 할 수 있다.
폴리싱 또는 평탄화의 파라미터는 본 기재내용을 이해한 당해 분야의 숙련자라면 무리한 실험을 실시하지 않아도 결정할 수 있다. 예컨대, 폴리싱 패드의 회전 속도는 약 10 내지 약 150rpm이고, 웨이퍼 운반체의 회전 속도는 약 10 내지 약 150rpm이고, 하향력은 약 2 내지 약 10psi이다. 폴리싱 패드는 마이크로 전자 부품의 폴리싱에 통상적으로 사용되는 것이다.
본 발명에 따라 폴리싱될 수 있는 표면은 이산화규소, 알루미늄, 구리, 텅스텐, 내열성 금속(예: 니오브, 탄탈, 티탄, 이들의 질화물)을 포함한다.
본 발명의 슬러리 조성물은 금속과 이산화규소를 동일하거나 또는 적어도 실질적으로 동일한 속도로, 반도체 폴리싱에 전형적으로 사용되는 연성 폴리싱 패드(예: 연성 폴리우레탄 폴리싱 패드)를 사용하여 금속 대 이산화규소를 1:2 내지 2:1의 폴리싱 속도로 보통 폴리싱할 수 있다.
본 발명의 슬러리의 구체적인 용도는 당해 기술에서 숙련된 자들에게 공지된 두 단계의 상감 금속 폴리싱 공정중 제 2 단계에서의 사용이다. 제 1 단계에서, 강한 산화제(예컨대, 질화 제이철 또는 과산화수소)와 함께 매우 산성인 슬러리를 사용하여 텅스텐과 같은 금속을 제거한다. 그러나, 공정의 제 2 단계는 금속과 유전체 둘다를 실질적으로 동일한 속도로 폴리싱하는 본 발명의 슬러리를 이용하여서 매우 평탄한 표면을 발생시킨다.
이는 텅스텐 또는 산화물 폴리싱에 현재 이용되고 있는 슬러리와는 상당히 다르다. 텅스텐 폴리싱에 사용되는 슬러리는 일반적으로 유전체를 폴리싱하지 않도록 특수하게 배합되어서 산화물에 대해 선택적이다. 일반적으로, 이들은 pH 1 내지 4 범위의 산성이며, 마모제로서 알루미늄 옥사이드를 사용하고, 텅스텐의 폴리싱 속도를 최대화하는 농도의 질화 제이철 또는 과황산 암모늄 또는 과산화수소와 같은 강한 산화제를 함유한다. 이러한 용도로 형태를 감소시키기 위해 이용될 때에, 이들 슬러리는 표면을 긁으며, 텅스텐 도전체는 상당히 움푹 패인다. 대조적으로, 전형적인 산화물 슬러리(일반적으로 pH 10 내지 12 범위의 실리카 입자이다)를 사용하면 1차 슬러리에 의해 발생된 긁힘을 없애기는 하지만 텅스텐에 대해 매우 선택적이다. 즉, 텅스텐을 폴리싱하지 않는다. 따라서, 이러한 폴리싱 슬러리에 의해 긁힘과 침식이 없어질 때까지 텅스텐은 제거된 산화물의 양에 상응하는 양만큼 유전체 위에 돌출된다.
하기 표 1에 도시된 바와 같이, 이들 속도의 비는 텅스텐과 붕소-인 도핑된 실리케이트 유리(BPSG)의 특수한 금속/유전체 조합물에 대해 상당히 다양하다. 슬러리의 이러한 특징은 이러한 용도에 대한 산화제로서 용액중 강산인 질화 제이철을 사용한 슬러리를 능가하는 상당한 이점이 있다. 또한, 슬러리는 침강하지 않으며, 또한 겔로 고화되지도 않아서, 과황산 암모늄과 같은 산화제를 사용하는 것에 비해 상당한 이점이 있다. 최종적으로, 슬러리는 자가 제한 정적 에칭 속도를 가져서, 금속의 원하지 않는 화학적 에칭을 방지한다. 과산화수소와 과황산 암모늄을 사용한 슬러리는 금속을 상당히 에칭시키며, 따라서 특별하게 주의를 기울이지 않는다면 모든 금속을 부주의하게 제거할 위험이 제기된다.
pH 텅스텐 속도(Å/min) BPSG 속도(Å/min) 속도 선택성(W : BPSG)
10 160 2500 0.06
8 200 2400 0.08
6 540 590 0.91
4 785 257 3.05
표 1에 예시된 바와 같이, 상기 특정한 예의 경우에 pH 6에서 조성물을 사용함이 바람직하다.
본 발명의 슬러리의 추가적인 용도에 관하여, "라이너(liner)"를 포함하는 얇은 부착 조장성 또는 확산 방지성 물질을 제거할 수 있다. 당해 기술의 숙련된 자에게는, 제 1 단계에서 도전체가 제거되고 제 2 단계에서 라이너 물질(도전체일 수도 있고 도전체가 아닐 수도 있다)이 제거되는 두 단계의 CMP 공정을 사용하므로써 상감 공정에서의 물질 침적이 일부 상황에서 성공적으로 수행될 수 있음이 충분히 공지되어 있다. 이러한 양태에서, 도전체의 일차 폴리싱이 라이너 물질에 대해 선택성인 슬러리, 공정에 의해 수행됨이 밝혀졌다. 이어서, 제 2 폴리싱 단계에서 또 다른 슬러리 공정에 의해 라이너가 제거된다. 본 발명에 따르면, 라이너를 제거하기 위해서는 전술한 슬러리 조성물(실리카, 요오드산 칼륨, pH가 5 내지 11로 조정됨)을 사용하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.
본 양태의 특정한 예는 라이너 물질이 티탄 또는 탄탈(또는 이들의 질화물)인 텅스텐 또는 알루미늄을 폴리싱하는데 있다. 본 양태에서, 슬러리는 라이너를 제거하고 긁힘 또는 침식 또는 움푹 패임없이 유전체와 도전체를 동시에 폴리싱함이 밝혀졌다.
본 발명의 전술한 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 기술한다. 추가적으로, 본 기재내용은 본 발명의 바람직한 양태만을 나타내고 기재하였으나, 전술한 바와 같이 본 발명은 그 밖의 다양한 조합, 변경, 환경에서 사용될 수 있으며, 본원에 기재된 상기 교지에 상응하는 본 발명의 개념, 관련 분야의 기술 또는 지식 범주내에서 변화 또는 변경시킬 수 있다. 이전에 기재된 양태는 본 발명을 실시하기 위한 최상의 공지된 양태를 추가적으로 설명하기 위한 것이며, 당해 분야의 숙련자들은 본 발명을 그 자체로 또는 기타 양태로 또는 본 발명의 구체적인 용도 또는 이용에 필요한 다양한 변형과 함께 본 발명을 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명은 본 발명을 본원에 기재된 것만으로 제한하지 않는다. 또한, 첨부된 특허청구범위는 또 다른 양태를 포함하는 것으로 간주하지 않는다.
본 발명의 슬러리 조성물을 사용하므로써 종래 수준의 금속을 폴리싱하는 동안에 발생된 형태와 긁힘을 제거할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르는 슬러리 조성물에 의해 금속과 이산화규소 둘다를 동일하거나 실질적으로 동일한 속도로 폴리싱할 수 있다.

Claims (32)

  1. 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화세륨, 이산화티탄, 산화 제이철, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 마모성 입자 약 0.2 내지 약 30중량%; 및 1000Å/hr 미만의 금속상 정적 에칭 속도(static etch rate)를 갖고 요오드산 칼륨, 요오드산 나트륨, 질산 세륨 암모늄, 페리시안화 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 산화제 약 1 내지 약 100g/ℓ를 포함하며, 약 5 내지 약 11의 pH를 갖는 슬러리 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    마모성 입자가 약 10 내지 약 1000nm의 입자 크기를 갖는 슬러리 조성물.
  7. 제 1항에 있어서,
    수성인 슬러리 조성물.
  8. 제 7항에 있어서,
    유기 희석제를 추가로 함유하는 슬러리 조성물.
  9. 제 8항에 있어서,
    유기 희석제가 프로필렌 카보네이트, 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 슬러리 조성물.
  10. 제 1항에 있어서,
    유기 희석제를 함유하는 슬러리 조성물.
  11. 제 10항에 있어서,
    유기 희석제가 프로필렌 카보네이트, 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 슬러리 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    계면활성제를 추가로 포함하는 슬러리 조성물.
  13. 제 1항에 있어서,
    에틸렌 옥사이드 중합체, 아크릴산 중합체, 아크릴아미드 중합체, 비닐 알코올 중합체, 이들의 공중합체, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 중합체를 추가로 포함하는 슬러리 조성물.
  14. 마모성 입자, 및 1000Å/hr 미만의 금속상 정적 에칭 속도를 갖는 산화제를 포함하고, 약 6 내지 약 11의 pH를 갖는 슬러리 조성물을 폴리싱할 표면에 제공하는 단계와 상기 표면을 폴리싱 패드와 접촉시켜서 폴리싱하는 단계를 포함하는, 표면의 폴리싱 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    산화제가 약 1 내지 약 100g/ℓ의 양으로 조성물에 존재하는 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    마모성 입자가 약 0.2 내지 약 30중량%의 양으로 조성물에 존재하는 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    산화제가 요오드산 칼륨, 요오드산 나트륨, 질산 세륨 암모늄, 페리시안화 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    마모성 입자가 알루미나, 실리카, 지르코니아, 산화세륨, 이산화티탄, 산화 제이철, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  19. 제 14항에 있어서,
    마모성 입자가 약 10 내지 약 1000nm의 입자 크기를 갖는 방법.
  20. 제 14항에 있어서,
    슬러리 조성물이 수성 슬러리 조성물인 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    슬러리 조성물이 유기 희석제를 추가로 함유하는 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    유기 희석제가 프로필렌 카보네이트, 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  23. 제 14항에 있어서,
    슬러리 조성물이 유기 희석제를 함유하는 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    유기 희석제가 프로필렌 카보네이트, 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  25. 제 14항에 있어서,
    금속과 유전체 둘다를 실질적으로 동일한 폴리싱 속도로 폴리싱함을 포함하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서,
    금속 대 유전체의 폴리싱 속도의 비가 약 1:2 내지 약 2:1인 방법.
  27. 제 14항에 있어서,
    긁힘을 제거하거나 또는 조밀한 접촉 패턴 영역상의 침식 효과를 감소시키거나 또는 상기 긁힘을 제거하는 동시에 상기 침식 효과를 감소시킬 목적으로, 폴리싱이 다음 수준의 유전체 침적 바로 이전에 금속 CMP 단계를 포함하는 방법.
  28. 제 14항에 있어서,
    폴리싱이 부착 조장 층 또는 확산 차단 층을 제거함을 포함하는 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    부착 조장 층 또는 확산 차단 층이 티탄, 질화 티탄, 탄탈, 질화 탄탈로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질인 방법.
  30. 제 26항에 있어서,
    금속이 알루미늄, 구리, 텅스텐으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 유전체가 이산화규소인 방법.
  31. 제 14항에 있어서,
    폴리싱 동안의 패드 속도가 약 10 내지 약 150rpm이고, 웨이퍼 운반체의 속도가 약 10 내지 약 150rpm인 방법.
  32. 제 1항에 있어서,
    물, 상기 마모성 입자 및 상기 산화제로 필수적으로 이루어진 슬러리 조성물.
KR10-1999-0028375A 1998-07-24 1999-07-14 슬러리와 그의 폴리싱 용도 KR100373382B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12201598A 1998-07-24 1998-07-24
US9/122,015 1998-07-24
US09/122,015 1998-07-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000011709A KR20000011709A (ko) 2000-02-25
KR100373382B1 true KR100373382B1 (ko) 2003-02-25

Family

ID=22400060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1999-0028375A KR100373382B1 (ko) 1998-07-24 1999-07-14 슬러리와 그의 폴리싱 용도

Country Status (3)

Country Link
US (2) US7052625B2 (ko)
KR (1) KR100373382B1 (ko)
TW (1) TW512170B (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7104869B2 (en) * 2001-07-13 2006-09-12 Applied Materials, Inc. Barrier removal at low polish pressure
US7008554B2 (en) 2001-07-13 2006-03-07 Applied Materials, Inc. Dual reduced agents for barrier removal in chemical mechanical polishing
US6821881B2 (en) * 2001-07-25 2004-11-23 Applied Materials, Inc. Method for chemical mechanical polishing of semiconductor substrates
US7132058B2 (en) 2002-01-24 2006-11-07 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Tungsten polishing solution
US6682575B2 (en) * 2002-03-05 2004-01-27 Cabot Microelectronics Corporation Methanol-containing silica-based CMP compositions
US7037174B2 (en) 2002-10-03 2006-05-02 Applied Materials, Inc. Methods for reducing delamination during chemical mechanical polishing
US7232478B2 (en) * 2003-07-14 2007-06-19 Enthone Inc. Adhesion promotion in printed circuit boards
US20050022456A1 (en) * 2003-07-30 2005-02-03 Babu S. V. Polishing slurry and method for chemical-mechanical polishing of copper
US7186653B2 (en) 2003-07-30 2007-03-06 Climax Engineered Materials, Llc Polishing slurries and methods for chemical mechanical polishing
JP4026573B2 (ja) * 2003-09-24 2007-12-26 株式会社デンソー 電子装置を収納するパッケージの製造方法
EP1566420A1 (en) * 2004-01-23 2005-08-24 JSR Corporation Chemical mechanical polishing aqueous dispersion and chemical mechanical polishing method
US7196012B2 (en) * 2004-04-13 2007-03-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Methods for planarization of dielectric layer around metal patterns for optical efficiency enhancement
US7300876B2 (en) * 2004-12-14 2007-11-27 Sandisk 3D Llc Method for cleaning slurry particles from a surface polished by chemical mechanical polishing
US8551202B2 (en) * 2006-03-23 2013-10-08 Cabot Microelectronics Corporation Iodate-containing chemical-mechanical polishing compositions and methods
US7998228B2 (en) * 2006-07-19 2011-08-16 Cabot Microelectronics Corporation Tantalum CMP compositions and methods
CN101143996A (zh) * 2006-09-15 2008-03-19 安集微电子（上海）有限公司 用于抛光多晶硅的化学机械抛光液
US20080135520A1 (en) * 2006-12-12 2008-06-12 Tao Sun Chemical composition for chemical mechanical planarization
US7497885B2 (en) * 2006-12-22 2009-03-03 3M Innovative Properties Company Abrasive articles with nanoparticulate fillers and method for making and using them
US8083820B2 (en) * 2006-12-22 2011-12-27 3M Innovative Properties Company Structured fixed abrasive articles including surface treated nano-ceria filler, and method for making and using the same
US7750470B2 (en) * 2007-02-08 2010-07-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Methods for planarization of dielectric layer around metal patterns for optical efficiency enhancement
TWI408216B (zh) * 2007-03-07 2013-09-11 Anji Microelectronics Co Ltd Application of Polishing Solution in Adjusting Polysilicon / Silica Selectivity Ratio
JP2009088486A (ja) * 2007-08-29 2009-04-23 Applied Materials Inc 高スループット低形状銅ｃｍｐ処理
US8618036B2 (en) * 2011-11-14 2013-12-31 International Business Machines Corporation Aqueous cerium-containing solution having an extended bath lifetime for removing mask material
CN103194148B (zh) * 2013-04-23 2014-10-22 清华大学 化学机械抛光水性组合物及其用途

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990014245A (ko) * 1997-07-28 1999-02-25 에이치 제이 귄넬 텅스텐 에칭 억제제를 포함하는 연마 조성물
KR19990044857A (ko) * 1997-11-06 1999-06-25 포만 제프리 엘 피에이치-완충된 슬러리 및 이를 연마에 사용하는 용도

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995024054A1 (en) * 1994-03-01 1995-09-08 Rodel, Inc. Improved compositions and methods for polishing
US5527423A (en) * 1994-10-06 1996-06-18 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry for metal layers
US20020111024A1 (en) * 1996-07-25 2002-08-15 Small Robert J. Chemical mechanical polishing compositions
KR19980019046A (ko) * 1996-08-29 1998-06-05 고사이 아키오 연마용 조성물 및 이의 용도(Abrasive composition and use of the same)
US5770103A (en) * 1997-07-08 1998-06-23 Rodel, Inc. Composition and method for polishing a composite comprising titanium
US5968280A (en) * 1997-11-12 1999-10-19 International Business Machines Corporation Method for cleaning a surface
US6083840A (en) * 1998-11-25 2000-07-04 Arch Specialty Chemicals, Inc. Slurry compositions and method for the chemical-mechanical polishing of copper and copper alloys

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990014245A (ko) * 1997-07-28 1999-02-25 에이치 제이 귄넬 텅스텐 에칭 억제제를 포함하는 연마 조성물
KR19990044857A (ko) * 1997-11-06 1999-06-25 포만 제프리 엘 피에이치-완충된 슬러리 및 이를 연마에 사용하는 용도

Also Published As

Publication number Publication date
US20050103743A1 (en) 2005-05-19
US20010013506A1 (en) 2001-08-16
KR20000011709A (ko) 2000-02-25
US7052625B2 (en) 2006-05-30
TW512170B (en) 2002-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100373382B1 (ko) 슬러리와 그의 폴리싱 용도
KR100581649B1 (ko) 금속 ｃｍｐ에서 광택화를 위한 조성물 및 방법
US7029373B2 (en) Chemical mechanical polishing compositions for metal and associated materials and method of using same
US6692546B2 (en) Chemical mechanical polishing compositions for metal and associated materials and method of using same
US7319072B2 (en) Polishing medium for chemical-mechanical polishing, and method of polishing substrate member
KR101099721B1 (ko) 모듈라 베리어 제거 연마 슬러리
US20050194563A1 (en) Bicine/tricine containing composition and method for chemical-mechanical planarization
US8641920B2 (en) Polishing composition for planarizing metal layer
US20020019202A1 (en) Control of removal rates in CMP
JP2004512681A (ja) 化学機械的研磨スラリー及び研磨方法
US20080148652A1 (en) Compositions for chemical mechanical planarization of copper
JP4068453B2 (ja) 銅ダマシン構造の化学機械的研磨用スラリー
US6787061B1 (en) Copper polish slurry for reduced interlayer dielectric erosion and method of using same
KR20160001684A (ko) 화학적 기계 연마 조성물 및 텅스텐의 연마 방법
US6530824B2 (en) Method and composition for polishing by CMP
WO2009056491A1 (en) Cmp slurry composition and process for planarizing copper containing surfaces provided with a diffusion barrier layer
US20100167546A1 (en) Method and Composition for Chemical Mechanical Planarization of A Metal or A Metal Alloy
US6440857B1 (en) Two-step CMP method and employed polishing compositions
US8551887B2 (en) Method for chemical mechanical planarization of a copper-containing substrate
WO2002073681A1 (en) Method and composition for polishing by cmp

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee