KR20160013814A - 루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법 - Google Patents

루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160013814A
KR20160013814A KR1020150103152A KR20150103152A KR20160013814A KR 20160013814 A KR20160013814 A KR 20160013814A KR 1020150103152 A KR1020150103152 A KR 1020150103152A KR 20150103152 A KR20150103152 A KR 20150103152A KR 20160013814 A KR20160013814 A KR 20160013814A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chemical mechanical
mechanical polishing
substrate
slurry composition
mol
Prior art date
Application number
KR1020150103152A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102371843B1 (ko
Inventor
왕홍위
리 멜버른 쿡
지운-팡 왕
칭-쑨 차오
Original Assignee
롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드 filed Critical 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스 인코포레이티드
Publication of KR20160013814A publication Critical patent/KR20160013814A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102371843B1 publication Critical patent/KR102371843B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • 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]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C09G1/04—Aqueous dispersions
    • 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
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • 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
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • 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
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02013—Grinding, lapping
    • 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
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01044—Ruthenium [Ru]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법이 개시된다.

Description

루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법{Method for chemical mechanical polishing substrates containing ruthenium and copper}
본 발명은 루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 루테늄 및 구리를 함유한 반도체 기판의 화학적 기계 연마 방법에 관한 것이다.
반도체 기판의 선폭 및 층 두께가 계속해서 축소됨에 따라, 다양한 통합 스킴에서 루테늄이 갈수록 더 구리 시드층의 사용을 대체해 가고 있다. 게다가, 고밀도 집적회로의 수요 증가로 금속 연결 구조체가 위에 놓인 층을 다수 가지는 디바이스 디자인이 생겨나게 되었다. 이러한 다층 디바이스 디자인이 가능하게 하기 위해서는 각 디바이스 층을 평탄화하는 것이 중요하다. 반도체 제조는 비용 효율적인 방식이기 때문에 평탄한 기판 표면을 제공하는데 화학적 기계 연마에 의존한다.
통합 스킴은 반도체 제조업자마다 다르기 때문에, 화학적 기계 연마 단계에서 연마되는 다양한 디바이스 층에 요구되는 비율 선택성 또한 다르다. 또한, 주어진 디바이스 배치에 대해 주어진 연마 작업동안 존재하는 화학적 기계 연마 부산물이 다를 수 있다. 예를 들어, 루테늄 연마용으로 설계된 통상적인 연마 조성물은 전형적으로 강 산화제를 함유하거나, 낮은 pH를 갖거나, 또는 낮은 pH와 강 산화제를 모두 가진다. 이러한 제제는 유용한 루테늄 제거율을 제공할 수 있지만; 이들은 또한 사산화루테늄이 형성될 가능성이 있다. 사산화루테늄은 매우 독성인 가스로서, 화학적 기계 연마 작업동안 특별한 예방조치를 취해야 한다.
또한, 구리는 강 산화제를 함유하는 연마 조성물에 노출되면 아주 빨리 산화한다. 루테늄 및 구리의 환원 전위에 차이가 나면, 통상적인 루테늄 연마 조성물을 사용하여 특정 디바이스 구성체를 연마하는 경우 구리는 루테늄에 의해 갈바닉 공격을 당할 수 있다. 이는 구리 및 루테늄의 제거율이 차이가 나 바람직하지 않은 불균일성으로 이어질 수 있다.
루테늄 및 구리 함유 기판층을 연마하기 위해 제안된 한가지 해결책이 리(Li) 등에 의한 미국 특허출원 공개 제2009/0124173호에 개시되었다. 리 등은 (a) 연마제, (b) 수성 캐리어, (c) 기준 수소 전극에 대해 0.7 V 초과, 1.3 V 미만의 기준 환원 전위를 가지는 산화제 및 (d) 임의로 보레이트 음이온 공급원을 포함하되, 산화제가 퍼보레이트, 퍼카보네이트 또는 퍼포스페이트 이외에 퍼옥사이드를 포함하는 경우, 화학적 기계 연마 조성물은 보레이트 음이온 공급원을 추가로 포함하며, pH가 약 7 내지 약 12인 화학적 기계 연마 조성물을 개시하였다.
그럼에도 불구하고, 루테늄 및 구리 표면 피쳐(feature)를 가지는 연마 기판에 사용하기 위한 새로운 화학적 기계 연마 슬러리 조성물 및 방법에 대한 수요가 점점 더 늘고 있다.
본 발명은 연마 기계를 제공하는 단계; 루테늄 및 구리를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 초기 성분으로서: 물; 0.1 내지 25 wt%의 연마제; 0.05 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트 또는 포타슘 하이포클로라이트; 0.001 내지 1 wt%의 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체; 0.005 내지 1 wt%의 구리 부식 억제제 (바람직하게는 BTA); 0 내지 0.01 wt%의 폴리메틸비닐 에테르 (PMVE); 0 내지 0.1 wt%의 비이온성 계면활성제를 포함하는 pH 8 내지 12의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 제공하는 단; 화학적 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드 및 기판을 화학적 기계 연마 기계에 장착하는 단계; 0.69 내지 34.5 kPa의 다운포스로 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이에 동적 접촉을 발생시키는 단계; 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 접해 화학적 기계 연마 조성물을 분배하는 단계를 포함하고; 여기서 화학적 기계 연마 조성물은 기판의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 기판이 연마되고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학적 기계 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 연마 기계를 제공하는 단계; 루테늄 및 구리를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 초기 성분으로서: 물; 5 내지 15 wt%의 평균 입자 크기가 1 내지 100 nm인 콜로이드성 실리카 연마제로서의 연마제; 0.05 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트; 0.001 내지 1 wt%의 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:5 내지 5:1이고 중량평균 분자량이 10,000 내지 50,000 g/mol인 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체; 0.005 내지 1 wt%의 벤조트리아졸인 구리 부식 억제제; 0.0005 내지 0.005 wt%의 중량평균 분자량이 10,000 내지 50,000 g/mol인 폴리(메틸비닐 에테르); 0.005 내지 0.05 wt%의 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트인 비이온성 계면활성제를 포함하는 pH 9 내지 11의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드 및 기판을 화학적 기계 연마 기계에 장착하는 단계; 0.69 내지 34.5 kPa의 다운포스로 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이에 동적 접촉을 발생시키는 단계; 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 접해 화학적 기계 연마 조성물을 분배하는 단계를 포함하고; 여기서 화학적 기계 연마 조성물은 기판의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 기판이 연마되고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학적 기계 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 연마 기계를 제공하는 단계; 루테늄 및 구리를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 초기 성분으로서: 물; 5 내지 15 wt%의 평균 입자 크기가 25 내지 85 nm인 콜로이드성 실리카 연마제로서의 연마제; 0.05 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트; 0.001 내지 1 wt%의 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:5 내지 5:1이고 중량평균 분자량이 20,000 내지 25,000 g/mol인 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체; 0.005 내지 1 wt%의 벤조트리아졸인 구리 부식 억제제; 0.0005 내지 0.005 wt%의 중량평균 분자량이 25,000 내지 40,000 g/mol인 폴리(메틸비닐 에테르); 0.005 내지 0.05 wt%의 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트인 비이온성 계면활성제를 포함하는 pH 9 내지 11의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 제공하는 단계; ; 화학적 기계 연마 패드 및 기판을 화학적 기계 연마 기계에 장착하는 단계; 0.69 내지 34.5 kPa의 다운포스로 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이에 동적 접촉을 발생시키는 단계; 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 접해 화학적 기계 연마 조성물을 분배하는 단계를 포함하고; 여기서 화학적 기계 연마 조성물은 기판의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 기판이 연마되고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학적 기계 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 연마 기계를 제공하는 단계; 루테늄 및 구리를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 초기 성분으로서: 물; 7 내지 12 wt%의 평균 입자 크기가 25 내지 85 nm인 콜로이드성 실리카 연마제; 0.07 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트; 0.01 내지 0.1 wt%의 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:5 내지 5:1이고 중량평균 분자량이 15,000 내지 30,000 g/mol인 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체; 0.03 내지 0.05 wt%의 벤조트리아졸; 0.001 내지 0.0025 wt%의 중량평균 분자량이 25,000 내지 40,000 g/mol인 폴리(메틸비닐 에테르); 0.0075 내지 0.015 wt%의 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트인 비이온성 계면활성제를 포함하는 pH 10 내지 11의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드 및 기판을 화학적 기계 연마 기계에 장착하는 단계; 0.69 내지 34.5 kPa의 다운포스로 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이에 동적 접촉을 발생시키는 단계; 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 접해 화학적 기계 연마 조성물을 분배하는 단계를 포함하고; 여기서 화학적 기계 연마 조성물은 기판의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 기판이 연마되고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학적 기계 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 연마 기계를 제공하는 단계; 루테늄 및 구리를 포함하는 기판을 제공하는 단계; 초기 성분으로서: 물; 7 내지 12 wt%의 평균 입자 크기가 25 내지 85 nm인 콜로이드성 실리카 연마제; 0.075 내지 0.5 wt% 소듐 하이포클로라이트; 0.05 내지 0.075 wt%의 아크릴산 대 메타크릴산 비가 2:3이고 중량평균 분자량이 20,000 내지 25,000 g/mol아크릴산과 메타크릴산의 공중합체; 0.03 내지 0.05 wt%의 벤조트리아졸; 0.001 내지 0.0025 wt%의 중량평균 분자량이 25,000 내지 40,000 g/mol인 폴리(메틸비닐 에테르); 0.0075 내지 0.015 wt%의 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트인 비이온성 계면활성제를 포함하는 pH 10 내지 11의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드를 제공하는 단계; 화학적 기계 연마 패드 및 기판을 화학적 기계 연마 기계에 장착하는 단계; 0.69 내지 34.5 kPa의 다운포스로 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이에 동적 접촉을 발생시키는 단계; 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 접해 화학적 기계 연마 조성물을 분배하는 단계를 포함하고; 여기서 화학적 기계 연마 조성물은 기판의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 기판이 연마되고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거되는, 기판의 화학적 기계 연마 방법을 제공한다.
상세한 설명
블랭킷 층 연마 실험으로 입증된 바와 같은 바람직한 루테늄 제거율과 루테늄 대 구리 선택성을 나타내는 많은 유망한 화학적 기계 연마 조성물은 다양한 패턴화된 기판들 (즉, 루테늄 및 구리 표면 피쳐를 둘 다 가지는 기판들)이 보여주 상이한 디바이스 구조체에 대해서 확고한 연마 성능을 나타내지 못한다. 루테늄 및 구리를 포함하는 기판의 화학적 기계 연마동안 생성된 부산물은 구리 이온들을 포함할 것으로 여겨진다. 이 구리 이온들은 소듐 하이포클로라이트 산화제의 분해를 이끌 것으로 판단된다. 놀랍게도, 본 발명의 방법에 사용된 소듐 하이포클로라이트 산화제를 함유하는 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 루테늄 및 구리 표면 피쳐를 둘 다 가지는 각종 상이한 디바이스 구조체에 대해서 확고한 연마 성질을 나타낸다.
본 발명의 기판의 화학적 기계 연마 방법은 루테늄 및 구리를 포함하는 기판의 표면을 화학적 기계적으로 연마하는데 유용하다. 본 발명의 기판 표면의 화학적 기계 연마 방법은 루테늄 및 구리 표면 피쳐를 가지는 반도체 웨이퍼의 표면을 화학적 기계적으로 연마하는데 특히 유용하며, 여기서 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 표면 피쳐의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거된다.
바람직하게는, 본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물중에 초기 성분으로 사용되는 물은 부수적인 불순물을 제한하기 위해 탈이온 또는 증류된 물의 적어도 하나이다.
본 발명의 화학 기계적 연마 방법에 사용된 화학 기계적 연마 조성물에 사용하기에 적합한 연마제는, 예를 들어, 무기 옥사이드, 무기 하이드록사이드, 무기 하이드록사이드 옥사이드, 금속 보라이드, 금속 카바이드, 금속 니트라이드, 폴리머 입자, 및 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함한다. 적절한 무기 옥사이드는, 예를 들어 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 세리아(CeO2), 망간 옥사이드(MnO2), 티타늄 옥사이드(TiO2), 또는 이들 옥사이드 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 이들 무기 옥사이드의 개질된 형태, 예컨대 유기 폴리머 코팅된 무기 옥사이드 입자 및 무기 코팅된 입자도 필요한 경우 사용될 수 있다. 적절한 금속 카바이드, 보라이드 및 니트라이드는, 예를 들어 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 실리콘 카보니트라이드 (SiCN), 보론 카바이드, 텅스텐 카바이드, 지르코늄 카바이드, 알루미늄 보라이드, 탄탈륨 카바이드, 티타늄 카바이드, 또는 이들 금속 카바이드, 보라이드 및 니트라이드 중 하나 이상을 포함하는 조합을 포함한다. 바람직하게, 사용되는 연마제는 콜로이드성 실리카 연마제이다. 더욱 바람직하게, 사용되는 연마제는 주지의 레이저 광산란 기술로 측정된 경우 평균 입자 크기가 1 내지 100 nm (더욱 바람직하게는 10 내지 100 nm, 가장 바람직하게는 25 내지 85 nm)인 콜로이드성 실리카이다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 초기 성분으로, 0.1 내지 25 wt% (바람직하게는, 1 내지 20 wt%; 더욱 바람직하게는, 5 내지 15 wt%; 가장 바람직하게는, 7 내지 12 wt%)의 연마제를 포함한다. 바람직하게는, 연마제는 콜로이드성 실리카 연마제이다. 더욱 바람직하게는, 연마제는 평균 입자 크기가 1 내지 100 nm (더욱 바람직하게는, 10 내지 100 nm; 가장 바람직하게는, 25 내지 85 nm)인 콜로이드성 실리카 연마제이다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 초기 성분으로, 5 내지 15 wt% (더욱 바람직하게는, 7 내지 12 wt%)의 평균 입자 크기가 10 내지 100 nm (더욱 바람직하게는, 25 내지 85 nm)인 콜로이드성 실리카 연마제를 포함한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 초기 성분으로, 0.05 내지 1 wt% (더욱 바람직하게는, 0.07 내지 1 wt%; 가장 바람직하게는, 0.075 내지 0.5 wt%)의 소듐 하이포클로라이트 및 포타슘 하이포클로라이트중 적어도 하나를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 초기 성분으로, 0.05 내지 1 wt% (더욱 바람직하게는, 0.07 내지 1 wt%; 가장 바람직하게는, 0.075 내지 0.5 wt%)의 소듐 하이포클로라이트를 포함한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 초기 성분으로, 0.001 내지 1 wt% (바람직하게는, 0.0075 내지 0.5 wt%; 더욱 바람직하게는, 0.01 내지 0.1 wt%; 가장 바람직하게는, 0.05 내지 0.075 wt%)의 아크릴산과 메타크릴산의 적어도 하나의 공중합체를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체는 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:10 내지 10:1 (더욱 바람직하게는, 1:5 내지 5:1; 가장 바람직하게는, 2:3)인 아크릴산 및 메타크릴산 공중합체의 군으로부터 선택된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체는 중량평균 분자량이 5,000 내지 100,000 g/mol (더욱 바람직하게는, 10,000 내지 50,000 g/mol; 더욱 더 바람직하게는, 15,000 내지 30,000 g/mol; 가장 바람직하게는, 20,000 내지 25,000 g/mol)인 아크릴산 및 메타크릴산 공중합체의 군으로부터 선택된다. 가장 바람직하게는, 적어도 하나의 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체는 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:10 내지 10:1 (더욱 바람직하게는, 1:5 내지 5:1; 가장 바람직하게는, 2:3)이고 중량평균 분자량이 5,000 내지 100,000 g/mol (더욱 바람직하게는, 10,000 내지 50,000 g/mol; 더욱 더 바람직하게는, 15,000 내지 30,000 g/mol; 가장 바람직하게는, 20,000 내지 25,000 g/mol)인 아크릴산 및 메타크릴산 공중합체의 군으로부터 선택된다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 초기 성분으로, 0.005 내지 1 wt% (바람직하게는, 0.0075 내지 0.5 wt%; 더욱 바람직하게는, 0.01 내지 0.1 wt%; 가장 바람직하게는, 0.03 내지 0.05 wt%)의 구리 부식 억제제를 포함한다. 바람직하게는, 구리 부식 억제제는 아졸 억제제이다. 더욱 바람직하게는, 구리 부식 억제제는 벤조트리아졸 (BTA), 머캅토벤조티아졸 (MBT), 톨릴트리아졸 (TTA) 및 ㅇ이미다졸로 구성된 군으로부터 선택되는 아졸 억제제이다. 가장 바람직하게는, 구리 부식 억제제는 벤조트리아졸이다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 임의로 초기 성분으로, 0 내지 0.01 wt% (바람직하게는, 0.0005 내지 0.005 wt%; 가장 바람직하게는, 0.0010 내지 0.0025 wt%)의 폴리(메틸 비닐 에테르) (PMVE)를 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물중의 폴리(메틸 비닐 에테르)는 중량평균 분자량이 5,000 내지 100,000 g/mol (더욱 바람직하게는, 10,000 내지 50,000 g/mol; 가장 바람직하게는, 25,000 내지 40,000 g/mol)이다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 임의로 초기 성분으로, 0 내지 0.1 wt% (바람직하게는, 0.005 내지 0.05 wt%; 가장 바람직하게는, 0.0075 내지 0.015 wt%)의 비이온성 계면활성제를 포함한다. 바람직하게는, 비이온성 계면활성제는 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트 (예컨대, Sigma-Aldrich를 통해 입수가능한 Tween® 20)이다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 8 내지 12 (바람직하게는, 9 내지 11; 더욱 바람직하게는, 9.5 내지 11; 가장 바람직하게는, 10 내지 11)의 pH를 갖는다. 본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 임의로 pH 조절제이다. 바람직하게는, 임의적인 pH 조절제는 무기산 또는 무기 염기에서 선택된다. 가장 바람직하게는, 임의적인 pH 조절제는 질산, 황산, 염산, 인산, 황산칼륨 및 수산화칼륨에서 선택된다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 퍼옥시 산화제를 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "퍼옥시 산화제"는 산화제가 과산화수소, 우레아 과산화수소, 퍼카보네이트 염, 벤조일 퍼옥사이드, 퍼아세트산, 과산화나트륨, di-tert-부틸 퍼옥사이드, 모노퍼설페이트 염, 디설페이트 염, 철(III) 화합물로부터 선택됨을 의미한다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "퍼옥시 산화제를 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 퍼옥시 산화제를 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 퍼옥시 산화제를 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 퍼요오드산을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "퍼요오드산을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 퍼요오드산 및 그의 염을 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 퍼요오드산 및 그의 염을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 보레이트 음이온를 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "보레이트 음이온을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 보레이트 음이온을 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 보레이트 음이온을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 퍼보레이트를 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "퍼보레이트를 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 퍼보레이트를 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 퍼보레이트를 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 퍼카보네이트를 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "퍼카보네이트를 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 퍼카보네이트를 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 퍼카보네이트를 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 퍼포스페이트를 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "퍼포스페이트를 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 퍼포스페이트를 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 퍼포스페이트를 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 킬슘 이온을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "킬슘 이온을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 칼슘 이온들을 0.1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 칼슘 이온들을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 마그네슘 이온을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "마그네슘 이온을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 마그네슘 이온들을 0.1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 마그네슘 이온들을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 옥시란 고리 함유 물질을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "옥시란 고리를 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 옥시란 고리 함유 물질을 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 옥시란 고리 함유 물질을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 아미드 그룹을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "아미드 그룹을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 아미드 그룹 함유 물질을 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 아미드 그룹 함유 물질을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 포스폰산을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "포스폰산을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 포스폰산을 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 포스폰산을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 시아네이트 염을 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "시아네이트 염을 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 시아네이트 염을 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 시아네이트 염을 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 바람직하게는 카복실산 작용기로 개질된 수용성 셀룰로스를 함유하지 않는다. 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어 "카복실산 작용기로 개질된 수용성 셀룰로스를 함유하지 않는" 것이란 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 카복실산 작용기로 개질된 수용성 셀룰로스를 1 ppm 미만으로 함유함을 의미한다. 바람직하게는, 본 발명의 방법에 사용된 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 검출 한계 미만의 카복실산 작용기로 개질된 수용성 셀룰로스를 함유한다.
본 발명의 화학적 기계 연마 방법에 사용된 화학적 기계 연마 패드는 당업계에 공지된 임의의 적합한 연마 패드일 수 있다. 화학적 기계 연마 패드는 바람직하게는 직조 및 부직 연마 패드중에서 선택될 수 있다. 화학적 기계 연마 패드는 다양한 밀도, 경도, 두께 압축성 및 모듈러스의 임의의 적합한 중합체로 제조될 수 있다. 화학적 기계 연마 패드는 필요에 따라 그루브되고(grooved) 천공될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 화학적 기계 연마 방법에서, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물은 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 또는 그에 인접해 화학적 기계 연마 패드의 연마 표면 위에 분배될 수 있다.
본 발명의 일부 구체예가 다음 실시예에서 상세하게 설명될 것이다.
비교예 A 및 실시예 1-4
화학적 기계 연마 슬러리 조성물
시험한 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 표 1에 나타내었다. 화학적 기계 연마 슬러리 조성물 A는 청구한 본 발명의 범위에 속하지 않는 비교 제제이다.수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 화학적 기계 연마 슬러리 조성물의 pH를 표 1에 나타낸 바와 같이 조절하였다.
실시예 연마제 A1
(wt%)		 연마제 B2
(wt%)		 PMVE3
(wt%)		 Surf4
(wt%)		 Co-Poly5
(wt%)		 BTA
(wt%)		 NaOCl
(wt%)		 pH
A 5 -- -- -- -- 0.02 0.5 10.5
1 -- 9 0.0015 0.01 0.06 0.04 0.075 10.5
2 -- 9 0.0015 0.01 0.06 0.04 0.15 10.5
3 -- 9 0.0015 0.01 0.06 0.04 0.3 10.5
4 -- 9 0.0015 0.01 0.06 0.04 0.5 10.5
1 AZ Electronic Materials에서 제조하고 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 평균 입자 크기의 120 nm의 Klebosol® K1630 콜로이드성 실리카
2 AZ Electronic Materials에서 제조하고 Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 평균 입자 크기의 50 nm의 Klebosol® II 1501-50 콜로이드성 실리카
3 중량평균 분자량 32,000 g/mol인 폴리(메틸 비닐 에테르)
4 Sigma-Aldrich로부터 상업적으로 입수가능한 Tween® 20 비이온성 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트 계면활성제
5 중량평균 분자량이 22,000 g/mol이고 아크릴산 대 메타크릴산 몰비가 2:3인 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체 단량체.
연마 시험
연마 실험을 표 1에 있는 화학적 기계 연마 슬러리 조성물 (CMPC)을 사용하여 구리 (Cu), 테트라에틸오르토실리케이트 (TEOS), 블랙 다이아몬드(Black Diamond)® SiCOH 필름 (BD) 및 물리적 증착된 루테늄 (RuPVD) 블랭킷 웨이퍼 상에서 수행하였다. 연마 실험을 1010 그루브 패턴 및 SP2310 서브패드(Rohm and Haas Electronic Materials CMP Inc.로부터 상업적으로 입수가능)와 VisionPadTM VP3100 폴리우레탄 연마 패드를 채택하여 ISRM 검출 시스템이 장치된 Applied Materials, Inc. Reflexion LK® 300 mm 연마 기계에서 1 psi (6.89 kPa) 다운포스, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물 유량 300 ml/min, 플래튼 속도 93 rpm 및 캐리어 속도 87 rpm 하에 수행하였다. Kinik® 32P-3FN 다이아몬드 패드 컨디셔너 (Kinik Company로부터 상업적으로 입수가능)를 사용하여 연마 패드를 컨디셔닝하였다. 연마 패드를 7.0 lbs (3.18 kg)의 다운포스를 사용하여 20분 동안 컨디셔너로 길들였다. 연마중에 연마 패드를 6 lbs (2.72 kg)의 다운포스를 사용하여 10 스위프/분으로 연마 패드의 중심에서부터 2.0에서 13.7 인치를 동소에서 추가로 컨디셔닝하였다. 표 2에 나타낸 Cu 및 RuPVD 제거율은 Jordan Valley JVX-5200T 계량 도구를 사용하여 측정한 것이다. 표 2에 나타낸 TEOS 및 BD 제거율은 KLA-Tencor FX200 계량 도구를 사용하여 연마 전, 후 필름 두께를 측정하여 결정된 것이다. 연마 시험 결과를 표 2에 나타내었다.
CMPC
실시예		 Cu
RR
(Å/min)		 TEOS
RR
(Å/min)		 BD
RR
(Å/min)		 RuPVD
RR
(Å/min)
A 111 496 702 717
1 60 276 299 72
2 73 369 339 248
3 91 316 403 481
4 94 279 386 739

Claims (10)

  1. 연마 기계를 제공하는 단계;
    루테늄 및 구리를 포함하는 기판을 제공하는 단계;
    초기 성분으로서:
    물;
    0.1 내지 25 wt%의 연마제;
    0.05 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트 또는 포타슘 하이포클로라이트;
    0.001 내지 1 wt%의 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체;
    0.005 내지 1 wt%의 구리 부식 억제제 (바람직하게는 BTA);
    0 내지 0.01 wt%의 폴리메틸비닐 에테르 (PMVE);
    0 내지 0.1 wt%의 비이온성 계면활성제를 포함하는 pH 8 내지 12의 화학적 기계 연마 슬러리 조성물을 제공하는 단계;
    화학적 기계 연마 패드를 제공하는 단계;
    화학적 기계 연마 패드 및 기판을 화학적 기계 연마 기계에 장착하는 단계;
    0.69 내지 34.5 kPa의 다운포스로 화학적 기계 연마 패드와 기판 사이에 동적 접촉을 발생시키는 단계;
    화학적 기계 연마 패드와 기판 사이의 인터페이스에 접해 화학적 기계 연마 조성물을 분배하는 단계를 포함하고;
    여기서 화학적 기계 연마 조성물은 기판의 루테늄 및 구리와 접촉하고; 기판이 연마되고; 일부 루테늄이 기판으로부터 제거되는
    기판의 화학적 기계 연마 방법.
  2. 제1항에 있어서, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 초기 성분으로서:
    물;
    5 내지 15 wt%의 평균 입자 크기가 1 내지 100 nm인 콜로이드성 실리카 연마제로서의연마제;
    0.05 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트;
    0.001 내지 1 wt%의 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:5 내지 5:1이고 중량평균 분자량이 10,000 내지 50,000 g/mol인 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체;
    0.005 내지 1 wt%의 벤조트리아졸인 구리 부식 억제제;
    0.0005 내지 0.005 wt%의 중량평균 분자량이 10,000 내지 50,000 g/mol인 폴리(메틸비닐 에테르);
    0.005 내지 0.05 wt%의 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트인 비이온성 계면활성제를 포함하고;
    화학적 기계 연마 슬러리 조성물의 pH가 9 내지 11인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 콜로이드성 실리카 연마제의 평균 입자 크기가 25 내지 85 nm인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체의 중량평균 분자량이 20,000 내지 25,000 g/mol인 방법.
  5. 제2항에 있어서, 폴리메틸비닐 에테르의 중량평균 분자량이 25,000 내지 40,000 g/mol인 방법.
  6. 제2항에 있어서, 콜로이드성 실리카 연마제의 평균 입자 크기가 25 내지 85 nm이고; 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체의 중량평균 분자량이 20,000 내지 25,000 g/mol이며; 폴리메틸비닐 에테르의 중량평균 분자량이 25,000 내지 40,000 g/mol인 방법.
  7. 제2항에 있어서, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 초기 성분으로서:
    물;
    7 내지 12 wt%의 평균 입자 크기가 25 내지 85 nm인 콜로이드성 실리카 연마제;
    0.07 내지 1 wt%의 소듐 하이포클로라이트;
    0.01 내지 0.1 wt%의 아크릴산 대 메타크릴산 비가 1:5 내지 5:1이고 중량평균 분자량이 15,000 내지 30,000 g/mol인 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체;
    0.03 내지 0.05 wt%의 벤조트리아졸;
    0.001 내지 0.0025 wt%의 중량평균 분자량이 25,000 내지 40,000 g/mol인 폴리(메틸비닐 에테르);
    0.0075 내지 0.015 wt%의 폴리에틸렌 글리콜 소르비탄 모노라우레이트인 비이온성 계면활성제를 포함하고;
    화학적 기계 연마 슬러리 조성물의 pH가 10 내지 11인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 초기 성분으로 0.075 내지 0.5 wt%의 소듐 하이포클로라이트를 포함하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 초기 성분으로 0.05 내지 0.075 wt%의 폴리아크릴산 및 메타크릴산의 공중합체를 포함하고, 이 공중합체는 아크릴산 대 메타크릴산 비가 2:3이고 중량평균 분자량이 20,000 내지 25,000 g/mol인 방법.
  10. 제7항에 있어서, 화학적 기계 연마 슬러리 조성물이 초기 성분으로 0.075 내지 0.5 wt%의 소듐 하이포클로라이트; 및 0.05 내지 0.075 wt%의 폴리아크릴산 및 메타크릴산의 공중합체를 포함하고, 이 공중합체는 아크릴산 대 메타크릴산 비가 2:3이고 중량평균 분자량이 20,000 내지 25,000 g/mol인 방법.
KR1020150103152A 2014-07-28 2015-07-21 루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법 KR102371843B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/444,382 US9299585B2 (en) 2014-07-28 2014-07-28 Method for chemical mechanical polishing substrates containing ruthenium and copper
US14/444,382 2014-07-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160013814A true KR20160013814A (ko) 2016-02-05
KR102371843B1 KR102371843B1 (ko) 2022-03-07

Family

ID=55065612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150103152A KR102371843B1 (ko) 2014-07-28 2015-07-21 루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9299585B2 (ko)
JP (1) JP6538464B2 (ko)
KR (1) KR102371843B1 (ko)
CN (1) CN105313001B (ko)
DE (1) DE102015009513A1 (ko)
FR (1) FR3024064B1 (ko)
TW (1) TWI573848B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113242890A (zh) * 2018-12-12 2021-08-10 巴斯夫欧洲公司 含有铜和钌的基材的化学机械抛光
KR20200143144A (ko) 2019-06-14 2020-12-23 삼성전자주식회사 슬러리 조성물 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법
US11508585B2 (en) * 2020-06-15 2022-11-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Methods for chemical mechanical polishing and forming interconnect structure
TW202326838A (zh) * 2021-08-24 2023-07-01 日商Ｊｓｒ股份有限公司 化學機械研磨用組成物及研磨方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7182798B2 (en) * 2004-07-29 2007-02-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polymer-coated particles for chemical mechanical polishing
US20070181534A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-09 Fujifilm Corporation Barrier polishing liquid and chemical mechanical polishing method
US20110009033A1 (en) * 2007-07-05 2011-01-13 Hitachi Chemical Co., Ltd. Polishing slurry for metal films and polishing method
US20120329279A1 (en) * 2010-12-29 2012-12-27 Dupont Air Products Nanomaterials, Llc CMP Slurry/Method for Polishing Ruthenium and Other Films
US20130005149A1 (en) * 2010-02-22 2013-01-03 Basf Se Chemical-mechanical planarization of substrates containing copper, ruthenium, and tantalum layers

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3907432B2 (ja) * 2001-03-16 2007-04-18 株式会社荏原製作所 電解研磨用電解液及び電解研磨方法
TW531469B (en) * 2002-06-21 2003-05-11 Taiwan Semiconductor Mfg Chemical mechanical polishing method
US7384871B2 (en) 2004-07-01 2008-06-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing compositions and methods relating thereto
KR100648264B1 (ko) 2004-08-17 2006-11-23 삼성전자주식회사 루테늄을 위한 화학적기계적 연마 슬러리, 상기 슬러리를이용한 루테늄에 대한 화학적기계적 연마 방법, 그리고상기 화학적기계적 연마 방법을 이용한 루테늄 전극 형성방법
US20070218811A1 (en) * 2004-09-27 2007-09-20 Hitachi Chemical Co., Ltd. Cmp polishing slurry and method of polishing substrate
US7265055B2 (en) 2005-10-26 2007-09-04 Cabot Microelectronics Corporation CMP of copper/ruthenium substrates
US20080105652A1 (en) 2006-11-02 2008-05-08 Cabot Microelectronics Corporation CMP of copper/ruthenium/tantalum substrates
US20090124173A1 (en) 2007-11-09 2009-05-14 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for ruthenium and tantalum barrier cmp
US20100159807A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-24 Jinru Bian Polymeric barrier removal polishing slurry
US20110318928A1 (en) 2010-06-24 2011-12-29 Jinru Bian Polymeric Barrier Removal Polishing Slurry
US20130045599A1 (en) * 2011-08-15 2013-02-21 Rohm and Electronic Materials CMP Holdings, Inc. Method for chemical mechanical polishing copper
US8545715B1 (en) * 2012-10-09 2013-10-01 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing composition and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7182798B2 (en) * 2004-07-29 2007-02-27 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Polymer-coated particles for chemical mechanical polishing
US20070181534A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-09 Fujifilm Corporation Barrier polishing liquid and chemical mechanical polishing method
US20110009033A1 (en) * 2007-07-05 2011-01-13 Hitachi Chemical Co., Ltd. Polishing slurry for metal films and polishing method
US20130005149A1 (en) * 2010-02-22 2013-01-03 Basf Se Chemical-mechanical planarization of substrates containing copper, ruthenium, and tantalum layers
US20120329279A1 (en) * 2010-12-29 2012-12-27 Dupont Air Products Nanomaterials, Llc CMP Slurry/Method for Polishing Ruthenium and Other Films

Also Published As

Publication number Publication date
TWI573848B (zh) 2017-03-11
FR3024064B1 (fr) 2020-01-17
CN105313001A (zh) 2016-02-10
TW201619314A (zh) 2016-06-01
CN105313001B (zh) 2018-12-07
JP2016032109A (ja) 2016-03-07
JP6538464B2 (ja) 2019-07-03
US20160027663A1 (en) 2016-01-28
FR3024064A1 (fr) 2016-01-29
US9299585B2 (en) 2016-03-29
KR102371843B1 (ko) 2022-03-07
DE102015009513A1 (de) 2016-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101257115B1 (ko) 중합체 배리어 제거 연마 슬러리
TWI478227B (zh) 用於基板之化學機械研磨之方法
JP4774219B2 (ja) ケミカルメカニカルプラナリゼーションのための多工程研磨溶液
JP5543148B2 (ja) ケミカルメカニカル研磨組成物及びそれに関連する方法
US7300603B2 (en) Chemical mechanical planarization compositions for reducing erosion in semiconductor wafers
TWI565771B (zh) 化學機械硏磨組成物及硏磨鎢之方法
US20090031636A1 (en) Polymeric barrier removal polishing slurry
JP6137793B2 (ja) タングステンをケミカルメカニカルポリッシングするための方法
CN109382756B (zh) 钨的化学机械抛光方法
KR20100037013A (ko) 스택 장치의 제작에서 베이스 웨이퍼 관통 비아를 형성시키는 방법
JP2016537438A (ja) 高分子フィルムの化学的−機械的平坦化
US20100159807A1 (en) Polymeric barrier removal polishing slurry
KR101945221B1 (ko) 구리의 화학 기계적 연마 방법
JP2009004748A (ja) アルカリ性バリヤ研磨スラリー
TWI447188B (zh) 低沾污研磨組成物
EP1548076A1 (en) Compositions and methods for low downforce pressure polishing of copper
TW201024396A (en) Ground composition for use in flatness metal layer
KR102371843B1 (ko) 루테늄 및 구리를 함유한 기판의 화학적 기계 연마 방법
JP2005167219A (ja) バリヤ除去のための組成物及び方法
US10633557B2 (en) Chemical mechanical polishing method for tungsten
KR20190057330A (ko) 텅스텐의 화학 기계적 연마 방법

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
GRNT Written decision to grant