KR20050085661A - 구리 배선 및(또는) 막의 연마 및(또는) 세정 방법 및 이를위한 조성물 - Google Patents
구리 배선 및(또는) 막의 연마 및(또는) 세정 방법 및 이를위한 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050085661A KR20050085661A KR1020057010917A KR20057010917A KR20050085661A KR 20050085661 A KR20050085661 A KR 20050085661A KR 1020057010917 A KR1020057010917 A KR 1020057010917A KR 20057010917 A KR20057010917 A KR 20057010917A KR 20050085661 A KR20050085661 A KR 20050085661A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composition
- group
- copper
- weight
- acid
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 112
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 101
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 99
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 43
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 37
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 35
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 32
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 30
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 28
- 125000002015 acyclic group Chemical group 0.000 claims description 24
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 24
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 23
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 16
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 15
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 12
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001879 copper Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 10
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 8
- LGRLWUINFJPLSH-UHFFFAOYSA-N methanide Chemical compound [CH3-] LGRLWUINFJPLSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims 2
- -1 imide acids Chemical class 0.000 abstract description 7
- 125000005525 methide group Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 11
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 4
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 4
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2h-benzotriazole Chemical compound CC1=CC=CC2=NNN=C12 CMGDVUCDZOBDNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 238000000445 field-emission scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 2
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical compound CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazolidone Chemical class O=C1NCCO1 IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one Chemical class CN1CCOC1=O VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGZZISOUXJHYOY-UHFFFAOYSA-N 8-amino-4-hydroxynaphthalene-2-sulfonic acid Chemical compound C1=C(S(O)(=O)=O)C=C2C(N)=CC=CC2=C1O GGZZISOUXJHYOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N Cu+ Chemical compound [Cu+] VMQMZMRVKUZKQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003637 basic solution Substances 0.000 description 1
- QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N benzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N[N][N]C2=C1 QRUDEWIWKLJBPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012964 benzotriazole Substances 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 1
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical class [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004451 qualitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/34—Organic compounds containing sulfur
- C11D3/349—Organic compounds containing sulfur additionally containing nitrogen atoms, e.g. nitro, nitroso, amino, imino, nitrilo, nitrile groups containing compounds or their derivatives or thio urea
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- 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
- C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
- C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
- C23G1/02—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with acid solutions
- C23G1/10—Other heavy metals
- C23G1/103—Other heavy metals copper or alloys of copper
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
- H01L21/02074—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
- H01L21/32125—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP] by simultaneously passing an electrical current, i.e. electrochemical mechanical polishing, e.g. ECMP
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
- Weting (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
본 발명은 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 또는 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 조성물을 사용하여 구리 배선을 연마 및(또는) 세정하는 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 구리 배선(interconnect) 및(또는) 막의 연마 및(또는) 세정 방법 및 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 1종 이상의 이미드산 또는 1종 이상의 메티드산을 포함하는 조성물을 사용하여 구리 배선 및(또는) 막을 연마 및(또는) 세정하는 방법, 및 상기 조성물에 관한 것이다.
집적 회로는 다양한 전자 및 컴퓨터 제품에서 발견된다. 집적 회로는 보통의 기초 또는 기판상에 형성된 전기 소자의 배선된 네트워크이다. 제조자는 통상적으로 레이어링(layering), 도핑, 마스킹 및 에칭과 같은 기술을 사용하여, 실리콘 웨이퍼상에 수천 및 심지어 수백만의 극히 미세한 레지스터, 트랜지스터 및 기타 전기 소자를 설치한다. 이어서 이러한 소자들은 연결되거나 함께 배선되어 특정 전기 회로, 예를 들면 컴퓨터 메모리를 형성한다.
통상적으로, 소자는 이산화규소의 절연층으로 덮여진다. 이어서, 작은 구멍이 절연층상에 에칭되어 아래부분의 소자가 노출된다. 그다음, 층에 트렌치를 파서 배선 패턴을 규정짓는다. 따라서, 수백만의 극히 미세한 소자가 배선된다. 그다음, 금속화를 통해 구멍 및 트렌치가 채워져 소자 사이에 초미세 직경의 와이어가 형성된다.
반도체 산업에서는 배선을 형성하는 다마신(damascene) 또는 이중 다마신 공정을 사용한다. 다마신 공정은 유전층에 양각 패턴을 형성하고(에칭), 생성된 패턴을 배선 금속으로 채운 다음, 웨이퍼 표면상의 과량의 금속을 연마제거하여, 상감된(inlaid) 배선 금속 특징을 남겨두는 것을 포함한다.
각 제작 단계에서, 후속되는 제작 단계를 위해 웨이퍼의 노출된 표면을 변경하거나 정제하여 웨이퍼를 제조하는 것이 종종 필요하거나 바람직하다. 여러가지 공지된 연마 공정이 있으며, 화학 기계적 연마(CMP), 전기화학 기계적 침착(ECMD) 및 화학적 보강 연마(CEP)가 그 예이다. 웨이퍼 세정이 또한 통상적으로 사용된다. 각 상기 공정들에서는 산성 또는 염기성 수용액 또는 수성 슬러리가 사용된다. 이러한 용액 또는 슬러리는 이산화규소 내부유전체를 연마하기 위한 염기성 용액, 및 전도성 구리 배선을 연마하기 위한 산성 용액으로 이루어져왔다. 디슁(dishing) (또는 편평하지 않은 막)에 이르는 불균일 연마가 평탄화동안 직면하는 한가지 과제이다. 다른 과제는 편평한 막의 표면에서 스크래치를 피하고, 평탄화 공정에서 남은 입자, 잔류물 및 금속이온을 제거하는 것이다.
알루미늄은 전통적으로 전도성 배선 재료로서 사용되어왔다. 그러나, 고성능 마이크로프로세서 칩의 제조에서, 현재 구리가 배선 재료로서 종종 사용된다. 구리는 고속 로직 칩의 성능을 제한하는 금속 배선에서의 저항-용량(RC) 시간 지연이 낮고, 전기 저항력이 낮다는 것 때문에 종종 바람직하다.
따라서, 구리를 효과적으로 용해 및(또는) 제거하는 산성 특성을 갖는 용액 또는 슬러리를 사용하여 구리 배선 및(또는) 막을 연마 및(또는) 세정하는 방법에 대한 요구가 존재한다. 또한, 구리 표면에 구멍이 거의 없거나 전혀 없고, 구리 표면의 조도가 거의 증가하지 않거나 전혀 증가하지 않는 구리 배선 및(또는) 막의 연마 및(또는) 세정 방법에 대한 요구가 존재한다.
<발명의 개요>
본 발명은 이미드산 또는 메티드산을 포함하는 용액 및(또는) 슬러리(즉, 조성물)을 사용하여 구리 배선 및(또는) 막을 연마 및(또는) 세정하는 방법을 제공한다. 이롭게는, 본 발명의 조성물은 구리 및(또는) 산화구리를 효과적으로 용해 및(또는) 제거할 수 있는 산성 특성을 갖는다. 본 발명의 실시양태에서, 조성물은 구리 표면에 구멍생성을 거의 일으키지 않거나 전혀 일으키지 않고, 구리 표면의 조도를 거의 증가시키지 않거나 전혀 증가시키지 않는 산성 특성을 갖는다. 본 발명의 조성물은 1종 이상의 퍼플루오르화 이미드산, (비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산; HN(SO2CnF2n+1)2) 또는 1종 이상의 퍼플루오르화 메티드산 (트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산; HC(SO2CnF2n+1)3) 및 용매로 이루어진다.
일 측면에서, 본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S(예를 들어, -SF4- 및 -SF5)로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄("쇄내(in-chain)") 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로(essentially) 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법이다.
임의로, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태는
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S(예를 들어, -SF4- 및 -SF5)로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법이다.
임의로, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태는
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 표면상에 하나 이상의 원치않는 물질을 갖는 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 원치않는 표면 물질을 제거하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법이다.
상기 방법은 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
임의로, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 표면상에 하나 이상의 원치않는 물질을 갖는 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 원치않는 표면 물질을 제거하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법이다.
상기 방법은 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
임의로, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매 및
iii) 구리염을 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 전도성 기판을 제공하는 단계;
c) 전도성 기판과 조성물을 서로 접촉시키는 단계; 및
d) 전기화학적 전위 및 힘을 가하여 구리 침착 및 구리 연마를 촉진하는 단계
를 포함하는, 전기화학 기계적 침착(ECMD)의 방법이다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매 및
iii) 구리염을 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 전도성 기판을 제공하는 단계;
c) 전도성 기판과 조성물을 서로 접촉시키는 단계; 및
d) 전기화학적 전위 및 힘을 가하여 구리 침착 및 구리 연마를 촉진하는 단계
를 포함하는, 전기화학 기계적 침착(ECMD) 방법이다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은
a) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
b) 용매 및
c) 산화제를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물이다.
또다른 측면에서, 본 발명은
a) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
b) 용매 및
c) 산화제를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물이다.
본 발명은 1종 이상의 이미드산 또는 1종 이상의 메티드산 및 용매를 갖는 조성물을 사용하여 구리 배선 및(또는) 막을 세정 및(또는) 연마하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 용액 및 슬러리 둘다를 포함한다. 용액은 본원에서 균일 혼합물로 정의된다. 슬러리는 본원에서 용액 중 입자의 현탁액으로 정의된다. 구리 배선은 본원에서 구리를 포함하는 표면 패턴으로 정의된다. 막은 본원에서 실리콘 웨이퍼와 같은 기판상의 얇은 구리 코팅물로 정의된다.
용매는 극성 유기 용매 또는 물일 수 있다.
임의로는, 방법에 따라 연마제, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 광택제, 계면활성제, 평탄화제 등을 포함하는 다른 첨가제를 조성물에 첨가할 수도 있다.
또한, 본 발명은 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법, 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법, 및 ECMD 방법을 제공한다.
일 실시양태에서, 본 발명의 조성물은 1종 이상의 이미드산 또는 1종 이상의 메티드산, 용매, 및 산화제를 포함하거나 이들로 주로 이루어진다. 본 발명의 조성물은 1종 이상의 이미드산 또는 1종 이상의 메티드산, 용매, 및 1종 이상의 첨가제(들)를 포함하거나 이들로 주로 이루어질 수도 있다.
이미드산
본 발명의 이미드산은 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산을 포함한다. 이들 산은 하기 화학식으로 나타낼 수 있다.
식 중, Rf 1 및 Rf 2는 독립적으로, 탄소쇄내에 또는 탄소쇄 말단에 O, N 및 S(예를 들어, -SF4- 또는 SF5)와 같은 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유하는, 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오로알킬기이다. Rf 1 및 Rf 2는 탄소 원자수 1 내지 4인 것이 바람직하고, 탄소 원자수 1 내지 2가 더욱 바람직하다. Rf 기는 각각 독립적으로 시클릭 또는 아시클릭일 수 있다. Rf 기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수도 있다.
비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드는 당업계에 잘 공지된 방법 및 미국 특허 제5,874,616호, 제5,723,664호 및 ZA 9804155에 기재된 방법에 의해 퍼플루오로알칸술포닐 할로겐화물로부터 제조할 수 있다. 일반적으로, 상기 음이온은 2몰의 RfSO2X (여기서, X는 -F 또는 -Cl과 같은 할로겐화물임)를 Et3N (또는 유사한 염기)의 존재하에서 NH3와 반응시키거나, RfSO2X를 Et3N (또는 유사한 염기)의 존재하에서 RfSO2NH2와 반응시켜서 제조할 수 있다. 또한, 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드염, 예컨대 Li[N(SO2CF3)2] (HQ(등록상표) 115, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴파니(3M Company)로부터 입수가능함)의 용액을 강산으로 산성화하여 증류에 의해 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산을 수득할 수 있다.
본 발명의 적합한 음이온의 예는
를 포함하나, 이로써 한정되지 않는다.
바람직하게는, 음이온은 이다.
이미드산은 통상적으로 조성물에 1 중량% 이상으로 존재한다. 특히 적합한 조성물은 이미드산 약 30 중량% 이상 또는 약 50 중량% 이상을 가질 수 있다. 이미드산은 약 70 중량%로 첨가할 수 있다.
메티드산
본 발명의 메티드산은 퍼플루오르화된다. 상기 산은 하기 화학식으로 나타낼 수 있다.
식 중, Rf 1, Rf 2 및 Rf 3은 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, 탄소쇄의 내부 또는 말단에 N, O 및 S (예를 들면, -SF4- 또는 -SF5)와 같은 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 퍼플루오르화 알킬기이다. 임의 2개의 Rf 기가 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있다. Rf는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 8, 바람직하게는 1 내지 4이다.
적합한 음이온의 예는
를 포함하나, 이로써 한정되지 않는다.
퍼플루오르화 메티드 음이온의 제조는 미국 특허 제5,446,134호, 제5,273,840호, 제5,554,664호, 제5,514,493호 및 문헌[Turowsky & Seppelt, Inorg. Chem., 27, 2135-2137 (1988)]에 개시되어 있다.
메티드산은 통상적으로 조성물에 1 중량% 이상으로 존재한다. 특히 적합한 조성물은 메티드산 약 30 중량% 이상 또는 약 50 중량% 이상을 가질 수 있다. 메티드산은 약 70 중량%로 첨가될 수 있다.
용매
본 발명의 용매는 물, 극성 유기 용매, 또는 이들의 혼합물이다. 극성 용매는 본원에서 유전 상수가 실온에서 5 보다 큰 것으로 정의된다. 적합한 극성 유기 용매의 예는 에스테르, 예컨대 메틸 포르메이트, 에틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 및 부티로락톤(예를 들면, 감마 부티로락톤); 니트릴, 예컨대 아세토니트릴 및 벤조니트릴; 니트로 화합물, 예컨대 니트로메탄 또는 니트로벤젠; 아미드, 예컨대 N,N-디메틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드 및 N-메틸피롤리디논; 술폭시드, 예컨대 디메틸 술폭시드; 술폰, 예컨대 디메틸술폰, 테트라메틸렌 술폰 및 기타 술폰류; 옥사졸리디논, 예컨대 N-메틸-2-옥사졸리디논 및 이들의 혼합물을 포함하나 이로써 한정되지 않는다.
특히 적합한 용매는 물, 특히 탈이온수이다. 바람직한 극성 유기 용매는 아세토니트릴이다.
임의의 첨가제
본 발명의 일부 실시양태에서, 1종 이상의 임의의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다. 이러한 첨가제는 산화제(예를 들면, HNO3, H2O2, 03, Fe(NO3)3, 등), 연마 입자, 기타 산(예를 들면, H2SO4, 희석된 수성 HF, HCl), 부식 억제제(예를 들면, 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸(TTA)), 킬레이트제(예를 들면, 암모늄 시트레이트, 이미노디아세트산(IDA), EDTA), 전해질(예를 들면, 암모늄 히드로겐 포스페이트), 계면활성제, 광택제, 평탄화제 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하나 이로써 한정되지 않는다. 통상적으로 상기 첨가제는 10 내지 100,000 ppm 범위의 농도로 존재한다.
연마 용도를 위해, 통상적으로 본 발명의 조성물은 연마 입자를 포함하거나 고정형 연마제와 조합으로 사용된다. 적합한 연마 입자는 알루미나, 실리카 및(또는) 세륨 산화물을 포함하나 이로써 한정되지 않는다. 일반적으로, 연마 입자는 약 3 내지 약 10 중량% 범위의 농도로 존재한다. 고정형 연마제는 통상적으로 중합체에 고정된 연마 입자이다.
ECMD 용도를 위해, 본 발명의 조성물은, 용매 중에 가용성인 (즉, 통상적으로 구리 양이온의 농도가 용매 중에서 0.10 M 이상임) 임의의 구리염일 수 있는 구리염을 추가로 포함한다. 적합한 구리염은 구리 이미드, 구리 메티드, 구리 유기-술포네이트, 구리 술페이트, 또는 이들의 혼합물을 포함하나 이로써 한정되지 않는다. 구리염은 통상적으로 용매 중에 약 0.10 M 내지 약 1.5 M 범위의 농도로 존재한다.
조성물의 제조 방법
본 발명의 조성물은 이미드산 또는 메티드산을 용매, 바람직하게는 탈이온수에 적어도 부분적으로 용해 또는 분산시켜 제조할 수 있다.
이미드산 또는 메티드산은 일반적으로 구리 용해 속도가 용이하게 조절될 수 있는 농도로 사용된다.
방법
본 발명의 조성물은 구리 배선 및(또는) 막의 연마 및(또는) 세정에 특히 유용하다. 연마의 예로는 화학 기계적 연마(CMP), 화학적 보강 연마(CEP) 및 전기화학 기계적 침착(ECMD)이 포함되나 이로써 한정되지 않는다. 세정의 예에는 웨이퍼 세정이 포함되나 이로써 한정되지 않는다.
본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어지는 조성물을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법을 제공한다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
다른 실시양태는
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계
를 포함하는 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법이다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
조성물 및 기판은 공지된 방법을 사용하여 서로 접촉시킬 수 있다. 예를 들어, 조성물은 구리-함유 기판상에 분무되거나, 다르게는 구리-함유 기판을 조성물 "배쓰(bath)"에 침지시킬 수 있다.
단계 (d)에서 가해지는 힘은 기계적 힘 또는 전기화학적 힘, 또는 둘다일 수 있다.
임의로, 구리 용해 (또는 부식) 공정은 용액 중 구리 이온이 재플레이트화되기에 충분한 전기화학적 전위를 구리 코팅 또는 패턴에 인가하여 역전시킬 수 있다. 상기 공정은 구리 연마 공정의 속도 및 유효성을 조절하는데 유용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태는
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 표면상에 하나 이상의 원치않는 물질을 갖는 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 원치않는 표면 물질을 제거하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법이다.
상기 방법은 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 표면상에 하나 이상의 원치않는 물질을 갖는 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 원치않는 표면 물질을 제거하는 단계
를 포함하는 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법이다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
원치않는 물질은 산화구리를 포함하는 잔류물, 막 및 오염물을 포함하나, 이로써 한정되지 않는다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매 및
iii) 구리염을 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 전도성 기판을 제공하는 단계;
c) 전도성 기판과 조성물을 서로 접촉시키는 단계; 및
d) 전기화학적 전위 및 힘을 가하여 구리 침착 및 구리 연마를 촉진하는 단계
를 포함하는, 전기화학 기계적 침착(ECMD) 방법이다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
또다른 실시양태에서, 본 발명은
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매 및
iii) 구리염을 포함하거나 이들로 주로 이루어진 조성물을 제공하는 단계;
b) 전도성 기판을 제공하는 단계;
c) 전도성 기판과 조성물을 서로 접촉시키는 단계; 및
d) 전기화학적 전위 및 힘을 가하여 구리 침착 및 구리 연마를 촉진하는 단계
를 포함하는, 전기화학 기계적 침착(ECMD) 방법이다.
임의로는, 1종 이상의 첨가제(들)가 조성물에 첨가될 수 있다.
ECMD 방법의 단계 d)에서 전기화학적 전위 및 힘은 동시에 또는 교대로 가해질 수 있다.
본 발명의 적합한 기판은 금속, 전도성 중합체 및 절연 물질을 포함하는 다양한 조성물의 박막으로 코팅된 실리콘 또는 GaAs 웨이퍼를 포함하나 이로써 한정되지 않는다.
구리-함유 기판 및 조성물은 통상적으로 침지, 분무 또는 스핀 분배에 의해 접촉된다.
본 발명은 이하의 비제한적인 실시예 및 시험 방법을 참고로 더 설명될 것이다. 모든 부, 백분율 및 비는 다른 언급이 없는 한 중량 기준이다.
시험 방법
시험 방법 1. 유도 커플링된 플라즈마/원자 방출 분광법(ICP/AES) 분석으로 측정된 구리의 에칭 속도.
100 mL 비이커에 구리 호일 쿠폰(0.25 in2, (1.6 ㎠)) 및 시험할 산 조성물 50 mL를 위치시켰다. 구리 쿠폰 및 조성물을 1 시간 동안 교반한 다음, 구리 호일을 제거하고, 페르킨/엘머 옵티마(Perkin-Elmer Optima) 3300 DV ICP (0.2% H2SO4 중 0, 0.1, 1 ppm의 표준물질을 사용함)를 사용하여 ICP/AES에 의해 용액 중 Cu 농도를 측정하였다. 이는 쿠폰의 표면으로부터 에칭되어 용액에 용해된 구리 양의 측정값이다.
시험 방법 2. 전기화학적 임피던스에 의해 측정된 구리의 에칭 속도.
다양한 산 용액(1.75 M)에서 구리의 에칭 속도를 측정하는 또다른 방법으로 전기화학적 임피던스 분석을 사용하였다. 3 mm의 편평한 디스크형 구리 작업 전극이 장착된 전지, 백금 메쉬 카운터 전극, 및 Ag/AgCl 기준 전극을 모든 측정에 사용하였다. Cu 전극을 알루미나 슬러리를 사용하여 연마하고, 탈이온수로 완전하게 린스한 후 각각 분석하였다. 모든 측정값은 개방 회로 전위에서 취하였다. 등가의 회로 모델 및 최소-제곱 적합을 사용하여 각 산 용액에서 전하 이동에 대한 저항(Rct)을 측정하였다.
시험 방법 3. 이 시험 방법은 주사 전자 현미경을 사용하여 산에서 에칭된 구리의 특징을 정성적으로 측정한다. 샘플을 스퍼터된 구리 막 (두께 5000 옹스트롬)에 의해 실리콘 웨이퍼로부터 절단하였다(직경 4 인치; 10 cm). 히다치 S4500 전계 방출 주사 전자 현미경(FESEM; 일본 히다치 가부시끼가이샤(Hitachi Co.)로부터 입수가능함)을 처리전 샘플의 분석에 사용하였다 (확대 30,000x). 이어서, 이들 샘플을 아세톤으로 세척하여 분석 동안에 도입된 임의의 데브리스를 제거하고, 적합한 수성 산 조성물(1.75 M)에 침지하여 온화하게 진탕하면서 10분 동안 시험하였다. 그다음 샘플을 탈이온수로 린스하고, FESEM을 사용하여 재분석하였다. 모든 시험은 24 시간내에 완료하였다.
HN(SO2CF3)2 용액의 제조
Li[N(SO2CF3)2] (미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴파니로부터 입수가능함)의 50% 수용액을 유리 접시에 두고, 120 ℃ 오븐에서 밤새 건조시켰다. 상기 건조된 물질 (2276.6 g)을 자기 교반 막대 및 증류 헤드가 장착된 5 L 3구 둥근바닥 플라스크에 위치시켰다. 그다음, 황산(98%; 4482.2 g)을 플라스크에 서서히 첨가하였다. 그다음, 첨가가 완료되면 플라스크를 가열하고, 증류물을 105 ℃의 온도 및 75 mmHg(10 kPa)의 압력에서 수액 플라스크로 수집하였다. 첫번째 분획을 수집(84.4 g)한 다음 두번째 분획을 동일한 조건하에서 수집하였다. 두번째 분획물은 투명한 고체 (HN(SO2CF3)2 (1981 g; 수율 88.9%; 융점 40 ℃)로 수득되었다. 이 물질로부터 탈이온수를 사용하여 1.75 M 수용액을 제조하였다.
실시예 1 및 비교예 C1: 시험 방법 1을 사용한 구리의 에칭 속도
하기 표 1에 나열한 산 용액에 대하여 시험 방법 1을 사용하여 구리의 에칭 속도 (ppm/in2)를 측정하였다.
| 실시예 | 산 용액 | Cu 농도 ppm/in2 (ppm/㎠) |
| 1 | HN(SO2CF3)2 (1.75 M) | 6332.6 (981.6) |
| C1 | H2SO4 (1.75 M) | 2859.1 (443.2) |
표 1의 데이타는 HN(SO2CF3)2가 H2SO4를 사용한 비교예 C1보다 더 빠른 속도로 구리를 에칭하였음을 나타낸다.
실시예 2 및 비교예 2: 시험 방법 2를 사용한 구리의 에칭 속도
시험 방법 2를 사용하여 구리의 에칭 속도를 측정하였다. 전하 이동에 대한 얻어진 저항값(Rct)은 하기 표 2에 나열하였다.
| 실시예 | 산 용액 | Rct (kOhm) |
| 2 | HN(SO2CF3)2 (1.75 M) | 5.5 |
| C2 | H2SO4 (1.75 M) | 15.4 |
표 2의 데이타는 HN(SO2CF3)2 용액이 전하 이동에 대해 더 낮은 저항값을 가지는 것을 나타내며, 이는 HN(SO2CF3)2 용액에서 구리의 부식 속도가 H2SO4를 사용한 비교예 C2보다 더 빠름을 의미하는 것이다.
시험 방법 3을 사용한 정성 분석.
1.75 M 산에 침지하기 전과 후의 SEM 이미지를 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
(1) H2SO4보다 HN(SO2CF3)2를 사용한 경우에 구리 막의 구멍이 더 적은 것으로 관찰되었다. H2SO4에 의한 처리 후 구리 막의 구멍은 평균 크기가 약 50 nm (0.05 ㎛)인 것으로 나타났다. 비처리 대조구 표면과 HN(SO2CF3)2에 노출된 표면 모두에서의 구멍의 평균 크기는 50 nm (0.05 ㎛) 미만이었다.
(2) H2SO4에 노출된 구리 막은 알갱이 경계가 더 불량하게 한정되었다. HN(SO2CF3)2에 노출된 구리 막은 알갱이 경계가 양호하게 한정되었다.
본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경은 본 발명의 범주 및 정신을 벗어남이 없이 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 본원에 기술된 예시적인 실시양태 및 실시예에 의해 과도하게 제한되는 것이 아니며, 이러한 실시예 및 실시양태는 이하에서 기술되는 청구범위에 의해서만 제한되는 본 발명의 범주만를 단지 예로써 나타내려는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (58)
1. a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법.
제1항에 있어서, 상기 조성물이 iii) 1종 이상의 첨가제(들)를 추가로 포함하는 연마 방법.
제2항에 있어서, 1종 이상의 첨가제(들)가 연마 입자, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 계면활성제, 광택제 및 평탄화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 연마 방법.
제1항에 있어서, 상기 용매가 물인 연마 방법.
제1항에 있어서, Rf 1 및 Rf 2가 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 4인 연마 방법.
제1항에 있어서, 상기 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드가
로 이루어진 군으로부터 선택되는 연마 방법.
제1항에 있어서, 이미드산이 조성물의 약 30 중량% 이상의 농도로 존재하는 연마 방법.
제1항에 있어서, 이미드산이 조성물의 약 50 중량% 이상의 농도로 존재하는 연마 방법.
제1항에 있어서, 이미드산이 조성물의 약 70 중량% 이하의 농도로 존재하는 연마 방법.
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
b) 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 연마 방법.
제10항에 있어서, 상기 조성물이 iii) 1종 이상의 첨가제(들)를 추가로 포함하는 연마 방법.
제11항에 있어서, 1종 이상의 첨가제가 연마 입자, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 계면활성제, 광택제 및 평탄화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 연마 방법.
제10항에 있어서, 상기 용매가 물인 연마 방법.
제10항에 있어서, Rf 1, Rf 2 및 Rf 3이 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 4인 연마 방법.
제10항에 있어서, 상기 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드가
로 이루어진 군으로부터 선택되는 연마 방법.
제10항에 있어서, 메티드산이 조성물의 1 중량% 이상의 농도로 존재하는 연마 방법.
제10항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 30 중량% 이상의 농도로 존재하는 연마 방법.
제10항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 50 중량% 이상의 농도로 존재하는 연마 방법.
제10항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 70 중량% 이하의 농도로 존재하는 연마 방법.
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
b) 표면상에 하나 이상의 원치않는 물질을 갖는 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 원치않는 표면 물질을 제거하는 단계
를 포함하는, 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법.
제20항에 있어서, 상기 조성물이 iii) 1종 이상의 첨가제(들)를 추가로 포함하는 세정 방법.
제21항에 있어서, 1종 이상의 첨가제(들)가 연마 입자, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 계면활성제, 광택제 및 평탄화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 세정 방법.
제20항에 있어서, 상기 용매가 물인 세정 방법.
제20항에 있어서, Rf 1 및 Rf 2가 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 4인 세정 방법.
제20항에 있어서, 상기 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드가
로 이루어진 군으로부터 선택되는 세정 방법.
제20항에 있어서, 이미드산이 조성물의 약 30 중량% 이상의 농도로 존재하는 세정 방법.
제20항에 있어서, 이미드산이 조성물의 약 50 중량% 이상의 농도로 존재하는 세정 방법.
제20항에 있어서, d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계를 추가로 포함하는 세정 방법.
제28항에 있어서, 상기 힘이 기계적 힘, 전기화학적 힘 또는 이들의 조합인 세정 방법.
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산 및
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매를 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
b) 표면상에 하나 이상의 원치않는 물질을 갖는 하나 이상의 구리 배선 및(또는) 막을 갖는 하나 이상의 표면을 포함하는 기판을 제공하는 단계;
c) 기판의 표면과 조성물을 서로 접촉시켜 인터페이스를 형성하는 단계; 및
d) 원치않는 표면 물질을 제거하는 단계
를 포함하는 구리 배선 및(또는) 막의 세정 방법.
제30항에 있어서, 상기 조성물이 iii) 1종 이상의 첨가제(들)를 추가로 포함하는 세정 방법.
제31항에 있어서, 1종 이상의 첨가제가 연마 입자, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 계면활성제, 광택제 및 평탄화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 세정 방법.
제30항에 있어서, 상기 용매가 물인 세정 방법.
제30항에 있어서, Rf 1, Rf 2 및 Rf 3이 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 4인 세정 방법.
제30항에 있어서, 상기 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드가
로 이루어진 군으로부터 선택되는 세정 방법.
제30항에 있어서, 메티드산이 조성물의 1 중량% 이상의 농도로 존재하는 세정 방법.
제30항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 30 중량% 이상의 농도로 존재하는 세정 방법.
제30항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 50 중량% 이상의 농도로 존재하는 세정 방법.
제30항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 70 중량% 이하의 농도로 존재하는 세정 방법.
제30항에 있어서, d) 힘을 가하여 인터페이스에서 구리 용해를 촉진하는 단계를 추가로 포함하는 세정 방법.
제40항에 있어서, 상기 힘이 기계적 힘, 전기화학적 힘 또는 이들의 조합인 세정 방법.
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매 및
iii) 구리염을 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
b) 전도성 기판을 제공하는 단계;
c) 전도성 기판과 조성물을 서로 접촉시키는 단계; 및
d) 전기화학적 전위 및 힘을 가하여 구리 침착 및 구리 연마를 촉진하는 단계
를 포함하는 전기화학 기계적 침착 방법.
제42항에 있어서, 상기 조성물이 iv) 1종 이상의 첨가제(들)를 추가로 포함하는 침착 방법.
제43항에 있어서, 1종 이상의 첨가제가 연마 입자, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 계면활성제, 광택제 및 평탄화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 침착 방법.
제42항에 있어서, Rf 1 및 Rf 2가 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 12인 침착 방법.
제42항에 있어서, 상기 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드가
로 이루어진 군으로부터 선택되는 침착 방법.
제42항에 있어서, 이미드산이 조성물의 약 30 중량% 이상의 농도로 존재하는 침착 방법.
a) i) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
ii) 용매 및
iii) 구리염을 포함하는 조성물을 제공하는 단계;
b) 전도성 기판을 제공하는 단계;
c) 전도성 기판과 조성물을 서로 접촉시키는 단계; 및
d) 전기화학적 전위 및 힘을 가하여 구리 침착 및 구리 연마를 촉진하는 단계
를 포함하는 전기화학 기계적 침착 방법.
제48항에 있어서, 상기 조성물이 iv) 1종 이상의 첨가제(들)를 추가로 포함하는 침착 방법.
제49항에 있어서, 상기 1종 이상의 첨가제가 연마 입자, 기타 산, 산화제, 에칭제, 부식 억제제, 킬레이트제, 전해질, 계면활성제, 광택제 및 평탄화제로 이루어진 군으로부터 선택되는 침착 방법.
제48항에 있어서, Rf 1, Rf 2 및 Rf 3이 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 4인 침착 방법.
제48항에 있어서, 상기 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드가
로 이루어진 군으로부터 선택되는 침착 방법.
제48항에 있어서, 메티드산이 1 중량% 이상의 농도로 존재하는 침착 방법.
제48항에 있어서, 메티드산이 조성물의 약 30 중량% 이상의 농도로 존재하는 침착 방법.
a) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 비스(퍼플루오로알칸술포닐)이미드산 1 중량% 이상,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 12의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
a) 용매 및
b) 산화제를 포함하는 조성물.
제55항에 있어서, 상기 산화제가 HNO3, H2O2, Fe(NO3)3, 03 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
a) 하기 화학식으로 나타내어지는 1종 이상의 트리스(퍼플루오로알칸술포닐)메티드산,
{식 중, Rf는 각각 독립적으로, 시클릭 또는 아시클릭일 수 있고, N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택되는 연쇄 또는 말단 헤테로원자를 임의로 함유할 수 있는 탄소 원자수 1 내지 8의 퍼플루오르화 알킬기이고, 임의 2개의 Rf기는 연결되어 퍼플루오로알킬렌-함유 고리를 형성할 수 있음}
b) 용매 및
c) 산화제를 포함하는 조성물.
제57항에 있어서, 상기 산화제가 HNO3, H2O2, Fe(NO3)3, 03 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 조성물.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/319,954 | 2002-12-16 | ||
| US10/319,954 US6884338B2 (en) | 2002-12-16 | 2002-12-16 | Methods for polishing and/or cleaning copper interconnects and/or film and compositions therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050085661A true KR20050085661A (ko) | 2005-08-29 |
Family
ID=32506753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020057010917A KR20050085661A (ko) | 2002-12-16 | 2003-10-28 | 구리 배선 및(또는) 막의 연마 및(또는) 세정 방법 및 이를위한 조성물 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6884338B2 (ko) |
| EP (1) | EP1572821A1 (ko) |
| JP (1) | JP4181129B2 (ko) |
| KR (1) | KR20050085661A (ko) |
| CN (1) | CN100448941C (ko) |
| AU (1) | AU2003286734A1 (ko) |
| WO (1) | WO2004061028A1 (ko) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7153195B2 (en) | 2000-08-30 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for selectively removing conductive material from a microelectronic substrate |
| US7192335B2 (en) * | 2002-08-29 | 2007-03-20 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for chemically, mechanically, and/or electrolytically removing material from microelectronic substrates |
| US7220166B2 (en) * | 2000-08-30 | 2007-05-22 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electromechanically and/or electrochemically-mechanically removing conductive material from a microelectronic substrate |
| US7129160B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-10-31 | Micron Technology, Inc. | Method for simultaneously removing multiple conductive materials from microelectronic substrates |
| US7112121B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-09-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrical, mechanical and/or chemical removal of conductive material from a microelectronic substrate |
| US7134934B2 (en) * | 2000-08-30 | 2006-11-14 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for electrically detecting characteristics of a microelectronic substrate and/or polishing medium |
| US7078308B2 (en) | 2002-08-29 | 2006-07-18 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for removing adjacent conductive and nonconductive materials of a microelectronic substrate |
| TWI250202B (en) * | 2003-05-13 | 2006-03-01 | Eternal Chemical Co Ltd | Process and slurry for chemical mechanical polishing |
| US7112122B2 (en) * | 2003-09-17 | 2006-09-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatus for removing conductive material from a microelectronic substrate |
| US7153777B2 (en) | 2004-02-20 | 2006-12-26 | Micron Technology, Inc. | Methods and apparatuses for electrochemical-mechanical polishing |
| US7566391B2 (en) | 2004-09-01 | 2009-07-28 | Micron Technology, Inc. | Methods and systems for removing materials from microfeature workpieces with organic and/or non-aqueous electrolytic media |
| JP2007088370A (ja) * | 2005-09-26 | 2007-04-05 | Fujifilm Corp | 水系研磨液及び化学機械的研磨方法 |
| US8512593B2 (en) * | 2005-11-04 | 2013-08-20 | Cheil Industries, Inc. | Chemical mechanical polishing slurry compositions, methods of preparing the same and methods of using the same |
| KR100643628B1 (ko) * | 2005-11-04 | 2006-11-10 | 제일모직주식회사 | 다결정 실리콘 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이의 제조방법 |
| JP4897604B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2012-03-14 | 株式会社Ｄｎｐファインケミカル | フォトマスク製造用のエッチング液 |
| JP4940102B2 (ja) * | 2007-10-25 | 2012-05-30 | 株式会社 マイクロプロセス | エッチング剤組成物及びそれを用いた半導体装置の製造方法 |
| JP2011198901A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Dnp Fine Chemicals Co Ltd | 導電膜用エッチング液および導電膜のエッチング方法 |
| CN101972755B (zh) * | 2010-07-21 | 2012-02-01 | 河北工业大学 | Ulsi铜材料抛光后表面清洗方法 |
| CN103160909B (zh) * | 2011-12-15 | 2016-04-27 | 比亚迪股份有限公司 | 一种用于电蚀刻非晶合金材料件的电蚀刻液及蚀刻方法 |
| KR101842033B1 (ko) * | 2014-01-06 | 2018-03-26 | 한화테크윈 주식회사 | 그래핀 제조용 조성물 및 이를 이용한 그래핀의 제조 방법 |
| US11193059B2 (en) | 2016-12-13 | 2021-12-07 | Current Lighting Solutions, Llc | Processes for preparing color stable red-emitting phosphor particles having small particle size |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0419845A3 (en) | 1989-09-05 | 1991-11-13 | General Electric Company | Method for preparing metallized polyimide composites |
| DE4333385C2 (de) | 1993-09-30 | 1997-01-30 | Friedrich A Spruegel | Flächendesinfektions- und Reinigungsmittel |
| US5340370A (en) * | 1993-11-03 | 1994-08-23 | Intel Corporation | Slurries for chemical mechanical polishing |
| US5652072A (en) * | 1995-09-21 | 1997-07-29 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Battery containing bis(perfluoroalkylsulfonyl)imide and cyclic perfluoroalkylene disulfonylimide salts |
| US6194317B1 (en) * | 1998-04-30 | 2001-02-27 | 3M Innovative Properties Company | Method of planarizing the upper surface of a semiconductor wafer |
| US6130161A (en) * | 1997-05-30 | 2000-10-10 | International Business Machines Corporation | Method of forming copper interconnections with enhanced electromigration resistance and reduced defect sensitivity |
| JPH1192754A (ja) | 1997-09-24 | 1999-04-06 | Cci Corp | ガラス用撥水処理剤 |
| JP2001526451A (ja) | 1997-12-10 | 2001-12-18 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 電気化学系中のビス（ペルフルオロアルキルスルホニル）イミド界面活性剤塩 |
| TW593731B (en) * | 1998-03-20 | 2004-06-21 | Semitool Inc | Apparatus for applying a metal structure to a workpiece |
| US6197696B1 (en) * | 1998-03-26 | 2001-03-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for forming interconnection structure |
| US6287977B1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-09-11 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for forming improved metal interconnects |
| US6284656B1 (en) * | 1998-08-04 | 2001-09-04 | Micron Technology, Inc. | Copper metallurgy in integrated circuits |
| US6245663B1 (en) * | 1998-09-30 | 2001-06-12 | Conexant Systems, Inc. | IC interconnect structures and methods for making same |
| US6291887B1 (en) * | 1999-01-04 | 2001-09-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Dual damascene arrangements for metal interconnection with low k dielectric constant materials and nitride middle etch stop layer |
| IL128920A0 (en) * | 1999-03-10 | 2000-02-17 | Nova Measuring Instr Ltd | Method for monitoring metal cmp |
| US6290578B1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-09-18 | Speedfam-Ipec Corporation | Method for chemical mechanical polishing using synergistic geometric patterns |
| US6369242B2 (en) | 2000-03-17 | 2002-04-09 | Roche Vitamins Inc. | Tocopherol manufacture by tris(perfluorohydrocarbylsulphonyl) methane or metal methides thereof |
| US6358899B1 (en) | 2000-03-23 | 2002-03-19 | Ashland, Inc. | Cleaning compositions and use thereof containing ammonium hydroxide and fluorosurfactant |
| US6310018B1 (en) | 2000-03-31 | 2001-10-30 | 3M Innovative Properties Company | Fluorinated solvent compositions containing hydrogen fluoride |
| US6372700B1 (en) | 2000-03-31 | 2002-04-16 | 3M Innovative Properties Company | Fluorinated solvent compositions containing ozone |
| TW486801B (en) * | 2000-04-07 | 2002-05-11 | Taiwan Semiconductor Mfg | Method of fabricating dual damascene structure |
| US6291082B1 (en) * | 2000-06-13 | 2001-09-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of electroless ag layer formation for cu interconnects |
| AU2002239767A1 (en) | 2000-11-15 | 2002-06-11 | Intel Corporation | Copper alloy interconnections for integrated circuits and methods of making same |
| US6555510B2 (en) | 2001-05-10 | 2003-04-29 | 3M Innovative Properties Company | Bis(perfluoroalkanesulfonyl)imides and their salts as surfactants/additives for applications having extreme environments and methods therefor |
-
2002
- 2002-12-16 US US10/319,954 patent/US6884338B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-10-28 CN CNB2003801059248A patent/CN100448941C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-10-28 WO PCT/US2003/034259 patent/WO2004061028A1/en active Application Filing
- 2003-10-28 EP EP03777947A patent/EP1572821A1/en not_active Withdrawn
- 2003-10-28 AU AU2003286734A patent/AU2003286734A1/en not_active Abandoned
- 2003-10-28 KR KR1020057010917A patent/KR20050085661A/ko not_active Application Discontinuation
- 2003-10-28 JP JP2004564827A patent/JP4181129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN100448941C (zh) | 2009-01-07 |
| US20040112753A1 (en) | 2004-06-17 |
| CN1726265A (zh) | 2006-01-25 |
| WO2004061028A1 (en) | 2004-07-22 |
| JP4181129B2 (ja) | 2008-11-12 |
| AU2003286734A1 (en) | 2004-07-29 |
| US6884338B2 (en) | 2005-04-26 |
| JP2006514706A (ja) | 2006-05-11 |
| EP1572821A1 (en) | 2005-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6858124B2 (en) | Methods for polishing and/or cleaning copper interconnects and/or film and compositions therefor | |
| US6884338B2 (en) | Methods for polishing and/or cleaning copper interconnects and/or film and compositions therefor | |
| JP3850039B2 (ja) | 後清浄化処理 | |
| US6546939B1 (en) | Post clean treatment | |
| JP5561914B2 (ja) | 半導体基板洗浄液組成物 | |
| KR101731523B1 (ko) | 화학 기계 연마용 처리 조성물, 화학 기계 연마 방법 및 세정 방법 | |
| KR19990063753A (ko) | 화학 기계적 연마용 조성물 및 화학 기계적 연마 방법 | |
| JP2003512741A (ja) | 金属上で酸化物を選択的にエッチングするための新規な組成物 | |
| WO2014123126A1 (ja) | 半導体デバイス用基板洗浄液及び半導体デバイス用基板の洗浄方法 | |
| JP7400898B2 (ja) | 半導体デバイス用基板の洗浄液、半導体デバイス用基板の洗浄方法、半導体デバイス用基板の製造方法及び半導体デバイス用基板 | |
| JP4375991B2 (ja) | 半導体基板洗浄液組成物 | |
| KR20130007437A (ko) | 에칭 방법 및 이것에 사용되는 에칭액, 이것을 사용한 반도체 기판 제품의 제조 방법 | |
| JP2019502802A (ja) | 化学機械研磨後の洗浄組成物 | |
| KR101572639B1 (ko) | Cmp 후 세정액 조성물 | |
| CN100463117C (zh) | 半导体元件清洗用组合物、半导体元件及其制造方法 | |
| KR20190016093A (ko) | 포스트 화학적-기계적-폴리싱 세정용 조성물 | |
| JP7504081B2 (ja) | エッチング組成物 | |
| KR102309755B1 (ko) | 질화티타늄막 및 텅스텐막 적층체 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 식각방법 | |
| US11597896B2 (en) | Cleaning liquid, cleaning method, and method for producing semiconductor wafer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |