KR101178715B1 - 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 - Google Patents
금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101178715B1 KR101178715B1 KR1020080129110A KR20080129110A KR101178715B1 KR 101178715 B1 KR101178715 B1 KR 101178715B1 KR 1020080129110 A KR1020080129110 A KR 1020080129110A KR 20080129110 A KR20080129110 A KR 20080129110A KR 101178715 B1 KR101178715 B1 KR 101178715B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polishing
- slurry composition
- cmp slurry
- sulfonic acid
- metal
- Prior art date
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 5
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 23
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims abstract description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 4
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 claims description 3
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004343 Calcium peroxide Substances 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical group 0.000 claims description 3
- ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N barium peroxide Chemical compound [Ba+2].[O-][O-] ZJRXSAYFZMGQFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N calcium peroxide Chemical compound [Ca+2].[O-][O-] LHJQIRIGXXHNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000019402 calcium peroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 4
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 3
- -1 potassium ferricyanide Chemical compound 0.000 description 3
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000002081 peroxide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/04—Heavy metals
-
- 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
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- 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)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
본 발명은 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초순수, 연마제, 산화제, 및 부식 억제제를 포함하는 CMP 슬러리 조성물에 있어서, 상기 부식 억제제로 술폰산 또는 그 염을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 CMP 슬러리 조성물은 금속 배선 연마 시의 연마 속도를 어느 정도 유지하면서 금속 배선에 대한 에칭 속도를 감소시킬 수 있으므로, 연마 속도 및 연마 후 금속 표면 특성이 우수한 금속 배선 연마 공정에 유용하다.
금속 배선, CMP 슬러리, 부식 억제제, 술폰산 또는 그 염, 연마, 에칭, 표면 특성
Description
본 발명은 반도체 제조 공정 중 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정에 사용되는 슬러리 조성물에 관한 것이다. 그 중에서 텅스텐, 알루미늄, 구리 등과 같이, 연마 시 슬러리로 대상막을 부식, 에칭하는 방법으로 불필요한 부분을 제거하는 재료의 연마에 사용되는 슬러리 조성물에 관한 것이다.
CMP 공정은 반도체 웨이퍼 표면을 연마 패드에 접촉하여 오비탈 운동을 실시하면서 연마제와 각종 화합물들이 함유된 슬러리를 이용하여 평탄하게 연마하는 공정을 말한다. CMP 슬러리는 연마 대상에 따라 분류할 수 있으며, 절연층인 산화실리콘(SiO2) 등을 연마하는 산화막(oxides layer) 연마용 슬러리와 구리나 텅스텐, 알루미늄 층을 연마하는 금속 연마용 슬러리로 크게 분류할 수 있다.
금속은 CMP 슬러리 내에 포함되어 있는 산화제 혹은 에천트를 이용하여 표면을 부식시키면 제거가 용이한 상태의 화합물이 형성된다. 이 금속 화합물을 슬러리 에 함유된 금속 산화물 입자가 물리적으로 제거함으로써 광역적인 평탄화를 이룰 수 있다. 따라서 대상 물질의 신속한 제거를 위해서는 대상 금속에 대한 슬러리의 높은 부식 또는 에칭 효율이 중요하다. 그러나 한편으로 높은 부식 특성은 결함이 없는 소자의 형성에 악영향을 미칠 수도 있다. 예를 들어 금속은 반도체 소자 내에서 전자를 전달하는 전도성 배선물질로 사용되며, 일반적으로 절연막을 에칭하여 배선의 틀을 만들고 상부에서 대상 금속의 전구 물질을 도포함으로써 배선을 형성시킨다. 이 과정에서 배선의 중심 부분은 배선의 형상에 따라, 혹은 절연층과의 접착 특성에 따라 밀도가 다르게 증착되므로, CMP 공정 시 사용되는 슬러리의 화학적 부식성이 클 경우, 해당 부분이 심한 공격을 받게 되므로, 균일한 배선의 형성이 어려워진다. 따라서 성능이 좋은 금속 CMP 슬러리는 제거 대상이 되는 부분에는 연마가 쉬운 형태의 금속 산화물을 형성하고, 실제 배선 부분에는 치밀한 막을 형성하여 화학적 에칭을 방지하는 특성을 가져야 한다.
금속 CMP 슬러리에 첨가되는 산화제로는 과산화수소(H2O2), 페리시안화칼륨(K3Fe(CN)6), 과망간산칼륨(KMnO4), 질산제이철(Fe(NO3)3) 등이 사용될 수 있다. 상기 산화제중 과산화수소는 CMP 공정 후 웨이퍼에 금속 불순물을 남기지 않을 뿐만 아니라, 값이 저렴하고 사용 후 물과 산소로 분해시켜 처리하므로 유해 잔류 물질을 발생시키지 않는다. 따라서 금속용 CMP 슬러리로는 최적의 산화제라고 할 수 있다. 하지만 산화제로서 과산화수소 등 퍼옥사이드기를 가지는 산화 제를 사용할 경우 상기 화학적 에칭이 많아지는 현상이 발생하여 웨이퍼의 수율을 저하시킬 수 있으므로, 이에 대한 대책이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속 배선을 산화시키기 위하여 사용되는 산화제에 의한 과도한 화학적 에칭을 방지하기 위한 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물을 제공하고자 한다.
그러므로 본 발명에 의하면 초순수, 연마제, 산화제, 및 부식 억제제를 포함하는 CMP 슬러리 조성물에 있어서, 상기 부식 억제제로 술폰산 또는 그 염을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물이 제공된다.
상기 연마제로 실리카, 알루미나, 세리아, 지르코니아, 및 티타니아로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 금속 산화물을 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.01 ~ 15 중량%로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 산화제로 과산화수소, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소디움 퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 술폰산 또는 그 염은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
RSO3H
(R은 비치환 또는 할로겐으로 치환된 지방족 또는 방향족의 탄화수소이다.)
상기 술폰산 또는 그 염이 술폰산 또는 폴리비닐술폰산인 것을 특징으로 한다.
상기 술폰산 또는 그 염이 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.001 ~ 5 중량%로 사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물을 사용하여 텅스텐, 알루미늄, 구리 중에서 선택된 1종 이상의 금속 배선을 연마하는 방법이 제공된다.
본 발명의 CMP 슬러리 조성물은 금속 배선 연마 시의 연마 속도를 어느 정도 유지하면서 금속 배선에 대한 에칭 속도를 감소시킬 수 있으므로, 연마 속도 및 연마 후 금속 표면 특성이 우수한 금속 배선 연마 공정에 유용하다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 초순수, 연마제, 산화제, 및 부식 억제제를 포함하는 CMP 슬러리 조성물에 있어서, 상기 부식 억제제로 술폰산 또는 그 염을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물을 제공한다.
상기 연마제는 실리카, 알루미나, 세리아, 지르코니아, 및 티타니아로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 금속 산화물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 금속 산화물은 슬러리 조성물의 분산 안정성, 연마 속도, 피연마물의 표면 특성 측면에서 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.01 ~ 15 중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 0.1 ~ 10 중량%로 사용되는 것이 보다 바람직하며, 1 ~ 5 중량%로 사용되는 것이 가장 바람직하다.
상기 산화제는 과산화 화합물로서 과산화수소, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소디움 퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 산화제인 것이 바람직하며, 산화력과 슬러리의 분산 안정성 측면에서 과산화수소가 가장 바람직하다. 상기 산화제는 연마 속도, 피연마물의 표면 특성 측면에서 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 0.5 ~ 5 중량%로 사용되는 것이 보다 바람직하며, 1 ~ 3 중량%로 사용되는 것이 가장 바람직하다.
상기 술폰산 또는 그 염은 부식 억제제로 사용되는 것으로, 상기 술폰산은 RSO3H로 표시되며, 상기 식에서 R은 지방족 또는 방향족의 탄화수소이거나 지방족 또는 방향족 탄화수소의 수소가 할로겐 원소로 치환된 것일 수 있다. 과산화수소 등의 과산화 화합물을 산화제로 사용할 경우 금속 배선에 과도한 에칭으로 인해 디싱(Dishing)이나 이로전(Erosion) 등 반도체 수율 저하에 영향을 미치는 피연마물의 표면 특성이 나빠지게 된다. 상기 술폰산 또는 그 염을 부식 억제제로 사용할 경우 금속 배선에 대한 에칭 속도를 감소시켜 반도체 수율을 향상시킬 수 있다. 상기 술폰산 또는 그 염은 연마 속도, 피연마물의 표면 특성 측면에서 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.001 ~ 5 중량%로 사용되는 것이 바람직하며, 0.005 ~ 3 중량%로 사용되는 것이 보다 바람직하며, 0.01 ~ 1 중량%로 사용되는 것이 가장 바람직하다.
본 발명의 슬러리 조성물에는 킬레이팅 에이전트, 금속 산화제, 및 pH 조절제 등 기타의 슬러리 연마 성능을 향상 시킬 수 있는 물질이 추가로 사용될 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예들은 예시적 의미를 지니며 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것은 아니다.
[실시예 1]
부식 방지제로서 술폰산을 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.05 중량%가 되도록 퓸드 실리카가 3 중량%로 분산되어 있는 현탁액에 첨가하고, 산화제인 과산화수소를 2 중량%로 첨가하여 CMP 슬러리 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
술폰산 대신 폴리비닐술폰산을 0.2 중량%로 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 CMP 슬러리 조성물을 제조하였다.
[비교예 1]
술폰산을 첨가하지 않은 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 CMP 슬러리 조성물을 제조하였다.
[비교예 2]
술폰산 대신 벤조트리아졸을 술폰산과 같은 함량으로 사용한 것을 제외하고 제조예 1과 동일한 방법으로 CMP 슬러리 조성물을 제조하였다.
[시험예 1]
하기 연마 대상에 대하여 상기 제조예 또는 비교 제조예에서 제조된 CMP 슬러리 조성물을 사용하고 하기 연마 조건에서 1분간 연마를 실시하였다. 이후, 텅스텐 및 절연층에 대한 연마 속도와 에칭 속도를 측정하였다. 에칭 속도는 상기 CMP 슬러리 조성물에 텅스텐 웨이퍼를 30분간 담근 후 초순수로 세정하고 건조하여 텅스텐 웨이퍼의 남아있는 두께를 측정하여 분당 에칭 속도를 계산하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
o 연마기 모델: UniPla-211(세미콘 테크)
o 연마조건
- 패드 타입: IC1400/SubaⅣ Stacked(로델 사)
- 헤드 속도: 100rpm
- 평탄 속도: 24rpm
- 압력: 2.8psi
[시험예 2]
상기 제조예 및 비교 제조예에서 제조된 슬러리 조성물에 대하여 패턴 웨이퍼 연마를 실시하였다. 패턴 웨이퍼는 절연층 2500Å 위에 텅스텐 층이 4000Å로 도포된 웨이퍼를 사용하였고, 텅스텐 막질 제거 시간, 이로전, 및 디싱을 측정하였다. 이로전 측정은 0.25㎛, 20% 패턴 밀도에서 측정하였고 디싱은 25㎛에서 측정하였다. 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 결과로부터 본 발명의 CMP 슬러리 조성물은 텅스텐 제거 시간은 어느 정도 유지하면서, 이로전과 디싱이 감소된, 우수한 연마 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
Claims (7)
- 초순수, 연마제, 산화제, 및 부식 억제제를 포함하는 CMP 슬러리 조성물에 있어서, 상기 부식 억제제로 술폰산 또는 그 염을 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 연마제로 실리카, 알루미나, 세리아, 지르코니아, 및 티타니아로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이상의 금속 산화물을 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.01 ~ 15 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 산화제로 과산화수소, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소디움 퍼옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.1 ~ 10 중량%로 사용하는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 술폰산 또는 그 염은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물.[화학식 1]RSO3H(R은 비치환 또는 할로겐으로 치환된 지방족 또는 방향족의 탄화수소이다.)
- 제 4항에 있어서, 상기 술폰산 또는 그 염이 술폰산 또는 폴리비닐술폰산인 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 술폰산 또는 그 염이 전체 CMP 슬러리 조성물에 대하여 0.001 ~ 5 중량%로 사용되는 것을 특징으로 하는 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항의 금속 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물을 사용하여 텅스텐, 알루미늄, 구리 중에서 선택된 1종 이상의 금속 배선을 연마하는 방법.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080129110A KR101178715B1 (ko) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080129110A KR101178715B1 (ko) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100070530A KR20100070530A (ko) | 2010-06-28 |
KR101178715B1 true KR101178715B1 (ko) | 2012-08-31 |
Family
ID=42368266
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080129110A KR101178715B1 (ko) | 2008-12-18 | 2008-12-18 | 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101178715B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101682085B1 (ko) * | 2015-07-09 | 2016-12-02 | 주식회사 케이씨텍 | 텅스텐 연마용 슬러리 조성물 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100442873B1 (ko) | 2002-02-28 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 화학적 기계적 폴리싱 슬러리 및 이를 사용한 화학적기계적 폴리싱 방법 |
-
2008
- 2008-12-18 KR KR1020080129110A patent/KR101178715B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100442873B1 (ko) | 2002-02-28 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 화학적 기계적 폴리싱 슬러리 및 이를 사용한 화학적기계적 폴리싱 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100070530A (ko) | 2010-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4044287B2 (ja) | 銅/タンタル基体に有用な化学的機械研磨スラリー | |
US6063306A (en) | Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrate | |
JP6128161B2 (ja) | 基板をケミカルメカニカルポリッシングする方法 | |
JP5539934B2 (ja) | 銅基材に有益な化学機械的研磨スラリー | |
JP6595227B2 (ja) | ケミカルメカニカルポリッシング組成物及びタングステン研磨法 | |
JP2006506809A (ja) | スルホン化両性剤を使用した銅の化学的機械的研磨溶液 | |
WO2007146065A1 (en) | Compositions and methods for polishing silicon nitride materials | |
JP2011082537A (ja) | 化学機械研磨用研磨剤 | |
JP2006060205A (ja) | スラリー組成物、その製造方法、及びこれを用いた加工物の研磨方法 | |
JP2010153853A (ja) | ケミカルメカニカル研磨組成物およびそれに関する方法 | |
US20080148652A1 (en) | Compositions for chemical mechanical planarization of copper | |
US20080020578A1 (en) | Composition for Chemical-Mechanical Polishing (Cmp) | |
TW201309787A (zh) | 一種鎢研磨用cmp漿料組合物 | |
TWI294456B (ko) | ||
KR101279962B1 (ko) | 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 | |
KR101279966B1 (ko) | 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법 | |
KR101178715B1 (ko) | 금속 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 | |
JP2001148360A (ja) | 化学及び機械的研磨用スラリー及びこれを利用した化学及び機械的研磨方法 | |
KR101238773B1 (ko) | 구리 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물 | |
US10066127B2 (en) | Composition for chemical mechanical polishing and method for reducing chemical mechanical polishing surface defects | |
KR100970094B1 (ko) | 구리 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용한연마 방법 | |
KR101178719B1 (ko) | 구리 배선 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법 | |
JP4684121B2 (ja) | 化学機械研磨用研磨剤及び基板の研磨法 | |
KR20240033881A (ko) | 선택적 연마특성이 향상된 실리콘관통전극의 구리 연마용 슬러리 조성물 | |
KR100772925B1 (ko) | 구리 다마신 공정용 화학 기계적 연마 슬러리 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150721 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160721 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170720 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180718 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190801 Year of fee payment: 8 |