KR101557514B1 - 루테늄 및 탄탈 장벽 ｃｍｐ를 위한 조성물 및 방법 - Google Patents

루테늄 및 탄탈 장벽 ｃｍｐ를 위한 조성물 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101557514B1
KR101557514B1 KR1020107012588A KR20107012588A KR101557514B1 KR 101557514 B1 KR101557514 B1 KR 101557514B1 KR 1020107012588 A KR1020107012588 A KR 1020107012588A KR 20107012588 A KR20107012588 A KR 20107012588A KR 101557514 B1 KR101557514 B1 KR 101557514B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chemical
mechanical polishing
oxidizing agent
ruthenium
polishing composition
Prior art date
Application number
KR1020107012588A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100106357A (ko
Inventor
슈티안 리
Original Assignee
캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 filed Critical 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션
Publication of KR20100106357A publication Critical patent/KR20100106357A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101557514B1 publication Critical patent/KR101557514B1/ko

Links

Images

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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G55/00—Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G55/00—Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
    • C01G55/004—Oxides; Hydroxides
    • 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
    • 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
    • C23F3/06—Heavy metals with acidic solutions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

본 발명은, 마모제, 수성 담체, 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만인 산화제 및 임의로 붕산염 음이온의 공급원을 포함하되, 산화제가 과붕산염, 과인산염 또는 과탄산염 외의 과산화물을 포함할 경우 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함하며, pH가 7 내지 12인 화학적-기계적 연마 조성물을 제공한다. 본 발명은 또한 앞서 언급된 화학적-기계적 연마 조성물로 기판을 연마하는 방법을 제공한다.

Description

루테늄 및 탄탈 장벽 ＣＭＰ를 위한 조성물 및 방법 {COMPOSITIONS AND METHODS FOR RUTHENIUM AND TANTALUM BARRIER CMP}
기판의 표면을 평탄화하거나 또는 연마하기 위한 조성물 및 방법은 당업계에 널리 공지되어 있다. 연마 조성물 (연마 슬러리로도 공지되어 있음)은 전형적으로 수용액 중 마모제 물질을 함유하고, 표면을 슬러리 조성물로 포화된 연마 패드와 접촉시켜서 표면에 적용된다. 전형적인 마모제 물질은 이산화규소, 산화세륨, 산화알루미늄, 산화지르코늄 및 산화주석을 포함한다. 미국 특허 제5,527,423호에는, 예를 들어 표면을 고순도 금속 산화물의 미세 입자를 수성 매질 중에 포함하는 연마 슬러리와 접촉시켜 금속층을 화학적-기계적으로 연마하기 위한 방법이 기술되어 있다. 별법으로, 마모제 물질은 연마 패드에 혼입될 수 있다. 미국 특허 제5,489,233호에는 표면 조직 또는 패턴을 갖는 연마 패드의 용도가 기술되어 있고, 미국 특허 제5,958,794호에는 고착 마모제 연마 패드가 기술되어 있다.
종래의 연마 조성물 및 연마 방법은 전형적으로 반도체 웨이퍼를 평탄화하는데 전적으로 만족스럽지는 않다. 특히, 연마 조성물 및 연마 패드는 바람직한 연마 속도보다 다소 낮은 연마 속도를 나타낼 수 있고, 반도체 웨이퍼의 열악한 표면 품질을 야기할 수 있다. 반도체 웨이퍼의 성능은 표면의 평탄도와 직접적으로 관련되어 있기 때문에, 높은 연마 효율, 균일성 및 제거 속도로 귀결되고 최소의 표면 결함을 갖는 고 품질의 연마를 남기는 연마 조성물 및 방법을 사용하는 것이 중요하다.
반도체 웨이퍼의 복잡성으로 인해 반도체 웨이퍼를 위한 효과적인 연마 조성물 및 방법을 고안하는데 어려움이 있다. 반도체 웨이퍼는 전형적으로 그 위에 복수의 트랜지스터가 형성되어 있는 기판으로 구성된다. 집적 회로는 기판 상의 층 및 기판 내 영역을 패턴화함으로써 화학적 및 물리적으로 기판에 연결된다. 작동가능한 반도체 웨이퍼를 제조하고, 웨이퍼의 수율, 성능 및 신뢰도를 최대화하기 위하여, 기저 구조 또는 형상 (topography)에 불리한 영향을 주지 않으면서 웨이퍼의 표면을 선택적으로 연마하는 것이 바람직하다. 실제로, 공정 단계를 적절하게 평탄화된 웨이퍼 표면 상에서 수행하지 않는 경우, 반도체 제작에서 다양한 문제들이 발생할 수 있다.
소자간 전기적 연결을 형성하기 위해서 티타늄, 티타늄 질화물, 알루미늄-구리, 알루미늄-규소, 구리, 텅스텐, 백금, 백금-텅스텐, 백금-주석, 루테늄 및 이들의 조합을 비롯한 다양한 금속 및 금속 합금이 사용되어 왔다. 루테늄, 탄탈, 이리듐 및 백금을 비롯한 귀금속이 차세대의 기억장치 및 금속 게이트에서 더욱더 사용될 것이다. 귀금속은 기계적으로 견고하고 화학적으로 저항력이 있어, 화학적-기계적 연마를 통해 귀금속을 효과적으로 제거하는 것이 어렵다는 점에서 특히 도전적이다. 귀금속은 종종 더욱 연성이고 더욱 쉽게 마모될 수 있는, 구리를 비롯한, 물질을 포함하는 기판의 성분이므로, 귀금속의 우선적인 연마 대 구리 및 유전체 물질의 과연마에 대한 선택성의 문제가 자주 발생한다.
루테늄을 포함하는 기판의 연마를 위해 개발된 화학적-기계적 연마 조성물은 추가적인 문제를 제기한다. 연마 조성물은 전형적으로 루테늄 금속을 가용성 형태 또는 마모에 의해 제거되는 연성의 산화 필름으로 변환시키기 위해서 산화제를 포함한다.
루테늄 및 다른 귀금속에 대해 개발된 연마 조성물은 전형적으로 강산화제를 함유하거나, pH가 낮거나, 또는 강 산화제를 포함하고 pH가 낮다. 낮은 pH에서 루테늄에 대한 유용한 제거 속도를 제공하는 강산화제는 루테늄을, 비록 수용성이기는 하지만 화학적-기계적 연마 작업 중 이것의 봉쇄 및 경감을 위해서 특별한 주의를 필요로 하는 고 독성 가스인 루테늄 사산화물로 전환시킬 수 있다.
또한, 구리는 이러한 강산화제를 포함하는 연마 조성물에서 매우 빠르게 산화한다. 루테늄 및 구리의 표준 환원 전위의 차이로 인해, 구리는 종래의 루테늄 연마 조성물의 존재 하에 루테늄에 의한 갈바닉 공격 (galvanic attack)을 받게 된다. 상기 갈바닉 공격은 구리 선의 식각 및 그로 인한 회로 성능의 저하를 가져온다. 또한, 종래의 연마 조성물에서의 구리 및 루테늄의 화학 반응성의 상당한 차이로 인해, 두 금속 모두를 함유하는 기판의 화학적-기계적 연마에서의 제거 속도가 크게 차이가 나게 되어, 구리의 과연마로 귀결될 수 있다.
루테늄을 제거하기 위해서 마모를 이용하는 연마 조성물은 루테늄 제거를 위해서 알파-알루미나 입자의 강한 기계적 작용에 의존하나, 알파-알루미나 입자는 유전체층을 효과적으로 제거하지 않을 것이다. 따라서, 추가적인 연마 조성물 및 방법에 대한 필요성이 여전히 존재한다.
본 발명은 (a) 마모제, (b) 수성 담체, (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만인 산화제 및 (d) 임의로 붕산염 음이온의 공급원을 포함하며, pH가 7 내지 12인 화학적-기계적 연마 조성물을 제공한다. 산화제가 과붕산염, 과탄산염 또는 과인산염 외의 과산화물을 포함하는 경우, 화학적-기계적 연마 조성물은 추가로 붕산염 음이온의 공급원을 포함한다.
본 발명은 (i) 기판을 제공하는 단계; (ii) (a) 마모제, (b) 수성 담체, (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만인 산화제, 및 (d) 임의로 붕산염 음이온의 공급원을 포함하되, 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 또는 과인산염 외의 과산화물을 포함할 경우 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함하며, pH가 7 내지 12인 화학적-기계적 연마 조성물을 제공하는 단계; (iii) 기판을 연마 패드 및 화학적-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계; (iv) 적어도 기판 표면의 일부를 마모시켜 기판을 연마하기 위해서 기판에 상대적으로 연마 패드 및 화학적-기계적 연마 조성물을 이동시키는 단계를 포함하는 기판의 연마 방법을 추가로 제공한다.
도 1은 25 ℃에서 루테늄-물 시스템에 대한 표준 수소 전극 (SHE) 스케일에 따른 전위 (V) 대 pH의 플롯 그래프이다.
도 2는 pH 2.2, 7.0 및 9.5에서 1 중량%의 처리된 알파 알루미나 및 0.25 중량%의 요오드 (I2) (말로네이트 (C3H2O4)로 안정화됨, 1:3 몰 비율)를 포함하는 실시예 1에 기술된 CMP 조성물에 대한 황산수은(I) 전극 (MSE) 스케일에 따른 전위 (V) 대 전류 (A/cm2)의 플롯 그래프이다
도 3은 pH 2.2 및 7.0에서 1 중량%의 처리된 알파 알루미나 및 0.25 중량%의 아질산나트륨 (NaNO2)을 포함하는 실시예 1에 기술된 CMP 조성물에 대한 MSE 스케일에 따른 전위 (V) 대 전류 (A/cm2)의 플롯 그래프이다.
도 4는 pH 2.2, 3.6, 7.0 및 9.5에서 1 중량%의 처리된 알파 알루미나 및 0.25 중량%의 과붕산나트륨 일수화물 (NaBO3·H2O)을 포함하는 실시예 1에 기술된 CMP 조성물에 대한 MSE 스케일에 따른 전위 (V) 대 전류 (A/cm2)의 플롯 그래프이다.
도 5는 실시예 6에 기술된 하기 3종의 CMP 조성물에 대한 MSE 스케일에 따른 전위 (V) 대 전류 (A/cm2)의 플롯 그래프이다: pH 9.85 (임의의 조정 없음)에서 0.25 중량%의 과붕산나트륨 일수화물 (NaBO3·H2O)을 포함하는 조성물 6A; pH 9.85 (KOH로 조정됨)에서 1 중량%의 과산화수소 및 0.25 중량%의 칼륨 사붕산염 사수화물을 포함하는 조성물 6B; 및 pH 9.85 (암모니아로 조정됨)에서 1 중량%의 과산화수소 및 0.5 중량%의 칼륨 사붕산염 사수화물을 포함하는 조성물 6C.
본 발명은 기판의 연마를 위한 화학적-기계적 연마 (CMP) 조성물을 제공한다. CMP 조성물은 (a) 마모제, (b) 수성 담체, (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만인 산화제, 및 (d) 임의로 붕산염 음이온의 공급원을 포함하되, 산화제가 과붕산염, 과탄산염 또는 과인산염 외의 과산화물을 포함할 경우 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함하며, pH가 7 내지 12이다.
마모제는 임의의 적합한 마모제일 수 있고, 이들 중 다수는 당업계에 공지되어 있다. 마모제는 바람직하게는 금속 산화물을 포함한다. 금속 산화물은 임의의 적합한 형태, 예를 들어 흄드 (fumed), 침전, 축합-중합 또는 콜로이드 형태의 금속 산화물일 수 있다. 적합한 금속 산화물은 알루미나, 실리카, 티타니아, 세리아, 지르코니아, 게르마니아, 마그네시아, 이들의 공-형성 생성물, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 금속 산화물을 포함한다. 바람직하게는, 금속 산화물은 실리카 또는 알루미나이다. 더욱 바람직하게는, 마모제는 실리카이다. 실리카의 유용한 형태는 흄드 실리카, 침전 실리카, 축합-중합 실리카 및 콜로이드 실리카를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 가장 바람직하게는, 실리카는 콜로이드 실리카이다. 본원에서 사용된 것과 같이, 용어 "콜로이드 실리카"는 하기 본원에 기술된 것과 같은 CMP 조성물 중 콜로이드 안정 분산액을 형성할 수 있는 실리카 입자를 가리킨다. 일반적으로, 콜로이드 실리카 입자는 내부 표면적이 없는, 실질적으로 구형인 분리된 실리카 입자이다. 콜로이드 실리카는 전형적으로 습식-화학 방법, 예를 들어 알칼리 금속 실리케이트-함유 용액의 산성화에 의해 제조된다.
마모제는 임의의 적합한 입자 크기를 가질 수 있다. 전형적으로, 마모제는 1 μm 이하의 평균 입자 크기 (예를 들어, 5 nm 내지 1 μm)를 갖는다. 바람직하게는, 마모제는 500 nm 이하의 평균 입자 크기 (예를 들어, 10 nm 내지 500 nm)를 갖는다. 입자의 크기는 입자의 직경이거나, 또는 구형이 아닌 입자의 경우에는 입자를 둘러싸는 최소 구형의 직경이다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 마모제 입자는 처리되거나 또는 처리되지 않을 수 있다. 가능한 처리는 소수성화 처리뿐만 아니라 표면 하전 특성을 변경하기 위한 처리, 예를 들어 양이온성 또는 음이온성 처리를 포함한다. 따라서, 본 발명에서 사용하기에 적합한 마모제 입자는 하나 이상 금속 산화물을 포함하거나, 하나 이상의 금속 산화물로 본질적으로 구성되거나 또는 하나 이상의 금속 산화물로 구성될 수 있다. 예를 들어, 마모제는 실리카를 포함하거나, 실리카로 본질적으로 구성되거나, 또는 실리카 (SiO2)로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 마모제 입자는 처리되지 않는다.
마모제는 CMP 조성물 중에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 마모제는 CMP 조성물 중에 0.1 중량% 이상, 예를 들어 0.2 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 1 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, 마모제는 CMP 조성물 중에 20 중량% 이하, 예를 들어 15 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 또는 3 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 마모제는 CMP 조성물 중에 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예를 들어 0.1 중량% 내지 12 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 4 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
마모제는 바람직하게는 CMP 조성물 중에, 더욱 구체적으로는 CMP 조성물의 수성 담체 중에 현탁된다. 마모제가 CMP 조성물 중에 현탁되는 경우, 마모제는 바람직하게는 콜로이드적으로 안정하다. 용어 "콜로이드"는 수성 담체 중 마모제 입자의 현탁액을 가리킨다. "콜로이드적 안정성"은 시간이 지나도 상기 현탁액이 유지되는 것을 가리킨다. 본 발명의 맥락에서, CMP 조성물을 100 mL의 눈금 실린더에 넣고, 교반 없이 2 시간 동안 정치시켰을 때, 눈금 실린더의 하부 50mL에서의 마모제의 농도([B], g/mL)와 눈금 실린더의 상부 50mL에서의 마모제의 농도([T], g/mL)의 차이를 CMP 조성물 중 마모제의 초기 농도 ([C], g/mL)로 나눈 값이 0.5 이하 (즉, {[B]-[T]}/[C] ≤0.5)인 경우 마모제는 CMP 조성물 중에서 콜로이드적으로 안정한 것으로 간주된다. {[B]-[T]}/[C]의 값은 바람직하게는 0.3 이하이고, 바람직하게는 0.1 이하이다.
수성 담체는 임의의 적합한 수성 담체일 수 있다. 수성 담체는 (수성 담체 중에 현탁되었을 때) 마모제, 산화제(들), 및 그 안에 용해되거나 또는 현탁된 임의의 다른 성분을 연마될 (예를 들어, 평탄화될) 적합한 기판의 표면에 적용시키는 것을 용이하게 하기 위해서 사용된다. 수성 담체는 물 단독이거나 (즉, 물로 구성되거나), 본질적으로 물로 구성되거나, 물 및 적합한 수혼화성 용매를 포함하거나, 또는 유화액일 수 있다. 적합한 수혼화성 용매는 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등, 및 에테르, 예를 들어 디옥산 및 테트라히드로푸란을 포함한다. 바람직하게는, 수성 담체는 물, 더욱 바람직하게는 탈이온수를 포함하거나, 이로 본질적으로 구성되거나, 또는 이로 구성된다.
화학적-기계적 연마 조성물은 산화제를 추가로 포함한다. 산화제는 임의의 적합한 산화제일 수 있다. 루테늄 금속은 +2, +3, +4, +6, +7 및 +8의 산화 상태로 산화될 수 있다 (예를 들어, 문헌 [M. Pourbaix, Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions, 343-349 (Pergamon Press 1966)] 참조). 일반적인 산화물 형태는 Ru2O3, 루테늄이 각각 +3, +4 및 +8의 산화 상태로 산화된 형태, 즉 Ru(OH)3, RuO2 및 RuO4이다. 루테늄이 +8의 산화 상태로 산화되면, 즉 RuO4이 형성되면 독성 가스가 생산된다. 이에 따라, CMP 적용 중 루테늄의 +8 산화 상태로의 산화를 피하는 것이 바람직하다. 따라서, 강산화제, 예를 들어 루테늄을 높은 산화 상태로 산화시키는 칼륨 수소 퍼옥시모노술페이트 (옥손 (OXONE)™ 산화제) 및 KBrO3은 CMP 조성물에서 사용하기에 바람직하지 않다. 루테늄이 +4의 산화 상태로 산화되면, 즉 RuO2이 형성되면 제거하기 위해서 경질의 마모제, 예를 들어 알파 알루미나를 필요로 하는 보호층이 루테늄 표면상에 형성된다. 루테늄이 +3의 산화 상태로 산화되면, 즉 Ru(OH)3이 형성되면 보호층이 아닌 층이 형성된다. 상기 층은 제거를 위해서 경질의 마모제를 필요로 하지 않고, 예를 들어 콜로이드 실리카로 제거될 수 있다.
따라서, 루테늄를 연마하기 위한 CMP 조성물은 바람직하게는 루테늄의 +8 산화 상태로의 산화는 피하면서 루테늄을 그의 +3 또는 +4의 산화 상태로 산화시키는 산화제를 포함한다. CMP 조성물은 또한 루테늄이 +4의 산화 상태로 산화되는 경우 RuO2의 보호 성질을 바람직하게 개질시킨다.
전위 산화제는 전기화학 시험에 따라 특징화될 수 있다 (문헌 [Jian Zhang, Shoutian Li, & Phillip W. Carter, "Chemical Mechanical Polishing of Tantalum, Aqueous Interfacial Reactivity of Tantalum and Tantalum Oxide," Journal of the Electrochemical Society, 154(2), H109-H114 (2007)] 참조). 산화제는 표준 수소 전극에 대한 임의의 적합한 표준 환원 전위를 가질 수 있다. 바람직하게는, CMP 조성물에서 사용하기에 적절한 보통의 산화제는 루테늄을 +3의 산화 상태로 산화시키는데 필요한 전기화학 전위, 즉 Ru0 → Ru+3에 대한 E0 값보다 약간 높은 전기화학 전위를 가지나, 루테늄을 +8의 산화 상태로 산화시키는데 필요한 전기화학 전위, 즉 Ru0 → Ru+8에 대한 E0 값보다는 약간 낮은 전기화학 전위를 갖는다.
도 1은 표준 수소 전극 (SHE)에 따른 루테늄 전위 대 pH의 플롯 그래프이다. 하기 표에 도 1에 따라 다양한 pH 값에서 특정 루테늄 화합물을 형성하는데 요구되는 대략적인 전위 (V)를 요약하였다.
Figure 112010036690852-pct00001
산화제는 루테늄의 +8의 산화 상태로의 산화는 피하면서 루테늄을 +3 또는 +4의 산화 상태로 산화시키는 표준 환원 전위, 즉 표준 조건 및 pH = 0 하에서의 환원 전위를 갖는 임의의 적합한 산화제일 수 있다. 예를 들어, 산화제는 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과, 예를 들어 0.75 V 초과, 0.8 V 초과, 0.9 V 초과, 1 V 초과, 또는 1.25 V 초과일 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, 산화제는 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 1.3 V 미만, 예를 들어 1.2 V 미만, 1 V 미만, 또는 0.9 V 미만일 수 있다. 따라서, 산화제는 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만, 예를 들어 0.7 초과 0.8 V 미만, 0.7 V 초과 0.9 V 미만, 0.8 V 초과 0.9 V 미만, 0.9 V 초과 1.3 V 미만, 0.9 V 초과 1.1 V 미만, 또는 1 V 초과 1.3 V 미만일 수 있다.
바람직하게는, 산화제는 실질적으로 루테늄을 +8의 산화 상태로 산화시키지 않는다. 또한, 도 1 및 상기 표에서 볼 수 있듯이, 루테늄은 더 높은 pH 값에서 더 낮은 전위를 갖는다. 바람직하게는, 이러한 더 높은 pH 값에서, 루테늄 전위는 구리의 전위에 더 근접하고, 따라서 루테늄 및 구리 사이의 갈바닉 비호환성의 위험을 감소시킨다.
바람직한 산화제는 과붕산염, 과탄산염, 과인산염, 과산화물 또는 이들의 조합을 포함하는 산화제를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 및 과산화물은 임의의 적합한 공급원 화합물로부터 제공될 수 있다.
적합한 과붕산염 화합물은 과붕산칼륨 및 과붕산나트륨 일수화물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 적합한 과탄산염 화합물은 과탄산나트륨을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 적합한 과인산염 화합물은 과인산칼륨을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
적합한 과산화물 화합물은 하나 이상의 퍼옥시기 (--O--O--)를 함유하는 화합물이고, 유기 과산화물, 무기 과산화물 및 이들의 혼합물로 구성된 군으로부터 선택된다. 하나 이상의 퍼옥시기를 함유하는 화합물의 예로는 과산화수소 및 그의 부가물, 예를 들어 우레아 과산화수소 및 과탄산염, 유기 과산화물, 예를 들어 벤조일 과산화물, 과초산 및 디-tert-부틸 과산화물, 모노과황산염 (SO5 2 -), 디과황산염 (S2O8 2 -) 및 과산화나트륨이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 과산화물은 과산화수소이다.
산화제는 임의의 적합한 양으로 CMP 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 산화제는 10 중량% 이하, 예를 들어 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, 산화제는 0.05 중량% 이상, 예를 들어 0.07 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.25 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 0.75 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 산화제는 0.05 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어 0.07 중량% 내지 8 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.25 중량% 내지 3 중량%, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.75 중량% 내지 1 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 산화제는 CMP 조성물 중에 0.25 중량% 내지 1 중량%의 양으로 존재한다.
CMP 조성물은 임의로 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함한다. 따라서, 산화제는 단독으로 또는 붕산염 음이온의 공급원과 조합하여 사용될 수 있다. 산화제가 과붕산염, 과탄산염 또는 과인산염 외의 과산화물을 포함할 경우, CMP 조성물은 추가로 붕산염 음이온의 공급원을 포함한다. 붕산염 음이온의 공급원은, 예를 들어 붕산염 음이온을 포함하는 무기염, 부분염 또는 산을 비롯한 임의의 적합한 붕산염 화합물(들)일 수 있다. 붕산염 음이온의 바람직한 공급원은 칼륨 사붕산염 사수화물 및 암모늄 이붕산염 사수화물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
임의의 특정 이론에 얽매이고자 함 없이, 사붕산염, 과산화수소 및 수산화물의 반응은 하기와 같이 진행될 수 있는 것으로 여겨진다.
Figure 112010036690852-pct00002
따라서, 산화제, 예를 들어 과산화수소, 붕산염 음이온의 공급원, 예를 들어 칼륨 사붕산염, 및 수산화물의 공급원의 조합은 과붕산염과 화학적으로 동등하고, CMP 조성물 중에서 산화제로서 유사하게 기능할 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, 과산화수소 및 붕산염 음이온은 별도로 기능할 수 있다. 즉, 과산화수소는 루테늄을 RuO2로 산화시키는 산화제로서 기능할 수 있고, 붕산염 음이온은 RuO2 층과 반응하여 이 층의 보호 성질을 붕괴시킬 수 있다.
붕산염 음이온의 공급원은 임의의 적합한 양으로 CMP 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 붕산염 음이온의 공급원은 10 중량% 이하, 예를 들어 8 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 2 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, 붕산염 음이온의 공급원은 0.01 중량% 이상, 예를 들어 0.03 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.25 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 0.75 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 붕산염 음이온의 공급원은 0.01 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어 0.05 중량% 내지 8 중량%, 0.1 중량% 내지 5 중량%, 0.25 중량% 내지 3 중량%, 0.5 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.75 중량% 내지 1 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 바람직하게는, 붕산염 음이온의 공급원은 CMP 조성물 중에 0.1 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 존재한다.
CMP 조성물은 임의의 적합한 pH일 수 있다. CMP 조성물의 pH는, 예를 들어 12 이하, 예컨대 11 이하, 10 이하, 또는 9 이하일 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, CMP 조성물의 pH는 7 이상, 예를 들어 8 이상, 9 이상, 10 이상, 또는 11 이상일 수 있다. 바람직하게는, CMP 조성물의 pH는 7 내지 12, 예를 들어 7 내지 9, 9 내지 12, 9 내지 11, 10 내지 12, 또는 11 내지 12이다. 도 1에 예시된 것과 같이, 상기 pH 범위에서 루테늄은 더 낮은 pH, 예를 들어 pH 2에서의 루테늄 전위와 비교하여 더 낮은 전위, 즉 구리 전위에 더 근접한 전위를 갖는다. 바람직하게는, 상대적으로 낮은 루테늄 전위는 루테늄 및 구리 사이의 갈바닉 비호환성의 위험을 감소시켜, CMP 조성물이 루테늄 장벽 CMP 중 얇은 구리 선을 갈바닉식으로 용해시키는 것을 방지한다.
CMP 조성물의 pH는 임의의 적합한 수단으로 달성되고/거나 유지될 수 있다. 더욱 구체적으로는, CMP 조성물은 추가로 pH 조정제를 포함할 수 있다. pH 조정제는 임의의 적합한 pH-조정 화합물일 수 있다. 예를 들어, pH 조정제는 질산, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 테트라알킬암모늄 수산화물, 또는 이들의 조합물일 수 있다. 적합한 양이 사용되어 CMP 조성물의 pH가 본원에 설명된 범위 내로 달성되고/거나 유지되는 한, CMP 조성물은 임의의 적합한 양의 pH 조정제를 포함할 수 있다.
CMP 조성물은 임의로 암모니아 유도체를 추가로 포함한다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함 없이, 암모니아 유도체는 루테늄의 개방-회로 전위를 감소시켜, 루테늄 및 구리 사이의 갈바닉 비호환성의 위험을 감소시키는 것으로 여겨진다. 더욱 구체적으로는, 암모니아 유도체의 존재가 구리의 개방-회로 전위에 유의하게 영향을 미치지 않는 한편, 암모니아 유도체의 존재는 루테늄의 개방-회로 전위를 표준 수소 전극 기준으로 0.3 V, 예를 들어 0.2 V, 0.1 V, 또는 0.05 V 만큼 감소시킬 수 있다.
암모니아 유도체는 임의의 적합한 암모니아 유도체일 수 있다. 바람직하게는, 암모니아 유도체는 암모늄-함유 화합물, 히드록실아민, 메틸아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 적합한 암모늄-함유 화합물은, 예를 들어 암모늄 아세테이트를 포함한다. 적합한 히드록실아민은, 예를 들어 히드록실아민, 에탄올아민 및 디에탄올아민을 포함한다. 적합한 메틸아민은, 예를 들어 메틸아민, 디메틸아민 및 트리메틸아민을 포함한다. 가장 바람직하게는, 암모니아 유도체는 암모늄 아세테이트 또는 히드록실아민이다.
암모니아 유도체는 임의의 적합한 양으로 CMP 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 암모니아 유도체는 2 중량% 이하, 예를 들어 1.5 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다. 별법으로 또는 이에 추가하여, 암모니아 유도체는 0.01 중량% 이상, 예를 들어 0.02 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.07 중량% 이상, 또는 0.1 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다. 따라서, 암모니아 유도체는 0.01 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어 0.02 중량% 내지 1.5 중량%, 0.05 중량% 내지 1 중량%, 0.07 중량% 내지 0.75 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 0.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
CMP 조성물은 임의로 부식 억제제를 추가로 포함한다. 부식 억제제 (즉, 필름-형성제)는 임의의 적합한 부식 억제제일 수 있다. 전형적으로, 부식 억제제는 헤테로원자-함유 관능기를 함유하는 유기 화합물이다. 예를 들어, 부식 억제제는 활성 관능기로서 하나 이상의 5- 또는 6-원의 헤테로시클릭 고리를 갖는 헤테로시클릭 유기 화합물이고, 여기서 아졸 화합물과 같이 헤테로시클릭 고리는 하나 이상의 질소 원자를 함유한다. 바람직하게는, 부식 억제제는 트리아졸, 더욱 바람직하게는, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-트리아졸, 6-톨릴트리아졸 또는 벤조트리아졸이다.
CMP 조성물은 임의로 착화제 또는 킬레이트제를 추가로 포함한다. 착화제 또는 킬레이트제는 제거될 기판층의 제거 속도를 증진시키는 임의의 적합한 착화제 또는 킬레이트제일 수 있다. 적합한 킬레이트제 또는 착화제는, 예를 들어 카르보닐 화합물 (예를 들어, 아세틸아세토네이트 등), 단순한 카르복실레이트 (예를 들어, 아세테이트, 아릴 카르복실레이트 등), 하나 이상의 히드록실기를 함유하는 카르복실레이트 (예를 들어, 글리콜레이트, 락테이트, 글루코네이트, 갈산 및 이들의 염 등), 디-, 트리- 및 폴리-카르복실레이트 (예를 들어, 옥살레이트, 프탈레이트, 시트레이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 말레이트, 에데테이트 (예를 들어, 이칼륨 EDTA), 이들의 혼합물 등), 하나 이상 술폰 및/또는 포스폰 기를 함유하는 카르복실레이트 등을 포함할 수 있다. 적합한 킬레이트제 또는 착화제는 또한, 예를 들어 디-, 트리- 또는 폴리알코올 (예를 들어, 에틸렌 글리콜, 피로카테콜, 피로갈롤, 타닌산 등) 및 아민-함유 화합물 (예를 들어, 암모니아, 아미노산, 아미노 알코올, 디-, 트리- 및 폴리아민 등)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 착화제는 카르복실레이트 염, 더욱 바람직하게는 옥살레이트 염이다. 킬레이트제 또는 착화제의 선택은 CMP 조성물로 기판을 연마하는 동안 제거될 기판층의 유형에 좌우될 것이다.
CMP 조성물은 임의로 하나 이상의 다른 첨가제를 추가로 포함한다. 연마 조성물은 계면활성제 및/또는 유변 조절제 (점도 증강제 및 응고제 포함) (예를 들어, 중합체성 유변 조절제, 예컨대 우레탄 중합체)를 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는, 예를 들어 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 음이온성 다가전해질 (polyelectrolyte), 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 불소화 계면활성제, 이들의 혼합물 등을 포함한다.
CMP 조성물은 그 중 다수가 당업자에게 공지되어 있는 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. CMP 조성물은 배치식으로 또는 연속식으로 제조될 수 있다. 일반적으로, CMP 조성물은 임의의 순서로 본원의 성분들을 조합하여 제조될 수 있다. 본원에 사용된 용어 "성분"은 개별 구성성분 (예를 들어, 산화제, 마모제 등)뿐만 아니라 구성성분 (예를 들어, 산화제, 붕산염 음이온의 공급원, 계면활성제 등)의 임의의 조합을 포함한다.
본 발명은 (a) 마모제, (b) 수성 담체 및 (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만이며, 과붕산염을 포함하는 산화제를 포함하며, pH가 7 내지 12인 화학적-기계적 연마 조성물을 추가로 제공한다.
본 발명은 (a) 마모제, (b) 수성 담체, (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만이며, 과탄산염, 과인산염, 과산화물 또는 이들의 조합을 포함하는 산화제 및 (d) 붕산염 음이온의 공급원을 포함하며, pH가 7 내지 12인 화학적-기계적 연마 조성물을 추가로 제공한다.
본 발명은 또한 본원에 기술된 연마 조성물로 기판을 연마하는 방법을 제공한다. 기판의 연마 방법은 (i) 기판을 제공하는 단계, (ii) 상기 언급된 화학적-기계적 연마 조성물을 제공하는 단계, (iii) 기판을 연마 패드 및 화학적-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계 및 (iv) 적어도 기판 표면의 일부를 마모시켜 기판을 연마하기 위해서 기판에 상대적으로 연마 패드 및 화학적-기계적 연마 조성물을 이동시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라, 기판은 임의의 적합한 기술에 의해 본원에 기술된 CMP 조성물로 평탄화되거나 또는 연마될 수 있다. 본 발명의 연마 방법은 CMP 기구와 함께 사용하는데 특히 적합하다. 전형적으로, CMP 기구는 사용 중에 움직이고, 궤도형, 선형 또는 원형 운동으로 인한 속도를 갖는 평판 (platen), 평판과 접촉하고 사용 중에 평판과 함께 이동하는 연마 패드, 및 연마 패드의 표면과 접촉하고 연마 패드의 표면에 상대적으로 이동함으로써 연마될 기판을 보유하는 캐리어를 포함한다. 기판을 본 발명의 연마 시스템과 접촉하도록 둔 후, 적어도 기판 표면의 일부를 연마 시스템으로 마모시켜 기판을 연마함으로써 기판의 연마가 수행된다.
바람직하게는, CMP 기구는 그 중 다수가 당업계에 공지되어 있는 동일계내 연마 종결점 (endpoint) 검출 시스템을 추가로 포함한다. 작업편 (workpiece)의 표면으로부터 반사되는 빛 또는 다른 복사선을 분석하여 연마 공정을 검사하고 모니터링하기 위한 기술이 당업계에 공지되어 있다. 상기 방법들은, 예를 들어 미국 특허 제5,196,353호, 미국 특허 제5,433,651호, 미국 특허 제5,609,511호, 미국 특허 제5,643,046호, 미국 특허 제5,658,183호, 미국 특허 제5,730,642호, 미국 특허 제5,838,447호, 미국 특허 제5,872,633호, 미국 특허 제5,893,796호, 미국 특허 제5,949,927호 및 미국 특허 제5,964,643호에 기술되어 있다. 바람직하게는, 연마될 작업편에 대한 연마 공정 과정을 검사하고 모니터링함으로써 연마 종결점을 결정할 수 있다. 즉, 특정 작업편에 대한 연마 공정을 언제 종결할지 결정할 수 있다.
<실시예>
하기 실시예들은 본 발명을 추가로 설명하나, 물론 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것으로 해석되어서는 안된다.
하기 실시예들 각각에 있어서, 다르게 명시되지 않는 한, 전기화학 시험은 다음과 같이 실시하였다. 파르 포텐티오스태트 (PAR potentiostat) 273A, 파워슈트 소프트웨어 (Powersuit software), 및 루테늄 작업 전극, 황산수은 기준 전극 (MSE) 및 백금 메시 상대 전극을 포함하는 3-전극 셀 어셈블리를 사용하여 전기화학 시험을 실시하였다. 표준 동전위 시험 (standard potentiodynamic test)은 다음 순서로 회전 전극 (500 rpm)으로 실시하였다: (1) 전극 마모와 함께, 개방-회로 전위를 30초간 측정한 후, (2) 전류를 기록하면서 개방-회로 전위보다 낮은 -250 mV에서 일정 음극 전위까지의 전위 범위에서 10 mV/s의 스캔 속도로 전위를 스캔하고, (3) 마모가 끝났을 때 및 마모 2분 후, 개방-회로 전위를 마모와 함께 다시 측정하고, (4) 동전위 스캔을 다시 실시한다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함 없이, 마모와 함께 전기화학 데이타, 개방-회로 전위 및 전류 밀도는 연마 중의 화학 반응을 나타내는 것으로 여겨진다. 모든 전극 전위를 측정하고, 표준 수소 전극 (SHE) 스케일에 대해 +0.615 V인 황산수은-황산수은(I) 전극 (MSE) 스케일에 대해 나타냈다.
실시예 l
본 실시예는 루테늄 연마를 위해 사용되는 CMP 조성물에 대한 과붕산염의 영향을 증명한다.
화학적-기계적 연마 조성물을 3종의 상이한 산화제로 제조하였다 (연마 조성물 1A 내지 1C). 각 조성물을 전기화학적으로 시험하여 루테늄 연마에 대해 적합한지 여부를 결정하였다. 전기화학 시험 절차는 상기 기술된 것과 같이 실시하였다.
각 조성물은 하기 표 1에 명시된 것과 같이 마모제로서 1 중량%의 처리된 알파-알루미나 및 0.25 중량%의 산화제를 포함하였다. 각 산화제는 RuO2를 형성하는데 필요한 전기화학 전위 (즉, Ru0→Ru+4에 대한 E0 값)보다 약간 더 높은 전기화학 전위를 갖는 보통의 산화제이었다.
산성 pH, 즉 pH = 2.2 및 3.6, 중성 pH, 즉 pH = 7.0, 및 알칼리성 pH, 즉 pH = 9.5에서 마모 중 각 조성물에 대해서 전류 (A/cm2 또는 "i") 대 전위 (V)의 그래프를 플롯하였다. 조성물 1A 내지 1C에 대한 i-V 곡선을 도 2 내지 4에 각각 제시하였다. 전위는 표준 수소 전극 (SHE) 스케일에 대해 +0.615 V인 황산수은-황산수은(I) 전극 (MSE) 스케일에 대한 것이다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함 없이, 부동태 거동 (passivating behavior), 즉 전위의 광범위한 증가에도 불구하고 전류가 약간밖에 증가하지 않는 것은 RuO2의 경질 보호 필름층 형성의 결과인 것으로 여겨졌다. 각 조성물에 대한 i-V 곡선을 RuO2의 보호 필름의 형성을 가리키는 부동태 거동에 대해 분석하였다. 상기 결과를 하기 표 1에 요약하였다.
Figure 112010036690852-pct00003
도 2에 제시되고 표 1에 명시된 것과 같이, 조성물 1A는 pH 7.0 및 9.5에서 부동태 거동을 나타냈다. pH 2.2에서 부동태 거동이 관찰되지 않은 반면, 루테늄의 개방-회로 전위는 상기 낮은 pH에서 매우 높았다. 즉, 상기 pH에서 상응하는 구리 전위보다 적어도 0.65 V 더 높았고, 이것은 루테늄 및 구리 사이의 갈바닉 비호환성을 야기할 것이다.
도 3에 제시되고 표 1에 명시된 것과 같이, 조성물 1B는 pH 2.2 및 pH 7.0 모두에서 부동태 거동을 나타냈다.
그러나, 도 4에 제시되고 표 1에 명시된 것과 같이, 과붕산염 산화제를 사용하는 조성물 1C는 알칼리성 pH에서 부동태 거동을 나타내지 않았다. pH = 9.5에서 개방-회로 전위는 MSE에 대해 -0.1 V, 즉 SHE 스케일에 대해 0.515 V이었다. 도 1에 따르면, RuO2는 pH = 9.5에서 상기 전위에서 형성될 것으로 예상되었다. 부동태 거동의 결여는 과붕산염 산화제의 사용이 RuO2 필름의 보호 성질을 개질시킨다는 것을 증명하였다.
실시예 2
본 실시예는 루테늄 연마를 위해서 사용되는 CMP 조성물에 대한 암모니아 유도체의 영향을 증명한다.
다양한 양의 암모늄 아세테이트를 사용하여 화학적-기계적 연마 조성물을 제조하였다 (연마 조성물 2A 내지 2D). 각 조성물을 전기화학적으로 시험하여 구리 및 루테늄 모두에 대한 개방-회로 전위를 결정하였다. 전기화학 시험 절차는 구리의 개방-회로 전위를 시험하기 위해서 구리 작업 전극을 루테늄 작업 전극 대신에 사용한 것을 제외하고는 상기 기술된 것과 같이 실시하였다. 전위는 표준 수소 전극 (SHE) 스케일에 대해 +0.615 V인 황산수은-황산수은(I) 전극 (MSE) 스케일에 대한 것이다. 연마 조성물의 개방-회로 전위를 마모와 함께, 그리고 마모 없이 측정하였다.
각 조성물은 pH 9.5에서 마모제로서 4 중량%의 콜로이드 실리카 및 1 중량%의 과붕산나트륨 일수화물을 포함하였다. 각 조성물은 또한 하기 표 2에 명시된 것과 같이 다양한 양의 벤조트리아졸 (BTA) 및 암모늄 아세테이트를 포함하였다.
Figure 112010036690852-pct00004
이러한 결과들은 암모니아 유도체는 마모와 함께, 그리고 마모 없이 모두에서 구리의 개방-회로 전위에 대해 큰 영향을 미치지 않는 반면에 (예를 들어, 조성물 2A에서의 Cu의 개방-회로 전위를 조성물 2D의 Cu의 개방-회로 전위와 비교), 암모니아 유도체는 루테늄의 개방-회로 전위를 100 mV 만큼 감소시킬 수 있다 (예를 들어, 조성물 2A에서의 Ru의 개방-회로 전위를 조성물 2D의 Ru의 개방-회로 전위와 비교)는 것을 증명하였다. 암모니아 유도체를 첨가하면 루테늄의 개방-회로 전위가 구리의 개방-회로 전위와 더욱 근접하게 되어 (예를 들어, 조성물 2D 참고), CMP 적용 중 루테늄 및 구리 사이의 갈바닉 비호환성의 위험이 감소되었다.
실시예 3
본 실시예는 루테늄 연마를 위해서 사용되는 CMP 조성물에 대한 암모니아 유도체의 영향을 증명한다.
다양한 암모니아 유도체를 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물을 제조하였다 (연마 조성물 3A 내지 3I). 각 조성물을 전기화학적으로 시험하여 구리 및 루테늄 모두에 대한 개방-회로 전위를 결정하였다. 전기화학 시험 절차는 구리의 개방-회로 전위를 시험하기 위해서 구리 작업 전극을 루테늄 작업 전극 대신에 사용한 것을 제외하고는 상기 기술된 것과 같이 실시하였다. 연마 조성물의 개방-회로 전위를 마모와 함께, 그리고 마모 없이 측정하였다.
각 조성물은 pH 9.5 (필요한 경우, 질산으로 조정)에서 마모제로서 4 중량%의 콜로이드 실리카 및 0.25 중량%의 과붕산나트륨 일수화물을 포함하였다. 각 조성물은 하기 표 3에 명시된 것과 같이 상이한 암모니아 유도체를 포함하였다.
Figure 112010036690852-pct00005
이러한 결과들은 루테늄의 개방-회로 전위를 감소시키는데 있어서 히드록실아민 및 메틸아민의 효율성을 증명하였다. 이러한 결과들은 추가로 히드록실아민이 루테늄의 개방-회로 전위를 감소시키는데 있어서 특히 효과적이라는 것을 증명하였다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함 없이, 히드록실아민은 환원제이므로, 과붕산염 산화제와 반응하여 산화제의 효과적인 농도를 감소시킬 수 있는 것으로 여겨졌다. 따라서, 루테늄은 히드록실아민이 연마 조성물 중에 존재할 때 더 낮은 개방-회로 전위를 나타냈다.
실시예 4
본 실시예는 연마 중 루테늄, 탄탈 및 TEOS (테트라에틸 오르쏘실리케이트)의 제거 속도에 대한 산화제 및 마모제의 농도의 영향을 증명한다.
다양한 농도의 산화제 및 마모제를 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물을 제조하였다 (연마 조성물 4A 내지 4G). 연마 조성물 4A 내지 4F는 pH 9.85 (필요한 경우, NH4OH로 조정함)에서 마모제로서 콜로이드 실리카, 산화제로서 과붕산나트륨 및 0.5 중량%의 암모니아 아세테이트를 함유하였다. 비교를 위해, 조성물 4G는 pH 10 (KOH로 조정함)에서 콜로이드 실리카, 0.5 중량%의 칼륨 아세테이트 및 과산화수소를 함유하였다. 각 조성물 중 마모제 및 산화제의 양을 하기 표 4에 명시하였다.
IC1000 연마 패드를 사용하는 로지텍 연마기 (Logitech polisher)를 이용하여 연마를 실시하였다. 로지텍 방법은 대략 14 kPa (2.1 psi)의 하향력, 100 rpm의 평판 속도, 102 rpm의 캐리어 속도 및 150 mL/분의 슬러리 유속으로 설정되었다.
Figure 112010036690852-pct00006
이러한 결과들은 과붕산염이 루테늄 및 탄탈 연마 모두에 대해 효과적인 산화제라는 것을 증명하였다. 루테늄 및 탄탈 모두의 제거 속도는 과붕산염 이온의 농도가 증가하면서 증가하였다 (예를 들어, 조성물 4A 및 4E 비교). 이러한 결과들은 추가로 마모제의 양이 루테늄, 탄탈 및 TEOS의 제거 속도에 실질적인 영향을 미치는 것을 증명하였다 (예를 들어, 조성물 4A 및 4C 비교). 마모제 농도의 증가는 3개의 모든 층의 제거 속도를 증가시켰다. 비교하면, 산화제로서 과산화수소를 함유하는 연마 조성물 4G는 상대적으로 낮은 루테늄 제거 속도, 즉 과붕산염의 제거 속도보다 4 내지 10배 더 낮은 속도를 나타냈다 (예를 들어, 조성물 4C 및 4G 비교). 과붕산염 및 과산화수소 산화제는 비슷한 탄탈의 제거 속도를 나타냈다 (예를 들어, 조성물 4C 및 4G 비교).
실시예 5
본 실시예는 루테늄, 탄탈 및 TEOS 연마 적용에 대한 산화제로서의 과탄산염의 효율성을 증명한다.
1 중량%의 과산화수소 또는 1 중량%의 과탄산염을 산화제로서 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물을 제조하였다 (연마 조성물 5A 및 5B). 각 조성물은 마모제로서 12 중량%의 콜로이드 실리카 및 0.1 중량%의 BTA를 포함하였다. 조성물 5A는 또한 0.5 중량%의 칼륨 아세테이트를 포함하였다.
IC1000 연마 패드를 사용하는 로지텍 연마기를 이용하여 연마를 실시하였다. 로지텍 방법은 대략 19 kPa (2.8 psi)의 하향력, 90 rpm의 평판 속도, 93 rpm의 캐리어 속도 및 180 mL/분의 슬러리 유속으로 설정되었다. 각 연마 조성물의 제거 속도를 하기 표 5에 요약하였다.
Figure 112010036690852-pct00007
이러한 결과들은 마모제 및 산화제의 농도가 동일할 때 산화제로서 과탄산염을 사용하는 연마 조성물이 산화제로서 과산화수소를 사용하는 연마 조성물의 루테늄의 제거 속도보다 3배 더 높은 루테늄의 제거 속도를 산출하는 것을 증명하였다.
실시예 6
본 실시예는 붕산염 음이온의 공급원과 조합하여 과산화수소를 포함하는 CMP 조성물의 루테늄 연마에 대한 영향을 증명한다.
3종의 상이한 산화제를 갖는 화학적-기계적 연마 조성물을 제조하였다 (연마 조성물 6A 내지 6C). 각 조성물은 하기 표 6에 명시된 것과 같이 산화제, 마모제로서 4 중량%의 콜로이드 실리카 및 임의로 붕산염 음이온의 공급원의 상이한 조합을 포함하였다.
Figure 112010036690852-pct00008
각 조성물을 전기화학적으로 시험하여 루테늄 연마에 대해 적합한지 여부를 결정하였다. 전기화학 시험 절차는 상기 기술된 것과 같이 실시하였다.
마모 중 각 조성물에 대한 i-V 곡선을 얻었다. 조성물 6A 내지 6C에 대한 i-V 곡선을 도 5에 나타냈다. 전위는 표준 수소 전극 (SHE) 스케일에 대해 +0.615 V인 황산수은-황산수은(I) 전극 (MSE) 스케일에 대한 것이다.
이러한 결과들은 붕산염 음이온의 공급원, 예를 들어 사붕산염, 및 과산화수소를 포함하는 산화제의 조합물이 루테늄 및 탄탈 연마에서 과붕산염과 유사하게 기능하는 것을 증명하였다. CMP 조성물, 예를 들어 조성물 6A 및 6B는 RuO2의 경질 보호 필름층 형성의 결과인 것으로 여겨지는 부동태 거동을 막았다. 더구나, 조성물 6C에 의해 예시된 것과 같이, 암모니아를 붕산염 음이온의 공급원을 포함하는 연마 조성물에 첨가하면 루테늄의 개방-회로 전위가 100 mV가 넘게 더 낮아져, 루테늄 및 구리 사이의 갈바닉 비호환성의 위험이 감소되었다.
실시예 7
본 실시예는 연마 중 탄탈 및 TEOS 제거 속도에 대한 붕산염 음이온의 공급원과 조합된 산화제의 영향을 증명한다.
과붕산나트륨 일수화물을 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물 (조성물 7A, 7C 및 7E) 또는 동일 당량의 과산화수소 및 칼륨 사붕산염 사수화물의 조합물을 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물 (조성물 7B, 7D 및 7F)을 제조하였다. 각 조성물은 마모제로서 콜로이드 실리카 및 0.5 중량%의 암모늄 아세테이트를 포함하였고, 암모니아로 pH 9.85로 조정되었다.
IC1000 연마 패드를 사용하는 로지텍 연마기를 이용하여 연마를 실시하였다. 로지텍 방법은 대략 21 kPa (3.1 psi)의 하향력, 90 rpm의 평판 속도, 93 rpm의 캐리어 속도 및 180 mL/분의 슬러리 유속으로 설정되었다. 각 연마 조성물의 제거 속도를 하기 표 7에 요약하였다.
Figure 112010036690852-pct00009
이러한 결과들은 과산화수소 산화제 및 붕산염 음이온의 공급원, 예를 들어 사붕산염의 조합물을 포함하는 연마 조성물이 과붕산염 산화제를 포함하는 연마 조성물에 필적하는 탄탈 및 TEOS 제거 속도를 산출한다는 것을 증명하였다.
실시예 8
본 실시예는 연마 중 산화제, 예를 들어 과붕산염, 또는 별법으로 붕산염 음이온의 공급원과 조합된 산화제, 예를 들어 사붕산염과 조합된 과산화수소의 루테늄 및 탄탈 제거 속도에 대한 영향을 증명한다. 본 실시예는 추가로 과붕산염 또는 과산화수소 및 사붕산염 조합물의 루테늄 패턴 웨이퍼 처리 (clear) 능력을 증명한다.
하기 표 8a에 명시된 것과 같이 과붕산나트륨 일수화물을 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물 (조성물 8B 및 8C) 또는 과산화수소 및 암모늄 이붕산염 사수화물 (B4O7 2-)의 조합물을 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물 (조성물 8D 및 8E)을 제조하였다. 조성물 8B 내지 8E는 마모제로서 8 중량%의 콜로이드 실리카, 0.5 중량%의 타르타르산 및 500 ppm의 BTA를 포함하였고, 암모니아로 pH 9.85로 조정되었다. 비교를 위해서, 역시 표 8a에 명시된 것과 같이, pH 9.5에서 조성물 8A는 산화제로서 단지 1 중량%의 과산화수소만을 포함하였으나, 마모제로서 12 중량%의 콜로이드 실리카를 포함하였다.
루테늄 패턴 웨이퍼를 300 mm의 패턴 웨이퍼로부터 4.2×5.1 cm (1.65×2 인치)의 사각형 (각 사각형은 전체 다이를 함유함)으로 절단하였다. Ru 패턴 웨이퍼는 25 Å TaN의 상부에 침착된 25 Å Ru을 함유하였다. Ru 패턴 웨이퍼 중의 구리를 화학적으로 식각하였다.
로지텍 연마기 및 IC1000 연마 패드를 사용하여 연마를 실시하였다. 로지텍 방법은 대략 19 kPa (2.8 psi)의 하향력, 90 rpm의 평판 속도, 93 rpm의 캐리어 속도 및 180 mL/분의 슬러리 유속으로 설정되었다. 각 연마 조성물에 대한 제거 속도를 하기 표 8b에 요약하였다.
<표 8a>
Figure 112010036690852-pct00010
<표 8b>
Figure 112010036690852-pct00011
이러한 결과들은 과붕산염을 포함하는 산화제, 또는 과산화물, 예를 들어 과산화수소를 포함하고 붕산염 음이온의 공급원, 예를 들어 암모늄 이붕산염 사수화물과 조합된 산화제를 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물이 화학적-기계적 연마 중 효과적으로 루테늄 패턴 웨이퍼를 처리하고, 또한 효과적으로 Ta 및 TEOS 층을 제거하는 것을 증명하였다. 반면, 과산화수소만을 사용하는 화학적-기계적 연마 조성물은 루테늄 패턴 웨이퍼를 효과적으로 처리할 수 없었다.
실시예 9
본 실시예는 화학적-기계적 연마 중 산화제 및 붕산염 음이온의 공급원과 조합된 콜로이드 실리카 마모제의 루테늄, 탄탈 및 TEOS의 제거 속도에 대한 영향을 증명한다. 본 실시예는 추가로 산화제 및 붕산염 음이온의 공급원과 조합된 콜로이드 실리카의 루테늄 패턴 웨이퍼 처리 능력을 증명한다.
루테늄 패턴 웨이퍼를 300 mm의 패턴 웨이퍼로부터 4.2×5.1 cm (1.65×2 인치)의 사각형 (각 사각형은 전체 다이를 함유함)으로 절단하였다. Ru 패턴 웨이퍼는 25 Å TaN의 상부에 침착된 25 Å Ru을 함유하였다. Ru 패턴 웨이퍼 중의 구리를 화학적으로 식각하였다.
로지텍 연마기 및 IC1000 연마 패드를 사용하여 연마를 실시하였다. 로지텍 방법은 대략 19 kPa (2.8 psi)의 하향력, 90 rpm의 평판 속도, 93 rpm의 캐리어 속도 및 180 mL/분의 슬러리 유속으로 설정되었다. 각 연마 조성물에 대한 제거 속도를 하기 표 9에 요약하였다.
표 9에 명시된 것과 같이 다양한 양의 마모제 및 붕산염 음이온의 공급원을 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물을 제조하였다. 각 연마 조성물은 1 중량%의 과산화수소, 0.5 중량%의 암모늄 아세테이트 및 500 ppm의 BTA를 포함하였고, 표 9에 명시된 것과 같이 NH4OH로 pH 9.25 또는 9.85로 조정되었다. 붕산염 음이온의 공급원은 암모늄 이붕산염 사수화물이었다.
Figure 112010036690852-pct00012
이러한 결과들은 마모제 및/또는 붕산염 음이온의 공급원의 농도가 증가하면 Ru, Ta 및 TEOS의 제거 속도가 증가한다는 것을 증명하였다. pH 9.85에 비해, 더 낮은 pH, 즉 9.25에서는 루테늄의 제거 속도가 약간 낮아질 것이나, Ta 또는 TEOS의 제거 속도에는 영향을 현저하게 미치지 않을 것이다. 모든 경우에, Ru 패턴 웨이퍼를 처리하였다.

Claims (25)

  1. (a) 마모제,
    (b) 수성 담체, 및
    (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만인 산화제를 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물이며,
    상기 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합을 포함하거나, 또는 상기 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합 외의 과산화물을 포함하고 상기 화학적-기계적 연마 조성물이 추가로 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함하며,
    pH가 7 내지 12인, 루테늄 함유 기판의 연마용 화학적-기계적 연마 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 산화제가 루테늄을 +3의 산화 상태로 산화시키는 것인 화학적-기계적 연마 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 산화제가 루테늄을 +4의 산화 상태로 산화시키는 것인 화학적-기계적 연마 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 화학적-기계적 연마 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합 외의 과산화물이 과산화수소인 화학적-기계적 연마 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 산화제가 0.05 중량% 내지 10 중량%의 농도로 존재하는 화학적-기계적 연마 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 암모늄-함유 화합물, 히드록실아민, 메틸아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 암모니아 유도체를 추가로 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 암모니아 유도체가 0.01 중량% 내지 2 중량%의 농도로 존재하는 화학적-기계적 연마 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 마모제가 알루미나, 실리카, 세리아, 지르코니아, 티타니아, 게르마니아 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 금속 산화물인 화학적-기계적 연마 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 금속 산화물 마모제가 실리카인 화학적-기계적 연마 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 산화제가 과붕산염을 포함하는 것인 화학적-기계적 연마 조성물.
  12. (i) 루테늄을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
    (ii) (a) 마모제,
    (b) 수성 담체, 및
    (c) 표준 수소 전극에 대한 표준 환원 전위가 0.7 V 초과 1.3 V 미만인 산화제를 포함하는 화학적-기계적 연마 조성물이며, 상기 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합을 포함하거나, 또는 상기 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합 외의 과산화물을 포함하고 상기 화학적-기계적 연마 조성물이 추가로 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함하며, pH가 7 내지 12인 화학적-기계적 연마 조성물을 제공하는 단계;
    (iii) 기판을 연마 패드 및 화학적-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계; 및
    (iv) 적어도 기판 표면의 일부를 마모시켜 기판을 연마하기 위해서 기판에 상대적으로 연마 패드 및 화학적-기계적 연마 조성물을 이동시키는 단계
    를 포함하는, 기판의 연마 방법.
  13. 제12항에 있어서, 기판이 추가로 탄탈, 구리, TEOS 또는 이들의 조합을 포함하는 것이고, 기판의 적어도 일부가 마모되어 기판이 연마되는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 산화제가 루테늄을 +3의 산화 상태로 산화시키는 것인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 산화제가 루테늄을 +4의 산화 상태로 산화시키는 것인 방법.
  16. 제12항에 있어서, 산화제가 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 방법.
  17. 제12항에 있어서, 과붕산염, 과탄산염, 과인산염 또는 이들의 조합 외의 과산화물이 과산화수소인 방법.
  18. 제12항에 있어서, 산화제가 0.05 중량% 내지 10 중량%의 농도로 화학적-기계적 연마 조성물 중에 존재하는 것인 방법.
  19. 제16항에 있어서, 산화제가 과붕산칼륨, 과붕산나트륨 일수화물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 방법.
  20. 제12항에 있어서, 산화제가 과산화수소이고, 화학적-기계적 연마 조성물이 칼륨 사붕산염 사수화물, 암모늄 이붕산염 사수화물 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 붕산염 음이온의 공급원을 추가로 포함하는 것인 방법.
  21. 제12항에 있어서, 화학적-기계적 연마 조성물이 암모늄-함유 화합물, 히드록실아민, 메틸아민 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 암모니아 유도체를 추가로 포함하는 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 암모니아 유도체가 0.01 중량% 내지 2 중량%의 농도로 화학적-기계적 연마 조성물 중에 존재하는 것인 방법.
  23. 제21항에 있어서, 암모니아 유도체가 표준 수소 전극에 대해 루테늄의 개방-회로 전위를 0.1 V 내지 0.3 V 감소시키는 것인 방법.
  24. 제12항에 있어서, 마모제가 알루미나, 실리카, 세리아, 지르코니아, 티타니아, 게르마니아 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 금속 산화물인 방법.
  25. 제24항에 있어서, 금속 산화물 마모제가 실리카인 방법.

KR1020107012588A 2007-11-09 2008-11-07 루테늄 및 탄탈 장벽 ｃｍｐ를 위한 조성물 및 방법 KR101557514B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/937,804 2007-11-09
US11/937,804 US20090124173A1 (en) 2007-11-09 2007-11-09 Compositions and methods for ruthenium and tantalum barrier cmp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100106357A KR20100106357A (ko) 2010-10-01
KR101557514B1 true KR101557514B1 (ko) 2015-10-06

Family

ID=40624144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107012588A KR101557514B1 (ko) 2007-11-09 2008-11-07 루테늄 및 탄탈 장벽 ｃｍｐ를 위한 조성물 및 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090124173A1 (ko)
JP (1) JP5449180B2 (ko)
KR (1) KR101557514B1 (ko)
TW (1) TWI392727B (ko)
WO (1) WO2009064365A2 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8008202B2 (en) * 2007-08-01 2011-08-30 Cabot Microelectronics Corporation Ruthenium CMP compositions and methods
JP6050934B2 (ja) 2011-11-08 2016-12-21 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物並びにそれを用いた研磨方法及び基板の製造方法
US8778212B2 (en) 2012-05-22 2014-07-15 Cabot Microelectronics Corporation CMP composition containing zirconia particles and method of use
US20140054266A1 (en) * 2012-08-24 2014-02-27 Wiechang Jin Compositions and methods for selective polishing of platinum and ruthenium materials
CN103897602B (zh) * 2012-12-24 2017-10-13 安集微电子（上海）有限公司 一种化学机械抛光液及抛光方法
US9196283B1 (en) 2013-03-13 2015-11-24 Western Digital (Fremont), Llc Method for providing a magnetic recording transducer using a chemical buffer
US10138117B2 (en) * 2013-07-31 2018-11-27 Entegris, Inc. Aqueous formulations for removing metal hard mask and post-etch residue with Cu/W compatibility
US9299585B2 (en) 2014-07-28 2016-03-29 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing substrates containing ruthenium and copper
JPWO2016140246A1 (ja) * 2015-03-04 2017-12-07 日立化成株式会社 Ｃｍｐ用研磨液、及び、これを用いた研磨方法
US10937691B2 (en) * 2018-09-27 2021-03-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Methods of forming an abrasive slurry and methods for chemical-mechanical polishing
JP7219061B2 (ja) 2018-11-14 2023-02-07 関東化学株式会社 ルテニウム除去用組成物
KR20220054356A (ko) 2019-08-30 2022-05-02 세인트-고바인 세라믹스 앤드 플라스틱스, 인크. 재료 제거 작업을 수행하기 위한 조성물 및 방법
EP4022002A4 (en) * 2019-08-30 2023-08-23 Saint-Gobain Ceramics and Plastics, Inc. FLUID COMPOSITION AND METHOD OF PERFORMING A MATERIAL REMOVAL PROCESS

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005518090A (ja) * 2002-02-11 2005-06-16 イーケーシー テクノロジー，インコーポレイティド 固体に結合され、ｃｍｐ処方を向上させるために使用されるフリーラジカル形成活性化剤
JP2006519490A (ja) * 2003-02-27 2006-08-24 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 貴金属のｃｍｐ方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5405646A (en) * 1992-10-14 1995-04-11 Nanis; Leonard Method of manufacture thin film magnetic disk
US6299795B1 (en) * 2000-01-18 2001-10-09 Praxair S.T. Technology, Inc. Polishing slurry
US6461227B1 (en) * 2000-10-17 2002-10-08 Cabot Microelectronics Corporation Method of polishing a memory or rigid disk with an ammonia-and/or halide-containing composition
US7029373B2 (en) * 2001-08-14 2006-04-18 Advanced Technology Materials, Inc. Chemical mechanical polishing compositions for metal and associated materials and method of using same
US6692546B2 (en) * 2001-08-14 2004-02-17 Advanced Technology Materials, Inc. Chemical mechanical polishing compositions for metal and associated materials and method of using same
US6800218B2 (en) * 2001-08-23 2004-10-05 Advanced Technology Materials, Inc. Abrasive free formulations for chemical mechanical polishing of copper and associated materials and method of using same
US20050028449A1 (en) * 2001-09-03 2005-02-10 Norihiko Miyata Polishing composition
US6705926B2 (en) * 2001-10-24 2004-03-16 Cabot Microelectronics Corporation Boron-containing polishing system and method
US7316603B2 (en) * 2002-01-22 2008-01-08 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for tantalum CMP
US6527622B1 (en) * 2002-01-22 2003-03-04 Cabot Microelectronics Corporation CMP method for noble metals
US20030168627A1 (en) * 2002-02-22 2003-09-11 Singh Rajiv K. Slurry and method for chemical mechanical polishing of metal structures including refractory metal based barrier layers
JP3749867B2 (ja) * 2002-03-08 2006-03-01 株式会社東芝 アルミニウム系金属用研磨液および半導体装置の製造方法
US6604987B1 (en) * 2002-06-06 2003-08-12 Cabot Microelectronics Corporation CMP compositions containing silver salts
US6974777B2 (en) * 2002-06-07 2005-12-13 Cabot Microelectronics Corporation CMP compositions for low-k dielectric materials
CN101371339A (zh) * 2003-05-12 2009-02-18 高级技术材料公司 用于步骤ⅱ的铜衬里和其他相关材料的化学机械抛光组合物及其使用方法
US20050079803A1 (en) * 2003-10-10 2005-04-14 Siddiqui Junaid Ahmed Chemical-mechanical planarization composition having PVNO and associated method for use
US7247566B2 (en) * 2003-10-23 2007-07-24 Dupont Air Products Nanomaterials Llc CMP method for copper, tungsten, titanium, polysilicon, and other substrates using organosulfonic acids as oxidizers
US7161247B2 (en) * 2004-07-28 2007-01-09 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition for noble metals
US20060219663A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-05 Applied Materials, Inc. Metal CMP process on one or more polishing stations using slurries with oxidizers
US7265055B2 (en) * 2005-10-26 2007-09-04 Cabot Microelectronics Corporation CMP of copper/ruthenium substrates
US20080105652A1 (en) * 2006-11-02 2008-05-08 Cabot Microelectronics Corporation CMP of copper/ruthenium/tantalum substrates

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005518090A (ja) * 2002-02-11 2005-06-16 イーケーシー テクノロジー，インコーポレイティド 固体に結合され、ｃｍｐ処方を向上させるために使用されるフリーラジカル形成活性化剤
JP2006519490A (ja) * 2003-02-27 2006-08-24 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 貴金属のｃｍｐ方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100106357A (ko) 2010-10-01
WO2009064365A3 (en) 2009-08-06
TWI392727B (zh) 2013-04-11
US20090124173A1 (en) 2009-05-14
WO2009064365A2 (en) 2009-05-22
JP5449180B2 (ja) 2014-03-19
JP2011503873A (ja) 2011-01-27
TW200938615A (en) 2009-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101557514B1 (ko) 루테늄 및 탄탈 장벽 ｃｍｐ를 위한 조성물 및 방법
KR100594561B1 (ko) 구리 기판에 유용한 화학 기계적 연마용 슬러리
EP0844290B1 (en) A composition and slurry useful for metal CMP
KR101069472B1 (ko) 칼코게나이드 물질의 화학 기계적 평탄화 방법
EP1098948B1 (en) Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrate
KR100690470B1 (ko) 구리기판의 기계화학적 연마
EP1090083B1 (en) Chemical mechanical polishing slurry useful for copper/tantalum substrates
JP4372173B2 (ja) 化学的機械的研磨方法および半導体装置の製造方法
JP2008544523A (ja) 制御された電気化学研磨方法
CN101437919A (zh) 含铜基底的化学机械抛光方法
JP4620353B2 (ja) メタノール−含有シリカ−ベースのｃｍｐ組成物
US20050109980A1 (en) Polishing composition for CMP having abrasive particles
KR100772929B1 (ko) 구리 다마신 공정용 화학-기계적 연마 슬러리 조성물
WO2000030154A2 (en) Method to control film removal rates for improved polishing in metal cmp
KR20030057068A (ko) 금속배선 연마용 슬러리 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180828

Year of fee payment: 4