KR20160127634A - 로우 디싱 구리 화학적 기계적 평탄화 - Google Patents

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Abstract

본원에서는 구리 화학적 기계적 평탄화(CMP) 포뮬레이션, 방법 및 시스템이 개시된다. CMP 포뮬레이션은 미립자 물질, 적어도 둘 또는 그 초과의 아미노산, 산화제, 부식 억제제 및 나머지로서의 물을 포함한다.

Description

로우 디싱 구리 화학적 기계적 평탄화{LOW DISHING COPPER CHEMICAL MECHANICAL PLANARIZATION}
본 출원은 2015년 4월 27일에 출원된 미국 가출원 제62/153,213호의 이익을 청구한다. 그러한 가출원의 개시내용이 본원에서 참고로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 반도체 웨이퍼의 화학적-기계적 평탄화(chemical-mechanical planarization: CMP)에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 CMP 구리(Cu)-함유 기판을 위해서 사용되는 로우 디싱 포뮬레이션(low dishing formulation)에 관한 것이다. CMP 연마 포뮬레이션, CMP 연마 조성물 또는 CMP 연마 슬러리는 본 발명에서 상호 대체적이다.
구리는 이의 낮은 저항, 높은 신뢰성, 및 확장성으로 인해서 통합 전자 장치의 제조에서 사용되는 상호 연결 금속으로 선택되는 전도성 물질이다. 구리 화학적 기계적 평탄화 공정은 낮은 금속 손실과 함께 전체 평탄화를 달성하면서 인레이드 트렌치 구조물(inlaid trench structure)로부터 과부하된 구리를 제거하기 위해서 필요하다.
기술 노드(technology node)가 진보됨에 따라서, 금속 디싱(metal dishing) 및 금속 손실을 감소시키는 것에 대한 요구가 점증적으로 중요해지고 있다. 어떠한 새로운 포뮬레이션은 또한 높은 제거 속도, 배리어 물질에 대한 높은 선택성 및 낮은 결함을 유지해야 한다.
구리 MCP를 위한 CMP 포뮬레이션이 선행 기술에, 예를 들어, US20040175942호, US6773476호, 및 US8236695호에 개시되어 있다. 그러나, 개시된 포뮬레이션은 진보된 기술 노드에 대한 더욱더 큰 도전이 되는 높은 제거 속도 및 낮은 디싱의 성능 요건에 부합할 수 없었다.
본 발명은 진보된 기술 노드에 대한 낮은 디싱 및 높은 제거 속도의 도전적인 요건에 부합하도록 개발된 벌크 구리 CMP 연마 포뮬레이션(bulk copper CMP polishing formulation)을 개시하고 있다.
발명의 간단한 요약
한 가지 양태로, 본 발명은
미립자 물질,
두 가지 이상의 아미노산,
산화제,
부식 억제제,
및
나머지로서의 물을 포함하는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션을 제공한다.
또 다른 양태로, 본 발명은
구리 함유 표면을 지니는 반도체 기판을 제공하는 단계;
연마 패드를 제공하는 단계;
미립자 물질,
두 가지 이상의 아미노산,
산화제,
부식 억제제,
및
나머지로서의 물을 포함하는 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션을 제공하는 단계;
반도체 기판의 표면을 연마 패드 및 화학적 기계적 연마 포뮬레이션과 접촉시키는 단계; 및
반도체의 표면을 연마하는 단계를 포함하여, 구리 함유 반도체 기판을 화학적 기계적으로 연마하는 방법으로서,
구리 함유 표면의 적어도 일부가 연마 패드 및 화학적 기계적 연마 포뮬레이션 둘 모두와 접촉되어 있는 방법을 제공한다.
또 다른 양태로, 본 발명은
구리 함유 표면을 지니는 반도체 기판;
연마 패드; 및
미립자 물질,
두 가지 이상의 아미노산,
산화제,
부식 억제제,
및
나머지로서의 물을 포함하는 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션을 포함하는, 화학적 기계적 연마를 위한 시스템으로서,
구리 함유 표면의 적어도 일부가 연마 패드 및 화학적 기계적 연마 포뮬레이션 둘 모두와 접촉되어 있는 화학적 기계적 연마를 위한 시스템을 제공한다.
미립자 물질은, 이로 한정되는 것은 아니지만, 흄드 실리카(fumed silica), 콜로이드성 실리카, 흄드 알루미나, 콜로이드성 알루미나, 세륨 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 운모, 수화된 알루미늄 실리케이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 미립자 물질 농도는 0.001 내지 0.25 중량%의 범위일 수 있다.
유도체를 포함하는 다양한 가지 아미노산은 아민 및 카르복실산 작용기를 함유하는 유기 화합물이다. 추가의 작용기가 또한 가지 아미노산 구조에 존재할 수 있다. 이로 한정되는 것은 아니지만, 아미노아세트산(또한, 글리신으로 공지됨), 세린, 라이신, 글루타민, L-알라닌, DL-알라닌, 베타-알라닌, 이미노아세트산, 아스파라긴, 아스파르트산, 발린, 사르코신, 바이신(bicine), 트리신(tricin), 프롤린, 및 이들의 혼합물을 포함한 가지 아미노산이 조성물에 사용될 수 있다. 아미노산의 바람직한 조합은 글리신(아미노아세트산), 알라닌, 바이신, 및 사르코신을 포함한다. 아미노산의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 8중량%; 바람직하게는 0.05중량% 내지 약 5중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.25% 내지 약 2중량%의 범위 내에 있다. 슬러리에 사용되는 한 가지 아미노산 대 또 다른 아미노산의 중량농도 비는 1:99 내지 99:1; 바람직하게는 10:90 내지 90:10, 더욱 바람직하게는 25:75 내지 75:25의 범위이다.
부식 억제제는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 질소 함유 사이클릭 화합물(nitrogenous cyclic compound), 예컨대, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-벤조트리아졸, 5-메틸벤조트리아졸, 벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 4-하이드록시벤조트리아졸, 4-아미노-4H-1,2,4-트리아졸, 및 벤즈이미다졸을 포함한다. 벤조티아졸, 예컨대, 2,1,3-벤조티아디아졸, 트리아진티올, 트리아진디티올, 및 트리아진트리티올이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 억제제는 1,2,4-트리아졸, 5 아미노 트리아졸 및 이소시아누레이트 화합물, 예컨대, 1,3,5-트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트이다. 부식 억제제는 약 0.1 중량ppm 내지 약 20,000 중량ppm, 바람직하게는 약 20 중량ppm 내지 약 10,000 중량ppm, 더욱 바람직하게는 약 50 ppm 내지 약 1000 중량ppm 범위의 농도 수준으로 포함된다.
산화제는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 과산화수소, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 퍼클로레이트, 암모늄 퍼설페이트, 벤조일 퍼옥사이드, 브로메이트, 칼슘 하이포클로라이트, 세릭 설페이트(ceric sulfate), 클로레이트, 크롬 트리옥사이드, 페릭 트리옥사이드(ferric trioxide), 페릭 클로라이드, 아이오데이트, 요오드, 마그네슘 퍼클로레이트, 마그네슘 디옥사이드, 니트레이트, 과요오드산, 과망간산, 포타슘 디크로메이트, 포타슘 페리시아네이트, 포타슘 퍼망가네이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 비스무테이트, 소듐 클로라이트, 소듐 디크로메이트, 소듐 니트라이트, 소듐 퍼보레이트, 설페이트, 퍼아세트산, 우레아-과산화수소, 과염소산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 모노퍼설페이트 및 디퍼설페이트, 및 이들의 조합물을 포함한다. 산화제는 약 0.1중량% 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 0.25중량% 내지 약 5중량% 범위의 농도를 지닌다.
CMP 포뮬레이션은 추가로, 이로 한정되는 것은 아니지만, 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 설페이트 또는 설포네이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트, 글리세롤 에톡실레이트, 폴리소르베이트 계면활성제, 비-이온성 알킬 에톡실레이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트-블록-에톡실레이트, 아민 옥사이드 계면활성제, 글리콜산 에톡실레이트 올레일 에테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 에톡실화된 알코올, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 소포 분산액(polyether defoaming dispersion), 및 다른 계면활성제를 포함한 계면활성제를 포함한다. 계면활성제 농도는 0.001-0.5 wt%, 바람직하게는 0.01 내지 0.25 중량% 범위에 있을 수 있다.
CMP 포뮬레이션은 추가로 pH 조절제, 살생물제 또는 생물학적 보존제, 분산제 및 습윤화제로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 설명의 실질 부분을 형성하는 첨부된 도면에서, 각각의 도면은 다음과 같다:
도 1은 두 가지의 아미노산을 포함하는 포뮬레이션 I과 단지 한 가지 아미노산을 포함하는 포뮬레이션 II의 구리 연마 속도를 도시하고 있다.
도 2는 두 가지의 아미노산을 포함하는 포뮬레이션 I과 단지 한 가지 아미노산을 포함하는 포뮬레이션 II의 디싱 성능(dishing performance)을 도시하고 있다.
발명의 상세한 설명
진보된 기술 노드를 위해서 개발된 벌크 구리 CMP 연마 조성물(Bulk copper CMP polishing composition)이 본 발명에서 개시된다. 그러한 포뮬레이션은 개선된 디싱 성능, 낮은 구리 에칭 속도를 나타냈다.
포뮬레이션은 미립자 물질, 둘 이상의 아미노산, 산화제, 구리 부식 억제제, 및 포뮬레이션의 나머지로서의 액체 담체를 포함한다.
일반적으로는, 광범위한 미립자 물질 또는 입자가 사용될 수 있다. 입자는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 열적 공정, 용액 성장 공정, 원광의 채광, 원하는 크기로의 그라인딩, 및 신속한 열적 분해를 포함한 다양한 제조 및 처리 기술을 통해서 얻어질 수 있다. 그러한 물질은 일반적으로는 제조자에 의해서 공급된 대로 조성물에 포함될 수 있다. 특정 유형의 미립자 물질이 연마 물질로서 더 높은 농도로 조성물에 사용된다. 그러나, CMP 슬러리에 연마제로서 통상적으로 사용되지 않는 다른 미립자 물질이 또한 유리한 결과를 제공하도록 또한 사용될 수 있다.
대표적인 미립자 물질은 본 발명의 슬러리의 사용 조건하에 불활성인 다양한 무기 및 유기 물질을 포함한다. 그러한 미립자 물질은, 이로 한정되는 것은 아니지만, 흄드 실리카, 콜로이드성 실리카, 흄드 알루미나, 콜로이드성 알루미나, 세륨 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 운모, 수화된 알루미늄 실리케이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 미립자 물질은 약 4 nm 내지 약 10,000 nm, 바람직하게는 약 4 nm 내지 약 1,000 nm, 더욱 바람직하게는 약 4 nm 내지 약 400 nm 범위의 입자 크기를 지닌다. 입자는 다양한 물리적인 형태, 예컨대, 이로 한정되는 것은 아니지만, 판 형태, 프랙탈 응집체(fractal aggregate) 형태 및 구형 형태로 존재할 수 있다.
바람직한 미립자 물질은 콜로이드성 실리카이다. 매우 낮은 수준의 미량의 금속 불순물을 지니는 폴로이드성 실리카가 여전히 바람직하다. 사용될 수 있는 고순도 콜로이드성 실리카의 예는 일본의 Fuso Chemical Company로부터 얻은 Fuso PL-3, PL2, PL3H 및 PL3L 고순도 콜로이드성 실리카 입자이다.
상이한 입자 크기 및 유형의 콜로이드성 실리카 입자들의 혼합물이 또한 개선된 성능을 생성시킬 수 있다.
미립자 물질 농도는 0.001 내지 0.25 중량% 범위일 수 있다.
포뮬레이션은 두 가지 이상의 아미노산 또는 두 가지 이상의 킬레이터(chelator)(아미노산은 킬레이터이다)를 포함한다.
본 발명에서 아미노산으로 일컬어지는 다양한 가지 아미노산 및 그의 유도체가 CMP 포뮬레이션의 제조에 사용될 수 있다. 아미노산은 아민과 카르복실산 작용기를 함유하는 유기 화합물로 정의된다. 추가의 작용기가 또한 가지 아미노산 구조에 존재할 수 있다. 이로 한정되는 것은 아니지만, 아미노아세트산(또한, 글리신으로 공지됨), 세린, 라이신, 글루타민, L-알라닌, DL-알라닌, 베타-알라닌, 이미노아세트산, 아스파라긴, 아스파르트산, 발린, 사르코신, 바이신, 트리신, 프롤린, 및 이들의 혼합물을 포함하는 아미노산이 조성물에 사용될 수 있다. 아미노산의 바람직한 조합은 글리신(아미노아세트산), 알라닌, 바이신, 및 사르코신을 포함한다.
포뮬레이션에의 아미노산의 존재는 CMP 공정 동안에 구리 제거의 속도에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. 그러나, 증가된 아미노산 수준은 구리의 에칭 속도를 증가시키며, 이는 바람직하지 않다. 그에 따라서, 농도 수준은 구리 제거 속도와 에칭 속도 사이에 허용 가능한 균형을 달성하도록 조정된다.
전형적으로는, 아미노산의 농도는 약 0.01중량% 내지 약 16중량%; 바람직하게는 0.05중량% 내지 약 5중량%, 더욱 바람직하게는 약 0.25% 내지 약 2중량%의 범위내에 있다.
슬러리에서 사용되는 한 가지 아미노산 대 또 다른 아미노산의 중량 농도 비는 1:99 내지 99:1; 바람직하게는 10:90 내지 90:10; 더욱 바람직하게는 25:75 내지 75:25의 범위이다.
포뮬레이션은 CMP 공정 동안의 금속 부식 및 에칭을 제한하기 위한 부식 억제제를 포함할 수 있다. 부식 억제제는 물리적인 흡착 또는 화학적 흡착에 의해서 금속 표면 상에 보호 필름을 형성한다. 따라서, 부식 억제제는 CMP 공정 동안에 에칭 및 부식의 영향으로부터 구리 표면을 보호하는 기능을 한다.
부식 억제제는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 질소 함유 사이클릭 화합물, 예컨대, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-벤조트리아졸, 5-메틸벤조트리아졸, 벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 4-하이드록시벤조트리아졸, 4-아미노-4H-1,2,4-트리아졸, 5-아미노 트리아졸, 및 벤즈이미다졸을 포함한다. 벤조티아졸, 예컨대, 2,1,3-벤조티아디아졸, 트리아진티올, 트리아진디티올, 및 트리아진트리티올이 또한 사용될 수 있다. 바람직한 억제제는 1,2,4-트리아졸 및 5-아미노 트리아졸이다.
이소시아누레이트 화합물, 예컨대, 1,3,5-트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트가 또한 부식 억제 및 성능에서의 개선에 유용한 것으로 밝혀졌다.
부식 억제제는 약 0.1 중량ppm 내지 약 20,000 중량ppm, 바람직하게는 약 20 중량ppm 내지 약 10,000 중량ppm, 더욱 바람직하게는 약 50 중량ppm 내지 약 1000 중량ppm의 범위의 농도 수준으로 포함된다.
산화제는 산화 기능을 수행하며, CuOH, Cu(OH)2, CuO, 또는 Cu2O의 수화된 구리 화합물로의 웨이퍼 표면상의 구리의 전환을 촉진한다.
산화제는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 과산화수소, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 퍼클로레이트, 암모늄 퍼설페이트, 벤조일 퍼옥사이드, 브로메이트, 칼슘 하이포클로라이트, 세릭 설페이트(ceric sulfate), 클로레이트, 크롬 트리옥사이드, 페릭 트리옥사이드, 페릭 클로라이드, 아이오데이트, 요오드, 마그네슘 퍼클로레이트, 마그네슘 디옥사이드, 니트레이트, 과요오드산, 과망간산, 포타슘 디크로메이트, 포타슘 페리시아네이트, 포타슘 퍼망가네이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 비스무테이트, 소듐 클로라이트, 소듐 디크로메이트, 소듐 니트라이트, 소듐 퍼보레이트, 설페이트, 퍼아세트산, 우레아-과산화수소, 과염소산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 모노퍼설페이트 및 디퍼설페이트, 및 이들의 조합물을 포함한다.
바람직하게는 산화제는 사용시에 또는 그 직전에 현장에서 포뮬레이션에 혼합된다. 비록, 더 긴 저장 조건에 걸친 형성되는 조성물의 안정성이 고려되어야 하지만, 산화제를 다른 성분들을 조합할 때에 혼합하는 것이 또한 가능하다.
산화제는 약 0.1중량% 내지 약 20중량%, 바람직하게는 약 0.25중량% 내지 약 5중량%의 범위의 농도를 지닌다.
이들 포뮬레이션에 첨가되는 때의 계면활성제는 또한 디싱 및 결함을 감소시키는데 있어서 유용한 영향을 주는 것으로 밝혀졌다.
계면활성제의 예는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 페닐 에톡실레이트 유형 계면활성제, 예컨대, Nonidet®TM P40(옥틸페녹시폴리에톡시에탄올) 및 아세틸렌계 디올 계면활성제, 예컨대, Dynol®TM 607, Dynol®TM 800, Dynol®TM 810, Dynol®TM 960, Dynol®TM 980, Surfynol 104E, Surfynol 465, Surfynol 485, Surfynol PSA 336, Surfynol FS85, Surfynol SE, Surfynol SE-F; 음이온성 계면활성제, 예컨대, 설페이트 또는 설포네이트 계면활성제; 글리세롤 프로폭실레이트; 글리세롤 에톡실레이트; 폴리소르베이트 계면활성제, 예컨대, Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80, 비-이온성 알킬 에톡실레이트 유형 계면활성제, 예컨대, Brij LA-4; 글리세롤 프로폭실레이트-블록-에톡실레이트; 아민 옥사이드 계면활성제, 예컨대, Tomamine AO-455 및 Tomamamine AO-405; 글리콜산 에톡실레이트 올레일 에테르 계면활성제; 폴리에틸렌 글리콜s; 폴리에틸렌 옥사이드; 에톡실화된 알코올, 예컨대, Tomadol 23-6.5, Tomadol 91-8, carbowet 13-40; 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 예컨대, Tergitol Minfoam 1X, Tergitol Minfoam 2X; 폴리에테르 소포 분산액, 예컨대, DF204, 및 그 밖의 계면활성제를 포함한다. Cu 라인 디싱을 효과적으로 감소시키기에 바람직한 계면활성제는 페닐 에톡실레이트(예, Nonidet P40), 아세틸렌계 디올 계면활성제(예, Surfynol 104E, Dynol®TM 607, Dyno®TM 800, Dynol®TM 810), 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 예컨대, Tergitol Minfoam 1X, 폴리에테르 분산액(예, DF204)을 포함한다. 계면활성제 농도는 0.001-0.5%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.25% 범위에 있을 수 있다.
포뮬레이션은 또한 그 밖의 임의의 첨가제, 예컨대, 살생물제 또는 생물학적 보존제, 분산제, 습윤화제, pH 조절제 등을 포함할 수 있다.
CMP 조성물은 저장 동안에 박테리아 및 진균의 성장을 방지하기 위한 살생물제, 즉, 생물학적 성장 억제제 또는 보존제를 포함할 수 있다. 생물학적 성장 억제제는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라프로필암모늄 클로라이드, 알킬벤질디메틸암모늄 클로라이드, 및 알킬벤질디메틸암모늄 하이드록사이드, (여기서, 알킬 사슬은 1 내지 약 20개의 탄소 원자 범위이다), 소듐 클로라이트, 및 소듐 하이포클로라이트를 포함한다. 상업적으로 구입 가능한 보존제 중의 일부는 Dow Chemicals로부터의 KATHONTM(예컨대, Kathon II) 및 NEOLENETM 제품 계열 및 Lanxess로부터의 PreventolTM 계열을 포함한다. 더 많은 보존제가 미국특허 제5,230,833호(Romberger et al.) 및 미국특허출원 제US 20020025762호에 개시되어 있다. 이들의 내용이 본원에서 마치 그 전체가 기재된 것과 같이 참고로 포함된다.
pH-조절제는, 이로 한정되는 것은 아니지만,, 소듐 하이드록사이드, 세슘 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드, 세슘 하이드록사이드, 암모늄 하이드록사이드, 사차 유기 암모늄 하이드록사이드 (예, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드) 및 이들의 혼합물을 포함한다.
분산제는 입자의 콜로이드 안정성을 개선시키기 위해서 사용될 수 있다. 분산제는 계면활성제 및 폴리머를 포함할 수 있다. 분산제의 예는 폴리-아크릴산, 폴리-메타크릴산을 포함한다.
포뮬레이션의 나머지는 액체 성분의 주요 부분을 제공하는 물이다. 유리하게는, 물은 탈이온수(DI water)이다.
포뮬레이션의 pH는 2-12, 더욱 바람직하게는 4 내지 9, 가장 바람직하게는 6 내지 8의 범위일 수 있다.
포뮬레이션은 운송 및 취급과 관련된 비용을 줄이기 위해서 농축된 형태로 제조되고 연마시에 탈이온수로 희석될 수 있다. 희석은 1부의 슬러리 농축물 : 0부의 물 내지 1부의 슬러리 농축물 : 1000부의 물, 또는 1부의 슬러리 농축물 : 3부의 물 내지 1부의 슬러리 농축물 : 100부의 물, 또는 1부의 슬러리 농축물 : 5부의 물 내지 1부의 슬러리 농축물 : 50부의 물의 범위일 수 있다.
본 발명의 포뮬레이션은 높은 구리 제거 속도 및 여전히 낮은 디싱을 제공하도록 구리 상호접속 라인을 지닌 패턴화된 웨이퍼를 연마하기 위해서 사용된다.
구리 CMP는 일반적으로는 3 단계로 수행된다. 첫 번째 단계에서, 벌크 구리가 패턴화된 웨이퍼로부터 높은 제거 속도로 연마 조건에 의해서 제거되고, 평탄화된 표면이 형성된다. 두 번째 단계에서, 더욱 제어된 연마가 수행되어 디싱을 줄이도록 잔류 구리를 제거하고 이어서 배리어 층(barrier layer)에서 중단된다. 세 번째 단계는 배리어 층의 제거를 포함한다. 본 발명의 포뮬레이션은 상기 기재된 바와 같이 단계 1 및 단계 2에서 사용될 수 있다. 단계 1에서, 더 높은 다운포스(downforce) 또는 테이블 속도(table speed)가 이용되어 구리를 높은 제거 속도로 연마할 수 있고, 더 낮은 다운포스 또는 더 낮은 테이블 속도가 구리 CMP의 단계 2를 위해서 이용될 수 있다. 전형적으로는, 첫 번째 단계 연마는 2.5 psi 또는 그 초과의 다운-포스에서 수행된다. 두 번째 단계 연마는 1.5 psi 또는 그 미만의 다운-포스에서 수행된다. 구리 제거 속도가 웨이퍼 생산에 허용 가능한 처리량을 얻도록 높은 것이 바람직하다. 바람직하게는, 두 번째 단계 CMP를 위한 요망되는 CMP 제거 속도는 바람직하게는 적어도 3000 Å/min 또는 그 초과, 더욱 바람직하게는 4000 Å/min 초과이다. 첫 번째 단계의 경우에, 요망되는 제거 속도는 6000 Å/min 초과이다.
본 발명의 포뮬레이션은 배리어 또는 연마 정지 층에 대해서 높은 선택도로 구리를 연마할 수 있다. 구리와 배리어 층 사이의 바람직한 제거 속도 선택도는 50 초과이다. 이들 포뮬레이션은 Ta, TaN, Ti, TiN, Co, Ru를 포함한 하지만 이로 한정되는 것이 아닌 다양한 가능한 배리어/연마 정지 층들과 함께 상호 접속 물질로서 구리 또는 구리 기반 합금을 사용한 다양한 집적화 구조에 사용될 수 있다.
둘 이상의 아미노산을 포함하는 본 발명의 포뮬레이션은 제거 속도가 단지 한 가지의 아미노산을 포함하는 포뮬레이션으로 얻은 슬러리에 비견되고 여전히 디싱 성능에서 상당한 감소를 제공하도록 슬러리가 포뮬레이션되게 한다. 바람직한 구체예에서, 둘 이상의 아미노산을 포함하는 슬러리 포뮬레이션의 제거 속도는 한 가지 아미노산을 포함하는 슬러리 포뮬레이션에 비해서 70% 이상인 제거 속도 및 75% 미만의 디싱의 100X100㎛ 라인 구조에 대한 디싱 r을 제공한다. 더욱 바람직한 구체예에서, 둘 이상의 아미노산을 포함하는 슬러리 포뮬레이션의 제거 속도는 한 가지 아미노산을 포함하는 슬러리 포뮬레이션에 비해서 70% 이상인 제거 속도 및 60% 미만의 디싱의 100X100㎛ 라인 구조에 대한 디싱 r을 제공한다.
본 발명은 추가로 이하 실시예에 의해서 입증된다.
일반적인 실험 과정
본원에서 기재된 관련 방법은 구리로 구성된 기판의 화학적 기계적 평탄화를 위한 상기 언급된 슬러리의 사용이 수반된다.
그러한 방법에서, CMP 연마기의 회전 가능한 압반(platen)에 고정적으로 부착되는 연마 패드 상에 기판(예, 구리 표면을 지닌 웨이퍼)을 엎어 놓는다. 이러한 방식으로, 연마되고 평탄화되는 기판이 연마 패드와 직접 접촉 상태에 놓인다. 웨이퍼 캐리어 시스템 또는 연마 헤드가 기판을 제자리에 고정하기 위해서 그리고 압반과 기판이 회전하는 동안의 CMP 공정 동안 기판의 배면에 대해서 하향 압력을 가하기 위해서 사용된다. 연마 포뮬레이션은 CMP 공정 동안에 패드상에 (일반적으로는 연속적으로) 적용되어 물질의 제거를 수행하여 기판을 평탄화시킨다.
본원에 기재된 연마 슬러리 및 관련 방법은 대부분의 기판을 포함한 광범위하게 다양한 기판의 CMP에 효과적이고, 구리 기판을 연마하기에 특히 유용하다.
이하 나타낸 실시예에서, CMP 실험은 이하 주어진 과정 및 실험 조건을 이용하여 수행되었다.
실시예에서 사용된 CMP 도구는 미국 95054 캘리포니아 산타 클라라 3050 보우어즈 애브뉴 소재의 Applied Materials에 의해서 제작된 Mirra®이다.
연마는 Dow Chemicals로부터의 IC1010® 패드 상에서 200 mL/min의 슬러리 유량과 함께 93 RPM의 테이블-속도로 수행되었다. 제거 속도 데이터를 위해서, 전착된 구리 웨이퍼를 연마에 사용하였다. 디싱 데이터는 Ta/TaN 배리어 층을 지닌 TEOS 유전체 내의 Cu 라인을 지닌 MIT854 패턴화된 웨이퍼에 대해서 얻었다. 패턴화된 웨이퍼 연마는 연마의 첫 번째 단계를 위한 1분 동안의 2.5 psi 다운포스에서의 연마 다음에, 정해진 연마 종료점까지의 1.5 psi에서의 연마를 포함한다. 정해진 종료점은 Mirra®상의 광학적 종료점에 의해서 검출하는 경우에 구리가 패턴화된 웨이퍼 표면으로부터 없어진 후 20초였다. 디싱 측정은 프로필로메트리 기술(profilometric technique)을 이용하여 수행되었다.
작업 실시예
실시예 1
부식 억제제로서의 215 ppm의 1,2,4-트리아졸, 63 ppm의 콜로이드성 실리카(평균 입자 크기-MPS는 약 48nm였고, Fuso에 의해서 공급됨); 550 ppm의 Dynol 607, 1 중량%의 과산화수소를 포함하지만 아미노산의 조성이 다르고 나머지로서의 물을 포함하는 CMP 포뮬레이션 모두가 표 1에 기재되어 있다.
표 1
Figure pat00001
표 2
Figure pat00002
1.5 psi 및 2.5 psi 다운포스에서의 Cu 제거 속도 및 포뮬레이션으로부터의 100x100㎛ 라인 구조 상의 디싱 데이터 둘 모두가 표 2에 기재되어 있다. 디싱 데이터는 1.5 다운-포스에서 패턴화된 웨이퍼를 연마하면서 배리어 층에서 중지하는 동안에 얻어졌다.
조합된 아미노산을 지니는 포뮬레이션이 제거 속도를 저하시키지 않으면서 디싱의 감소를 유도했다는 것이 데이터 결과로부터 명확하다. 포뮬레이션 3에서 나타낸 바와 같이, 아미노산의 조합에 의해서 디싱을 감소시키면서 제거 속도를 증가시키는 것이 또한 가능하였다.
이들 이중 킬레이터 조합 중에, 글리신/바이신 또는 글리신/사르코신이 각각 465Å 및 437Å의 100x100㎛ 라인에 대한 비교적 낮은 광폭 구리 라인 디싱을 생성시켰다.
실시예 2
글리신, 부식 억제제로서의 215 ppm의 1,2,4-트리아졸, 살생물제로서의 1.9 ppm의 Kathon II, 및 연마제로서의 62.5 ppm의 콜로이드성 실리카(MPS는 약 48nm였고, Fuso에 의해서 공급됨), 산화제로서의 1.0 중량%의 H2O2 및 나머지로서의 물을 포함하는 포뮬레이션 9-14 모두가 표 3에 기재되어 있다. 모든 포뮬레이션은 다양한 첨가제로 제조되었다. 포뮬레이션 12-16 모두는 바이신을 포함한다.
표 3
Figure pat00003
포뮬레이션은 다양한 양의 글리신과 바이신으로 제조되어 글리신만을 포함하는 포뮬레이션으로 얻은 제거 속도와 유사한 제거 속도를 제공하였다.
표 4는 표 3에 열거된 포뮬레이션의 Cu 제거 속도 및 100x100㎛ 라인에 대한 디싱을 요약하고 있다. 데이터는 바이신을 사용하지 않은 포뮬레이션에 상대적으로 기록되었다.
표 4에 나타낸 바와 같이, 비견되는 제거 속도를 제공하도록 선택된 농도로 글리신과 바이신의 조합을 이용하여 디싱의 극적인 감소를 얻었다는 것이 명백하다. 최상의 디싱 성능은 Non-idet P40 첨가제 및 글리신과 바이신의 조합으로 얻었다.
표 4
Figure pat00004
실시예 3
한 가지의 아미노산을 포함하는 포뮬레이션을 두 가지의 아미노산의 조합과 비교하기 위해서 포뮬레이션들을 제조하였다.
포뮬레이션 15-17은 또한, 표 5에 나타낸 바와 같이, 부식 억제제로서의 215ppm의 1,2,4-트리아졸, 살생물제로서의 1.9ppm의 Kathon II, 디싱 감소제로서의 0.1%의 Nonidet P40 및 연마제로서의 62.5ppm의 콜로이드성 실리카(MPS는 약 48nm였고, Fuso에 의해서 공급됨), 산화제로서의 1.0 중량% H2O2 및 나머지로서의 물을 포함하였다.
표 5
Figure pat00005
포뮬레이션에 의한 Cu 제거 속도 및 100x100㎛ 라인에 대한 디싱이 표 6에 기재되어 있다.
표 6
Figure pat00006
글리신과 알라닌 둘 모두를 포함하는 포뮬레이션(포뮬레이션 17)은 Cu 제거 속도에서의 상당한 저하 없이 글리신 또는 알라닌을 단독으로 포함하는 포뮬레이션에 비해서 현저하게 감소된 디싱을 입증하였다.
실시예 4
포뮬레이션 18(한 가지의 아미노산, 즉, 단지 글리신) 및 포뮬레이션 19(두 가지의 아미노산, 즉, 글리신 및 바이신)를 1.5 psi 다운포스에서의 높은 구리 제거 속도를 제공하도록 제조하였다. 포뮬리이션은 또한 물, 0.215 중량%의 1,2,4-트리아졸, 1.9ppm의 Kathon II, 0.025 중량%의 고순도 콜로이드성 실리카(MPS는 약 48nm였고, Fuso에 의해서 공급됨), 1.0 중량%의 H2O2를 포함하였다. 둘 모두의 포뮬레이션은 약 7.25의 pH를 지녔다.
포뮬레이션들이 표 7에 기재되어 있다.
표 7
Figure pat00007
포뮬레이션에 의한 Cu 제거 속도 및 100x100㎛ 라인에 대한 디싱이 표 8에 기재되어 있다.
표 8
Figure pat00008
표 8에 나타낸 바와 같이, 글리신과 바이신의 조합(포뮬레이션 19)는 단지 글리신을 기반으로 하는 포뮬레이션 보다 100x100㎛ 라인 피처(feature)에 대해서 현저하게 감소된 Cu 라인 디싱을 제공하였다.
실시예 5
포뮬레이션 20(한 가지의 아미노산, 즉, 단지 글리신) 및 포뮬레이션 21(두 가지의 아미노산, 즉, 글리신 및 DL-알라닌)를 1.5 psi 다운포스에서의 높은 구리 제거 속도를 제공하도록 제조하였다. 포뮬리이션은 또한 물, 0.215 중량%의 1,2,4-트리아졸, 1.9ppm의 Kathon II, 0.025 중량%의 고순도 콜로이드성 실리카(MPS는 약 48nm였고, Fuso에 의해서 공급됨), 1.0 중량%의 H2O2를 포함하였다. 둘 모두의 포뮬레이션은 약 7.25의 pH를 지녔다.
포뮬레이션들이 표 9에 기재되어 있다.
표 9
Figure pat00009
포뮬레이션에 의한 Cu 제거 속도 및 100x100㎛ 라인에 대한 디싱이 표 10에 기재되어 있다.
표 10
Figure pat00010
표 10에 또한 나타낸 바와 같이, 두 가지 아미노산의 조합, 즉, 글리신과 라이신(포뮬레이션 21)은 단지 글리신을 기반으로 하는 포뮬레이션 보다 100x100㎛ 라인 피처에 대해서 현저하게 감소된 Cu 라인 디싱을 제공하였다.
실시예 6
특정한 포뮬레이션 I 및 II가 표 11에 기재되어 있다.
포뮬레이션 I은 이중 킬레이터, 즉, 두 가지의 아미노산을 지녔다. 포뮬레이션 II은 단지 한 가지의 아미노산을 지녔다. 포뮬레이션에 대한 pH는 약 6.15-6.25이었다.
두 가지의 아미노산을 포함하는 포뮬레이션 I에 의한 CMP 성능을 단지 한 가지의 아미노산을 포함하는 포뮬레이션 II와 비교하였다. 결과를 도 1 및 도 2에 나타냈다.
표 11
Figure pat00011
더욱 특히, 구리 연마 속도가 도 1에 도시되어 있다. 디싱 성능은 도 2에 도시되어 있다.
도 1 및 도 2로부터 명확한 바와 같이, (증가된) 제거 속도에 관한 성능 및 (극적으로 감소된) 다양한 라인 너비를 가로지른 디싱에서의 명확한 개선을 두 가지 아미노산을 지닌 슬러리를 사용하면서 얻었다.
본 발명에서의 포뮬레이션 조작 및 최적화는 디싱 성능에서의 현저한 개선을 제공하였다. 광범위한 구리 라인-너비를 가로질러 디싱이 발생하는 점에 이르기까지의 개선은 피처 크기에 무관함을 나타냈다.
작업 실시예를 포함한 상기 열거된 본 발명의 구체예는 본 발명을 구성시킬 수 있는 다양한 구체예의 예시이다. 공정의 다양한 다른 형태가 이용될 수 있으며, 공정에서 사용되는 재료들이 특이적으로 개시된 것들이 아닌 다양한 재료로부터 선택될 수 있음을 고려해야 한다.

Claims (21)

  1. 0.001 내지 0.25 중량%의 미립자 물질,
    0.01 내지 16 중량%의 두 가지 이상의 아미노산,
    0.25 내지 5 중량%의 산화제,
    0.1 ppm 내지 2 중량%의 부식 억제제,
    및
    나머지로서의 물을 포함하는 구리 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing: CMP) 포뮬레이션(formulation)으로서;
    미립자 물질이 흄드 실리카(fumed silica), 콜로이드성 실리카, 흄드 알루미나, 콜로이드성 알루미나, 세륨 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 운모, 수화된 알루미늄 실리케이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고, 포뮬레이션이 2 내지 12의 pH를 지니는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  2. 제 1항에 있어서, 아미노산이 아미노아세트산(글리신), 세린, 라이신, 글루타민, L-알라닌, DL-알라닌, 베타-알라닌, 이미노아세트산, 아스파라긴, 아스파르트산, 발린, 사르코신, 바이신, 트리신, 프롤린, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 슬러리에 사용된 한 가지의 아미노산 대 또 다른 아미노산의 중량 농도 비가 1:99 내지 99:1 범위인 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  3. 제 1항에 있어서, 산화제가 과산화수소, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 퍼클로레이트, 암모늄 퍼설페이트, 벤조일 퍼옥사이드, 브로메이트, 칼슘 하이포클로라이트, 세릭 설페이트(ceric sulfate), 클로레이트, 크롬 트리옥사이드(chromium trioxide), 페릭 트리옥사이드(ferric trioxide), 페릭 클로라이드, 아이오데이트, 요오드, 마그네슘 퍼클로레이트, 마그네슘 디옥사이드, 니트레이트, 과요오드산, 과망간산, 포타슘 디크로메이트, 포타슘 페리시아네이트, 포타슘 퍼망가네이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 비스무테이트, 소듐 클로라이트, 소듐 디크로메이트, 소듐 니트라이트, 소듐 퍼보레이트, 설페이트, 퍼아세트산, 우레아-과산화수소, 과염소산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 모노퍼설페이트, 디퍼설페이트, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  4. 제 1항에 있어서, 부식 억제제가 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-벤조트리아졸, 5-메틸벤조트리아졸, 벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 4-하이드록시벤조트리아졸, 4-아미노-4H-1,2,4-트리아졸, 벤즈이미다졸; 5-아미노 트리아졸, 벤조티아졸, 트리아진티올, 트리아진디티올, 및 트리아진트리티올; 이소시아누레이트 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 질소 함유 사이클릭 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  5. 제 1항에 있어서, 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 설페이트 또는 설포네이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트, 글리세롤 에톡실레이트, 폴리소르베이트 계면활성제, 비-이온성 알킬 에톡실레이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트-블록-에톡실레이트, 아민 옥사이드 계면활성제, 글리콜산 에톡실레이트 올레일 에테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 에톡실화된 알코올, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 소포 분산액(polyether defoaming dispersion), 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 계면활성제를 추가로 포함하는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  6. 제 5항에 있어서, 미립자 물질이 콜로이드성 실리카이고; 아미노산이 아미노아세트산(글리신), 알라닌, 바이신, 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 산화제가 과산화수소이고; 부식 억제제가 1,2,4-트리아졸 및 5-아미노 트리아졸로 이루어진 군으로부터 선택되고; 계면활성제가 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되고; 물이 탈이온수이고; pH가 6 내지 8인 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  7. 제 1항에 있어서, pH 조절제, 살생물제, 분산제, 및 습윤화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 추가로 포함하는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션.
  8. 구리 함유 표면을 지니는 반도체 기판을 제공하는 단계;
    연마 패드를 제공하는 단계;
    0.001 내지 0.25 중량%의 미립자 물질,
    0.01 내지 16 중량%의 두 가지 이상의 아미노산,
    0.25 내지 5 중량%의 산화제,
    0.1 ppm 내지 2 중량%의 부식 억제제,
    및
    나머지로서의 물을 포함하는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션을 제공하는 단계;
    반도체 기판의 표면을 연마 패드 및 화학적 기계적 연마 포뮬레이션과 접촉시키는 단계; 및
    반도체의 표면을 연마하는 단계를 포함하는, 구리 함유 반도체 기판을 화학적 기계적 연마하기 위한 방법으로서,
    미립자 물질이 흄드 실리카, 콜로이드성 실리카, 흄드 알루미나, 콜로이드성 알루미나, 세륨 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 운모, 수화된 알루미늄 실리케이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 포뮬레이션이 2 내지 12의 pH를 지니고;
    구리 함유 표면의 일부 또는 전부가 연마 패드 및 화학적 기계적 연마 포뮬레이션 둘 모두와 접촉되어 있는 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 아미노산이 아미노아세트산(글리신), 세린, 라이신, 글루타민, L-알라닌, DL-알라닌, 베타-알라닌, 이미노아세트산, 아스파라긴, 아스파르트산, 발린, 사르코신, 바이신, 트리신, 프롤린, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 슬러리에 사용된 한 가지의 아미노산 대 또 다른 아미노산의 중량 농도 비가 1:99 내지 99:1 범위인 방법.
  10. 제 8항에 있어서, 산화제가 과산화수소, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 퍼클로레이트, 암모늄 퍼설페이트, 벤조일 퍼옥사이드, 브로메이트, 칼슘 하이포클로라이트, 세릭 설페이트(ceric sulfate), 클로레이트, 크롬 트리옥사이드(chromium trioxide), 페릭 트리옥사이드(ferric trioxide), 페릭 클로라이드, 아이오데이트, 요오드, 마그네슘 퍼클로레이트, 마그네슘 디옥사이드, 니트레이트, 과요오드산, 과망간산, 포타슘 디크로메이트, 포타슘 페리시아네이트, 포타슘 퍼망가네이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 비스무테이트, 소듐 클로라이트, 소듐 디크로메이트, 소듐 니트라이트, 소듐 퍼보레이트, 설페이트, 퍼아세트산, 우레아-과산화수소, 과염소산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 모노퍼설페이트, 디퍼설페이트, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  11. 제 8항에 있어서, 부식 억제제가 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-벤조트리아졸, 5-메틸벤조트리아졸, 벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 4-하이드록시벤조트리아졸, 4-아미노-4H-1,2,4-트리아졸, 벤즈이미다졸; 벤조티아졸, 5-아미노 트리아졸, 트리아진티올, 트리아진디티올, 및 트리아진트리티올; 이소시아누레이트 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 질소 함유 사이클릭 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  12. 제 8항에 있어서, CMP 포뮬레이션이 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 설페이트 또는 설포네이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트, 글리세롤 에톡실레이트, 폴리소르베이트 계면활성제, 비-이온성 알킬 에톡실레이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트-블록-에톡실레이트, 아민 옥사이드 계면활성제, 글리콜산 에톡실레이트 올레일 에테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 에톡실화된 알코올, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 소포 분산액, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 계면활성제를 추가로 포함하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 미립자 물질이 콜로이드성 실리카이고; 아미노산이 아미노아세트산(글리신), 알라닌, 바이신, 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 산화제가 과산화수소이고; 부식 억제제가 1,2,4-트리아졸 및 5-아미노 트리아졸로 이루어진 군으로부터 선택되고; 계면활성제가 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되고; 물이 탈이온수이고; pH가 6 내지 8인 방법.
  14. 제 8항에 있어서, CMP 포뮬레이션이 pH 조절제, 살생물제, 분산제 및 습윤화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가로 포함하는 방법.
  15. 구리 함유 표면을 지니는 반도체 기판;
    연마 패드; 및
    0.001 내지 0.25 중량%의 미립자 물질,
    0.01 내지 16 중량%의 두 가지 이상의 아미노산,
    0.25 내지 5 중량%의 산화제,
    0.1 ppm 내지 2 중량%의 부식 억제제,
    및
    나머지로서의 물을 포함하는 구리 화학적 기계적 연마(CMP) 포뮬레이션을 포함하는 화학적 기계적 연마를 위한 시스템(system)으로서,
    미립자 물질이 흄드 실리카, 콜로이드성 실리카, 흄드 알루미나, 콜로이드성 알루미나, 세륨 옥사이드, 티타늄 디옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 운모, 수화된 알루미늄 실리케이트, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되고; 포뮬레이션이 2 내지 12의 pH를 지니고;
    구리 함유 표면의 일부 또는 전부가 연마 패드 및 화학적 기계적 연마 포뮬레이션 둘 모두와 접촉되어 있는 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 아미노산이 아미노아세트산(글리신), 세린, 라이신, 글루타민, L-알라닌, DL-알라닌, 베타-알라닌, 이미노아세트산, 아스파라긴, 아스파르트산, 발린, 사르코신, 바이신, 트리신, 프롤린, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고; 슬러리에 사용된 한 가지의 아미노산 대 또 다른 아미노산의 중량 농도 비가 1:99 내지 99:1 범위인 시스템.
  17. 제 15항에 있어서, 산화제가 과산화수소, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 퍼클로레이트, 암모늄 퍼설페이트, 벤조일 퍼옥사이드, 브로메이트, 칼슘 하이포클로라이트, 세릭 설페이트(ceric sulfate), 클로레이트, 크롬 트리옥사이드(chromium trioxide), 페릭 트리옥사이드(ferric trioxide), 페릭 클로라이드, 아이오데이트, 요오드, 마그네슘 퍼클로레이트, 마그네슘 디옥사이드, 니트레이트, 과요오드산, 과망간산, 포타슘 디크로메이트, 포타슘 페리시아네이트, 포타슘 퍼망가네이트, 포타슘 퍼설페이트, 소듐 비스무테이트, 소듐 클로라이트, 소듐 디크로메이트, 소듐 니트라이트, 소듐 퍼보레이트, 설페이트, 퍼아세트산, 우레아-과산화수소, 과염소산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 모노퍼설페이트, 디퍼설페이트, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
  18. 제 15항에 있어서, 부식 억제제가 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-벤조트리아졸, 5-메틸벤조트리아졸, 벤조트리아졸, 1-하이드록시벤조트리아졸, 4-하이드록시벤조트리아졸, 4-아미노-4H-1,2,4-트리아졸, 5-아미노 트리아졸; 벤즈이미다졸; 벤조티아졸, 트리아진티올, 트리아진디티올, 및 트리아진트리티올; 이소시아누레이트 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 질소 함유 사이클릭 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
  19. 제 15항에 있어서, CMP 포뮬레이션이 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 설페이트 또는 설포네이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트, 글리세롤 에톡실레이트, 폴리소르베이트 계면활성제, 비-이온성 알킬 에톡실레이트 계면활성제, 글리세롤 프로폭실레이트-블록-에톡실레이트, 아민 옥사이드 계면활성제, 글리콜산 에톡실레이트 올레일 에테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 에톡실화된 알코올, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 소포 분산액, 및 이들의 조합물로 이루어진 군으로부터 선택된 계면활성제를 추가로 포함하는 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 미립자 물질이 콜로이드성 실리카이고; 아미노산이 아미노아세트산(글리신), 알라닌, 바이신, 및 사르코신으로 이루어진 군으로부터 선택되고; 산화제가 과산화수소이고; 부식 억제제가 1,2,4-트리아졸 및 5-아미노 트리아졸로 이루어진 군으로부터 선택되고; 계면활성제가 페닐 에톡실레이트 계면활성제, 아세틸렌계 디올 계면활성제, 에톡실레이트-프로폭실레이트 계면활성제, 폴리에테르 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되고; 물이 탈이온수이고; pH가 6 내지 8인 시스템.
  21. 제 15항에 있어서, CMP 포뮬레이션이 pH 조절제, 살생물제, 분산제 및 습윤화제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가로 포함하는 시스템.
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