KR102680119B1 - 양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 갖는 텅스텐-가공 슬러리 - Google Patents
양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 갖는 텅스텐-가공 슬러리 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102680119B1 KR102680119B1 KR1020187014471A KR20187014471A KR102680119B1 KR 102680119 B1 KR102680119 B1 KR 102680119B1 KR 1020187014471 A KR1020187014471 A KR 1020187014471A KR 20187014471 A KR20187014471 A KR 20187014471A KR 102680119 B1 KR102680119 B1 KR 102680119B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- composition
- cationic surfactant
- tungsten
- cationic
- polishing
- Prior art date
Links
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 229920000858 Cyclodextrin Polymers 0.000 title claims abstract description 102
- HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N schardinger α-dextrin Chemical compound O1C(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC(C(O)C2O)C(CO)OC2OC(C(C2O)O)C(CO)OC2OC2C(O)C(O)C1OC2CO HFHDHCJBZVLPGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 39
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 232
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 226
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 108
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 107
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 107
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 94
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 63
- 229940097362 cyclodextrins Drugs 0.000 claims abstract description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 257
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 183
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 114
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 claims description 64
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- -1 nitrogen-containing compound Chemical class 0.000 claims description 54
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 50
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 48
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 46
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 46
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 29
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 27
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 22
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 22
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims description 21
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 21
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 15
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229960004853 betadex Drugs 0.000 claims description 10
- 239000001116 FEMA 4028 Substances 0.000 claims description 9
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N beta-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO WHGYBXFWUBPSRW-FOUAGVGXSA-N 0.000 claims description 8
- MUMVIYLVHVCYGI-UHFFFAOYSA-N n,n,n',n',n",n"-hexamethylmethanetriamine Chemical group CN(C)C(N(C)C)N(C)C MUMVIYLVHVCYGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000011175 beta-cyclodextrine Nutrition 0.000 claims description 7
- 229920001450 Alpha-Cyclodextrin Polymers 0.000 claims description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 22
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 21
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 20
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 15
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 15
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 11
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 10
- WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M tetramethylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].C[N+](C)(C)C WGTYBPLFGIVFAS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 10
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 9
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 9
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 8
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M tetrabutylammonium hydroxide Chemical compound [OH-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC VDZOOKBUILJEDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 8
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- UMVBXBACMIOFDO-UHFFFAOYSA-N [N].[Si] Chemical compound [N].[Si] UMVBXBACMIOFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 6
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 6
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 5
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 5
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 4
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 4
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 4
- 150000003868 ammonium compounds Chemical class 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002939 deleterious effect Effects 0.000 description 3
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N iron(2+) dinitrate nonahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O QZRHHEURPZONJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 3
- KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N periodic acid Chemical compound OI(=O)(=O)=O KHIWWQKSHDUIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000004714 phosphonium salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMKUSFIBHAUBIJ-UHFFFAOYSA-N 1-hexylpyridin-1-ium Chemical compound CCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 AMKUSFIBHAUBIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylpiperidin-4-one Chemical compound CS(=O)(=O)N1CCC(=O)CC1 RTBFRGCFXZNCOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XJBZQYZBUDQHEW-UHFFFAOYSA-N 1-octyl-4-(1-octylpyridin-1-ium-4-yl)pyridin-1-ium Chemical compound C1=C[N+](CCCCCCCC)=CC=C1C1=CC=[N+](CCCCCCCC)C=C1 XJBZQYZBUDQHEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNCSCQSQSGDGES-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[bis(carboxymethyl)amino]propyl-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)C(C)CN(CC(O)=O)CC(O)=O XNCSCQSQSGDGES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004070 6 membered heterocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-L Malonate Chemical compound [O-]C(=O)CC([O-])=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N Phosphorous acid Chemical class OP(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N anhydrous glutaric acid Natural products OC(=O)CCCC(O)=O JFCQEDHGNNZCLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 2
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 2
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 2
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229960000800 cetrimonium bromide Drugs 0.000 description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 230000009881 electrostatic interaction Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- GDSRMADSINPKSL-HSEONFRVSA-N gamma-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO GDSRMADSINPKSL-HSEONFRVSA-N 0.000 description 2
- 229940080345 gamma-cyclodextrin Drugs 0.000 description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 2
- 229950006187 hexamethonium bromide Drugs 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N iron(2+);dinitrate Chemical compound [Fe+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MVFCKEFYUDZOCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 239000000693 micelle Substances 0.000 description 2
- TXXHDPDFNKHHGW-UHFFFAOYSA-N muconic acid Chemical compound OC(=O)C=CC=CC(O)=O TXXHDPDFNKHHGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N nonanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCC(O)=O BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M perbromate Chemical compound [O-]Br(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-N perbromic acid Chemical compound OBr(=O)(=O)=O LLYCMZGLHLKPPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000864 peroxy group Chemical group O(O*)* 0.000 description 2
- WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N pimelic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCC(O)=O WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N suberic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCC(O)=O TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPSXSAPXXJTOU-UHFFFAOYSA-L trimethyl-[6-(trimethylazaniumyl)hexyl]azanium;dibromide Chemical compound [Br-].[Br-].C[N+](C)(C)CCCCCC[N+](C)(C)C FAPSXSAPXXJTOU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- XVOUMQNXTGKGMA-OWOJBTEDSA-N (E)-glutaconic acid Chemical compound OC(=O)C\C=C\C(O)=O XVOUMQNXTGKGMA-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M (z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound C\C([O-])=C\C(C)=O POILWHVDKZOXJZ-ARJAWSKDSA-M 0.000 description 1
- KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylguanidine Chemical compound CN(C)C(=N)N(C)C KYVBNYUBXIEUFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJXXJELUFOEVBF-UHFFFAOYSA-L 1,5-dimethyl-1,5-diazoniabicyclo[3.2.2]nonane;dibromide Chemical compound [Br-].[Br-].C1C[N+]2(C)CC[N+]1(C)CCC2 OJXXJELUFOEVBF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- FFYRIXSGFSWFAQ-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylpyridin-1-ium Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 FFYRIXSGFSWFAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYJGWFYJRVCTAW-UHFFFAOYSA-N 1-heptyl-4-pyridin-4-ylpyridin-1-ium Chemical compound C1=C[N+](CCCCCCC)=CC=C1C1=CC=NC=C1 WYJGWFYJRVCTAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 1-hexanamine Chemical compound CCCCCCN BMVXCPBXGZKUPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJAOGUFAAWZWNI-UHFFFAOYSA-N 1-n,1-n,4-n,4-n-tetramethylbenzene-1,4-diamine Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N(C)C)C=C1 CJAOGUFAAWZWNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VQNQTIUCMJTZGX-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl(triphenyl)phosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CCO)C1=CC=CC=C1 VQNQTIUCMJTZGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOYBEXQHNURCGE-UHFFFAOYSA-N 3-ethoxypropan-1-amine Chemical compound CCOCCCN SOYBEXQHNURCGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVRHDWRSHRSHHS-UHFFFAOYSA-N 3-hydroxysilylpropan-1-amine Chemical compound NCCC[SiH2]O JVRHDWRSHRSHHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIKUBYKUYUSRSM-UHFFFAOYSA-N 3-morpholinopropylamine Chemical compound NCCCN1CCOCC1 UIKUBYKUYUSRSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N Bisphenol A diglycidyl ether Chemical compound C=1C=C(OCC2OC2)C=CC=1C(C)(C)C(C=C1)=CC=C1OCC1CO1 LCFVJGUPQDGYKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 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
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N Etidronic acid Chemical compound OP(=O)(O)C(O)(C)P(O)(O)=O DBVJJBKOTRCVKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N L-cystine Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CSSC[C@H]([NH3+])C([O-])=O LEVWYRKDKASIDU-IMJSIDKUSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TXXHDPDFNKHHGW-CCAGOZQPSA-N Muconic acid Natural products OC(=O)\C=C/C=C\C(O)=O TXXHDPDFNKHHGW-CCAGOZQPSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Natural products P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical compound OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-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
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZPGGNHBJOLIQM-UHFFFAOYSA-N [I-].[I-].C(CCCCCCCCCCC)C(C(C([NH3+])(C)C)(C)C)(C[NH3+])CCCCCCCCCCCC Chemical compound [I-].[I-].C(CCCCCCCCCCC)C(C(C([NH3+])(C)C)(C)C)(C[NH3+])CCCCCCCCCCCC RZPGGNHBJOLIQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N [Nitrilotris(methylene)]trisphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)CN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YDONNITUKPKTIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWMWZKYVGNWJPU-UHFFFAOYSA-N [bis[6-[bis(phosphonomethyl)amino]hexyl]amino]methylphosphonic acid Chemical compound OP(=O)(O)CN(CP(O)(O)=O)CCCCCCN(CP(O)(=O)O)CCCCCCN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O YWMWZKYVGNWJPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- GOKIPOOTKLLKDI-UHFFFAOYSA-N acetic acid;iron Chemical compound [Fe].CC(O)=O.CC(O)=O.CC(O)=O GOKIPOOTKLLKDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- HFHDHCJBZVLPGP-RWMJIURBSA-N alpha-cyclodextrin Chemical compound OC[C@H]([C@H]([C@@H]([C@H]1O)O)O[C@H]2O[C@@H]([C@@H](O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O[C@H]3O[C@H](CO)[C@H]([C@@H]([C@H]3O)O)O3)[C@H](O)[C@H]2O)CO)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]3O[C@@H]1CO HFHDHCJBZVLPGP-RWMJIURBSA-N 0.000 description 1
- 229940043377 alpha-cyclodextrin Drugs 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000008364 bulk solution Substances 0.000 description 1
- BEVHTMLFDWFAQF-UHFFFAOYSA-N butyl(triphenyl)phosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CCCC)C1=CC=CC=C1 BEVHTMLFDWFAQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002801 charged material Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 150000005829 chemical entities Chemical class 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- GICLSALZHXCILJ-UHFFFAOYSA-N ctk5a5089 Chemical compound NCC(O)=O.NCC(O)=O GICLSALZHXCILJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N di-tert-butyl peroxide Chemical compound CC(C)(C)OOC(C)(C)C LSXWFXONGKSEMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZJHQDSMOYNLVLX-UHFFFAOYSA-N diethyl(dimethyl)azanium Chemical compound CC[N+](C)(C)CC ZJHQDSMOYNLVLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- BYGXNRZZNBOSBD-UHFFFAOYSA-N dimethyl(diphenyl)phosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C)(C)C1=CC=CC=C1 BYGXNRZZNBOSBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSDVUXRTYBTVRN-UHFFFAOYSA-N dimethyl(tetradecyl)azanium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCC[NH+](C)C DSDVUXRTYBTVRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XQRLCLUYWUNEEH-UHFFFAOYSA-N diphosphonic acid Chemical class OP(=O)OP(O)=O XQRLCLUYWUNEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DUYCTCQXNHFCSJ-UHFFFAOYSA-N dtpmp Chemical compound OP(=O)(O)CN(CP(O)(O)=O)CCN(CP(O)(=O)O)CCN(CP(O)(O)=O)CP(O)(O)=O DUYCTCQXNHFCSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- GELSOTNVVKOYAW-UHFFFAOYSA-N ethyl(triphenyl)phosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CC)C1=CC=CC=C1 GELSOTNVVKOYAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YOMFVLRTMZWACQ-UHFFFAOYSA-N ethyltrimethylammonium Chemical compound CC[N+](C)(C)C YOMFVLRTMZWACQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PEYVWSJAZONVQK-UHFFFAOYSA-N hydroperoxy(oxo)borane Chemical compound OOB=O PEYVWSJAZONVQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- PHTYUJZVAWPHRZ-UHFFFAOYSA-N hydroxymethyl(triphenyl)phosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CO)C1=CC=CC=C1 PHTYUJZVAWPHRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N iminodiacetic acid Chemical compound OC(=O)CNCC(O)=O NBZBKCUXIYYUSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MGIYRDNGCNKGJU-UHFFFAOYSA-N isothiazolinone Chemical compound O=C1C=CSN1 MGIYRDNGCNKGJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 1
- 235000015250 liver sausages Nutrition 0.000 description 1
- 238000007521 mechanical polishing technique Methods 0.000 description 1
- AZFQCTBZOPUVOW-UHFFFAOYSA-N methyl(triphenyl)phosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C)C1=CC=CC=C1 AZFQCTBZOPUVOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 1
- MSHKXFDHUIFHMD-UHFFFAOYSA-N n-benzyl-n-butylbutan-1-amine Chemical compound CCCCN(CCCC)CC1=CC=CC=C1 MSHKXFDHUIFHMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N octan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCN IOQPZZOEVPZRBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NNPKVBBGSBIZFD-UHFFFAOYSA-N phosphane silane Chemical class [SiH4].P NNPKVBBGSBIZFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L phthalate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)C1=CC=CC=C1C([O-])=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000001314 profilometry Methods 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N sodium peroxide Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][O-] PFUVRDFDKPNGAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L succinate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCC([O-])=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000012756 surface treatment agent Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJQWBACJIAKDTJ-UHFFFAOYSA-N tetrabutylphosphanium Chemical compound CCCC[P+](CCCC)(CCCC)CCCC BJQWBACJIAKDTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 description 1
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SZWHXXNVLACKBV-UHFFFAOYSA-N tetraethylphosphanium Chemical compound CC[P+](CC)(CC)CC SZWHXXNVLACKBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical compound C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BXYHVFRRNNWPMB-UHFFFAOYSA-N tetramethylphosphanium Chemical compound C[P+](C)(C)C BXYHVFRRNNWPMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GJSGYPDDPQRWPK-UHFFFAOYSA-N tetrapentylammonium Chemical compound CCCCC[N+](CCCCC)(CCCCC)CCCCC GJSGYPDDPQRWPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- USFPINLPPFWTJW-UHFFFAOYSA-N tetraphenylphosphonium Chemical compound C1=CC=CC=C1[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 USFPINLPPFWTJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSBSFAARYOCBHB-UHFFFAOYSA-N tetrapropylammonium Chemical compound CCC[N+](CCC)(CCC)CCC OSBSFAARYOCBHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOGCTUKDUDAZKA-UHFFFAOYSA-N tetrapropylphosphanium Chemical compound CCC[P+](CCC)(CCC)CCC XOGCTUKDUDAZKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-O triphenylphosphanium Chemical compound C1=CC=CC=C1[PH+](C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 150000003657 tungsten Chemical class 0.000 description 1
- 150000003658 tungsten compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004417 unsaturated alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N urea hydrogen peroxide Chemical compound OO.NC(N)=O AQLJVWUFPCUVLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- 150000008501 α-D-glucopyranosides Chemical class 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
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- 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
- B24B37/11—Lapping tools
- B24B37/20—Lapping pads for working plane surfaces
- B24B37/24—Lapping pads for working plane surfaces characterised by the composition or properties of the pad materials
-
- 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
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1409—Abrasive particles per se
-
- 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
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/04—Heavy metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F3/00—Brightening metals by chemical means
- C23F3/04—Heavy metals
- C23F3/06—Heavy metals with acidic solutions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 함유하는 화학-기계적 연마 조성물 (예를 들어, 슬러리), 및 텅스텐을 함유하는 기판의 표면을 화학-기계적 연마 (또는 평탄화)하기 위해 상기 슬러리를 사용하는 방법이 기술된다.
Description
본 발명은 금속, 특히 텅스텐을 함유하는 기판 표면의 화학-기계적 연마 (또는 평탄화) 방법에 유용한 슬러리에 관한 것이다.
기판의 화학-기계적 연마 (CMP) 또는 평탄화에 유용한 방법, 물질 및 장비는 매우 다양하며, 상이한 표면 및 최종 용도를 갖는 광범위한 기판의 가공에 사용되고 있다. CMP 방법에 의해 가공되는 기판은 임의의 다양한 제조 단계 중에 있는 광학 제품 및 반도체 기판을 포함한다. 광범위한 CMP 장치, 슬러리, 연마 패드 및 방법이 널리 알려져 있으며, 신제품이 계속 개발되고 있다.
다양한 조성물 (또한 연마 슬러리, CMP 슬러리 및 CMP 조성물로도 알려짐)이 반도체 기판의 표면을 가공 (예를 들어, 연마, 평탄화)하도록 고안되었다. 일부 그러한 표면은 금속, 예컨대 텅스텐을 함유한다. 연마 슬러리는 특정 유형의 기판을 가공하기 위해, 예컨대 금속을 함유하지 않거나 또는 텅스텐 이외의 금속을 함유하는 표면이 아닌 텅스텐-함유 표면을 연마하기 위해 특별히 선택된 화학 성분을 함유할 수 있다. 이러한 화학 성분의 예는 화학적 촉매, 억제제, 킬레이트화제, 계면활성제, 산화제 등을 포함하며; 이들 각각은 기판 표면의 금속 또는 비-금속 성분의 바람직한 가공을 개선하기 위해 선택될 수 있다. 또한, 연마 조성물은 전형적으로 연마제 입자를 함유한다. 연마제 입자의 유형은 또한 가공될 기판의 유형에 기초하여 선택될 수 있다. 특정 유형의 연마제 입자는 텅스텐-함유 기판 표면의 연마에는 유용할 수 있지만, 다른 CMP 기판 표면의 가공에는 유용하지 않을 수 있다.
일부 슬러리는 완전히 단일 물질, 예컨대 연속적 금속 또는 연속적 유전체 물질로 제조된 표면의 가공을 위해 고안되었다. 상이한 물질의 조합으로 제조된 특징부를 갖는 기판, 예를 들어, 유전체 물질 전체에 분산된 금속 특징부를 갖는 표면의 가공을 위해 다른 슬러리들이 또한 고안될 수 있다.
텅스텐-함유 기판의 연마 방법은 반도체 가공의 진보된 요점에서 중요하게 되었다. 기판의 텅스텐 특징부를 제조하는 단계에서, 출발 기판은, 텅스텐의 충전이 요구되는 3차원 공간, 예컨대 채널, 구멍, 간격, 트렌치 등을 포함하는 패턴화된 (비-평탄) 비-텅스텐 (예를 들어, 유전체) 물질의 표면을 포함할 수 있다. 텅스텐은 상기 공간을 채울 뿐만 아니라, 불연속적 표면 상에서 과량의 텅스텐의 연속적 층을 생성하여 공간을 완전히 채우는 방식으로 패턴화된 물질 상에 피착될 수 있다. 과량의 텅스텐은 이후, 본래의 패턴화된 물질과, 이러한 패턴화된 물질들 사이의 공간에 피착된 텅스텐 특징부의 표면이 노출되도록 제거되어야 한다.
유전체 특징부들 사이에 배치된 텅스텐 (또는 또 다른 금속) 특징부를 갖는 기판의 한 예는, 유전체 물질의 특징부들 사이에 제공된 텅스텐 "플러그" 및 "연결자" 구조를 포함하는 반도체 기판이다. 이러한 구조를 제조하기 위해, 텅스텐이, 적어도 부분적으로 유전체 물질, 예를 들어, 산화규소로 제조된 패턴화된 구조를 갖는 표면 상에 적용된다. 패턴화된 유전체 표면은 비-평탄하게 구조화된 것인데, 이는 패턴화된 유전체 표면이, 구멍, 채널, 트렌치 등의 공간의 존재에 의해 중단되고 불연속적이게 된 것을 제외하고는 실질적으로 편평하거나 또는 평탄한 표면을 포함한다는 것을 의미한다. 텅스텐이 구조화된 유전체-함유 표면에 적용될 때, 상기 공간은 텅스텐으로 채워지고, 과량의 텅스텐의 연속적 층이 또한 형성된다. 후속 단계에서, 기저 유전체 층의 노출을 위해 과량의 텅스텐을 제거하고, 유전체 물질의 공간 내에 배치된 금속의 평탄 표면을 생성한다.
일부 방법에 의하면, 텅스텐이 단일 단계에서 제거되어 유전체 표면을 드러낸다. 다른 방법에 의하면, "2-단계" 공정이 이용될 수 있다. 제1 단계에서, 과량의 텅스텐의 대부분이 제거되지만, 유전체 층은 노출되지 않는다. 이 단계는 통상적으로 "벌크" 제거 단계로 지칭되는데, 이 과정에서는 높은 텅스텐 제거율이 요구된다. 나머지 텅스텐의 최종 부분을 제거하여, 결과적으로 기저 유전체 물질과, 유전체 특징부들 사이의 공간을 채우는 텅스텐을 노출시키는 데 후속 (제2) 단계가 이용될 수 있다. 이 단계는 때때로 "연마" 단계로 지칭되는데, 여기서 높은 텅스텐 제거율이 중요할 수 있지만, 다른 성능 요건 또한 중요하다.
연마 단계는 기판의 텅스텐 특징부 및 유전체 특징부, 둘 모두에 영향을 미친다. 상기 두 유형의 특징부들의 최종 조건은 허용가능한 평탄성 및 "토포그래피", 둘 모두를 나타내어야 한다는 것이다.
연마된 기판의 토포그래피 특징은 산화물의 "침식" 및 금속의 "디싱(dishing)"으로 지칭되는 물리적 현상, 및 그의 조합 효과를 포함하며, 이는 "스탭 높이"와 관련된다. 통상적으로 라인 앤드 스페이스 (L&S) 패턴으로 지칭되는 일 유형의 패턴에서, 상기 패턴은 산화규소 등의 유전체 물질의 필드에, 금속 및 산화물, 예컨대 산화규소의 라인 어레이를 포함한다. 라인 어레이는 임의의 밀도 또는 크기의, 예를 들어 교대되는 1 마이크로미터-폭 라인의 금속 및 1 마이크로미터-폭 라인의 산화물, 즉, 50% 1 마이크로미터 어레이, 또는 상이한 크기 또는 밀도의 교대되는 라인, 예를 들어 1 마이크로미터-폭 라인의 금속 및 3 마이크로미터-폭 라인의 산화물, 즉, 25% 1X3 마이크로미터 어레이를 가질 수 있다.
비교용 유전체 필드는 전형적으로 치수가 더 크며, 유전체 물질, 예컨대 산화규소, 예컨대 TEOS로 구성된다. 예를 들어, 필드는 100 um X 100 um 영역일 수 있다. 연마후 패턴 성능의 평가를 위해, 필드에서의 절대 산화물 손실 (제거된 물질)을, 예를 들어, 상업적으로 입수가능한 장비를 이용하는 광학 방법에 의해 결정한다. 필드는, 어레이에서의 디싱 및 침식에 관한 상대적 패턴 측정을 위한 참조물로서 사용된다. 예를 들어, 교대되는 텅스텐 금속 및 TEOS 산화물 라인으로 구성된 50% 1X1 마이크로미터 라인 어레이가 필드 산화물에 대하여 프로파일측정법 또는 AFM에 의해 측정될 수 있다. 침식은, 필드 산화물과 비교된, 라인 어레인 내 산화물, 예컨대 1 마이크로미터 TEOS 라인의 상대적 높이 차이에 의해 특징지어진다. 양의 침식 값은, 필드와 비교했을 때 산화물 라인이 상대적으로 움푹 패인 것으로 해석된다. 금속 디싱은 전형적으로 어레이 내 산화물 라인과 비교된 금속 라인의 상대적 높이를 지칭한다. 예를 들어, 50% 1X1 마이크로미터 라인 어레이에서, 200 옹스트롬의 디싱 값은, 산화물 라인에 비해 텅스텐 라인이 200 옹스트롬 움푹 패인 것으로 해석된다. 침식과 디싱을 더하면 총 스탭높이가 제공되며, 이 경우 움푹 패인 텅스텐 (디싱된 텅스텐)으로부터 필드 산화물까지의 총 스탭높이가 제공된다. 어레이에서의 전체 산화물 또는 금속 손실은 디싱 및 침식 값을, 전술된 바와 같이 필드에 대해 결정된 절대 산화물 손실 값과 합함으로써 결정할 수 있다.
상업적 CMP 연마 공정은 바람직하게는, 허용불가능한 침식, 디싱, 또는 기판 표면에서의 다른 바람직하지 않은 토포그래피 효과를 일으키지 않으면서, 또한 낮은 수준의 결함, 예컨대 스크래치 및 잔류물을 초래하며 소정량의 금속 (예를 들어, 텅스텐)을 제거하는 데 효과적일 수 있다.
상기 견지에서, 연마된 표면의 평탄성, 디싱 및 침식을 비롯한 토포그래피 결함의 감소, 및 연마된 표면에서의 다른 결함 감소, 예컨대 스크래칭 감소 및 잔류물 감소 면에서 유용하거나 개선된 성능을 제공하면서, 텅스텐 및 산화물 (예를 들어, TEOS)에 대해 유용하거나 높은 제거율을 여전히 제공하는, 텅스텐-함유 기판의 연마에 유용한 CMP 슬러리에 대한 반도체 가공 산업에서의 요구가 계속되고 있다.
개요
본 발명자들은 텅스텐-함유 기판의 표면을 화학 기계적 연마 기술에 의해 가공하기 위한 신규한 본 발명의 연마 조성물을 발견하였으며, 이들 조성물은 본원에서 때때로 "슬러리 조성물", "CMP 슬러리", "슬러리", "화학 기계적 연마 슬러리", "CMP 조성물" 등으로 지칭된다. 신규 연마 조성물은 액체 캐리어 (예를 들어, 물), 연마제 입자, 시클로덱스트린 및 양이온성 계면활성제를 함유한다. 양이온성 계면활성제는 연마 조성물 내에 있는 동안 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있다.
과거에는 양이온성 계면활성제가 다양한 CMP 조성물에서 유용하지 않은 것으로 여겨졌는데, 그 이유는 양이온성 계면활성제가 연마제 입자, 특히 하전된 입자, 예컨대 하전된 콜로이드성 실리카 입자의 불안정성을 야기할 수 있으며, 또한 CMP 슬러리 중의 양이온성 계면활성제가 CMP 가공 동안 높은 수준의 결함을 생성시키는 경향을 가질 수 있기 때문이다. 본 명세서에 따르면, 선택된 양이온성 계면활성제가, 심지어 하전된 콜로이드성 실리카 입자를 포함할 수 있는 연마제 입자를 갖는 CMP 슬러리에서, 높은 수준의 결함을 야기하지 않으면서 또한 하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자의 불안정성도 야기하지 않으면서 유용할 수 있다. 시클로덱스트린과 조합되어 슬러리에 포함되는 경우, 이들 양이온성 계면활성제는, 시클로덱스트린을 포함하지 않는 슬러리에 양이온성 계면활성제가 포함될 수 있는 수준보다 더 높은 수준 (농도)으로 포함될 수 있다. 기술되는 슬러리는 또한 바람직한 제거율 및 가공된 기판에서의 우수하거나 또는 유리하게는 개선된 토포그래피 특성 등 다른 중요한 성능 특성을 나타낸다.
기술되는 바와 같은 연마 조성물에서, 양이온성 계면활성제의 1개 분자 및 시클로덱스트린의 1개 분자가 회합되어, "시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체" 또는 약칭으로 "복합체"를 형성한다. 시클로덱스트린은 알파-, 베타-, 또는 감마-시클로덱스트린일 수 있다. 양이온성 계면활성제는 연마 조성물에서 복합체를 형성할 수 있는 유형의 계면활성제이며, 여기서 생성된 슬러리 (양이온성 계면활성제, 시클로덱스트린 및 복합체 함유)는 기판의 텅스텐-함유 표면을 가공 (예를 들어, 연마)하는 데 효과적이다.
시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 계면활성제의 예는, 양이온 및 상기 양이온으로부터 연장되며 적어도 7개의 탄소 원자를 갖는 소수성 꼬리를 갖는 것들을 포함한다. 꼬리는 탄화수소, 치환된 탄화수소, 또는 헤테로원자-함유 탄화수소 기일 수 있고, 이것이 시클로덱스트린과 회합되어 복합체를 형성할 수 있다. 바람직한 꼬리기는 비교적 소수성일 수 있고, 시클로덱스트린과 회합되도록 입체적으로 적합화될 수 있고, 예를 들어, 선형일 수 있고 또는 과도한 분지형이 아닐 수 있다. 예는 불포화를 갖지 않거나 또는 단지 약간의 불포화 (예를 들어, 1 또는 2개의 탄소-탄소 이중 결합)를 갖는 직쇄형 알킬 (비치환 및 비하전) 기를 포함한다. 또한 상기 양이온에, 수소 원자, 또는 임의의 유용한 화학 및 구조를 가질 수 있는 비-수소 기, 예컨대 불포화를 가질 수 있는 직쇄형 알킬, 치환된 또는 분지형 알킬, 또는 헤테로원자 (예를 들어, 양이온)-함유 직쇄형 또는 분지형 알킬이 연결된다. 임의로, 양이온성 계면활성제의 양이온은, 헤테로원자로서의 양이온을 함유하며 또한 임의로 치환될 수 있는 포화 또는 방향족 고리 구조의 일부일 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 양이온성 계면활성제를 갖는 연마 조성물에 시클로덱스트린을 포함시키면, 과도하게 유해한 효과를 야기하지 않으면서, 슬러리 중의 양이온성 계면활성제의 존재 (또는 증가된 양의 존재)를 유리하게 허용할 수 있다는 것을 이제 알아내었다. 바람직한 토포그래피 특성 (침식, 디싱 감소)을 개선시키는 데 있어서, 양이온성 계면활성제는 CMP 슬러리에서 잠재적으로 유용한 것으로 확인되었다. 그러나, 양이온성 화합물 등 많은 화학적 화합물은 또한 텅스텐 또는 산화물의 제거율에 부정적인 영향을 미칠 수 있거나, 또는 예를 들어 저장 동안 입자 침강, 또는 저장 또는 사용 동안 입자 크기 성장을 일으킴으로써 현탁 입자의 불안정성을 야기할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 시클로덱스트린의 존재는, 연마 조성물 중의 양이온성 계면활성제의 존재를 허용하며, 부정적 효과는 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 기술되는 슬러리의 특정 실시양태에서, 양이온성 계면활성제는, 디싱 또는 침식 감소 등 바람직하거나 개선된 성능 효과를 생성시키되, 저장 또는 사용 동안의 슬러리의 과도한 불안정성 등 과도하게 유해한 효과, 또는 예를 들어 제거율 감소 또는 가공된 기판에서의 결함 수준 증가 등 다른 성능 특징 저하를 야기하지 않는 양으로 포함될 수 있다. 바람직한 양이온성 계면활성제는 토포그래피 (예를 들어, 침식 또는 디싱)를 개선시킬 수 있으며, 시클로덱스트린과 함께 존재하는 경우, 슬러리의 다른 물리적 또는 성능 특성에 유해한 영향을 주지 않으면서 그렇게 할 수 있고, 예를 들어, 텅스텐 또는 산화물 제거율을 부적절하게 감소시키거나 낮추지 않을 것이고; 또는, 예를 들어 저장 동안의 입자 침강 또는 저장 또는 사용 동안의 입자 크기 성장에 의해 측정되는 바와 같이, 저장 동안 또는 사용 동안 슬러리의 안정성을 감소시키지 않을 것이고; 또는 가공된 웨이퍼 표면 상에 존재하는 잔류물 또는 스크래칭 형태의 결함을 증가시키지 않을 것이다.
기술되는 바와 같은 연마 조성물은 텅스텐-함유 기판 표면의 가공 (예를 들어, 연마 또는 버핑)에 유용하다. 연마 조성물은 양이온성 계면활성제, 시클로덱스트린, 복합체, 수성 매질 중에 분산된 연마제 입자, 및 임의로 촉매, 안정화제, 억제제, 또는 다른 임의적 부차적 성분 중 1종 이상을 포함한다. 바람직한 연마 조성물은 텅스텐-함유 기판의 CMP 연마에 사용될 때, 텅스텐 및 유전체 물질 (예를 들어, TEOS 또는 다른 산화물 물질)의 우수한 제거율; 유용하거나 낮은 수준의 결함, 예컨대 낮은 수준의 스크래칭, 잔류물, 또는 바람직하게는 그 둘 모두; 및 유용하거나 유리한 토포그래피 특성, 예컨대 낮은 수준의 디싱 및 침식의 바람직한 조합을 나타낸다. 바람직한 연마 조성물은, 예를 들어, 사용 동안, 평탄화 또는 연마 공정에서, 감소된 수준의 입자 크기 성장을 보여 가공된 기판에서 스크래칭 형태의 결함의 수준을 감소시킴으로써 개선된 안정성을 나타낼 수 있고; 이는 (비-영구적으로) 양으로 하전된 콜로이드성 실리카를 안정화시키는 데 특히 그러하다. 특정한 특히 바람직한 연마 조성물에서, 이러한 성능 특성 중 하나 이상이, 시클로덱스트린, 양이온성 계면활성제, 및 시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체를 함유하지 않는 것을 제외하고는 동일한 연마 조성물의 동일 성능 특성에 비해 개선될 수 있다.
바람직한 연마제 입자의 예는 양으로-하전된 실리카 입자를 포함하며, 이는 입자의 표면에 양전하를 갖거나, 입자의 내부에 양전하를 갖거나, 또는 그 둘 모두일 수 있고, 이는 바람직하게는 적어도 6, 예를 들어, 적어도 8 밀리볼트의 양전하를 나타낼 수 있고, 전하는 바람직하게는 영구적이다. 연마 슬러리는 비-응집된 입자, 응집된 입자, 또는 그 둘 모두를 포함할 수 있고, 예를 들어, 적어도 30, 40 또는 50 퍼센트 응집된 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 산화물 입자, 세리아 입자, 지르코니아 입자, 또는 다른 바람직한 것들을 비롯한 다른 유형 및 형태의 연마제 입자가 또한 유용할 수 있다.
텅스텐을 함유하는 표면을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법이 또한 기술된다. 상기 방법은 기판을 본원에 기술된 바와 같은 연마 조성물과 접촉시키고, 연마 조성물을 기판에 대해 상대적으로 이동시키고, 기판을 마모시켜 기판으로부터 텅스텐의 일부를 제거함으로써 기판을 연마하는 것을 포함한다.
한 측면에서, 본 발명은 텅스텐-함유 표면의 가공에 유용한 연마 조성물에 관한 것이다. 연마 조성물은 액체 캐리어, 액체 캐리어 중에 분산된 연마제 입자, 알파-, 베타-, 감마-시클로덱스트린, 또는 그의 조합으로부터 선택된 시클로덱스트린, 및 양이온, 및 상기 양이온으로부터 연장되며 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 쇄를 포함하는 소수성 꼬리를 갖는 양이온성 계면활성제를 포함한다. 양이온성 계면활성제는 슬러리 내에서 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 텅스텐을 포함하는 표면을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 기판을, 액체 캐리어; 액체 캐리어 중에 분산된 실리카 연마제 입자로서, pH 1 내지 6의 슬러리에서 적어도 6 밀리볼트 (mV)의 양전하를 갖는 입자; 알파-, 베타-, 또는 감마-시클로덱스트린으로부터 선택된 시클로덱스트린; 및 양이온, 및 상기 양이온으로부터 연장된 소수성 말단을 갖는 양이온성 계면활성제를 함유하는 연마 조성물과 접촉시키는 것을 포함하며, 상기 양이온성 계면활성제는 연마 조성물에서 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있다. 상기 방법은 또한 슬러리를 기판에 대해 상대적으로 이동시키고, 기판을 마모시켜 기판으로부터 텅스텐의 일부를 제거하는 것을 포함한다.
상세한 설명
이하에서 텅스텐-함유 기판의 CMP 가공 (평탄화, 연마)에 유용한 화학 기계적 연마 조성물이 기술된다. 이들 연마 조성물은 본원에서 "CMP 슬러리", "연마 슬러리", "텅스텐-연마 슬러리", "연마 조성물", "조성물", "평탄화 조성물" 등으로 지칭될 수 있다. 연마 조성물은 액체 캐리어, 액체 캐리어 중에 분산된 연마제 입자 (바람직하게는 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자), 양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 포함한다. 임의로 및 바람직하게는 연마 조성물은 또한 다른 첨가제 또는 부차적 성분, 예컨대 촉매, 산화제, 억제제, pH-조절제를 특히 함유할 수 있다.
연마제 입자는 화학 기계적 연마에 유용한 임의의 유형의 연마제 입자일 수 있다. 예는 다양한 형태의 지르코니아; 금속 산화물, 예컨대 알루미나; 세리아; 및 실리카를 포함하며; 임의의 이들 입자는 각종 유형의 입자들에 대한 임의의 다양한 공지된 방법에 의해 도핑, 비도핑 또는 제조될 수 있다. 바람직한 연마제 입자는 콜로이드성 실리카 입자, 특히 슬러리 환경에서 양전하를 나타내는 콜로이드성 실리카 입자를 포함한다.
본원에서 사용되는 용어 "콜로이드성 실리카 입자"는, 구조적으로 상이한 입자들을 생성하는 파이로제닉(pyrogenic) 또는 화염 가수분해 공정이 아닌 습윤 공정을 이용하여 제조한 실리카 입자 (침전 또는 축합-중합된 실리카)를 지칭한다. 하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자는 액체 캐리어 전체에 걸쳐 분산 또는 현탁된다. 다양한 유형의 (예를 들어, 하전된, 응집된, 비-하전된, 비-응집된) 콜로이드성 실리카 입자가 널리 알려져 있고, 상업적으로 입수가능하다.
연마 조성물에 존재하는 경우, 콜로이드성 실리카 연마제 입자는 바람직하게는 양전하를 나타낼 수 있다. 또한 연마 조성물에 존재하는 경우, 하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자는 임의로 및 바람직하게는 응집된 입자 및 비-응집된 입자를 포함할 수 있다. 비-응집된 입자는 개별적 입자이며, 이들은 형상이 구형 또는 거의 구형일 수 있지만, 다른 형상, 예컨대 대체로 타원형, 정사각형 또는 직사각형 단면 등을 또한 가질 수 있다. 비-집합된 입자는 1차 입자로 지칭된다. 집합된 입자는, 수적으로 너무 많지는 않은 다수의 별개의 1차 입자 (예를 들어, 2, 3, 4 또는 5개의 1차 입자)가 함께 클러스터화 또는 결합되어 다수의 입자로부터 단일 입자가 형성된 것이고, 상기 단일 입자는 일반적으로 불규칙 형상을 갖는다.
양으로-하전되고 임의로 응집된 콜로이드성 실리카 입자의 다양한 실시양태가 출원인의 동시 계류 중인 미국 특허 출원 14/222,086 (2014년 3월 21일 출원), 14/222,736 (2014년 3월 24일 출원), 및 14/750,204 (2015년 6월 24일 출원), 및 미국 승인된 특허 9,127,187에 기술되어 있다. 이들 특허 출원에 기술된 바와 같은 하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자는 본원에 기술된 바와 같은 연마 조성물에서 유용할 수 있고, 응집 또는 비-응집될 수 있다. 기술되는 바와 같은 연마 조성물은, CMP 공정에서 사용되기 전에, 집합된 콜로이드성 실리카 입자, 비-집합된 콜로이드성 실리카 입자, 또는 그 둘 모두를 포함할 수 있다. 집합된 입자는 유용하거나 유리하지만, 과도하지 않은 수준, 즉 가공 동안 스크래치 등의 결함을 높은 수준으로 야기하지 않는 수준으로 존재할 수 있다. 특정 실시양태에서, (CMP 공정에서 사용되기 전의) 연마 조성물의 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 입자는 부분적으로 집합된 것일 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물 중의 분산된 콜로이드성 실리카 입자의 30, 40 또는 50 퍼센트 이하가 3개 이상의 집합된 1차 입자, 예를 들어, 3, 4 또는 5개의 집합된 1차 입자를 포함할 수 있고, 입자들의 나머지 또는 실질적 나머지는 1차 입자의 형태로 존재한다. 응집된 입자는 가공 중에 높은 수준의 결함, 예컨대 스크래치를 야기하기에 충분히 높지 않은 크기 및 농도를 갖는다. 예를 들어, 응집된 입자는 대개, 10개 이하의 1차 입자를 함유하는 응집된 입자일 수 있으며; 달리 언급하자면, 대부분의 응집된 입자는 바람직하게는 0.5 μm (마이크로미터) (즉, 500 nm)보다 작다.
연마제 입자의 입자 크기는, 입자를 포함하는 최소 구체의 직경이다. 부분적으로 집합된 분산액 중의 입자는 임의의 적합한 입자 크기, 예를 들어, 약 5 내지 약 150 nm 범위의 평균 입자 크기 (응집체 크기)를 가질 수 있다. 연마제 입자는 약 20 nm 이상 (예를 들어, 약 25 nm 이상, 약 30 nm 이상, 약 40 nm 이상, 또는 약 45 nm 이상)의 평균 입자 크기 (응집체 크기)를 가질 수 있다. 연마제 입자는 약 100 nm 이하 (예를 들어, 약 90 nm 이하, 약 80 nm 이하, 약 70 nm 이하, 또는 약 65 nm 이하)의 평균 입자 크기 (응집체 크기)를 가질 수 있다. 따라서, 연마제 입자는 약 20 nm 내지 약 90 nm (예를 들어, 약 25 nm 내지 약 90 nm, 또는 약 30 nm 내지 약 90 nm) 범위의 평균 입자 크기 (응집체 크기)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 연마제 입자는 약 40 내지 약 70 nm의 범위 또는 약 45 내지 약 65 nm 범위의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 콜로이드성 실리카 입자의 입자 크기는 말번 인스트루먼츠(Malvern Instruments)® (영국 우스터셔)로부터 입수가능한 제타사이저(Zetasizer)® 등의 동적 광 산란 도구를 사용하여 측정할 수 있다.
연마 조성물은 임의의 적합한 양의 연마제 입자, 예를 들어, 하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 포함할 수 있다. 바람직한 연마 조성물은 약 0.01 중량 퍼센트 이상의 콜로이드성 실리카 (예를 들어, 약 0.05 중량 퍼센트 이상)를 포함할 수 있다. 보다 전형적으로, 바람직한 연마 조성물은 약 0.1 중량 퍼센트 이상 (예를 들어, 약 1 중량 퍼센트 이상, 약 5 중량 퍼센트 이상, 약 7 중량 퍼센트 이상, 약 10 중량 퍼센트 이상, 또는 약 12 중량 퍼센트 이상)의 콜로이드성 실리카 입자를 포함할 수 있다. 콜로이드성 실리카 입자의 양은 약 30 중량 퍼센트 이하, 보다 전형적으로 약 20 중량 퍼센트 이하 (예를 들어, 약 15 중량 퍼센트 이하, 약 10 중량 퍼센트 이하, 약 5 중량 퍼센트 이하, 약 3 중량 퍼센트 이하, 또는 약 2 중량 퍼센트 이하)일 수 있다. 바람직하게는, 연마 조성물 중의 콜로이드성 실리카 입자의 양은 약 0.01 중량 퍼센트 내지 약 20 중량 퍼센트, 보다 바람직하게는 약 0.05 중량 퍼센트 내지 약 15 중량 퍼센트 (예를 들어, 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 10 중량 퍼센트, 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 4 중량 퍼센트, 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 3 중량 퍼센트, 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 2 중량 퍼센트, 또는 약 0.2 중량 퍼센트 내지 약 2 중량 퍼센트)의 범위이다.
바람직한 콜로이드성 실리카 입자는 연마 조성물 중에서 적어도 6, 예를 들어, 적어도 8 밀리볼트 (mV)의 양전하를 갖는다. 분산된 입자, 예컨대 콜로이드성 실리카 입자 상의 전하는 통상적으로 제타 전위 (또는 전기동역학적 전위)로 지칭된다. 입자의 제타 전위는 입자 주위 이온의 전기적 전하와, 연마 조성물의 벌크 용액 (예를 들어, 액체 캐리어 및 그에 용해된 임의의 다른 성분)의 전기적 전하 사이의 전기적 전위 차이를 지칭한다. 제타 전위는 전형적으로 수성 매체의 pH에 따라 좌우된다. 주어진 연마 조성물에서, 입자의 등전점은 제타 전위가 0이 되는 pH로서 정의된다. pH가 등전점으로부터 증가하거나 또는 감소할수록, 표면 전하 (및 그에 따른 제타 전위)는 상응하게 감소하거나 또는 증가한다 (음의 또는 양의 제타 전위 값으로). 연마 조성물의 제타 전위는 디스퍼젼 테크놀로지스, 인크.(Dispersion Technologies, Inc., 미국 뉴욕주 베드포드 힐스)로부터 입수가능한 모델 DT-1202 음향 및 전기-음향 분광계를 사용하여 얻을 수 있다.
예시적 콜로이드성 실리카 입자가 슬러리 내에 있을 때 약 6 mV 이상 (예를 들어, 약 8 또는 10 mV 이상, 약 15 mV 이상, 약 20 mV 이상, 약 25 mV 이상, 또는 약 30 mV 이상)의 양전하를 가질 수 있다. 슬러리 중의 콜로이드성 실리카 입자는 약 50 mV 이하 (예를 들어, 약 45 mV 이하, 약 40 mV 이하, 또는 약 35 mV 이하)의 양전하를 가질 수 있다. 바람직하게는, 콜로이드성 실리카 입자는 약 6 mV 내지 약 50 mV (예를 들어, 약 10 mV 내지 약 45 mV, 약 15 mV 내지 약 40 mV, 또는 약 20 mV 내지 약 40 mV) 범위의 양전하를 갖는다.
콜로이드성 실리카 입자의 양전하는 영구적일 수 있으며, 이는 전하가, 예를 들어, 플러싱, 희석, 여과 등에 의해 쉽게 되돌려지지 않음을 의미한다. 영구 양전하는, 예를 들어, 양이온성 화합물을 입자의 외측 표면 아래의, 입자의 내부 부분 상에 또는 내에 혼입시킨 결과일 수 있다. 양이온성 화합물은, 예를 들어, 금속 양이온, 질소-함유 화합물, 예컨대 아민, 포스포늄 화합물 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다. 영구 양전하는, 예를 들어, 입자와 양이온성 화합물 간의 공유 상호작용으로부터 초래될 수 있는데, 이는, 예를 들어 입자와 양이온성 화합물 간의 정전기 상호작용으로부터 초래될 수 있는 가역적 양전하와는 대조적이다. 본 개시내용은 영구 양전하를 얻는 임의의 특정 수단에 제한되지 않음이 이해될 것이다.
그와 관계없이, 본원에서 사용된, 적어도 6 mV (예를 들면, 8 mV 이상)의 영구 양전하란 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위가 이하의 3단계 여과 시험 후에도 6 mV (이상)보다 높게 유지됨을 의미한다. 소정 부피의 연마 조성물 (예를 들어, 200 ml)을 밀리포어 울트라셀(Millipore Ultracell) 재생 셀룰로스 한외여과 디스크 (예를 들어, 100,000 달톤(Dalton)의 MW 컷오프(cutoff) 및 6.3 nm의 세공 크기를 가짐)를 통해 여과시킨다. 잔류 분산액 (한외여과 디스크에 의해 보유된 대략 65 ml의 분산액)을 수집하고, pH 조절된 탈이온수를 보충한다. 적합한 무기산, 예컨대 질산을 사용하여 탈이온수를 연마 조성물의 원래의 pH로 pH 조절한다. 이 절차를 총 3회의 여과 사이클로 반복한다. 이어서, 3회 여과 및 보충된 분산액의 제타-전위를 측정하고, 이를 원래의 연마 조성물의 제타 전위와 비교할 수 있다.
이론에 얽매이기를 원하지는 않지만, 한외여과 디스크에 의해 보유된 분산액 (보유된 분산액)은 실리카 입자, 및 입자 중에 존재하거나 또는 입자 표면과 회합 (예를 들어, 입자 표면과 결합, 부착, 정전기적 상호작용 또는 접촉)될 수 있는 임의의 화학적 성분 (예를 들어, 양으로 하전된 종)을 포함한다고 생각된다. 액체 캐리어의 적어도 일부 및 그 안에 용해된 화학적 성분은 한외여과 디스크를 통과한다. 보유된 분산액을 원래 부피로 보충하는 것은, 입자 표면과 회합된 화학적 성분이 새로운 평형상태로 이동하는 경향을 가질 수 있도록 원래의 연마 조성물의 평형상태를 교란시키는 것으로 생각된다. 입자 내부에 존재하거나 또는 입자 표면과 강하게 회합 (예를 들어, 공유 결합)된 성분은, 입자의 양의 제타 전위에 변화가 있다 할지라도 거의 변화되지 않도록 입자와 함께 잔류한다. 반면, 입자 표면과 보다 약한 회합 (예를 들어, 정전기적 상호작용)을 갖는 성분의 일부는 용액으로 복귀할 수 있는데, 이는 시스템이 새로운 평형상태로 이동하는 경향이 있어서 양의 제타 전위가 감소하기 때문이다. 총 3회의 한외여과 및 보충 사이클 동안 이러한 과정을 반복하는 것은 상기에 기술된 효과를 증폭시키는 것으로 생각된다.
상기 기술된 3단계 여과 시험 후 (여과 시험으로부터 야기된 이온 강도 차이의 보정 후)의 분산액 중의 콜로이드성 실리카 입자와 원래의 연마 조성물 중의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위 간의 차이가 거의 없는 것이 바람직하다. 예를 들어, 원래의 연마 조성물 중의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위가 3단계 여과 시험 후의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위보다 약 10 mV보다 적게 더 큰 (예를 들어, 약 7 mV보다 적게 더 큰, 약 5 mV보다 적게 더 큰, 또는 심지어 약 2mV보다 적게 더 큰) 것이 바람직하다. 달리 표현하면, 3단계 여과 시험 후의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위가 원래의 연마 조성물 중의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위보다 10 mV보다 적게 (또는 7 mV보다 적게, 또는 5 mV보다 적게, 또는 2 mV보다 적게) 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 원래의 연마 조성물 중의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위가 30 mV인 실시양태에서, 3단계 여과 시험 후의 콜로이드성 실리카 입자의 제타 전위는 바람직하게는 20 mV보다 크다 (또는 23 mV보다 크거나, 또는 25 mV보다 크거나, 또는 28 mV보다 크다).
콜로이드성 실리카 입자 및 하전된 콜로이드성 실리카 입자는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있고, 그 중 일부는 상업적으로 이용되며 알려져 있다. 유용한 콜로이드성 실리카 입자는 침전 또는 축합-중합된 실리카를 포함하는데, 이는 공지된 방법을 이용하여, 예컨대 "졸 겔" 방법으로 지칭되는 방법에 의하거나 또는 실리케이트 이온-교환에 의해 제조될 수 있다. 축합-중합된 실리카 입자는 흔히 Si(OH)4를 축합시켜 실질적 구체 입자를 형성함으로써 제조된다. 전구체 Si(OH)4는, 예를 들어, 고 순도 알콕시실란의 가수분해에 의해, 또는 실리케이트 수용액의 산성화에 의해 수득될 수 있다. 미국 특허 번호 5,230,833은 용액 중에서 콜로이드성 실리카 입자를 제조하는 방법을 기술한다.
분산액 중의 콜로이드성 실리카 입자의 30 퍼센트 이상이 3개 이상의 집합된 1차 입자를 포함하는 부분적으로 집합된 분산액은, 예를 들어 '833 특허에 기술된 바와 같이, 1차 입자를 먼저 용액 중에서 성장시키는 다단계 공정을 이용하여 제조할 수 있다. 이어서, 부분 응집을 촉진시키기 위해 미리 결정된 시간 기간 동안 용액의 pH를 산성 값으로 조절할 수 있다. 임의적 최종 단계는 응집체 (및 임의의 나머지 1차 입자)의 추가의 성장을 허용할 수 있다. 출원인의 동시 계류 중인 미국 특허 출원 일련 번호 14/222,086 (2014년 3월 21일 출원)을 참조할 수 있다.
양전하를 나타내는 콜로이드성 실리카 입자를 제공하기 위해, 입자 표면에 또는 입자 내부에, 양전하를 나타낼 수 있는 화학적 화합물, 즉, 양이온성 화합물을 배치하는 것을 포함하는 방식으로 입자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 양전하를 나타내는 실리카 입자는, 입자의 외부 표면에 양이온성 화합물을 배치함으로써 생성될 수 있다. 이러한 유형의 표면-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 포함하는 CMP 조성물은, 예를 들어, 미국 특허 7,994,057 및 8,252,687에 기술되어 있다.
대안적 실시양태에서, 양이온성 화합물은 콜로이드성 실리카 연마제 입자의, 외측 표면 아래의 내부에 혼입될 수 있다. 양이온성 화합물은, 예를 들어, 질소-함유 화합물 또는 인-함유 화합물, 예를 들어, 아미노실란 또는 포스포늄 실란 화합물일 수 있다. 이러한 내부-하전된 입자의 예는 출원인의 동시 계류 중인 미국 특허 출원 일련 번호 14/750,204 (2015년 6월 25일 출원)에 기술되어 있다.
양이온성 화합물이 질소-함유 화합물인 경우, 이는 바람직하게는 아민 화합물 또는 암모늄 화합물을 포함한다. 양이온성 화합물이 인-함유 화합물인 경우, 이는 바람직하게는 포스핀 화합물 또는 포스포늄 화합물을 포함한다. 암모늄 화합물은 R1R2R3R4N+을 포함할 수 있고, 포스포늄 화합물은 R1R2R3R4P+을 포함할 수 있고, 여기서 R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, C1-C6 알킬, C7-C12 아릴알킬, 또는 C6-C10 아릴을 나탄낸다. 이들 기는 1개 이상의 히드록실 기로 추가로 치환될 수 있다.
암모늄 화합물의 예는 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 테트라펜틸암모늄, 에틸트리메틸암모늄, 및 디에틸디메틸암모늄을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 암모늄 화합물은 바람직하게는 암모니아 또는 암모늄 (NH3 또는 NH4 +)이 아니다.
포스포늄 화합물의 예는 테트라메틸포스포늄, 테트라에틸포스포늄, 테트라프로필포스포늄, 테트라부틸포스포늄, 테트라페닐포스포늄, 메틸트리페닐포스포늄, 에틸트리페닐포스포늄, 부틸트리페닐포스포늄, 벤질트리페닐포스포늄, 디메틸디페닐포스포늄, 히드록시메틸트리페닐포스포늄, 및 히드록시에틸트리페닐포스포늄을 포함할 수 있다. 포스포늄 화합물의 예는 또한 포스포늄 실란 화합물을 포함할 수 있다.
질소-함유 양이온성 화합물은 또한 아미노 기를 갖는 물질, 예컨대 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 또는 4급 아민 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 질소-함유 양이온성 화합물은 아미노산, 예를 들어, 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 아미노산, 예컨대 리신, 글루타민, 글리신, 이미노디아세트산 산, 알라닌, 발린, 류신, 이소류신, 세린, 및 트레오닌을 포함할 수 있다.
대안적으로, 양이온성 화합물은 아미노실란 화합물일 수 있다. 이러한 아미노실란 화합물은 1급 아미노실란, 2급 아미노실란, 3급 아미노실란, 4급 아미노실란, 및 멀티-포달(multi-podal) (예를 들어, 디포달(dipodal)) 아미노실란을 포함할 수 있다. 아미노실란 화합물은 실질적으로 임의의 적합한 아미노실란, 예를 들어, 프로필 기 함유 아미노실란, 또는 프로필 아민을 포함하는 아미노실란 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 아미노실란의 예는 비스(2-히드록시에틸)-3-아미노프로필 트리알콕시실란, 디에틸아미노메틸트리알콕시실란, (N,N-디에틸-3-아미노프로필)트리알콕시실란), 3-(N-스티릴메틸-2-아미노에틸아미노프로필 트리알콕시실란, 아미노프로필 트리알콕시실란, (2-N-벤질아미노에틸)-3-아미노프로필 트리알콕시실란), 트리알콕시실릴 프로필-N,N,N-트리메틸 염화암모늄, N-(트리알콕시실릴에틸)벤질-N,N,N-트리메틸 염화암모늄, (비스(메틸디알콕시실릴프로필)-N-메틸 아민, 비스(트리알콕시실릴프로필)우레아, 비스(3-(트리알콕시실릴)프로필)-에틸렌디아민, 비스(트리알콕시실릴프로필)아민, 비스(트리알콕시실릴프로필)아민, 3-아미노프로필트리알콕시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디알콕시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리알콕시실란, 3-아미노프로필메틸디알콕시실란, 3-아미노프로필트리알콕시실란, (N-트리알콕시실릴프로필)폴리에틸렌이민, 트리알콕시실릴프로필디에틸렌트리아민, N-페닐-3-아미노프로필트리알콕시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리알콕시실란 히드로클로라이드, 4-아미노부틸트리알콕시실란, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면 아미노실란 화합물이 수성 매질에서 일반적으로 가수분해 (또는 부분 가수분해)됨을 용이하게 이해할 것이다. 따라서, 아미노실란 화합물이 언급되었다면, 아미노실란 및/또는 그의 가수분해된 (또는 부분 가수분해된) 종 및/또는 축합된 종이 콜로이드성 실리카 연마제 입자 내에 혼입될 수도 있음이 이해될 것이다.
콜로이드성 실리카 연마제 입자는, 입자의 내부에 혼입되거나, 입자의 표면에 위치하거나, 또는 그 둘 모두일 수 있는 상기-기술된 양이온성 화합물 중 둘 이상을 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 입자의 한 실시양태에서, 혼입된 제1 양이온성 화합물은 아미노실란 화합물을 포함할 수 있고, 혼입된 제2 양이온성 화합물은 4급 아민 등의 암모늄 화합물을 포함할 수 있다. 제1 양이온성 화합물이 아미노실란 화합물이고, 제2 양이온성 화합물이 4급 아민인 실시양태에서, 제1 양이온성 화합물 대 제2 양이온성 화합물의 몰비는 바람직하게는 약 5 대 1 미만이다.
출원인의 동시 계류 중인 특허 출원 14/750,204 (2015년 6월 25일 출원)에 기술된 특정 방법에 따라, 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자가 연마제 입자 내에 양이온성 화합물을 혼입시키는 단계에 의해 제조될 수 있다 (즉, 양이온성 화합물이 입자 표면 아래의 입자 내부에 위치됨). 양전하를 제공하는 내부 양이온성 화합물을 갖는 콜로이드성 실리카 연마제 입자는, 예를 들어, 그의 성장 동안 콜로이드성 실리카 입자의 적어도 일부 내로 양이온성 화합물이 혼입되도록 양이온성 화합물을 함유하는 액체 용액 중에서 연마제 입자를 성장시킴으로써 제조될 수 있다. 내부-하전된 콜로이드성 실리카 입자의 대안적 실시양태는 종래 콜로이드성 실리카 입자를 양이온성 화합물로 처리한 다음, 양이온성 화합물 상에서 추가적 실리카를 성장시켜 양이온성 화합물을 추가적 실리카로 피복시킴으로써 제조될 수 있다. 양이온성 화합물이 콜로이드성 실리카 연마제 입자에 내부적으로 혼입되지만, 양이온성 화합물이 표면 및 표면 내부, 둘 모두에 존재할 수 있기 때문에, 소정량의 양이온성 화합물이 입자 표면에 또는 그 근처에 존재할 수도 있음이 이해될 것이다.
그러한 한 실시양태에 따르면, 내부 양이온성 화합물을 갖는 콜로이드성 실리카 연마제 입자는, 예를 들어, (i) 액체 용액 (예를 들어, 미리 결정된 pH의 물을 포함함)을 제공하고, (ii) 내부에 양이온성 화합물이 혼입된 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 분산액이 수득되도록, 상기 액체 용액을 실리카 생성 화합물 및 양이온성 화합물과 배합하고 상기 액체 용액 중에서 콜로이드성 실리카 입자를 성장시킴으로써 제조될 수 있다. 양이온성 화합물은 대안적으로 (i)에서 제공되는 액체 용액에 포함될 수 있다. 실리카 생성 화합물은, 예를 들어 테트라메틸 오르토실리케이트 (TMOS), 테트라에틸 오르토실리케이트 (TEOS), 규산, 알칼리 또는 암모늄 실리케이트, 또는 규소 테트라할라이드를 포함할 수 있다. 이 방법은 알칼리 촉매를 포함하는 모액에 TMOS를 연속적으로 첨가하는 U.S. 특허 8,529,787에 개시된 방법과 유사하다 (유사점은 실리카 생성 화합물을 액체 용액과 배합하여 콜로이드성 실리카 입자를 생성한다는 것임).
양이온성 화합물은, 양이온성 화합물을 콜로이드성 실리카 입자에 혼입시키기에 충분한, 실질적으로 임의의 적합한 양으로 액체 용액에 첨가될 수 있다 (여기서 입자에는, 반드시는 아니지만 바람직하게는, 10 중량 퍼센트 미만의 양이온성 화합물이 혼입되어 포함됨). 수성 액체 용액은 임의로 알칼리 촉매, 예를 들어 에테르 아민, 에틸렌 아민, 테트라알킬 아민 및/또는 알콜 아민, 또는 이들 중 둘 이상을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 알칼리 촉매는 유기 염기 촉매, 예컨대 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 암모니아, 우레아, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄 히드록시드 (TMAH), 테트라메틸구아니딘, 테트라에틸암모늄 히드록시드, 아미노프로필모르폴린, 헥실옥시프로필아민, 에틸옥시프로필아민 (EOPA), 제파민(jeffamine) HK-511, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다. 알칼리 촉매는 대안적으로 및/또는 추가적으로 수산화칼륨 (KOH)을 포함할 수 있다. 첨가되는 알칼리 촉매의 양은 수성 액체 용액의 pH가 일반적으로 약 7 내지 약 14의 범위, 바람직하게는 약 9 내지 약 12의 범위이도록 선택될 수 있다.
액체 용액은 임의로, 콜로이드성 실리카의 성장을 위한 핵생성 자리로서 작용하도록 의도된 콜로이드성 실리카 입자를 추가로 포함할 수 있다. 그러한 실시양태에서, 최종 콜로이드성 실리카는 코어-쉘 구조 (또는 다층 구조)를 갖는 것으로 생각될 수 있고, 여기서 코어는 액체 용액에 원래 첨가된 콜로이드성 실리카 입자를 포함하고 쉘 (외측 층)은 코어 상에서 성장된 실리카를 포함하며 내부 양이온성 화합물 (예컨대 아미노실란)을 포함한다.
또 다른 방법에서, 내부 양이온성 화합물을 갖는 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자는, (i) 고 pH 실리케이트 용액 (예를 들어, 나트륨 실리케이트 또는 칼륨 실리케이트 용액)을 제공하고, (ii) 실리케이트 용액을 (예를 들어, 용액에 산을 첨가하거나 또는 용액을 이온 교환 칼럼에 통과시킴으로써) 처리하여 실리케이트 음이온을 양성자화시켜 규산을 형성시키고, 이것은 이어서 반응 용기에서 또한 콜로이드성 실리카 입자의 침전 및 성장을 일으키고, (iii) 양이온성 화합물이 성장하는 콜로이드성 실리카 입자 내로 혼입되도록 양이온성 화합물을 반응 용기에 첨가함으로써 제조될 수 있다. 실리케이트 용액은 바람직하게는 약 11 내지 약 13 범위의 pH를 갖는다. 실리케이트 용액을 이온 교환 칼럼에 통과시켜 반응 용기 내로 보낼 수 있는데, 이는 pH를 약 2 내지 약 5 범위의 값으로 낮추는 경향을 갖는다. 양이온성 화합물은 충분한 양의 양이온성 화합물이 콜로이드성 실리카 입자 내로 혼입되도록 실질적으로 임의의 적합한 양으로 및 실질적으로 임의의 적합한 비율로 반응 용기에 첨가될 수 있다 (여기서 입자에는, 반드시는 아니지만 바람직하게는, 10 중량 퍼센트 미만의 양이온성 화합물이 혼입되어 포함됨).
또 다른 방법에 의하면, 통상적인 (예를 들어, 비하전된) 콜로이드성 실리카 입자를 양이온성 화합물로 처리 (예를 들어, 표면 처리)하고, 이어서 처리된 콜로이드성 실리카 상에서 (즉, 양이온성 화합물 상에서) 추가의 실리카를 성장시킴으로써 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 콜로이드성 실리카 함유 분산액에 질소-함유 화합물, 예컨대 4급 아민 화합물 또는 아미노실란 화합물을 첨가할 수 있다 (예를 들어, US7,994,057 및 8,252,687에 교시된 바와 같이). 질소 화합물이 콜로이드성 실리카 입자와 회합 (예를 들어, 화학적 결합 또는 정전기적 회합)하기에 충분한 시간이 경과한 후, 실리카 생성 화합물, 예컨대 TMOS, TEOS, 규산, 알칼리 또는 암모늄 실리케이트, 또는 실리카 테트라할라이드를 분산액에 첨가할 수 있다. 분산액은 임의로, 양이온성 (예를 들어, 질소-함유) 화합물 (표면 처리제)이 입자 내로 입자 내부에 혼입되도록 콜로이드성 실리카 입자의 추가 성장을 가속화하기 위해 (예를 들어, 45℃로) 가열될 수 있다. 그러한 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 입자는 코어, 및 코어 상의 다중 층 또는 코팅, 즉 코어 상의 양이온성 화합물의 제1 내부 층 (즉, 양이온 화합물-처리된 콜로이드성 실리카 코어), 및 양이온성 화합물 상에 피착된 실리카의 외측 층을 가짐으로써, 양이온성 화합물을 입자의 내부 위치에 배치하는 것으로 생각될 수 있다.
내부 양이온성 화합물을 갖는 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 입자를 제조하기 위한 상기 기술된 방법에 의해, 액체 캐리어에 콜로이드성 실리카 입자가 현탁되어 있는 분산액이 생산된다는 것이 이해될 것이다. 본원의 화학 기계적 연마 조성물을 제조하는 데 있어서, 이러한 분산액은 미리 결정된 콜로이드성 실리카 입자 농도로 희석될 수 있다. 또한, 다른 화학적 화합물이 목적에 따라 분산액에 (희석 전 또는 후에) 첨가될 수 있다.
내부-하전된 콜로이드성 실리카 입자는 CMP 가공에서 사용되기 전에, 또는 사용 개시 시에 임의의 적합한 집합도를 가질 수 있지만, 집합된 입자의 크기 및 응집 수준이 CMP 가공 동안 부적합한 수준의 결함을 야기해서는 안된다. CMP 가공의 시작 전, 양으로-하전된 콜로이드성 실리카 입자는 대부분의 1차 입자를 포함해서 실질적으로 집합되지 않을 수 있고, 입자들이 부분적으로 집합될 수도 있다. 부분적으로 집합됨으로써, 콜로이드성 실리카 연마제 입자의 50 퍼센트 이상이 2개 이상의 집합된 1차 입자 (예를 들어, 3, 4, 또는 5개의 집합된 입자)를 포함하거나 콜로이드성 실리카 입자의 30 퍼센트 이상 (또는 45 퍼센트 이상)이 3개 이상 (예를 들어, 4 또는 5개)의 집합된 1차 입자를 포함할 수 있다. 이와 같은 부분 집합된 콜로이드성 실리카 연마제는, 예를 들어, 다단계 공정을 사용하여 제조될 수 있는데, 여기서 1차 입자가 먼저, 예를 들어 US5,230,833에 기술된 바와 같이, 용액 중에서 성장한다. 이어서, 용액의 pH가, 예를 들어, US8,529,787에 기술된 바와 같이, 미리 결정된 시간 동안 소정의 산가(acidic value)로 조절되어 집합을 촉진시킬 수 있다. 임의적 최종 단계는 집합체 (및 임의의 나머지 1차 입자)의 추가 성장을 허용할 수 있다.
양으로-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자는 추가로, 콜로이드성 실리카 연마제 입자의 20% 이상이 3개 미만의 1차 입자 (즉, 비-집합된 1차 입자 또는 단지 2개의 1차 입자를 갖는 집합된 입자, 단량체 및 이량체라고도 지칭됨)를 포함하고 콜로이드성 실리카 연마제 입자의 50% 이상이 3개 이상의 응집된 1차 입자를 포함하는 응집체 분포를 가질 수 있다.
연마 조성물은, 예를 들어, 연마, 평탄화 등 가공될 기판 표면에 연마 조성물의 연마제 입자 및 화학적 성분 및 첨가제가 적용되는 것을 용이하게 하는 액체 캐리어를 포함한다. 액체 캐리어는 저급 알콜 (예를 들어, 메탄올, 에탄올 등), 에테르 (예를 들어, 디옥산, 테트라히드로푸란 등), 물 및 이들의 혼합물 등의 임의의 적합한 캐리어 (예를 들어, 용매)일 수 있다. 바람직하게는, 액체 캐리어는 물, 보다 바람직하게는 탈이온수를 포함하거나, 그로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그로 이루어진다. 물로 본질적으로 이루어진 캐리어는 3, 2, 1, 0.5, 0.1, 또는 0.05 중량 퍼센트 (이하)까지의 비-물 용매, 예컨대 저급 알콜 (예를 들어, 메탄올, 에탄올, 등), 에테르 (예를 들어, 디옥산, 테트라히드로푸란, 등)을 함유할 수 있다.
연마 조성물은 약 7 미만의 pH를 갖는 산성이다. 연마 조성물은 전형적으로 약 1 이상 (예를 들어, 약 2 이상, 또는 약 3 이상)의 pH를 갖는다. 연마 조성물은 약 6 이하 (예를 들어, 약 5 이하, 또는 약 4 이하)의 pH를 가질 수 있다.
연마 조성물의 pH는 임의의 적합한 수단에 의해 달성 또는 유지될 수 있다. 연마 조성물은 실질적으로 임의의 적합한 pH 조절제 또는 완충 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적합한 pH 조절제는 질산, 황산, 인산, 프탈산, 시트르산, 아디프산, 옥살산, 말론산, 말레산, 수산화암모늄 등을 포함할 수 있으며, 한편 적합한 완충제는 포스페이트, 술페이트, 아세테이트, 말로네이트, 옥살레이트, 보레이트, 암모늄 염 등을 포함할 수 있다.
연마 조성물은 시클로덱스트린을 포함한다. 시클로덱스트린은 다중 당 분자로 이루어지고 고리 구조로 형성된 널리 알려진 부류의 화합물이며, 이 화합물은 때때로 시클릭 올리고사카라이드로 지칭된다. 시클로덱스트린은 단위들 사이가 1 내지 4개의 연결에 의해 연결되는 α-D-글루코피라노시드 분자 단위로 구성된다 (하기 도면 참조). 기술되는 바와 같은 연마 조성물에 유용한 시클로덱스트린의 형태는 6-원 고리인 α(알파)-시클로덱스트린; 7-원 고리인 β(베타)-시클로덱스트린, 및 8-원 고리인 γ(감마)-시클로덱스트린을 포함한다.
시클로덱스트린은, 조성물에 바람직한 양의 시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체가 존재하게 하고, 그와 동시에, 유용하거나 또는 개선된 가공 특성 (예를 들어, 바람직한 제거율)을 갖는 연마 조성물을 제공하고, 또한 유용하며 바람직한 토포그래피 및 결함성 특성을 갖는 가공된 기판을 제공하기에 효과적인 양으로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 슬러리 중의 시클로덱스트린의 특정한 양은, 예컨대 가공 (예를 들어, 연마)될 특정 기판, 및 슬러리에 존재하는 다른 성분, 예컨대 연마제 입자의 유형 및 양, 촉매, 산화제, 억제제 등의 인자에 좌우될 수 있다. 특정의 유용한 실시양태에서, 시클로덱스트린은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 2 중량 퍼센트, 예를 들어, 약 0.02 내지 약 1.5 중량 퍼센트 시클로덱스트린 범위의 양으로 슬러리 내에 존재할 수 있는데, 이는 CMP 공정에서 사용되는 시점에서의 조성물, 즉, "사용 조성물"을 의미한다. 조성물이 저장, 수송용으로 의도된 농축된 형태로 존재하다가 CMP 공정에서 사용되기 전에 희석되는 경우에는, 농도가 더 높을 수 있다.
양이온성 계면활성제는, 슬러리 환경 내에서, 시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체 (하기 참조)를 형성하고, 그와 동시에 기판의 텅스텐-함유 표면을 가공하기에 효과적인 CMP 조성물을 생성하는 임의의 유형일 수 있다. 양이온성 계면활성제는, 양이온성 계면활성제, 시클로덱스트린, 및 시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체를 함유하며 가공 동안 유용하거나 유리한 조합의 가공 특성들 (예를 들어, 제거율) 및 가공된 기판에서의 토포그래피 및 낮은 수준의 결함을 나타내는 (또한 본원에 기술된 바와 같은 다른 슬러리 성분, 예컨대 연마제 입자를 함유하는) 슬러리를 제조하기 위해 바람직하게 선택될 수 있다.
텅스텐-함유 기판 표면 가공 (예를 들어, 연마)용 CMP 슬러리를 위한 성분 선택을 고려할 때, 특정 유형의 화학적 물질, 예컨대 특정 양이온성 계면활성제를 포함한 특정 질소-함유 화합물이 CMP 가공 동안 텅스텐, 유전체 물질, 예컨대 산화물 (예를 들어, TEOS), 또는 그 둘 모두의 제거를 억제하는 기능을 할 수 있다는 점이 고려 사항에 포함된다. 따라서, 질소-함유 화합물, 예컨대 특정 유형의 양이온성 계면활성제는, 상기 양이온성 화합물이 텅스텐, 산화물 (예를 들어, TEOS), 또는 그 둘 모두에 대해 과도하게 저하된 제거율을 야기하지 않는 경우에만, 텅스텐-함유 표면 연마용 슬러리에 포함될 수 있다. 본 발명에 따르면, 다양한 유형의 질소-함유 양이온성 계면활성제는, CMP 슬러리에 시클로덱스트린과 함께 (시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체의 형성을 초래하는 방식으로) 포함되었을 때, 양이온성 계면활성제, 시클로덱스트린 및 복합체를 함유하지 않는 것을 제외하고는 동일한 슬러리에 비해, 토포그래피 개선 및 결함 감소 등의 바람직하거나 또는 유리한 성능 특성을 나타내며, 한편 텅스텐 및 산화물 (예를 들어, TEOS)에 대해 유용한 제거율을 여전히 나타내는 CMP 연마 슬러리를 제공하는 것으로 확인되었다.
우수한 성능 특성을 갖는 연마 조성물에서 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 계면활성제의 일부 비제한적 예는 하기 화학식 I의 구조를 갖는 화합물을 포함한다.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 (바람직하게는 직쇄형) 알킬 기이고, 임의로 치환되고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고, 바람직하게는 8 내지 18개의 탄소 원자, 예를 들어, 12 내지 18개의 탄소 원자를 함유하고;
R2, R3 및 R4는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기,
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기, 및
R2, R3 및 R4 중 2 또는 3개로 형성된, 임의로 치환된 포화 또는 불포화 고리 구조
로부터 선택될 수 있다.
화학식 I에서, X 원자는 CMP 공정에서 사용되는 동안 슬러리의 pH로 인해 슬러리 내에서 양으로 하전될 것이며, 예를 들어, X 원자는, 사용 동안 슬러리 내에 존재할 때, N+ 또는 P+가 될 것이다. 양이온성 계면활성제는 임의의 유용한 반대이온, 예컨대 NO3-, OH-, Br-, Cl- 등을 갖는 염으로서 슬러리 내로 도입될 수 있다. 용어 "알킬"은, 포화이거나 불포화를 포함하는 기를 포함한 분지형 또는 직쇄형 비치환된 (달리 명시되지 않는 한) 탄화수소 기를 지칭한다. "치환된" 기 (예를 들어, 치환된 알킬, 시클로알킬, 아릴)은, 탄소-결합된 수소가 비-수소 원자, 예컨대 할라이드에 의해, 또는 관능기, 예컨대 아민, 히드록시드 등에 의해 대체된 기를 지칭한다.
특정 실시양태에서, R1은 R1 내지 R4 기 중 가장 크며, 연마 조성물 중에 존재하는 동안 시클로덱스트린 분자와 회합되어 시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체를 형성하기에 효과적인 알킬 또는 치환된 알킬 (임의로 불포화를 가짐) 기이다. 예를 들어, R1은 7 내지 30개의 탄소 원자, 예를 들어, 8 내지 18개의 탄소 원자 또는 10 내지 18개의 탄소 원자를 함유할 수 있고; 백본을 따라, 또는 탄소-결합된 수소 원자를 대체한 치환된 기의 일부로서, 1개 이상의 헤테로원자를 임의로 포함할 수 있고; 포화일 수 있거나 또는 불포화를 함유할 수 있다. R1이 시클로덱스트린 분자와 회합되는 것을 용이하게 하기 위해, R1은 바람직하게는 비치환되고 포화이거나 또는 거의 포화인 비하전된 선형 알킬 기, 예를 들어, 7 내지 20개, 예를 들어, 8 내지 18개, 예를 들어, 10 내지 18개의 탄소 원자의 선형 알킬일 수 있다.
특정의 바람직한 실시양태에서, R2, R3 및 R4 모두가 수소는 아니다.
특정 실시양태에서, R2는 수소가 아니며, R1보다 더 적은 수의 탄소 원자, 예를 들어, 12, 10 또는 8개 이하의 탄소 원자, 예를 들어, 1 내지 10개의 탄소 원자, 또는 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기이다. R2는 백본을 따라, 또는 백본의 길이를 따라 펜던트 관능기의 일부로서 1개 이상의 헤테로원자를 임의로 포함할 수 있고, 선형, 분지형, 포화일 수 있거나, 또는 불포화를 함유할 수 있다. 또한 임의로, R2는, 예를 들어, 사용 동안 슬러리 내에 존재할 때, 하전된 헤테로원자, 예컨대 N+ 또는 P+의 존재로 인해 양이온성 전하를 포함할 수 있다.
R3 및 R4는 독립적으로 수소이거나, 또는 R2에 대해 상기에 직접 명시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, R3, R4, 또는 그 둘 모두가 R2보다 작을 수 있으며, 즉, R2에 비해 더 적은 탄소 원자를 함유하고, 예를 들어 H 또는 저급 포화 알킬, 예컨대 1 내지 6개의 탄소 원자, 예컨대 1 내지 3개 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬일 수 있다.
화학식 I에 따른 유용하거나 또는 바람직한 양이온으로 하전된 계면활성제의 예는, R1이 포화 알킬 기이고 R2, R3 및 R4가 독립적으로 수소 또는 저급 알킬인 양이온성 화합물을 포함한다. 예는 세틸 트리메틸암모늄 브로마이드 (CTAB 또는 세트리모늄 브로마이드), 미리스틸트리알킬암모늄 및 그의 염, 및 라우릴트리알킬암모늄 및 그의 염을 포함한다.
특정의 다른 실시양태에서, R1 또는 R2는, 양이온성 계면활성제를 2가 양이온성, 3가 양이온성 등으로 만드는 하나 이상의 추가의 양이온 전하를 포함하는 기일 수 있다. 이러한 화합물의 예는 미국 특허 7,695,637에 기술되어 있으며, 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. R2는, 제2 양이온성 원자, 예컨대 양이온성 질소에 연결된 2가 연결기 (-Z-)를 포함할 수 있고, 즉, R2 = -Z-N+-(-R5)(-R6)(-R7)일 수 있다.
양이온성 화합물은 하기 화학식 II의 구조를 가질 수 있다.
화학식 II에서, Z는 2가 연결기이며, 이는 포화 알킬 또는 불포화 알킬이거나, 또는 대안적으로 또는 추가적으로 백본 또는 치환기의 일부로서 헤테로원자 (N, O)를 포함하거나, 또는 또 다른 유형의 치환 (할로겐, 히드록시드)을 포함할 수 있다. Z의 예는 직쇄형 2가 (알킬렌) 기, 예를 들어, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등을 포함한다. 이들 실시양태에서, 화학식 I의 R3 및 R4, 및 R5, R6 및 R7은 각각 바람직하게는 및 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기일 수 있다.
2가 양이온으로 하전된 계면활성제의 한 예는 N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판-디암모늄 디클로라이드를 포함한다.
2가 양이온성 계면활성제 화합물은 슬러리 내에 존재할 때 2가 양이온으로 하전된 상태로 존재할 수 있고, 임의의 유용한 반대이온 또는 반대이온들을 갖는 염의 형태로 슬러리의 외부에 존재하거나 슬러리에 도입될 수 있다. 화합물의 두 양이온성 원자 각각에 대한 2개의 반대이온은 동일하거나 상이할 수 있다.
우수한 성능 특성을 갖는 CMP 슬러리에 사용될 수 있는, 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는, 본원에 기술된 바와 같은 양이온성 계면활성제의 비제한적 예의 또 다른 군은, X 원자가 불포화 헤테로시클릭 고리 구조의 일부인 화합물, 즉 R2, R3 및 R4가 조합되어 형성된 불포화 고리 구조의 일부인 화합물을 포함한다. 고리의 치환기들 중 적어도 하나 (반드시는 아니지만 예를 들면, X 원자에 부착된 R1 기)는, 임의로 치환되고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자, 바람직하게는 8 내지 18개의 탄소 원자, 예를 들어, 12 내지 18개의 탄소 원자를 함유하고, 본원에서 기술된 바와 같이, 시클로덱스트린 분자와 복합체를 형성할 수 있는 직쇄형 또는 분지형 (바람직하게는 직쇄형) 알킬 기일 수 있다. 예시적 화합물은 하기 화학식 III에 규정된 바와 같은 구조를 갖는 것들을 포함한, 6-원 헤테로시클릭 치환 또는 비치환된 고리를 포함한다.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 (바람직하게는 직쇄형) 알킬 기이고, 임의로 불포화를 함유하고, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R8, R9, R10, R11 및 R12는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기
로부터 선택될 수 있다.
특정의 바람직한 실시양태에 따르면, R8, R9, R11 및 R12는 각각 수소이고, R10은, 치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자 (예를 들어, 질소), 하전된 기 (예를 들어, 하전된 질소 헤테로원자), 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 불포화 시클릭 기이다.
화학식 III의 특정 화합물은 슬러리에서 바람직한 성능을 나타내는 것으로 확인되었다. 예는 N,N'-디옥틸 4,4'-비피리디늄 (DOBPB), C16-N-알킬 피리디늄 (N-헥사데실 피리디늄), 1-헵틸-4-(4-피리딜)피리디늄 브로마이드 (HPPB) 등을 포함한다.
이론에 얽매이지는 않지만, 비교적 높은 소수성, 비교적 높은 전하, 또는 그 둘 모두를 나타내는 양이온성 계면활성제는, 비교적 낮은 소수성, 낮은 전하, 또는 그 둘 모두를 나타내는 양이온성 계면활성제에 비해, 양이온성 계면활성제로서 사용하기에 바람직할 수 있다. 비교적 낮은 소수성, 비교적 낮은 전하, 또는 그 둘 모두를 나타내는 특정 화합물은 테트라부틸암모늄 히드록시드 (TBAH), 테트라메틸암모늄 히드록시드 (TMAH), N-헥실 피리디늄 (C6py), 헥사메토늄 브로마이드 (HMB)를 포함한다. 이들 화합물은, 언급된 바와 같이, 하기 화합물: 세틸 트리메틸암모늄 브로마이드 (CTAB 또는 세트리모늄 브로마이드), N,N,N',N',N',-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판-디암모늄 디클로라이드, N,N'-디옥틸 4,4'-비피리디늄 (DOBPB), C16 N-알킬 피리디늄 (N-헥사데실 피리디늄), 및 N-헵틸-4,4' 비피리디늄 (HPPB)을 포함한, 보다 높은 소수성, 보다 높은 전하, 또는 그 둘 모두를 갖는 화합물에 비해, 덜 바람직하거나 덜 유용한 것으로 밝혀졌다.
시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있으며 우수한 성능 특성을 갖는 연마 조성물에 사용될 수 있는, 본원에 기술된 바와 같은 양이온성 계면활성제의 비제한적 예의 또 다른 군은, X 원자가 포화 헤테로시클릭 고리 구조의 일부인 화합물, 즉, R2, R3 및 R4 중 두 개가 조합되어 형성된 포화 고리 구조의 일부인 화합물을 포함한다. 포화 고리의 치환기들 중 적어도 하나 (반드시는 아니지만 예를 들면, X 원자에 부착된 R1 기)는, 임의로 치환되고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자, 바람직하게는 8 내지 18개의 탄소 원자, 예를 들어, 12 내지 18개의 탄소 원자를 함유하고, 본원에서 기술된 바와 같이, 시클로덱스트린 분자와 복합체를 형성할 수 있는 직쇄형 또는 분지형 (바람직하게는 직쇄형) 알킬 기일 수 있다. 예시적 화합물은 하기 화학식 IV에 규정된 바와 같은 구조를 갖는 것들을 포함한, 6-원 헤테로시클릭 치환 또는 비치환된 포화 고리를 포함한다.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 (바람직하게는 직쇄형) 알킬 기이고, 임의로 불포화를 함유하고, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R13, R14, R15, R16, R17 및 R18은 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기
로부터 선택될 수 있다.
양이온성 계면활성제는, 텅스텐-함유 기판 표면을 가공할 때 슬러리의 바람직한 가공 성능 특성을 제공하기에 효과적인 양으로 연마 조성물에 포함될 수 있으며, 그러한 특성에는 바람직한 텅스텐 제거율; 바람직한 산화물 (예를 들어, TEOS) 제거율; 유용하거나 낮은 입자 크기 성장; 침식 감소, 디싱 감소, 또는 그 둘 모두를 포함한 바람직한 토포그래피; 및 스크래칭 또는 잔류물에 의해 측정되는, 유용하거나 낮은 결함성 중 하나 이상이 포함된다. 연마 조성물에 시클로덱스트린이 또한 존재할 때, 상기 양의 양이온성 계면활성제는 제거율 감소 또는 입자 불안정성 면에서 과도하게 부정적인 영향을 미치지 않으면서 상기 개선 중 하나 이상을 제공할 수 있다. 양이온성 계면활성제의 특정한 양은 예를 들어 가공 (예를 들어, 연마)될 특정 기판, 및 슬러리에 존재하는 다른 성분, 예컨대 연마제 입자의 유형 및 양, 촉매, 산화제, 억제제 등의 인자에 좌우될 수 있다.
연마 조성물에 (시클로덱스트린과 함께) 포함되는 양이온성 계면활성제의 양은, 과도하게 유해한 효과를 생성하지 않으면서 바람직한 성능 개선을 제공하는 양일 수 있다. 양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 함유하는 바람직한 연마 조성물은, 양이온성 계면활성제의 존재로 인해 유용하거나 또는 개선된 성능 특성, 예컨대 가공된 기판에서, 침식 감소, 디싱 감소, 또는 그 둘 모두의 형태로 개선된 토포그래피를 나타낼 것이다. 양이온성 계면활성제는, 시클로덱스트린이 또한 존재하는 경우, 슬러리의 다른 바람직한 특성 또는 성능의 과도한 감소를 생성하지 않고; 예를 들어, (텅스텐 및 유전체 물질의) 제거율이 과도하게 감소되지 않고, 슬러리의 입자 안정성 (저장 동안 또는 사용 동안의 입자 크기 성장에 의해 측정됨)이 허용가능하다.
일부 실시양태에서, 시클로덱스트린은, 시클로덱스트린이 없는 것을 제외하고는 동일한 조성물에 함유될 수 있는 동일한 양이온성 계면활성제의 양에 비해, 상대적으로 더 높은 양 (농도)의 양이온성 계면활성제가 연마 조성물에 포함되는 것을 허용한다. 양이온성 계면활성제의 양은, 시클로덱스트린의 존재로 인해, 바람직하게는 슬러리의 다른 물리적 또는 성능 특성에 유해한 영향을 미치지 않으면서, 유리하게 증가될 수 있다. 슬러리에서 양이온성 계면활성제의 양 증가는, 이러한 양 증가가, 예를 들어, 개선을 능가하는 또 다른 유해한 효과를 야기하지 않으면서, 개선된 토포그래피, 예컨대 침식 또는 디싱 감소를 초래함으로써 성능 개선 증가를 생성하는 한 바람직할 수 있다.
특정의 유용한 실시양태에서, 양이온성 계면활성제는, CMP 가공 동안의 사용 시점에서, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제, 예를 들어, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제 범위의 양으로 슬러리에 존재할 수 있다.
시클로덱스트린에 대한 양이온성 계면활성제의 양은, 연마 조성물에서 바람직한 양의 복합체가 형성되게 하는 양, 예를 들어, 시클로덱스트린과 양이온성 계면활성제의 대략 화학량론적 양일 수 있는 양, 즉, 대략 등몰량일 수 있다. 예를 들어, 시클로덱스트린에 대한 양이온성 계면활성제의 몰비는 시클로덱스트린 1 mol 당 0.5 내지 1.5 mol의 양이온성 계면활성제, 예를 들어, 시클로덱스트린 1 mol 당 0.75 내지 1.25 mol의 양이온성 계면활성제, 또는 시클로덱스트린 1 mol 당 약 0.9 내지 1.1 mol의 양이온성 계면활성제의 범위일 수 있다.
기술되는 바와 같은 연마 조성물에서, 탄소 길이 7 이상의 적어도 하나의 R-치환기를 갖는 양이온성 계면활성제는 알파-, 베타-, 또는 감마-시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있다. 이론에 얽매이지는 않지만, 적어도 7개의 탄소 원자를 가지며, 바람직하게는 또한 불포화가 없거나 또는 단지 약간의 불포화를 갖는 비하전, 비치환, 선형 알킬 기인 적어도 하나의 기 (반드시는 아니지만 예를 들면, 본원에 기술된 R1 기)는, 탄소 길이 7 이상의 알킬 기가 시클로덱스트린 분자 고리의 내부에 위치됨으로써 단일 시클로덱스트린 분자와 회합될 수 있다. 시클로덱스트린 분자와 회합된 양이온성 계면활성제 분자의 조합은 본원에서 "시클로덱스트린-양이온성 계면활성제 복합체" 또는 단순히 "복합체"로서 지칭된다. 복합체는, 시클로덱스트린 고리 구조로부터 연장되는 양이온을 함유하는 양이온성 계면활성제의 일부를 포함할 것이고, 탄소 길이 7 이상의 알킬 기가 시클로덱스트린 분자 고리의 내부에 위치된다.
연마 조성물에 존재할 복합체의 양은 연마 조성물 내 양이온성 계면활성제의 양 및 시클로덱스트린의 양, 다른 성분의 양 및 유형, 및 양이온성 계면활성제의 화학적 정체, 및 연마 조성물의 조건에서 시클로덱스트린과 회합되어 복합체를 형성하는 그의 경향, 즉, 두 별도의 양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린 분자와, 복합체 사이의 평형 상수에 좌우될 것이다. 일반적으로, 복합체는, 텅스텐-함유 기판 표면을 연마할 때 연마 조성물의 바람직한 가공 성능 특성을 제공하기에 효과적인 양으로 존재할 수 있으며, 그러한 특성에는 바람직한 텅스텐 제거율; 바람직한 산화물 (예를 들어, TEOS) 제거율; 유용하거나 낮은 입자 크기 성장; 및 스크래칭 또는 잔류물에 의해 측정되는, 유용하거나 낮은 결함성 중 하나 이상이 포함된다. 복합체의 특정한 양은 가공 (예를 들어, 연마)될 특정 기판, 및 연마 조성물에 존재하는 다른 성분 등의 인자에 좌우될 수 있다. 특정의 유용한 실시양태에서, 양이온성 계면활성제는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제, 예를 들어, 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제 범위의 양으로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다.
연마 조성물의 실시양태는 임의로 및 바람직하게는 기판의 텅스텐-함유 표면을 가공 (예를 들어, 연마)하는 데 효과적인 촉매를 포함할 수 있다. 촉매는 임의의 금속일 수 있는 금속, 예컨대 철을 함유할 수 있다. 텅스텐 CMP 작업 동안 텅스텐의 제거율을 증가시키는 데 효과적인 철-함유 촉매는 널리 알려져 있다. 가용성 철-함유 촉매의 예는 미국 특허 5,958,288 및 5,980,775에 기술되어 있으며, 이들 문헌은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 이러한 철-함유 촉매는 액체 캐리어에 가용성이며, 예를 들어, 제2철 (철 III) 또는 제1철 (철 II) 화합물, 예컨대 질산철, 황산철, 철 할라이드 (플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드 및 아이오다이드 뿐만 아니라, 퍼클로레이트, 퍼브로메이트 및 퍼아이오데이트를 포함함), 및 유기 철 화합물, 예컨대 철 아세테이트, 아세틸아세토네이트, 시트레이트, 글루코네이트, 말로네이트, 옥살레이트, 프탈레이트, 및 숙시네이트, 및 그의 혼합물을 포함할 수 있다.
연마 조성물은, 예컨대 미국 특허 7,029,508 및 7,077,880에 개시된 바와 같이, 콜로이드성 실리카 입자의 표면과 회합된 (예를 들어, 상기 표면에 코팅되거나 결합된) 철-함유 촉매를 또한 포함할 수 있다. 그에 기술된 실시양태에서, 연마제 입자는 철-함유 촉매와 함께 붕소-함유 안정화제를 함유할 수 있다. 그러한 실시양태에서, 안정화제 및 촉매는 콜로이드성 실리카 입자 상의 이용가능한 표면 자리의 실질적으로 임의의 퍼센트, 예를 들어 이용가능한 표면 자리의 1% 초과, 50% 초과, 또는 80% 초과를 차지할 수 있다.
연마 조성물 중의 철-함유 촉매의 양은 산화제의 존재와 유형 (존재하는 경우, 하기 참조) 및 촉매의 화학적 형태에 따라 달라질 수 있다. 과산화수소 (또는 그의 유사체)가 산화제로서 사용되고 철-함유 촉매 (예컨대 질산제2철)가 사용되는 경우, 촉매는 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 3000 ppm 범위의 Fe를 제공하기에 충분한 양으로 조성물 중에 존재할 수 있다. 연마 조성물은 바람직하게는 Fe를 약 1 ppm 이상 (예를 들어, 약 5 ppm 이상, 약 10 ppm 이상, 또는 약 20 ppm 이상) 포함한다. 연마 조성물은 바람직하게는 Fe를 약 500 ppm 이하 (예를 들어, 약 200 ppm 이하, 약 100 ppm 이하, 또는 약 50 ppm 이하) 포함한다. 따라서, 연마 조성물은 Fe를 약 1 내지 약 500 ppm (예를 들어, 약 3 내지 약 200 ppm, 약 5 내지 약 100 ppm, 또는 약 10 내지 약 50 ppm)의 범위로 포함할 수 있다.
철-함유 촉매를 포함하는 연마 조성물은 또한 안정화제를 포함할 수 있다. 안정화제가 없으면, 철-함유 촉매 및 산화제가 시간의 경과에 따라 산화제를 신속히 분해시키는 양상으로 반응할 수 있다. 안정화제가 첨가되면 철-함유 촉매의 유효성이 감소되는 경향이 있으므로, 연마 조성물에 첨가되는 안정화제의 유형 및 양의 선택은 CMP 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 안정화제가 첨가되면, 안정화제-촉매 복합체의 형성이 초래되고, 이는 촉매가 산화제 (예를 들어, 과산화수소)와 반응하는 것을 억제하는 한편, 동시에 촉매가 신속한 텅스텐 연마 속도를 촉진하도록 충분히 활성인 채로 유지되게 할 수 있다.
예시적인 안정화제는 인산, 유기 산, 포스포네이트 화합물, 니트릴, 및 촉매 화합물의 금속에 결합하여, 산화제 (예를 들어, 과산화수소) 분해에 대한 그의 반응성을 감소시키는 다른 리간드를 포함한다. 산 안정화제는 그의 공액 형태로 사용될 수 있으며, 예를 들어 카르복실레이트가 카르복실산 대신에 사용될 수 있다. 본 출원의 목적상 용어 "산"은 유용한 안정화제를 기술하기 위해 사용될 때, 산 안정화제의 공액 염기를 또한 의미한다. 예를 들어, 용어 "아디프산"은 아디프산 및 그의 공액 염기를 의미한다. 안정화제는 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있고, 산화제, 예컨대 과산화수소가 분해되는 속도를 상당히 감소시킨다.
바람직한 안정화제는 인산, 아세트산, 프탈산, 시트르산, 아디프산, 옥살산, 말론산, 아스파르트산, 숙신산, 글루타르산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 말레산, 글루타콘산, 뮤콘산, 에틸렌디아민테트라아세트산 (EDTA), 프로필렌디아민테트라아세트산 (PDTA), 및 그의 혼합물을 포함한다. 바람직한 안정화제는 기술되는 바와 같은 조성물 중에 철-함유 촉매 당 약 1 당량 내지 약 3.0 중량 퍼센트 이상의 범위의 양으로 포함될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "철-함유 촉매 당 당량"은 조성물에서 철 이온 당 안정화제 1개 분자를 의미한다. 예를 들어, 철-함유 촉매 당 2 당량의 안정화제는 각각의 촉매 이온에 대하여 2개 분자의 안정화제를 의미한다.
연마 조성물은 임의로 및 바람직하게는 산화제를 포함할 수 있다. 산화제는 슬러리 제조 공정 동안에 또는 CMP 작업 직전에 (예를 들어, 반도체 제작 설비에 위치하는 탱크 내) 연마 조성물에 첨가될 수 있다. 예시적인 산화제는 무기 및 유기 퍼-화합물을 포함한다. 문헌 [Hawley's Condensed Chemical Dictionary]에서 정의된 퍼-화합물은 적어도 하나의 퍼옥시 기 (-O--O-)를 함유하는 화합물 또는 그의 최고 산화 상태의 원소를 함유하는 화합물이다. 적어도 하나의 퍼옥시 기를 함유하는 화합물의 예는 과산화수소 및 그의 부가물, 예컨대 우레아 과산화수소 및 퍼카르보네이트, 유기 퍼옥시드, 예컨대 벤조일 퍼옥시드, 퍼아세트산, 및 디-t-부틸 퍼옥시드, 모노퍼술페이트 (SO5 -), 디퍼술페이트 (S2O8 -), 및 소듐 퍼옥시드를 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다. 그의 최고 산화 상태의 원소를 함유하는 화합물의 예는 퍼아이오딘산, 퍼아이오데이트 염, 퍼브로민산, 퍼브로메이트 염, 퍼클로르산, 퍼클로레이트 염, 퍼보릭산, 및 퍼보레이트 염 및 퍼망가네이트를 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다. 흔히 바람직한 산화제는 과산화수소이다.
연마 조성물은 또한 억제제 화합물, 예를 들어, 질소-함유 억제제 화합물을 함유할 수 있는데, 이는 고체 텅스텐의 가용성 텅스텐 화합물로의 전환을 억제하는 한편 동시에 CMP 가공 동안 고체 텅스텐의 효과적인 제거율을 허용한다. 억제제는 화학식 I의 화합물과 상이한 질소-함유 억제제 화합물일 수 있다. 화학식 I의 양이온성 계면활성제와 마찬가지로, 질소-함유 억제제도 연마 동안 텅스텐, 산화물 (예를 들어, TEOS), 또는 그 둘 모두에 대해 바람직한 제거율을 나타내는 슬러리를 생성하도록 선택될 수 있다. 질소-함유 억제제는 또한 슬러리가 CMP 가공 동안 과도한 입자 크기 성장을 나타내지 않도록 선택될 수 있고, 결과적으로 가공 동안 입자 성장에 의해 야기되는 결함, 예컨대 잔류물 또는 스크래칭이 증가하지 않게 된다.
텅스텐 에칭의 유용한 억제제인 화합물 부류는 질소-함유 관능기를 갖는 화합물, 예컨대 질소-함유 헤테로사이클, 알킬 암모늄 이온, 아미노 알킬 및 아미노산을 포함한다. 유용한 아미노 알킬 부식 억제제는, 예를 들어 헥실아민, 테트라메틸-p-페닐렌 디아민, 옥틸아민, 디에틸렌 트리아민, 디부틸 벤질아민, 아미노프로필실란올, 아미노프로필실록산, 도데실아민, 그의 혼합물, 및 합성 및 천연 아미노산, 예컨대 리신, 티로신, 글루타민, 글루탐산, 시스틴, 및 글리신 (아미노아세트산)을 포함한다.
연마 조성물의 특정 실시양태에서, 아민 화합물은 다가 양이온성 아민을 포함할 수 있다. 디4급(diquaternary) 아민 화합물은, 예를 들어, N,N'-메틸렌비스(디메틸테트라데실암모늄 브로마이드), 1,1,4,4-테트라부틸피페라진디움 디브로마이드, 디메틸-1,5-디아조니아비시클로(3.2.2)노난 디브로마이드, 디도데실-테트라메틸-1,4-부탄디아미늄 디아이오다이드, 또는 N(1),N(6)-디도데실-N(1),N(1),N(6),N(6)-테트라메틸-1,6-헥산디아미늄 디아이오다이드를 포함할 수 있다.
연마 조성물은 실질적으로 임의의 적합한 농도의 억제제 화합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이 농도는 바람직하게는 적절한 에칭 억제를 제공하도록 충분히 높지만, 화합물이 가용적이어서 텅스텐 연마율을 허용가능한 수준 미만으로 감소시키지 않을 정도로 충분히 낮다. 가용적이란 화합물이 액체 캐리어에 완전히 용해되거나 또는 액체 캐리어에서 미셀(micelle)을 형성하거나 미셀 내에 보유되는 것을 의미한다. 억제제 화합물의 농도는 다양한 인자, 예를 들어 그의 용해도, 내부 아민 기의 수, 알킬 기의 길이, 에치율 억제와 연마율 억제 간의 관계, 사용된 산화제, 산화제의 농도 등에 따라 변화시키는 것이 필요할 수 있다. 특정의 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물 중의 텅스텐 억제제 화합물의 농도는 약 0.1 μM 내지 약 10 mM (즉, 약 10-7 내지 약 10-2 몰)의 범위일 수 있다. 예를 들어, 고분자량을 갖는 아민 기반 중합체를 이용하는 실시양태에서, 농도는 상기 범위의 하한 측에 있을 수 있다 (예를 들어, 약 10-7 내지 약 10-4 몰). 비교적 단순한 아민 화합물 (보다 적은 아민 기 및 보다 낮은 분자량을 갖는 것)을 이용하는 다른 실시양태에서, 농도는 상기 범위의 상한 측에 있을 수 있다 (예를 들어, 약 10-5 내지 약 10-2 몰).
특정한 화학 기계적 연마 용례 (예를 들어, 쉘로우 트렌치(shallow trench) 용례)에서, 텅스텐 및 산화규소는 규소 질소 물질, 예컨대 질화규소 (SiN)와 함께 연마될 수 있다. 특정 용례에서, 산화규소 및 규소 질소 물질, 그 둘 모두에 대해 높은 제거율을 달성하는 것이 바람직할 수 있다 (예를 들어, TEOS:SiN 연마율 선택도가 약 15:1 미만이고 TEOS 및 SiN 연마율이 텅스텐 연마율보다 더 크도록). 따라서, 화학 기계적 연마 조성물은 임의로 규소 질소 연마 촉진제를 추가로 포함할 수 있다. 규소 질소 연마 촉진제는, 예를 들어, 실질적으로 임의의 적합한 폴리 산, 예컨대 폴리카르복실산, 폴리 포스폰산, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리카르복실산의 예는, 예를 들어 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 타르타르산, 술포숙신산 및/또는 프탈산을 포함할 수 있다. 상기와 같은 폴리카르복실산은 일반적으로 그의 공액 형태로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 카르복실산 대신에 카르복실레이트가 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 본 출원의 목적상, 유용한 규소 질소 촉진제를 기술하기 위해 사용되는 용어 "산"은 또한 산의 공액 염기 (또는 염기들)를 의미한다.
적합한 폴리 포스폰산은, 예를 들어 메틸렌 포스폰산 화합물 및 디포스폰산 화합물, 예컨대 1-히드록시에틸리덴-1,1-디포스폰산, 아미노 트리(메틸렌 포스폰산), 디에틸렌트리아민 펜타(메틸렌 포스폰산), 및 비스(헥사메틸렌 트리아민 펜타(메틸렌포스폰산))을 포함할 수 있다. 상기와 같은 폴리포스폰산은 일반적으로 그의 공액 형태로 사용될 수 있으며, 예를 들어, (카르복실산에 대해 상기 기술된 바와 같이) 포스폰산 대신에 포스포네이트가 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 상기-기술된 폴리 포스폰산 화합물의 적합한 예는 데퀘스트(Dequest)® 상표명 (이탈마치 케미칼스(Italmatch Chemicals), 이탈리아 제노바)으로 판매된다.
연마 조성물은 임의로, 웨이퍼 내 연마율 균일성 (예를 들어, 웨이퍼 에지(edge) 대 중심 연마율 비 또는 차이)의 개선을 위해 균일성 첨가제, 예컨대 폴리에틸렌 글리콜을 추가로 포함할 수 있다.
연마 조성물은 임의로 살생물제를 추가로 포함할 수 있다. 살생물제는 임의의 적합한 살생물제, 예를 들어, 이소티아졸리논 살생물제를 포함할 수 있다. 연마 조성물 중의 살생물제의 양은 약 1 ppm 내지 약 50 ppm, 바람직하게는 약 1 ppm 내지 약 20 ppm의 범위일 수 있다.
기술되는 연마 조성물의 특정 실시양태는 연마 조성물의 전기 전도도가 낮은 경우에, 보다 높은 이산화규소 (TEOS) 연마율이 달성되는 것으로 관찰되었다. 그러한 실시양태는 유리하게는 텅스텐 버핑 용례를 위해 이용될 수 있다. 따라서, 연마 조성물의 예는 유리하게는 2000 μS/cm 미만 (예를 들어, 1500 μS/cm 미만, 1000 μS/cm 미만, 800 μS/cm 미만, 500 μS/cm 미만, 400 μS/cm 미만, 또는 300 μS/cm 미만)의 전기 전도도를 가질 수 있다.
텅스텐-함유 기판 표면을 가공하기 위해 특별히 고안된 연마 조성물의 특정 실시양태는, 다른 유형의 기판을 가공하기 위해 고안된 CMP 슬러리에 존재하는 성분을 배제하거나 또는 최소화할 수 있으며, 그러한 다른 유형의 성분은 적은 양 또는 미미한 양, 예를 들어, 텅스텐-연마 CMP 공정 등의 CMP 공정에서 슬러리의 성능에 현저하게 해로운 영향을 미치지 않을 정도로 충분히 적은 양으로 존재한다.
예를 들어, 기술되는 연마 조성물의 특정 실시양태는, 본원에서 규정된 양이온성 계면활성제가 아닌 계면활성제를 완전히 배제하거나, 또는 매우 낮은 수준 이하로 포함할 수 있다. 이들 실시양태는 음이온성 계면활성제 또는 비이온성 계면활성제, 예를 들어, 폴리비닐 알콜 계면활성제, 폴리에틸렌 글리콜 계면활성제, 폴리아크릴레이트 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 계면활성제를 낮은 수준 또는 미미한 수준 이하로 포함할 수 있다. 예를 들어, 이들 실시양태는 임의의 이들 비-양이온성 계면활성제를 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1, 0.05 또는 0.01 중량 퍼센트 이하로 개별적으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 본원에 기술되는 바와 같은 슬러리로부터 임의로 배제되거나 낮은 수준 또는 매우 낮은 수준으로 사용되는, 본원에 기술된 양이온성 계면활성제가 아닌 다른 특정 계면활성제의 예는 그 개시내용이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 6,979,252에 기술되어 있다.
또 다른 예로서, 특정 실시양태는 또한 낮은 수준 또는 미미한 수준 이하의 전해질, 예컨대 KNO3을 포함할 수 있다. 그러한 실시양태는 0.1, 0.05, 0.01 또는 0.001 중량 퍼센트 이하의 KNO3을 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 특정 연마 조성물 실시양태는 또한 기술된 바와 같이 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 없거나, 또는 기술된 바와 같이 연마 조성물에 유용하지 않은 양이온성 화합물을 낮은 수준 또는 미미한 수준 이하로 포함할 수 있는데, 예를 들어, 그 이유는, 양이온성 화합물이 연마제 입자의 불안정성 (예를 들어, 하전된 콜로이드성 실리카 입자의 불안정성)을 일으키거나, CMP 가공 동안 입자 크기 성장을 야기하거나, 텅스텐 또는 산화물 (예를 들어, TEOS)의 제거율을 과도하게 낮추거나, 또는 CMP 가공 동안 허용불가능한 조성물 성능을 야기할 수 있기 때문이다. 이러한 양이온성 화합물의 예는 테트라부틸암모늄 히드록시드, 테트라메틸암모늄 히드록시드, N-도데실 피리디늄, N-헥실 피리디늄 및 헥사메토늄 브로마이드를 포함한다. 따라서, 특정 실시양태에 따르면, 바람직한 연마 조성물은 이들 양이온성 화합물 중 임의의 하나 이상을 0.1, 0.05, 0.01, 또는 0.001 중량 퍼센트 이하로 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 특정 연마 조성물 실시양태는 본원에 기술된 바와 같은 바람직한 콜로이드성 실리카 입자와 상이한 연마제 입자를 완전히 배제하거나 낮은 또는 매우 낮은 수준 이하로 포함할 수 있다. 달리 말하자면, 이들 구체적 실시양태의 연마제 입자는, 기술된 양이온성 계면활성제와 시클로덱스트린과의 조합에 유용한 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 포함할 수 있지만, 임의의 다른 유형의 연마제 입자는 완전히 배제하거나 적은 양 또는 미미한 양 이하로 함유할 수 있고; 즉, 슬러리의 연마제 입자는 콜로이드성 실리카 연마제 입자, 예를 들어, 기술된 바와 같은 하전된 콜로이드성 실리카 입자로 이루어지거나 또는 그로 본질적으로 이루어질 수 있다. 본원에서 사용되는, 콜로이드성 실리카 입자로 "본질적으로 이루어진" 연마제 입자는 연마제 입자가 적은 양 또는 미미한 양을 초과하는 임의의 다른 유형의 연마제 입자를 함유하지 않으며, 예를 들어, 다른 유형의 연마제 입자를 연마 조성물의 연마제 입자의 총 중량을 기준으로 3, 2 또는 1 중량 퍼센트 이하, 예를 들어, 0.5, 0.1, 0.05 또는 0.01 중량 퍼센트 이하로 함유함을 의미한다.
연마 조성물은 임의의 적합한 기술을 사용하여 제조될 수 있고, 이들 중 다수가 반도체 재료 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 연마 조성물은 배치식 또는 연속식 공정으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 연마 조성물은 그의 성분들을 임의의 순서로 배합함으로써 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "성분"은 조성물의 별개의 성분, 예를 들어, 콜로이드성 실리카 또는 그의 분산액, 양이온성 계면활성제, 임의적 촉매 (예를 들어, 철-함유 촉매), 등을 지칭한다.
양으로-하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 수성 액체 캐리어 중에서 성장시키고, (여전히 분산액 중의) 입자의 표면에 또는 내부에 화학적 화합물을 혼입시켜, 본원에 기술된 바와 같이, 입자에 전하를 제공하는 것을 포함하는 단계에 의해 제조될 수 있다. 이어서, 얻어진 분산액을 희석시키고, 예를 들어, 산을 첨가하여 미리 결정된 값으로 pH를 조절할 수 있다. 이어서, 다른 성분, 예컨대 양이온성 계면활성제, 임의적 촉매, 임의적 안정화제 및 임의적 억제제를 첨가하고, 상기 첨가된 성분들을 연마 조성물에 균일하게 혼입시키기에 유용한 임의의 방법에 의해 혼합할 수 있다. 산화제는 연마 조성물을 제조하는 동안의 임의의 시점에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은, CMP 작업에서 연마 조성물을 사용하기 직전에 (예를 들어, CMP 작업 약 1분 이내에, 또는 약 10분 이내에, 또는 약 1시간 이내에, 또는 약 1일 이내에, 또는 약 1주일 이내에) 하나 이상의 성분, 예컨대 산화제를 첨가함으로서, 사용 전에 제조될 수 있다. 연마 조성물은 또한 CMP 작업 동안에 성분들을 기판의 표면에서 (예를 들어, 연마 패드 상에서) 혼합함으로써 제조될 수 있다.
연마 조성물은 하전된 콜로이드성 실리카 입자, 양이온성 계면활성제, 임의적 촉매 (예를 들면, 철-함유 촉매), 임의적 억제제, 임의적 안정화제, 임의적 살생물제 및 물을 함유하는 1-패키지 시스템으로서 공급될 수 있다. 특정 실시양태에서, 산화제는 연마 조성물의 다른 성분과 별도로 공급되고, 예를 들어 최종 사용자에 의해 사용 직전에 (예를 들어, 사용하기 전 1주 이내에, 사용하기 전 1일 이내에, 사용하기 전 1시간 이내에, 사용하기 전 10분 이내에, 또는 사용하기 전 1분 이내에) 연마 조성물의 다른 성분과 배합된다.
연마 조성물은, 유리하게는 CMP 가공 전에 적절한 양의 물로 희석되어 "사용 조성물"을 형성하도록 의도된 농축물로서 제공될 수 있다. 그러한 실시양태에서, 연마 조성물 농축물은, 농축물이 적절한 양의 물로 희석될 때, 연마 조성물의 각각의 성분이 각각의 성분에 대해 상기 열거된 적절한 범위 내의 양으로 연마 조성물 중에 존재하도록 하는 양으로, 하전된 콜로이드성 실리카 연마제 입자 및 다른 임의적 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 콜로이드성 실리카 연마제 입자는, 농축물이 동등 부피의 물 (예를 들어, 각각 2, 3, 4, 또는 심지어 9 동등 부피의 물)로 희석될 때, 각각의 성분이 상기 기술된 범위의 양으로 연마 조성물 중에 존재하도록, 각각의 성분에 대해 상기 명시된 농도보다 약 2배 (예를 들어, 약 3배, 약 4배, 약 5배, 또는 심지어 약 10배) 초과인 양으로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 추가로, 이해되는 바와 같이, 농축물은 다른 성분이 농축물에 적어도 부분적으로 또는 완전히 용해되는 것을 보장하기 위해, 최종 연마 조성물 중에 존재하는 물의 적절한 일부를 함유할 수 있다.
한 실시양태에서, 적합한 농축물은 물 기반 액체 캐리어 중에 분산된 적어도 5 또는 10 중량 퍼센트의 콜로이드성 실리카 연마제 입자 (예를 들어, 입자의 외측 표면 내부에 혼입된 질소 함유 화합물, 예컨대 아미노실란 화합물 또는 인 함유 화합물, 예컨대 포스포늄 실란 화합물을 포함하는 콜로이드성 실리카)를 양이온성 계면활성제, 시클로덱스트린, 및 다른 임의적 성분과 함께 포함한다. 콜로이드성 실리카 입자는 적어도 6, 8 또는 10 mV의 영구 양전하를 가질 수 있다. 농축된 조성물은 철-함유 촉매 및 상기 기술된 다른 임의적 성분을 추가로 포함할 수 있다. 더욱이, 조성물의 pH는 약 1 내지 약 6, 예를 들어, 2 내지 약 5의 범위일 수 있다.
본 발명의 연마 조성물은 임의의 기판을 연마하는 데 사용될 수 있지만, 상기 연마 조성물은 텅스텐을 포함하는 적어도 하나의 금속 및 적어도 하나의 유전체 물질을 포함하는 기판 표면의 연마에 특히 유용하다. 텅스텐 층은 하나 이상의 장벽 층, 예를 들어 티타늄 또는 질화티타늄 (TiN) 상에 피착될 수 있다. 유전체 층은 금속 산화물, 예컨대 테트라에틸오르토실리케이트 (TEOS)로부터 유래된 산화규소 층, 다공성 금속 산화물, 다공성 또는 비-다공성 탄소 도핑 산화규소, 플루오린-도핑 산화규소, 유리, 유기 중합체, 플루오린화 유기 중합체, 또는 임의의 다른 적합한 고- 또는 저-k 절연 층일 수 있다.
기술되는 바와 같은 연마 조성물은 화학-기계적 연마 (CMP) 장치를 사용하는 연마 방법에서 사용될 수 있다. 전형적으로, 상기 장치는, 사용시에 움직이고 궤도, 선형 또는 원형 운동으로부터 얻어지는 속도를 갖는 플레튼(platen)을 포함한다. 연마 패드는 플래튼과 접촉하고 플래튼이 움직일 때 그와 함께 이동한다. 캐리어는, 기판 표면을 연마 패드 표면에 대해 접촉시키고 이동시킴으로써 연마할 기판을 수용한다. 기판 표면의 가공은, 기판의 적어도 일부 (예컨대 본원에 기술된 바와 같은 텅스텐, 티타늄, 질화티타늄, 및/또는 유전체 물질)를 마모시키기 위해 연마 패드가 기판 표면에 대해 상대적으로 이동하는 동안 기판이 연마 패드 및 연마 조성물과 접촉 배치되어 있게 함으로써 수행된다.
유용한 공정은 텅스텐-연마 CMP 공정일 수 있고, 여기서, 텅스텐-함유 표면을 갖는, 연마될 기판 (웨이퍼)은 캐리어 (연마 헤드) 상에 장착되고, 이것은 결과적으로 캐리어 조립체 상에 장착되어 CMP 장치 내 연마 패드 (연마 도구)와 접촉하게 위치된다. 캐리어 조립체는 제어가능한 압력을 기판에 제공하여, 기판을 연마 패드에 대해 가압한다. 기판 및 패드는 외부 구동력에 의해 서로에 대해 상대적으로 이동한다. 기판과 패드의 상대적 움직임은 기판의 표면으로부터 물질의 일부를 마모시키고 제거함으로써 기판을 연마한다. 연마 및 물질의 제거는, (예를 들어, 연마 슬러리에 존재하는 촉매, 산화제 등에 의한) 연마 조성물의 화학적 활성과, 연마 조성물에 현탁된 연마제 입자의 기계적 활성의 조합 효과를 기반으로 한 것일 수 있다.
기판은, 임의의 적합한 연마 패드 (예를 들어, 연마 표면)와 화학-기계적 연마 조성물로 평탄화 또는 연마될 수 있다. 적합한 연마 패드는, 예를 들어 제직 및 부직 연마 패드를 포함한다. 더욱이, 적합한 연마 패드는 다양한 밀도, 경도, 두께, 압축성, 압축 시의 반발 능력 및 압축 모듈러스를 갖는 임의의 적합한 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 중합체는, 예를 들어 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 나일론, 플루오로카본, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 그의 공동형성 생성물 및 그의 혼합물을 포함한다.
유전체 특징부들 사이에 배치된 텅스텐 (또는 또 다른 금속) 특징부를 갖는 기판의 한 예는, 유전체 물질의 특징부들 사이에 제공된 텅스텐 "플러그" 및 "연결자" 구조를 포함하는 반도체 기판이다. 이러한 구조를 제조하기 위해, 구조화된 유전체 표면을 포함하는 기판이 제공된다. 구조화된 유전체 표면은 비-평탄한데, 이는 구조화된 유전체 표면이, 구멍, 채널, 트렌치 등의 공간의 존재에 의해 중단되고 불연속적이게 된 것을 제외하고는 실질적으로 편평하거나 또는 평탄한 표면을 포함한다는 것을 의미한다. 텅스텐이 구조화된 유전체 표면 상에 적용되어, 상기 공간이 텅스텐으로 채워지고, 구조화된 유전체 물질 상에 과량의 텅스텐의 연속적 층이 생성된다. 다음 단계는 과량의 텅스텐을 제거하고 또한 기저 유전체 층을 노출시켜, 구조화된 유전체 물질의 특징부들 사이에 배치된 텅스텐의 평탄 표면을 생성한다.
일부 방법에 의하면, 텅스텐은 단일 단계에서 제거되어 유전체 표면을 드러낸다. 다른 방법에 의하면, "2-단계" 공정이 이용될 수 있다. 제1 단계에서, 과량의 텅스텐의 대부분이 제거되지만, 유전체 층은 노출되지 않는다. 이 단계는 통상적으로 "벌크" 제거 단계로 지칭되는데, 이 과정에서 높은 텅스텐 제거율이 요구된다. 나머지 텅스텐의 최종 부분을 제거하여, 기저 유전체 물질과, 유전체 특징부 사이의 공간을 채우는 텅스텐을 노출시키는 데 후속 (제2) 단계가 이용될 수 있다. 이 단계는 때때로 "버핑" 연마 단계로 지칭되는데, 여기서 높은 텅스텐 제거율이 중요할 수 있지만, 다른 성능 요건, 예를 들어, 침식 또는 디싱 결여 형태의 토포그래피, 텅스텐 및 유전체 물질의 우수한 제거율, 및 낮은 결함, 예컨대 스크래칭 수준이 또한 중요하다.
한 실시양태에서, 텅스텐 및 규소 산소 물질 (예컨대 TEOS)을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법은, 예를 들어, 산성 pH 및 약 4 중량 퍼센트 미만의 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 갖는 개시된 연마 조성물 중 하나를 사용한다. 그러한 실시양태에서, TEOS의 평균 제거율은 2.0 psi의 하향력에서 100 Å/분 초과 (또는 심지어 500 Å/분 초과 또는 심지어 1000 Å/분 초과)일 수 있다. 또한, TEOS의 제거율은 텅스텐의 제거율보다 더 클 수 있다 (즉, TEOS:W 선택도가 1보다 클 수 있음). 기판이 규소 질소 물질을 추가로 포함하는 실시양태에서, 규소 질소 물질의 제거율이 또한 텅스텐의 제거율보다 더 클 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 텅스텐 및 규소 산소 물질 (예컨대 TEOS)을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법은, 예를 들어, 4 미만의 pH 및 약 2 중량 퍼센트 미만의 콜로이드성 실리카 연마제 입자를 갖는 개시된 연마 조성물 중 하나를 사용한다. 그러한 실시양태에서, 텅스텐의 평균 제거율은 2.5 psi의 하향력에서 200 Å/분 초과 (또는 심지어 500 Å/분 초과)일 수 있다. 이러한 연마율은 실질적으로 임의의 적합한 직경을 갖는 웨이퍼, 예를 들어 200 mm 직경의 웨이퍼, 300 mm 직경의 웨이퍼, 또는 450 mm 직경의 웨이퍼 상에서 달성될 수 있다.
본 개시내용는 수많은 실시양태를 포함하는 것으로 이해될 것이다. 이들 실시양태는 하기 번호부여된 실시양태를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.
1. 텅스텐-함유 표면의 가공에 유용한 화학 기계적 연마 조성물로서,
액체 캐리어,
액체 캐리어 중에 분산된 연마제 입자,
알파-, 베타-, 감마-시클로덱스트린, 또는 그의 조합으로부터 선택된 시클로덱스트린, 및
양이온, 및 상기 양이온으로부터 연장되며 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 쇄를 포함하는 소수성 꼬리를 갖는 양이온성 계면활성제로서, 슬러리 내에서 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 계면활성제
를 포함하는 슬러리.
2. 실시양태 1에 있어서, 양이온성 계면활성제가 하기 구조를 갖는 것인 연마 조성물.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 알킬 기이고, 임의로 치환되고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R2, R3 및 R4는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기, 및
R2, R3 및 R4 중 2 또는 3개로 형성된, 임의로 치환된 포화 또는 불포화 고리 구조
로부터 선택될 수 있다.
3. 실시양태 2에 있어서, R1이 7 내지 20개의 탄소 원자의 선형 알킬인 연마 조성물.
4. 실시양태 2 또는 3에 있어서, R2가 6개 이하의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기인 연마 조성물.
5. 실시양태 2 내지 4 중 어느 하나에 있어서, R3 및 R4가 각각 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬인 연마 조성물.
6. 실시양태 2에 있어서, 양이온성 계면활성제가 2가 양이온성인 연마 조성물.
7. 실시양태 6에 있어서, 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 것인 연마 조성물.
여기서,
R1은 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고,
R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고,
Z는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 2가 연결기이다.
8. 실시양태 7에 있어서, 2가 양이온성 계면활성제가 N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판디암모늄 디클로라이드인 연마 조성물.
9. 실시양태 1에 있어서, 양이온성 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 것인 연마 조성물.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 알킬 기이고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R8, R9, R10, R11 및 R12는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기
로부터 선택될 수 있다.
10. 실시양태 9에 있어서, R8, R9, R11 및 R12는 각각 수소이고, R10은, 치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자 (예를 들어, 질소), 하전된 기 (예를 들어, 하전된 질소 헤테로원자), 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 불포화 시클릭 기인 연마 조성물.
11. 실시양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 슬러리의 총 중량을 기준으로 약 0.001 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제를 포함하는 연마 조성물.
12. 실시양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 슬러리의 총 중량을 기준으로 약 0.01 내지 약 2 중량 퍼센트의 베타-시클로덱스트린을 포함하는 연마 조성물.
13. 실시양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 양이온성 계면활성제와 회합된 베타-시클로덱스트린의 양이온성 계면활성제-시클로덱스트린 복합체를 포함하는 연마 조성물.
14. 실시양태 13에 있어서, 약 0.001 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제-베타 시클로덱스트린 복합체를 포함하는 연마 조성물.
15. 실시양태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 연마제 입자가 pH 1 내지 6의 슬러리에서 적어도 6 밀리볼트 (mV)의 양전하를 갖는 실리카 연마제 입자인 연마 조성물.
16. 실시양태 15에 있어서, 실리카 연마제 입자들 중 30 퍼센트 이상이 3개 이상의 집합된 1차 입자를 포함하는 것인 연마 조성물.
17. 실시양태 15 또는 16에 있어서, 실리카 연마제 입자가, 입자에 혼입된 양이온성 화합물을 포함하고, 여기서 양이온성 화합물은 하전된 질소-함유 화합물 또는 하전된 인-함유 화합물인 연마 조성물.
18. 실시양태 15 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 실리카 연마제 입자가 적어도 10 밀리볼트의 영구 양전하를 갖는 것인 연마 조성물.
19. 실시양태 15 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 실리카 연마제 입자가 적어도 10 밀리볼트의 비-영구 양전하를 갖는 것인 연마 조성물.
20. 실시양태 15 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 실리카 연마제 입자가 약 30 내지 약 70 나노미터 범위의 평균 입자 크기를 갖는 것인 연마 조성물.
21. 실시양태 1 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 약 1 내지 약 4 중량 퍼센트의 연마제 입자를 포함하는 연마 조성물.
22. 실시양태 1 내지 21 중 어느 하나에 있어서, 약 2 내지 약 5 범위의 pH를 갖는 연마 조성물.
23. 실시양태 1 내지 22 중 어느 하나에 있어서,
약 0.001 내지 약 1 중량 퍼센트의 억제제, 및
약 0.001 내지 약 0.5 중량 퍼센트의 촉매
를 포함하는 연마 조성물.
24. 실시양태 23에 있어서, 촉매가 가용성 철-함유 촉매인 연마 조성물.
25. 실시양태 1 내지 24 중 어느 하나에 있어서, 산화제를 포함하는 연마 조성물.
26. 텅스텐을 포함하는 표면을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법으로서,
(a) 기판을,
액체 캐리어,
액체 캐리어 중에 분산된 실리카 연마제 입자로서, pH 1 내지 6의 슬러리에서 적어도 6 밀리볼트 (mV)의 양전하를 갖는 입자,
알파-, 베타-, 또는 감마-시클로덱스트린으로부터 선택된 시클로덱스트린, 및
양이온, 및 상기 양이온으로부터 연장된 소수성 말단을 갖는 양이온성 계면활성제로서, 슬러리 내에서 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 계면활성제
를 포함하는 슬러리와 접촉시키고;
(b) 슬러리를 기판에 대해 상대적으로 이동시키고;
(c) 기판을 마모시켜 기판으로부터 텅스텐의 일부를 제거하는 것
을 포함하는 방법.
27. 텅스텐을 포함하는 표면을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법으로서,
(a) 기판을 실시양태 1 내지 25 중 어느 하나에 따른 슬러리와 접촉시키고;
(b) 슬러리를 기판에 대해 상대적으로 이동시키고;
(c) 기판을 마모시켜 기판으로부터 텅스텐의 일부를 제거하는 것
을 포함하는 방법.
28. 실시양태 26 또는 27에 있어서, 기판이, 유전체 특징부들의 어레이 사이에 분산된 텅스텐 특징부들의 어레이를 포함하는 표면을 갖는 것인 방법.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하지만, 물론 어떠한 방식으로도 그의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예 1
본 실시예는 패턴 연마 성능과 관련하여 텅스텐 버핑 용례에서의 본 발명의 연마 조성물의 이점을 입증한다. 비교예 배합물 및 본 발명의 배합물을 포함한 연마 조성물들이 표 1에 기술되어 있다. 비교예 1-A는, 2가 양이온성 계면활성제 화합물 N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판디암모늄 디클로라이드 및 과산화수소 이외에, 조작된 콜로이드성 실리카 입자 (실리카-A), 질산철로 구성된 철 촉매 및 말론산을 함유하였다. 실리카-A 입자는 약 50 nm의 2차 입자 크기 및 약 12 mV의 전하를 갖는 하전된 콜로이드성 실리카 입자이다.
본 발명의 조성물 1B는 동등한 농도의 동일한 조작된 콜로이드성 실리카 입자 (실리카-A), 동일한 철 촉매, 및 동일한 양이온성 화합물, 및 과산화수소를 함유하였으나; 상기 본 발명의 조성물은 본원에 기술된 바와 같은 복합체 형성을 위해 시클로덱스트린을 사용하여 배합하였다.
조성물 1C는 대안적 조작된 콜로이드성 입자 (실리카-B)를 사용하여 배합한 본 발명의 조성물의 예를 제공한다. 실리카-B 입자는 약 55 nm의 2차 입자 크기 및 약 25 mV의 전하를 갖는 콜로이드성 실리카 입자이다.
상기 양 유형의 입자 (실리카-A 및 실리카-B)를, 상세한 설명에 기술된 바와 같이, 입자에 혼입되는 "내부" 하전 물질을 사용하여 하전시켰다.
표 1. 슬러리 조성물
Abr. = 연마제; Cat. = 질산철 9수화물; MA = 말론산; Surf. = 계면활성제 = N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판디암모늄 디클로라이드 (NPMNTPDAC); BCD = β-시클로덱스트린.
비교예 슬러리 및 본 발명의 슬러리의 패턴 연마 성능이 표 2에 제시되었다. 본 발명의 슬러리는 감소된 침식 값의 관점에서 비교예 슬리러에 비해 많은 이점을 갖는다는 것이 명백하다. 예를 들어, 본 발명의 조성물 1B는 비교예 슬러리 1A에 비해 단지 1/10의 침식량 값을 갖지만; 본 발명의 조성물 1C는 비교예 1A에 비해 단지 1/5의 침식량을 갖는다.
표 2. 슬러리 연마 결과 (장치 = 리플렉션(Reflexion) LK, 패드 = IC1010 (다우(Dow)), A3700 컨디셔너 (쓰리엠 컴퍼니(3M Company)), 1.5 psi (하향력, DF), PS/HS 93/87 rpm) (플래튼 속도/헤드 속도)
실시예 2
본 실시예는 결함과 관련하여 비교예 배합물과 비교한, 시클로덱스트린 및 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 화합물을 함유하는 본 발명의 조성물의 이점을 입증한다. 각 세트에서, 비교예 슬러리 및 본 발명의 슬러리는, 시클로덱스트린 화합물의 존재를 제외하고는, 동일한 방식으로 제조되었다. 조성물이 표 3에 제시되었다.
표 3. 슬러리 농축물
Abr. = 연마제; Cat. = 질산철 9수화물; MA = 말론산; Surf. = 계면활성제 = N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판디암모늄 디클로라이드 (NPMNTPDAC); BCD = β-시클로덱스트린
표 4. 슬러리 결함 성능 (장치 = 리플렉션 LK, 패드 = IC1010 (다우), A3700 컨디셔너 (쓰리엠 컴퍼니), 1.5 psi DF (하향력), PS/HS 93/87 rpm) (플래튼 속도/헤드 속도).
표 4에 제시된 정보로부터 본 발명의 슬러리 3-B는 비교예 슬러리 3-A보다 상당히 우수한 결함 성능을 가졌음이 명백하다. HF 처리 후, 본 발명의 슬러리로 연마된 TEOS 웨이퍼는, 비교예 슬러리로 연마된 TEOS 웨이퍼에 비해, 110 nm 초과의 크기를 갖는 결함의 수가 1/8 미만인 것으로 관찰되었다.
실시예 3
본 실시예는 입자 안정성과 관련하여, (푸소 인크.(Fuso Inc.)로부터 입수된) 콜로이드성 실리카를 연마제로 사용하고 본 발명에 따라 배합된 본 발명의 연마 조성물의 이점을 나타낸다.
표 5. 슬러리 조성물
CS = 콜로이드성 실리카. PL-7 CS는 푸소 인크로부터 입수하였음. 모든 슬러리는 글리신 (0.3%), 테트라부틸암모늄 히드록시드 (0.2%), 말론산 (0.05%) 및 질산철 9수화물 (0.002%)을 함유함.
표 6. 입자 안정성
안정성에 관한 본 발명의 배합물의 이점이 표 6에 제시되었다. 소수성 꼬리 를 갖는 양이온성 계면활성제 CTAB 또는 NPMNTPDAC가, 텅스텐 연마용으로 배합되었으나 시클로덱스트린을 갖지 않는 슬러리에 혼입되었을 때, 입자 크기 성장 및 침강이 관찰되었다. 이것은 CTAB에 대한 예 5A 및 NPMNTPDAC에 대한 예 5C에서 나타난다. 베타 시클로덱스트린과의 복합체가 형성될 수 있도록 이들 슬러리가 본 발명에 따라 배합된 경우, 두 슬러리 모두 탁월한 안정성을 나타냈다. 예를 들어, 본 발명의 슬러리 5B는 (45℃, 2주) 보관 후에도 침강이 나타나지 않았고, 보관 후 PS도 0.1 μm로 유지되었다. 마찬가지로, 본 발명의 슬러리 5D도 (45℃, 1주) 보관 후 침강을 보이지 않았고, 보관 후에도 PS가 0.1 μm로 유지되었다.
Claims (28)
- 액체 캐리어,
상기 액체 캐리어 중에 분산된 연마제 입자로서, 6 mV 내지 50 mV 범위의 영구 양전하를 갖는 콜로이드성 실리카 입자인 연마제 입자,
알파-, 베타-, 감마-시클로덱스트린, 또는 그의 조합으로부터 선택된 시클로덱스트린, 및
양이온, 및 상기 양이온으로부터 연장되며 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 쇄를 포함하는 소수성 꼬리를 갖는 양이온성 계면활성제로서, 슬러리 내에서 상기 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 계면활성제
를 포함하는, 텅스텐-함유 표면의 가공에 유용한 화학 기계적 연마 조성물. - 제1항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 하기 구조를 갖는 것인 조성물.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 알킬 기이고, 임의로 치환되고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R2, R3 및 R4는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기, 및
R2, R3 및 R4 중 2 또는 3개로 형성된, 임의로 치환된 포화 또는 불포화 고리 구조
로부터 선택될 수 있다. - 제2항에 있어서, R1은 7 내지 20개의 탄소 원자의 선형 알킬인 조성물.
- 제2항에 있어서, R2는 6개 이하의 탄소 원자를 포함하는 알킬 기인 조성물.
- 제2항에 있어서, R3 및 R4는 각각 독립적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬인 조성물.
- 제2항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 2가 양이온성인 조성물.
- 제6항에 있어서, 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 것인 조성물.
여기서,
R1은 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고,
R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고,
Z는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 2가 연결기이다. - 제7항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판디암모늄 디클로라이드인 조성물.
- 제1항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 것인 조성물.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 알킬 기이고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R8, R9, R10, R11 및 R12는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기
로부터 선택될 수 있다. - 제9항에 있어서, R8, R9, R11 및 R12는 각각 수소이고, R10은, 치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자 (예를 들어, 질소), 하전된 기 (예를 들어, 하전된 질소 헤테로원자), 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 불포화 시클릭 기인 조성물.
- 제1항에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.001 내지 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제를 포함하는 조성물.
- 제1항에 있어서, 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 2 중량 퍼센트의 베타-시클로덱스트린을 포함하는 조성물.
- 제1항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 베타-시클로덱스트린과 회합한 양이온성 계면활성제-시클로덱스트린 복합체를 포함하는 조성물.
- 제13항에 있어서, 0.001 내지 0.5 중량 퍼센트의 양이온성 계면활성제-베타 시클로덱스트린 복합체를 포함하는 조성물.
- 제1항에 있어서, 연마제 입자가 pH 1 내지 6의 슬러리에서 적어도 6 mV의 양전하를 갖는 실리카 연마제 입자인 조성물.
- 제15항에 있어서, 실리카 연마제 입자들 중 30 퍼센트 이상이 3개 이상의 집합된 1차 입자를 포함하는 것인 조성물.
- 제15항에 있어서, 실리카 연마제 입자가, 입자에 혼입된 양이온성 화합물을 포함하고, 여기서 양이온성 화합물은 하전된 질소-함유 화합물 또는 하전된 인-함유 화합물인 조성물.
- 제15항에 있어서, 실리카 연마제 입자가 적어도 10 mV의 영구 양전하를 갖는 것인 조성물.
- 제15항에 있어서, 실리카 연마제 입자가 30 내지 70 나노미터 범위의 평균 입자 크기를 갖는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 1 내지 4 중량 퍼센트의 연마제 입자를 포함하는 조성물.
- 제1항에 있어서,
0.001 내지 1 중량 퍼센트의 억제제, 및
0.001 내지 0.5 중량 퍼센트의 촉매
를 추가로 포함하는 조성물. - 제21항에 있어서, 촉매가 가용성 철-함유 촉매인 조성물.
- 제1항에 있어서, 산화제를 추가로 포함하는 조성물.
- (a) 기판을,
액체 캐리어,
상기 액체 캐리어 중에 분산된 실리카 연마제 입자로서, pH 1 내지 6의 슬러리에서 6 mV 내지 50 mV 범위의 영구 양전하를 갖는 콜로이드성 실리카 입자인 연마제 입자,
알파-, 베타-, 또는 감마-시클로덱스트린, 또는 그의 조합으로부터 선택된 시클로덱스트린, 및
양이온, 및 상기 양이온으로부터 연장된 소수성 말단을 갖는 양이온성 계면활성제로서, 상기 슬러리 내에서 상기 시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 양이온성 계면활성제
를 포함하는 연마 조성물과 접촉시키고;
(b) 상기 슬러리를 상기 기판에 대해 상대적으로 이동시키고;
(c) 상기 기판을 마모시켜 상기 기판으로부터 텅스텐의 일부를 제거하는 것
을 포함하는, 텅스텐을 포함하는 표면을 포함하는 기판의 화학 기계적 연마 방법. - 제24항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 하기 구조를 갖는 것인 방법.
여기서,
n은 적어도 1이고,
X는 P+ 또는 N+이고,
R1은 직쇄형 또는 분지형 알킬 기이고, 임의로 치환되고, 임의로 불포화를 함유하며, 적어도 7개의 탄소 원자를 함유하고,
R2, R3 및 R4는 독립적으로
수소,
치환 또는 비치환될 수 있고 헤테로원자, 하전된 기, 또는 그 둘 모두를 임의로 포함할 수 있는 포화 또는 불포화 시클릭 기, 및
불포화, 헤테로원자, 또는 하전된 기 중 하나 이상을 임의로 포함할 수 있는 선형 또는 분지형 알킬 기, 및
R2, R3 및 R4 중 2 또는 3개로 형성된, 임의로 치환된 포화 또는 불포화 고리 구조
로부터 선택될 수 있다. - 제25항에 있어서, 계면활성제가 하기 화학식을 갖는 것인 방법.
여기서,
R1은 8 내지 20개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고,
R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 독립적으로 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고,
Z는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 2가 연결기이다. - 제26항에 있어서, 양이온성 계면활성제가 N,N,N',N',N'-펜타메틸-N-탈로우-1,3-프로판디암모늄 디클로라이드인 방법.
- 제24항에 있어서, 연마 조성물이
0.001 내지 1 중량 퍼센트의 억제제, 및
0.001 내지 0.5 중량 퍼센트의 촉매
를 추가로 포함하는 것인 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/924,997 US9771496B2 (en) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | Tungsten-processing slurry with cationic surfactant and cyclodextrin |
| US14/924,997 | 2015-10-28 | ||
| PCT/US2016/058036 WO2017074800A1 (en) | 2015-10-28 | 2016-10-21 | Tungsten-processing slurry with cationic surfactant and cyclodextrin |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180061388A KR20180061388A (ko) | 2018-06-07 |
| KR102680119B1 true KR102680119B1 (ko) | 2024-07-02 |
Family
ID=58630681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020187014471A KR102680119B1 (ko) | 2015-10-28 | 2016-10-21 | 양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 갖는 텅스텐-가공 슬러리 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9771496B2 (ko) |
| EP (1) | EP3368623B1 (ko) |
| JP (2) | JP7148395B2 (ko) |
| KR (1) | KR102680119B1 (ko) |
| CN (1) | CN108350318A (ko) |
| TW (1) | TWI659078B (ko) |
| WO (1) | WO2017074800A1 (ko) |
Families Citing this family (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6920306B2 (ja) * | 2015-12-29 | 2021-08-18 | シーエムシー マテリアルズ，インコーポレイティド | アルキルアミン及びシクロデキストリンを含むｃｍｐ処理組成物 |
| KR20180117609A (ko) * | 2016-03-01 | 2018-10-29 | 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머티리얼스 씨엠피 홀딩스, 인코포레이티드 | 기판의 화학 기계적 연마 방법 |
| WO2017147767A1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing method |
| US10573524B2 (en) * | 2016-03-04 | 2020-02-25 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Method of chemical mechanical polishing a semiconductor substrate |
| US10221336B2 (en) * | 2017-06-16 | 2019-03-05 | rohm and Hass Electronic Materials CMP Holdings, Inc. | Aqueous silica slurry compositions for use in shallow trench isolation and methods of using them |
| AU2018324001B2 (en) | 2017-08-30 | 2021-04-01 | Ecolab Usa Inc. | Molecules having one hydrophobic group and two identical hydrophilic ionic groups and compositions thereof |
| US10822524B2 (en) * | 2017-12-14 | 2020-11-03 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, I | Aqueous compositions of low dishing silica particles for polysilicon polishing |
| US20190211228A1 (en) * | 2018-01-09 | 2019-07-11 | Cabot Microelectronics Corporation | Tungsten bulk polishing method with improved topography |
| US10815392B2 (en) * | 2018-05-03 | 2020-10-27 | Rohm and Haas Electronic CMP Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing method for tungsten |
| US11084974B2 (en) | 2018-08-29 | 2021-08-10 | Championx Usa Inc. | Use of multiple charged cationic compounds derived from polyamines for clay stabilization in oil and gas operations |
| CN112584909B (zh) | 2018-08-29 | 2023-04-21 | 埃科莱布美国股份有限公司 | 衍生自多胺的带多个电荷的离子化合物及其组合物和其制备方法 |
| AU2019327459C1 (en) | 2018-08-29 | 2023-06-01 | Ecolab Usa Inc. | Multiple charged ionic compounds derived from polyamines and compositions thereof and use thereof as reverse emulsion breakers in oil and gas operations |
| US11292734B2 (en) | 2018-08-29 | 2022-04-05 | Ecolab Usa Inc. | Use of multiple charged ionic compounds derived from poly amines for waste water clarification |
| WO2020047015A1 (en) | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Ecolab Usa Inc. | Use of multiple charged cationic compounds derived from primary amines or polyamines for microbial fouling control in a water system |
| US10640681B1 (en) * | 2018-10-20 | 2020-05-05 | Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. | Chemical mechanical polishing composition and method for tungsten |
| US10676647B1 (en) * | 2018-12-31 | 2020-06-09 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition for tungsten CMP |
| US11155481B2 (en) | 2019-01-29 | 2021-10-26 | Ecolab Usa Inc. | Use of cationic sugar-based compounds for microbial fouling control in a water system |
| KR102421467B1 (ko) * | 2019-03-25 | 2022-07-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 텅스텐 패턴 웨이퍼 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 텅스텐 패턴 웨이퍼 연마 방법 |
| EP3956496A1 (en) | 2019-04-16 | 2022-02-23 | Ecolab USA Inc. | Use of multiple charged cationic compounds derived from polyamines and compositions thereof for corrosion inhibition in a water system |
| CN110003798B (zh) * | 2019-05-20 | 2021-08-17 | 广东惠尔特纳米科技有限公司 | 一种抛光液及其制备方法和应用 |
| JP7414437B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2024-01-16 | 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 |
| CN110922896A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-03-27 | 宁波日晟新材料有限公司 | 一种高效环保碳化硅抛光液及其制备方法和应用 |
| KR102170240B1 (ko) * | 2020-01-28 | 2020-10-26 | 정훈도 | 무기입자 수용성 현탁액 조성물 및 그의 용도 |
| US20220017780A1 (en) * | 2020-07-20 | 2022-01-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Composition and method for polishing and integrated circuit |
| KR102678848B1 (ko) * | 2020-10-14 | 2024-06-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 텅스텐 패턴 웨이퍼 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용한 텅스텐 패턴 웨이퍼의 연마 방법 |
| CN113461055B (zh) * | 2021-07-01 | 2023-03-21 | 陕西理工大学 | 一种富含氧空位缺陷Cu3V2O8纳米串珠的制备方法 |
| CN115505932B (zh) * | 2022-09-07 | 2024-02-27 | 万华化学集团电子材料有限公司 | 一种钨化学机械抛光液及其应用 |
| CN117954317A (zh) * | 2022-10-21 | 2024-04-30 | 长鑫存储技术有限公司 | 半导体结构的制备方法及半导体结构 |
| CN115725239B (zh) * | 2022-11-18 | 2024-02-27 | 无锡市恒利弘实业有限公司 | 一种清香型抛光液组合物的制备方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009302255A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Fujifilm Corp | 研磨液 |
| US20120252214A1 (en) | 2008-03-27 | 2012-10-04 | Fujifilm Corporation | Polishing liquid and polishing method |
| CN101665664B (zh) | 2008-09-05 | 2013-08-28 | 安集微电子（上海）有限公司 | 季铵盐型阳离子表面活性剂和一种化学机械抛光液的应用 |
| JP2015120269A (ja) | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 大日本印刷株式会社 | 中綴製本装置、不良刷本束仕分け装置、不良刷本束仕分け方法 |
| WO2015148294A1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | Cabot Microelectronics Corporation | Mixed abrasive tungsten cmp composition |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5230833A (en) | 1989-06-09 | 1993-07-27 | Nalco Chemical Company | Low sodium, low metals silica polishing slurries |
| US5958288A (en) | 1996-11-26 | 1999-09-28 | Cabot Corporation | Composition and slurry useful for metal CMP |
| JP2003506458A (ja) | 1999-08-11 | 2003-02-18 | ジョセフ ピサ， | シクロデキストリン誘導体の包接複合体形成の増強 |
| US7077880B2 (en) | 2004-01-16 | 2006-07-18 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Surface modified colloidal abrasives, including stable bimetallic surface coated silica sols for chemical mechanical planarization |
| US20030162398A1 (en) | 2002-02-11 | 2003-08-28 | Small Robert J. | Catalytic composition for chemical-mechanical polishing, method of using same, and substrate treated with same |
| US20040058623A1 (en) | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Lam Research Corporation | Polishing media for chemical mechanical planarization (CMP) |
| US7201784B2 (en) * | 2003-06-30 | 2007-04-10 | Intel Corporation | Surfactant slurry additives to improve erosion, dishing, and defects during chemical mechanical polishing of copper damascene with low k dielectrics |
| US6979252B1 (en) | 2004-08-10 | 2005-12-27 | Dupont Air Products Nanomaterials Llc | Low defectivity product slurry for CMP and associated production method |
| JP4776269B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-09-21 | 株式会社東芝 | 金属膜ｃｍｐ用スラリー、および半導体装置の製造方法 |
| JP2007157841A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Toshiba Corp | Ｃｍｐ用水系分散液、研磨方法、および半導体装置の製造方法 |
| JP2007266500A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Toshiba Corp | タッチアップｃｍｐ用スラリーおよび半導体装置の製造方法 |
| KR100827591B1 (ko) | 2006-11-27 | 2008-05-07 | 제일모직주식회사 | 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물 및 그 전구체 조성물 |
| US20080203059A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Cabot Microelectronics Corporation | Dilutable cmp composition containing a surfactant |
| EP2197972B1 (en) | 2007-09-21 | 2020-04-01 | Cabot Microelectronics Corporation | Polishing composition and method utilizing abrasive particles treated with an aminosilane |
| US8741008B2 (en) * | 2008-02-18 | 2014-06-03 | Jsr Corporation | Aqueous dispersion for chemical mechanical polishing and chemical mechanical polishing method |
| JP5619009B2 (ja) | 2008-09-19 | 2014-11-05 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイションＣａｂｏｔ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 低ｋ誘電体のためのバリアースラリー |
| KR101626179B1 (ko) * | 2008-09-26 | 2016-05-31 | 후소카가쿠코교 가부시키가이샤 | 굴곡 구조 및/또는 분지 구조를 갖는 실리카 이차 입자를 함유하는 콜로이달 실리카 및 그의 제조 방법 |
| JP5141792B2 (ja) * | 2010-06-29 | 2013-02-13 | 日立化成工業株式会社 | Ｃｍｐ研磨液及び研磨方法 |
| US8497210B2 (en) * | 2010-10-04 | 2013-07-30 | International Business Machines Corporation | Shallow trench isolation chemical mechanical planarization |
| JP2013080751A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-05-02 | Fujimi Inc | 研磨用組成物 |
| EP2859059B1 (en) * | 2012-06-11 | 2019-12-18 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition and method for polishing molybdenum |
| US9633863B2 (en) * | 2012-07-11 | 2017-04-25 | Cabot Microelectronics Corporation | Compositions and methods for selective polishing of silicon nitride materials |
| JP2015115360A (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-22 | 旭硝子株式会社 | 研磨用組成物および研磨方法 |
| KR101409889B1 (ko) * | 2013-12-27 | 2014-06-19 | 유비머트리얼즈주식회사 | 연마 슬러리 및 이를 이용한 기판 연마 방법 |
| JP6538701B2 (ja) * | 2014-02-05 | 2019-07-03 | キャボット マイクロエレクトロニクス コーポレイション | 窒化チタン及びチタン／窒化チタン除去の抑制に関するｃｍｐ方法 |
| US9303189B2 (en) * | 2014-03-11 | 2016-04-05 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition for tungsten CMP |
| US9309442B2 (en) | 2014-03-21 | 2016-04-12 | Cabot Microelectronics Corporation | Composition for tungsten buffing |
| KR102444548B1 (ko) * | 2014-06-25 | 2022-09-20 | 씨엠씨 머티리얼즈, 인코포레이티드 | 구리 배리어 화학적-기계적 연마 조성물 |
-
2015
- 2015-10-28 US US14/924,997 patent/US9771496B2/en active Active
-
2016
- 2016-10-21 JP JP2018519726A patent/JP7148395B2/ja active Active
- 2016-10-21 EP EP16860544.2A patent/EP3368623B1/en active Active
- 2016-10-21 CN CN201680062494.3A patent/CN108350318A/zh active Pending
- 2016-10-21 WO PCT/US2016/058036 patent/WO2017074800A1/en active Application Filing
- 2016-10-21 KR KR1020187014471A patent/KR102680119B1/ko active IP Right Grant
- 2016-10-28 TW TW105135151A patent/TWI659078B/zh active
-
2021
- 2021-10-01 JP JP2021162649A patent/JP2022028647A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120252214A1 (en) | 2008-03-27 | 2012-10-04 | Fujifilm Corporation | Polishing liquid and polishing method |
| JP2009302255A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Fujifilm Corp | 研磨液 |
| CN101665664B (zh) | 2008-09-05 | 2013-08-28 | 安集微电子（上海）有限公司 | 季铵盐型阳离子表面活性剂和一种化学机械抛光液的应用 |
| JP2015120269A (ja) | 2013-12-20 | 2015-07-02 | 大日本印刷株式会社 | 中綴製本装置、不良刷本束仕分け装置、不良刷本束仕分け方法 |
| WO2015148294A1 (en) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | Cabot Microelectronics Corporation | Mixed abrasive tungsten cmp composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108350318A (zh) | 2018-07-31 |
| US20170121560A1 (en) | 2017-05-04 |
| JP2022028647A (ja) | 2022-02-16 |
| US9771496B2 (en) | 2017-09-26 |
| JP7148395B2 (ja) | 2022-10-05 |
| JP2019502252A (ja) | 2019-01-24 |
| EP3368623B1 (en) | 2022-11-30 |
| TWI659078B (zh) | 2019-05-11 |
| WO2017074800A1 (en) | 2017-05-04 |
| EP3368623A1 (en) | 2018-09-05 |
| EP3368623A4 (en) | 2019-06-12 |
| TW201725250A (zh) | 2017-07-16 |
| KR20180061388A (ko) | 2018-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102680119B1 (ko) | 양이온성 계면활성제 및 시클로덱스트린을 갖는 텅스텐-가공 슬러리 | |
| KR102709711B1 (ko) | 촉매를 함유하는 텅스텐 처리 슬러리 | |
| KR102511928B1 (ko) | 텅스텐 화학적-기계적 연마 조성물 | |
| KR102408747B1 (ko) | 혼합 마모제 텅스텐 cmp 조성물 | |
| KR102444548B1 (ko) | 구리 배리어 화학적-기계적 연마 조성물 | |
| KR102390111B1 (ko) | 혼합 마모제 텅스텐 cmp 조성물 | |
| JP6889156B2 (ja) | カチオン性界面活性剤を含むタングステン処理スラリー | |
| KR102390227B1 (ko) | 텅스텐 버핑용 조성물 | |
| JP2017525796A5 (ko) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |