KR101465603B1 - Cmp slurry composition for polishing copper barrier layer and polishing method using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법에 관한 것으로서, 산성 영역에서도 구리막에 대한 우수한 연마율을 나타내면서도, 다른 박막들과의 연마 선택비를 자유롭게 조절할 수 있고, 연마 과정에서 연마 대상막에 디싱, 부식 또는 스크래치 등이 발생하는 것을 억제해 상기 연마 대상막의 표면 상태를 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 상기 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물 및 CMP 방법을 통해, 신뢰성 및 특성이 우수한 반도체 디바이스의 구리 배선층 등을 보다 효율적으로 형성할 수 있으므로, 고성능의 반도체 디바이스를 얻는데 크게 기여할 수 있다.The present invention relates to a CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer and a polishing method using the same, which can freely control the polishing selectivity with other thin films while exhibiting an excellent polishing rate against a copper film in an acidic region, The occurrence of dishing, corrosion or scratches on the film to be polished can be suppressed and the surface condition of the film to be polished can be kept excellent. Therefore, the copper wiring layer or the like of the semiconductor device having excellent reliability and characteristics can be formed more efficiently through the CMP slurry composition for polishing the copper barrier layer and the CMP method, so that it can contribute greatly to obtaining a high-performance semiconductor device.
Description
본 발명은 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer and a polishing method using the same.
최근, 반도체집적회로(large scale integration; LSI)의 고집적화, 고성능화에 따라 새로운 미세 가공 기술이 개발되고 있다. 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 방법도 그 중 하나이고, LSI 제조 공정, 특히 다층 배선 형성 공정에 있어서 층간 절연막의 평탄화, 금속 플러그 형성 및 매립 배선 형성 등에 있어서 빈번하게 이용되는 기술이다. 또한, 최근에는 LSI를 고성능화하기 위해서 배선 재료로서 구리 또는 구리 합금이 사용되고 있다. 그러나, 구리 또는 구리 합금은 종래의 알루미늄 합금 배선의 형성에 빈번하게 사용된 드라이 에칭 방법에 의한 미세가공이 곤란하다. 따라서, 미리 홈이 형성되어 있는 절연막 상에 구리 또는 구리 합금 박막을 퇴적하여 매립하고, 홈 부분 이외의 구리 또는 구리 합금의 박막을 CMP에 의해 제거하여 매립 배선을 형성하는, 다마신(Damascene) 방법이 주로 이용되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, a new microfabrication technique has been developed in accordance with the high integration and high performance of a large scale integration (LSI). One of them is a chemical mechanical polishing (CMP) method, which is frequently used in planarization of an interlayer insulating film, formation of a metal plug, and buried wiring in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process. In recent years, copper or a copper alloy has been used as a wiring material in order to improve the performance of the LSI. However, copper or copper alloy is difficult to micro-process by the dry etching method which is frequently used in the formation of conventional aluminum alloy wiring. Therefore, a Damascene method (hereinafter referred to as a " Damascene method ") in which a copper or copper alloy thin film is deposited and buried on an insulating film on which a trench is formed in advance and a thin film of copper or a copper alloy other than the trench is removed by CMP Is mainly used.
일반적으로 구리 또는 구리 합금의 배선 형성이나 텅스텐 등의 플러그 배선의 형성과 같은 금속 매립 형성에 있어서, 금속 막질에 대해 높은 연마량을 갖는 1차 연마 슬러리를 사용하여 대부분의 금속 막질을 제거하고, 금속 매립 부분과 유전막에 대해서 동등한 연마속도를 갖는 2차 연마 슬러리를 사용함으로써 디싱(dishing)과 부식(erosion) 등의 표면 결함이 발생하는 문제가 있다.
In general, most of the metal film quality is removed by using a primary polishing slurry having a high polishing amount with respect to the metal film quality in forming a wiring of copper or a copper alloy or forming a plug wiring such as tungsten, There is a problem that surface defects such as dishing and erosion are generated by using a secondary polishing slurry having an equivalent polishing rate for the buried portion and the dielectric film.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 산성 영역에서 구리막에 대한 우수한 연마율 및 연마 속도를 가지며, 다른 박막과의 연마 선택비를 자유롭게 조절할 수 있고, 연마 후 구리막의 표면 상태를 우수하게 유지할 수 있는 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법을 제공하고자 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and has an object of providing a copper film having excellent polishing rate and polishing rate in an acidic region, capable of freely adjusting polishing selectivity with other thin films, And a polishing method using the CMP slurry composition.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 제1 측면에 따른 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물은, 카르복실-아미노 그룹을 포함하는 구리 착화제; 연마조절제; 부식방지제; 연마입자; 및 산화제;를 포함하는 슬러리 조성물로서, 상기 슬러리 조성물의 pH는 산성인 것이다.A CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer according to the first aspect of the present invention comprises a copper complexing agent containing a carboxyl-amino group; Abrasive modifiers; Corrosion inhibitors; Abrasive particles; And an oxidizing agent, wherein the pH of the slurry composition is acidic.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 구리 착화제는, 지방족 아미노산, 하이드록실기를 포함하는 비방향족 아미노산, 황을 포함하는 아미노산, 산성 아미노산, 염기성 아미노산, 방향족 아미노산 및 이미노산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 구리 착화제는, 예를 들어, 글라이신, 세린, 아스파라긴, 글루타민 및 아르기닌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the copper complexing agent is at least one selected from the group consisting of an aliphatic amino acid, a nonaromatic amino acid including a hydroxyl group, an amino acid containing sulfur, an acidic amino acid, a basic amino acid, And may include any one of them. Specifically, the copper complexing agent may include, but is not limited to, at least one selected from the group consisting of glycine, serine, asparagine, glutamine and arginine.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 구리 착화제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 2 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마조절제는, 에틸렌 디아민 테트라 아세트산, 시스테인, 글루타릭산 및 피멜산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the copper complexing agent may be 0.01 wt% to 2 wt% of the slurry composition, but is not limited thereto. According to one aspect of the present invention, the polishing modifier is ethylenediamine tetra But is not limited to, at least one selected from the group consisting of acetic acid, cysteine, glutaric acid, and pimelic acid.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마조절제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the polishing regulator may be 0.1 wt% to 5 wt% of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 부식방지제는, 벤조트리아졸(BTA), 1,2,4-트리아졸, 5-아미노테트라졸(ATA), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 3-아미노1,2,4 트리아졸, 톨리 트리아졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 3-아미노-5-메틸-4H-1,2,4 트리아졸, K-소베이트, 2-아미노피리미다인(2-aminopyrimidine), 하이드록시 큐이노라인(hydroxy quinoline), N-페닐-1,4-페닐렌아민(N-phenyl-1,4-phenleneamine), 헥실 벤조트리아졸(Hexyl-benzotriazole), 및 폴리파이롤(Polypyrrole)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the corrosion inhibitor is selected from the group consisting of benzotriazole (BTA), 1,2,4-triazole, 5-aminotetrazole (ATA) Tetraazole, 5-phenyl-1H-tetrazole, 3-amino-5-methyl-4H-1,2,4 triazole, K-sowate, 2-aminopyrimidine 2-aminopyrimidine, hydroxy quinoline, N-phenyl-1,4-phenyleneamine, hexyl-benzotriazole, and poly But is not limited to, at least one selected from the group consisting of polypyrrole.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 부식방지제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 0.5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the corrosion inhibitor may be 0.01% to 0.5% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 콜로이달 세리아 입자, 세리아 입자, 실리카 입자, 알루미나 입자, 지르코니아 입자 및 티타니아 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자 및 폴리이미드 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 상기 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains include metal oxide grains comprising at least one selected from the group consisting of colloidal ceria particles, ceria particles, silica particles, alumina particles, zirconia particles and titania particles; Organic particles comprising at least any one selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles and polyimide particles; And organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and the organic particles. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains may be 0.1 wt% to 10 wt% of the slurry composition, but are not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 큰 연마입자와 작은 연마입자가 혼합되어 있으며, 작은 연마입자 사이즈가 큰 입자 사이즈 대비 30% 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains are mixed with large abrasive grains and small abrasive grains, and the small abrasive grains may be 30% or less of the large grain size, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기의 큰 연마입자와 상기 작은 연마입자의 중량비가 1:9 내지 9:1인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the weight ratio of the large abrasive grains to the small abrasive grains may be 1: 9 to 9: 1, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 산화제는, 과산화수소, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소듐 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the oxidizing agent may include at least any one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, ammonium peroxodisulfate, benzoyl peroxide, calcium peroxide, barium peroxide and sodium peroxide, It is not.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, it may be from 0.01% to 5% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 슬러리 조성물은, 폴리아크릴산, 폴리메타아크릴산, 폴리아크릴산/스티렌 공중합체 및 이들의 염들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 분산제를 더 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the slurry composition may further comprise a dispersant containing at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylic acid / styrene copolymer, and salts thereof, But is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 분산제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 1.0 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the dispersant may be 0.001 wt% to 1.0 wt% of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 슬러리 조성물은, pH가 2 내지 5인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the slurry composition may have a pH of 2 to 5, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 슬러리 조성물은, 무기산을 포함하는 pH 조절제를 더 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the slurry composition may further include a pH adjusting agent including an inorganic acid, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 pH 조절제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 0.1 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the pH adjusting agent may be 0.01% by weight to 0.1% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 대상막은 구리 함유막을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the polishing target film may include, but is not limited to, a copper-containing film.
본 발명의 제2 측면에 따른 구리 배리어층을 연마하는 방법은, 상기 제1 측면에 따른 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물을 이용한다.
The method for polishing the copper barrier layer according to the second aspect of the present invention uses the CMP slurry composition for polishing the copper barrier layer according to the first aspect.
본 발명에 따르면 산성 역역에서도 구리막에 대한 우수한 연마율을 나타내면서도, 다른 박막들과의 연마 선택비를 자유롭게 조절할 수 있고, 연마 과정에서 연마 대상막에 디싱, 부식 또는 스크래치 등이 발생하는 것을 억제해 상기 연마 대상막의 표면 상태를 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 상기 슬러리 조성물 및 CMP 방법을 통해, 신뢰성 및 특성이 우수한 반도체 디바이스의 구리 배선층 등을 보다 효율적으로 형성할 수 있으므로, 고성능의 반도체 디바이스를 얻는데 크게 기여할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to freely control the polishing selectivity ratio with respect to other thin films while exhibiting an excellent polishing rate against the copper film even in the acidic region, and to suppress the occurrence of dishing, corrosion or scratches in the polishing target film in the polishing process The surface state of the film to be polished can be maintained excellent. Therefore, through the slurry composition and the CMP method, a copper wiring layer or the like of a semiconductor device having excellent reliability and characteristics can be formed more efficiently, which can greatly contribute to obtaining a high-performance semiconductor device.
도 1은 본 발명의 0.1 중량%, 0.2 중량% 및 0.3 중량%의 산화제 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리를 이용한 구리막에 대한 연마율 그래프이다.
도 2는 본 발명의 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3 및 8:2의 큰 연마 입자 대비 작은 연마 입자 크기비에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리를 이용한 구리막에 대한 연마율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 0, 0.20 중량%, 0.30 중량% 및 0.40 중량%의 부식방지제 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물을 이용한 구리 및 탄탈륨 연마율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 부식방지제(BTA, ATA)에 대하여 산화제의 중량%를 변화시키면서 구리층의 연마율을 나타낸 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a graph of polishing rate for a copper film using a CMP slurry for copper barrier layer polishing according to an oxidizing agent content of 0.1 wt%, 0.2 wt% and 0.3 wt% of the present invention.
2 is a graph showing the results obtained by using the CMP slurry for polishing the copper barrier layer according to the small abrasive grain size ratio of 2: 8, 4: 6, 5: 5, 6: 4, 7: 3 and 8: And a polishing rate for the copper film.
3 is a graph showing the copper and tantalum polishing rates using the CMP slurry composition for copper barrier layer polishing according to the corrosion inhibitor contents of 0, 0.20 wt%, 0.30 wt%, and 0.40 wt% of the present invention.
4 is a graph showing the polishing rate of the copper layer while changing the weight percentage of the oxidizing agent with respect to the corrosion inhibitor (BTA, ATA) of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a member is located on another member, it includes not only when a member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명의 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, a CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer of the present invention will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.
본 발명의 제1 측면에 따른 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물 (이하, '슬러리 조성물' 이라고 함)은, 카르복실-아미노 그룹을 포함하는 구리 착화제; 연마조절제; 부식방지제; 연마입자; 및 산화제;를 포함는 슬러리 조성물로서, 상기 슬러리 조성물의 pH는 산성인 것이다.A CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer (hereinafter referred to as a 'slurry composition') according to the first aspect of the present invention comprises a copper complexing agent containing a carboxyl-amino group; Abrasive modifiers; Corrosion inhibitors; Abrasive particles; And an oxidizing agent, wherein the pH of the slurry composition is acidic.
상기 카르복실-아미노 그룹을 포함하는 구리 착화제는 단차가 높은 지역에 많이 생성되는 구리 2가 이온과 결합하여 하나의 착화물을 형성하여 구리 2가 이온이 구리막에 재증착되는 것을 억제할 수 있으며, 단차가 낮은 지역은 착화제 중의 ?H 및 ?-기가 금속 이온들과 결합하여 보호막을 형성함으로써 에칭 속도를 낮추고 금속막의 디싱 문제를 방지한다.The copper complexing agent containing the carboxyl-amino group may combine with copper divalent ions generated in a region having a high step height to form a single complex to inhibit redeposition of copper divalent ions to the copper layer And low-level regions combine with the? H and? -Gas metal ions in the complexing agent to form a protective film, thereby lowering the etching rate and preventing the problem of dishing of the metal film.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 구리 착화제는, 지방족 아미노산, 하이드록실기를 포함하는 비방향족 아미노산, 황을 포함하는 아미노산, 산성 아미노산, 염기성 아미노산, 방향족 아미노산 및 이미노산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 구리 착화제는, 예를 들어, 글라이신, 세린, 아스파라긴, 글루타민 및 아르기닌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the copper complexing agent is at least one selected from the group consisting of an aliphatic amino acid, a nonaromatic amino acid including a hydroxyl group, an amino acid containing sulfur, an acidic amino acid, a basic amino acid, But it is not limited thereto. Specifically, the copper complexing agent may include, but is not limited to, at least one selected from the group consisting of glycine, serine, asparagine, glutamine and arginine.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 구리 착화제는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 2 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the copper complexing agent may be from about 0.01% to about 2% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto.
상기 구리 착화제가 이러한 함량으로 포함됨에 따라, 상기 연마 대상막의 연마 속도를 최적화하면서도, 연마된 후의 연마 대상막 표면에 디싱 또는 부식 등이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 상기 구리 착화제가 지나치게 큰 함량으로 포함되는 경우, 연마 대상막의 표면에 부식 등이 발생할 수 있고, 상기 연마 대상막의 균일도, 즉, WIWNU(Within Wafer Non-Uniformity)가 악화될 수 있다.As the copper complexing agent is contained in such an amount, it is possible to reduce the occurrence of dishing or corrosion on the polished surface of the polished film while optimizing the polishing rate of the polished film. If the copper complexing agent is contained in an excessively large content, corrosion may occur on the surface of the film to be polished, and the uniformity of the film to be polished, that is, WIWNU (In Wafer Non-Uniformity) may deteriorate.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마조절제는, 에틸렌 디아민 테트라 아세트산, 시스테인, 글루타릭산 및 피멜산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the polishing regulator may include at least one selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid, cysteine, glutaric acid, and pimelic acid, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마조절제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연마조절제가 약 0.1 중량% 미만인 경우, 배리어막의 연마율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있고, 상기 연마조절제가 약 5 중량% 초과인 경우, 구리막과 배리어막의 연마율이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the polishing regulator may be 0.1 wt% to 5 wt% of the slurry composition, but is not limited thereto. If the polishing regulator is less than about 0.1 wt%, the polishing rate of the barrier film may be lowered. If the polishing regulator is more than about 5 wt%, the polishing rate of the copper film and the barrier film may increase have.
상기 부식방지제는 연마 대상막의 움푹 패인 부분에서 이러한 연마 대상막이 구리 착화제 등에 의한 지나친 화학적 공격을 받는 것을 억제하여 디싱 등이 발생하는 것을 막기 위해 첨가되는 성분이다.The corrosion inhibitor is a component added to prevent such a polishing target film from being subjected to excessive chemical attack by a copper complexing agent or the like to prevent dishing or the like from occurring at the recessed portion of the film to be polished.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 부식방지제는, 벤조트리아졸(BTA), 1,2,4-트리아졸, 5-아미노테트라졸(ATA), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 3-아미노1,2,4 트리아졸, 톨리 트리아졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 3-아미노-5-메틸-4H-1,2,4 트리아졸, K-소베이트, 2-아미노피리미다인(2-aminopyrimidine), 하이드록시 큐이노라인(hydroxy quinoline), N-페닐-1,4-페닐렌아민(N-phenyl-1,4-phenleneamine), 헥실 벤조트리아졸(Hexyl-benzotriazole) 및 폴리파이롤(Polypyrrole)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the corrosion inhibitor is selected from the group consisting of benzotriazole (BTA), 1,2,4-triazole, 5-aminotetrazole (ATA) Tetraazole, 5-phenyl-1H-tetrazole, 3-amino-5-methyl-4H-1,2,4 triazole, K-sowate, 2-aminopyrimidine 2-aminopyrimidine, hydroxy quinoline, N-phenyl-1,4-phenyleneamine, hexyl-benzotriazole and polypyridines. But is not limited to, at least one selected from the group consisting of polypyrrole.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 부식방지제는, 부식 억제 효과, 연마 속도 및 슬러리 조성물의 저장 안정성 측면에서 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 0.5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 부식방지제가 약 0.01 중량% 미만인 경우, 구리막의 연마제어가 불가능하여 디싱 문제가 발생할 수 있고, 상기 부식방지제가 약 0.5 중량% 초과인 경우, 구리막의 연마가 낮아지고 유기물 잔유물(residue)이 남는 문제가 발생할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the corrosion inhibitor may be from about 0.01% to about 0.5% by weight of the slurry composition in terms of corrosion inhibiting effect, polishing rate and storage stability of the slurry composition, but is not limited thereto. If the corrosion inhibitor is less than about 0.01 wt%, the polishing of the copper film is not possible and dishing problems may occur. If the corrosion inhibitor is more than about 0.5 wt%, the polishing of the copper film is lowered and the organic residue remains Problems can arise.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 콜로이달 세리아 입자, 세리아 입자, 실리카 입자, 알루미나 입자, 지르코니아 입자 및 티타니아 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자 및 폴리이미드 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 상기 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains include metal oxide grains comprising at least one selected from the group consisting of colloidal ceria particles, ceria particles, silica particles, alumina particles, zirconia particles and titania particles; Organic particles comprising at least any one selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles and polyimide particles; And organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and the organic particles. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 1차 입자의 크기가 약 1 nm 내지 약 100 nm 이고, 2차 입자의 크기가 약 30 nm 내지 약 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연마 슬러리 중 1차 입자의 평균 크기에 있어서, 액상에서 합성하기 때문에 입자 균일성을 확보하기 위해서 100 nm 이하이어야 하며, 1 nm 미만일 경우에는 연마율이 저하되는 문제점이 있을 수 있다. 본 발명의 연마입자는 연마율 조절과 디싱 및 부식을 감소시키기 위하여 크기가 다른 입자를 혼합하여 사용할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the abrasive particles may have a primary particle size of about 1 nm to about 100 nm and a secondary particle size of about 30 nm to about 300 nm, but are not limited thereto . The average size of primary particles in the polishing slurry should be 100 nm or less in order to ensure uniformity of particles in a liquid phase. If the average primary particle size is less than 1 nm, the polishing rate may decrease. The abrasive particles of the present invention can be used by mixing particles having different sizes in order to reduce polishing rate and reduce dishing and corrosion.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.1 중량% 내지 약 10중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연마입자가 약 0.1 중량% 미만인 경우 산화막 연마 속도가 감소되며, 약 10 중량% 초과일 경우에는, 연마입자에 의한 결함 발생이 우려된다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains may be from about 0.1% to about 10% by weight of the slurry composition, but are not limited thereto. When the abrasive grains are less than about 0.1 wt%, the polishing rate of the oxide film is decreased. When the abrasive grains are more than about 10 wt%, there is a fear of occurrence of defects due to abrasive grains.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마입자는, 큰 연마입자와 작은 연마입자가 혼합되어 있으며, 작은 연마입자 사이즈가 큰 입자 사이즈 대비 30% 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains are mixed with large abrasive grains and small abrasive grains, and the small abrasive grains may be 30% or less of the large grain size, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기의 큰 연마입자와 상기 작은 연마입자의 중량비가 1:9 내지 9:1인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the weight ratio of the large abrasive grains to the small abrasive grains may be 1: 9 to 9: 1, but is not limited thereto.
상기 산화제는 연마 대상막, 예를 들어, 구리막을 산화시켜 산화막을 형성하는 작용을 하며, 이러한 산화막을 슬러리 조성물의 물리적, 화학적 연마 작용에 의해 제거함으로써 상기 연마 대상막에 대한 CMP 연마가 진행된다.The oxidizing agent functions to oxidize a film to be polished, for example, a copper film to form an oxide film. The oxide film is removed by the physical and chemical polishing action of the slurry composition, whereby CMP polishing for the film to be polished proceeds.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 산화제는, 과산화수소, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소듐 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the oxidizing agent may include at least any one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, ammonium peroxodisulfate, benzoyl peroxide, calcium peroxide, barium peroxide and sodium peroxide, It is not.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 산화제는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the oxidant may be from about 0.01% to about 5% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto.
상기 산화제의 함량이 약 0.01 중량% 미만인 경우에는 상기 연마 대상막에 대한 연마 속도가 저하될 수 있고, 상기 산화제의 함량이 약 5 중량% 초과인 경우에는 상기 연마 대상막 표면의 산화막이 하드(hard)해져서 연마가 이루어지지 않고 산화막이 성장하여 구리막의 특성을 저하시킬 수 있다. If the content of the oxidizing agent is less than about 0.01% by weight, the polishing rate for the film to be polished may be lowered. If the content of the oxidizing agent is greater than about 5% by weight, ), Polishing is not performed, and an oxide film is grown, which may deteriorate the characteristics of the copper film.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 슬러리 조성물은 질산(HNO3), 염산(HCl) 및 황산(H2SO4)으로 이루어진 강산제 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 무기산을 포함하는pH 조절제를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. According to one aspect of the present invention, the slurry composition further comprises a pH adjusting agent comprising at least one inorganic acid selected from the group consisting of nitric acid (HNO 3 ), hydrochloric acid (HCl) and sulfuric acid (H 2 SO 4 ) But is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 pH 조절제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01중량% 내지 0.1 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 산성 pH 조절제에 의하여, 상기 슬러리 조성물은, pH가 약 2 내지 약 5의 산성인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the pH adjusting agent may be 0.01% by weight to 0.1% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto. With the acidic pH adjusting agent, the slurry composition may be acidic, such as, but not limited to, an acid having a pH of about 2 to about 5.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 대상막은 구리 함유막을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the polishing target film may include, but is not limited to, a copper-containing film.
또한, 상기 슬러리 조성물은, 구리 함유막과 같은 연마 대상막에 대해 상술한 높은 연마율을 유지하면서도 다른 박막, 예를 들어, 배리어막으로 사용되는 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo), 코발트(Co) 및 금(Au)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 박막 또는 반도체 소자의 절연막으로 사용되는 산화막에 대해 낮은 연마율을 나타낸다. 이에 따라, 상기 슬러리 조성물은 연마 대상막과 다른 박막 간의 우수한 연마 선택비도 나타낼 수 있다.
Further, the slurry composition can be used for other thin films, for example, titanium (Ti), tantalum (Ta), ruthenium (Ru) used as a barrier film, ), Molybdenum (Mo), cobalt (Co), and gold (Au), and exhibits a low polishing rate for an oxide film used as an insulating film of a semiconductor device. Thus, the slurry composition can exhibit excellent polishing selectivity between the polishing target film and another thin film.
본 발명의 제2 측면에 따른 구리 배리어층을 연마하는 방법은, 상기 제1 측면에 따른 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물을 이용한다.
The method for polishing the copper barrier layer according to the second aspect of the present invention uses the CMP slurry composition for polishing the copper barrier layer according to the first aspect.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
[연마 조건 1] [Polishing condition 1]
1. 연마 장비: 1 인치용 Mini Polisher - MetPrep 3 (APPLIED High tech products 社)1. Polishing equipment: Mini Polisher for 1 inch - MetPrep 3 (APPLIED High tech products)
2. 연마 패드: Politex 8 (Dow 社)2. Polishing pad: Politex 8 (Dow)
3. 플레이튼 스피드 (Platen speed): 150 rpm3. Platen speed: 150 rpm
4. 유량 (Flow rate): 100 cc/min4. Flow rate: 100 cc / min
5. 압력: 7 Lpf(2 psi)
5. Pressure: 7 Lpf (2 psi)
[연마 조건 2][Polishing condition 2]
1. 연마 장비: 8 인치용(200 mm) CMP 장비 - Uniplar 231 (Doosan Mechatech 社)1. Polishing equipment: 8 inch (200 mm) CMP equipment - Uniplar 231 (Doosan Mechatech)
2. 연마 패드: H800 (Fujibo社)2. Polishing pad: H800 (Fujibo)
3. 플레이튼 스피드 (Platen speed): 24 rpm (스핀들 스피드 (spindle speed): 60 rpm)3. Platen speed: 24 rpm (spindle speed: 60 rpm)
4. 유량 (Flow rate): 200 cc/min4. Flow rate: 200 cc / min
5. 압력: 3 psi
5. Pressure: 3 psi
1 인치용 Mini polisher를 이용하여 연마한 경우, Cu rod와 Ta rod의 연마 전후의 무게를 측정하여 연마율(Removal rate)로 환산하였다.In case of polishing using a 1 inch mini polisher, the weight of the Cu rod and the Ta rod before and after polishing was measured and converted to the removal rate.
8 인치용(200 mm) CMP 장비를 이용하여 연마한 경우, Cu, Ta의 연마율은 4-포인트 프로브를 이용하여 계산하였으며 OXIDE인 PTEOS는 나노메트릭스 社의 Atlas 장비를 이용하여 CMP 전후 두께 변화를 측정하여 연마율을 계산하였다.
The polishing rate of Cu and Ta was calculated using a 4-point probe when 8-inch (200 mm) CMP equipment was used. PTEOS, which is OXIDE, was measured by Atlas of Nanometrics Co. And the polishing rate was calculated.
1. 산화제 평가1. Oxidant evaluation
0.1 중량%, 0.2 중량% 및 0.3 중량%의 산화제 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리를 제조하여 구리막에 대한 연마율을 평가하였다. 도 1은 본 발명의 0.1 중량%, 0.2 중량% 및 0.3 중량%의 산화제 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리를 이용한 구리막에 대한 연마율 그래프이다.CMP slurry for copper barrier layer polishing was prepared according to the oxidizer content of 0.1 wt%, 0.2 wt% and 0.3 wt% to evaluate the polishing rate for the copper film. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a graph of polishing rate for a copper film using a CMP slurry for copper barrier layer polishing according to an oxidizing agent content of 0.1 wt%, 0.2 wt% and 0.3 wt% of the present invention.
도 1에서 나타난 바와 같이 산화제를 소량 첨가시킴으로써 Cu 연마율을 향상시킬 수 있다.
As shown in FIG. 1, by adding a small amount of an oxidizing agent, the Cu polishing rate can be improved.
2. 연마입자 평가2. Abrasive Particle Evaluation
2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3 및 8:2의 큰 연마입자 대비 작은 연마입자 크기비에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리를 제조하여 구리막에 대한 연마율을 평가하였다. 큰 연마입자로는 55 nm를 사용하였으며 작은 연마입자로는 15 nm를 사용하였다. 도 2는 본 발명의 2:8, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3 및 8:2의 큰 연마입자 대비 작은 연마입자 크기비에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리를 이용한 구리막에 대한 연마율을 나타낸 그래프이다.CMP slurry for polishing a copper barrier layer was prepared according to a small abrasive grain size ratio to a large abrasive grain of 2: 8, 4: 6, 5: 5, 6: 4, 7: 3 and 8: 2, . 55 nm was used as large abrasive particles and 15 nm was used as small abrasive particles. 2 is a graph showing the results obtained by using the CMP slurry for polishing the copper barrier layer according to the small abrasive grain size ratio of 2: 8, 4: 6, 5: 5, 6: 4, 7: 3 and 8: And a polishing rate for the copper film.
큰 연마입자와 작은 연마입자의 크기비를 조절하여 연마율을 조절할 수 있음을 확인하였다. 동일한 중량비에서 큰 입자의 비가 증가할수록 연마율이 낮아짐을 확인하였다.
It was confirmed that the polishing rate can be controlled by controlling the size ratio of the large abrasive particles and the small abrasive particles. It was confirmed that as the ratio of large particles increases at the same weight ratio, the polishing rate decreases.
3. 부식방지제 조성물 평가3. Evaluation of corrosion inhibitor composition
부식방지제 0, 0.20 중량%, 0.30 중량% 및 0.40 중량% 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물을 제조하여 구리 및 탄탈륨 연마율 평가를 미니 폴리셔에서 진행하였다. 도 3은 본 발명의 0, 0.20 중량%, 0.30 중량% 및 0.40 중량%의 부식방지제 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물을 이용한 구리 및 탄탈륨 연마율을 나타낸 그래프이다.CMP slurry compositions for copper barrier layer polishing were prepared according to the contents of 0, 0.20 wt.%, 0.30 wt.%, And 0.40 wt.% Of corrosion inhibitor, and copper and tantalum polishing rate evaluation was conducted in a mini polisher. 3 is a graph showing the copper and tantalum polishing rates using the CMP slurry composition for copper barrier layer polishing according to the corrosion inhibitor contents of 0, 0.20 wt%, 0.30 wt%, and 0.40 wt% of the present invention.
부식방지제의 농도를 첨가시킴에 따라 구리 연마율을 낮추어 원하는 선택비를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
It can be seen that by adding the concentration of the corrosion inhibitor, the copper polishing rate can be lowered to achieve the desired selectivity.
4. 부식방지제와 산화제의 평가4. Evaluation of corrosion inhibitors and oxidants
부식방지제의 함량에 따라 산화제의 중량%를 변화시키면서 구리층의 연마 평가를 진행하였다. 도 4는 본 발명의 부식방지제(BTA, ATA)에 대하여 산화제의 중량%를 변화시키면서 구리층의 연마율을 나타낸 그래프이다.The polishing rate of the copper layer was evaluated while changing the weight% of the oxidizing agent according to the content of the corrosion inhibitor. 4 is a graph showing the polishing rate of the copper layer while changing the weight percentage of the oxidizing agent with respect to the corrosion inhibitor (BTA, ATA) of the present invention.
부식방지제로 벤조트리아졸(BTA) 0.1 중량%와 5-아미노테트라졸(ATA) 0.3 중량%를 첨가한 슬러리 조성물로 평가하였으며, 벤조트리아졸(BTA)이 첨가된 슬러리 조성물의 연마 제어성능이 높게 나타났다.
The slurry composition was evaluated with a slurry composition containing 0.1 wt% of benzotriazole (BTA) and 0.3 wt% of 5-aminotetrazole (ATA) as a corrosion inhibitor, and the slurry composition to which benzotriazole (BTA) appear.
5. pH 조절 평가5. pH control evaluation
하기 표 1에 기재된 함량에 따라 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물을 제조 하였다.
A CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer was prepared according to the contents shown in Table 1 below.
(중량%)Abrasive particle
(weight%)
(중량%)Oxidant
(weight%)
착화제
(중량%)Copper
Complexing agent
(weight%)
방지제
(중량%)corrosion
Inhibitor
(weight%)
(nm/min)Abrasion rate
(nm / min)
(Ta/Cu)Selection ratio
(Ta / Cu)
0.5Glycine
0.5
0.2BTA
0.2
2.65HCl
2.65
2.65HNO 3
2.65
1.0Glycine
1.0
0.2BTA
0.2
2.65HCl
2.65
2.65HNO 3
2.65
pH를 산성 영역에서 사용하기 위해서 질산(HNO3), 염산(HCl)을 사용하여 pH를 2.65로 적정하여 구리막과 탄탈륨막에 대한 연마율을 평가하였다.
The pH was adjusted to 2.65 using nitric acid (HNO 3 ) and hydrochloric acid (HCl) to evaluate the polishing rate for copper and tantalum membranes.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
Claims (20)
연마조절제;
부식방지제;
연마입자; 및
산화제;
를 포함하는 슬러리 조성물로서,
상기 슬러리 조성물의 pH는 산성인 것이고,
상기 연마조절제는, 에틸렌 디아민 테트라 아세트산, 시스테인, 글루타릭산 및 피멜산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 연마입자는, 입자의 크기가 30 nm 내지 100 nm인 큰 연마입자와 입자의 크기가 1 nm 내지 30 nm인 작은 연마입자를 포함하고,
상기 큰 연마입자와 상기 작은 연마입자의 중량비는 1:9 내지 9:1인 것인,
구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
A copper complexing agent containing a carboxyl-amino group;
Abrasive modifiers;
Corrosion inhibitors;
Abrasive particles; And
Oxidant;
≪ / RTI >
The pH of the slurry composition is acidic,
Wherein the polishing regulator comprises at least one selected from the group consisting of ethylenediaminetetraacetic acid, cysteine, glutaric acid, and pimelic acid,
The abrasive grains include large abrasive grains having a particle size of 30 nm to 100 nm and small abrasive grains having a particle size of 1 nm to 30 nm,
Wherein the weight ratio of the large abrasive grains to the small abrasive grains is 1: 9 to 9: 1.
CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer.
상기 구리 착화제는,
지방족 아미노산, 하이드록실기를 포함하는 비방향족 아미노산, 황을 포함하는 아미노산, 산성 아미노산, 염기성 아미노산, 방향족 아미노산 및 이미노산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The copper complexing agent,
Wherein the barrier layer comprises at least one selected from the group consisting of an aliphatic amino acid, a nonaromatic amino acid including a hydroxyl group, an amino acid including sulfur, an acidic amino acid, a basic amino acid, an aromatic amino acid and an imino acid. CMP slurry composition.
상기 구리 착화제는,
상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 2 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The copper complexing agent,
By weight of the slurry composition, and 0.01% to 2% by weight of the slurry composition.
상기 연마조절제는,
상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The abrasive-
By weight of the slurry composition, and 0.1% to 5% by weight of the slurry composition.
상기 부식방지제는,
벤조트리아졸(BTA), 1,2,4-트리아졸, 5-아미노테트라졸(ATA), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 3-아미노1,2,4 트리아졸, 톨리 트리아졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 3-아미노-5-메틸-4H-1,2,4 트리아졸, K-소베이트, 2-아미노피리미다인(2-aminopyrimidine), 하이드록시 큐이노라인(hydroxy quinoline), N-페닐-1,4-페닐렌아민(N-phenyl-1,4-phenleneamine), 헥실 벤조트리아졸(Hexyl-benzotriazole), 및 폴리파이롤(Polypyrrole)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The anti-
Benzotriazole (BTA), 1,2,4-triazole, 5-aminotetrazole (ATA), 5-methyl-1H- benzotriazole, 3-amino 1,2,4 triazole, 2-aminopyrimidine, hydroxy-quinolinone, hydroxy-quinoline, hydroxy-quinoline, quinoline, N-phenyl-1,4-phenyleneamine, hexyl-benzotriazole, and polypyrrole. Wherein the copper barrier layer is formed on the surface of the copper barrier layer.
상기 부식방지제는,
상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 0.5 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The anti-
And 0.01% to 0.5% by weight of the slurry composition.
상기 연마입자는,
콜로이달 세리아 입자, 세리아 입자, 실리카 입자, 알루미나 입자, 지르코니아 입자 및 티타니아 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속산화물 입자;
스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자 및 폴리이미드 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 입자; 및
상기 금속산화물 입자와 상기 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;
로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The above-
Metal oxide particles comprising at least one selected from the group consisting of colloidal ceria particles, ceria particles, silica particles, alumina particles, zirconia particles and titania particles;
Organic particles comprising at least any one selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles and polyimide particles; And
An organic-inorganic composite particle formed by combining the metal oxide particles and the organic particles;
Wherein the copper barrier layer is at least one of the following:
상기 연마입자는,
상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The above-
By weight of the slurry composition, and 0.1% to 10% by weight of the slurry composition.
상기 산화제는,
과산화수소, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소듐 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Preferably,
Wherein the polishing composition comprises at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, ammonium peroxodisulfate, benzoyl peroxide, calcium peroxide, barium peroxide and sodium peroxide.
상기 산화제는,
상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Preferably,
By weight of the slurry composition, and 0.01% to 5% by weight of the slurry composition.
상기 슬러리 조성물은,
폴리아크릴산, 폴리메타아크릴산, 폴리아크릴산/스티렌 공중합체 및 이들의 염들로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 분산제를 더 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The slurry composition may contain,
Wherein the polishing composition further comprises a dispersant comprising at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylic acid / styrene copolymer, and salts thereof.
상기 분산제는,
상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 1.0 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
15. The method of claim 14,
Preferably,
Wherein the slurry composition is 0.001 wt% to 1.0 wt% of the slurry composition.
상기 슬러리 조성물은,
pH가 2 내지 5인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The slurry composition may contain,
and a pH of 2 to 5. The CMP slurry composition for polishing a copper barrier layer according to claim 1,
상기 슬러리 조성물은,
무기산을 포함하는 pH 조절제를 더 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The slurry composition may contain,
Wherein the polishing composition further comprises a pH adjusting agent containing an inorganic acid.
상기 pH 조절제는,
상기 슬러리 조성물 중 0.01중량% 내지0.1 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
18. The method of claim 17,
The pH adjusting agent may be,
And 0.01% to 0.1% by weight of the slurry composition.
상기 연마 대상막은 구리 함유막을 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 CMP 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing target film comprises a copper-containing film.
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