KR101548715B1 - 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물 - Google Patents

구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물 Download PDF

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    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing

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Abstract

본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물은, 연마입자의 분산성과 안정성을 향상시키고, 양의 제타 전위를 가지는 슬러리 조성물을 제조하여 스크래치와 결함을 개선하여 구리막 표면상태를 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 통해, 신뢰성 및 특성이 우수한 반도체 디바이스의 구리 배선층 등을 보다 효율적으로 형성할 수 있으므로, 고성능의 반도체 디바이스를 얻는데 크게 기여할 수 있다.

Description

구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물{SLURRY COMPOSITION FOR POLISHING COPPER BARRIER LAYER}
본 발명은 반도체 전도층의 금속막 연마용 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물에 관한 것이다.
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.
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.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연마입자의 분산성과 안정성을 향상시키고, 양의 제타전위를 가지는 슬러리 조성물을 제조하여 구리막 표면상태를 우수하게 유지할 수 있는 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물은, 무기이온; 및 연마입자;를 포함한다.
상기 무기이온은, K, Ca, Mg, Na, Fe, Zn, Mn, Cu 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이온을 포함하는 것일 수 있다.
상기 무기이온은, 상기 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
글리신, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 주석산 및 아르기닌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 구리 착화제를 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 2 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.
무기 또는 유기 과화합물(per-compounds), 브롬산 또는 그 염, 질산 또는 그 염, 염소산 또는 그 염, 크롬산 또는 그 염, 요오드산 또는 그 염, 철 또는 그 염, 구리 또는 그 염, 희토류 금속 산화물, 전이 금속 산화물, 적혈염, 및 중크롬산 칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 산화제를 상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 5 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.
질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 수산화암모늄(NH4OH), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 테트라메틸아민하이드록사이드(TMAH), 테트라메틸아민(TMA) 및 유기산(Organic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 pH 조절제를 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량% 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물은, pH가 2 내지 5인 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물 표면의 제타전위가 + 7 내지 + 40 mV인 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물의 연마 대상막은 구리 함유막을 포함하는 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물을 이용한 기판의 연마 시, 단위 당 스크래치 수가 10 이하인 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물을 이용한 기판의 연마 시, 단위 당 결함 수가 50 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물에 따르면, 연마입자의 분산성과 안정성을 향상시키고, 양의 제타 전위를 가지는 슬러리 조성물을 제조하여 스크래치와 결함을 개선하여 구리막 표면상태를 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 통해, 신뢰성 및 특성이 우수한 반도체 디바이스의 구리 배선층 등을 보다 효율적으로 형성할 수 있으므로, 고성능의 반도체 디바이스를 얻는데 크게 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 실시 후의 구리막 및 산화막의 표면 결함 수를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 실시 후의 구리막 및 산화막의 결함을 나타내는 웨이퍼의 확대 표면 사진이다 ((a) 비교예, (b) 실시예).
도 3은 본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 실시 후의 구리막 및 산화막을 AIT-XP를 이용하여 측정한 결함 맵(defect map)을 나타낸 것이다 ((a) 비교예, (b) 실시예).
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.
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.
이하, 본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물 (이하, '슬러리 조성물' 이라고 함)은, 무기이온; 및 연마입자;를 포함한다.
본 발명에 따른 슬러리 조성물은, 무기이온을 첨가하여 양의 제타 전위를 갖는 연마입자를 제조하여, 구리막 표면의 스크래치와 결함을 개선할 수 있다. 또한, 연마율에는 영향 없이 구리막, 구리 배리어막, 연질 유전막 등 다양한 막의 CMP 공정에 사용할 수 있고, 구리막 표면상태를 우수하게 유지할 수 있다.
상기 무기이온은, K, Ca, Mg, Na, Fe, Zn, Mn, Cu 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이온을 포함하는 것일 수 있다.
상기 무기이온은, 상기 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 무기이온이 0.0001 중량% 미만인 경우 연마입자의 제타전위 상승효과가 없어서 결함제거 효과가 부족하고, 1 중량% 초과일 경우에는 과량의 무기이온이 불순물로 작용하여 연마입자의 분산성 및 안정성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기의 종류 중에서 실리카가 슬러리 조성물의 분산 안정성이 우수하고 연마 시 스크래치를 적게 발생시키므로 바람직하다.
상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 0.1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 감소되며, 10 중량% 초과일 경우에는 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있다.
상기 연마입자는, 1차 입자 및 2차 입자를 포함하고, 상기 1차 입자의 크기는 5 nm 내지 100 nm 이고, 상기 2차 입자의 크기는 30 nm 내지 300 nm인 것일 수 있다.
아민기, 카르복실기 및 아마이드 결합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 구리 착화제를 더 포함하는 것일 수 있다.
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 있다. 구체적으로, 상기 구리 착화제는, 예를 들어, 글리신, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 주석산 및 아르기닌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 구리 착화제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 2 중량%인 것일 수 있다. 상기 구리 착화제가 이러한 함량으로 포함됨에 따라, 연마 대상막의 연마 속도를 최적화하면서도, 연마된 후의 연마 대상막 표면에 디싱 또는 이로젼 등이 발생하는 것을 줄일 수 있다. 상기 구리 착화제가 지나치게 큰 함량으로 포함되는 경우, 연마 대상막의 표면에 디싱 및 부식 등이 발생할 수 있고, 상기 연마 대상막의 균일도, 즉, WIWNU(Within Wafer Non-Uniformity)가 악화될 수 있다.
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 수월하도록 돕는 역할을 한다.
무기 또는 유기 과화합물(per-compounds), 브롬산 또는 그 염, 질산 또는 그 염, 염소산 또는 그 염, 크롬산 또는 그 염, 요오드산 또는 그 염, 철 또는 그 염, 구리 또는 그 염, 희토류 금속 산화물, 전이 금속 산화물, 적혈염, 및 중크롬산 칼륨으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으며 구체적으로, 과산화수소, 과산화항산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드 및 소듐 퍼옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 산화제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 산화제의 함량을 증가시키면 구리 제거율이 증가되지만 산화제가 과량으로 증가되면 연마율에 불리한 영향을 미친다. 상기 산화제의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우에는 상기 연마 대상막에 대한 연마 속도가 저하될 수 있고, 상기 산화제의 함량이 5 중량% 초과인 경우에는 상기 연마 대상막 표면의 산화막이 하드(hard)해져서 연마가 이루어지지 않고 산화막이 성장하여 구리막의 특성을 저하시킬 수 있다.
질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 수산화암모늄(NH4OH), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 테트라메틸아민하이드록사이드(TMAH), 테트라메틸아민(TMA) 및 유기산(Organic Acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 pH 조절제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 pH 조절제는, 슬러리 조성물의 pH를 조절하는 것으로서, 넓은 범위의 pH에서 효과적이나, pH가 너무 낮거나 너무 높으면 연마막의 연마율 변화에 의한 연마막간의 선택비가 변화하게 된다. 상기 pH 조절제는, 상기 슬러리 조성물의 pH가 2 내지 5로 맞출 수 있는 양으로 첨가될 수 있으며, 예를 들어, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 따라서, 산성 영역에서 안정성을 확보한 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물일 수 있다.
상기 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물은 부식 방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 부식방지제는, 산화제의 화학적 반응을 지연시켜 물리적 연마가 일어나지 않는 낮은 단차 영역에서의 부식을 억제하는 동시에 연마가 일어나는 높은 단차 영역에서는 연마제의 물리적 작용에 의해 제거됨으로써 연마가 가능하게 하는 연마 조절제의 역할을 한다.
상기 부식방지제는, 예를 들어, 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 군 에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 부식방지제로서, 음이온성 계면활정제를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 소듐 도데실 설페이트, 암모니움 도데실 설페이트, 도데실 벤젠니 설퍼네이트, 도데실 벤젠니설퍼닉 엑시드 및 소듐 도데실 설퍼네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
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.
상기 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물은 연마조절제를 더 포함할 수 있다. 상기 연마조절제는, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌-아크릴산 공중합체, 아크릴산-말레산 공중합체, 아크릴산-에틸렌 공중합체, 아크릴산-아크릴아미드 공중합체 및 아크릴산-폴리아크릴아마이드 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 연마조절제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마조절제가 0.001 중량% 미만인 경우 산성 영역에서 연마 억제 구현하기 어렵고 분산 안정성이 저하되어 슬러리 품질이 낮아지는 문제가 있고, 1 중량% 초과인 경우 막질 표면 결함 발생시키는 문제점이 있다.
상기 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물 표면의 제타전위가 + 7 내지 + 40 mV인 것일 수 있다. 상기 무기이온을 첨가하여 양의 제타 전위를 갖는 실리카를 만들어 구리막 표면의 스크래치와 결함을 개선한 연마입자를 제조할 수 있다.
상기 슬러리 조성물의 연마 대상막은 구리 함유막을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 슬러리 조성물은, 구리 함유막과 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 원하는 연마율을 조절할 수 있다. 이에 따라, 상기 슬러리 조성물은 연마 대상막과 다른 박막 간의 우수한 연마 선택비도 나타낼 수 있다.
상기 슬러리 조성물을 이용한 기판의 연마 시, 단위 당 스크래치 수가 10 이하인 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물을 이용한 기판의 연마 시, 단위 당 결함 수가 50 이하인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 구리막 및 산화막을 연마하는 방법은, 본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 이용하는 것이다. 기판 상의 구리 함유막과, CMP를 위한 연마 장치의 연마 패드 사이에 본 발명에 따른 슬러리 조성물을 공급하면서, 상기 구리 함유막과 연마 패드를 접촉시킨 상태로 상대적으로 이동시켜 상기 구리 함유막을 연마한다.
본 발명의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물에 따르면, 연마입자의 분산성과 안정성을 향상시키고, 양의 제타 전위를 가지는 슬러리 조성물을 제조하여 스크래치와 결함을 개선하여 구리막 표면상태를 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 상기 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 통해, 신뢰성 및 특성이 우수한 반도체 디바이스의 구리 배선층 등을 보다 효율적으로 형성할 수 있으므로, 고성능의 반도체 디바이스를 얻는데 크게 기여할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[비교예]
콜로이달 실리카 8 중량%에 구리 착화제로서 주석산 0.2 중량%, 산화제로서 과산화수소 0.07 중량% 및 pH 조절제로서 질산을 혼합하여 pH 2~3의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 제조하였다.
[실시예]
콜로이달 실리카 8 중량%에 무기이온으로서 칼륨 0.1 중량%, 구리 착화제로서 주석산 0.2 중량%, 산화제로서 과산화수소 0.07 중량% 및 pH 조절제로서 질산을 혼합하여 pH 2~3의 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 제조하였다.
[연마 조건]
비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 하기와 같은 연마 조건으로 연마하였다.
1. 연마기: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech 社)
2. 패드: IC-1000 (Rohm&Hass 社)
3. 연마 시간: 120 s(블랭킷 웨이퍼(blanket wafer))
4. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 24
5. 헤드 RPM (Head RPM): 60
6. 유량 (Flow rate): 200 ml/min
7. 사용된 웨이퍼:
- 8인치 SiO2 블랭킷 웨이퍼 (PE-TEOS)
- 8인치 Cu 블랭킷 웨이퍼 (Cu)
8. 압력: 3.0 psi
도 1은 본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 실시 후의 구리막 및 산화막의 표면 결함 수를 나타낸 그래프이고, 도 2는 본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 실시 후의 구리막 및 산화막의 결함을 나타내는 웨이퍼의 확대 표면 사진이고 ((a) 비교예, (b) 실시예), 도 3은 본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 실시 후의 구리막 및 산화막을 AIT-XP를 이용하여 측정한 결함 맵(defect map)을 나타낸 것이다 ((a) 비교예, (b) 실시예).
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 비교예에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 웨이퍼를 연마했을 경우에는 실리카 입자의 웨이퍼 표면 흡착이 많은 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 웨이퍼를 연마했을 경우 무기이온 첨가에 의해 실리카 입자의 분산성 및 안정성이 향상되어 구리막에 대한 결함이 눈에 띄게 줄어든 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 비교예 및 실시예의 슬러리 조성물의 제타전위는 하기 표 1과 같다.
제타전위 (mV)
비교예 6.136
실시예 9.563
본 발명의 실시예에 따른 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물을 제조하여 무기이온의 첨가에 의한 양의 제타전위를 가지는 실리카 입자를 제조하여 구리막 표면의 스크래치와 결함을 개선하여 구리막 표면 상태를 우수하게 유지할 수 있음을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (13)

  1. 무기이온; 및
    연마입자;
    를 포함하는 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물로서,
    상기 무기이온은, K, Ca, Mg, Na, Fe, Zn, Mn, Cu 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 이온을 포함하는 것이고,
    상기 무기이온은, 0.0001 중량% 내지 1 중량%인 것이고,
    상기 슬러리 조성물은 pH가 2 내지 5인 것이고,
    상기 슬러리 조성물 표면의 제타전위가 + 7 내지 + 20 mV 이하인 것인,
    구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자는,
    실리카, 유기물 또는 무기물로 코팅된 실리카, 및 콜로이달 상태의 실리카로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    글리신, 세린, 아스파라긴, 글루타민, 주석산 및 아르기닌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 구리 착화제를 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 2 중량% 더 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    무기 또는 유기 과화합물(per-compounds)에서 선택되는 산화제를 상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 5 중량% 더 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(H2SO4) 및 인산(H3PO4)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 pH 조절제를 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량% 더 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리 조성물의 연마 대상막은 구리 함유막을 포함하는 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리 조성물을 이용한 기판의 연마 시, 단위 당 스크래치 수가 10 이하인 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 슬러리 조성물을 이용한 기판의 연마 시, 단위 당 결함 수가 50 이하인 것인, 구리 배리어층 연마용 슬러리 조성물.
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