KR100660753B1 - 분산안정성이 향상된 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 cmp 전구체 조성물 및 슬러리 조성물 - Google Patents

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    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Abstract

본 발명은 프로필렌글리콜을 함유하는 금속배선 연마용 CMP 전구체 및 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 연마제로서 금속산화물, 산화제로서 무기산, 하나 이상의 카르복시기를 가지는 유기산 화합물, 비이온계면활성제로서 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 및 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배선 CMP용 전구체 조성물 및 과산화 화합물을 더 첨가한 슬러리 조성물을 개시한다.
본 발명에 의한 금속배선 연마용 CMP 슬러리 조성물은 저장안정성 및 연마 재현성이 뛰어나고 연마 속도가 높으며, 반도체 제조공정에 사용시 부식 또는 균열 등의 결함을 현저하게 감소시켜 반도체 제조공정의 수율을 향상시킬 수 있다.
금속배선 연마용 CMP 전구체 및 슬러리 조성물, 프로필렌글리콜, 연마제, 산화제

Description

분산안정성이 향상된 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물 및 슬러리 조성물{CMP PRECURSOR ＆ SLURRY FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING HAVING HIGH DISPERSION STABILITY}
본 발명은 연마속도가 높고 저장안정성 및 연마 재현성이 뛰어나고 결함 발생위험도 적은 금속배선 연마용 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 전구체 및 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연마제로서 금속산화물, 산화제로서 무기산, 하나 이상의 카르복시기를 가지는 유기산 화합물, 비이온계면활성제로서 프로필렌글리콜(Propylene Glycol), 및 탈이온수를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속배선 CMP용 전구체 조성물 및 과산화 화합물을 더 첨가한 슬러리 조성물을 개시한다.
IC 회로의 집적도 증가를 위해 개발된 집적회로의 다중막 연마공정 또는 이중상감공정 등에서는 웨이퍼 표면의 광역 평탄화를 위해 주로 CMP 공정이 사용된다.
CMP 공정이란, 반도체 제조시 웨이퍼 표면을 연마패드와 슬러리를 사용하여 평탄화하는 연마 방법으로, 폴리우레탄 재질의 연마패드 상에 슬러리 조성물을 떨어뜨리고 웨이퍼와 접촉시킨 후 회전 및 직선운동을 혼합한 오비탈 운동을 실시하여 웨이 퍼를 기계적 및 화학적으로 연마하는 공정을 말한다.
이 때, 상기 슬러리는 일반적으로 물리적 연마작용을 하는 연마제 (abrasive) 및 화학적 연마작용을 하는 활성 성분, 예를 들어 에천트 (etchant) 또는 산화제를 포함하고 있어, 물리화학적으로 웨이퍼 표면 상의 돌출된 부분을 선택적으로 식각함으로써 평탄한 표면을 제공하게 된다.
CMP 슬러리는 연마대상에 따라 절연층 연마용 슬러리와 금속배선 연마용 CMP 슬러리로 나눌 수 있는데, 절연층 연마용 슬러리는 반도체 공정 중 ILD(interlayer dielectric)공정, STI(Shallow trench isolation)공정에 적용되고, 금속 배선 연마용 CMP 슬러리는 텅스텐, 알루미늄 또는 구리배선의 연결점(interconnects) 및 텅스텐 접점/비아 플러그(contacts/via plug)의 형성시 혹은 이중 상감공정에 사용된다.
상기 금속배선 연마용 CMP 슬러리는 일반적으로 연마입자, 산화제, 산화보조제, 분산제, pH 조절제, 기타 첨가제 등을 포함하고 있는데, 상기 성분 중 연마입자는 기계적인 연마를 위한 것이고, 산화제와 산화보조제는 금속층의 산화를 통하여 연마를 촉진하기 위한 것이며, 분산제는 슬러리의 분산 안정성을 향상시키는 역할을 하고, pH 조절제는 연마대상인 금속층의 성질에 따라 산화가 잘 일어날 수 있는 pH 범위를 조절하며, 기타 슬러리의 성능을 개선하거나 보완할 수 있는 각종 첨가제가 포함될 수 있다.
상기 슬러리를 이용한 금속층 연마는 금속 표면층을 산화제로 산화시켜 금속층을 연화시키고, 연화된 금속층상의 산화층을 기타 첨가제 등에 의해 화학적으로 제거 시키는 동시에 연마입자로 연마하는 메카니즘에 의해 수행된다.
이 때, 슬러리는 금속막질의 산화가 촉진될 수 있는 특정 pH 영역을 가져야 하는데 예를 들면, 텅스텐 연마용 슬러리는 pH 4 이하 이어야 하고, 알루미나 연마용 슬러리의 경우 pH 4～10 범위를 가져야 한다.
상기 pH범위가 연마입자 등전위점과 중복되는 경우에는 슬러리의 안정성이 크게 떨어지는데, 특히 등전위점이 pH 3～4인 실리카 입자를 연마입자로 사용하거나, pH 8～9의 알루미나 입자로 사용할 경우에 분산안정성이 크게 떨어질 수 있으며, 결과적으로 연마재현성도 나빠져서 균일한 연마 속도 및 연마 밀도 등을 일정하게 유지하기 어려울 뿐만 아니라 실제 공정에 적용시 슬러리를 균일하게 하기 위한 교반 등의 추가 공정이 필요하게 되어 불편하게 된다.
한편, 금속배선 연마용 CMP 슬러리는 금속층과 절연층에서 연마속도 차이를 가져야 하는데, 금속배선에서는 높은 연마속도가 요구되며, 절연층에서는 낮은 연마속도가 요구된다. 이때 속도차이가 적으면 패턴 밀도가 높은 부분만 부분적으로 연마속도가 높아지는 현상이 발생하여 패턴 밀도가 높은 곳에서 에로젼(erosion) 등의 결함이 발생될 수 있기 때문이다.
따라서 절연층의 연마속도를 낮게 하여 부분적인 연마속도 증가현상을 방지해야하는데, 이때 금속층과 절연층의 연마속도비는 30:1 내지 100:1의 범위가 되어야 한다.
나아가, 금속 산화를 위한 산화제로서 일반적으로 산화전위가 높은 과산화 수소를 연마 직전에 첨가하여 사용하고 있는데, 과산화수소는 산화력이 너무 높아 금속 배 선 상층에 산화막이 형성되어 지속적인 산화진행을 방해함으로써 금속배선의 연마속도를 높게 유지할 수 없는 문제가 있다.
미국특허 제 5,958,288 호 등에서는 과산화 수소와 금속촉매를 함께 사용함으로써 지속적으로 높은 연마속도를 유지하는 슬러리를 개시하였으나, 상기와 같은 다단계 산화가를 갖는 촉매의 경우에는 웨이퍼에 연마에 의한 금속오염이 발생하여 반도체 칩의 신뢰성이 저하되고, 강한 산화력으로 인한 부식(corrosion) 또는 심(seam)등의 결함발생을 높이는 문제점이 있다.
또한 높은 산화력을 가진 산화제를 사용한 슬러리의 경우는 연마초기에는 높은 연마속도를 가지지만, 연마가 진행되면서 슬러리 내에 연마된 금속산화물의 농도가 증가하여 연마된 금속산화물이 피연마체의 표면에 재흡착하는 현상이 일어나 연마가 더 이상 진행되지 않아 연마 재현성이 떨어지는 문제점도 있다.
이에 본 발명은 상기 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 높은 연마속도를 지속적으로 유지할 수 있으며, 슬러리의 분산안정성, 연마 재현성 및 저장 안정성이 우수하고, 연마시 에로젼 또는 부식등의 결함 발생이 적은 금속배선 연마용 CMP 전구체 및 슬러리를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 금속배선 CMP용 슬러리 조성물을 텅스텐 연마에 사용하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 금속산화물, 무기산 0.001 내지 0.1 중량%, 하나 이상의 카르복시기를 가지는 유기산 화합물 0.01 내지 10 중량%, 프로필렌글리콜 0.001 내지 1 중량% 및 탈이온수를 포함하며, 상기 금속산화물이 실리카인 경우 1 내지 25중량%, 알루미나, 세리아 및 지르코니아 중 어느 하나인 경우 0.5 내지 10 중량%를 포함하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물을 제공한다.
상기 금속배선 CMP용 전구체 조성물 및 슬러리 조성물은 프로필렌글리콜 이외의 글리콜 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
조성물의 전체 중량을 기준으로, 상기 금속산화물이 실리카(SiO2)인 경우 1 내지 25 중량%, 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 또는 지르코니아(ZrO2)인 경우 0.5 내지 10 중량%, 상기 과산화 화합물은 0.1 내지 10 중량%, 상기 무기산은 0.001 내지 0.1 중량%, 상기 유기산 화합물은 0.01 내지 10 중량%, 상기 프로필렌글리콜은 0.001 내지 1 중량%로 포함하며, 상기 글리콜 화합물은 0.001 내지 8 중량%로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 무기산은 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 인산(phosphoric acid) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 유기산 화합물은 아세트산(acetic acid), 시트르산(citric acid), 글루타르산(glutaric acid), 글리콜산(glycolic acid), 포름산(formic acid), 락트산(lactic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 옥살산(oxalic acid), 프탈산(phthalic acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid), 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 과산화 화합물은 과산화수소(peroxide), 벤조일 퍼옥시드(benzoyl peroxide), 칼슘 퍼옥시드(calcium peroxide), 바륨 퍼옥시드(barium peroxide), 소듐 퍼옥시드(sodium peroxide), 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 글리콜 화합물은 트리 에틸렌 글리콜 ,폴리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 금속배선 CMP용 슬러리 조성물을 텅스텐 연마에서 사용하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 금속배선 연마용 CMP 슬러리에 대해 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 금속배선 연마용 CMP 슬러리는 연마제로서 금속산화물, 산화제로서 무기산, 하나 이상의 카르복시기를 가지는 유기산 화합물, 비이온계면활성제로서 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG), 및 탈이온수를 포함하며, 과산화 화합물을 첨가하여 사용한다.
상기 과산화 화합물은 슬러리에 첨가하는 산화제로서 과산화수소, 벤조일 퍼옥시드(benzoyl peroxide), 칼슘 퍼옥시드(calcium peroxide), 바륨 퍼옥시드(barium peroxide), 소듐 퍼옥시드(sodium peroxide), 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 특히 슬러리 산화력과 분산 안정성 측면에서 과산화수소를 사 용하는 것이 바람직하다.
상기 산화제로 사용된 과산화 화합물 및 무기산은, 피연마대상 금속의 표면을 산화시켜 산화막을 형성 한다. 이때 상기 과산화 화합물은 높은 산화환원 전위값을 가지나 산화속도가 낮아 과량첨가하지 않으면 연마시 결함발생률이 높으며, 상기 무기산은 산화제로서의 역할과 pH 조절제로서의 역할을 병행한다.
상기 무기산으로서 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 인산(phosphoric acid) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 특히 연마제인 실리카의 분산안정성을 증대시키고자 하는 측면에서 황산을 사용하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 과산화 화합물은 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%, 특히 0.5 내지 5 중량%의 양으로 사용하는 것이 바람직하고, 상기 무기산은 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 0.1 중량%, 특히 0.001 내지 0.05 중량%로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 과산화 화합물 및 무기산의 사용량이 상술한 범위를 초과하는 경우에는 옥사이드 에로젼, 금속층 부식, 피치(pitch), 디싱(dishing) 등의 결함이 발생할 가능성이 높고, 상기 범위에 미달하는 경우에는 필요한 연마속도를 얻을 수 없다.
또한 실리카의 분산 초기에 프로필렌글리콜을 첨가한다. 왜냐하면 일반적으로 상기의 과산화수소와 무기산으로 이루어진 산화제를 사용하는 경우, 연마속도가 낮아 통상의 반도체 공정에는 적용할 수 없는 문제가 있는 반면, 연마속도를 높이 기 위해 상기 산화제를 과량 사용할 경우 옥사이드 에로젼, 금속층 부식(corrosion) 등의 결함발생 가능성이 높아질 뿐만 아니라, 무기산을 과량 사용할 경우, 시간이 경과함에 따라 연마재가 자발적으로 재응집하여 슬러리의 취급이 어려운 문제점이 있는데, 프로필렌글리콜을 첨가하면 연마제 입자의 분산안정성을 증대시켜 슬러리의 저장안정성을 크게 향상시킴으로써 장시간 보관한 후 사용하는 경우에도 스크래치 등의 결함 발생을 줄이고 연마속도를 높이 유지하여 연마 재현성을 일정하게 유지할 수 있기 때문이다.
프로필렌글리콜을 첨가하면 입자간의 분산안정성 및 슬러리의 저장안정성이 증대되어, 연마재로 실리카를 사용하는 경우에 pH 2 내지 4 범위에서 등전위점 (isoelectric point)의 절대값이 가장 작아 시간이 경과함에 따라 연마재가 자발적으로 재응집하여 장기 보관시에 연마재의 거대입자가 생기고 침강현상이 발생하며, 스크래치 발생빈도가 높던 문제를 해결할 수 있다.
즉 상기 프로필렌글리콜은 분산 안정화를 통하여 슬러리 내 거대입자 불순물 생성을 억제하고, 연마 진행에 따른 입자간의 재응집 방지를 위한 완충 및 방해 역할을 함으로써 슬러리의 장기 보관안정성을 크게 향상시킨다.
또한 상기 프로필렌글리콜은 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.001중량%~1중량%, 특히 0.005중량%~0.8중량%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 상기 범위 보다 소량 첨가하는 경우에는 본 발명에서 얻고자 하는 탈리된 산화물의 착체 형성 효율이 감소되고 분산 안정성을 향상시키는 효과가 충분하지 않고, 상기범위보다 과량 첨가하는 경우, 피치(pitch), 디싱(dishing) 등의 결함이 발생할 가능성이 있다.
연마 재현성 및 슬러리의 안정성을 개선하기 위한 안정제로서 아세트산(acetic acid), 시트르산(citric acid), 글루타르산(glutaric acid), 글리콜산(glycolic acid), 포름산(formic acid), 락트산(lactic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 옥살산(oxalic acid), 프탈산(phthalic acid), 숙신산(succinic acid), 또는 타르타르산(tartaric acid) 등과 같은 1 이상의 카르복시기를 갖는 유기산 화합물을 첨가하는 것이 효과적이다. 왜냐하면 상기 산화제로서 과산화수소와 질산을 동시에 사용하면 과산화수소가 물로 분해되어 슬러리의 산화력이 감소될 수 있기 때문이다.
특히 말산을 첨가하는 것이 바람직하며, 상기 유기산은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 유기산은 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량%, 특히 0.1 내지 2 중량%의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 유기산의 과량 첨가시에는 오히려 슬러리의 분산 안정성이 저하될 수 있으며, 상기 범위보다 소량 첨가시에는 안정성을 개선할 수 없기 때문이다.
상기 연마제는 금속 산화물이며, 물리적 연마작용을 한다. 상기 금속 산화물은 통상 미분말의 형태로서, CMP용 조성물에 사용 가능한 모든 공지된 금속산화물의 미분말을 사용할 수 있다. 사용 가능한 금속 산화물에는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 세리아(CeO2), 및 지르코니아(ZrO2) 등이 있다. 상기 금속산화물은 단 독으로 또는 둘 이상의 혼합물로도 사용할 수 있다.
특히 실리카를 사용하는 경우에는 분산안정성이 우수하고, 스크래치가 적은 점에서 유리하다. 금속산화물의 첨가량이 많아지면 높은 연마속도를 얻을 수 있으나 연마 중 발생되는 스크래치나 웨이퍼에 잔류하는 연마입자 등의 결함이 발생될 수 있다.
또한 연마입자의 농도가 증가할수록 슬러리의 저장안정성 또는 분산안정성이 떨어져 슬러리를 장기간 사용하는 데 어려움이 있다. 반면에 연마입자의 첨가량이 적으면 CMP 슬러리에서 요구되는 기계적 역할이 적어져 연마속도가 낮아지거나 광역평탄화를 실현하는데 어려움이 발생된다.
따라서 실리카의 경우는 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 1중량%에서 25중량%, 특히 3중량%에서 15중량%를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 알루미나 및 세리아, 지르코니아의 경우에는 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.5중량%에서 10중량%, 특히 1중량%에서 6중량% 첨가하는 것이 바람직하다.
한편, CMP 슬러리의 분산 안정성을 향상시키기 위해 상기 프로필렌글리콜 이외에 트리 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 등과 같은 글리콜 화합물을 추가로 함유할 수 있다. 그러나 글리콜 화합물 중에서 모노 에틸렌 글리콜, 다이 에틸렌 글리콜의 사용은 슬러리의 분산 안정성 면에서 바람직하지 않다. 상기 글리콜 화합물은 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이때 상기 글리콜 화합물은 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.001 내지 8 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 그 이외의 범위에서 사용하는 것은 슬러리의 분산 안정성 및 과수안정성 면에서 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 반도체 공정에 있어 금속배선 연마용 CMP 공정에 유용하며, 텅스텐 금속의 연마를 위해 사용할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나 하기 실시예들은 단지 설명을 하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실시예 1 내지 3>
(1) 슬러리 조성물의 제조
시판 Aerosil 200 (Degussa 社 제조) 50g, 915.7g의 탈이온수, 황산 0.3g, 말산 10.0g, 프로필렌글리콜을 하기 표 1과 같은 양으로 혼합한 전구체에 과산화수소 20g을 첨가한 후, 2리터의 플라스크 내에서 2시간 동안 교반(속도: 2,000rpm)시켰다.
상기 교반후에 슬러리를 수득하고, 이를 Depth 1㎛의 필터로 여과하여 실시예 1, 2, 3의 금속배선용 CMP 슬러리 조성물을 제조하였다.
(2) 연마평가
아래와 같은 조건에서 1분간 연마한 후 그 결과를 표 1에 나타내었다.
o 연마기 Model: UNIPLA211(SEMICONTECH 社)
o 연마조건:
- Pad type: IC1400/SubaⅣ Stacked(Rodel 社)
- Platen Speed : 24rpm
- Spindle Speed : 80rpm
- Wafer Pressure : 3psi
- Back Pressure : 0psi
- 온 도 : 25℃
- Slurry flow : 200㎖/min
o 연마대상 :
시료 웨이퍼는 W blanket wafer로 poly-Si substrate위에 P-TEOS(poly-tetraethylorthosilicate)를 1000Å 증착(deposition)한 후 티타늄나이트라이드(TiN)와 텅스텐(W)을 각각 450Å과 9,000Å을 증착하여 제작하였다.
한편, 실시예 2에 대해서는 부식 속도와 옥사이드 에로젼을 측정하고 그 결과를 표 2에 나타내었으며, 실시예 2에 따른 슬러리를 상온에서 방치한 후 경과일(0일, 30일, 60일, 180일)에 따른 연마속도의 차이를 표 3에 나타내었다.
또한, 이에 따른 평균입자크기 및 점도를 측정하여, 표4와 표5에 나타내었다. 이 경우, 부식속도는 텅스텐(W) 웨이퍼를 60분 동안 슬러리에 과수 2%를 포함한 solution 에 담구어 습식 에칭(wet etching)한 후, 에칭속도로 측정하였 고, 평균입자크기는 Ostuka 사의 ELS 8000으로 측정하였다.
<비교예 1>
프로필렌글리콜을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 슬러리를 제조하고, 연마공정을 수행하였다.
연마속도 측정결과는 표 1에 나타내었고, 슬러리를 상온에서 방치한 후, 경과일(0일, 30일, 60일, 180일)에 따른 연마속도를 측정하여 표 3에 나타내었다.
<비교예 2>
프로필렌글리콜 대신 DE2A1을 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.2중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마를 수행하고, 부식속도를 측정하였다. 결과는 표 2에 나타내었다.
<비교예 3>
프로필렌글리콜 대신 PE3001W를 슬러리 조성물 전체 중량을 기준으로 0.2중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마를 수행하고, 부식속도 및 옥사이드 에로젼을 측정하였다. 결과는 표 2에 나타내었다.
시료 프로필렌글리콜 첨가량(wt%) W 연마속도 (Å/min) P-TEOS 연마속도(Å/min)
실시예 1 0.05 2,640 43
실시예 2 0.2 2,890 37
실시예 3 0.4 2,950 41
비교예 1 - 2,740 42
(단, 상기 표에서 P-TEOS는 폴리테트라에틸오르소실리케이트(poly-tetraethylorthosilicate))
시료 프로필렌글리콜 (wt%) PE3001W (wt%) DE2A1 (wt%) W 연마속도 (Å/min) P-TEOS 연마속도(Å/min)
실시예 2 0.2 - - 2,890 40
비교예 2 - 0.2 - 2,940 71
비교예 3 - - 0.2 2,410 128
연마속도 0일 후 30일 경과후 60일 경과후 180일 경과후
실시예 2 2,890 2,810 2,760 2,749
비교예 1 2,710 2,683 2,437 2,321
[속도 단위: Å/min]
크기 0일 후 30일 경과후 60일 경과후 180일 경과후
실시예 2 127 152 191 212
비교예 1 149 220 288 335
[크기 단위: nm]
점도 0일 후 30일 경과후 60일 경과후 180일 경과후
실시예 2 1,650 1,909 2,291 2,826
비교예 1 1,933 4,077 5,356 6,028
[점도 단위: cps]
상기 표 1 내지 5으로부터, 본 발명에 따른 금속배선 CMP용 슬러리 조성물은 프로필렌글리콜의 첨가에 의해 슬러리의 연마속도를 높게 유지하면서도 부식속도가 현저히 감소하고, 저장안정성도 크게 향상됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로필렌글리콜를 함유하는 금속배선 연마용 CMP 슬러리 조성물에 의하면, 저장안정성 및 연마 재현성이 뛰어나 고 연마 속도가 높은 우수한 효과가 있다.
또한, 반도체 제조공정에 사용하여 연마시 부식 또는 균열 등의 결함을 현저하게 감소시켜 반도체 제조공정의 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 금속산화물, 무기산 0.001 내지 0.1 중량%, 하나 이상의 카르복시기를 가지는 유기산 화합물 0.01 내지 10 중량%, 프로필렌글리콜 0.001 내지 1 중량% 및 탈이온수를 포함하며, 상기 금속산화물이 실리카인 경우 1 내지 25중량%, 알루미나, 세리아 및 지르코니아 중 어느 하나인 경우 0.5 내지 10 중량%를 포함하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  2. 제1항에서,
    프로필렌글리콜 이외의 글리콜 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  3. 삭제
  4. 제2항에서,
    상기 글리콜 화합물은 0.001 내지 8 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 무기산은 질산(nitric acid), 황산(sulfuric acid), 염산(hydrochloric acid), 인산(phosphoric acid) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 유기산 화합물은 아세트산(acetic acid), 시트르산(citric acid), 글루타르산(glutaric acid), 글리콜산(glycolic acid), 포름산(formic acid), 락트산(lactic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 옥살산(oxalic acid), 프탈산(phthalic acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid)또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  7. 제2항에서,
    상기 글리콜 화합물은 트리 에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  8. 제1항 내지 제2항 및 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항의 금속배선 CMP용 전구체 조성물에 과산화 화합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 전구체 조성물.
  9. 제 8항에서,
    조성물의 전체 중량을 기준으로, 상기 과산화 화합물은 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 슬러리 조성물.
  10. 제 8항의 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 슬러리 조성물을 텅스텐 연마에 사용하는 방법.
  11. 제 9항의 텅스텐 또는 알루미늄 배선용 CMP 슬러리 조성물을 텅스텐 연마에 사용하는 방법.
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