KR100973397B1 - 텅스텐-함유 기판의 연마 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 텅스텐 에칭제, 텅스텐 에칭 억제제, 및 물을 포함하는 조성물을 사용하여 텅스텐을 포함한 기판을 화학-기계적으로 연마하는 방법을 제공하며, 여기서 텅스텐 연마 억제제는 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리 또는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체, 공중합체, 또는 중합체 블렌드이다. 본 발명은 또한 텅스텐-함유 기판을 연마하는데 특히 유용한 화학-기계적 연마 조성물을 제공한다.
텅스텐 에칭제, 텅스텐 에칭 억제제, 텅스텐-함유 기판, 연마

Description

텅스텐-함유 기판의 연마 방법{METHOD OF POLISHING A TUNGSTEN-CONTAINING SUBSTRATE}
본 발명은 텅스텐을 함유하는 기판의 화학-기계적 연마에 관한 것이다. 본 발명은 또한 철(III) 이온, 중합체, 실리카, 말론산, 및 물을 포함하는 연마 조성물을 제공한다.
집적 회로는 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 수백만 개의 능동 소자로 구성된다. 능동 소자들은 화학 및 물리적으로 기판에 연결되고 다층 배선을 사용하여 접속되어 기능성 회로를 형성한다. 통상적인 다층 배선은 제1 금속층, 층간 유전층, 및 경우에 따라 제3 및 후속 금속층을 포함한다. 층간 유전체, 예를 들어 도핑 및 비도핑 이산화규소 (SiO2) 및/또는 저-κ 유전체를 사용하여 여러 금속층들을 전기 절연시킨다. 각각의 층이 형성될 때, 새로이 형성된 층의 상부에 후속 층이 형성될 수 있도록 통상적으로는 층을 평탄화한다.
텅스텐은 집적 회로 디바이스에서의 배선 형성용 전도성 물질로서의 사용이 증가되고 있다. 이산화규소 기판 상에 편평한 텅스텐 회로 트레이스를 제작하는 한 방법은 다마신 (damascene) 공정이다. 이 방법에 따르면, 이산화규소 유전체 표면을 통상적인 건조 에칭 공정에 의해 패턴화하여 수직 및 수평 배선을 위한 홀 및 트렌치를 형성한다. 패턴화된 표면은 접착-촉진층, 예를 들어 티타늄 또는 탄탈륨, 및/또는 확산 차단층, 예를 들어 질화티타늄 또는 질화탄탈륨으로 코팅된다. 이어서 접착-촉진층 및/또는 확산 차단층은 텅스텐 층에 의해 오버코팅된다. 이산화규소 표면의 상승부를 노출시키는 평탄한 표면이 얻어질 때까지, 화학-기계적 연마가 사용되어 텅스텐 오버층의 두께뿐만 아니라, 임의의 접착-촉진층 및/또는 확산 차단층의 두께를 감소시킨다. 비아 및 트렌치는 전기전도성 텅스텐에 의해 채워진 채로 있어 회로 배선을 형성한다.
통상적으로, 텅스텐-함유 기판 연마용 화학-기계적 연마 조성물은 텅스텐을 에칭할 수 있는 화합물을 포함한다. 텅스텐을 에칭할 수 있는 화합물 또는 에칭제는 텅스텐을 기계적 마모에 의한 제어된 제거가 가능한 연성 산화 필름으로 전환시킨다. 마모는 연마 슬러리를 형성하기 위한 액체 캐리어 중에 현탁된 마모제를 연마 패드와 함께 사용하거나, 또는 연마 패드에 고착된 마모제를 사용하여 수행하며, 기판 (즉, 반도체 웨이퍼)에 대해 연마 패드를 이동시키면 이들 사이에 있는 연마 슬러리가 연성 산화 필름을 기계적으로 제거한다. 그러나, 에칭제는 종종 텅스텐 금속 또는 이의 산화물을 텅스텐의 가용 형태로 직접 전환시킬 수 있다. 연마 단계에서, 텅스텐의 오버코팅층이 제거되어 산화물 층을 노출시키고 기판의 평탄성을 달성한다. 산화물 층의 노출 후 및 연마 공정의 완료 전, 트렌치에 있는 텅스텐은 원치않게 정적 에칭의 조합 및 마모제의 기계적 작용에 의해 침식되어, 디싱 (dishing) 및 침식을 초래할 수 있다. 디싱은 회로 일체성에 손상을 주고 표 면 비-평탄성을 초래할 수 있으며, 이는 디바이스의 후속층 상의 금속층의 침착을 어렵게 할 수 있다. 텅스텐 에칭 억제제를 화학-기계적 연마 조성물에 첨가해왔다. 예를 들어, 미국 특허 제6,273,786호는 포스페이트, 폴리포스페이트, 실리케이트, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 텅스텐 침식 억제제를 포함하는 화학-기계적 연마 방법을 개시한다. 미국 특허 제6,083,419호는 질소-수소 결합이 없는 질소-함유 헤테로사이클, 술피드 및 옥사졸리딘으로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물인 텅스텐 에칭 억제제를 포함하는 화학-기계적 연마 조성물을 개시한다.
그러나, 이와 같은 억제제가 트렌치 내 텅스텐의 침식을 예방하는 데 항상 효과적인 것은 아니다. 추가로, 상기 텅스텐 에칭 억제제를 높은 수준으로 사용하는 것은 텅스텐 층을 포함하는 기판의 연마율을 허용불가능할 정도의 낮은 수준으로 저감시킬 수 있다. 침식은 텅스텐 에칭뿐만 아니라 마모 공정의 작용이다. 따라서, 텅스텐의 침식을 감소시키면서도 유용한 텅스텐 제거율을 유지하는, 텅스텐-함유 기판의 화학-기계적 평탄화를 위한 조성물 및 방법에 대한 당업계의 요구가 존재한다. 본 발명은 이와 같은 화학-기계적 연마 조성물 및 방법을 제공한다. 본 발명의 상기 및 다른 이점뿐만 아니라 본 발명의 추가 특징은 본원에서 제공된 본 발명의 기재로부터 명백해질 것이다.
<발명의 요약>
본 발명은 (i) (a) 텅스텐 에칭제, (b) 1 ppm 내지 1000 ppm의 양으로 존재하는 텅스텐 에칭 억제제 및 (c) 물을 포함하는 화학-기계적 연마 조성물 및 연마 패드를 텅스텐 함유 기판에 접촉시키는 단계, (ii) 연마 패드와 기판 사이에 있는 연마 조성물과 함께 기판에 대해 연마 패드를 이동시키는 단계, 및 (iii) 기판의 적어도 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계를 포함하는, 텅스텐 함유 기판의 화학-기계적 연마 방법을 제공한다. 텅스텐 에칭 억제제는 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리 또는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체, 공중합체 또는 중합체 블렌드이다. 본 발명은 또한 (a) 철(III) 이온, (b) 1 ppm 내지 1000 ppm의 양으로 존재하는 텅스텐 에칭 억제제, (c) 실리카, (d) 말론산, 및 (e) 물을 포함하는 연마 조성물을 제공하며, 텅스텐 에칭 억제제는 상기 기재된 바와 같다.
본 발명은 텅스텐 함유 기판을 연마하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 (i) (a) 텅스텐 에칭제, (b) 1 ppm 내지 1000 ppm의 양으로 존재하는 텅스텐 에칭 억제제 및 (c) 물을 포함하는 화학-기계적 연마 조성물 및 연마 패드를 텅스텐 함유 기판에 접촉시키는 단계, (ii) 연마 패드와 기판 사이에 있는 연마 조성물과 함께 기판에 대해 연마 패드를 이동시키는 단계, 및 (iii) 기판의 적어도 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계를 포함한다. 텅스텐 연마 억제제는 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리 또는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함한 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체, 공중합체 또는 중합체 블렌드이다. 본 발명은 또한 (a) 철(III) 이온, (b) 상기 기재된 바와 같은 텅스텐 에칭 억제제, (c) 실리카, (d) 말론산, 및 (e) 물을 포함하는 연마 조성물을 제공한다.
본 발명의 방법은 텅스텐을 포함하는 임의의 적합한 기판, 예를 들어 반도체 기판을 연마하는 데 사용될 수 있다. 통상적으로, 본 발명의 방법은 기판의 텅스텐 층을 연마하는 데 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 실리콘 기판, TFT-LCD (박막 트랜지스터 액정 디스플레이) 유리 기판, GaAs 기판, 및 집적 회로, 박막, 다층 반도체, 웨이퍼 등과 조합된 기타 기판으로 구성된 군으로부터 선택되는 기판과 조합된 하나 이상의 텅스텐 금속층을 연마하는 데 사용될 수 있다.
화학-기계적 연마 조성물은 텅스텐 에칭제를 포함한다. 텅스텐 에칭제는 텅스텐을 에칭하는 임의의 적합한 화합물 또는 이온성 종일 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "텅스텐을 에칭하는 화합물 또는 음이온성 종"은 고체 텅스텐 금속을 가용성 텅스텐 부식 생성물로 전환시킴으로써 텅스텐을 부식시키는 화합물 또는 이온성 종을 나타낸다. 텅스텐을 에칭하는 화합물 또는 이온성 종은 텅스텐 금속 또는 이의 산화물과 반응하여 가용성 텅스텐 부식 생성물을 형성하는 1종 이상의 성분을 포함할 수 있다. 일반적으로, 부식 과정은 전자가 고체 텅스텐 금속에서 텅스텐을 에칭하는 화합물 또는 이온성 종으로 전달되어, 고체 텅스텐 금속 또는 이의 산화물의 산화수보다 더 높은 산화수를 갖는 텅스텐 종을 형성하는 산화 과정이다.
텅스텐을 에칭하는 화합물의 예로는 비제한적으로 산화제, 불화물-함유 제제, 및 유기산, 예를 들어 옥살산 및 말론산이 있다. 텅스텐을 에칭하는 화합물은 바람직하게는 적합한 산화 전위를 갖는 1종 이상의 금속 이온을 포함한다. 바람직하게는, 에칭제는 철(III) 이온이며, 이는 철(III) 이온을 포함하는 임의의 적합한 화합물, 예를 들어 물에서 해리하여 철(III) 이온을 제공하는 화합물, 예컨대 질산철(III)에 의해 제공될 수 있다.
바람직하게는, 철(III) 이온과 같은 에칭제는 0.0002 M 이상 (예를 들어, 0.001 M 이상, 또는 0.005 M 이상, 또는 0.01 M 이상)의 농도로 화학-기계적 연마 조성물 중에 존재한다. 바람직하게는, 철(III) 이온과 같은 에칭제는 0.4 M 이하 (예를 들어, 0.2 M 이하, 또는 0.1 M 이하)의 농도로 존재한다.
화학-기계적 연마 조성물은 텅스텐 에칭 억제제를 포함한다. 텅스텐 에칭 억제제는 고체 텅스텐 금속 또는 이의 산화물의 가용성 텅스텐 화합물로의 전환을 억제하면서, 조성물이 텅스텐을 마모에 의해 제어 제거될 수 있는 연성 산화 필름으로 전환시킬 수 있도록 하는 화합물이다. 본 발명에 있어서 텅스텐 에칭 억제제로서 유용한 화합물의 종류에는 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리를 포함하는 반복 기를 포함하는 중합체, 및 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체가 포함된다. 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리를 포함하는 중합체의 바람직한 예에는 이미다졸 고리를 포함하는 중합체가 포함된다. 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 중합체의 바람직한 예에는 알킬화 아민 단량체 및 비이온성 단량체의 공중합체가 포함된다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 이미다졸은 2개의 질소 원자 및 3개의 탄소 원자를 갖는 5-원 시클릭 구조를 나타내며, 여기서 질소 원자는 고리 상의 1- 및 3-위치에 존재하고 탄소 원자는 고리 상의 2-, 4- 및 5-위치에 존재한다.
텅스텐 에칭 억제제는 헤테로시클릭 질소-함유 고리를 포함하는 임의의 중합체일 수 있다. 제1 실시양태에서, 텅스텐 에칭 억제제는 이미다졸 고리를 포함하는 중합체이다. 중합체는 이미다졸-함유 반복 단위만을 함유하는 중합체 또는 공중합체이거나, 또는 비제한적으로 에틸렌, 프로필렌, 산화 에틸렌, 산화 프로필렌, 스티렌, 에피클로로히드린, 및 이의 혼합물을 비롯한 다른 반복 단위와 조합하여 하나 이상의 이미다졸-함유 반복 단위를 함유하는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 랜덤 공중합체, 교대 공중합체, 주기 공중합체, 블록 공중합체 (예를 들어, AB, ABA, ABC 등), 그라프트 공중합체, 또는 코옴 (comb) 공중합체일 수 있다.
이미다졸 고리는 이미다졸 고리의 1-, 2-, 또는 4-위치에서 결합될 수 있다. 이미다졸 고리가 2- 또는 4-위치에서 중합체에 결합되는 경우, 2개의 고리 질소 원자 중 하나가 수소 원자 또는 또 다른 관능기, 예를 들어 알킬 또는 아릴을 가질 수 있다는 것은 당업계에 잘 알려져 있다. 이미다졸 고리가 고리 질소에서 임의로 알킬기로 치환되는 경우, 이미다졸 고리는 추가로 4급화될 수 있는데, 즉 알킬기-치환된 고리 질소는 4개의 탄소 원자와 결합되어 양전하를 가질 수 있다. 추가로, 이미다졸 고리는 또한 임의의 개방 위치에서 추가 관능기로 치환되거나, 또는 예를 들어 벤즈이미다졸에서와 같이 제2 고리로 고리화될 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 이미다졸 고리를 포함하는 중합체는 1-비닐이미다졸의 중합으로부터 유도된 중합체, 예를 들어 폴리(1-비닐이미다졸)이다.
제2 실시양태에서, 텅스텐 에칭 억제제는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 중합체를 포함한다. 중합체는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 단일 반복 기로 구성되거나, 또는 비제한적으로 에틸렌, 프로필렌, 산화 에틸렌, 산화 프로필렌, 스티렌, 에피클로로히드린, 2,2'-디클로로에틸 에테르, 및 이의 혼합물을 비롯한 다른 반복 기와 조합하여 하나 이상의 상기 반복 단위를 함유하는 공중합체일 수 있다. 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 반복 기로 구성되는 중합체의 바람직한 예는 디알릴디알킬아민 염의 중합체이다. 바람직하게는, 텅스텐 에칭 억제제는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기 및 하나 이상의 비이온성 단량체를 함유하는 공중합체를 포함한다. 공중합체는 랜덤 공중합체, 교대 공중합체, 주기 공중합체, 블록 공중합체 (예를 들어, AB, ABA, ABC 등), 그라프트 공중합체 또는 코옴 공중합체일 수 있다. 텅스텐 에칭 억제제는 디알킬아민-에피클로로히드린 공중합체일 수 있다. 디알킬아민-에피클로로히드린 공중합체의 바람직한 예는 폴리(디메틸아민-코-에피클로로히드린)이다. 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 중합체는 또한 2,2'-디클로로디에틸 에테르와 비스[Ω-(N,N-디알킬)알킬]우레아의 공중합체일 수 있다. 3차 또는 4차 질소 원자 및 하나 이상의 비이온성 단량체를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 함유하는 바람직한 공중합체는 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]이다.
텅스텐 에칭 억제제는 본 발명의 1종 이상의 텅스텐 에칭 억제제의 중합체 블렌드를 포함할 수 있다. 중합체를 블렌딩하는 다수의 방법이 당업계에 공지되어 있다. 한 가지 적합한 방법은 2종 이상의 중합체의 공압출이다. 다른 방법은 중합체의 배치식 혼합을 포함한다. 임의의 적합한 방법을 사용하여 중합체 블렌드인 텅스텐 에칭 억제제를 제조할 수 있다.
텅스텐 에칭 억제제는 바람직하게는 사용시점 (point-of-use)에서 화학-기계적 연마 조성물 중에 1 ppm 이상 (예를 들어, 5 ppm 이상, 또는 10 ppm 이상, 또는 50 ppm 이상)의 양으로 존재한다. 텅스텐 에칭 억제제 바람직하게는 사용시점에서 연마 조성물 중에 1000 ppm 이하 (예를 들어, 800 ppm 이하, 또는 600 ppm 이하, 또는 400 ppm 이하)의 양으로 존재한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "사용시점"은 연마 조성물이 기판 표면 (예를 들어, 연마 패드 또는 기판 표면 자체)에 적용되는 시점을 나타낸다.
임의의 특정 이론에 의해 구속되는 것을 원치 않으면서, 텅스텐 에칭의 중합체 억제제는 텅스텐 금속의 연성 산화 필름으로의 전환을 허용하면서 텅스텐 또는 이의 산화물의 직접 가용화를 억제하고, 추가로 텅스텐 금속 자체의 기계적 마모로 인한 침식을 감소시키거나 또는 실질적으로 감소시키는 방식으로 텅스텐 금속 표면과 상호작용한다고 여겨진다. 중합체 텅스텐 에칭 억제제는 기판의 화학-기계적 연마 동안 기판 상에서 텅스텐의 기계적 침식을 조절하는, 텅스텐 금속의 표면 상의 보호 필름으로서 기능할 수 있다.
화학-기계적 연마 조성물은 임의로 마모제를 포함한다. 마모제는 임의 적합한 마모제일 수 있으며, 이들 중 대다수가 당업계에 잘 알려져 있다. 바람직한 마모제는 산화 금속 마모제이다. 바람직하게는, 마모제는 알루미나, 세리아, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 더 바람직하게는, 마모제는 실리카이다. 실리카는 실리카의 임의의 적합한 형태일 수 있다. 실리카의 유용한 형태로는 비제한적으로 흄드 (fumed) 실리카, 침전 및 축-중합 실리카가 포함된다. 본 발명에 유용한 마모성 입자는 바람직하게는 20 nm 내지 500 nm의 평균 입자 크기 (예를 들어, 평균 입자 직경)을 갖는다. 바람직하게는, 마모성 입자는 70 nm 내지 300 nm (예를 들어, 100 nm 내지 200 nm)의 평균 입자 크기를 갖는다.
마모제가 화학-기계적 연마 조성물 중에 존재하고 물 중에 현탁되는 경우, 임의의 적합한 양의 마모제가 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 통상적으로 0.1 중량％ 이상 (예를 들어, 0.2 중량％ 이상, 또는 0.3 중량％ 이상)의 마모제가 연마 조성물 중에 존재할 것이다. 연마 조성물 중 마모제의 양은 통상적으로 10 중량％ 이하이고, 더 통상적으로 5 중량％ 이하 (예를 들어, 3 중량％ 이하)일 것이다.
마모성 입자는 바람직하게는 콜로이드 안정성이다. 용어 콜로이드는 액체 캐리어 중 마모성 입자의 현탁액을 나타낸다. 콜로이드 안정성이란 시간 경과에 따라 현탁액이 유지됨을 나타낸다. 본 발명에 있어서는, 100 ml 눈금 실린더에 마모제를 넣고 2시간 동안 교반하지 않은 채로 두는 경우, 눈금 실린더의 하부 50 ml 중 입자의 농도 ([B], g/ml)와 눈금 실린더의 상부 50 ml 중 입자의 농도 ([T], g/ml) 간의 차를 마모제 조성물 중 입자의 초기 농도 ([C], g/ml)로 나눈 값이 0.5 이하라면 (즉, {[B]-[T]}/[C] ≤ 0.5), 마모제를 콜로이드 안정성이라 여긴다. 더 바람직하게는, [B]-[T]/[C]의 값은 0.3 이하, 및 가장 바람직하게는 0.1 이하이다.
화학-기계적 연마 조성물은 임의로 과-화합물을 포함한다. 과-화합물 (문헌[Hawley's Condensed Chemical Dictionary]에 정의된 바와 같음)은 1개 이상의 퍼옥시기 (-O--O-)를 함유하는 화합물 또는 최대 산화수의 원소를 함유하는 화합물이다. 1개 이상의 퍼옥시 기를 함유하는 화합물의 예는 비제한적으로 과산화수소 및 이의 부가물, 예를 들어 우레아 히드로겐 퍼옥시드, 퍼카르보네이트, 유기 퍼옥시드, 예를 들어 벤조일 퍼옥시드, 퍼아세트산, 디-/에르/-부틸 퍼옥시드, 모노퍼술페이트 (SO5 2 -), 디퍼술페이트 (S2O8 2 -), 및 나트륨 퍼옥시드가 있다. 바람직하게는, 과-화합물은 과산화수소이다.
과-화합물이 화학-기계적 연마 조성물 중에 존재하는 경우, 과-화합물은 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 과-화합물은 바람직하게는 조성물 10 중량％ 이하 (예를 들어, 8 중량％ 이하, 또는 6 중량％ 이하)를 포함한다.
화학-기계적 연마 조성물은 바람직하게는 9 이하 (예를 들어, 8 이하, 또는 6 이하, 또는 4 이하)의 pH를 갖는다. 바람직하게는, 연마 조성물은 1 이상의 pH를 갖는다. 더욱 더 바람직하게는, 연마 조성물은 1 내지 4의 pH를 갖는다. 연마 조성물은 임의로 pH 조정제, 예를 들어 질산 또는 수산화칼륨을 포함한다. 연마 조성물은 임의로 pH 완충계, 예를 들어 프탈산 수소 칼륨을 포함한다. 이와 같은 pH 완충계는 당업계에 잘 알려져 있다.
화학-기계적 연마 조성물은 임의로 안정화제를 포함한다. 과산화수소 및 다른 과-화합물은 안정화제의 사용 없이는 다수의 금속 이온의 존재 하에서 안정하지 않다는 것이 잘 알려져 있다. 안정화제가 없다면, 금속 이온 또는 이온들 및 과-화합물은 시간의 경과에 따라 과-화합물을 분해하는 방식으로 반응할 것이다. 안정화제는 또한 본 발명의 조성물 중 텅스텐을 에칭하는 화합물과 상호작용하여 에칭제의 효과를 감소시킬 수 있다. 따라서, 안정화제의 선택 및 양의 선정은 중요하며 연마 조성물의 효과에 영향을 미칠 수 있다.
유용한 안정화제로는 비제한적으로 인산, 유기산 (예를 들어, 말론산, 시트르산, 아디프산, 옥살산, 프탈산, 및 에틸렌디아민테트라아세트산), 니트릴, 및 금속 이온에 결합할 수 있으며 과-화합물에 대한 이들의 반응성을 감소시키는 기타 리간드가 포함된다. 상기 언급된 산은 염 형태 (예를 들어, 금속염, 암모늄염 등), 산 또는 이의 부분 염으로서 존재할 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 말로네이트는 말론산, 및 이의 모노- 및 디-염을 포함한다. 바람직한 안정화제는 말론산, 시트르산, 아디프산, 옥살산, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 특히 바람직한 안정화제는 말론산이다.
안정화제는 화학-기계적 연마 조성물 중에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 안정화제의 양은 조성물 중에 존재하는 텅스텐 에칭제의 양을 기준으로 한다. 바람직하게는, 안정화제의 양은 1몰 당량 이상 (예를 들어, 2몰 당량 이상)일 것이다. 안정화제의 양은 통상적으로 5몰 당량 미만일 것이다.
화학-기계적 연마 조성물은 임의로 1종 이상의 다른 첨가제를 추가로 포함한다. 이와 같은 첨가제는 임의의 적합한 계면활성제, 및/또는 점도 증진제 및 응고제 (예를 들어, 우레탄 중합체와 같은 중합체 유동학적 제어제)를 비롯한 유동학적 제어제, 1종 이상의 아크릴 서브유닛을 포함하는 아크릴레이트 (예를 들어, 비닐 아크릴레이트 및 스티렌 아크릴레이트), 및 이의 중합체, 공중합체 및 올리고머, 및 이의 염을 포함한다. 적합한 계면활성제로는 예를 들어 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 고분자전해질, 양이온성 고분자전해질, 비이온성 계면활성제, 양쪽이온성 계면활성제, 불소화 계면활성제, 이의 혼합물 등이 있다.
화학-기계적 연마 조성물은 임의의 적합한 기술에 의해 제조될 수 있으며, 이들 중 대다수는 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 텅스텐 에칭제 및 텅스텐 에칭 억제제를 물 중에서 조합한 후 연마 조성물을 텅스텐 함유 기판에 적용하거나, 또는 이는 기판 연마 전 또는 도중에 개별적으로 연마 패드 또는 기판에 적용할 수 있다. 일반적으로, 연마 조성물의 성분은 임의의 순서로 성분들을 조합함으로써 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "성분 (component)"은 개별 성분 (예를 들어, 산, 염기 등)뿐만 아니라 성분들 (예를 들어, 산, 염기, 계면활성제 등)의 임의의 조합물을 포함한다.
예를 들어, 텅스텐 에칭제 및 텅스텐 에칭 억제제는 소정 농도로 물에서 조합되고 상기 성분이 완전히 용해될 때까지 혼합될 수 있다. 이어서, 사용된다면, 마모제의 농축된 분산액이 첨가될 수 있고, 혼합물은 최종 연마 조성물 중 마모제의 바람직한 농도를 얻기 위해 희석될 수 있다. 임의로, 과-화합물, 안정화제, 및 다른 첨가제를 연마 조성물을 제조하는 동안 임의의 시점, 예를 들어 텅스텐 에칭제 및 텅스텐 에칭 억제제의 첨가 전후, 및 마모제를 원한다면 마모제의 첨가 전후에서 연마 조성물에 첨가하고, 연마 조성물로 첨가제를 도입할 수 있는 임의의 방법에 의해 혼합할 수 있다. 경우에 따라, 혼합물은 사용 전에 여과되어 다량의 미립자 오염물질, 예를 들어 먼지 또는 포장재를 제거할 수 있다.
연마 조성물은 1종 이상의 성분, 예를 들어 과-화합물을 사용 직전 (예를 들어 사용 전 1분 이내, 또는 사용 전 5분 이내, 또는 사용 전 1시간 이내, 또는 사용 전 24시간 이내, 또는 사용 전 7일 이내)에 연마 조성물에 첨가하여 사용 전에 제조할 수 있다. 예를 들어, 텅스텐 에칭 억제제는 텅스텐 에칭제 또는 과-화합물의 존재 하에서 분해될 수 있다. 이와 같은 상황에서, 텅스텐 에칭 억제제는 사용 직전 (예를 들어, 사용 전 1분 이내, 또는 사용 전 5분 이내, 또는 사용 전 1시간 이내, 또는 사용 전 24시간 이내, 또는 사용 전 7일 이내)에 연마 조성물로 첨가할 수 있다.
화학-기계적 연마 조성물은 텅스텐 에칭제 및 텅스텐 에칭 억제제를 포함하 하나의 패키지 시스템으로서 공급할 수 있다. 임의의 성분, 예를 들어 마모제 및/또는 과-화합물을 제2 또는 제3 용기에 넣을 수 있다. 추가로, 제1 또는 제2 용기 내 성분은 무수 형태로 존재할 수 있지만, 상응하는 용기 내 성분은 수성 분산액의 형태로 존재할 수 있다. 과-화합물이 고체라면, 무수 형태 또는 수성 혼합물로서 공급될 수 있다. 과-화합물은 연마 조성물의 다른 성분으로부터 개별적으로 공급될 수 있다. 연마 조성물 성분들의 기타 2-용기, 또는 3- 이상의 용기 조합은 당업계의 통상적인 기술 중 하나로 이해된다.
화학-기계적 연마 조성물은 바람직하게는 질산철(III) 또는 철(III) 이온 0.4 M 이하, 폴리비닐이미다졸, 디메틸아민-에피클로로히드린 공중합체 및 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체 1000 ppm 이하, 과산화수소, 실리카, 및 물을 포함하며, pH는 1 내지 6이다. 더 바람직하게, 화학-기계적 연마 조성물은 철(III) 이온 0.2 mM 내지 0.4 M, 폴리비닐이미다졸, 디메틸아민-에피클로로히드린 공중합체 및 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체 1 ppm 내지 1000 ppm, 실리카 0.2 중량％ 내지 3 중량％, 과산화수소 0.1 중량％ 내지 10 중량％, 및 물을 포함한다. 특정 성분의 기재된 농도는 사용시점에서의 농도를 나타낸다.
텅스텐-함유 기판 (예를 들어 반도체 웨이퍼)의 화학-기계적 연마 방법에서, 기판은 통상적으로 제어된 화학물질, 압력, 속도 및 온도 조건 하에서 연마 조성물의 존재 하에서 연마 패드에 대해 압축될 것이다. 기판 및 패드의 상대적 이동은 원형, 타원형, 또는 선형일 수 있다. 통상적으로, 기판 및 패드의 상대적 이동은 원형이다.
임의의 적합한 연마 패드가 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다. 적합한 연마 패드는 예를 들어 제직 및 부직 연마 패드를 포함한다. 또한, 적합한 연마 패드는 다양한 밀도, 경도, 두께, 압축성, 압축시 반향성 및 압축 계수의 임의의 적합한 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 중합체는 예를 들어 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 나일론, 플루오로탄소, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 이의 동시형성된 생성물, 및 이의 혼합물을 포함한다.
본 발명은 또한 철(III) 이온, 텅스텐 에칭 억제제 (여기서, 텅스텐 에칭 억제제는 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리 또는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체, 공중합체 또는 중합체 블렌드이며, 텅스텐 에칭 억제제는 사용 시점에서 1 ppm 내지 1000 ppm의 양으로 존재함), 실리카, 말론산 및 물을 포함하는 연마 조성물을 제공한다. 이 연마 조성물의 다른 특징 (예를 들어, 철(III) 이온의 양, 실리카의 양, 말론산의 양, pH, 및 다른 적합한 첨가제)은 본 발명의 방법에 유용한 화학-기계적 연마 조성물에 대해 상기 언급된 바와 동일하다.
연마 조성물은 (a) 화학-기계적 연마 조성물 및 연마 패드를 기판에 접촉시키는 단계, (b) 연마 패드와 기판 사이에 있는 화학-기계적 연마 조성물과 함께 기판에 대해 연마 패드를 이동시키는 단계, 및 (c) 기판의 적어도 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계에 의해 임의의 적합한 기판을 연마하는 데 사용될 수 있다. 화학-기계적 연마 조성물은 상기 기재된 본 발명의 방법에서 특히 유용하다.
하기 실시예는 추가로 본 발명을 설명하지만, 물론 어떤 식으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
본 실시예는, 본 발명의 방법에 유용한 연마 조성물, 이미다졸을 포함하는 조성물, 및 대조용 조성물을 텅스텐-함유 기판에 노출하는 경우 관찰된 정적 에칭 속도를 비교하였다.
6종의 상이한 조성물 (조성물 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 및 1F)에 유사한 편평한 텅스텐 웨이퍼를 노출시켰다. 각 조성물은 물 중 실리카 0.5 중량％, 10 중량％ 질산철(III) 수용액 0.4143 중량％ (즉, 0.0017 M 질산철(III)) 및 말론산 320 ppm으로 구성되었고, pH는 2.3이었다. 조성물 1A (대조용)는 임의의 다른 성분을 함 유하지 않았다. 조성물 1B, 1C, 및 1D (비교용)는 추가로 각각 이미다졸 100 ppm, 500 ppm, 및 1000 ppm을 함유하였다. 이와 반대로, 조성물 1E 및 1F (본 발명)는 폴리비닐이미다졸을 각각 100 ppm 및 125 ppm 함유하였다.
편평한 텅스텐 웨이퍼를 43.3 ℃의 각 조성물에 5분 동안 침지시키고, 각 조성물에 대해 웨이퍼 두께의 변화를 측정하고 두께의 변화를 5로 나누어 텅스텐 정적 에칭 속도 (Å/분)를 측정하였다. 결과는 표 1에 요약된다.
텅스텐 에칭 속도
조성물 에칭 속도 (Å/분)
1A (대조용) 255.8
1B (비교용) 192.2
1C (비교용) 202.4
1D (비교용) 198.9
1E (본 발명) 161.5
1F (본 발명) 138.4
표 1에 기재된 데이터로부터 명백한 바와 같이, 각각 폴리비닐이미다졸 100 ppm 및 125 ppm을 함유한 조성물 1E 및 1F는 대조용 조성물, 즉 조성물 1A에 비해 정적 에칭 속도에서 각각 37 ％ 및 46 ％의 감소를 나타냈다. 각각 이미다졸 100 ppm, 500 ppm 및 1000 ppm을 함유하는 조성물 1B, 1C 및 1D는 대조용 조성물, 즉 조성물 1A에 비해 정적 에칭 속도에서 각각 25 ％, 21 ％ 및 22 ％의 감소를 나타냈다. 상기 결과는, 본 발명에 따른 텅스텐 에칭 억제제를 함유한 연마 조성물이 이미다졸을 함유한 조성물 및 대조용 조성물에 비해 유의하게 더 적은 정적 에칭을 나타냄을 입증한다.
실시예 2
본 실시예는 본 발명에 따른 연마 조성물에 대한 텅스텐 에칭 억제제의 첨가로 인한 패턴화된 텅스텐-함유 웨이퍼의 침식에 대한 효과를 입증한다.
시험 기판으로서 Ti/TiN 차단층에 의해 코팅된 패턴화된 이산화규소 상으로 오버레잉된 텅스텐을 포함하는 유사한 기판을 사용하였다. 패턴 내 트렌치의 너비는 2 마이크로미터이고, 트렌치 간의 이산화규소의 너비는 2 마이크로미터이고, 패턴 밀도는 50 ％였다. 시판 연마 도구를 사용하여 상기 조성물로 기판을 연마하였다. 연마 파라미터는 하기와 같다: 연마 서브-캐리어 압력 21.5 kPa (3.125 psi), 역압 21.5 kPa (3.125 psi), 테이블 속도 100 rpm, 캐리어 속도 55 rpm, 링 압력 19.0 kPa (2.77 psi), 연마 조성물 전달 속도 150 ml/분, 및 IC 1000 K-홈 (grooved)/수바 (Suba) IV 연마 패드를 사용한 외부 패드 컨디셔닝.
6종의 상이한 조성물 (조성물 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 및 2F)을 사용하여 기판을 화학-기계적으로 연마하였다. 각 조성물은 물 중 실리카 0.5 중량％, 10 중량％ 질산철(III) 수용액 0.4143 중량％ (즉, 0.0017 M 질산철(III)) 및 말론산 320 ppm으로 구성되고, pH는 2.3이었다. 조성물 2A (대조용)는 임의의 다른 성분을 함유하지 않았다. 조성물 2B (비교용)는 추가로 이미다졸 100 ppm을 함유하였다. 조성물 2C (본 발명)는 추가로 100 ppm의 폴리(1-비닐이미다졸)을 함유하였다. 조성물 2D (본 발명)는 추가로 70 ppm의 폴리(디메틸아민-코-에피클로로히드린)을 함유하였다. 조성물 2E (본 발명)는 추가로 100 ppm의 [비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]를 함유하였다. 조성물 2F (본 발명)는 추가로 100 ppm의 폴리(디알릴디메틸암모늄) 클로라이드를 함유하였다.
종말점에 더하여 20 ％ 과연마로 기판을 연마하였다. 기준물질로서 기판의 표면에 대해 평행한 평면을 사용하여, 패턴 내부의 산화물의 높이와 패턴의 외부의 산화물의 높이의 차이로서 침식을 측정하였다. 결과는 표 2에 요약된다.
침식 정도
조성물 침식 (Å)
2A (대조용) 277.4
2B (비교용) 376.8
2C (본 발명) -8
2D (본 발명) 34.6
2E (본 발명) 91.2
2F (본 발명) 49
표 2에 기재된 데이터로부터 명백한 바와 같이, 조성물 2B (비교용)는 대조용 조성물, 즉 조성물 2A에 비해 약 36 ％의 침식 증가를 나타냈다. 조성물 2C (본 발명)는 본질적으로 침식을 나타내지 않았다. 조성물 2D, 2E, 및 2F (본 발명)는 대조용 조성물, 즉 조성물 2A에 비해 각각 약 87 ％, 67 ％ 및 82 ％의 침식 감소를 나타냈다. 이 결과는, 본 발명에 따른 연마 조성물의 사용에 의해 텅스텐-함유 층의 침식이 실질적으로 감소될 수 있음을 입증한다.

Claims (27)

  1. (a) (i) 텅스텐 에칭제,
    (ii) 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리 또는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체, 공중합체 또는 중합체 블렌드이며, 1 ppm 내지 1000 ppm의 양으로 존재하는 텅스텐 에칭 억제제 및
    (iii) 물
    을 포함하는 화학-기계적 연마 조성물 및 연마 패드를 기판에 접촉시키는 단계,
    (b) 연마 패드와 기판 사이에 있는 연마 조성물과 함께 기판에 대해 연마 패드를 이동시키는 단계, 및
    (c) 기판의 적어도 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계
    를 포함하는, 텅스텐 함유 기판의 화학-기계적 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서, 텅스텐 에칭제가 철(III) 이온인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 질산철(III)이 철(III) 이온원인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 철(III) 이온이 0.0002 M 내지 0.4 M의 농도로 존재하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 폴리비닐이미다졸인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 폴리(1-비닐이미다졸)인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 디알킬아민-에피클로로히드린 공중합체인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 2,2'-디클로로디에틸 에테르와 비스[Ω-(N,N-디알킬)알킬]우레아의 공중합체인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 연마 조성물이 알루미나, 세리아, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 산화 금속 마모제를 추가로 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 산화 금속 마모제가 실리카인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 연마 조성물이 과-화합물을 추가로 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 과-화합물이 과산화수소인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 과산화수소가 연마 조성물 중에 0.1 중량％ 내지 10 중량％의 양으로 존재하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 연마 조성물의 pH가 1 내지 9인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 연마 조성물의 pH가 1 내지 6인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 연마 조성물의 pH가 1 내지 4인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 연마 조성물이 안정화제를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 안정화제가 유기산을 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 유기산이 말론산, 시트르산, 아디프산, 옥살산, 및 이의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 화학-기계적 연마 조성물이
    (a) 질산철(III) 0.0002 M 내지 0.4 M,
    (b) 폴리비닐이미다졸, 디메틸아민-에피클로로히드린 공중합체, 및 폴리[비 스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체 1 ppm 내지 1000 ppm,
    (c) 과산화수소,
    (d) 실리카, 및
    (e) 물
    을 포함하며, pH가 1 내지 6인 방법.
  21. (a) 철(III) 이온,
    (b) 하나 이상의 질소-함유 헤테로시클릭 고리 또는 3차 또는 4차 질소 원자를 포함하는 하나 이상의 반복 기를 포함하는 중합체, 공중합체 또는 중합체 블렌드이며, 1 ppm 내지 1000 ppm의 양으로 존재하는 텅스텐 에칭 억제제,
    (c) 실리카,
    (d) 말론산, 및
    (e) 물
    을 포함하는 화학-기계적 연마 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 폴리비닐이미다졸인 화학-기계적 연마 조성물.
  23. 제22항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 폴리(1-비닐이미다졸)인 화학-기계 적 연마 조성물.
  24. 제21항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 디알킬아민-에피클로로히드린 공중합체인 화학-기계적 연마 조성물.
  25. 제24항에 있어서, 텅스텐 에칭 억제제가 2,2'-디클로로디에틸 에테르와 비스[Ω-(N,N-디알킬)알킬]우레아의 공중합체인 화학-기계적 연마 조성물.
  26. 제21항에 있어서, 연마 조성물이 과-화합물을 추가로 포함하는 화학-기계적 연마 조성물.
  27. 제26항에 있어서, 과-화합물이 과산화수소인 화학-기계적 연마 조성물.
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MY (1) MY137631A (ko)
TW (1) TWI275448B (ko)
WO (1) WO2006009641A1 (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7582127B2 (en) * 2004-06-16 2009-09-01 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition for a tungsten-containing substrate
JP5026665B2 (ja) * 2004-10-15 2012-09-12 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法
US7504044B2 (en) 2004-11-05 2009-03-17 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition and method for high silicon nitride to silicon oxide removal rate ratios
US7531105B2 (en) * 2004-11-05 2009-05-12 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition and method for high silicon nitride to silicon oxide removal rate ratios
US7311856B2 (en) 2005-03-30 2007-12-25 Cabot Microelectronics Corporation Polymeric inhibitors for enhanced planarization
JP5180185B2 (ja) * 2006-03-31 2013-04-10 キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション 改良された平坦化のためのポリマー抑制剤
US20080020680A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Cabot Microelectronics Corporation Rate-enhanced CMP compositions for dielectric films
US8053287B2 (en) * 2006-09-29 2011-11-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for making multi-step photodiode junction structure for backside illuminated sensor
KR101279968B1 (ko) 2008-12-31 2013-07-17 제일모직주식회사 Ｃｍｐ 슬러리 조성물
JP5813921B2 (ja) * 2009-04-02 2015-11-17 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法
US8480920B2 (en) * 2009-04-02 2013-07-09 Jsr Corporation Chemical mechanical polishing aqueous dispersion, method of preparing the same, chemical mechanical polishing aqueous dispersion preparation kit, and chemical mechanical polishing method
JP5813922B2 (ja) * 2009-04-02 2015-11-17 Jsr株式会社 化学機械研磨用水系分散体および化学機械研磨方法
JP2010258418A (ja) * 2009-04-02 2010-11-11 Jsr Corp 化学機械研磨用水系分散体調製用キットおよび化学機械研磨用水系分散体の調製方法
EP2510538A4 (en) * 2009-12-11 2014-03-26 Advanced Tech Materials REMOVAL OF MASKING MATERIAL
JP5518523B2 (ja) * 2010-02-25 2014-06-11 富士フイルム株式会社 化学的機械的研磨液及び研磨方法
KR101335946B1 (ko) * 2011-08-16 2013-12-04 유비머트리얼즈주식회사 텅스텐 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물
KR20150008442A (ko) * 2012-05-07 2015-01-22 바스프 에스이 반도체 소자의 제조 방법
KR101409889B1 (ko) 2013-12-27 2014-06-19 유비머트리얼즈주식회사 연마 슬러리 및 이를 이용한 기판 연마 방법
US9303189B2 (en) 2014-03-11 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
US9303188B2 (en) * 2014-03-11 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
US9238754B2 (en) * 2014-03-11 2016-01-19 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten CMP
US9309442B2 (en) * 2014-03-21 2016-04-12 Cabot Microelectronics Corporation Composition for tungsten buffing
US9127187B1 (en) 2014-03-24 2015-09-08 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive tungsten CMP composition
US9303190B2 (en) 2014-03-24 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Mixed abrasive tungsten CMP composition
EP3143117B1 (en) 2014-05-13 2019-09-04 Basf Se Tin pull-back and cleaning composition
US10570313B2 (en) 2015-02-12 2020-02-25 Versum Materials Us, Llc Dishing reducing in tungsten chemical mechanical polishing
US9758697B2 (en) * 2015-03-05 2017-09-12 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing cationic polymer additive
WO2016170942A1 (ja) 2015-04-22 2016-10-27 Jsr株式会社 化学機械研磨用処理組成物、化学機械研磨方法および洗浄方法
JP2017061612A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 Jsr株式会社 化学機械研磨用組成物および化学機械研磨方法
JP6112329B1 (ja) * 2016-05-10 2017-04-12 Jsr株式会社 半導体洗浄用組成物および洗浄方法
KR20180061952A (ko) * 2016-11-30 2018-06-08 주식회사 케이씨텍 텅스텐 연마용 슬러리 조성물
US9984895B1 (en) * 2017-01-31 2018-05-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing method for tungsten
CN108080236B (zh) * 2017-11-30 2021-12-21 蚌埠青果科技服务有限公司 一种提升脱硫除尘器外壳耐腐蚀性能的方法
JP6962247B2 (ja) * 2018-03-14 2021-11-05 Jsr株式会社 半導体表面処理用組成物および半導体表面処理方法
US10815392B2 (en) 2018-05-03 2020-10-27 Rohm and Haas Electronic CMP Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing method for tungsten
US10597558B1 (en) 2018-10-20 2020-03-24 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing composition and method for tungsten
US10640681B1 (en) 2018-10-20 2020-05-05 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing composition and method for tungsten
CN113122140B (zh) * 2019-12-30 2024-05-03 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种化学机械抛光液
CN113122141A (zh) * 2019-12-30 2021-07-16 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种化学机械抛光液
WO2022224357A1 (ja) * 2021-04-20 2022-10-27 昭和電工マテリアルズ株式会社 Ｃｍｐ研磨液及び研磨方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980042755A (ko) * 1996-11-26 1998-08-17 마르타 앤 피네간 금속의 화학 기계적 연마에 유용한 조성물 및 슬러리
KR20020026947A (ko) * 1999-07-13 2002-04-12 도키와 후미카츠 연마액 조성물
JP2003183628A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Hitachi Chem Co Ltd 金属用研磨液及び研磨方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450224A (en) 1983-07-06 1984-05-22 Eastman Kodak Company Polymeric mordants
US4671851A (en) * 1985-10-28 1987-06-09 International Business Machines Corporation Method for removing protuberances at the surface of a semiconductor wafer using a chem-mech polishing technique
US4944836A (en) * 1985-10-28 1990-07-31 International Business Machines Corporation Chem-mech polishing method for producing coplanar metal/insulator films on a substrate
US5209816A (en) * 1992-06-04 1993-05-11 Micron Technology, Inc. Method of chemical mechanical polishing aluminum containing metal layers and slurry for chemical mechanical polishing
US5340370A (en) 1993-11-03 1994-08-23 Intel Corporation Slurries for chemical mechanical polishing
EP0852615B1 (en) 1996-07-25 2005-12-14 DuPont Air Products NanoMaterials L.L.C. Chemical mechanical polishing composition and process
US5876490A (en) * 1996-12-09 1999-03-02 International Business Machines Corporatin Polish process and slurry for planarization
DE69813508T2 (de) 1997-01-30 2003-11-13 Hitachi Chemical Co Ltd Fotoempfindliche harzzusammensetzungen, verfahren zur herstellung eines harzmusters, damit hergestellte elektronische vorrichtungen und verfahren zur deren herstellung
US6194317B1 (en) 1998-04-30 2001-02-27 3M Innovative Properties Company Method of planarizing the upper surface of a semiconductor wafer
US6083419A (en) 1997-07-28 2000-07-04 Cabot Corporation Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching
US6284151B1 (en) 1997-12-23 2001-09-04 International Business Machines Corporation Chemical mechanical polishing slurry for tungsten
US6063306A (en) 1998-06-26 2000-05-16 Cabot Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrate
US6217416B1 (en) 1998-06-26 2001-04-17 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrates
DE60031857T2 (de) 1999-06-18 2007-09-13 Hitachi Chemical Co., Ltd. Verwendung eines cmp schleifmittels
CA2378492A1 (en) 1999-07-07 2001-01-18 Cabot Microelectronics Corporation Cmp composition containing silane modified abrasive particles
US6361712B1 (en) 1999-10-15 2002-03-26 Arch Specialty Chemicals, Inc. Composition for selective etching of oxides over metals
JP4041252B2 (ja) * 1999-11-01 2008-01-30 株式会社東芝 化学機械研磨用粒子及び化学機械研磨用水系分散体
US6551935B1 (en) 2000-08-31 2003-04-22 Micron Technology, Inc. Slurry for use in polishing semiconductor device conductive structures that include copper and tungsten and polishing methods
JP3768401B2 (ja) 2000-11-24 2006-04-19 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 化学的機械的研磨用スラリー
CA2398423C (en) 2001-09-04 2009-11-10 Rohm And Haas Company Corrosion inhibiting compositions
CA2398425A1 (en) 2001-09-04 2003-03-04 Rohm And Haas Company Process for inhibiting metallic corrosion in aqueous systems
US7004819B2 (en) 2002-01-18 2006-02-28 Cabot Microelectronics Corporation CMP systems and methods utilizing amine-containing polymers
US6776810B1 (en) 2002-02-11 2004-08-17 Cabot Microelectronics Corporation Anionic abrasive particles treated with positively charged polyelectrolytes for CMP
JP2005518670A (ja) 2002-02-26 2005-06-23 アプライド　マテリアルズ　インコーポレイテッド 基板を研磨するための方法及び組成物
US20050079803A1 (en) * 2003-10-10 2005-04-14 Siddiqui Junaid Ahmed Chemical-mechanical planarization composition having PVNO and associated method for use
US20050211950A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 Cabot Microelectronics Corporation Chemical-mechanical polishing composition and method for using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980042755A (ko) * 1996-11-26 1998-08-17 마르타 앤 피네간 금속의 화학 기계적 연마에 유용한 조성물 및 슬러리
KR20020026947A (ko) * 1999-07-13 2002-04-12 도키와 후미카츠 연마액 조성물
JP2003183628A (ja) * 2001-12-17 2003-07-03 Hitachi Chem Co Ltd 金属用研磨液及び研磨方法

Also Published As

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US20050282391A1 (en) 2005-12-22

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