KR100856542B1 - 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리 및 이를 이용한구리 배선 형성방법 - Google Patents
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Abstract
구리 배선 형성 공정 중 평탄화를 목적으로 사용되는 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 공정 후에 공기 또는 물에 노출된 구리의 저항을 증가시키는 산화를 억제하거나 확산을 방지하기 위한 슬러리 및 이를 이용한 구리 배선 형성방법에 대해 개시한다. 본 발명의 가장 큰 특징은, 슬러리의 주성분이 용매제, 연마제, 산화제, 부식억제제, 착물형성제로 구성되어 있으며, 구리의 산화 또는 확산 방지를 위해 은(silver)계 화합물을 더 포함한다는 것이다. 이러한 슬러리를 이용하여 구리 CMP 공정을 진행하면, 구리 표면이 은으로 치환되며, 산화에 대한 저항성이 증가하여 산화 분위기에서 구리의 면저항의 증가가 억제되며, 낮은 비저항 및 높은 신뢰성을 갖는 금속 배선을 형성할 수 있다.
구리, 배선, CMP, 화학적, 기계적, 연마, 은계 화합물, 산화, 확산, 방지막
Description
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 구리 배선의 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도들;
도 2는 표 1에 나와 있는 조성의 슬러리를 이용하여 1차 연마를 한 후 초과 증착된 구리가 제거된 결과의 단면 형상을 보여주는 SEM 사진;
도 3은 표 2에 나와 있는 조성의 슬러리를 이용하여 2차 연마가 끝난 후의 결과를 보여주는 SEM 사진;
도 4는 본 발명의 실시예와 같이 silver nitrate가 첨가된 슬러리와 이것이 무첨가된 슬러리를 이용하여 CMP가 진행된 웨이퍼의 표면을 X-선 회절기(XRD, X-ray diffraction)로 분석한 결과를 나타내는 그래프;
도 5는 본 발명의 실시예와 같이 silver nitrate가 첨가된 슬러리를 이용하여 CMP가 진행된 웨이퍼의 표면을 오제이 전자분광기(AES, Auger electron spectroscopy)로 분석한 결과를 나타내는 그래프; 및
도 6은 산화에 대한 저항을 알아보기 위해, 본 발명의 실시예에 따라 silver nitrate가 첨가된 슬러리와 이것이 무첨가된 슬러리를 이용하여 2차 CMP까지 진행된 웨이퍼를 열산화시키면서 시간에 따라 면저항이 어떻게 변화하는지를 나타낸 그 래프이다.
* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10: Si 기판
20: 실리콘 산화막
30: TaN막
40: Ta막
50: 구리막
55: 구리 잔류물
60: 구리 배선
70: 은치환된 구리 산화 및 확산 방지막
본 발명은 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리 및 이를 이용한 구리 배선 형성방법에 관한 것으로서, 특히, 화학적 기계적 연마공정에 사용되는 슬러리에 은계 화합물을 포함시킴으로써 화학적 기계적 연마공정의 진행 후에 새로운 후속 공정을 추가로 진행하지 않더라도 구리의 산화 및 확산 방지막을 얻을 수 있는, 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리 및 이를 이용한 구리 배선 형성방법에 관한 것이다.
현재의 반도체 공정에서 점차 배선의 선폭이 감소함에 따라, 배선의 단면적 감소로 인해 저항 증가와 배선간 간격 감소로 인한 신호의 지연이 문제시된다. 이러한 신호 지연을 줄이기 위해서 배선의 소재가 텅스텐과 알루미늄에서 구리로 대체되고 있다. 구리는 텅스텐과 알루미늄에 비해 자체의 낮은 비저항, 우수한 EM(Electro Migration) 저항성과 SM(Stress Migration) 저항성 특성을 가지고 있다.
이러한 특성을 가지는 구리 배선은 화학적 기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing; 이하, "CMP")를 이용한 다마신 공정(damascene process)을 통해 형성되게 된다. CMP를 이용한 구리 배선 형성 과정은 물질 간의 제거 선택비로 인한 산화막 침하 및 구리 침하 때문에 2단계에 걸쳐 이루어진다. 1차 CMP 공정에서는 초과 증착된 구리가 제거되며 제거 선택비에 의해 트렌치(trench) 상단에 있는 확산 방지막에서 연마가 멈추게 된다. 그 이후, 확산 방지막에 위에 잔류하는 구리 및 확산 방지막을 완전히 제거하기 위해 2차 CMP 공정을 진행한다.
기본적인 다마신 구조에서 구리의 실리콘 내의 빠른 확산으로 인해 소자 파괴가 발생하는 문제점 때문에 이를 막기 위해 구리는 4면이 확산 방지막으로 둘러싸여야 한다. 그러나 구리가 전착(electroplating)으로 형성된 후 1차 및 2차 CMP 공정이 진행됨에 따라 구리 배선의 상부는 확산 방지막 없이 대기 중으로 노출되게 된다. 노출된 구리 배선은 텅스텐과 알루미늄에 비해 쉽게 산화되는 경향이 있어서 공기 또는 물에 방치 시간이 길어짐에 따라 산화물 생성에 의해 면저항의 증가를 초래한다. 또한 다층 구리 배선을 형성하기 위해, 구리 배선 위에 다시 절연막이 형성되게 되는데, 노출된 구리의 확산을 막기 위해 확산 방지막 역할을 하는 캡핑층(capping layer)이 필요하다.
이러한 구리의 산화를 막기 위해 구리 표면에 이온 주입(ion implantation), 구리 실리사이드(Cu silicide) 형성, 이중층(bilayer)의 열처리(annealing), 마그네슘(Mg) 또는 알루미늄과 구리의 합금 증착 등과 같은 방법이 연구 소개 되었다. 또한 노출된 구리 표면에 확산 방지막을 형성하기 위해 이미 SiN 또는 SiCN 등의 물질 증착이 소개되었으며, 최근에는 무전해 도금(electrolessplating)을 이용한 Co 또는 Ni을 기본으로 하는 캡핑층(capping layer)의 형성 방법이 연구되고 있다. 그런데, 이러한 방법들을 적용하는 경우, 구리의 산화 또는 확산 방지막을 형성하기 위해서는 CMP 공정 후 새로운 후속 공정이 진행되어야만 하므로 공정단계가 증가하여 복잡함을 초래한다는 문제점을 야기한다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는, CMP 공정의 진행 후에 새로운 후속 공정을 추가로 진행하지 않더라도 산화에 대한 저항성이 증대되어 우수한 면저항을 갖는 구리 배선을 형성할 수 있는 구리 CMP용 슬러리 및 이를 이용한 구리 배선 형성방법을 제공하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구리 CMP용 슬러리는:
화학적 기계적 연마공정을 통하여 상기 구리의 표면이 은으로 치환되어 산화 저항성이 향상되도록 과산화물(peroxide) 계열 산화제, 연마제, 부식 억제제, 착물 형성제 및 은계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 과산화물(peroxide) 계열 산화제가 과수(hydrogen peroxide)인 것이 더 바람직하다. 그리고, 상기 과수(hydrogen peroxide)가 0.005 wt% 내지 30 wt%의 범위 내에 포함되는 것이 더욱 더 바람직하며, 상기 과수(hydrogen peroxide)가 0.01 wt% 내지 5 wt%의 범위 내에 포함되는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 연마제가 알루미나(alumina), 실리카(silica), 지르코니아(zirconia), 세리아(ceria), 티타니아(titania) 및 게르마니아(germania)로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것이 바람직하며, 상기 연마제가 실리카인 경우, 그 크기가 5nm 내지 1000nm의 범위 내에 있는 것이 바람직한데, 상기 연마제의 크기가 10nm 내지 500nm의 범위 내에 있을 경우 더 바람직하다. 또한, 상기 실리카 연마제가 0.01 wt% 내지 10 wt%의 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 부식 억제제는, 테트라졸(tetrazole) 화합물 또는 아민(amine) 계열 또는 알킬(alkyl) 계열로 치환된 유도체를 적어도 1종 이상 사용하는 것이 바람직하며, 상기 부식 억제제가 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole)일 경우, 이것이 0.005M 내지 0.5M의 범위 내로 포함되는 것이 더 바람직하다.
상기 착물 형성제로는, 하나 이상의 카르복실산(carboxylic acid)계 화합물 또는 아미노산(amino acid)계 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직한데, 상기 카르복실산계 화합물이 아세트산(acetic acid), 포름산(formic acid), 말레 산(maleic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글루타르산(glutaric acid), 시트르산(citric acid) 및 옥살산(oxalic acid)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나이며, 아미노산계 화합물이 아르기닌(arginine), 페닐알라닌(phenyl alanine), 글루타민(glutamine), 글리신(glycine), 글루탐산(glutamic acid) 및 세린(serine)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것이 더 바람직하다. 이 경우, 상기 착물 형성제가, 0.001M 내지 1M의 범위 내로, 더욱 바람직하게는 0.005M 내지 0.5M의 범위 내로 포함된다.
또한, 본 발명의 슬러리에 황산, 수산화칼륨 및 암모니아수로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나를 pH 조절제로서 더 포함할 수도 있다.
상기 은계 화합물은 구리의 산화 저항성을 향상시키기 위한 것으로서, silver nitrate, silver(I) permanganate, silver chloride, silver iodide, silver phosphate, silver sulfate, silver carbonate, silver acetate, silver perchlorate, silver lactate, silver cyanide, silver(I) selenide, silver(I) telluride, silver benzoate, silver thiocyanate 및 potassium silver(I) cyanide로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다. 상기 은계 화합물이 0.001 wt% 내지 20 wt%의 범위 내로 포함되는 것이 바람직하며, 0.005 wt% 내지 10 wt%의 범위 내로 포함될 경우 더욱 효과적이다. 또한, 상기 은계 화합물이 적어도 2종 이상 혼합하여 사용되는 것이 더 바람직하다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구리 배선 형성방법은: 반도체 제조공정 중 구리를 화학적 기계적으로 연마하여 구리 배선을 형성하는 것으로서, 구리의 화학적 기계적 연마용 슬러리에 구리의 산화 또는 확산을 방지하기 위한 막을 형성하도록 환원 전위차에 의한 상기 구리와 치환반응을 일으키는 은계 화합물을 포함시킴으로써 상기 화학적 기계적 연마공정 중에 상기 구리 상에 산화 또는 확산 방지막으로서 은 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
삭제
또한, 상기 슬러리에 pH 조절제가 더 포함되며, 상기 화학적 기계적 연마공정 중에 상기 슬러리의 pH가 7 내지 14의 범위 내에 있는 것이 바람직하며, 상기 슬러리의 pH가 9 내지 13의 범위 내에 있는 것이 더욱 효과적이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예는 구리 배선의 형성방법을 기본으로 하여 설명되며, 그 과정에서 구리 CMP용 슬러리에 대한 실시예도 설명한다.
〔구리 배선 형성방법〕
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 구리 배선의 형성방법을 설명하기 위한 공정단면도들이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구리 배선의 형성방법을 적용하기 위한 웨이퍼로서 Si 기판(10)을 사용하였다. 이 Si 기판 상에 습식 산화(wet oxidation)를 통해 10000Å의 실리콘 산화막(silicon oxide; 20)을 성장시킨 후, 구리 배선이 형성될 부분(C)을 사진 및 식각 공정을 통해 4500Å의 실리콘 산화막을 식각에 의해 제거하였다. 도 1a는 구리 배선이 형성될 부분이 제거된 결과를 나 타내는 도면이다.
이어서, 확산방지막 역할을 하는 TaN막(30)과 Ta막(40)을 PVD(Physical Vapor Deposition)를 사용하여 각각 500Å과 300Å의 두께로 증착하고, 그 위에 다시 PVD를 통해 구리막(50)을 9000Å의 두께로 증착하였다. 도 1b에 구리막(50)까지 증착된 결과를 나타내었다.
그 다음, 1차로 연마제가 알루미나(alumina)인 슬러리를 사용하여 초과 증착된 4500Å의 구리를 제거하여, 구리 배선(60)을 형성하였다. 도 1c에 초과 증착된 구리가 제거된 결과를 나타낸 결과를 나타내었다. 도 1c에서 참조번호 55는 1차 연마에 의해 완전히 제거되지 않고 남은 구리 잔류물을 나타낸다.
1차 연마에 사용된 슬러리의 구성 및 공정 조건은 표 1에 나타내었으며, 도 2는 표 1에 나와 있는 조성의 슬러리를 이용하여 1차 연마를 한 후 초과 증착된 구리가 제거된 결과의 단면 형상을 보여주는 SEM 사진이다. 도 2를 참조하여도, 상부에 1차 연마에 의해 완전히 제거되지 않고 남은 구리 잔류물이 있음을 확인할 수 있다.
| 슬러리 조성 | ||||
| 연마제 | 산화제 | 부식 억제제 | 착물 형성제 | |
| 종 류 | Alumina | 과수 | 5-aminotetrazole | citric acid |
| 농 도 | 2.5 wt% | 2 wt% | 0.01M | 0.02M |
| CMP 공정 조건 | ||||
| 압력 | Platen 스피드 | Head 스피드 | 슬러리 공급 유량 | |
| 조 건 | 2.5 psi | 80 rpm | 75 rpm | 150 mL/min |
이어서, 1차 연마에 의해 초과 증착된 구리가 제거된 웨이퍼, 즉 확산 방지막 위에서 1차 연마가 이루어진 웨이퍼를 이용하여 인접한 구리 배선(인접 구리 배선 미도시)끼리 격리(isolation)시키고, 본 발명의 중심 사상에 해당하는 결과물인 구리 산화 방지막을 형성하기 위하여 2차 연마를 본 발명의 실시예에 따른 슬러리를 이용하여 진행하였으며 금속 배선의 산화에 대한 저항성을 향상시키기 위해 슬러리에 silver nitrate를 첨가하였다. 도 1d는 본 발명의 실시예에 따른 슬러리를 이용하여 2차 연마를 마친 결과를 나타낸다. 도 1d를 참조하면, 확산 방지막(30, 40) 위에 잔류하는 구리 잔류물(55)과 확산 방지막(30, 40)이 모두 제거되었을 뿐 아니라, 구리 배선(60) 상에 은으로 치환된 금속 박막인 구리 산화 및 확산 방지막(70)이 형성됨을 알 수 있다.
이 때 사용된 슬러리의 구성 및 공정 조건을 표 2에 나타내었으며 도 3은 2차 연마가 끝난 후, 즉 구리 표면이 은으로 치환되고, 확산 방지막 위에 잔류하는 구리 및 확산 방지막이 완전히 제거된 후의 형상을 보여주는 SEM 사진이다.
| 슬러리 조성 | ||||||
| 연마제 | 산화제 | 부식 억제제 | 착물 형성제 | 은계 화합물 | ||
| 종 류 | Silica | 과수 | 5-aminotetrazole | glycine | Silver nitrate | |
| 농 도 | 0.5 wt% | 1 wt% | 0.01M | 0.02M | 0.1 wt% | |
| CMP 공정 조건 | ||||||
| 압력 | Platen 스피드 | Head 스피드 | 슬러리 공급 유량 | |||
| 조 건 | 1.5 psi | 93 rpm | 87 rpm | 150 mL/min | ||
표 2에 기재된 슬러리는 본 발명의 실시예에 따른 것으로서 이를 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
〔슬러리의 조성〕
본 발명에 의해 제안된 2차 연마에 사용되는 슬러리의 주성분은 용매제, 연마제, 산화제, 부식 억제제, 착물 형성제로 되어 있으며, 공기 중 또는 물에 노출되었을 때 구리의 산화 억제를 위해 구리 표면을 은(silver)으로 치환시키기 위해 은계 화합물을 포함한다. 본 발명에서는 탈이온수(de-ionized water)를 주용매제로 사용한다. 본 발명에 사용된 연마제는 알루미나(alumina), 실리카(silica), 지르코니아(zirconia), 세리아(ceria), 티타니아(titania) 및 게르마니아(germania) 등 금속 산화물(metal oxide) 계열 연마제 중 1종 또는 2종 이상이 슬러리에 포함되어야 한다. 본 발명에서는 silica를 연마제로 사용하였다. 연마제의 1차 평균 입자 크기가 5nm에서 1000nm를 갖는 입자를 사용하며, 10nm에서 500nm 크기의 입자를 사용하는 것이 효과적이며, 그 첨가 농도는 0.1 wt%에서 10 wt%가 바람직하다. 슬러리에 첨가되는 산화제는 과산화물(peroxide) 계열 산화제를 사용할 수 있으며, 슬러리의 안정성 측면에서 과수(hydrogen peroxide)가 가장 효과적이다. 과수의 첨가량은 0.005 wt% 내지 30 wt% 첨가하는 것이 바람직하며, 보다 좋은 연마 특성을 나타내기 위해서는 0.01 wt% 내지 5 wt%를 첨가하는 것이 효과적이다.
부식 억제제는 테트라졸(tetrazole) 화합물 또는 아민(amine) 계열 또는 알킬(alkyl) 계열로 치환된 유도체를 사용한다. 본 발명에서는 아민(amine) 계열로 치환된 5-aminotetrazole을 첨가하였으며 그 첨가량은 0.001M 내지 0.5M 농도로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는 황산(sulfuric acid), 수산화칼륨(potassium hydroxide)과 암모니아수(ammonia water)에서 선택된 어느 하나를 슬러리 pH 조절제로 사용하였다. 제조된 슬러리의 pH는 7 내지 14가 바람직하며, 제조된 슬러리의 pH가 9 내지 13일 때 보다 효과적인 결과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 카르복실산(carboxylic acid) 계 화합물 또는 아미노산(amino aicd) 계 화합물을 착물 형성제로 사용하였다. 카르복실산 계 화합물로는 아세트산(acetic acid), 포름산(formic acid), 말레산(maleic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글루타르산(glutaric acid), 시트르산(citric acid) 및 옥살산(oxalic acid)을, 아미노산계 화합물로는 아르기닌(arginine), 페닐알라닌(phenyl alanine), 글루타민(glutamine), 글리신(glycine), 글루탐산(glutamic acid) 및 세린(serine)을 착물 형성제로 사용할 수 있으며, 이들을 1 종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 시트르산(citric acid)과 글리신(glycine)을 사용하였다. 착물 형성제의 첨가량은 0.001M 내지 0.1M을 첨가하는 것이 바람직하며, 보다 효과적인 결과를 얻기 위해서는 0.005M 내지 0.05M로 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서 가장 특징적인 것은, 노출된 구리의 산화 또는 확산 방지하기 위하여, 구리 표면을 은으로 치환시키기 위해 은계 화합물을 포함한다는 것이다. 본 발명의 실시예에서 은계 화합물은 silver nitrate, silver(I) permanganate, silver chloride, silver iodide, silver phosphate, silver sulfate, silver carbonate, silver acetate, silver perchlorate, silver lactate, silver cyanide, silver(I) selenide, silver(I) telluride, silver benzoate, silver thiocyanate, potassium silver(I) cyanide 등과 같은 화합물을 1 종 또는 2 종 이상이 혼합되어 사용할 수 있으며, 본 발명에서는 silver nitrate를 사용하였다. 그 첨가량은 0.001 wt% 내지 20 wt%가 바람직하며, 0.005 wt% 내지 10 wt%를 첨가하였을 때 효과적으로 구리의 산화 또는 확산을 억제할 수 있다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예와 같이 silver nitrate가 첨가된 슬러리와 이것이 무첨가된 슬러리를 이용하여 CMP가 진행된 웨이퍼의 표면을 X-선 회절기(XRD, X-ray diffraction)로 분석한 결과를 나타내는 그래프이며, 도 5는 본 발명의 실시예와 같이 silver nitrate가 첨가된 슬러리를 이용하여 CMP가 진행된 웨이퍼의 표면을 오제이 전자분광기(AES, Auger electron spectroscopy)로 분석한 결과를 나타내는 그래프이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, Silver nitrate가 첨가된 슬러리를 이용해 CMP가 진행된 웨이퍼에서 은 박막이 표면에만 형성됨을 알 수 있다.
도 6은 산화에 대한 저항을 알아보기 위해, 본 발명의 실시예에 따라 silver nitrate가 첨가된 슬러리와 이것이 무첨가된 슬러리를 이용하여 2차 CMP까지 진행된 웨이퍼를 열산화시키면서 시간에 따라 면저항이 어떻게 변화하는지를 나타낸 그래프이다. 여기서 열산화 온도는 300℃이며 열산화는 9분, 17분, 25분 동안 진행하였으며, RO는 열산화 전의 면저항 값을 나타내며, RS는 열산화 후의 면저항 값을 나타낸다.
도 6의 결과와 같이 2차 CMP용 슬러리에 은계 화합물이 첨가된 슬러리를 사용하여 CMP를 진행한 금속 박막이 무첨가된 슬러리를 이용하여 CMP를 진행한 금속 박막보다 열산화 후 면저항 변화율이 거의 없었다. 은계 화합물이 첨가된 슬러리로 CMP를 진행하였을 시, CMP 후 구리와 구리 간의 격리라는 기본적인 결과 이외에 구리 표면이 은으로 치환된 금속 박막을 얻을 수 있는데, 이렇게 은으로 치환된 금속 박막이 산화에 대한 저항을 가짐을 도 6을 통해 알 수 있다. 따라서, 구리 표면에 산화 방지막을 형성하기 위해 추가적인 후속 공정이 필요 없이 슬러리에 은계 화합물을 첨가하는 것만으로 금속 배선의 산화 저항성을 증대시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, CMP 공정의 진행 후에 새로운 후속 공정을 추가로 진행하지 않더라도 구리의 산화 및 확산 방지막을 얻을 수 있으므로 공정이 단순화되고, 면저항 특성이 우수하여 신뢰성이 있는 구리 배선을 얻을 수 있으므로 반도체 소자의 품질을 향상시키는 효과를 가진다.
Claims (24)
- 구리에 화학적 기계적 연마공정을 적용하기 위한 슬러리에 있어서,상기 화학적 기계적 연마공정을 통하여 상기 구리의 표면이 은으로 치환되어 산화 저항성이 향상되도록 과산화물(peroxide) 계열 산화제, 연마제, 부식 억제제, 착물 형성제 및 은계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 과산화물(peroxide) 계열 산화제가 과수(hydrogen peroxide)인 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제3항에 있어서, 상기 과수(hydrogen peroxide)가 0.005 wt% 내지 30 wt%의 범위 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제4항에 있어서, 상기 과수(hydrogen peroxide)가 0.01 wt% 내지 5 wt%의 범위 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제1항에 있어서, 상기 연마제가 알루미나(alumina), 실리카(silica), 지르코니아(zirconia), 세리아(ceria), 티타니아(titania) 및 게르마니아(germania)로 구 성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제6항에 있어서, 상기 연마제가 실리카이며 그 크기가 5nm 내지 1000nm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제7항에 있어서, 상기 연마제의 크기가 10nm 내지 500nm의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제7항에 있어서, 상기 실리카 연마제가 0.01 wt% 내지 10 wt%의 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제1항에 있어서, 상기 부식 억제제는, 테트라졸(tetrazole) 화합물 또는 아민(amine) 계열 또는 알킬(alkyl) 계열로 치환된 유도체를 적어도 1종 이상 사용하는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제10항에 있어서, 상기 부식 억제제가 5-아미노테트라졸(5-aminotetrazole)이며, 이것이 0.005M 내지 0.5M의 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제1항에 있어서, 상기 착물 형성제로, 하나 이상의 카르복실산(carboxylic acid)계 화합물 또는 아미노산(amino acid)계 화합물을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제12항에 있어서, 상기 카르복실산계 화합물이 아세트산(acetic acid), 포름산(formic acid), 말레산(maleic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글루타르산(glutaric acid), 시트르산(citric acid) 및 옥살산(oxalic acid)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나이며, 아미노산계 화합물이 아르기닌(arginine), 페닐알라닌(phenyl alanine), 글루타민(glutamine), 글리신(glycine), 글루탐산(glutamic acid) 및 세린(serine)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제12항에 있어서, 상기 착물 형성제가, 0.001M 내지 1M의 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제14항에 있어서, 상기 착물 형성제가, 0.005M 내지 0.5M의 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제1항에 있어서, 황산, 수산화칼륨 및 암모니아수로 구성된 군으로부터 선택 된 어느 하나를 pH 조절제로서 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제1항에 있어서, 상기 은계 화합물은 구리의 산화 저항성을 향상시키기 위한 것으로서, silver nitrate, silver(I) permanganate, silver chloride, silver iodide, silver phosphate, silver sulfate, silver carbonate, silver acetate, silver perchlorate, silver lactate, silver cyanide, silver(I) selenide, silver(I) telluride, silver benzoate, silver thiocyanate 및 potassium silver(I) cyanide로 구성된 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제17에 있어서, 상기 은계 화합물이 0.001 wt% 내지 20 wt%의 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제18에 있어서, 상기 은계 화합물이 0.005 wt% 내지 10 wt%의 범위 내로 포함되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 제17에 있어서, 상기 은계 화합물이 적어도 2종 이상 혼합하여 사용되는 것을 특징으로 하는 구리 화학적 기계적 연마공정용 슬러리.
- 반도체 제조공정 중 구리를 화학적 기계적으로 연마하여 구리 배선을 형성하는 방법에 있어서,구리의 화학적 기계적 연마용 슬러리에 구리의 산화 또는 확산을 방지하기 위한 막을 형성하도록 환원 전위차에 의한 상기 구리와 치환반응을 일으키는 은계 화합물을 포함시킴으로써 상기 화학적 기계적 연마공정 중에 상기 구리 상에 산화 또는 확산 방지막으로서 은 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 구리 배선 형성방법.
- 삭제
- 제21항에 있어서, 상기 슬러리에 pH 조절제가 더 포함되며, 상기 화학적 기계적 연마공정 중에 상기 슬러리의 pH가 7 내지 14의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리 배선 형성방법.
- 제23항에 있어서, 상기 화학적 기계적 연마공정 중에 상기 슬러리의 pH가 9 내지 13의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 구리 배선 형성방법.
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