KR20060118396A - Slurries and methods for chemical-mechanical planarization of copper - Google Patents

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에스. 브이. 바부
사라트 헤그데
선일 자
우데야 비. 파트리
영기 홍
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클라이막스 엔지니어레드 메테리얼스, 엘엘씨
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Abstract

The claimed invention involves a novel aqueous slurry for chemical-mechanical planarization that is effective for polishing copper at high polish rates. The aqueous slurry according to the present invention comprises particles of MoO2 or MoO3 and an oxidizing agent. A method for polishing copper by chemical-mechanical planarization includes contacting copper with a polishing pad and an aqueous slurry comprising particles of MoO2 or MoO3 and an oxidizing agent.

Description

구리의 화학적-기계적 평면화를 위한 슬러리 및 방법{SLURRIES AND METHODS FOR CHEMICAL-MECHANICAL PLANARIZATION OF COPPER}SLURRIES AND METHODS FOR CHEMICAL-MECHANICAL PLANARIZATION OF COPPER}

본 발명은 화학적-기계적 평면화 방법 및 특히, 구리의 화학적-기계적 평면화를 위한 산화 몰리브덴 슬러리 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to chemical-mechanical planarization methods and in particular molybdenum oxide slurries and methods for chemical-mechanical planarization of copper.

화학적-기계적 평면화(CMP)는 반도체 공정에 사용되는 방법과 관련된 용어이다. 그 용어가 암시하는 바와 같이, CMP 공정은 반도체 웨이퍼의 표면을 연마(예를들면, 평면화)하기 위해 반도체에 일반적으로 사용된다. 통상적인 방법이 상대적으로 낮은 회로 밀도에 의해 충분하다는 점에서 상기 CMP 공정은 비교적 새로운 방법이다. 그러나, 회로 밀도의 증가(예를들면, 0.25 미크론 특징을 갖는 웨이퍼에서 0.18 미크론 특징으로 이동)는 웨이퍼의 평면화를 위한 새로운 방법을 개발하게 하였다. 유사하게, 알루미늄 상호연결 기술에서 구리 상호연결 기술로의 더욱 빠른 이동은 반도체 웨이퍼를 연마(예를들면, 평면화)하기 위해 CMP의 사용을 촉진하였다.Chemical-mechanical planarization (CMP) is a term associated with the method used in semiconductor processing. As the term suggests, CMP processes are commonly used in semiconductors to polish (eg, planarize) the surface of a semiconductor wafer. The CMP process is a relatively new method in that conventional methods are sufficient by relatively low circuit density. However, increasing the circuit density (eg, moving from 0.25 micron wafers to 0.18 micron features) has led to the development of new methods for planarizing wafers. Similarly, a faster move from aluminum interconnect technology to copper interconnect technology has facilitated the use of CMP to polish (eg, planarize) semiconductor wafers.

요약하면, 상기 화학적-기계적 평면화(CMP) 공정은 연마용 입자를 함유하는 화학적으로 반응성인 슬러리의 존재에서 패드를 사용하여 반도체 웨이퍼를 문지르는 것을 수반한다. 상기 화학적-기계적 평면화(CMP)의 평면화 작용은 화학적 및 기 계적 작용이다. 화학 물질은 표면 입자 및 패드사이를 연마하면서 표면 필름을 조절함으로써 물질 제거를 보조하며 상기 조절된 필름은 기계적 제거를 촉진한다. 상기 공정에서 화학적 및 기계적 성분간의 이러한 상승적인 상호작용은 효과적인 CMP 공정에 열쇠이다.In summary, the chemical-mechanical planarization (CMP) process involves rubbing a semiconductor wafer using a pad in the presence of a chemically reactive slurry containing abrasive particles. The planarization action of the chemical-mechanical planarization (CMP) is a chemical and mechanical action. The chemical aids in material removal by adjusting the surface film while polishing between the surface particles and the pad, and the controlled film promotes mechanical removal. This synergistic interaction between chemical and mechanical components in the process is key to an effective CMP process.

CMP 공정이 반도체 제조 방법에 더욱더 사용되고 있는 반면, 상기 CMP 공정은 잘 이해되지 못하고 있으며 상기 공정 작업에 대한 정확한 작용기전은 확정되지 않았다. 예를들면, CMP 공정에 대한 특정한 매개변수가 개발되어 알루미늄 상호연결 기술을 이용하는 웨이퍼에 대해서는 만족할 만한 반면, 이들 동일한 공정 매개변수는 구리 상호연결 기술을 이용하는 웨이퍼에 있어서는 사용하기에 특별히 만족할만 한 것으로 입증되지 않았다. 구리에 대한 성공적인 CMP 슬러리를 위해 한가지 중요한 필요조건은 높은 연마율이다. 높은 연마율은 구리 과부담 평면화 시간을 단축시킨다.While CMP processes are increasingly used in semiconductor manufacturing methods, the CMP processes are not well understood and the exact mechanism of action for the process operations has not been established. For example, while specific parameters for the CMP process have been developed and are satisfactory for wafers using aluminum interconnect technology, these same process parameters are particularly satisfactory for use in wafers using copper interconnect technology. Not proven. One important requirement for successful CMP slurries for copper is high polishing rates. High polishing rates shorten copper overburden planarization times.

발명의 요약Summary of the Invention

하기 요약은 청구된 산물 및 공정에 대한 간단한 개요를 제공하며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 발명은 달리 특정되지 않는 한 임의의 수적인 매개변수, 공정 설비, 화학적 시약, 작업조건 및 기타 변수에 제한되지 않는다.The following summary provides a brief overview of the claimed products and processes and does not limit the scope of the invention. The invention is not limited to any numerical parameters, process equipment, chemical reagents, operating conditions and other variables unless otherwise specified.

본 발명은 높은 연마율에서 구리 평면화에 효과적인 화학적-기계적 평면화를 위한 새로운 수성 평면화 슬러리를 수반한다. 본 발명에 따른 상기 수성 슬러리는 산화제에 용해된 MoO3의 입자를 포함한다.The present invention involves a new aqueous planarization slurry for chemical-mechanical planarization that is effective for copper planarization at high polishing rates. The aqueous slurry according to the invention comprises particles of MoO 3 dissolved in an oxidizing agent.

수성 슬러리의 구체예는 MoO3의 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 양으로 용해된 MoO3를 함유할 수 있으며, 상기 산화제는 과산화수소(H2O2), 질산 제2철(Fe(NO3)3), 요오드산칼륨(KIO3), 질산(HNO3), 과망간산칼륨(KMnO4), 과황산칼륨(K2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 과요오드산칼륨(KIO4) 및 히드록실아민(NH2OH)중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 복합제가 삼산화 몰리브덴(MoO3) 수성 슬러리에 사용될 수 있다. 복합제는 글리신(C2H5NO2), 알라닌(C3H7NO2), 아미노 부티르산(C4H9NO2), 에틸렌 디아민(C2H8N2), 에틸렌 디아민 테트라 아세트산(EDTA), 암모니아(NH3), 시트르산(C6H8O7), 프탈산(C6H4(COOH)2), 옥살산(C2H2O4), 아세트산(C2H2O2), 숙신산(C4H6O4)과 같은 모노, 디 및 트리 카르복실산 계열 및 아미노 벤조산 계열중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Specific examples of the water-based slurry for example may contain the MoO 3 dissolved in an amount of from about 0.1% to about 10% by weight of MoO 3, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide (H 2 O 2), ferric nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ), potassium iodide (KIO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), potassium permanganate (KMnO 4 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), potassium periodate (KIO 4 ), and hydroxylamine (NH 2 OH), or any mixture thereof. Composites can also be used in the molybdenum trioxide (MoO 3 ) aqueous slurry. The combination agent is glycine (C 2 H 5 NO 2 ), alanine (C 3 H 7 NO 2 ), amino butyric acid (C 4 H 9 NO 2 ), ethylene diamine (C 2 H 8 N 2 ), ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA ), Ammonia (NH 3 ), citric acid (C 6 H 8 O 7 ), phthalic acid (C 6 H 4 (COOH) 2 ), oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ), acetic acid (C 2 H 2 O 2 ), And any one or mixture of mono, di and tri carboxylic acid series and amino benzoic acid series such as succinic acid (C 4 H 6 O 4 ).

삼산화 몰리브덴(MoO3)을 함유하는 슬러리의 구체예는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 또는 양이온성 계면활성제가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리의 상기 음이온성 계면활성제는 폴리아크릴산(PAA), 카르복실산 또는 그 염, 황산에스테르 또는 그 염, 술폰산 또는 그 염, 인산 또는 그 염 및 술포숙신산 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 수성 슬러리의 상기 양이온성 계면활성제는 1차 아민 또는 그 염, 2차 아민 또는 그 염, 3차 아민 또는 그 염 및 4차 아민 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제는 많은 폴리에틸렌 글리콜 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Embodiments of slurries containing molybdenum trioxide (MoO 3 ) may also be provided with nonionic surfactants, anionic surfactants or cationic surfactants. The anionic surfactants of the aqueous slurry may comprise polyacrylic acid (PAA), carboxylic acid or salts thereof, sulfate esters or salts thereof, sulfonic acid or salts thereof, phosphoric acid or salts thereof, and sulfosuccinic acid or salts thereof or mixtures thereof. It may include. The cationic surfactant of the aqueous slurry may comprise any one or mixture of primary amines or salts thereof, secondary amines or salts thereof, tertiary amines or salts thereof and quaternary amines or salts thereof. The nonionic surfactant may comprise any one or mixture of many polyethylene glycols.

수성 슬러리의 또 다른 구체예는 벤조트리아졸(BTA), 벤즈이미다졸, 폴리 트리아졸, 페닐 트리아졸, 티온 및 이들의 유도체를 비롯하여 헤테로시클릭 유기 화합물 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있는 구리 부식 억제제가 제공될 수 있다. 슬러리의 다른 구체예는 이들 계면활성제 및 부식 억제제의 임의의 조합을 함유할 수 있다.Another embodiment of the aqueous slurry may include any one or mixture of heterocyclic organic compounds, including benzotriazole (BTA), benzimidazole, poly triazole, phenyl triazole, thion and derivatives thereof. Copper corrosion inhibitors may be provided. Other embodiments of the slurry may contain any combination of these surfactants and corrosion inhibitors.

수성 슬러리는 약 1 내지 약 14의 효과적인 범위내에서 pH를 조절하기 위한 산 또는 염기를 선택적으로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 슬러리의 또 다른 구체예는 보충적인 산화 세라믹/금속 입자가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리에 사용되는 그러한 보충적인 산화 세라믹/금속 입자는 규토, 세리아, 알루미니아, 지르코니아, 티타니아, 마그네시아, 산화철, 산화주석 및 게르마니아 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.The aqueous slurry may optionally include an acid or base to adjust pH within an effective range of about 1 to about 14. Another embodiment of the slurry according to the invention may also be provided with supplementary ceramic oxide / metal particles. Such supplemental ceramic oxide / metal particles used in the aqueous slurry may include any one or mixture of silica, ceria, aluminia, zirconia, titania, magnesia, iron oxide, tin oxide and germania.

본 발명은 화학적-기계적 평면화에 의한 새로운 구리 평면화 방법을 또한 포함한다. 상기 방법은 연마 패드 및 용해된 MoO3 입자를 포함하는 수성 슬러리 및 산화제를 사용한 구리 평면화를 포함한다.The invention also includes a novel method of copper planarization by chemical-mechanical planarization. The method involves copper planarization with an oxidant and an aqueous slurry comprising a polishing pad and dissolved MoO 3 particles.

슬러리를 사용한 구리 평면화 방법의 구체예는 MoO3의 약 0.1중량% 내지 약 10중량%의 양으로 용해된 MoO3를 함유할 수 있으며, 상기 산화제는 과산화수소(H2O2), 질산 제2철(Fe(NO3)3), 요오드산칼륨(KIO3), 질산(HNO3), 과망간산칼륨(KMnO4), 과황산칼륨(K2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 과요오드산칼륨(KIO4) 및 히드록실아민(NH2OH)중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 또한, 복합제가 삼산화 몰리브덴(MoO3) 수성 슬러리에 사용될 수 있다. 복합제는 글리신(C2H5NO2), 알라닌(C3H7NO2), 아미노 부티르산(C4H9NO2), 에틸렌 디아민(C2H8N2), 에틸렌 디아민 테트라 아세트산(EDTA), 암모니아(NH3), 시트르산(C6H8O7), 프탈산(C6H4(COOH)2), 옥살산(C2H2O4), 아세트산(C2H2O2), 숙신산(C4H6O4)과 같은 모노, 디 및 트리 카르복실산 계열 및 아미노 벤조산 계열중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Specific examples of the copper planarization method using the slurry may contain a MoO 3 dissolved in an amount of from about 0.1% to about 10% by weight of MoO 3, wherein the oxidizing agent is hydrogen peroxide (H 2 O 2), ferric nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ), potassium iodide (KIO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), potassium permanganate (KMnO 4 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), potassium periodate (KIO 4 ), and hydroxylamine (NH 2 OH) or a mixture thereof. Composites can also be used in the molybdenum trioxide (MoO 3 ) aqueous slurry. The combination agent is glycine (C 2 H 5 NO 2 ), alanine (C 3 H 7 NO 2 ), amino butyric acid (C 4 H 9 NO 2 ), ethylene diamine (C 2 H 8 N 2 ), ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA ), Ammonia (NH 3 ), citric acid (C 6 H 8 O 7 ), phthalic acid (C 6 H 4 (COOH) 2 ), oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ), acetic acid (C 2 H 2 O 2 ), And any one or mixture of mono, di and tri carboxylic acid series and amino benzoic acid series such as succinic acid (C 4 H 6 O 4 ).

삼산화 몰리브덴(MoO3)을 함유하는 슬러리를 사용한 구리 평면화 방법의 구체예는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 또는 양이온성 계면활성제가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리의 상기 음이온성 계면활성제는 폴리아크릴산(PAA), 카르복실산 또는 그 염, 황산에스테르 또는 그 염, 술폰산 또는 그 염, 인산 또는 그 염 및 술포숙신산 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 수성 슬러리의 상기 양이온성 계면활성제는 1차 아민 또는 그 염, 2차 아민 또는 그 염, 3차 아민 또는 그 염 및 4차 아민 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제는 많은 폴리에틸렌 글리콜 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Embodiments of the copper planarization method using a slurry containing molybdenum trioxide (MoO 3 ) may also be provided with a nonionic surfactant, anionic surfactant or cationic surfactant. The anionic surfactants of the aqueous slurry may comprise polyacrylic acid (PAA), carboxylic acid or salts thereof, sulfate esters or salts thereof, sulfonic acid or salts thereof, phosphoric acid or salts thereof, and sulfosuccinic acid or salts thereof or mixtures thereof. It may include. The cationic surfactant of the aqueous slurry may comprise any one or mixture of primary amines or salts thereof, secondary amines or salts thereof, tertiary amines or salts thereof and quaternary amines or salts thereof. The nonionic surfactant may comprise any one or mixture of many polyethylene glycols.

수성 슬러리의 또 다른 구체예는 벤조트리아졸(BTA), 벤즈이미다졸, 폴리 트리아졸, 페닐 트리아졸, 티온 및 이들의 유도체를 비롯하여 헤테로시클릭 유기 화합물 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있는 구리 부식 억제제가 제공될 수 있다. 슬러리의 다른 구체예는 이들 계면활성제 및 부식 억제제의 임의의 조합을 함유할 수 있다.Another embodiment of the aqueous slurry may include any one or mixture of heterocyclic organic compounds, including benzotriazole (BTA), benzimidazole, poly triazole, phenyl triazole, thion and derivatives thereof. Copper corrosion inhibitors may be provided. Other embodiments of the slurry may contain any combination of these surfactants and corrosion inhibitors.

수성 슬러리는 약 1 내지 약 14의 효과적인 범위내에서 pH를 조절하기 위한 산 또는 염기를 선택적으로 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 슬러리의 또 다른 구체예는 보충적인 산화 세라믹/금속 입자가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리에 사용되는 그러한 보충적인 산화 세라믹/금속 입자는 규토, 세리아, 알루미니아, 지르코니아, 티타니아, 마그네시아, 산화철, 산화주석 및 게르마니아 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.The aqueous slurry may optionally include an acid or base to adjust pH within an effective range of about 1 to about 14. Another embodiment of the slurry according to the invention may also be provided with supplementary ceramic oxide / metal particles. Such supplemental ceramic oxide / metal particles used in the aqueous slurry may include any one or mixture of silica, ceria, aluminia, zirconia, titania, magnesia, iron oxide, tin oxide and germania.

도 1은 MoO3를 함유하는 슬러리의 구리 및 탄탈 쿠우폰(coupon)의 변전위 평면화 곡선을 도시한다.FIG. 1 shows the dislocation planarization curves of copper and tantalum coupon of a slurry containing MoO 3 .

바람직한 구체예의 상세한 설명Detailed Description of the Preferred Embodiments

본 발명에 따른 수성 슬러리의 구체예는 산화 몰리브덴(MoO2) 연마 물질 및 산화제를 포함할 수 있다. MoO2 연마 물질은 약 1 내지 3 중량%와 같이 약 0.5 내지 약 10중량% 및 더 바람직하게는 약 3중량%의 양으로 존재할 수 있다. 상기 산화 몰리브덴 연마 물질은 Horiba 레이저 분산 분석기에 의해 측정되는 바와 같이, 약 25nm 내지 약 560nm과 같이 약 25nm 내지 약 1 미크론 및 더 바람직하게는 약 50 내지 약 200nm의 평균 입자 크기를 갖는 MoO2의 미세한 입자를 포함할 수 있다.Embodiments of the aqueous slurry according to the present invention may include molybdenum oxide (MoO 2 ) abrasive materials and oxidants. The MoO 2 abrasive material may be present in an amount of about 0.5 to about 10 weight percent and more preferably about 3 weight percent, such as about 1 to 3 weight percent. The molybdenum oxide abrasive material is a fine particle of MoO 2 having an average particle size of about 25 nm to about 1 micron and more preferably about 50 to about 200 nm, such as about 25 nm to about 560 nm, as measured by Horiba laser dispersion analyzer. It may include particles.

MoO2의 입자는 당해 분야에 공지된 다양한 방법으로부터 제조된 산화 몰리브덴뿐만 아니라 몰리브덴산 암모늄 및 관련 화합물과 같은 다수의 몰리브덴-함유 전구체 물질로부터 제조될 수 있으며, 몰리브덴 전구체 및 산물은 본원에 특정된 크기 범위내의 입자로 제조될 수 있다. 다르게는, MoO2의 입자는 적절한 시약의 사용에 의해 보조되는 마찰 밀링과 같이 당해 분야에 공지된 다양한 밀링 방법에 의해 본원에 특정된 범위의 크기로 감소될 수 있다.Particles of MoO 2 can be prepared from a number of molybdenum-containing precursor materials such as ammonium molybdate and related compounds, as well as molybdenum oxide prepared from various methods known in the art, and the molybdenum precursors and products are of the size specified herein. It can be made into particles in the range. Alternatively, the particles of MoO 2 may be reduced to a size in the range specified herein by various milling methods known in the art, such as friction milling assisted by the use of appropriate reagents.

본 발명에 따른 슬러리의 구체예는 MoO3의 나노-입자를 포함하는 전구체 물질로부터 제조된 MoO2의 입자를 사용할 수 있다. MoO3의 나노-입자는 미국 아이오와 주 매디슨 소재의 Climax Molybdenum Company로부터 이용가능하다. 다르게는, MoO3의 나노-입자는 본원에 참고문헌으로 포함된“산화 몰리브덴의 나노-입자의 제조 방법”제목의 미국특허번호 제6,468,497 B1에 개시된 방법에 따라 제조될 수 있다.Embodiments of the slurry according to the invention may use particles of MoO 2 made from precursor materials comprising nano-particles of MoO 3 . Nano-particles of MoO 3 are available from Climax Molybdenum Company, Madison, Iowa. Alternatively, the nano-particles of MoO 3 may be prepared according to the method disclosed in US Pat. No. 6,468,497 B1, entitled “Method for Making Nano-Particles of Molybdenum Oxide”, which is incorporated herein by reference.

MoO3의 나노-입자가 상업적으로 수득되거나 또는 상기 미국특허번호 제6,468,497 B1에 개시된 방법에 따라 제조되는 여부에 관계없이, 연마 물질을 포함하는 상기 MoO2의 입자는 실질적으로 모든 MoO3를 MoO2로 전환하기에 충분한 시간동안 MoO3의 나노-입자를 가열함으로써 생성될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 MoO3의 나노-입자는 약 400℃ 내지 약 700℃(550℃가 바람직함) 온도의 환원 환경(옐르들 면, 수소)에서 가열될 수 있다. MoO3를 MoO2로 충분한 양으로 환원시키는데 필요한 시간은 약 30 내지 180분 일 수 있다. 다른 유형의 용광로가 사용될 수 있으나, 회전 용광로에서 가열이 실시될 수 있다. 필요하다면, 생성된 MoO2 산물은 이어, 본원에 특정된 범위의 평균 입자 직경을 갖는 MoO2 연마 물질을 생성하도록 분쇄될 수 있다. 생성된 MoO2 연마 물질이 연마중에 손상을 초래할 수 있는 입자가 없는지를 확인하기 위해 입자 분류 단계가 선택적으로 사용될 수 있다.Nano of MoO 3 - of the MoO 2, which particles comprise a, abrasive materials, whether or not made in accordance with the method commercially obtainable by or disclosed in U.S. Patent No. 6,468,497 B1 particles are substantially MoO all the MoO 3 2 It can be produced by heating the nano-particles of MoO 3 for a time sufficient to convert to. More specifically, the nano-particles of MoO 3 may be heated in a reducing environment (yellow cotton, hydrogen) at a temperature of about 400 ℃ to about 700 ℃ (preferably 550 ℃). The time required to reduce MoO 3 to a sufficient amount of MoO 2 may be about 30 to 180 minutes. Other types of furnaces may be used, but heating may be carried out in a rotary furnace. If desired, the resulting MoO 2 product may then be milled to produce a MoO 2 abrasive material having an average particle diameter in the range specified herein. A particle sorting step can optionally be used to ensure that the resulting MoO 2 abrasive material is free of particles that can cause damage during polishing.

상기 산화제는 질산 제2철(Fe(NO3)3), 질산(HNO3), 요오드화칼륨(KI) 및 요오드산칼륨(KIO3) 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 질산 제2철 산화제는 약 0.1 내지 약 0.2M (Fe(NO3)3와 같이, 약 0.05 내지 약 0.2M (Fe(NO3)3 및 더 바람직하게는 약 0.2M (Fe(NO3)3 농도로 존재할 수 있다. 질산 산화제는 약 1 내지 약 2중량% HNO3와 같이, 약 0.5 내지 약 2중량% HNO3 및 더 바람직하게는 약 2중량% HNO3의 양으로 존재할 수 있다. 요오드화칼륨 산화제는 약 1 내지 약 5중량% KI와 같이, 약 0.5 내지 약 5중량% KI 및 더 바람직하게는 약 3중량% KI의 양으로 존재할 수 있다. 요오드산칼륨 산화제는 약 1 내지 약 3중량% KIO3와 같이, 약 1 내지 약 5중량% KIO3 및 더 바람직하게는 약 3중량% KIO3의 양으로 존재할 수 있다.The oxidant may include any one or mixture of ferric nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ), nitric acid (HNO 3 ), potassium iodide (KI) and potassium iodide (KIO 3 ). Ferric nitrate oxidizing agent, such as about 0.1 to about 0.2 M (Fe (NO 3 ) 3 , about 0.05 to about 0.2 M (Fe (NO 3 ) 3 and more preferably about 0.2 M (Fe (NO 3 ) 3 ) may be present in a concentration of nitric acid oxidizing agent may be present in an amount from about 1 to about 2, such as weight% HNO 3, about 0.5 to about 2 wt.% HNO 3, and more preferably from about 2 wt.% HNO 3. potassium iodide The oxidizing agent may be present in an amount of about 0.5 to about 5 weight percent KI and more preferably about 3 weight percent KI, such as about 1 to about 5 weight percent KI. as KIO 3, it is from about 1 to about 5 wt% KIO 3 and more preferably may be present in an amount of about 3 wt% KIO 3.

부가적 산화제는 히드록실아민 히드로클로리드((NH2OH)Cl) 및 과망간산칼륨 (KMnO4) 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 히드록실아민 히드로클로리드 산화제는 약 2 내지 약 4중량% ((NH2OH)Cl)와 같이, 약 1 내지 약 5중량% ((NH2OH)Cl) 및 더 바람직하게는 약 3중량% ((NH2OH)Cl)의 양으로 존재할 수 있다. 과망간산칼륨 산화제는 약 2 내지 약 4중량% KMnO4와 같이, 약 1 내지 약 5중량% KMnO4 및 더 바람직하게는 약 3중량% KMnO4의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 히드록실아민 히드로클로리드 및 과망간산칼륨을 함유하는 슬러리를 사용한 연마율은 본원에 개시된 다른 산화제를 사용한 연마율보다 일반적으로 더 낮다.Additional oxidizing agents may include any one or mixture of hydroxylamine hydrochloride ((NH 2 OH) Cl) and potassium permanganate (KMnO 4 ). The hydroxylamine hydrochloride oxidant is about 1 to about 5 weight percent ((NH 2 OH) Cl) and more preferably about 3 weight percent, such as about 2 to about 4 weight percent ((NH 2 OH) Cl). May be present in an amount of ((NH 2 OH) Cl). Potassium permanganate oxidant may be present in an amount of about 1 to about 5 weight percent KMnO 4 and more preferably about 3 weight percent KMnO 4 , such as about 2 to about 4 weight percent KMnO 4 . However, the polishing rate using a slurry containing hydroxylamine hydrochloride and potassium permanganate is generally lower than that using other oxidants disclosed herein.

본 발명에 따른 슬러리의 구체예는 음이온성 계면활성제 또는 양이온성 계면활성제가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리에 사용된 상기 음이온성 계면활성제는 폴리아크릴산(PAA), 카르복실산 또는 그 염, 황산에스테르 또는 그 염, 술폰산 또는 그 염, 인산 또는 그 염 및 술포숙신산 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 수성 슬러리의 상기 양이온성 계면활성제는 1차 아민 또는 그 염, 2차 아민 또는 그 염, 3차 아민 또는 그 염 및 4차 아민 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 수성 슬러리는 벤조트리아졸(BTA), 트리아졸, 벤즈이미다졸을 비롯하여 헤테로시클릭 유기 화합물 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있는 구리 부식 억제제가 제공될 수 있다. 또한, 상기 슬러리는 이들 계면활성제 및 부식 억제제의 임의의 조합을 함유할 수 있다.Embodiments of the slurry according to the invention may also be provided with anionic surfactants or cationic surfactants. The anionic surfactants used in the aqueous slurry may be any one of polyacrylic acid (PAA), carboxylic acid or salt thereof, sulfate ester or salt thereof, sulfonic acid or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof and sulfosuccinic acid or salt thereof or Mixtures may be included. The cationic surfactant of the aqueous slurry may comprise any one or mixture of primary amines or salts thereof, secondary amines or salts thereof, tertiary amines or salts thereof and quaternary amines or salts thereof. Optionally, the aqueous slurry may be provided with a copper corrosion inhibitor, which may comprise any one or mixture of heterocyclic organic compounds, including benzotriazole (BTA), triazole, benzimidazole. In addition, the slurry may contain any combination of these surfactants and corrosion inhibitors.

바람직한 음이온성 계면활성제는 폴리아크릴산(PAA)이다. 바람직한 양이온성 계면활성제는 세틸 피리디늄 클로리드(CPC)이다. 바람직한 구리 부식 억제제는 벤조트리아졸(BTA)이다. PAA의 부가는 슬러리 분산성 및 표면 질을 향상시켰다. PAA의 부가는 산화 몰리브덴의 표면 전하를 조절하여 산화 몰리브덴 입자 및 구리간의 상호작용이 유리해져 연마율의 증가를 초래하는 것으로 여겨진다. 폴리아크릴산(PAA) 계면활성제는 약 0.5 내지 약 1중량% PAA와 같이, 약 0.1 내지 약 4중량% PAA 및 더 바람직하게는 약 1중량% PAA의 양으로 존재할 수 있다. 상기 양이온성 계면활성제 세틸 피리디늄 클로리드(CPC)는 약 0.05 내지 약 0.5 중량% CPC와 같이, 약 0.01 내지 약 1 중량% CPC 및 더 바람직하게는 약 0.1중량% CPC의 양으로 존재할 수 있다. 벤조트리아졸(BTA) 구리 부식 억제제는 약 1 내지 약 5mM BTA와 같이, 약 0.5 내지 약 10mM BTA 및 더 바람직하게는 약 1mM BTA의 농도로 존재할 수 있다. Preferred anionic surfactants are polyacrylic acids (PAA). Preferred cationic surfactants are cetyl pyridinium chloride (CPC). Preferred copper corrosion inhibitor is benzotriazole (BTA). The addition of PAA improved slurry dispersibility and surface quality. It is believed that the addition of PAA regulates the surface charge of molybdenum oxide to favor the interaction between the molybdenum oxide particles and copper, leading to an increase in the polishing rate. The polyacrylic acid (PAA) surfactant may be present in an amount of about 0.1 to about 4 weight percent PAA and more preferably about 1 weight percent PAA, such as about 0.5 to about 1 weight percent PAA. The cationic surfactant cetyl pyridinium chloride (CPC) may be present in an amount of about 0.01 to about 1 weight percent CPC and more preferably about 0.1 weight percent CPC, such as about 0.05 to about 0.5 weight percent CPC. The benzotriazole (BTA) copper corrosion inhibitor may be present at a concentration of about 0.5 to about 10 mM BTA and more preferably about 1 mM BTA, such as about 1 to about 5 mM BTA.

본 발명에 따른 슬러리의 구체예는 윤활제로서 황화 몰리브덴(MoS2)을 또한 제공한다. 황화 몰리브덴 입자의 부가는 KIO3 및 PAA를 함유하는 슬러리에 대한 구리의 연마율을 증가시킨다는 것이 밝혀졌다. 황화 몰리브덴 입자는 약 0.01 내지 약 1미크론의 평균 직경을 가질 수 있다. 황화 몰리브덴 입자는 약 0.5 내지 약 5중량% MoS2와 같이, 약 0.1 내지 약 10중량% MoS2 및 더 바람직하게는 약 1중량% MoS2의 양으로 존재할 수 있다. 상기 크기를 갖는 황화 몰리브덴 입자는 미국 아이오와 주 매디슨 소재의 Climax Molybdenum Company로부터 이용가능하다.Embodiments of the slurry according to the invention also provide molybdenum sulfide (MoS 2 ) as lubricant. The addition of molybdenum sulfide particles is KIO 3 And to increase the polishing rate of copper on the slurry containing PAA. Molybdenum sulfide particles can have an average diameter of about 0.01 to about 1 micron. Molybdenum sulfide particles may be present in an amount of about 0.1 to about 10 weight percent MoS 2 and more preferably about 1 weight percent MoS 2 , such as about 0.5 to about 5 weight percent MoS 2 . Molybdenum sulfide particles having this size are available from Climax Molybdenum Company, Madison, Iowa.

본 발명에 따른 슬러리의 pH는 약 3 내지 약 7 범위의 pH와 같이, 약 1 내지 약 14 범위의 pH일 수 있으며 더 바람직하게는 pH 4를 갖는다. 본 발명에 따른 슬러리의 pH는 당업자에게 공지된 바와 같이, 적절한 산(예를들면, 염산(HCl)) 또는 염기(예를들면, 수산화칼륨(KOH))의 부가에 의해 조절될 수 있다.The pH of the slurry according to the invention may be a pH in the range of about 1 to about 14, such as a pH in the range of about 3 to about 7 and more preferably has a pH of 4. The pH of the slurry according to the invention can be adjusted by the addition of a suitable acid (eg hydrochloric acid (HCl)) or a base (eg potassium hydroxide (KOH)), as known to those skilled in the art.

본 발명에 따른 슬러리를 평면화하는 또 다른 구체예는 보충적인 산화 세라믹/금속 입자가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리에 사용된 그러한 보충적인 산화 세라믹/금속 입자는 규토, 세리아, 알루미니아, 지르코니아, 티타니아, 마그네시아, 산화철, 산화주석 및 게르마니아 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Another embodiment of planarizing the slurry according to the invention may also be provided with complementary ceramic oxide / metal particles. Such supplemental ceramic oxide / metal particles used in the aqueous slurry may include any one or mixture of silica, ceria, aluminia, zirconia, titania, magnesia, iron oxide, tin oxide and germania.

본 발명에 따른 슬러리의 구체예는 CMP 공정에 사용될 때 구리에 대한 높은 연마율을 나타낸다. 더 구체적으로, 요오드산칼륨(KIO3)이 산화 몰리브덴 슬러리에 산화제로 사용될 때 높은 구리 디스크 및 구리 필름 연마율(예를들면, 각각 ~1000 및 470nm/분)이 수득되었다. PAA의 부가는 연마율을 약 667nm/분으로 향상시켰다. 또한, 황화 몰리브덴 입자가 KIO3 및 PAA를 함유하는 슬러리에 부가될 때 약 750nm/분의 구리 필름 연마율이 수득되었다.Embodiments of the slurry according to the present invention exhibit a high removal rate for copper when used in a CMP process. More specifically, high copper disk and copper film polishing rates (eg, ˜1000 and 470 nm / min, respectively) were obtained when potassium iodide (KIO 3 ) was used as the oxidant in the molybdenum oxide slurry. The addition of PAA improved the polishing rate to about 667 nm / min. In addition, the molybdenum sulfide particles are KIO 3 And a copper film polishing rate of about 750 nm / min was obtained when added to the slurry containing PAA.

본 발명의 KIO3-기제 슬러리에 의한 연마율이 구리에 대해 높은 반면, 구리의 연마-후 표면은 비-접촉 광학 표면조도계에 의해 측정된 약 150nm 만큼 높은 거칠기 값을 갖는 두껍고, 평탄하지 않는 박무 층으로 덮히는 경향이 있다. 상기 연마-후 표면 질이 높아지기를 바란다면, 상기 CMP 연마 단계는 버핑 단계 후에 할 수 있다. 한 구체예로서, 상기 버핑 단계는 pH 4에서 탈이온화된 물의 H2O2, 글리세 린, BTA 및 콜로이드 규토의 희석된 현탁액을 사용하여 구리 표면을 부가적으로 연마하는 것을 수반한다. H2O2-기제 버핑 단계의 사용 이점은 H2O2가 산화 몰리브덴과 동시에 반응함으로써 표면에 남아있을 수 있는 산화 몰리브덴의 잔류량을 제거하는 것이다. 매우 깨끗하고 부드러운 구리 표면은 연속적인 버핑 후에 수득되며, 일부는 비-접촉 광학 표면조도계에 의해 측정된 0.35nm 만큼 낮은 거칠기 값을 갖는다.While the polishing rate by the KIO 3 -based slurry of the present invention is high for copper, the post-polished surface of copper is a thick, uneven mist with a roughness value as high as about 150 nm measured by a non-contact optical surface roughness meter. It tends to be covered with layers. If the post-polishing surface quality is desired, the CMP polishing step may be after the buffing step. In one embodiment, the buffing step involves additional polishing of the copper surface using a diluted suspension of H 2 O 2 , glycerin, BTA and colloidal silica of deionized water at pH 4. An advantage of using a H 2 O 2 -based buffing step is to remove the residual amount of molybdenum oxide that may remain on the surface by reacting H 2 O 2 simultaneously with molybdenum oxide. Very clean and smooth copper surfaces are obtained after continuous buffing, some with roughness values as low as 0.35 nm, as measured by non-contact optical surface roughness meters.

Cu, Ta 및 산화규소(SiO2)사이의 본 발명의 슬러리의 한 구체예에 대한 연마 선택성은 실시예 24에 제시된 바와 같이, Cu:Ta:SiO2는 235:1:1로 측정되었다.Polishing selectivity for one embodiment of the slurry of the present invention between Cu, Ta and silicon oxide (SiO 2 ) was determined as Cu: Ta: SiO 2 as 235: 1: 1, as shown in Example 24.

실시예 25 및 26은 구리 이온에 의한 EDTA의 복합 능력을 시험하기 위해 에틸렌 디아민 테트라 아세트산(EDTA)의 부가를 수반한다. 상기 두개의 특정화된 슬러리 조성물에 대한 연마율은 표 5에 제시되어 있다.Examples 25 and 26 involve the addition of ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) to test the complex ability of EDTA with copper ions. The polishing rates for the two specified slurry compositions are shown in Table 5.

본 발명에 대한 추가 정보를 제공하기 위해 하기 실시예가 제공된다. 이들 실시예는 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.The following examples are provided to provide further information about the present invention. These examples do not limit the scope of the invention.

실시예Example 1-15 1-15

실시예 1-15의 슬러리는 1.25인치 직경을 갖는 구리 디스크를 연마하는데 사용하였다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Struers DAP®이었다. 상기 캐리어는 고정(즉 회전되지 않음)되어 있었다. 플래튼의 회전속도는 90rpm이었다. 상기 구리 디스크상에 놓인 다운-포스(down-force)는 6.3psi이었다. 상기 슬러리의 흐름 속도는 60ml/분이었다. Cu 물질의 밀도, 연마된 디스크 영역 및 연마시간을 고려하여, 연마 전 및 후에 구리 디스크의 무게 차이를 측정함으로써 CMP에 의해 상기 디스크의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 이어, 분당 제거된 구리의 nm로 제거 속도를 변환하였다.The slurries of Examples 1-15 were used to polish copper disks having a 1.25 inch diameter. The CMP Polisher was an Struers DAP® with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was fixed (ie not rotated). The rotational speed of the platen was 90 rpm. The down-force placed on the copper disk was 6.3 psi. The flow rate of the slurry was 60 ml / min. Taking into account the density of the Cu material, the polished disk area and the polishing time, the amount of copper removed from the surface of the disk by CMP was determined by measuring the weight difference of the copper disk before and after polishing. The removal rate was then converted to nm of copper removed per minute.

실시예 1-10의 슬러리는 탈이온화된 물에 3중량%의 산화 몰리브덴을 모두 함유하였다. 실시예 1-10의 산화 몰리브덴의 평균 입자 크기는 1미크론(1000nm)이었다. 실시예 11-15의 산화 몰리브덴의 평균 입자 크기는 150nm이었다. 표 1과 같이, 다양한 양 및 종류의 산화제를 부가하였다. 실시예 11은 산화제로서 1.5중량%의 MoO2 및 3중량%의 히드록실아민 히드로클로리드(((NH2OH)Cl)를 함유하였다. 실시예 12는 산화제로서 1.5중량%의 MoO2 및 3중량%의 과망간산칼룸(KMnO4)을 함유하였다. 실시예 13-15는 다양한 양의 MoO2 및 3중량%의 KIO3를 모두 함유하였다. 실시예 1-15의 슬러리 pH는 염산(HCl) 또는 수산화칼륨(KOH)의 부가에 의해 4.0으로 조절하였다. 구리 디스크에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 1에 나타나 있다.The slurry of Example 1-10 contained all 3% molybdenum oxide in deionized water. The average particle size of molybdenum oxide of Examples 1-10 was 1 micron (1000 nm). The average particle size of molybdenum oxide of Examples 11-15 was 150 nm. As shown in Table 1, various amounts and types of oxidants were added. Example 11 contained 1.5 wt.% MoO 2 and 3 wt.% Hydroxylamine hydrochloride (((NH 2 OH) Cl) as oxidant. Example 12 contains 1.5 wt.% MoO 2 as oxidant. And 3% by weight of gallium permanganate (KMnO 4 ). Examples 13-15 show varying amounts of MoO 2 And 3% by weight of KIO3. The slurry pH of Examples 1-15 was adjusted to 4.0 by addition of hydrochloric acid (HCl) or potassium hydroxide (KOH). Slurry compositions and polishing rates for copper disks are shown in Table 1.

Figure 112006000517542-PCT00001
Figure 112006000517542-PCT00001

실시예Example 16-18 16-18

실시예 16-18의 슬러리는 스푸터(sputter) 침전에 의해 실리콘 기질상에 침전된 구리 필름을 연마하는데 사용하였다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Westech Model 372이었다. 상기 캐리어는 40rpm의 속도로 회전하였다. 플래튼의 회전속도는 40rpm이었다. 상기 구리 디스크상에 놓인 다운-포스(down-force)는 6psi이었다. 상기 슬러리 흐름 속도는 200ml/분이었다. The slurry of Examples 16-18 was used to polish the copper film deposited on the silicon substrate by sputter precipitation. The CMP polishing machine was Westech Model 372 with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was rotated at a speed of 40 rpm. The platen rotation speed was 40 rpm. The down-force placed on the copper disk was 6 psi. The slurry flow rate was 200 ml / min.

집에서 만든 종이 마스크 및 4-포인트 프로브를 사용하여 필름 전체에 걸쳐 퍼져있는 17 포인트에서 연마 전 및 후에 Cu 필름의 시트 내성을 측정함으로써 CMP에 의해 상기 규소 기질의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 시트 내성은 연마 전 및 후에 필름상의 동일한 포인트에서 측정하였다. 연마 전 및 후에 측정된 시트 내성은 이어 Cu 물질의 고유저항, 적용된 전류 및 4-포인트 프로브 전체에 걸친 전압을 토대로 연마 전 및 후의 각각의 필름 두께에 대해 변환하였다. 17 포인트로서 개시 및 최종 두께간의 차이를 계산하였으며, 평균 두께 손실을 수득하고 이어, nm/분의 연마율을 얻기 위해 연마시간으로 나누었다.The amount of copper removed from the surface of the silicon substrate was measured by CMP by measuring sheet resistance of the Cu film before and after polishing at 17 points spread throughout the film using a homemade paper mask and a four-point probe. . Sheet resistance was measured at the same point on the film before and after polishing. The sheet resistance measured before and after polishing was then converted for each film thickness before and after polishing based on the resistivity of the Cu material, the applied current and the voltage across the 4-point probe. The difference between the starting and final thickness was calculated as 17 points and the average thickness loss was obtained and then divided by the polishing time to obtain a polishing rate of nm / min.

상기 슬러리는 탈이온화된 물에 3중량%의 산화 몰리브덴 및 3중량%의 양으로 존재하는 요오드산칼륨(KIO3) 산화제를 모두 함유하였다. 실시예 16-18의 산화 몰리브덴의 평균 입자 크기는 1미크론(1000nm)이었다. 실시예 17은 상기 슬러리에 1중량%의 PAA를 부가하였다. 실시예 18은 상기 슬러리에 1중량%의 PAA 및 1중량%의 황화 몰리브덴(MoS2)을 부가하였다. 실시예 16-18의 슬러리 pH는 염산(HCl) 또는 수산화칼륨(KOH)의 부가에 의해 4.0으로 조절하였다. 구리 필름에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 2에 나타나 있다.The slurry contained all 3% molybdenum oxide and 3% by weight potassium iodide (KIO 3 ) oxidant in deionized water. The average particle size of molybdenum oxide of Examples 16-18 was 1 micron (1000 nm). Example 17 added 1% by weight of PAA to the slurry. Example 18 added 1% by weight of PAA and 1% by weight of molybdenum sulfide (MoS 2 ). The slurry pH of Examples 16-18 was adjusted to 4.0 by addition of hydrochloric acid (HCl) or potassium hydroxide (KOH). The slurry composition and polishing rate for the copper film are shown in Table 2.

Figure 112006000517542-PCT00002
Figure 112006000517542-PCT00002

실시예Example 19-23 19-23

실시예 19-23의 슬러리는 스푸터 침전에 의해 규소 기질상에 침전된 구리 필름을 연마하는데 사용하였다. 상기 구리 필름의 직경은 6인치이다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Westech Model 372이었다. 상기 캐리어는 75rpm의 속도로 회전하였다. 플래튼은 75rpm에서 회전하였다. 상기 구리 필름상에 놓인 다운-포스(down-force)는 4psi이었다. 상기 슬러리 흐름 속도는 200ml/분이었다. The slurries of Examples 19-23 were used to polish the copper film deposited on the silicon substrate by sputter precipitation. The diameter of the copper film is 6 inches. The CMP polishing machine was Westech Model 372 with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was rotated at a speed of 75 rpm. The platen was rotated at 75 rpm. The down-force placed on the copper film was 4 psi. The slurry flow rate was 200 ml / min.

집에서 만든 종이 마스크 및 4-포인트 프로브를 사용하여 필름 전체에 걸쳐 퍼져있는 17 포인트에서 연마 전 및 후에 Cu 필름의 시트 내성을 측정함으로써 CMP에 의해 상기 규소 기질의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 시트 내성은 연마 전 및 후에 필름상의 동일한 포인트에서 측정하였다. 연마 전 및 후에 측정된 시트 내성은 이어 Cu 물질의 고유저항, 적용된 전류 및 4-포인트 프로브 전체에 걸친 전압을 토대로 연마 전 및 후의 각각의 필름 두께에 대해 변환하였다. 17 포인트로서 개시 및 최종 두께간의 차이를 계산하였으며, 평균 두께 손실이 수득하고 이어, nm/분의 연마율을 얻기 위해 연마시간으로 나누었다.The amount of copper removed from the surface of the silicon substrate was measured by CMP by measuring sheet resistance of the Cu film before and after polishing at 17 points spread throughout the film using a homemade paper mask and a four-point probe. . Sheet resistance was measured at the same point on the film before and after polishing. The sheet resistance measured before and after polishing was then converted for each film thickness before and after polishing based on the resistivity of the Cu material, the applied current and the voltage across the 4-point probe. The difference between the starting and final thickness was calculated as 17 points, the average thickness loss was obtained and then divided by the polishing time to obtain a polishing rate of nm / min.

상기 슬러리는 탈이온화된 물에 3중량%의 산화 몰리브덴 및 3중량%의 양으로 존재하는 요오드산칼륨(KIO3) 산화제를 모두 함유하였다. 실시예 19-23의 산화 몰리브덴의 평균 입자 직경은 150nm이었다. 실시예 20은 상기 슬러리에 1mM 벤조트리아졸(BTA)을 부가하였다. 실시예 21은 상기 슬러리에 1중량%의 PAA를 부가하였다. 실시예 22는 상기 슬러리에 0.1중량%의 세틸 피리디늄 클로리드(CPC)를 부가하였다. 실시예 23은 상기 슬러리에 2중량%의 PAA 및 1mM BTA를 부가하였다. 실시예 19-23의 슬러리 pH는 염산(HCl) 또는 수산화칼륨(KOH)의 부가에 의해 4.0으로 조절하였다. 구리 필름에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 3에 나타나 있다.The slurry contained all 3% molybdenum oxide and 3% by weight potassium iodide (KIO 3 ) oxidant in deionized water. The average particle diameter of molybdenum oxide of Examples 19-23 was 150 nm. Example 20 added 1 mM benzotriazole (BTA) to the slurry. Example 21 added 1% by weight of PAA to the slurry. Example 22 added 0.1% by weight cetyl pyridinium chloride (CPC) to the slurry. Example 23 added 2 wt% PAA and 1 mM BTA to the slurry. The slurry pH of Examples 19-23 was adjusted to 4.0 by addition of hydrochloric acid (HCl) or potassium hydroxide (KOH). Slurry compositions and polishing rates for copper films are shown in Table 3.

Figure 112006000517542-PCT00003
Figure 112006000517542-PCT00003

실시예Example 24 24

스푸터 침전에 의해 침전된 0.3 미크론의 Ta 층을 갖는 규소 웨이퍼(6인치 직경) 및 열 산화에 의해 적용된 1 미크론의 SiO2를 갖는 웨이퍼를 연마 슬러리에 의해 따로 연마하였다. 분당 제거된 물질의 nm로 제거 속도를 측정하기 위해, 제거된 구리 및 Ta의 양은 4-포인트 프로브를 사용하여 측정하였으며,CMP에 의해 규소 웨이퍼의 표면으로 부터 제거된 SiO2는 광학 간섭계를 사용하여 측정하였다.Silicon wafers with a 0.3 micron Ta layer precipitated by sputter precipitation (6 inch diameter) and wafers with 1 micron SiO 2 applied by thermal oxidation were separately polished by a polishing slurry. To determine the removal rate in nm of material removed per minute, the amount of copper and Ta removed was measured using a four-point probe, and SiO 2 removed from the surface of the silicon wafer by CMP was measured using an optical interferometer. Measured.

이용된 슬러리는 탈이온화된 물에 3중량%의 산화 몰리브덴 및 3중량%의 양으로 존재하는 요오드산칼륨(KIO3) 산화제를 모두 함유하였다. 실시예 24의 산화 몰리브덴의 평균 입자 크기는 1미크론(1000nm)이었다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Westech Model 372이었다. 상기 캐리어는 40rpm의 속도로 회전하였다. 플래튼은 40rpm에서 회전하였다. 상기 구리 필름상에 놓인 다운-포스(down-force)는 6psi이었다. 상기 슬러리 흐름 속도는 200ml/분이었다. Cu, Ta 및 SiO2에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 4에 나타나 있다.The slurry used contained all 3% by weight of molybdenum oxide and 3% by weight of potassium iodide (KIO 3 ) oxidant in deionized water. The average particle size of molybdenum oxide of Example 24 was 1 micron (1000 nm). The CMP polishing machine was Westech Model 372 with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was rotated at a speed of 40 rpm. The platen was rotated at 40 rpm. The down-force placed on the copper film was 6 psi. The slurry flow rate was 200 ml / min. Slurry compositions and polishing rates for Cu, Ta and SiO 2 are shown in Table 4.

Figure 112006000517542-PCT00004
Figure 112006000517542-PCT00004

실시예Example 25 및 26 25 and 26

실시예 25 및 26의 슬러리는 1.25인치 직경을 갖는 구리 디스크를 연마하는데 사용하였다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Struers DAP®이었다. 상기 캐리어는 고정(즉 회전되지 않음)되어 있었다. 플래튼의 회전속도는 90rpm이었다. 상기 구리 디스크상에 놓인 다운-포스(down-force)는 6.3psi이었다. 상기 슬러리의 흐름 속도는 60ml/분이었다. Cu 물질의 밀도, 연마된 디스크 영역 및 연마시간을 고려하여, 연마 전 및 후에 구리 디스크의 무게 차이를 측정함으로써 CMP에 의해 상기 디스크의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 이어, 분당 제거된 구리의 nm로 제거 속도를 변환하였다.The slurries of Examples 25 and 26 were used to polish copper disks having a 1.25 inch diameter. The CMP Polisher was an Struers DAP® with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was fixed (ie not rotated). The rotational speed of the platen was 90 rpm. The down-force placed on the copper disk was 6.3 psi. The flow rate of the slurry was 60 ml / min. Taking into account the density of the Cu material, the polished disk area and the polishing time, the amount of copper removed from the surface of the disk by CMP was determined by measuring the weight difference of the copper disk before and after polishing. The removal rate was then converted to nm of copper removed per minute.

실시예 25 및 26의 슬러리는 탈이온화된 물에 3중량%의 산화 몰리브덴을 모두 포함하였다. 실시예 25 및 26의 산화 몰리브덴의 평균 입자 크기는 1미크론(1000nm)이었다. 표 5에 나타난 바와 같이, 다양한 양 및 종류의 산화제를 부가하였다. 두 실시예의 슬러리는 구리 이온을 사용하여 EDTA의 복합 능력을 시험하기 위해 1중량%의 에틸렌 디아민 테트라 아세트산(EDTA)의 부가를 포함하였다. 구리 디스크에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 5에 나타나 있다.The slurries of Examples 25 and 26 contained all 3% molybdenum oxide in deionized water. The average particle size of molybdenum oxide of Examples 25 and 26 was 1 micron (1000 nm). As shown in Table 5, various amounts and types of oxidants were added. The slurries of both examples included the addition of 1% by weight of ethylene diamine tetra acetic acid (EDTA) to test the complex ability of EDTA using copper ions. Slurry compositions and polishing rates for copper disks are shown in Table 5.

Figure 112006000517542-PCT00005
Figure 112006000517542-PCT00005

수성 슬러리의 다른 구체예는 삼산화 몰리브덴(MoO3) 및 산화제를 포함할 수 있다. 상기 MoO3는 약 0.5 내지 약 10중량%와 같이, 약 0.1 내지 약 10중량% 및 더 바람직하게는 약 0.5 내지 약 5중량%의 양으로 존재할 수 있다. 삼산화 몰리브덴(MoO3)은 파우더 형태로 제공되어 삼산화 몰리브덴(MoO3)이 산화제에서 시각적으로 용해될 수 있다. 상기 삼산화 몰리브덴 파우더는 Horiba 레이저 분산 분석기에 의해 측정되는 바와 같이, 약 10,000nm(10 미크론) 및 더 바람직하게는 약 1,000nm(1 미크론) 미만의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 이러한 크기를 갖는 삼산화 몰리브덴(MoO3) 파우더는 탈이온화된 물의 수용액 및 산화제에서 시각적으로 용해된다. 본원에 사용된“용해된”또는“시각적으로 용해된”용어는 MoO3의 입자가 완전히 용해될 것을 필요로 하지 않지만 적어도 부분적으로 용해되는 용액을 의미한다. MoO3의 입자를 함유하는 용액은 MoO3의 입자가 완전히 용해되지는 않지만, 육안으로 볼 때“시각적으로 용해된”또는 실질적으로 명백히 용해된 것으로 나타나는 MoO3의 입자를 함유하는 용액을 의미한다.Another embodiment of the aqueous slurry may include molybdenum trioxide (MoO 3 ) and an oxidizing agent. The MoO 3 may be present in an amount of about 0.1 to about 10 weight percent and more preferably about 0.5 to about 5 weight percent, such as about 0.5 to about 10 weight percent. Molybdenum trioxide (MoO 3 ) is provided in powder form so that molybdenum trioxide (MoO 3 ) can be visually dissolved in the oxidant. The molybdenum trioxide powder may have an average particle size of about 10,000 nm (10 microns) and more preferably less than about 1,000 nm (1 micron), as measured by Horiba laser dispersion analyzer. Molybdenum trioxide (MoO 3 ) powder having this size is visually dissolved in an aqueous solution of deionized water and an oxidant. As used herein, the term “dissolved” or “visually dissolved” means a solution that does not require complete dissolution of the particles of MoO 3 but at least partially dissolves. The solution containing the particles of MoO 3; refers to a solution containing the particles of the MoO 3 appear to be particles of MoO 3, but is not completely dissolved, when seen with the naked eye "visual dissolved" or substantially clearly dissolved.

수성 슬러리의 다른 구체예는 몰리브덴산을 포함할 수 있다. 탈이온화 물의 수용액 및 산화제에서 삼산화 몰리브덴의 용해는 몰리브덴산을 형성할 수 있다. 또한, 몰리브덴산은 몰리브덴 금속, 산화 몰리브덴 또는 산화 배지에서 몰리브덴산을 용해시킴으로써 형성될 수 있다. 본원에 사용된 용어“몰리브덴산”은 몰리브덴을 함유하며 용액의 수소이온을 전달할 수 있는 임의의 화합물을 의미한다. 몰리브덴산을 이용하는 본 발명의 수성 슬러리의 구체예는 삼산화 몰리브덴 수성 슬러리에 대해 하기에 열거된 것과 동일한 산화제, 복합제, 계면활성제, 부식 억제제, 산 또는 염기 및 보충적인 산화 세라믹/금속 입자를 포함할 수 있다.Another embodiment of the aqueous slurry may include molybdic acid. Dissolution of molybdenum trioxide in an aqueous solution of deionized water and an oxidant can form molybdate. Molybdate may also be formed by dissolving molybdate in molybdenum metal, molybdenum oxide or oxidation medium. As used herein, the term “molybdic acid” refers to any compound that contains molybdenum and is capable of delivering hydrogen ions in solution. Embodiments of the aqueous slurry of the present invention using molybdenum acid may include the same oxidizing agents, complexing agents, surfactants, corrosion inhibitors, acids or bases and complementary oxidized ceramic / metal particles as listed below for the molybdenum trioxide aqueous slurry. have.

MoO3 입자는 당해 분야에 공지된 다양한 방법에 의해 제조된 산화 몰리브덴뿐만 아니라 몰리브덴산 암모늄 및 관련 화합물과 같은 다양한 몰리브덴-함유 전구체 물질로부터 제조될 수 있으며, 몰리브덴 전구체 및 산물은 다양한 크기의 입자로 제조될 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적절한 삼산화 몰리브덴 입자는 미국 아이오와 주 매디슨 소재의 Climax Molybdenum Company를 비롯하여 다양한 공급원으로부터 이용가능하다.MoO 3 particles can be prepared from various molybdenum-containing precursor materials, such as ammonium molybdate and related compounds, as well as molybdenum oxide prepared by various methods known in the art, and molybdenum precursors and products are made from particles of various sizes Can be. Molybdenum trioxide particles suitable for use in the present invention are available from a variety of sources, including Climax Molybdenum Company, Madison, Iowa.

삼산화 몰리브덴(MoO3)과 함께 사용된 산화제는 과산화수소(H2O2), 질산 제2철(Fe(NO3)3), 요오드산칼륨(KIO3), 질산(HNO3), 과망간산칼륨(KMnO4), 과황산칼륨(K2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O8), 과요오드산칼륨(KIO4) 및 히드록실아민(NH2OH)중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 과산화수소 산화제는 약 1 내지 약 10중량%와 같이 약 0.5 내지 약 20중량% H2O2 및 더 바람직하게는 약 5중량% H2O2의 농도로 존재할 수 있다. 질산 제2철 산화제는 약 0.1 내지 약 0.2M Fe(NO3)3와 같이, 약 0.05 내지 약 0.2M Fe(NO3)3 및 더 바람직하게는 약 0.2M Fe(NO3)3의 농도로 존재할 수 있다. 요오드산칼륨 산화제는 약 1 내지 약 3중량% KIO3와 같이, 약 1 내지 약 5중량% KIO3 및 더 바람직하게는 약 3중량% KIO3의 농도로 존재할 수 있다. 질산 산화제는 약 1 내지 약 2중량% HNO3와 같이, 약 0.5 내지 약 2중량% HNO3 및 더 바람직하게는 약 2중량% HNO3의 양으로 존재할 수 있다. 과망간산칼륨 산화제는 약 2 내지 약 4중량% KMnO4와 같이, 약 1 내지 약 5중량% KMnO4 및 더 바람직하게는 약 3중량% KMnO4의 양으로 존재할 수 있다. 과황산칼륨 산화제는 약 2 내지 약 4중량% K2S2O8와 같이, 약 1 내지 약 5중량% K2S2O8 및 더 바람직하게는 약 3중량% K2S2O8의 양으로 존재할 수 있다. 과황산암모늄 산화제는 약 2 내지 약 4중량% (NH4)2S2O8와 같이, 약 1 내지 약 5중량 (NH4)2S2O8 및 더 바람직하게는 약 3중량(NH4)2S2O8의 양으로 존재할 수 있다. 과요오드산칼륨 산화제는 약 2 내지 약 4중량% KIO4와 같이, 약 1 내지 약 5중량% KIO4 및 더 바람직하게는 약 3중량% KIO4의 양으로 존재할 수 있다. 히드록실아민 산화제는 약 2 내지 약 4중량% NH2OH와 같이, 약 1 내지 약 5중량% NH2OH 및 더 바람직하게는 약 3중량% NH2OH의 양으로 존재할 수 있다.The oxidant used with molybdenum trioxide (MoO 3 ) is hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ferric nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ), potassium iodide (KIO 3 ), nitric acid (HNO 3 ), potassium permanganate ( KMnO 4 ), potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ), potassium periodate (KIO 4 ) and hydroxylamine (NH 2 OH) It may include one or a mixture of. The hydrogen peroxide oxidant may be present at a concentration of about 0.5 to about 20 weight percent H 2 O 2 and more preferably about 5 weight percent H 2 O 2 , such as about 1 to about 10 weight percent. The ferric nitrate oxidizer is at a concentration of about 0.05 to about 0.2 M Fe (NO 3 ) 3 and more preferably about 0.2 M Fe (NO 3 ) 3 , such as about 0.1 to about 0.2 M Fe (NO 3 ) 3 . May exist. Potassium iodide oxidizer is about 1 to about 3 weight percent KIO 3 , such as about 1 to about 3 weight percent KIO 3 And more preferably at a concentration of about 3% KIO 3 . Nitric acid oxidant, such as about 1 to about 2 weight percent HNO 3 , about 0.5 to about 2 weight percent HNO 3 And more preferably in an amount of about 2% by weight HNO 3 . Potassium permanganate oxidizer, such as about 2 to about 4 weight percent KMnO 4 , about 1 to about 5 weight percent KMnO 4 And more preferably in an amount of about 3% KMnO 4 by weight. Potassium persulfate oxidizing agent of about 1 to about 5 weight percent K 2 S 2 O 8 and more preferably about 3 weight percent K 2 S 2 O 8 , such as about 2 to about 4 weight percent K 2 S 2 O 8 May be present in amounts. Ammonium persulfate oxidizing agent is about 2 to about 4 wt.% (NH 4) 2 as S 2 O 8, about 1 to about 5 parts by weight of (NH 4) 2 S 2 O 8, and more preferably about 3 parts by weight (NH 4 ) May be present in an amount of 2 S 2 O 8 . Potassium periodate oxidant may be present in an amount of about 1 to about 5 weight percent KIO 4 and more preferably about 3 weight percent KIO 4 , such as about 2 to about 4 weight percent KIO 4 . The hydroxylamine oxidant may be present in an amount of about 1 to about 5 weight percent NH 2 OH and more preferably about 3 weight percent NH 2 OH, such as about 2 to about 4 weight percent NH 2 OH.

또한, 복합제가 삼산화 몰리브덴(MoO3) 수성 슬러리에 사용될 수 있다. 복합제는 글리신(C2H5NO2), 알라닌(C3H7NO2), 아미노 부티르산(C4H9NO2), 에틸렌 디아민(C2H8N2), 에틸렌 디아민 테트라 아세트산(EDTA), 암모니아(NH3), 시트르산(C6H8O7), 프탈산(C6H4(COOH)2), 옥살산(C2H2O4), 아세트산(C2H2O2), 숙신산(C4H6O4)과 같은 모노, 디 및 트리 카르복실산 계열 및 아미노 벤조산 계열중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Composites can also be used in the molybdenum trioxide (MoO 3 ) aqueous slurry. The combination agent is glycine (C 2 H 5 NO 2 ), alanine (C 3 H 7 NO 2 ), amino butyric acid (C 4 H 9 NO 2 ), ethylene diamine (C 2 H 8 N 2 ), ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA ), Ammonia (NH 3 ), citric acid (C 6 H 8 O 7 ), phthalic acid (C 6 H 4 (COOH) 2 ), oxalic acid (C 2 H 2 O 4 ), acetic acid (C 2 H 2 O 2 ), And any one or mixture of mono, di and tri carboxylic acid series and amino benzoic acid series such as succinic acid (C 4 H 6 O 4 ).

글리신 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C2H5NO2와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C2H5NO2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C2H5NO2의 양으로 존재할 수 있다. 알라닌 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C3H7NO2와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C3H7NO2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C3H7NO2의 양으로 존재할 수 있다. 아미노 부티르산 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C4H9NO2과 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C4H9NO2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C4H9NO2의 양으로 존재할 수 있다. 에틸렌 디아민 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C2H8N2와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C2H8N2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C2H8N2의 양으로 존재할 수 있다. 에틸렌 디아민 테트라 아세트산 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% EDTA와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% EDTA 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% EDTA의 양으로 존재할 수 있다. 암모니아 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% NH3와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% NH3 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% NH3의 양으로 존재할 수 있다. 시트르산 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C6H8O7와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C6H8O7 및 더 바람직하게는 약 3중량% C6H8O7의 양으로 존재할 수 있다. 프탈산 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C6H4(COOH)2와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C6H4(COOH)2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C6H4(COOH)2의 양으로 존재할 수 있다. 옥살산 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C2H2O4와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C2H2O4 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C2H2O4의 양으로 존재할 수 있다. 아세트산 복합제는 약 0.1 내지 약 3중량% C2H2O2와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C2H2O2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C2H2O2의 양으로 존재할 수 있다. 숙신산 복합제는 0.1 내지 약 3중량% C4H6O4와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C4H6O4 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C4H6O4의 양으로 존재할 수 있다. 복합제로서 아미노 벤조산은 약 0.1 내지 약 3중량% C7H7NO2와 같이, 약 0.1 내지 약 5중량% C7H7NO2 및 더 바람직하게는 약 0.5중량% C7H7NO2의 양으로 존재할 수 있다. Glycine composite agent is in an amount from about 0.1 to about 3, such as weight% C 2 H 5 NO 2, about 0.1 to about 5% by weight of C 2 H 5 NO 2, and more preferably from about 0.5 wt.% C 2 H 5 NO 2 May exist. Alanine composite agent is in an amount from about 0.1 to about 3, such as weight% C 3 H 7 NO 2, about 0.1 to about 5% by weight of C 3 H 7 NO 2 and more preferably from about 0.5 wt.% C 3 H 7 NO 2 May exist. Amino acid complexes is from about 0.1 to about 3, as weight% C 4 H 9 NO 2, about 0.1 to about 5% by weight of C 4 H 9 NO 2, and more preferably in an amount of about 0.5 wt% C 4 H 9 NO 2 May exist. Ethylenediamine composite agent is from about 0.1 to about 3, such as weight% C 2 H 8 N 2, from about 0.1 to about 5% C 2 H 8 weight N 2, and more preferably in an amount of about 0.5 wt% C 2 H 8 N 2 May exist. The ethylene diamine tetra acetic acid composite may be present in an amount of about 0.1 to about 5 weight percent EDTA and more preferably about 0.5 weight percent EDTA, such as about 0.1 to about 3 weight percent EDTA. Ammonia composite agent may be present in an amount from about 0.1 to about 3 wt%, such as NH 3, about 0.1 to about 5% by weight of NH 3, and more preferably from about 0.5 wt.% NH 3. The citric acid complex is in an amount of about 0.1 to about 5 wt% C 6 H 8 O 7 and more preferably about 3 wt% C 6 H 8 O 7 , such as about 0.1 to about 3 wt% C 6 H 8 O 7 May exist. Acid composite agent is from about 0.1 to about 3, such as weight% C 6 H 4 (COOH) 2, about 0.1 to about 5% by weight of C 6 H 4 (COOH) 2, and more preferably from about 0.5% C 6 H 4 weight ( COOH) 2 . Oxalate composite agent is in an amount from about 0.1 to about 3, such as weight% C 2 H 2 O 4, from about 0.1 to about 5% by weight of C 2 H 2 O 4, and more preferably from about 0.5% C 2 H 2 O by weight 4 May exist. Acid composite agent is in an amount from about 0.1 to about 3, such as weight% C 2 H 2 O 2, about 0.1 to about 5% by weight of C 2 H 2 O 2, and more preferably from about 0.5 wt.% C 2 H 2 O 2 May exist. The succinic acid complex is present in an amount from about 0.1 to about 5 weight percent C 4 H 6 O 4 and more preferably about 0.5 weight percent C 4 H 6 O 4 , such as from 0.1 to about 3 weight percent C 4 H 6 O 4. Can be. A composite agent amino acid is such as about 0.1 to about 3 wt% C 7 H 7 NO 2, about 0.1 to about 5% by weight of C 7 H 7 NO 2 and more preferably from about 0.5 wt% C 7 of the H 7 NO 2 May be present in amounts.

삼산화 몰리브덴(MoO3)을 함유하는 슬러리의 구체예는 비이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 또는 양이온성 계면활성제가 또한 제공될 수 있다. 수성 슬러리의 상기 음이온성 계면활성제는 폴리아크릴산(PAA), 카르복실산 또는 그 염, 황산에스테르 또는 그 염, 술폰산 또는 그 염, 인산 또는 그 염 및 술포숙신산 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 수성 슬러리의 상기 양이온성 계면활성제는 1차 아민 또는 그 염, 2차 아민 또는 그 염, 3차 아민 또는 그 염 및 4차 아민 또는 그 염 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 비이온성 계면활성제는 많은 폴리에틸렌 글리콜 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다.Embodiments of slurries containing molybdenum trioxide (MoO 3 ) may also be provided with nonionic surfactants, anionic surfactants or cationic surfactants. The anionic surfactants of the aqueous slurry may comprise polyacrylic acid (PAA), carboxylic acid or salts thereof, sulfate esters or salts thereof, sulfonic acid or salts thereof, phosphoric acid or salts thereof, and sulfosuccinic acid or salts thereof or mixtures thereof. It may include. The cationic surfactant of the aqueous slurry may comprise any one or mixture of primary amines or salts thereof, secondary amines or salts thereof, tertiary amines or salts thereof and quaternary amines or salts thereof. The nonionic surfactant may comprise any one or mixture of many polyethylene glycols.

경우에 따라, 삼산화 몰리브덴(MoO3) 수성 슬러리는 벤조트리아졸(BTA), 벤즈이미다졸, 폴리 트리아졸, 페닐 트리아졸, 티온 및 이들의 유도체를 비롯하여 헤테로시클릭 유기 화합물 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있는 구리 부식 억제제가 제공될 수 있다. 또한, 상기 슬러리는 이들 계면활성제 및 부식 억제제의 임의의 조합을 함유할 수 있다.Optionally, the molybdenum trioxide (MoO 3 ) aqueous slurry is any one or mixture of heterocyclic organic compounds, including benzotriazole (BTA), benzimidazole, poly triazole, phenyl triazole, thion and derivatives thereof. There may be provided a copper corrosion inhibitor which may include. In addition, the slurry may contain any combination of these surfactants and corrosion inhibitors.

MoO3 슬러리에 사용된 바람직한 음이온성 계면활성제는 도데실 벤젠 술폰산의 염이다. 상기 슬러리에 소량의 도데실 벤젠 술폰산(DBSA) 음이온성 계면활성제의 부가는 약 0nm/분의 구리 쿠우폰(coupon) 용해 속도를 현저하게 감소시키며 약 750nm/분의 블랭킷 구리 웨이퍼 연마율을 수득하였다. 실시예 34 참조. 이와 같이 낮은 구리 쿠우폰(coupon) 용해 속도는 패턴 웨이퍼 연마중에 구리 라인(line)의 낮은 디싱(dishing)을 나타낸다. 도데실 벤젠 술폰산(DBSA) 음이온성 계면활성제 및 그 염은 약 0.0001 내지 약 0.5 중량% (DBSA)와 같이, 약 0.00001 내지 약 1중량% (DBSA) 및 더 바람직하게는 약 0.001중량% (DBSA)의 양으로 존재할 수 있다.Preferred anionic surfactants used in the MoO 3 slurry are salts of dodecyl benzene sulfonic acid. The addition of a small amount of dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) anionic surfactant to the slurry significantly reduced the copper coupon dissolution rate of about 0 nm / min and gave a blanket copper wafer polishing rate of about 750 nm / min. . See Example 34. This low copper coupon dissolution rate indicates low dishing of copper lines during pattern wafer polishing. Dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) anionic surfactants and salts thereof, such as about 0.0001 to about 0.5 weight percent (DBSA), from about 0.00001 to about 1 weight percent (DBSA) and more preferably about 0.001 weight percent (DBSA) It may be present in an amount of.

MoO3 슬러리에 사용된 바람직한 구리 부식 억제제는 벤조트리아졸(BTA)이다. 상기 슬러리에 BTA의 부가는 50nm/분 미만으로 용해율을 상당히 감소시켰다. 실시예 30-33 참조. 벤조트리아졸(BTA) 구리 부식 억제제는 약 10mM BTA와 같이, 약 1 내지 약 20mM BTA 및 더 바람직하게는 약 10mM BTA의 농도로 존재할 수 있다.A preferred copper corrosion inhibitor used in MoO 3 slurries is benzotriazole (BTA). The addition of BTA to the slurry significantly reduced the dissolution rate below 50 nm / min. See Examples 30-33. The benzotriazole (BTA) copper corrosion inhibitor may be present at a concentration of about 1 to about 20 mM BTA and more preferably about 10 mM BTA, such as about 10 mM BTA.

본 발명에 따른 MoO3 슬러리의 pH는 약 1 내지 약 5범위의 pH와 같이, 약 1 내지 14 및 더 바람직하게는 약 2.6 pH일 수 있다. 본 발명에 따른 슬러리의 pH는 당업자에게 공지된 바와 같이, 적절한 산(예를들면, 아세트산) 또는 염기(예를들면, 수산화칼륨)의 부가에 의해 조절될 수 있다.The pH of the MoO 3 slurry according to the invention may be about 1 to 14 and more preferably about 2.6 pH, such as a pH in the range of about 1 to about 5. The pH of the slurry according to the invention can be adjusted by the addition of a suitable acid (eg acetic acid) or a base (eg potassium hydroxide), as known to those skilled in the art.

본 발명에 따른 MoO3 연마 슬러리의 또다른 구체예는 보충적인 산화 세라믹/금속 입자가 제공된다. 수성 슬러리에 사용된 그러한 보충적인 산화 세라믹/금속 입자는 규토, 세리아, 알루미니아, 지르코니아, 티타니아, 마그네시아, 산화철, 산화주석 및 게르마니아 중 임의의 하나 또는 혼합물을 포함할 수 있다. MoO3 슬러리에 사용된 바람직한 보충적인 산화 세라믹/금속은 콜로이드질 이산화규소(SiO2)이다. 콜로이드질 이산화규소(SiO2)는 약 20nm의 평균입자 크기를 가질 수 있다. Another embodiment of the MoO 3 polishing slurry according to the present invention is provided with supplemental ceramic oxide / metal particles. Such supplemental ceramic oxide / metal particles used in the aqueous slurry may include any one or mixture of silica, ceria, aluminia, zirconia, titania, magnesia, iron oxide, tin oxide and germania. A preferred supplemental ceramic oxide / metal used in the MoO 3 slurry is colloidal silicon dioxide (SiO 2 ). Colloidal silicon dioxide (SiO 2 ) may have an average particle size of about 20 nm.

본 발명에 따른 MoO3 슬러리의 구체예는 CMP 공정에 사용될 때 구리에 대해 높은 연마율을 나타낸다. 더 구체적으로, 과산화수소 및 글리신을 함유하는 수용액에 삼산화 몰리브덴(MoO3) 입자가 분산 및 용해되어 구리 CMP 슬러리로 사용했을 때 높은 디스크 연마율(예를들면, 약 2150nm/분)을 수득하였다. 그러나, 이 슬러리에서 구리 쿠우폰 용해율 또한 높았다(예를들면, 약 1150nm/분). 실시예 28 참조. 슬러리가 그렇게 높은 화학적 반응성을 나타내는 이유중 하나는 몰리브덴산을 형성하는 삼산화 몰리브덴 MoO3 나노-입자의 부분적인 용해때문이다. 상기 구리 용해율은 기계적으로 연마되지 않는 웨이퍼의 영역에서 구리가 제거되는 속도를 나타낸다. 적절한 농도의 첨가제 및 부식 억제제의 포함에 의해, 연마율은 사용자의 필요에 따라 조절될 수 있으며 용해율은 최소화될 수 있다.Embodiments of the MoO 3 slurry according to the present invention exhibit high polishing rates for copper when used in a CMP process. More specifically, molybdenum trioxide (MoO 3 ) particles were dispersed and dissolved in an aqueous solution containing hydrogen peroxide and glycine to obtain a high disk polishing rate (eg, about 2150 nm / min) when used as a copper CMP slurry. However, the copper coupon dissolution rate in this slurry was also high (eg, about 1150 nm / min). See Example 28. One reason the slurry exhibits such high chemical reactivity is the partial dissolution of molybdenum trioxide MoO 3 nano-particles that form molybdate. The copper dissolution rate indicates the rate at which copper is removed in the region of the wafer that is not mechanically polished. By the inclusion of appropriate concentrations of additives and corrosion inhibitors, the polishing rate can be adjusted to the needs of the user and the dissolution rate can be minimized.

실시예 29 & 30에 나타난 바와 같이, 본 발명의 MoO3 슬러리의 한 구체예에 대한 블랭킷 구리 웨이퍼 연마율은 약 1nm의 포스트 CMP 표면 거칠기를 가지며 약 1200nm/분 만큼 높게 측정되었다. 실시예 29 & 30의 슬러리는 여과되어 약 1,000nm(1 미크론) 크기의 입자를 제거하고 1.0중량%의 20nm 콜로이드질 SiO2의 연마제를 부가하였다.As shown in Examples 29 & 30, the blanket copper wafer polishing rate for one embodiment of the MoO 3 slurry of the present invention was measured as high as about 1200 nm / min with a post CMP surface roughness of about 1 nm. The slurries of Examples 29 & 30 were filtered to remove particles of about 1,000 nm (1 micron) size and added 1.0 wt% abrasive of 20 nm colloidal SiO 2 .

상기 구리의 연마-후 표면은 비-접촉 광학 표면조도계에 의해 측정된 바와 같이 약 1nm의 포스트 CMP 표면 거칠기 값을 갖는 좋은 것이었다. 연마 후 표면의 질이 높기를 소망하면, 상기 CMP 연마 단계는 버핑 단계 다음일 수 있다. 한 구체예로서, 상기 버핑 단계는 약 5 내지 약 7의 pH 범위에서 약 5 내지 약 15초동안 탈이온화된 물을 사용하여 구리 표면을 부가적으로 연마하는 것을 수반한다. 탈이온화된 물 린스를 사용한 버핑 단계의 이점은 웨이퍼-패드 인터페이스로부터 반응성 화학물질의 제거이며, 이는 웨이퍼-패드의 표면상에 남아있을 수 있는 산화 몰리브덴의 잔류양을 제거한다. 깨끗하고 매끄러운 구리 표면은 탈이온화된 물 린스를 사용한 연속적인 버핑 후에 수득되며, 일부는 비-접촉 광학 표면조도계에 의해 측정된 바와 약 0.5 내지 0.6nm 만큼 낮은 거칠기 값을 갖는다.The post-polished surface of copper was good with a post CMP surface roughness value of about 1 nm as measured by a non-contact optical surface roughness meter. If it is desired that the surface quality is high after polishing, the CMP polishing step may be after the buffing step. In one embodiment, the buffing step involves additionally polishing the copper surface using deionized water for about 5 to about 15 seconds in a pH range of about 5 to about 7. The advantage of the buffing step with deionized water rinse is the removal of reactive chemicals from the wafer-pad interface, which removes residual amounts of molybdenum oxide that may remain on the surface of the wafer-pad. A clean smooth copper surface is obtained after continuous buffing with deionized water rinse, with some having roughness values as low as about 0.5 to 0.6 nm as measured by a non-contact optical surface roughness meter.

부가된 화학물질의 농도의 적절한 조절 및 웨이퍼 연마의 마지막에서 약 5초동안 탈이온화된 물 린스에 의해, 매우 높은 연마율(예를들면, 약 900nm/분) 및 매누 낮은 포스트 CMP 거칠기(예를들면, 약 0.5 내지 약 0.6nm)를 수득하였다. 이 슬러리에서 구리 코우폰 용해율은 낮았다(예를들면, 약 40nm/분). 소듐 도데실 벤젠 술폰에이트(SDBA)와 같은 소량의 음이온성 계면활성제를 MoO3 연마 슬러리에 부가할 때, 구리 코우폰 용해율은 약 0nm/분이 되는 바, 이는 패턴 웨이퍼 연마중에 구리 라인의 낮은 디싱을 나타내며, 약 750nm/분의 블랭킷 구리 웨이퍼 연마율을 수득하였다. 실시예 34 참조.Very high polishing rates (e.g., about 900 nm / min) and very low post CMP roughness (e.g., by appropriate control of the concentration of added chemicals and deionized water rinse for about 5 seconds at the end of wafer polishing) For example, about 0.5 to about 0.6 nm). The copper coupone dissolution rate in this slurry was low (eg about 40 nm / min). When a small amount of anionic surfactant such as sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBA) is added to the MoO 3 polishing slurry, the copper coupon dissolution rate is about 0 nm / min, which results in low dishing of the copper line during pattern wafer polishing. A blanket copper wafer polishing rate of about 750 nm / min was obtained. See Example 34.

패턴 웨이퍼 구리 연마에 대한 일반적인 방법은 높은 연마율에서 벌크 구리를 연마하고 이어, 평면화가 달성되면, 구리 라인의 디싱을 최소화하기 위해 상기 구리 연마율은 감소된다. 슬러리 구성요소 성분의 적절한 조절 및 공정 매개변수에 의해, 본 발명의 슬러리는 높은 속도 및 낮은 속도에서 연마의 일반적인 방법에 대해 조절될 수 있다.A common method for patterned wafer copper polishing is to polish bulk copper at high polishing rates, and then when planarization is achieved, the copper polishing rate is reduced to minimize dishing of the copper lines. By appropriate control of the slurry component components and process parameters, the slurry of the present invention can be adjusted for the general method of polishing at high and low rates.

실시예Example 27 & 28 27 & 28

실시예 27 및 28의 슬러리는 32밀리미터(mm)의 직경을 갖는 구리 디스크를 연마하는데 사용하였다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Struers DAP®이었다. 상기 캐리어는 고정(즉 회전되지 않음)되어 있었다. 플래튼의 회전속도는 90rpm이었다. 상기 구리 디스크상에 놓인 다운-포스(down-force)는 6.3psi이었다. 상기 슬러리의 흐름 속도는 60ml/분이었다. Cu 물질의 밀도, 연마된 디스크 영역 및 연마시간을 고려하여, 연마 전 및 후에 구리 디스크의 무게 차이를 측정함으로써 CMP에 의해 상기 디스크의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 이어, 분당 제거된 구리의 nm로 제거 속도를 변환하였다.The slurries of Examples 27 and 28 were used to polish copper disks with a diameter of 32 millimeters (mm). The CMP Polisher was an Struers DAP® with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was fixed (ie not rotated). The rotational speed of the platen was 90 rpm. The down-force placed on the copper disk was 6.3 psi. The flow rate of the slurry was 60 ml / min. Taking into account the density of the Cu material, the polished disk area and the polishing time, the amount of copper removed from the surface of the disk by CMP was determined by measuring the weight difference of the copper disk before and after polishing. The removal rate was then converted to nm of copper removed per minute.

구리 쿠우폰 용해 실험은 400ml의 화학 용액을 함유하는 500ml의 유리 비커에서 실시하였다. 25 x 25 x 1mm 크기의 구리 쿠우폰(즉 99.99% 순도의)을 실험용 샘플로 사용하였다. 상기 구리 쿠우폰은 1500 그릿 샌드페이터를 사용하여 손으로 연마하고 희석된 염산(HCl)으로 세척하여 표면으로부터 산화 구리를 제거하고 기류에서 건조하고 이어, 무게를 측정하였다. 상기 용액을 계속해서 교반하면서 이어, 상기 구리 쿠우폰을 용액에 3분동안 담갔다. 실험 후, 상기 구리 쿠우폰을 탈이온화된 물 린스로 반복해서 세척하고 기류에서 건조시켜 무게를 측정하였다. 용해율을 계산하기 위해 무게 손실을 사용하였다.Copper coupon dissolution experiments were conducted in 500 ml glass beakers containing 400 ml of chemical solution. Copper coupons (ie 99.99% pure) of 25 × 25 × 1 mm size were used as experimental samples. The copper coupon was polished by hand using a 1500 grit sandpatter and washed with diluted hydrochloric acid (HCl) to remove copper oxide from the surface and dried in an air stream and then weighed. The solution was then stirred while the copper coupon was then immersed in the solution for 3 minutes. After the experiment, the copper coupon was washed repeatedly with deionized water rinse and dried in airflow to weigh it. Weight loss was used to calculate the dissolution rate.

실시예 27은 탈이온화된 물(DI)에 1.0중량% MoO3를 함유하고 실시예 28은 산화제 및 복합제로서 각각 5.0 중량% H2O2 및 1.0중량%의 글리신과 함께 탈이온화된 물(DI)에 1.0중량% MoO3를 함유하였다. 실시예 27 슬러리의 천연 pH는 약 1.8이었다. 실시예 28 슬러리의 천연 pH는 약 2.6이었다. 슬러리 조성에 대한 하기 표에 특정되지 않는 남아있는 비율은 탈이온화된 물의 비율이다. 실시예 27에서, 상기 MoO3는 1%의 슬러리 조성을 포함하며 상기 탈이온화된 물은 남은 99%의 슬러리 조성을 포함한다. 실시예 27 및 28의 구리 디스크에 대한 상기 슬러리 조성, 구리 쿠우폰 용해율 및 연마율은 표 6에 나타나 있다.Example 27 contains 1.0 wt.% MoO 3 in deionized water (DI) and Example 28 is deionized water (DI) with 5.0 wt.% H 2 O 2 and 1.0 wt.% Glycine, respectively, as oxidant and complexing agent. ) Contained 1.0% by weight MoO 3 . Example 27 The natural pH of the slurry was about 1.8. Example 28 The natural pH of the slurry was about 2.6. The remaining proportion not specified in the table below for the slurry composition is the proportion of deionized water. In Example 27, the MoO 3 comprises a slurry composition of 1% and the deionized water comprises a remaining 99% slurry composition. The slurry composition, copper coupon dissolution rate and polishing rate for the copper disks of Examples 27 and 28 are shown in Table 6.

Figure 112006000517542-PCT00006
Figure 112006000517542-PCT00006

실시예Example 29-34 29-34

실시예 29-34의 슬러리는 스푸터 침전에 의해 규소 기질상에 침전된 구리 필름을 연마하는데 사용하였다. 상기 구리 필름의 직경은 6인치이다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Westech Model 372이었다. 상기 캐리어는 75rpm의 속도로 회전하였다. 플래튼은 75rpm에서 회전하였다. 상기 구리 필름상에 놓인 다운-포스(down-force)는 4psi이었다. 상기 슬러리 흐름 속도는 200ml/분이었다. The slurries of Examples 29-34 were used to polish the copper film deposited on the silicon substrate by sputter precipitation. The diameter of the copper film is 6 inches. The CMP polishing machine was Westech Model 372 with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was rotated at a speed of 75 rpm. The platen was rotated at 75 rpm. The down-force placed on the copper film was 4 psi. The slurry flow rate was 200 ml / min.

집에서 만든 종이 마스크 및 4-포인트 프로브를 사용하여 필름 전체에 걸쳐 퍼져있는 17 포인트에서 연마 전 및 후에 Cu 필름의 시트 내성을 측정함으로써 CMP에 의해 상기 규소 기질의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 시트 내성은 연마 전 및 후에 필름상의 동일한 포인트에서 측정하였다. 연마 전 및 후에 측정된 시트 내성은 이어 Cu 물질의 고유저항, 적용된 전류 및 4-포인트 프로브 전체에 걸친 전압을 토대로 연마 전 및 후의 각각의 필름 두께에 대해 변환하였다. 17 포인트로서 개시 및 최종 두께간의 차이를 계산하였으며, 평균 두께 손실을 수득하고 이어, nm/분의 연마율을 얻기 위해 연마시간으로 나누었다.The amount of copper removed from the surface of the silicon substrate was measured by CMP by measuring sheet resistance of the Cu film before and after polishing at 17 points spread throughout the film using a homemade paper mask and a four-point probe. . Sheet resistance was measured at the same point on the film before and after polishing. The sheet resistance measured before and after polishing was then converted for each film thickness before and after polishing based on the resistivity of the Cu material, the applied current and the voltage across the 4-point probe. The difference between the starting and final thickness was calculated as 17 points and the average thickness loss was obtained and then divided by the polishing time to obtain a polishing rate of nm / min.

구리 쿠우폰 용해 실험은 400ml의 화학 용액을 함유하는 500ml의 유리 비커에서 실시하였다. 25 x 25 x 1mm 크기의 구리 쿠우폰(즉 99.99% 순도의)을 실험용 샘플로 사용하였다. 상기 구리 쿠우폰은 1500 그릿 샌드페이터를 사용하여 손으로 연마하고 희석된 염산(HCl)으로 세척하여 표면으로부터 산화 구리를 제거하고 기류에서 건조하고 이어, 무게를 측정하였다. 상기 용액을 계속해서 교반하면서 이어, 상기 구리 쿠우폰을 용액에 3분동안 담갔다. 실험 후, 상기 구리 쿠우폰을 탈이온화된 물 린스로 반복해서 세척하고 기류에서 건조시켜 무게를 측정하였다. 용해율을 계산하기 위해 무게 손실을 사용하였다.Copper coupon dissolution experiments were conducted in 500 ml glass beakers containing 400 ml of chemical solution. Copper coupons (ie 99.99% pure) of 25 × 25 × 1 mm size were used as experimental samples. The copper coupon was polished by hand using a 1500 grit sandpatter and washed with diluted hydrochloric acid (HCl) to remove copper oxide from the surface and dried in an air stream and then weighed. The solution was then stirred while the copper coupon was then immersed in the solution for 3 minutes. After the experiment, the copper coupon was washed repeatedly with deionized water rinse and dried in airflow to weigh it. Weight loss was used to calculate the dissolution rate.

실시예 29-34의 슬러리는 탈이온화된 물에서 0.5중량% 삼산화 몰리브덴(MoO3)을 함유하였다. 웨이퍼 연마의 마지막에서, 탈이온화된 물 린스를 5초동안 적용하였다. 실시예 29는 0.5% MoO3 + 5.0% H2O2 + 1.0% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 5mM BTA + 1.0% SiO2를 함유하였다. 실시예 29 슬러리의 천연 pH는 약 2.9이었다. 실시예 30은 0.5% MoO3 + 5.0% H2O2 + 1.0% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 10mM BTA + 1.0% SiO2를 함유하였다. 실시예 30 슬러리의 천연 pH는 약 2.9이었다. 실시예 31은 0.5% MoO3 + 5.0% H2O2 + 0.5% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 10mM BTA + 0.1% SiO2를 함유하였다. 실시예 31 슬러리의 천연 pH는 약 2.6이었다. 실시예 32는 0.5% MoO3 + 5.0% H2O2 + 0.5% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 10mM BTA + 0.5% SiO2를 함유하였다. 실시예 32 슬러리의 천연 pH는 약 2.6이었다. 실시예 33은 0.5% MoO3 + 5.0% H2O2 + 0.5% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 10mM BTA + 1.0% SiO2를 함유하였다. 실시예 33 슬러리의 천연 pH는 약 2.6이었다. 실시예 34는 0.5% MoO3 + 5.0% H2O2 + 0.5% 글리신 + 10mM BTA + 100nm 필터에 의해 여과된 0.001% SDBS를 함유하였다. 실시예 34 슬러리의 천연 pH는 약 2.6이었다. 실시예 29-34 슬러리의 SiO2의 평균 입자 크기는 약 20nm이었다. 상기 슬러리 조성에 대한 하기 표에 특정되지 않는 남아있는 비율은 슬러리의 탈이온화된 물의 비율이다. 실시예 29-34에 대한 구리 쿠우폰 용해율과 함께 구리 웨이퍼에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 7에 나타나 있다.The slurries of Examples 29-34 contained 0.5% by weight molybdenum trioxide (MoO 3 ) in deionized water. At the end of wafer polishing, deionized water rinse was applied for 5 seconds. Example 29 is 0.5% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 5 mM BTA + 1.0% SiO 2 filtered by a 1.0% glycine + 100 nm filter. Example 29 The natural pH of the slurry was about 2.9. Example 30 is 0.5% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 10 mM BTA + 1.0% SiO 2 filtered by a 1.0% glycine + 100 nm filter. Example 30 The natural pH of the slurry was about 2.9. Example 31 is 0.5% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 10 mM BTA + 0.1% SiO 2 filtered by 0.5% glycine + 100 nm filter. Example 31 The slurry had a natural pH of about 2.6. Example 32 is 0.5% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 10 mM BTA + 0.5% SiO 2 filtered by 0.5% glycine + 100 nm filter. Example 32 The slurry had a natural pH of about 2.6. Example 33 is 0.5% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 10 mM BTA + 1.0% SiO 2 filtered by 0.5% glycine + 100 nm filter. Example 33 The slurry had a natural pH of about 2.6. Example 34 comprises 0.5% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + It contained 0.001% SDBS filtered by 0.5% glycine + 10 mM BTA + 100 nm filter. Example 34 The slurry had a natural pH of about 2.6. The average particle size of SiO 2 of the Examples 29-34 slurry was about 20 nm. The remaining proportion not specified in the table below for the slurry composition is the proportion of deionized water of the slurry. The slurry composition and polishing rate for copper wafers along with the copper coupon dissolution rates for Examples 29-34 are shown in Table 7.

Figure 112006000517542-PCT00007
Figure 112006000517542-PCT00007

실시예Example 35-37 35-37

실시예 35-37의 슬러리는 6인치 구리 블랭킷 필름을 연마하는데 사용하였다. CMP 연마기는 IC-1400, k-그루브 연마 패드를 갖는 Westech Model 372이었다. 상기 캐리어는 75rpm의 속도로 회전하였다. 플래튼은 75rpm에서 회전하였다. 상기 구리 블랭킷 필름상에 놓인 다운-포스(down-force)는 4.0psi이었다. 상기 슬러리 흐름 속도는 200ml/분이었다. The slurries of Examples 35-37 were used to polish the 6 inch copper blanket film. The CMP polishing machine was Westech Model 372 with IC-1400, k-groove polishing pad. The carrier was rotated at a speed of 75 rpm. The platen was rotated at 75 rpm. The down-force placed on the copper blanket film was 4.0 psi. The slurry flow rate was 200 ml / min.

집에서 만든 종이 마스크 및 4-포인트 프로브를 사용하여 필름 전체에 걸쳐 퍼져있는 17 포인트에서 연마 전 및 후에 Cu 필름의 시트 내성을 측정함으로써 CMP에 의해 상기 규소 기질의 표면으로부터 제거된 구리 양을 측정하였다. 시트 내성은 연마 전 및 후에 필름상의 동일한 포인트에서 측정하였다. 연마 전 및 후에 측정된 시트 내성은 이어 Cu 물질의 고유저항, 적용된 전류 및 4-포인트 프로브 전체에 걸친 전압을 토대로 연마 전 및 후의 각각의 필름 두께에 대해 변환하였다. 17 포인트로서 개시 및 최종 두께간의 차이를 계산하였으며, 평균 두께 손실을 수득하고 이어, nm/분의 연마율을 얻기 위해 연마시간으로 나누었다.The amount of copper removed from the surface of the silicon substrate was measured by CMP by measuring sheet resistance of the Cu film before and after polishing at 17 points spread throughout the film using a homemade paper mask and a four-point probe. . Sheet resistance was measured at the same point on the film before and after polishing. The sheet resistance measured before and after polishing was then converted for each film thickness before and after polishing based on the resistivity of the Cu material, the applied current and the voltage across the 4-point probe. The difference between the starting and final thickness was calculated as 17 points and the average thickness loss was obtained and then divided by the polishing time to obtain a polishing rate of nm / min.

구리 쿠우폰 용해 실험은 400ml의 화학 용액을 함유하는 500ml의 유리 비커에서 실시하였다. 25 x 25 x 1mm 크기의 구리 쿠우폰(즉 99.99% 순도의)을 실험용 샘플로 사용하였다. 상기 구리 쿠우폰은 1500 그릿 샌드페이터를 사용하여 손으로 연마하고 희석된 염산(HCl)으로 세척하여 표면으로부터 산화 구리를 제거하고 기류에서 건조하고 이어, 무게를 측정하였다. 상기 용액을 계속해서 교반하면서 이어, 상기 구리 쿠우폰을 용액에 3분동안 담갔다. 실험 후, 상기 구리 쿠우폰을 탈이온화된 물 린스로 반복해서 세척하고 기류에서 건조시켜 무게를 측정하였다. 용해율을 계산하기 위해 무게 손실을 사용하였다.Copper coupon dissolution experiments were conducted in 500 ml glass beakers containing 400 ml of chemical solution. Copper coupons (ie 99.99% pure) of 25 × 25 × 1 mm size were used as experimental samples. The copper coupon was polished by hand using a 1500 grit sandpatter and washed with diluted hydrochloric acid (HCl) to remove copper oxide from the surface and dried in an air stream and then weighed. The solution was then stirred while the copper coupon was then immersed in the solution for 3 minutes. After the experiment, the copper coupon was washed repeatedly with deionized water rinse and dried in airflow to weigh it. Weight loss was used to calculate the dissolution rate.

실시예 35는 1% MoO3 + 5.0% H2O2 + 1.0% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 5mM BTA + 1.0% SiO2를 함유하였다. 실시예 35 슬러리의 천연 pH는 약 2.9이었다. 실시예 36은 1% MoO3 + 5.0% H2O2 + 1.0% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 10mM BTA + 1.0% SiO2를 함유하였다. 실시예 36 슬러리의 천연 pH는 약 2.9이었다. 실시예 37은 1% MoO3 + 5.0% H2O2 + 1.0% 글리신 + 100nm 필터에 의해 여과된 15mM BTA + 1.0% SiO2를 함유하였다. 실시예 37 슬러리의 천연 pH는 약 2.9이었다. 상기 슬러리 조성에 대한 하기 표에 특정되지 않는 남아있는 비율은 슬러리의 탈이온화된 물의 비율이다. 실시예 29-34에 대한 구리 쿠우폰 용해율과 함께 구리 웨이퍼에 대한 슬러리 조성 및 연마율은 표 8에 나타나 있다.Example 35 is 1% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 5 mM BTA + 1.0% SiO 2 filtered by a 1.0% glycine + 100 nm filter. Example 35 The slurry had a natural pH of about 2.9. Example 36 is 1% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 10 mM BTA + 1.0% SiO 2 filtered by a 1.0% glycine + 100 nm filter. Example 36 The slurry had a natural pH of about 2.9. Example 37 is 1% MoO 3 + 5.0% H 2 O 2 + 15 mM BTA + 1.0% SiO 2 filtered by a 1.0% glycine + 100 nm filter. Example 37 The slurry had a natural pH of about 2.9. The remaining proportion not specified in the table below for the slurry composition is the proportion of deionized water of the slurry. The slurry composition and polishing rate for copper wafers along with the copper coupon dissolution rate for Examples 29-34 are shown in Table 8.

Figure 112006000517542-PCT00008
Figure 112006000517542-PCT00008

도면의 변전위 평면화 곡선에 의해 도시된 바와 같이, MoO3 슬러리의 구리 쿠우폰의 오픈 서킷 퍼텐셜(open circuit potential)이 탄탈 쿠오폰의 퍼텐셜보다 훌륭한 바, 이는 구리의 갈바니 부식은 구리 라인의 디싱을 최소화할 패턴 웨이퍼 연마중에 문제가 되지 않음을 나타낸다. 이러한 결과를 얻는데 상세한 실험 결과는 하기와 같다. 변전위 평면화 실험을 실시하기 위해 EG&G model Potentiostat/Galvanostat을 사용하였다. 작업 전극(Cu/Ta 쿠우폰), 백금 카운터 전극 및 포화된 감홍 전극(SCE)로 구성된 3개-전극 배치를 참고 전극으로 사용하였다. 상기 3개의 전극을 250ml의 화학 용액에 담그고 작업 전극의 퍼텐셜은 약 -750mV 내지 약 1000mV w.r.t 오픈 서킷 퍼텐셜(OCP)에서 스캔하고 생성된 전류 밀도는 EG&G Princeton Applied Research model 352 softcorr TM II corrosion software를 사용하여 모니터하였다.As shown by the dislocation planarization curves in the figure, the open circuit potential of copper coupone of MoO 3 slurry is better than that of tantalum coupone, which indicates that galvanic corrosion of copper prevents dishing of copper lines. Pattern to be minimized Indicates no problem during wafer polishing. Detailed experimental results are as follows. EG & G model Potentiostat / Galvanostat was used to perform the displacement potential planarization experiment. A three-electrode arrangement consisting of a working electrode (Cu / Ta Coupon), a platinum counter electrode and a saturated scarlet electrode (SCE) was used as reference electrode. The three electrodes are immersed in 250 ml of chemical solution, the potential of the working electrode is scanned from about -750 mV to about 1000 mV wrt open circuit potential (OCP), and the resulting current density is measured using the EG & G Princeton Applied Research model 352 softcorr ™ II corrosion software. To monitor.

패턴 웨이퍼 연마의 일반적인 방법은 높은 연마율에서 벌크 구리를 연마하고 이어, 평면화가 달성되면, 구리 라인의 디싱을 최소화하기 위해 상기 구리는 낮은 연마율에서 제거된다. 슬러리 구성요소 성분의 적절한 조절 및 공정 매개변수에 의해, 본 발명의 MoO3 슬러리는 높은 속도 및 낮은 속도에서 일반적인 연마방법에 대해 조절될 수 있다. 동일한 MoO3 슬러리에 의한 탄탈 용해 및 디스크 연마율은 모두 5nm/분 미만이었다. 높은 구리 블랭킷 웨이퍼 제거율, 탄탈에 대한 높은 선택성, 훌륭한 포스트 CMP 표면 피니쉬(finish) 및 낮은 연마제 함량은 포스트 CMP 결함의 수를 감소 및 용이한 CMP 표면 클리닝을 가져와 이 슬러리를 구리 CMP 공정의 첫 단계에 있어서 흥미로운 후보로 만든다.A common method of patterned wafer polishing is to bulk bulk copper at high polishing rates, and then when planarization is achieved, the copper is removed at low polishing rates to minimize dishing of the copper lines. MoO 3 of the present invention, by appropriate control of the slurry component components and process parameters The slurry can be adjusted for common polishing methods at high and low speeds. Same MoO 3 Tantalum dissolution and disk polishing rate by slurry were both less than 5 nm / minute. High copper blanket wafer removal rate, high selectivity to tantalum, good post CMP surface finish and low abrasive content reduce the number of post CMP defects and facilitate CMP surface cleaning, bringing this slurry to the first stage of the copper CMP process. Make it an interesting candidate.

요약하면, 청구된 산물 및 공정은 CMP 기술의 중요한 발전을 집합적으로 나타낸다. 상술한 산물 및 공정은 기술적 및 실용주의적 관점에서 새롭고, 뛰어나며 매우 이롭다. 본 발명에 제시한 바람직한 구체예로부터 적절한 변형이 가능하다.In summary, the claimed products and processes collectively represent important advances in CMP technology. The products and processes described above are new, excellent and very beneficial from a technical and pragmatic point of view. Appropriate variations are possible from the preferred embodiments presented in the present invention.

Claims (25)

산화 몰리브덴 및 산화제를 포함하는 화학적-기계적 평면화를 위한 수성 연마 슬러리.      An aqueous polishing slurry for chemical-mechanical planarization comprising molybdenum oxide and an oxidizing agent. 제 1항에 있어서, 상기 산화 몰리브덴은 MoO2인 수성 연마 슬러리.The aqueous polishing slurry of claim 1, wherein the molybdenum oxide is MoO 2 . 제 1항에 있어서, 상기 산화 몰리브덴은 MoO3인 수성 연마 슬러리.The aqueous polishing slurry of claim 1, wherein the molybdenum oxide is MoO 3 . 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 연마 슬러리는 MoO2 및 MoO3입자의 약 0.1중량% 내지 약 10중량%를 포함하는 수성 연마 슬러리.The method of claim 2 or 3, wherein the polishing slurry is MoO 2 And from about 0.1% to about 10% by weight of the MoO 3 particles. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 산화제는 질산 제2철, 요오드산칼륨, 질산 및 과망간산칼륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 수성 연마 슬러리.      4. The aqueous polishing slurry of claim 2 or 3, wherein the oxidant comprises at least one selected from the group consisting of ferric nitrate, potassium iodide, nitric acid and potassium permanganate. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 슬러리는 폴리아크릴산, 카르복실산 또는 그 염, 황산에스테르 또는 그 염, 술폰산 또는 그 염, 인산 또는 그 염 및 술포숙신산 또는 그 염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 음이온 계면활성제를 더 포함하는 수성 연마 슬러리.      4. The slurry according to claim 2 or 3, wherein the slurry is selected from the group consisting of polyacrylic acid, carboxylic acid or salt thereof, sulfate ester or salt thereof, sulfonic acid or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof and sulfosuccinic acid or salt thereof. An aqueous polishing slurry further comprising an anionic surfactant. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 슬러리는 1차 아민 또는 그 염, 2차 아민 또는 그 염, 3차 아민 또는 그 염 및 4차 아민 또는 그 염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 양이온 계면활성제를 더 포함하는 수성 연마 슬러리.      The cationic surfactant according to claim 2 or 3, wherein the slurry is selected from the group consisting of primary amines or salts thereof, secondary amines or salts thereof, tertiary amines or salts thereof and quaternary amines or salts thereof. An aqueous polishing slurry further comprising. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 슬러리는 하나 이상의 보충적인 산화 세라믹/금속 입자를 더 포함하는 수성 연마 슬러리.      4. The aqueous polishing slurry of claim 2 or 3, wherein the slurry further comprises one or more supplemental ceramic oxide / metal particles. 제 2항에 있어서, 상기 산화제는 요오드화칼륨 및 히드록실아민 히드로클로리드로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 수성 연마 슬러리.       The aqueous polishing slurry of claim 2, wherein the oxidant comprises at least one selected from the group consisting of potassium iodide and hydroxylamine hydrochloride. 제 3항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과요오드산칼륨 및 히드록실아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 수성 연마 슬러리.      4. The aqueous polishing slurry of claim 3 wherein said oxidant comprises at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, potassium persulfate, ammonium persulfate, potassium periodate and hydroxylamine. 제 3항에 있어서, 상기 슬러리는 폴리에틸렌 글리콜의 계열로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 더 포함하는 수성 연마 슬러리.      4. The aqueous polishing slurry of claim 3 wherein the slurry further comprises one or more nonionic surfactants selected from the group consisting of polyethylene glycol. MoO3의 제공; 및The provision of MoO 3 ; And 약 400℃ 내지 약 700℃의 온도의 환원 환경에서 약 30분 내지 약 180분동안 상기 제공된 MoO3를 가열하는 것을 포함하는 MoO2의 제조방법.A method of making MoO 2 comprising heating the provided MoO 3 for about 30 to about 180 minutes in a reducing environment at a temperature of about 400 ° C. to about 700 ° C. 연마 패드 및 산화 몰리브덴 및 산화제를 포함하는 수성 슬러리를 사용하여 구리를 연마하는 것을 포함하는 화학적-기계적 평면화에 의한 구리 연마 방법.     A method of polishing a copper by chemical-mechanical planarization comprising polishing the copper using a polishing pad and an aqueous slurry comprising molybdenum oxide and an oxidant. 제 13항에 있어서, 상기 산화 몰리브덴은 MoO2인 방법.The method of claim 13, wherein the molybdenum oxide is MoO 2 . 제 13항에 있어서, 상기 산화 몰리브덴은 MoO3인 방법.The method of claim 13, wherein the molybdenum oxide is MoO 3 . 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 연마 슬러리는 MoO2 및 MoO3입자의 약 0.1중량% 내지 약 10중량%를 포함하는 방법.The method of claim 14 or 15, wherein the polishing slurry is MoO 2 And from about 0.1% to about 10% by weight of the MoO 3 particles. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 산화제는 질산 제2철, 요오드산칼륨, 질산 및 과망간산칼륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 방법.      16. The method of claim 14 or 15, wherein the oxidant comprises at least one selected from the group consisting of ferric nitrate, potassium iodide, nitric acid and potassium permanganate. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 슬러리는 폴리아크릴산, 카르복실산 또는 그 염, 황산에스테르 또는 그 염, 술폰산 또는 그 염, 인산 또는 그 염 및 술포숙신산 또는 그 염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 음이온 계면활성제를 더 포함하는 방법.      16. The slurry according to claim 14 or 15, wherein the slurry is selected from the group consisting of polyacrylic acid, carboxylic acid or salt thereof, sulfate ester or salt thereof, sulfonic acid or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof and sulfosuccinic acid or salt thereof. The method further comprises an anionic surfactant. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 슬러리는 1차 아민 또는 그 염, 2차 아민 또는 그 염, 3차 아민 또는 그 염 및 4차 아민 또는 그 염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 양이온 계면활성제를 더 포함하는 방법.      The cationic surfactant according to claim 14 or 15, wherein the slurry is selected from the group consisting of primary amines or salts thereof, secondary amines or salts thereof, tertiary amines or salts thereof and quaternary amines or salts thereof. How to include more. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 슬러리는 하나 이상의 보충적인 산화 세라믹/금속 입자를 더 포함하는 방법.      16. The method of claim 14 or 15, wherein the slurry further comprises one or more supplementary ceramic oxide / metal particles. 제 14항에 있어서, 상기 산화제는 요오드화칼륨 및 히드록실아민 히드로클로리드로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 방법.       The method of claim 14, wherein the oxidant comprises one or more selected from the group consisting of potassium iodide and hydroxylamine hydrochloride. 제 15항에 있어서, 상기 산화제는 과산화수소, 과황산칼륨, 과황산암모늄, 과요오드산칼륨 및 히드록실아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 방법.      The method of claim 15 wherein the oxidant comprises at least one selected from the group consisting of hydrogen peroxide, potassium persulfate, ammonium persulfate, potassium periodate and hydroxylamine. 제 15항에 있어서, 상기 슬러리는 폴리에틸렌 글리콜의 계열로 구성되는 그 룹으로부터 선택되는 하나 이상의 비이온성 계면활성제를 더 포함하는 방법.      The method of claim 15, wherein the slurry further comprises one or more nonionic surfactants selected from the group consisting of polyethylene glycol. 용해된 MoO3 및 산화제를 포함하는 높은 연마율의 슬러리를 제공하는 단계;Molten MoO 3 And providing a slurry of high polishing rate comprising an oxidizing agent; 높은 연마율의 슬러리를 사용하여 구리를 연마하는 단계;      Polishing copper using a slurry of high polishing rate; 용해된 MoO3, 산화제 및 부식 억제제를 포함하는 낮은 연마율의 슬러리를 제공하는 단계; 및Providing a low polishing slurry comprising dissolved MoO 3 , an oxidant and a corrosion inhibitor; And 낮은 연마율의 슬러리를 사용하여 상기 구리를 부가적으로 연마하는 단계를 포함하는 화학적-기계적 평면화에 의한 구리 연마 방법.        And additionally polishing the copper using a slurry of low polishing rate. 몰리브덴산을 포함하는 화학적-기계적 평면화를 위한 수성 슬러리.      An aqueous slurry for chemical-mechanical planarization comprising molybdate.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7186653B2 (en) * 2003-07-30 2007-03-06 Climax Engineered Materials, Llc Polishing slurries and methods for chemical mechanical polishing
US8017524B2 (en) * 2008-05-23 2011-09-13 Cabot Microelectronics Corporation Stable, high rate silicon slurry

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6330321A (en) * 1986-07-19 1988-02-09 Tokyo Tungsten Co Ltd Molybdenum dioxide powder and its production
US6290735B1 (en) * 1997-10-31 2001-09-18 Nanogram Corporation Abrasive particles for surface polishing
US20090255189A1 (en) * 1998-08-19 2009-10-15 Nanogram Corporation Aluminum oxide particles
US6142855A (en) * 1997-10-31 2000-11-07 Canon Kabushiki Kaisha Polishing apparatus and polishing method
JP2000158331A (en) * 1997-12-10 2000-06-13 Canon Inc Precise polishing method and device for substrate
JPH11204474A (en) * 1998-01-09 1999-07-30 Sony Corp Polishing of fluorine-containing film
JP2000108004A (en) * 1998-10-07 2000-04-18 Canon Inc Grinding device
JP4273475B2 (en) * 1999-09-21 2009-06-03 株式会社フジミインコーポレーテッド Polishing composition
JP2003510802A (en) * 1999-09-23 2003-03-18 ロデール ホールディングス インコーポレイテッド Slurry solution for polishing copper or tungsten
US6348076B1 (en) * 1999-10-08 2002-02-19 International Business Machines Corporation Slurry for mechanical polishing (CMP) of metals and use thereof
WO2001032799A1 (en) * 1999-11-04 2001-05-10 Nanogram Corporation Particle dispersions
JP3490038B2 (en) * 1999-12-28 2004-01-26 Necエレクトロニクス株式会社 Metal wiring formation method
JP3945964B2 (en) * 2000-06-01 2007-07-18 株式会社ルネサステクノロジ Abrasive, polishing method and method for manufacturing semiconductor device
US6569222B2 (en) * 2000-06-09 2003-05-27 Harper International Corporation Continuous single stage process for the production of molybdenum metal
JP4743941B2 (en) * 2000-06-30 2011-08-10 Jsr株式会社 Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing
JP3837277B2 (en) * 2000-06-30 2006-10-25 株式会社東芝 Chemical mechanical polishing aqueous dispersion for use in polishing copper and chemical mechanical polishing method
JP2002184734A (en) * 2000-12-19 2002-06-28 Tokuyama Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP3507794B2 (en) * 2000-12-25 2004-03-15 日本電気株式会社 Method for manufacturing semiconductor device

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