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KR100970094B1 - 구리 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한연마 방법 - Google Patents

구리 배선 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한연마 방법 Download PDF

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KR100970094B1
KR100970094B1 KR1020070102311A KR20070102311A KR100970094B1 KR 100970094 B1 KR100970094 B1 KR 100970094B1 KR 1020070102311 A KR1020070102311 A KR 1020070102311A KR 20070102311 A KR20070102311 A KR 20070102311A KR 100970094 B1 KR100970094 B1 KR 100970094B1
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KR
South Korea
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polishing
slurry composition
salts
copper
barrier
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노종일
츄호머
정영철
이인경
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제일모직주식회사
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Abstract

본 발명은 구리 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 탈이온수를 용매로 하며, 산화제, 유기산, 부식 억제제 및 특정 입경과 회합도를 갖는 금속산화물을 연마 목적에 따라 선택적으로 사용하여 구리 배선, 배리어막, 및 절연막에 대한 연마속도를 조절함으로써 이로젼(erosion) 및 디싱(dishing) 현상을 최소화함과 동시에 슬러리 조성물의 저장 안정성을 향상시킨 CMP 슬러리 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면 이로젼 및 디싱 현상이 최소화되고 슬러리 조성물의 저장 안정성이 개선된 구리 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법을 제공할 수 있다.
구리, 배선, 연마, CMP, 슬러리, 입경, 회합도, 배리어막, 절연막, 이로젼, 디싱, 저장 안정성

Description

구리 배선 연마용 ＣＭＰ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법{CMP slurry composition for polishing copper line and polishing method using the same}
본 발명은 반도체 전도층의 금속막 연마용 CMP 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 전도층이 구리(Cu)로 형성된 금속막을 연마 대상으로 하는 CMP 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법에 관한 것이다.
CMP 공정이란 반도체 제조 시 웨이퍼 표면을 연마 패드(pad)와 슬러리 조성물을 이용하여 평탄화시키는 것으로, 연마 패드 및 웨이퍼를 접촉시킨 다음 연마 패드와 웨이퍼를 회전 및 직선 운동을 혼합한 오비탈 운동을 실시하면서 연마제가 포함된 슬러리 조성물을 이용하여 연마하는 공정이다. CMP 공정에 사용되는 슬러리 조성물은 크게 물리적 작용을 하는 연마 입자와 화학적 작용을 하는 에천트(etchant) 등의 화합물로 구성되어 있다. 따라서 슬러리 조성물은 물리적인 작용과 화학적 작용에 의해서 웨이퍼 표면에 노출된 부분을 선택적으로 식각하여 보다 최적화되고 광범위한 평탄화 공정을 수행한다.
구리 배선 연마에 있어서 이종 막질에 대한 연마속도 조절이 매우 중요하다. 구리 배선 연마 시 연마 대상은 직접적으로 구리 배선뿐만 아니라, 배리어(barrier)막과 절연막(passivation layer)을 포함한다. 이때 구리 배선에 대한 연마속도와 다른 두 가지 막질에 대한 연마속도 차이에 의해 연마 성능이 좌우된다.
구리 배선 연마는 일반적으로 세 단계로 나누어서 진행되고 각 단계별로 요구사항이 다르다. 첫 번째 연마 단계(Bulk copper polishing step)는 잉여 구리를 빠르게 제거하는 것이 목적이며, 두 번째 연마 단계(Soft landing step)에서는 구리는 제거되면서 배리어 및 절연막은 연마되지 않고 저항할 수 있어야 한다. 즉, 구리 배선과 이종 막질에 대한 연마 선택비가 높아야 한다. 이때 만약, 배리어막 및 절연막에 대한 연마 속도가 빠르면 이로젼(erosion) 및 디싱(dishing)이 커져 소자의 불량을 유발하고 공정 마진이 적어 균일한 연마성능을 구현하기가 어렵게 된다. 세 번째 연마 단계(Barrier polishing step)에서는 첫 번째와 두 번째 연마 단계에 비하여 구리 배선에 대한 연마속도는 낮추고, 배리어막 및 절연막에 대한 연마속도를 높여서 결과적으로 구리 배선과 이종 막질에 대한 연마속도를 동등하게 맞추어 균일하게 연마해야 한다. 즉, 구리 배선과 이종 막질에 대한 연마 선택비가 낮아야 한다. 이는 두 번째 연마 단계에서 발생된 이로젼 및 디싱을 제거하고 구리 잔류물(copper residue)을 완전히 제거하기 위함인데 만약 배리어막 및 절연막에 대한 연마속도가 낮으면 두 번째 단계에서 발생한 이로젼 및 디싱을 개선하지 못하게 되는 것이다.
일반적으로, 첫 번째 연마 단계와 두 번째 연마 단계에서는 연마 시의 연마 조건을 달리 할 뿐 벌크 커퍼 연마용 슬러리(Bulk copper slurry) 조성물을 동일하게 사용하며 세 번째 단계에서는 앞선 단계와는 다른, 배리어 연마용 슬러리(Barrier slurry) 조성물을 사용하여 연마하게 된다.
기존에 사용되던 구리 배선용 슬러리 조성물들은 고분자 화합물 등의 첨가제를 이용하여 이종 막질에 대한 연마속도를 제어하는 방법을 주로 사용하였다 (US6,616,717, US6,679,928, US6,699,299, JP2001-144046A). 고분자 화합물을 사용하는 기술은 절연막에 대한 연마속도를 제어하는 효과는 있었으나 슬러리 조성물의 안정성을 저해하는 단점이 있었다. 또한, 고분자 화합물은 전체 슬러리 조성물의 점성을 증가시키기 때문에, 슬러리 조성물의 이송 시에 공기 방울(bubble)이 발생되는 등 슬러리 조성물의 균일한 공급에 문제가 있었으며, 더불어, 연마 후 웨이퍼 표면에 일부 고분자가 흡착하여 소자의 성능을 떨어뜨리는 단점이 있었다.
이에 본 발명은 구리 배선, 배리어막 및 절연막에 대한 연마속도 조절이 용이하고, 고분자 등의 유기 잔류물에 의한 부작용 없이 이로젼과 디싱을 개선할 수 있으며, 슬러리 조성물의 저장 안정성이 향상된 구리 배선 연마용 CMP 슬러리 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명은 초순수, 연마제, 유기산, 산화제, 및 부식 억제제를 포함하는 구리 배선 연마용 슬러리 조성물에 있어서, 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물은 1차 입경의 평균값이 1 ~ 30nm이고, 입자 회합도가 3 이하인 연마제를 포함하고, 배리어 연마용 슬러리 조성물은 1차 입경의 평균값이 30 ~ 100nm이고, 입자 회합도가 3 이하인 연마제를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 배선 연마용 슬러리 조성물을 제공한다.
상기 연마제가 실리카인 것을 특징으로 한다.
상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물의 연마제의 1차 입경의 평균값이 10 ~ 30nm이고, 상기 배리어 연마용 슬러리 조성물의 연마제의 1차 입경의 평균값이 30 ~ 80nm인 것을 특징으로 한다.
상기 연마제의 입자 회합도가 2.5 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 연마제의 함량이 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물 전체 또는 배리어 연마용 슬러리 조성물 전체에 대하여 0.05 ~ 30 중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물에서의 연마제 함량이 전체 슬러리 조성물에 대하여 0.05 ~ 10 중량%이고, 상기 배리어 연마용 슬러리 조성물에서의 연마제 함량이 1 ~ 20 중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 유기산이 카르보닐 화합물 및 그 염, 카르복시산 화합물 및 그 염, 알콜류, 아민 함유 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 유기산이 디카르복시산 및 그 염인 것을 특징으로 한다.
상기 유기산의 함량이 전체 슬러리 조성물에 대하여 0.01 ~ 10 중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 산화제가 무기 또는 유기 과화합물(per-compounds), 브롬산 및 그 염, 질산 및 그 염, 염소산 및 그 염, 크롬산 및 그 염, 요오드산 및 그 염, 철 및 그 염, 구리 및 그 염, 희토류 금속 산화물, 전이 금속 산화물, 적혈염, 중크롬산 칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 산화제의 함량이 전체 슬러리 조성물에 대하여 0.01 ~ 30 중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 부식 억제제가 암모니아(ammonia), 알킬아민류(alkylamines), 아미노산류(amino acids), 이민류(imines), 및 아졸류(azoles)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 한다.
상기 부식 억제제가 벤조트리아졸 및 그 유도체를 포함하는 화합물인 것을 특징으로 한다.
상기 부식 억제제가 2,2'-[[5-메틸-1H-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스-에탄올(2,2'-[[(5-methyl-1H-benzotriazole-1-yl)-methyl]imino]bis-ethanol)의 이성질체 혼합물(isomeric mixture)인 것을 특징으로 한다.
상기 부식 억제제의 함량이 전체 슬러리 조성물에 대하여 0.001 ~ 2 중량%인 것을 특징으로 한다.
상기 슬러리 조성물이 pH 조절제를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 슬러리 조성물의 pH가 2 내지 4인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물을 사용하여, 구리 배선 첫 번째 연마 단계 및 두 번째 연마 단계를 진행하고, 상기 배리어 연마용 슬러리 조성물을 사용하여 구리 배선 세 번째 연마 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 구리 배선 연마 방법이 제공된다.
본 발명의 조성물은 구리 배선 연마 시 이로젼과 디싱 현상을 최소화함과 동시에 슬러리 조성물의 저장 안정성을 향상시키는 슬러리 조성물을 제공한다.
본 발명은 초순수, 연마제, 유기산, 산화제, 및 부식 억제제를 포함하는 구리 배선 연마용 슬러리 조성물에 있어서, 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물은 1차 입경의 평균값이 1 ~ 30nm이고, 입자 회합도가 3 이하인 연마제를 포함하고, 배리어 연마용 슬러리 조성물은 1차 입경의 평균값이 30 ~ 100nm이고, 입자 회합도가 3 이하인 연마제를 포함하는 것을 특징으로 하는 구리 배선 연마용 슬러리 조성물에 관한 것이다.
상기 연마제로는 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 지르코니아(ZrO2), 세리아(Ceria), 및 몰리브덴(Molybdenum) 산화물 등의 금속산화물 미분말을 사용할 수 있다. 그 중 실리카를 사용하는 것이 보다 바람직하며, 가장 바람직하게는 콜로이드 실리카(Colloidal silica)를 사용하는 것이 효과적이다.
상기 연마제의 크기는 적용 목적에 따라 달라진다. 즉, 배리어막 및 절연막에 대하여 낮은 연마속도를 얻기 위해서는 1차 입경의 평균값이 30nm 이하이어야 하는 반면에, 배리어막 및 절연막에 대하여 높은 연마속도를 얻기 위해서는 1차 입경의 평균값이 30nm 이상이어야 한다. 구리 배선 연마에 있어서 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물로 1차 입경의 평균값이 30nm를 초과하는 연마제를 사용하면 배리어 및 절연막 연마속도가 너무 높아 이로젼이 커지고 이를 극복하기 위해서는 공정시간이 짧아져야 하는데 이때 구리 잔류물이 발생하여 불량률이 높아진다. 또한 세 번째 연마단계(Barrier polishing)에서 사용하는 배리어 연마용 슬러리 조성물로 1차 입경의 평균값이 30nm 미만의 연마제를 사용하면 구리와 이종막간의 연마 선택비가 높아져 잉여연마시간(Over polishing time)이 길어질수록 이로젼(erosion) 및 디싱(dishing)이 심화되게 된다.
상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물 중 연마제의 1차 입경 평균값은 구리 배선에 대한 높은 연마 속도 및 구리 배선과 이종 막질에 대한 높은 연마 선택비 수득 관점에서 1 ~ 30nm인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 5 ~ 30nm, 가장 바람직하게는 10 ~ 30nm인 것이 효과적이다. 또한, 상기 배리어 연마용 슬러리 조성물 중 연마제의 1차 입경 평균값은 구리 배선과 이종 막질에 대한 낮은 연마 선택비와 저장 안정성, 내 스크래치 성 수득 관점에서 30 ~ 120nm인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 30 ~ 100nm, 가장 바람직하게는 30 ~ 80nm인 것이 효과적이다.
널리 알려진 바와 같이, 금속 산화물의 입경(diameter)은 1차 입경 또는 2차 입경으로 나누어 살펴 볼 수 있다. 1차 입경은 슬러리 조성물 제조 전에 측정되는 금속 산화물 개별 입자의 크기를 의미하고, 2차 입경은 슬러리 조성물 제조 후에 측정되는 입자군의 크기를 의미한다. 이때 1차 입경(d1)과 2차 입경(d2) 간의 비율을 회합도(d2/d1, aggregate ratio, d2/d1≥1)라고 하는데 균일한 연마성능을 위해서는 이 값이 3을 넘지 않아야 하며, 회합도가 2.5 이하인 것이 더 바람직하다.
이는 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물과 배리어 연마용 슬러리 조성물에 모두 공통되는 사항으로, 만일 사용하는 연마제의 회합도가 3을 초과할 경우 슬러리 조성물의 안정성이 저하되어 연마 성능 저하 및 연마 재현성 저하로 나타나게 된다.
상기 연마제의 함량은 적절한 연마 속도 및 분산 안정성 측면에서, 벌크 커 퍼 연마용 슬러리 조성물 전체 또는 배리어 연마용 슬러리 조성물 전체에 대하여 0.05 ~ 30 중량%인 것이 바람직하며, 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물에서의 연마제의 함량은 0.05 ~ 10 중량%이고, 배리어 연마용 슬러리 조성물에서의 연마제의 함량은 1 ~ 20 중량%인 것이 더 바람직하다.
본 발명에 사용되는 유기산은 산화제에 의해 산화된 구리 산화물을 킬레이트화하는 물질로써 연마속도를 증가시키고 금속산화물의 재흡착을 방지하여 결함(defect)을 감소시키는 역할을 한다. 상기 유기산은 카르보닐 화합물 및 그 염, 카르복시산 화합물 및 그 염(하나 이상의 수산화기를 함유하는 카르복시산 화합물 및 그 염, 디카르복시산 및 그 염, 트리카르복시산 및 그 염, 폴리카르복시산 및 그 염, 하나 이상의 술폰산기 및/또는 (아)인산기를 함유하는 카르복시산 화합물 및 그 염 등), 알콜류(디알콜, 트리알콜, 폴리알콜 등), 아민 함유 화합물 등이 있으며 이들은 단독 또는 2개 이상 함께 사용될 수 있다. 바람직하게는 카르복시산 화합물 및 그 염을 사용할 수 있으며, 더 바람직하게는 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 말레산(maleic acid) 등의 디카르복시산 및 그 염을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 말산 등의 하나 이상의 수산화기를 함유하는 디카르복시산 및 그 염을 사용할 수 있다.
상기 유기산의 함량은 적절한 연마 속도 및 분산 안정성을 얻고, 연마 시의 부식(corrosion)이나 피칭(pitching) 현상을 감소시키는 측면에서, 전체 슬러리 조 성물에 대하여 0.01 ~ 10 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05 ~ 5 중량%를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 산화제는 금속 표면을 산화시켜 연마하는 역할을 하며, 그 종류로는 무기 또는 유기 과화합물(per-compounds), 브롬산 및 그 염, 질산 및 그 염, 염소산 및 그 염, 크롬산 및 그 염, 요오드산 및 그 염, 철 및 그 염, 구리 및 그 염, 희토류 금속 산화물, 전이 금속 산화물, 적혈염, 중크롬산 칼륨 등이 있다. 가장 바람직하게는 과산화수소를 사용할 수 있다.
상기 산화제의 함량은 적절한 연마 속도를 얻고, 연마 시의 부식이나 피칭 현상을 감소시키는 측면에서, 전체 슬러리 조성물에 대하여 0.01 ~ 30 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.05 ~ 20 중량%를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 0.1 ~ 10 중량%로 사용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 부식 억제제는 산화제의 화학적 반응을 지연시키는 물질로써 물리적 연마가 일어나지 않는 낮은 단차 영역에서의 부식을 억제하고 연마가 일어나는 높은 단차 영역에서는 연마제의 물리적 작용에 의해 제거됨으로써 연마가 가능하게 하는 연마 조절제의 역할을 한다. 이러한 부식 억제제로는 주로 질소를 함유하는 화합물이 사용되며 그 예로써 암모니아(ammonia), 알킬아민류(alkylamines), 아미노산류(amino acids), 이민류(imines), 및 아졸류(azoles) 등이 있으며 이들은 단독 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다. 바람직하게는 환형 질소 화합물(cyclic nitrogen compound) 및 그 유도체를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 벤조트리아졸 및 그 유도체를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 2,2'-[[5-메틸-1H-벤조트리아졸-1-일]메틸]이미노]비스-에탄올(2,2'-[[(5-methyl-1H-benzotriazole-1-yl)- methyl]imino]bis-ethanol)의 이성질체 혼합물(isomeric mixture)을 사용할 수 있다.
상기 부식 억제제의 함량은 부식 억제 효과의 달성과 적절한 연마 속도 수득, 슬러리 안정성 저하 방지 측면에서 전체 슬러리 조성물에 대하여 0.001 ~ 2 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.01 ~ 1 중량%를 사용할 수 있다.
이외에, CMP 슬러리 조성물의 연마 성능을 확보하기 위하여 질산, 황산, 인산, 염산 등의 산성 물질 또는 KOH, TMAH 등의 염기성 물질을 사용하여 CMP 슬러리 조성물의 pH를 2~4로 조절할 수 있다.
본 발명의 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물을 사용하여 첫 번째 연마 단계에서 잉여 구리를 빠르게 제거하고, 두 번째 연마 단계에서는 첫 번째 연마 단계와 동일한 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물을 사용하되, 연마 압력을 낮춤으로써 구리는 제거되면서 배리어 및 절연막은 제거되지 않도록 하며, 세 번째 연마 단계에서 는 본 발명의 배리어 연마용 슬러리 조성물을 사용하여 두 번째 연마 단계에서 배리어 및 절연막에 발생된 이로젼 및 디싱을 제거하고 구리 잔류물을 완전히 제거할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
[실시예 1]
벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물로 표 1의 ST-O를 사용하여 연마제 10g, 표 2의 말산 5g, 표 2의 부식 억제제 5g, 탈이온수 950g이 포함되도록 하고, pH는 질산을 사용하여 2.1이 되도록 맞추었다. 상기 조성물에 과산화수소 30g을 연마 직전에 혼합한 후 1분간 교반한 이후에 아래와 같은 조건에서 1차 연마와 2차 연마를 차례로 진행하였다. 이후, 배리어 연마용 슬러리 조성물로 표 1의 PL-3를 사용하여 연마제 100g, 표 2의 말산 4g, 표 2의 부식 억제제 1g, 탈이온수 877g으로 포함되도록 하고, pH는 질산을 사용하여 2.1이 되도록 맞추었다. 상기 조성물에 과산화수소 18g을 연마 직전에 혼합한 후 1분간 교반한 이후에 표 3과 같은 조건에서 3차 연마를 진행하였다. 각 단계별 연마 결과를 표 4에 나타내었다.
[실시예 2 내지 3, 비교예 1 내지 3]
표 1과 같은 연마 입자와 표 2와 같은 조성을 갖는 조성물을 사용하여 실시예 1과 같은 방법으로 슬러리 조성물을 제조한 후, 실시예 1과 같은 연마 조건 하에서 1차, 2차, 및 3차 연마를 진행하였으며, 그 결과는 표 4에 나타내었다.
Figure 112007072829032-pat00001
※ Abrasive 정보
ㆍST-O : Nissan, 1차 입경의 평균 15nm
ㆍPL-3 : Fuso, 1차 입경의 평균 35nm
ㆍPL-7 : Fuso, 1차 입경의 평균 70nm
ㆍLudox HAS : Grace, 1차 입경의 평균 12nm
Figure 112007072829032-pat00002
※ 말산(Malic acid) : 삼전화학, 99%, DL-Malic acid
부식 억제제 : Ciba Chemical, 제품명 Irgamet42, 70%
isomeric mixture of 2,2'-[[(5-methyl-1H-benzotriazole-1-yl)-
methyl]imino]bis-ethanol
연마 조건
o 연마기 Model: Mirra (AMAT社)
o 공정조건:
- Pad type: IC1000/SubaⅣ Stacked(Rodel社)
- 온 도 : 25℃
Figure 112007072829032-pat00003
o 연마대상 : 8인치 구리, PE-TEOS 블랭킷(blanket) 웨이퍼
8인치 구리 패턴 웨이퍼 (854CMP200, ATDF)
Figure 112007072829032-pat00004
＊ : 2차 연마 후 배리어 막질이 갈려서 절연막이 드러나는 현상 발생
※ 이로젼 측정 위치 : 0.18㎛, 50% density,
디싱 측정 위치 : 100㎛ Line
각 연마 단계별로 적합한 연마 입자를 사용한 경우에는 최종 연마 후의 디싱 및 이로젼 값이 낮았으나 한 단계라도 적합하지 않은 입자를 사용한 경우에는 디싱 및 이로젼 값이 높게 나옴을 확인할 수 있었다.
[실시예 4 내지 6, 비교예 4 내지 6]
표 5의 입자와 표 2의 조성물을 사용하여, 과산화수소를 첨가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법으로 슬러리 조성물을 제조한 후, 상온에서의 저장안정성을 측정하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
Figure 112007072829032-pat00005
※ Abrasive 정보
ㆍST-O : Nissan, 1차 입경의 평균 15nm
ㆍPL-3 : Fuso, 1차 입경의 평균 35nm
ㆍLudox HAS : Grace, 1차 입경의 평균 12nm
ㆍLevasil 100s/30 : H.C. Starck, 1차 입경의 평균 30nm
ㆍLevasil 200s/30 : H.C. Starck, 1차 입경의 평균 15nm
ㆍLudox CL-P : Grace, 1차 입경의 평균 20nm
Figure 112007072829032-pat00006
※ 회합도 = 슬러리 제조 후 2차 입경의 평균/1차 입경의 평균
N.S. : 침전되지 않음(Not Settled)
S. : 침전됨(Settled)
연마 입자의 회합도가 3을 넘는 경우, 상온에서의 저장 안정성이 매우 취약함을 확인할 수 있었다.

Claims (18)

  1. 구리 배선의 연마방법에 있어서,
    1차 입경의 평균값이 1 ~ 30 nm이고 입자 회합도가 3 이하인 연마제 0.05 ~ 10 중량%, 유기산 0.01 ~ 10 중량%, 산화제 0.01 ~ 30 중량%, 부식 억제제 0.001 ~ 2 중량% 및 여분의 초순수를 포함하는 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 구리막을 연마하는 단계; 및
    1차 입경의 평균값이 35 ~ 100 nm이고 입자 회합도가 3 이하인 연마제 1 ~ 20 중량%, 유기산 0.01 ~ 10 중량%, 산화제 0.01 ~ 30 중량%, 부식 억제제 0.001 ~ 2 중량% 및 여분의 초순수를 포함하는 배리어 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 배리어막 및 절연막을 연마하는 단계
    를 포함하되, 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물과 배리어 연마용 슬러리 조성물은 고분자 화합물을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 연마방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물의 연마제의 1차 입경의 평균값은 10 ~ 30nm이고, 상기 배리어 연마용 슬러리 조성물의 연마제의 1차 입경의 평균값은 35 ~ 80nm인 것을 특징으로 하는 연마방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물 및 배리어 연마용 슬러리 조성물에서 상기 연마제의 입자 회합도는 각각 독립적으로 2.5 이하인 것을 특징으로 하는 연마방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물 및 배리어 연마용 슬러리 조성물에서 상기 유기산은 각각 독립적으로 카르보닐 화합물 및 그 염, 카르복시산 화합물 및 그 염, 알콜류, 및 아민 함유 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 연마방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서, 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물 및 배리어 연마용 슬러리 조성물에서 상기 산화제는 각각 독립적으로 무기 또는 유기 과화합물(per-compounds), 브롬산 및 그 염, 질산 및 그 염, 염소산 및 그 염, 크롬산 및 그 염, 요오드산 및 그 염, 철 및 그 염, 구리 및 그 염, 희토류 금속 산화물, 전이 금속 산화물, 적혈염, 및 중크롬산 칼륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 연마방법.
  11. 삭제
  12. 제 1항에 있어서, 상기 벌크 커퍼 연마용 슬러리 조성물 및 배리어 연마용 슬러리 조성물에서 상기 부식 억제제는 각각 독립적으로 암모니아(ammonia), 알킬아민류(alkylamines), 아미노산류(amino acids), 이민류(imines), 및 아졸류(azoles)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 연마방법.
  13. 삭제
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  17. 삭제
  18. 삭제
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