KR20020026940A - 실란으로 개질된 연마제 입자를 함유하는 cmp 조성물 - Google Patents
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-
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-
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Abstract
Description
실행 | 실란 | W 속도Å/분 | 종점 시간 (초) | 과연마 시간 (초) | 필드 영역 내의 남아있는 산화물 (Å) |
1 | 없음 | 3581 | 133 | 27 | 5040 |
2 | 0.39 중량% 3-시아노프로필 디메틸 클로로실란 | 2579 | 181 | 36 | 5186 |
실행 | 실란 | W 속도Å/분 | BPSG 산화물 속도Å/분 |
3 | 없음 | 2301 | 229 |
4 | 0.084 중량% 3-시아노프로필 디메틸 클로로실란 | 2328 | 178 |
# | 실란 | W 속도Å/분 | 45초의 과연마 후 패턴화된 웨이퍼의 필드 영역의 산화물 두께의 변화 |
5 | 없음 | 2580 Å/분 | Δ두께 = 76 Å |
6 | 0.13 중량% 3-시아노프로필 디메틸 클로로실란 | 2779 Å/분 | Δ두께 = 41 Å |
7 | 0.19 중량% 감마 글리시드옥시프로필 트리메톡시실란 | 2539 Å/분 | Δ두께 = 116 Å |
실행 | 실란 | 용액 중에 검출된 실란 | Cu 속도 (Å/분) | Dia wiwnn | Ta 속도 (Å/분) | TEOS 속도 (Å/분) |
8 | 없음 | 8392 | 5.6 | 255 | 11 | |
9 | 0.25% 3-[비스(2-히드록시에틸)아미노]프로필트리에톡시실란 | 0.165% | 8784 | 10.1 | 300 | 163 |
10 | 1.25% 3-[비스(2-히드록시에틸)아미노]프로필트리에톡시실란 | 0.867% | 8873 | 12.5 | 279 | 224 |
11 | 0.03% 3-시아노프로필디메틸 클로로실란 | 0.010% | 12021 | 13.2 | 213 | 13 |
12 | 0.08% 3-시아노프로필디메틸 클로로실란 | 0.015% | 10728 | 14.5 | 242 | 9 |
13 | 0.3% 3-시아노프로필디메틸 클로로실란 | 0.05% | 10842 | 14.4 | 240 | 7 |
14 | 없음 | 9493 | 19.7 | 212 | 47 |
Claims (65)
- 적어도 하나의 표면 금속 수산화물을 갖는 금속 산화물 연마제와 하기 화학식 1의 1종 이상의 실란 화합물, 이의 이량체, 삼량체 및 올리고머의 결합 생성물인, 적어도 1종의 실란으로 개질된 연마제 입자를 함유하는 분산액을 포함하는 화학 기계적 연마 조성물.<화학식 1>Y-Si-(X1X2R)상기 식에서,Y는 히드록시 (-OH) 또는 가수분해성 치환체이고,X1및 X2는 각각 독립적으로 히드록시, 가수분해성 치환체 및 비가수분해성 치환체 중에서 선택되며,R은 비가수분해성 치환체이며,상기 비가수분해성 부분은 각각 독립적으로 알킬, 시클로알킬, 방향족, 관능화 알킬, 관능화 방향족, 관능화 시클로알킬, 알켄, 디실란 및 트리실란으로 이루어진 군 중에서 선택되며, 이들의 탄소 원자 중 하나 이상은 산소, 질소, 황, 인, 할로겐 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상의 원자로 치환될 수 있으며, 상기 실란은 아미노실란이 아니다.
- 제1항에 있어서, 상기 분산액이 물, 알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군 중에서 선택된 적어도 하나의 용매를 포함하는 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 용매가 물인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제3항에 있어서, 상기 수성 분산액의 pH가 2 내지 11인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제3항에 있어서, 상기 수성 분산액의 pH가 5 내지 9인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 X1및 X2가 각각 히드록시 또는 가수분해성 치환체로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 R이 알킬 및 관능화 알킬을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 실란 화합물이 글리시드옥시프로필트리알콕시실란, 이소시아네이토프로필트리알콕시실란, 우레이도프로필트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 시아노에틸트리알콕시실란, 4,5-디히드로-1-(3-트리알콕시실릴프로필)이미다졸, 3-(트리알콕시실릴)-메틸 에스테르 프로판산, 트리알콕시[3-(옥시라닐알콕시)프로필]-실란, 2-메틸, 3-(트리알콕시실릴)프로필 에스테르 2-프로펜산, [3-(트리알콕시실릴)프로필]우레아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 X1및 X2중에서 선택된 하나의 치환체가 비가수분해성 치환체인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제9항에 있어서, 상기 R과 상기 X1및 X2중에서 선택된 비가수분해성 치환체가 각각 독립적으로 알킬, 관능화 알킬 및 이들의 혼합물을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제10항에 있어서, 상기 실란이 클로로프로필메틸디알콕시실란, 1,2-에탄디일비스[알콕시디메틸] 실란, 디알콕시메틸페닐 실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 X1및 X2가 각각 비가수분해성 부분인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제12항에 있어서, 상기 R, X1및 X2가 각각 독립적으로 알킬 및 관능화 알킬을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제13항에 있어서, 상기 알킬 및 관능화 알킬이 탄소 원자수 2 내지 25의 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제14항에 있어서, 상기 각 비가수분해성 치환체가 알킬니트릴, 알킬아미드, 알킬카르복실산, 알킬 할라이드, 알코올, 알킬우레이도 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 관능화 알킬인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제15항에 있어서, 상기 비가수분해성 부분 중 적어도 하나가 관능화 프로필 알킬인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제12항에 있어서, 상기 실란이 시아노프로필디메틸알콕시실란, N,N'-(알콕시메틸실릴렌)비스[N-메틸-벤즈아미드], 클로로메틸디메틸알콕시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 실란이 글리시드옥시프로필트리알콕시실란, 이소시아네이토프로필트리알콕시실란, 우레이도프로필트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 시아노에틸트리알콕시실란, 4,5-디히드로-1-(3-트리알콕시실릴프로필)이미다졸, 3-(트리알콕시실릴)-메틸 에스테르 프로판산, 트리알콕시[3-(옥시라닐알콕시)프로필]-실란, 2-메틸, 3-(트리알콕시실릴)프로필 에스테르 2-프로펜산, [3-(트리알콕시실릴)프로필]우레아, 클로로프로필메틸디알콕시실란, 1,2-에탄디일비스[알콕시디메틸] 실란, 디알콕시메틸페닐 실란, 시아노프로필디메틸알콕시실란, N,N'-(알콕시메틸실릴렌)비스[N-메틸-벤즈아미드], 클로로메틸디메틸알콕시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 연마제가 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 게르마니아, 실리카, 세리아, 산화탄탈 (TaOx), 이들의 혼합물 및 이들의 화학적 혼합물 중에서 선택된 것인 화학 기계적 연마 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 연마제가 실리카인 화학 기계적 연마 조성물.
- (a) 물 및 유기 용매 중에서 선택된 용매와, 적어도 하나의 표면 금속 수산화물을 갖는 금속 산화물 연마제와 하기 화학식 1의 1종 이상의 실란 화합물, 이의 이량체, 삼량체 및 올리고머의 결합 생성물을 포함하는 화학 기계적 연마 조성물을 제조하고,(b) 상기 화학 기계적 조성물을 연마 패드에 도포하고,(c) 기판 표면 모양(features)을 연마 패드와 접촉하도록 이동시키고, 모양의 적어도 일부가 기판으로부터 제거될 때까지 상기 연마 패드를 기판 표면 모양과 연관되도록 이동시키는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 표면 모양을 포함하는 기판을 연마하는 방법.<화학식 1>Y-Si-(X1X2R)상기 식에서,Y는 히드록시 (-OH) 또는 가수분해성 치환체이고,X1및 X2는 각각 독립적으로 히드록시, 가수분해성 치환체 및 비가수분해성 치환체 중에서 선택되며,R은 비가수분해성 치환체이며,상기 비가수분해성 부분은 각각 독립적으로 알킬, 시클로알킬, 방향족, 관능화 알킬, 관능화 방향족 및 관능화 시클로알킬로 이루어진 군 중에서 선택되며, 이들의 탄소 원자 중 하나 이상은 산소, 질소, 황, 인, 할로겐 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상의 원자로 치환될 수 있으며, 상기 실란은 아미노실란이 아니다.
- 제21항에 있어서, 기판 표면 모양을 연마 패드와 접촉하도록 이동시키기 전,기판 표면 모양을 연마 패드와 접촉하도록 이동시킨 후 및 이들의 조합 중에서 선택된 시간에서 연마하는 동안 상기 연마 조성물을 연마 패드에 도포하는 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 용매가 물인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 X1및 X2가 각각 히드록시 또는 가수분해성 치환체로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제24항에 있어서, 상기 R이 알킬 및 관능화 알킬을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 비가수분해성 치환체인 방법.
- 제25항에 있어서, 상기 실란 화합물이 글리시드옥시프로필트리알콕시실란, 이소시아네이토프로필트리알콕시실란, 우레이도프로필트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 시아노에틸트리알콕시실란, 4,5-디히드로-1-(3-트리알콕시실릴프로필)이미다졸, 3-(트리알콕시실릴)-메틸 에스테르 프로판산, 트리알콕시[3-(옥시라닐알콕시)프로필]-실란, 2-메틸, 3-(트리알콕시실릴)프로필 에스테르 2-프로펜산, [3-(트리알콕시실릴)프로필]우레아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 X1및 X2중에서 선택된 하나의 치환체가 비가수분해성 치환체인 방법.
- 제27항에 있어서, 상기 R과 상기 X1및 X2중에서 선택된 비가수분해성 치환체가 각각 독립적으로 알킬, 관능화 알킬 및 이들의 혼합물을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제28항에 있어서, 상기 실란이 클로로프로필메틸디알콕시실란, 1,2-에탄디일비스[알콕시디메틸] 실란, 디알콕시메틸페닐 실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 X1및 X2가 각각 비가수분해성 부분인 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 R, X1및 X2가 각각 독립적으로 알킬, 관능화 알킬 및 이들의 혼합물을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제31항에 있어서, 상기 알킬 및 관능화 알킬이 탄소 원자수 2 내지 25의 것인 방법.
- 제32항에 있어서, 상기 각 비가수분해성 치환체가 알킬니트릴, 알킬아미드, 알킬카르복실산, 알킬 할라이드, 알코올, 알킬우레이도 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 관능화 알킬인 것인 방법.
- 제33항에 있어서, 상기 비가수분해성 부분 중 적어도 하나가 관능화 프로필 알킬인 방법.
- 제30항에 있어서, 상기 실란이 시아노프로필디메틸알콕시실란, N,N'-(알콕시메틸실릴렌)비스[N-메틸-벤즈아미드], 클로로메틸디메틸알콕시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 실란이 글리시드옥시프로필트리알콕시실란, 이소시아네이토프로필트리알콕시실란, 우레이도프로필트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 시아노에틸트리알콕시실란, 4,5-디히드로-1-(3-트리알콕시실릴프로필)이미다졸, 3-(트리알콕시실릴)-메틸 에스테르 프로판산, 트리알콕시[3-(옥시라닐알콕시)프로필]-실란, 2-메틸, 3-(트리알콕시실릴)프로필 에스테르 2-프로펜산, [3-(트리알콕시실릴)프로필]우레아, 클로로프로필메틸디알콕시실란, 1,2-에탄디일비스[알콕시디메틸] 실란, 디알콕시메틸페닐 실란, 시아노프로필디메틸알콕시실란, N,N'-(알콕시메틸실릴렌)비스[N-메틸-벤즈아미드], 클로로메틸디메틸알콕시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 표면 금속 수산화물을 갖는 금속 산화물 연마제가 알루미나, 실리카, 세리아, 게르마니아, 티타니아 및 이들의 조합 중에서 선택된 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 연마제가 실리카로부터 선택된 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기판 표면 모양이 산화물, 접착 재료, 금속층 또는 이들의 조합을 포함하는 층들로 이루어진 군 중에서 선택된 물질인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기판이 각 표면 모양이 산화물, 접착 재료, 금속 및 이들의 조합 중에서 선택된 물질인 것인 다수의 표면 모양을 포함하는 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기판 표면 모양이 산화물 모양인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기판 모양이 구리 또는 구리 합금 모양인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 선택된 실란이 금속 모양의 존재 하에 산화물 모양 연마율을 감소시키는 것인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 기판 모양이 금속 모양인 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 실란 화합물이 기판 금속 모양 연마를 촉진시키는 것인 방법.
- (a) 물 및 적어도 하나의 표면 금속 수산화물을 갖는 1종 이상의 금속 산화물 연마제를 혼합하고,(b) 아미노실란, 이의 이량체, 삼량체 및 올리고머 중에서 선택된 1종 이상의 실란을 상기 단계 (a)의 생성물에 첨가하여 화학 기계적 연마 슬러리를 형성하고,(c) 상기 화학 기계적 연마 슬러리를 연마 패드에 도포하고,(d) 기판 표면 모양을 상기 연마 패드와 접촉하도록 이동시키고, 상기 기판 표면 모양의 적어도 일부가 기판으로부터 제거될 때까지 상기 연마 패드를 기판 표면 모양과 연관되도록 이동시키는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 표면 모양을 포함하는 기판을 연마하는 방법.
- (a) 하기 화학식 1의 실란 화합물, 이의 이량체, 삼량체 및 올리고머를 표면 금속 수산화물을 갖는 적어도 1종의 연마제 입자를 포함하는 연마 패드에 도포하여 실란으로 개질된 연마제 입자를 포함하는 연마 패드를 형성하고,(b) 적어도 하나의 표면 모양을 포함하는 기판을 상기 실란으로 개질된 연마제 입자를 포함하는 연마 패드와 접촉시키고, 상기 기판을 상기 연마 패드와 연관되도록 이동시켜 표면 모양의 적어도 일부를 기판으로부터 제거하는 단계를 포함하는, 연마용 연마 패드를 개질시키는 방법.<화학식 1>Y-Si-(X1X2R)상기 식에서,Y는 히드록시 (-OH) 또는 가수분해성 치환체이고,X1및 X2는 각각 독립적으로 히드록시, 가수분해성 치환체 및 비가수분해성 치환체 중에서 선택되며,R은 비가수분해성 치환체이며,상기 비가수분해성 부분은 각각 독립적으로 알킬, 시클로알킬, 방향족, 할로겐, 관능화 알킬, 관능화 방향족 및 관능화 시클로알킬로 이루어진 군 중에서 선택되며, 이들의 탄소 원자 중 하나 이상은 산소, 질소, 황, 인, 할로겐 및 이들의 조합 중에서 선택된 하나 이상의 원자로 치환될 수 있다.
- 제47항에 있어서, 상기 실란 용액을 상기 패드를 콘디셔닝하기 전, 패드의 콘디셔닝 동안, 패드의 콘디셔닝 후 및 연마 이전, 연마 동안, 연마 이후 및 이들의 임의 조합된 시간에서 연마 패드에 도포하는 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 실란을 연마 패드에 수성 실란 용액으로서 도포하는 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 X1및 X2가 각각 히드록시 또는 가수분해성 치환체로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 R이 알킬 및 관능화 알킬을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 비가수분해성 치환체인 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 실란 화합물이 글리시드옥시프로필트리알콕시실란, 이소시아네이토프로필트리알콕시실란, 우레이도프로필트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 시아노에틸트리알콕시실란, 4,5-디히드로-1-(3-트리알콕시실릴프로필)이미다졸, 3-(트리알콕시실릴)-메틸 에스테르 프로판산, 트리알콕시[3-(옥시라닐알콕시)프로필]-실란, 2-메틸, 3-(트리알콕시실릴)프로필 에스테르 2-프로펜산, [3-(트리알콕시실릴)프로필]우레아 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 X1및 X2중에서 선택된 하나의 치환체가 비가수분해성 치환체인 방법.
- 제53항에 있어서, 상기 R과 상기 X1및 X2중에서 선택된 비가수분해성 치환체가 각각 독립적으로 알킬, 관능화 알킬 및 이들의 혼합물을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제54항에 있어서, 상기 실란이 클로로프로필메틸디알콕시실란, 1,2-에탄디일비스[알콕시디메틸] 실란, 디알콕시메틸페닐 실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 X1및 X2가 각각 비가수분해성 부분인 방법.
- 제56항에 있어서, 상기 R, X1및 X2가 각각 독립적으로 알킬, 관능화 알킬 및 이들의 혼합물을 포함하는 화합물의 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제57항에 있어서, 상기 알킬 및 관능화 알킬이 탄소 원자수 2 내지 25의 것인 방법.
- 제58항에 있어서, 상기 각 비가수분해성 치환체가 알킬니트릴, 알킬아미드, 알킬카르복실산, 알킬 할라이드, 알코올, 알킬우레이도 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 관능화 알킬인 방법.
- 제59항에 있어서, 상기 비가수분해성 부분 중 적어도 하나가 관능화 프로필 알킬인 방법.
- 제56항에 있어서, 상기 실란이 시아노프로필디메틸알콕시실란, N,N'-(알콕시메틸실릴렌)비스[N-메틸-벤즈아미드], 클로로메틸디메틸알콕시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 실란이 글리시드옥시프로필트리알콕시실란, 이소시아네이토프로필트리알콕시실란, 우레이도프로필트리알콕시실란, 머캅토프로필트리알콕시실란, 시아노에틸트리알콕시실란, 4,5-디히드로-1-(3-트리알콕시실릴프로필)이미다졸, 3-(트리알콕시실릴)-메틸 에스테르 프로판산, 트리알콕시[3-(옥시라닐알콕시)프로필]-실란, 2-메틸, 3-(트리알콕시실릴)프로필 에스테르 2-프로펜산, [3-(트리알콕시실릴)프로필]우레아, 클로로프로필메틸디알콕시실란, 1,2-에탄디일비스[알콕시디메틸] 실란, 디알콕시메틸페닐 실란, 시아노프로필디메틸알콕시실란, N,N'-(알콕시메틸실릴렌)비스[N-메틸-벤즈아미드], 클로로메틸디메틸알콕시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 것인 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 적어도 하나의 표면 금속 수산화물을 갖는 금속 산화물 연마제가 알루미나, 실리카, 세리아, 게르마니아, 티타니아 및 이들의 조합 중에서 선택된 것인 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 연마제가 실리카로부터 선택된 것인 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 연마하고자 하는 기판 모양이 구리 모양 또는 구리 합금 모양 중에서 선택된 것인 방법.
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