KR20080047988A - 연마용 조성물 및 연마 방법 - Google Patents
연마용 조성물 및 연마 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080047988A KR20080047988A KR1020070120612A KR20070120612A KR20080047988A KR 20080047988 A KR20080047988 A KR 20080047988A KR 1020070120612 A KR1020070120612 A KR 1020070120612A KR 20070120612 A KR20070120612 A KR 20070120612A KR 20080047988 A KR20080047988 A KR 20080047988A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polishing
- polishing composition
- colloidal silica
- tungsten
- wafer
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 218
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 127
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 title description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 100
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 70
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims abstract description 60
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- -1 iron ion Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims abstract description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 8
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims description 8
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 abstract description 20
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 8
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 8
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 7
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 7
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000002552 dosage form Substances 0.000 description 2
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 2
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 2
- HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N glyoxylic acid Chemical compound OC(=O)C=O HHLFWLYXYJOTON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N (2R)-2-hydroxy-2-phenylacetic acid Chemical compound O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1.O[C@@H](C(O)=O)c1ccccc1 QBYIENPQHBMVBV-HFEGYEGKSA-N 0.000 description 1
- BHQCQFFYRZLCQQ-UHFFFAOYSA-N (3alpha,5alpha,7alpha,12alpha)-3,7,12-trihydroxy-cholan-24-oic acid Natural products OC1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 BHQCQFFYRZLCQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 239000004380 Cholic acid Substances 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-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
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004373 Pullulan Substances 0.000 description 1
- 229920001218 Pullulan Polymers 0.000 description 1
- IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N R-2-phenyl-2-hydroxyacetic acid Natural products OC(=O)C(O)C1=CC=CC=C1 IWYDHOAUDWTVEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000318 alkali metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-N cholic acid Chemical compound C([C@H]1C[C@H]2O)[C@H](O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H]([C@@H](CCC(O)=O)C)[C@@]2(C)[C@@H](O)C1 BHQCQFFYRZLCQQ-OELDTZBJSA-N 0.000 description 1
- 235000019416 cholic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960002471 cholic acid Drugs 0.000 description 1
- KXGVEGMKQFWNSR-UHFFFAOYSA-N deoxycholic acid Natural products C1CC2CC(O)CCC2(C)C2C1C1CCC(C(CCC(O)=O)C)C1(C)C(O)C2 KXGVEGMKQFWNSR-UHFFFAOYSA-N 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
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229960002989 glutamic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 150000002497 iodine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960002510 mandelic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 235000019423 pullulan Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-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
-
- 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]
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
본 발명은, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도에 보다 적합한 연마용 조성물 및 이 연마용 조성물을 이용한 연마 방법을 제공한다.
본 발명의 연마용 조성물은, 콜로이드 실리카와 과산화수소를 함유한다. 연마용 조성물의 pH는 1 내지 4이고, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도는 0.02 ppm 이하이다. 연마용 조성물은 인산 또는 인산염을 더 함유하는 것이 바람직하다.
연마용 조성물, 콜로이드 실리카, 과산화수소, 인산, 인산염
Description
본 발명은 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도, 보다 구체적으로는 텅스텐 플러그를 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 주로 사용되는 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법에 관한 것이다.
텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도로 사용되는 연마용 조성물로서, 과산화수소 등의 산화제, 질산철 등의 철 촉매, 및 실리카 등의 지립을 함유하는 연마용 조성물이 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 그러나, 이 특허 문헌 1의 연마용 조성물을 사용하여 연마를 행한 경우에는, 연마용 조성물 중의 철 이온에 의한 웨이퍼의 철 오염을 피할 수 없다는 문제가 있었다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 (평)10-265766호 공보
본 발명은 이러한 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도에 보다 적합한 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은, 콜로이드 실리카와 과산화수소를 함유하며, pH가 1 내지 4이고, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하인 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 있어서, 인산 또는 인산염을 더 함유하는 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1 또는 2에 있어서, 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 0.5 내지 2인 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 연마용 조성물을 사용하여 연마 후의 웨이퍼에서의 0.2 ㎛ 폭의 텅스텐 플러그가 0.2 ㎛ 간격으로 설치된 영역에서 측정되는 부식량을 40 nm 이하로 할 수 있는 연마용 조성물을 제공한다.
청구항 5에 기재된 발명은, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 방법으로서, 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 10 이상인 연 마용 조성물을 사용하여 상기 웨이퍼를 예비연마하는 공정과, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여 예비연마 후의 웨이퍼를 연마하는 공정을 구비하는 연마 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도에 보다 적합한 연마용 조성물 및 그 연마용 조성물을 이용한 연마 방법이 제공된다.
이하, 본 발명의 일실시 형태를 설명한다.
본 실시 형태의 연마용 조성물은, 콜로이드 실리카 및 과산화수소를 바람직하게는 pH 조정제와 함께, 물과 혼합함으로써 pH가 1 내지 4가 되도록, 또한 연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하가 되도록 제조된다. 따라서, 연마용 조성물은 콜로이드 실리카, 과산화수소 및 물을 함유하고, 바람직하게는 pH 조정제를 더 함유한다.
이 연마용 조성물은, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도로 사용된다. 보다 구체적으로는 텅스텐 플러그를 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도, 특히 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마하는 연마용 조성물을 사용하여 예비연마한 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼의 텅스텐막 및 실리콘 산화막을 연마하는 용도로 사용된다.
상기 콜로이드 실리카는, 적어도 pH가 1 내지 4인 영역에서는 텅스텐막 및 실리콘 산화막을 기계적으로 연마하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 텅스텐 막 및 실리콘 산화막의 연마 속도를 향상시키는 기능을 한다. 또한, 콜로이드 실리카 대신에 퓸드 실리카나 α-알루미나 등의 다른 지립을 사용한 경우에는, 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마 속도를 실용적으로 충분한 수준으로까지 향상시킬 수 없는데다가, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 웨이퍼에서 측정되는 부식량을 실용적으로 충분한 수준으로까지 감소시키는 것이 불가능하다.
연마용 조성물에 포함되는 콜로이드 실리카는, 규산소다법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카보다는 졸겔법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카인 것이 바람직하다. 졸겔법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카는, 규산소다법에 의해 합성되는 콜로이드 실리카와 비교하여 순도가 높고, 특히 철 이온이나 나트륨 이온 등의 불순물 금속 이온의 함유량이 적다는 점에서 유리하다. 졸겔법에 의한 콜로이드 실리카의 합성은, 규산메틸을 메탄올, 암모니아 및 물을 포함하는 용매 중에 용해하여 가수분해시킴으로써 행해진다. 한편, 규산소다법에 의한 콜로이드 실리카의 합성은, 규산나트륨을 출발 원료로서 사용하여 이온 교환을 통해 행해진다.
연마용 조성물에 포함되는 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경은 10 nm 이상인 것이 바람직하고, 15 nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 20 nm 이상인 것이 더욱 바람직하다. 평균 일차 입경이 커짐에 따라, 텅스텐막 및 실리콘 산화막을 기계적으로 연마하는 콜로이드 실리카의 작용이 강해지기 때문에, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막 및 실리콘 산화막의 연마 속도가 향상된다. 이러한 점에서 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 10 nm 이상, 다시 말해 15 nm 이상, 다시 말해 20 nm 이상이면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막 및 실리콘 산화막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
또한, 연마용 조성물에 포함되는 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경은 100 nm 이하인 것이 바람직하고, 85 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 70 nm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 평균 일차 입경이 작아짐에 따라, 콜로이드 실리카의 분산성이 향상되고, 연마용 조성물 중에 콜로이드 실리카의 침전이 생기지 않게 된다. 이러한 점에서 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 100 nm 이하, 다시 말해 85 nm 이하, 다시 말해 70 nm 이하이면, 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 분산성을 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다. 또한, 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 70 nm 이하이면, 콜로이드 실리카의 평균 일차 입경이 지나치게 큰 경우에 발생할 수 있는 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도의 저하를 억제할 수도 있다. 또한, 이상에서 설명한 평균 일차 입경의 값은, BET법으로 측정되는 콜로이드 실리카의 비표면적에 기초하여 산출되는 것이다.
연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량은 20 g/L 이상인 것이 바람직하고, 30 g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 40 g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다. 콜로이드 실리카의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막 및 실리콘 산화막의 연마 속도가 향상된다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량이 20 g/L 이상, 다시 말해 30 g/L 이상, 다시 말해 40 g/L 이상이면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막 및 실리콘 산화막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
또한, 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량은 200 g/L 이하인 것이 바람직하고, 150 g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 120 g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다. 콜로이드 실리카의 함유량이 지나치게 많아지면, 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마 속도가 텅스텐막의 연마 속도와 비교하여 지나치게 높아질 우려가 있다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 함유량이 200 g/L 이하, 다시 말해 150 g/L 이하, 다시 말해 120 g/L 이하이면, 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마 속도가 텅스텐막의 연마 속도와 비교하여 지나치게 높아지는 것을 억제할 수 있다.
상기 과산화수소는, 텅스텐막을 산화하는 작용을 갖고, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시키는 기능을 한다.
연마용 조성물에 포함되는 과산화수소는 EL 등급, 즉 전자 공업용 고순도품인 것이 바람직하다.
연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량은 5 g/L 이상인 것이 바람직하고, 10 g/L 이상인 것이 보다 바람직하고, 15 g/L 이상인 것이 더욱 바람직하다. 과산화수소의 함유량이 많아짐에 따라, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도가 향상된다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량이 5 g/L 이상, 다시 말해 10 g/L 이상, 다시 말해 15 g/L 이상이면, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시킬 수 있다.
또한, 연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량은 150 g/L 이하인 것이 바람직하고, 100 g/L 이하인 것이 보다 바람직하고, 70 g/L 이하인 것이 더욱 바람직하다. 과산화수소의 함유량이 적어짐에 따라, 연마용 조성물의 재료 비용이 억제된 다. 이러한 점에서 연마용 조성물 중의 과산화수소의 함유량이 150 g/L 이하, 다시 말해 100 g/L 이하, 다시 말해 70 g/L 이하이면, 비용 대 효과면에서 유리하다.
상기 pH 조정제는, 연마용 조성물의 pH를 1 내지 4, 바람직하게는 1.2 내지 3, 보다 바람직하게는 1.5 내지 2.5가 되도록 필요에 따라 적절하게 첨가된다.
pH 조정제로서 사용되는 산은 질산, 염산, 붕산, 황산 및 인산으로부터 선택되는 무기산일 수도 있고, 숙신산, 시트르산, 말산, 글리세린산, 만델산, 아스코르브산, 글루탐산, 글리옥실산, 글리콜산, 락트산, 글루콘산, 타르타르산, 말레산 및 이타콘산으로부터 선택되는 유기산일 수도 있다. 그 중에서도 질산은 연마용 조성물의 안정성을 향상시킨다는 점에서 바람직하고, 인산은 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시킨다는 점에서 바람직하고, 시트르산은 연마용 조성물 중의 과산화수소를 안정화한다는 점에서 바람직하다.
또한, pH 조정제로서 사용되는 알칼리는, 암모니아, 4급 암모늄염을 제외한 암모늄염, 또는 알칼리 금속 수산화물인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 수산화나트륨 이외의 알칼리 금속 수산화물 또는 암모니아, 가장 바람직하게는 암모니아이다. 암모니아, 4급 암모늄염을 제외한 암모늄염, 또는 알칼리 금속 수산화물을 사용한 경우에는, 다른 알칼리, 특히 4급 암모늄염을 사용한 경우와 비교하여 양호한 슬러리 안정성을 갖는 연마용 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 수산화나트륨 이외의 알칼리 금속 수산화물 또는 암모니아를 사용한 경우에는, 실리콘 산화막 중으로의 나트륨 이온의 확산에 따른 문제를 피할 수 있고, 암모니아를 사용한 경우에는, 실리콘 산화막 중으로의 알칼리 금속 이온의 확산에 따른 문제를 피할 수 있 다. 수산화나트륨 이외의 알칼리 금속 수산화물은, 입수가 용이하다는 점에서 수산화칼륨인 것이 바람직하다.
연마용 조성물의 pH는 4 이하인 것이 필수이다. 이것은 연마용 조성물의 pH가 중성 또는 알칼리성에서는 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마 속도를 실용적으로 충분한 수준으로까지 향상시킬 수 없고, 연마용 조성물의 pH가 약산성에서는 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카의 안정성이 불량하기 때문이다. 연마용 조성물에 의한 실리콘 산화막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시키기 위해서는, 연마용 조성물의 pH가 3 이하인 것이 바람직하고, 2.5 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 연마용 조성물의 pH는 1 이상인 것이 필수이다. 이것은 연마용 조성물의 pH가 1 미만인 경우에는, 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용적으로 충분한 수준으로까지 향상시킬 수 없기 때문이다. 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 실용상 특히 바람직한 수준으로까지 향상시키기 위해서는, 연마용 조성물의 pH는 1.2 이상인 것이 바람직하고, 1.5 이상인 것이 보다 바람직하다.
본 실시 형태의 연마용 조성물은, 상기한 바와 같이 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마하는 연마용 조성물을 사용하여 예비연마한 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로도 사용된다. 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마하는 연마용 조성물로서는, 예를 들면 콜로이드 실리카와 과산화수소를 함유하고, pH가 5 내지 8.5인 연마용 조성물을 사용할 수 있다. 예 비연마시에 사용하는 연마용 조성물은, 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 10 이상인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 따르면, 이하의 이점이 얻어진다.
ㆍ본 실시 형태의 연마용 조성물은, 콜로이드 실리카 및 과산화수소를 함유하고, pH가 1 내지 4로 설정되어 있기 때문에, 텅스텐막 및 실리콘 산화막 모두 높은 연마 속도로 연마할 수 있고, 나아가 텅스텐막과 실리콘 산화막을 동일한 정도의 연마 속도로 연마할 수 있다. 또한, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하이기 때문에, 웨이퍼의 철 오염을 최대한 억제할 수 있다. 따라서, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼를 연마하는 용도, 보다 구체적으로는 텅스텐 플러그를 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 적합하며, 특히 실리콘 산화막에 대하여 텅스텐막을 선택적으로 연마하는 연마용 조성물을 사용하여 예비연마한 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 적합하다.
ㆍ본 실시 형태의 연마용 조성물에는 요오드산염이나 과요오드산염 등의 요오드 화합물이 함유되어 있지 않기 때문에, 연마 장치나 연마 패드를 부식할 우려가 있는 요오드 가스가 연마 중에 연마용 조성물로부터 발생할 우려가 없다.
상기 실시 형태는 다음과 같이 변경될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는 2종 이상의 콜로이드 실리카, 예를 들면 평균 일차 입경이 상이한 2종 이상의 콜로이드 실리카가 함유될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는 2종 이상의 pH 조정제가 함유될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는 인산염을 첨가할 수도 있다. 인산염을 첨가한 경우에는, pH 조정제로서 인산을 사용한 경우와 마찬가지로 연마용 조성물에 의한 텅스텐막의 연마 속도를 향상시킬 수 있다. 연마용 조성물에 첨가되는 인산염은 알칼리 금속의 인산염일 수도 있고, 인산이수소암모늄 등의 인산암모늄일 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물에는, 필요에 따라 계면활성제, 수용성 고분자, 금속 킬레이트제를 첨가할 수도 있다. 계면활성제는 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제 중 어느 하나일 수 있다. 수용성 고분자는, 예를 들면 폴리아크릴산, 히드록시에틸셀룰로오스 또는 플루란일 수도 있다. 금속 킬레이트제는, 예를 들면 에틸렌디아민사아세트산 또는 디에틸렌트리아민오아세트산일 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물은 1 제형일 수도 있고, 2 제형을 비롯한 다제형일 수도 있다. 다제형으로 하는 경우, 콜로이드 실리카를 포함하는 제제의 pH는 6 내지 12인 것이 바람직하고, 6.5 내지 11인 것이 보다 바람직하다. 이 pH가 지나치게 낮은 경우에는, 콜로이드 실리카의 분산 안정성이 양호하지 않기 때문에 겔화가 발생하기 쉽다. 반대로 pH가 지나치게 높은 경우에는, 콜로이드 실리카의 용해가 발생할 우려가 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물은, 연마용 조성물의 원액을 물로 희석함으로써 제조될 수도 있다.
ㆍ상기 실시 형태의 연마용 조성물은, 텅스텐 배선을 형성하기 위해 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마하는 용도로 사용할 수도 있다.
<실시예>
이어서, 본 발명의 실시예 및 비교예를 설명한다.
콜로이드 실리카, 과산화수소, 산, 알칼리 및 인산염을 적당히 물과 혼합함으로써 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물을 제조하였다. 콜로이드 실리카 또는 그에 대체되는 지립, 과산화수소 또는 그에 대체되는 산화제, 산, 알칼리, 및 인산염 또는 그에 대체되는 염을 적당히 물과 혼합함으로써 비교예 1 내지 12의 연마용 조성물을 제조하였다. 각 예의 연마용 조성물 중의 콜로이드 실리카 또는 그에 대체되는 지립, 과산화수소 또는 그에 대체되는 산화제, 산, 알칼리, 및 인산염 또는 그에 대체되는 염의 상세한 것, 및 연마용 조성물의 pH 및 연마용 조성물 중의 철 이온 농도를 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 또한, 연마용 조성물 중의 철 이온 농도의 측정에는 가부시끼가이샤 시마즈 세이사꾸쇼 제조의 플라즈마 발광 분석 장치 "ICPS-8100"을 사용하였다.
표 1의 "콜로이드 실리카 또는 그에 대체되는 지립"란 중, "콜로이드 실리카*1"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 28 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*2"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 23 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*3"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 36 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*4"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 44 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*5"는 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 67 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*6"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 36 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*7"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 11 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*8"은 졸겔법에 의한 평균 일차 입경이 90 nm인 콜로이드 실리카, "콜로이드 실리카*9"는 규산소다법에 의한 평균 일차 입경이 30 nm인 콜로이드 실리카, "퓸드 실리카"는 평균 입경이 30 nm인 퓸드 실리카, "α-알루미나"는 평균 입경이 190 nm인 α-알루미나를 나타낸다.
표 1의 "산화제"란 중, "H2O2"는 과산화수소, "H5IO6"은 오르토과요오드산을 나타낸다.
표 1의 "알칼리"란 중, "KOH"는 수산화칼륨, "NH3"은 암모니아를 나타낸다.
표 1의 "염류"란 중, "NH4H2PO4"는 인산이수소암모늄, "NH4NO3"은 질산암모늄, "NH4Cl"은 염화암모늄을 나타낸다.
하기 표 2의 "텅스텐막의 연마 속도"란 및 "실리콘 산화막의 연마 속도"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 텅스텐 블랭킷 웨이퍼 및 TEOS 블랭킷 웨이퍼를 하기 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마했을 때, 텅스텐막의 연마 속도 및 실리콘 산화막(TEOS막)의 연마 속도를 측정한 결과를 나타내었다. 연마 속도는, 연마 전후의 각 웨이퍼의 두께의 차이를 연마 시간으로 나눔으로써 구하였다. 텅스텐 블랭킷 웨이퍼의 두께 측정에는 국제 전기 시스템 서비스 주식회사의 시트 저항 측정기 "VR-120"을 사용하고, TEOS 블랭킷 웨이퍼의 두께 측정에는 KLAㆍ텐콜사의 막 두께 측정 장치 "ASET F5x"를 사용하였다.
표 2의 "선택비"란에는, 상기와 같이 하여 구해지는 텅스텐막 및 실리콘 산화막의 연마 속도로부터 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비율을 계산한 결과를 나타내었다.
표 2의 "부식"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마한 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼(가부시끼가이샤 어드반텍 제조)에서 부식량을 측정한 결과를 나타내었다. 사용한 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼에는, 밑에서부터 순서대로 400 nm 두께의 TEOS막, 20 nm 두께의 티탄막, 50 nm의 질화티탄막 및 400 nm 두께의 텅스텐막이 설치되어 있다. TEOS막의 연마량이 두께 80 nm에 도달할 때까지 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼를 연마함으로써, 0.2 ㎛ 간격으로 설치된 0.2 ㎛ 폭의 텅스텐 플러그를 웨이퍼 상에 형성하였다. 부식량의 측정은 KLAㆍ텐콜사의 접촉식 표면 측정 장치인 프로파이라 "HRP340"을 사용하여 행하였다.
표 2의 "철 오염"란에는, 각 예의 연마용 조성물을 사용하여 표 3에 나타낸 연마 조건으로 연마한 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼의 철 오염 정도를 평가한 결과를 나타내었다. 구체적으로는 가부시끼가이샤 테크노스 제조의 전체 반사 형광 X선 분석 장치 "TREX620"을 사용하여, 연마 후의 텅스텐 패턴 부착 웨이퍼 표면의 철 원자의 개수를 계측하여, 1×1010[atoms/cm2] 미만인 경우에는 ○(양호), 1×1010 [atoms/cm2] 이상인 경우에는 ×(불량)로 평가하였다.
표 2의 "슬러리 안정성"란에는, 각 예의 연마용 조성물의 슬러리 안정성을 평가한 결과를 나타내었다. 보다 구체적으로는, 각 예의 연마용 조성물 1 ℓ를 용량 1 ℓ의 폴리에틸렌병에 넣어 80 ℃의 항온조 중에 유지하고, 하루 경과한 시점에서 연마용 조성물 중에 침전이 생기거나 연마용 조성물의 겔화가 발생한 경우에는 ×(불량), 하루 후에는 없었지만, 일주일 경과한 시점에서는 침전 또는 겔화가 있었던 경우에는 △(보통), 일주일 경과해도 침전 또는 겔화가 없었던 경우에는 ○(양호)로 평가하였다.
표 2의 "요오드 가스"란에는, 각 예의 연마용 조성물의 요오드 가스 농도를 평가한 결과를 나타내었다. 구체적으로는 리켄 게끼 가부시끼가이샤 제조의 요오드 가스 농도 검출기 "EC-777"을 사용하여, 각 예의 연마용 조성물의 요오드 가스 농도를 측정하고, 요오드 가스 농도가 0.1 ppm 이하인 경우에는 ○(양호), 0.1 ppm을 상회하는 경우에는 ×(불량)로 평가하였다.
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 텅스텐막의 연마 속도 및 실리콘 산화막의 연마 속도 모두 100 nm/분 이상이라는 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어졌다. 나아가, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 텅스텐막의 연마 속도와 실리콘 산화막의 연마 속도가 동일한 정도이고, 텅스텐막과 실리콘 산화막 사이의 선택비는 0.5 내지 2.0이라는 값이 얻어졌다. 또한, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 부식에 관해서도 40 nm 이하라는 실용적으로 충분한 수준의 값이 얻어졌다. 또한, 실시예 1 내지 16의 연마용 조성물에서는, 철 오염에 관한 평가도 양호하였다.
이에 대하여, 비교예 1, 2의 연마용 조성물은 실리콘 산화막의 연마 속도가 지나치게 낮으며, 적어도 이러한 점에서 비실용적이었다. 비교예 3, 4, 7 내지 9의 연마용 조성물은 철 오염에 관한 평가가 불량하여, 적어도 이러한 점에서 비실용적이었다. 비교예 5의 연마용 조성물은 요오드 가스에 관한 평가가 불량하여, 적어도 이러한 점에서 비실용적이었다. 비교예 6, 11, 12의 연마용 조성물은 텅스텐막의 연마 속도가 지나치게 낮아, 적어도 이러한 점에서 비실용적이었다. 비교예 10의 연마용 조성물은 슬러리 안정성의 평가가 불량하여, 적어도 이러한 점에서 비실용적이었다.
Claims (5)
- 콜로이드 실리카와 과산화수소를 함유하며,pH가 1 내지 4이고,연마용 조성물 중의 철 이온 농도가 0.02 ppm 이하인 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
- 제1항에 있어서, 인산 또는 인산염을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 0.5 내지 2인 것을 특징으로 하는 연마용 조성물.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 연마용 조성물을 사용하여 연마한 후의 웨이퍼에서의 0.2 ㎛ 폭의 텅스텐 플러그가 0.2 ㎛ 간격으로 설치된 영역에서 측정되는 부식량을 40 nm 이하로 할 수 있는 연마용 조성물.
- 실리콘 산화막의 연마 속도에 대한 텅스텐막의 연마 속도의 비가 10 이상인 연마용 조성물을 사용하여 상기 웨이퍼를 예비연마하는 공정과,제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 연마용 조성물을 사용하여 예비연 마 후의 웨이퍼를 연마하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 텅스텐을 포함하는 웨이퍼의 연마 방법.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006318669A JP2008135452A (ja) | 2006-11-27 | 2006-11-27 | 研磨用組成物及び研磨方法 |
| JPJP-P-2006-00318669 | 2006-11-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080047988A true KR20080047988A (ko) | 2008-05-30 |
| KR101427418B1 KR101427418B1 (ko) | 2014-08-08 |
Family
ID=39114993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070120612A KR101427418B1 (ko) | 2006-11-27 | 2007-11-26 | 연마용 조성물 및 연마 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20080120918A1 (ko) |
| EP (1) | EP1925649A3 (ko) |
| JP (1) | JP2008135452A (ko) |
| KR (1) | KR101427418B1 (ko) |
| CN (1) | CN101200628A (ko) |
| SG (1) | SG143200A1 (ko) |
| TW (1) | TW200911936A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101279969B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2013-07-05 | 제일모직주식회사 | 금속 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5310848B2 (ja) * | 2009-06-05 | 2013-10-09 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハの研磨方法及びシリコンウェーハ |
| US8551887B2 (en) | 2009-12-22 | 2013-10-08 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for chemical mechanical planarization of a copper-containing substrate |
| KR102028217B1 (ko) | 2011-11-25 | 2019-10-02 | 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 | 연마용 조성물 |
| JP6068791B2 (ja) * | 2011-11-25 | 2017-01-25 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| CN104011155B (zh) | 2012-03-30 | 2017-03-15 | 霓达哈斯股份有限公司 | 抛光组合物 |
| US20160060487A1 (en) * | 2014-08-29 | 2016-03-03 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition and method for polishing a sapphire surface |
| JP6423279B2 (ja) * | 2015-02-10 | 2018-11-14 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| KR101834418B1 (ko) * | 2015-10-02 | 2018-03-05 | 유비머트리얼즈주식회사 | 슬러리 및 이를 이용한 기판 연마 방법 |
| JP2019062078A (ja) | 2017-09-26 | 2019-04-18 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物、研磨用組成物の製造方法、研磨方法および半導体基板の製造方法 |
| JPWO2019181487A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2021-03-11 | 富士フイルム株式会社 | 研磨液および化学的機械的研磨方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2545862B1 (fr) * | 1983-05-11 | 1986-08-22 | Barreau Jean Paul | Perfectionnement aux boites de branchement des conduites d'eaux pluviales, utilisees dans le batiment |
| US5244534A (en) * | 1992-01-24 | 1993-09-14 | Micron Technology, Inc. | Two-step chemical mechanical polishing process for producing flush and protruding tungsten plugs |
| US5340370A (en) * | 1993-11-03 | 1994-08-23 | Intel Corporation | Slurries for chemical mechanical polishing |
| US5527423A (en) * | 1994-10-06 | 1996-06-18 | Cabot Corporation | Chemical mechanical polishing slurry for metal layers |
| WO1998004646A1 (en) * | 1996-07-25 | 1998-02-05 | Ekc Technology, Inc. | Chemical mechanical polishing composition and process |
| US5958288A (en) * | 1996-11-26 | 1999-09-28 | Cabot Corporation | Composition and slurry useful for metal CMP |
| US6001269A (en) * | 1997-05-20 | 1999-12-14 | Rodel, Inc. | Method for polishing a composite comprising an insulator, a metal, and titanium |
| US6083419A (en) * | 1997-07-28 | 2000-07-04 | Cabot Corporation | Polishing composition including an inhibitor of tungsten etching |
| JP4264781B2 (ja) * | 1999-09-20 | 2009-05-20 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物および研磨方法 |
| US6319096B1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-11-20 | Cabot Corporation | Composition and method for planarizing surfaces |
| US6293848B1 (en) * | 1999-11-15 | 2001-09-25 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition and method for planarizing surfaces |
| US6299795B1 (en) * | 2000-01-18 | 2001-10-09 | Praxair S.T. Technology, Inc. | Polishing slurry |
| US6355075B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-03-12 | Fujimi Incorporated | Polishing composition |
| JP4954398B2 (ja) * | 2001-08-09 | 2012-06-13 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 |
| JP2003142435A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-16 | Fujimi Inc | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 |
| KR20040094758A (ko) * | 2002-03-04 | 2004-11-10 | 가부시키가이샤 후지미인코퍼레이티드 | 연마용 조성물 및 이를 사용한 배선구조의 형성방법 |
| JP4083528B2 (ja) * | 2002-10-01 | 2008-04-30 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
| JP2005244123A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
| JP2005268664A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
| JP5319887B2 (ja) * | 2005-01-05 | 2013-10-16 | ニッタ・ハース株式会社 | 研磨用スラリー |
| JP2006318669A (ja) | 2005-05-10 | 2006-11-24 | Toshiba Corp | 燃料電池装置 |
-
2006
- 2006-11-27 JP JP2006318669A patent/JP2008135452A/ja active Pending
-
2007
- 2007-11-20 TW TW096143940A patent/TW200911936A/zh unknown
- 2007-11-22 SG SG200717999-7A patent/SG143200A1/en unknown
- 2007-11-26 KR KR1020070120612A patent/KR101427418B1/ko active IP Right Grant
- 2007-11-26 US US11/945,004 patent/US20080120918A1/en not_active Abandoned
- 2007-11-26 EP EP07254588A patent/EP1925649A3/en not_active Withdrawn
- 2007-11-27 CN CNA200710193448XA patent/CN101200628A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101279969B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2013-07-05 | 제일모직주식회사 | 금속 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200911936A (en) | 2009-03-16 |
| CN101200628A (zh) | 2008-06-18 |
| EP1925649A2 (en) | 2008-05-28 |
| JP2008135452A (ja) | 2008-06-12 |
| EP1925649A3 (en) | 2009-03-04 |
| US20080120918A1 (en) | 2008-05-29 |
| KR101427418B1 (ko) | 2014-08-08 |
| SG143200A1 (en) | 2008-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20080047988A (ko) | 연마용 조성물 및 연마 방법 | |
| JP5275595B2 (ja) | 半導体ウエハ研磨用組成物および研磨方法 | |
| US8167684B2 (en) | Chemical mechanical polishing slurry, its preparation method, and use for the same | |
| JP2002075927A (ja) | 研磨用組成物およびそれを用いた研磨方法 | |
| JP2002511650A (ja) | 化学的−機械的金属表面研磨用スラリ | |
| KR20070078814A (ko) | 금속용 연마액 및 그것을 사용한 화학적 기계적 연마방법 | |
| KR20080047989A (ko) | 연마용 조성물 및 연마 방법 | |
| JP2001089747A (ja) | 研磨用組成物および研磨方法 | |
| EP3121239A1 (en) | Polishing composition, polishing method, and method for producing substrate | |
| KR20170121155A (ko) | 연마용 조성물 및 연마 방법 | |
| JP2022551022A (ja) | 欠陥低減のための研磨用組成物及びその使用方法 | |
| WO2020100563A1 (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP7356932B2 (ja) | 研磨用組成物及び研磨方法 | |
| TW201920587A (zh) | 研磨用組成物 | |
| JP2009206148A (ja) | 研磨用組成物 | |
| JP2001303050A (ja) | 研磨液組成物 | |
| KR101419295B1 (ko) | 연마 조성물 | |
| JP2009206151A (ja) | 研磨用組成物 | |
| EP4398287A1 (en) | Polishing composition | |
| JP4526777B2 (ja) | 水性コンディショニング液およびコンディショニング法 | |
| JP2022167826A (ja) | ケミカルメカニカルポリッシング組成物および方法 | |
| JP2023093850A (ja) | 化学機械研磨用組成物および研磨方法 | |
| EP4039760A1 (en) | Polishing composition | |
| JP2009187986A (ja) | 研磨用組成物及びそれを用いた研磨方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170704 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180628 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190627 Year of fee payment: 6 |