KR20070075455A - Aqueous polishing slurry for polishing metal circuits comprising porous alumina - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 기존 알루미나 연마입자와 본 발명에 따른 다공성 알루미나 연마입자의 금속 배선 연마시 일어나는 거동을 나타낸 모식도이고, 1 is a schematic diagram showing the behavior of the metal wire polishing of the conventional alumina abrasive particles and porous alumina abrasive particles according to the present invention,
도 2a 내지 2c는 각각 기존 알루미나 슬러리(2a), 기존 실리카 슬러리(2b) 및 본 발명에 따른 다공성 알루미나 슬러리(2c)를 사용하여 웨이퍼 연마 전(A(배율 10,000배) 및 B(배율 50,000배)) 및 연마 후(C(배율 10,000배) 및 D(배율 50,000배)) 연마 입자를 고배율주사전자 현미경(FE-SEM)으로 관찰한 사진이다. 2A to 2C show wafer polishing (A (10,000 times) and B (50,000 times) using conventional alumina slurry (2a), conventional silica slurry (2b), and porous alumina slurry (2c) according to the present invention, respectively. ) And after polishing (C (10,000 times magnification) and D (50,000 times magnification), the abrasive particles were observed with a high magnification scanning electron microscope (FE-SEM).
본 발명은 금속막의 화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing: CMP) 공정에 사용될 수 있는 연마 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing composition that can be used in a chemical mechanical polishing (CMP) process of a metal film.
일반적으로 반도체 제조 공정에는 텅스텐, 알루미늄 및 구리 등의 금속 배선 층과 산화 규소(SiO2) 및 질화 규소(Si3N4) 등의 절연막의 평탄화를 구현하기 위해 연마 슬러리를 사용하여 웨이퍼를 연마하는 화학 기계적 연마(CMP) 공정이 수반된다.In general, a semiconductor manufacturing process involves polishing a wafer using a polishing slurry to realize planarization of metal wiring layers such as tungsten, aluminum and copper, and insulating films such as silicon oxide (SiO 2 ) and silicon nitride (Si 3 N 4 ). A chemical mechanical polishing (CMP) process is involved.
이러한 연마 공정에 사용되는 연마 슬러리는 연마제, 물, 분산제 및 첨가제가 포함되며, 이때 첨가제로는 산화제, 착화제, 부식방지제 및 pH 조절제 등이 사용된다. 이 중, 연마제는 연마 대상과의 기계적인 마찰로 연마를 수행하므로 연마 대상에 따라 연마제 입자의 물성 및 경도가 중요하게 작용한다.The polishing slurry used in the polishing process includes an abrasive, water, a dispersant, and an additive, and as the additive, an oxidizing agent, a complexing agent, a corrosion inhibitor, a pH adjusting agent, and the like are used. Among them, since the abrasive is polished by mechanical friction with the polishing target, the physical properties and hardness of the abrasive particles are important depending on the polishing target.
기존 절연막 연마에 사용되는 연마제로는 절연막의 효과적인 제거를 위해 주로 퓸드 알루미나, 퓸드 실리카, 세리아 및 지르코니아 등의 입자 경도가 큰 금속 산화물들이 사용되어 왔으며, 배선으로 사용되는 텅스텐 또는 알루미늄막과 같은 금속막의 경우 절연막에 비해 막질이 부드럽고 무르기 때문에 주로 알루미나와 같이 경도가 비교적 낮은 금속 산화물들이 연마제로 사용되어 왔다.Conventional abrasives used for polishing insulating films have mainly used metal oxides having high particle hardness such as fumed alumina, fumed silica, ceria and zirconia to effectively remove the insulating film. In this case, since the film quality is softer and softer than the insulating film, metal oxides having relatively low hardness such as alumina have been used as an abrasive.
최근들어 반도체 제품의 집적화 및 성능 고속화를 위해 주목받고 있는 구리 배선의 경우에는 기존 금속 배선에 비해서도 훨씬 경도가 낮아 스크래치(scratch)의 발생을 방지시키기 위해 주로 알파 알루미나보다 비교적 경도가 낮고 저온에서 생성이 가능한 감마, 세타, 델타 및 카이 등의 전이 알루미나, 또는 실리카를 사용하였으나, 이 경우 결정상이 불안정하여 물에 의한 수화가 발생하는 등 안정한 분산계를 형성하기 어려워 입자들이 응집된 2차 입자가 많이 생성되었으며, 이로 인해 종래의 스크래치의 문제를 해소하기에는 다소 역부족이었다. Copper wiring, which is recently attracting attention for the integration and performance of semiconductor products, is much lower in hardness than conventional metal wiring, so it is relatively harder than alpha alumina and produced at low temperature to prevent scratches. Transitional alumina such as gamma, theta, delta, and chi or silica was used, but in this case, it was difficult to form a stable dispersion system, such as unstable crystal phase and water hydration. As a result, it was not enough to solve the problem of conventional scratches.
또한, 이러한 스크래치 문제를 해결하기 위해 연마제가 없는(abrasive-free) 타입의 연마 조성물을 사용하는 방법이 시도되었으나, 연마 입자의 부재로 인해 충분한 연마가 이루어지기 힘들 뿐 아니라 웨이퍼에 잔류물이 남는 등 여러 가지 문제점이 발생되었다.In addition, a method of using an abrasive-free polishing composition has been attempted to solve such a scratch problem, but it is difficult to achieve sufficient polishing due to the absence of abrasive particles, and residues remain on the wafer. Several problems have arisen.
이에, 본 발명의 목적은 금속배선에 대한 연마효율이 우수하면서도 스크래치 및 에로젼을 거의 발생시키지 않는 연마 조성물을 제공하는 것이다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a polishing composition which is excellent in polishing efficiency for metal wiring and hardly generates scratches and erosions.
상기 목적에 따라, 본 발명에서는 다공성 알루미나를 연마제로서 포함하는, 금속 배선용 화학기계적 연마 조성물을 제공한다.In accordance with the above object, the present invention provides a chemical mechanical polishing composition for metal wiring, comprising porous alumina as an abrasive.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따른 조성물은 연마제로서 다공성 알루미나를 사용함을 특징으로 하는데, 상기 다공성 알루미나는 수산화 알루미늄을 450 내지 1100℃, 바람직하게는 500 내지 900℃에서 열처리하여 얻어진 전이 알루미나를 습식 밀링하여 제조될 수 있으며, 바람직하게는 상기 전이 알루미나를 물 분산매질 중에서 분쇄 매개체로서 비드(bead)를 사용하여 습식 밀링(wet milling)하여 서스펜션을 얻고, 이를 희석하여 제조될 수 있다. The composition according to the present invention is characterized by using a porous alumina as an abrasive, the porous alumina can be prepared by wet milling the transition alumina obtained by heat treatment of aluminum hydroxide at 450 to 1100 ℃, preferably 500 to 900 ℃ Preferably, the transition alumina may be prepared by wet milling using beads as a grinding medium in a water dispersion medium to obtain a suspension and diluting it.
이때, 전이 알루미나와 물의 중량비는 1:0.01∼30 범위이고, 비드는 0.03 내지 1.2 mm, 바람직하게는 0.03 내지 0.5 ㎜의 입경을 갖는 지르코니아, 알루미나, 실리카-알루미나, 실리카, 티타니아, 이트리아, 페라이트 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 습식 밀링 장치의 부피를 기준으로 50 내지 90%의 부피로 충진될 수 있다. 또한, 상기 습식 밀링시 밀링 장치의 회전 속도는 1000 내지 5000 rpm, 바람직하게는 2500 내지 4000 rpm일 수 있다.At this time, the weight ratio of transition alumina to water is in the range of 1: 0.01 to 30, and the beads are zirconia, alumina, silica-alumina, silica, titania, yttria, ferrite having a particle diameter of 0.03 to 1.2 mm, preferably 0.03 to 0.5 mm. Or mixtures thereof, and may be filled to a volume of 50 to 90% based on the volume of the wet milling apparatus. In addition, the rotational speed of the milling apparatus in the wet milling may be 1000 to 5000 rpm, preferably 2500 to 4000 rpm.
상기 바람직한 습식 밀링의 결과 생성된 본 발명의 수성 슬러리에 포함된 다공성 알루미나 연마제 입자는 구형 혹은 구형에 가까운 형상을 가지면서 10 내지 300 nm 범위 내에서 균일한 입경을 갖게 되며, 기공 크기는 2 내지 20 ㎚, 비표면적은 200 내지 350 ㎡/g, 다공도는 40% 내지 65% 범위이다. The porous alumina abrasive particles contained in the aqueous slurry of the present invention produced as a result of the preferred wet milling have a spherical or near spherical shape and have a uniform particle size within the range of 10 to 300 nm, and the pore size is 2 to 20. Nm, specific surface area in the range from 200 to 350 m 2 / g, porosity in the range from 40% to 65%.
또한, 본 발명에 따른 다공성 알루미나 연마제는 기존 연마제에 비해 연마속도는 유지되면서도, 3 psi 이하의 낮은 압력으로도 응집된 2차 입자가 쉽게 부서져 스크래치 및 에로젼 등을 감소시킨다. 기존 구형 알루미나 연마입자와 본 발명에 따른 다공성 알루미나 연마입자의 금속 배선 연마시 일어나는 거동을 나타낸 모식도를 도 1에 나타내었다.In addition, the porous alumina abrasive according to the present invention, while maintaining the polishing rate compared to the conventional abrasive, aggregated secondary particles are easily broken even at a low pressure of 3 psi or less to reduce scratches and erosion. Figure 1 shows a schematic diagram showing the behavior of the metal wire polishing of the existing spherical alumina abrasive particles and the porous alumina abrasive particles according to the present invention.
이러한 다공성 알루미나 연마제는 본 발명의 연마 조성물 중량 대비 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 5 중량% 범위로 포함될 수 있다. Such porous alumina abrasive may be included in the range of 0.1 to 30% by weight, preferably 0.3 to 5% by weight relative to the weight of the polishing composition of the present invention.
또한, 본 발명의 슬러리 조성물은 연마제 입자 상의 다공성 알루미나가 수화되는 것을 방지하여 입자 안정성을 향상시키고 장기간 안정된 분산성을 갖도록 하기 위해 습식 밀링 중 분산제를 포함시킬 수 있다. 이때, 분산제로는 시트르산, 프탈산 및 말산과 같은 유기산; 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산 및 폴리에틸렌글리콜과 같은 중합체; 술폰산기, 술포네이트기, 포스폰산기, 포스포네이트기 및 포스페이트기 등의 강산 작용기를 갖는 화합물인, 예를 들면 스티렌술폰산, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 술폰산(AMPS), 비닐술폰산 및 비닐포스폰산 등 중에서 둘 이상 선택된 단량체의 공중합체; 및 상기 강산 작용기를 갖는 화합물에 아크릴산, 메타아크릴산, 무수 말레인 및 알킬 아크릴레이트 등의 카복실기 함유 화합물, 에틸렌옥사이드 및 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌 옥사이드, 스티렌, 비닐알콜, 비닐피롤리돈 및 비닐 아세테이트 등의 비닐계 화합물, 및 포름아미드, 디메틸포름아미드, 아세트아미드, 벤즈아미드 및 아크릴아미드 등의 아미드계 화합물 중에서 하나 이상 선택된 단량체를 축중합시킨 공중합체 등의 통상의 계면활성제가 있으며, 연마제 대비 0.05 내지 20중량%로 사용할 수 있다.In addition, the slurry composition of the present invention may include a dispersant during wet milling to prevent the porous alumina on the abrasive particles from hydration to improve particle stability and to have long-term stable dispersibility. At this time, the dispersant may be an organic acid such as citric acid, phthalic acid and malic acid; Polymers such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid and polyethylene glycol; Examples of the compound having strong acid functional groups such as sulfonic acid group, sulfonate group, phosphonic acid group, phosphonate group and phosphate group include styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid (AMPS), and vinyl sulfonic acid. And copolymers of two or more monomers selected from vinylphosphonic acid and the like; And carboxyl group-containing compounds such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride and alkyl acrylate, alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide, styrene, vinyl alcohol, vinylpyrrolidone and vinyl acetate Conventional surfactants such as vinyl-based compounds, and copolymers obtained by condensation polymerization of at least one monomer selected from amide compounds such as formamide, dimethylformamide, acetamide, benzamide, and acrylamide, and the like. To 20% by weight.
본 발명에 따른 연마 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 그러한 첨가제에는 산화제, 착화제(에칭제), 부식방지제 및 pH 조절제 등이 있다. The polishing composition according to the present invention may further comprise an additive, and such additives include oxidizing agents, complexing agents (etching agents), corrosion inhibitors, pH adjusting agents and the like.
산화제는 연마 대상인 금속 배선막이 그에 상응하는 산화물, 수산화물 또는 이온으로 산화되도록 하는 역할을 한다. 본 발명의 연마 조성물에 사용될 수 있는 산화제는 특별히 한정되지는 않으나, 예를 들면 CMP 공정에 통상적으로 사용되는 과산화수소(H2O2), 질산 제2철(Fe(NO3)3) 또는 과옥소산 칼륨(KIO3) 등을 사용할 수 있으며, 연마 조성물 중량 대비 0.2 내지 30 중량%, 바람직하게는 1.0 내지 15 중량% 범위로 사용할 수 있다.The oxidant serves to cause the metal wiring film to be polished to be oxidized to the corresponding oxide, hydroxide or ion. The oxidizing agent that can be used in the polishing composition of the present invention is not particularly limited, but for example, hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), ferric nitrate (Fe (NO 3 ) 3 ) or peroxo commonly used in a CMP process. Potassium acid (KIO 3 ) and the like can be used, and may be used in the range of 0.2 to 30% by weight, preferably 1.0 to 15% by weight based on the weight of the polishing composition.
착화제(에칭제)는 산화제에 의해 금속 배선막 표면에 형성된 금속 산화물을 제거하는 역할과, 금속 산화물과 착물을 형성하여 더 이상의 산화를 막는 역할을 동시에 수행한다. 이러한 착화제로는 당업계에 공지된 것으로 유기산으로서, 카복실산 또는 아미노산을 프로톤 도노(proton doner)로서 사용할 수 있고, 이때 아미노산으로는 글라이신 등, 그리고 카복실산으로는 시트르산, 옥살산, 숙신산, 말레산, 말론산, 주석산, 프탈산, 말산, 글루타르산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산(butyric acid), 발레산(valeric acid), 아크릴산, 젖산, 니코틴산 및 이들의 염 등을 사용할 수 있으며, 연마 조성물 중량 대비 0.2 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 3 중량%의 범위로 사용할 수 있다.The complexing agent (etching agent) simultaneously serves to remove the metal oxide formed on the surface of the metal wiring film by the oxidant, and forms a complex with the metal oxide to prevent further oxidation. Such complexing agents are known in the art and can be used as organic acids, carboxylic acids or amino acids as proton doners, wherein amino acids are glycine and the like, and carboxylic acids are citric acid, oxalic acid, succinic acid, maleic acid, malonic acid. , Tartaric acid, phthalic acid, malic acid, glutaric acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, acrylic acid, lactic acid, nicotinic acid and salts thereof, and the like, and are 0.2 in weight of the polishing composition. To 5% by weight, preferably 0.3 to 3% by weight.
부식 방지제는 금속 배선막 표면에 부동화층 또는 용해 억제층을 형성시켜 연마 속도를 조절하여 평탄화 향상에 도움을 주는 역할을 한다. 이러한 부식 방지제는 벤조트리아졸(BTA), 1,2,4-트리아졸, 벤조퓨록산(benzofuroxan), 2,1,3-벤조트리아졸, o-페닐렌디아민, m-페닐렌디아민, 카테콜(catechol), o-아미노페놀, 2-메캅토벤조트리아졸(2-mercaptobenzotriazole), 2-메캅토벤즈이미다졸(2-mercaptobanzimidazole), 2-메캅토벤조옥사졸, 멜라닌 및 이들의 유도체 등에서 선택할 수 있으며, 연마 조성물 총 중량 대비 0.001 내지 1.0 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.3 중량% 범위로 사용될 수 있다. 이때, 부식 방지제의 함량의 착화제의 양에 따라 변경될 수 있다.The corrosion inhibitor forms a passivation layer or a dissolution inhibiting layer on the surface of the metal wiring film, and serves to improve the planarization by controlling the polishing rate. These corrosion inhibitors are benzotriazole (BTA), 1,2,4-triazole, benzofuroxan, 2,1,3-benzotriazole, o-phenylenediamine, m-phenylenediamine, cate In catechol, o-aminophenol, 2-mercaptobenzotriazole, 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptobenzoziazole, melanin and derivatives thereof It may be selected and may be used in the range of 0.001 to 1.0% by weight, preferably 0.001 to 0.3% by weight relative to the total weight of the polishing composition. At this time, the content of the corrosion inhibitor may be changed depending on the amount of the complexing agent.
pH 조절제는 연마 조성물을 pH를 조절하는 역할을 한다. pH 조절제로는 통상적인 산, 염기 또는 아민 화합물은 모두 사용할 수 있고, 예를 들면 수산화 암모 늄 및 아민, 질산, 황산, 인산, 및 유기산 등을 사용할 수 있으며, 본원 발명의 경우 연마제를 보호하기 위해 연마 조성물의 pH가 2 내지 11, 바람직하게는 6 내지 10이 되도록 첨가될 수 있다.The pH adjuster serves to adjust the pH of the polishing composition. As the pH adjusting agent, any conventional acid, base or amine compound may be used, and for example, ammonium hydroxide and amine, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, organic acid, and the like may be used. The polishing composition may be added to have a pH of 2 to 11, preferably 6 to 10.
이렇게 얻어진 본 발명의 연마 조성물은 1 ㎛ 이상의 거대 입자를 조성물 1 ㎖ 당 10,000개 미만, 바람직하게는 2,000개 미만으로 포함하면서, 응집된 2차 입자가 낮은 압력에서도 쉽게 부서져 스크래치 등을 감소시키고 잔류 입자가 적게 남는 효과를 제공하며 연마 효율도 우수하므로, 반도체 제조시 평탄화를 위한 화학 기계적 연마 공정에 유용하게 활용될 수 있다. The polishing composition of the present invention thus obtained contains less than 10,000 large particles, preferably less than 2,000, per 1 ml of the macroparticles, while the aggregated secondary particles are easily broken at low pressure to reduce scratches and residual particles. Because it provides a low effect and excellent polishing efficiency, it can be usefully used in the chemical mechanical polishing process for planarization in semiconductor manufacturing.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.
실시예: 연마 슬러리 제조Example: Polishing Slurry Preparation
수산화 알루미늄 깁사이트(Gibbsite, Al(OH)3) 분말을 500℃에서 열처리하여 얻어진 감마 알루미나를 시트르산 및 물과 함께 습식 밀링 장치인 UAM-015(Ultra Apex mill, Kotobuki, Japan)에 공급하여 습식 밀링을 20회 반복하여 수행하였다. 이때, 상기 감마 알루미나, 시트르산 및 물의 양을 각각 1:0.05:19의 중량비가 되 도록 조절하였다. 상기 습식 밀링 장치의 챔버 용량은 150 ㎖이고, 분쇄 매개체로는 크기 0.1 mm의 지르코니아(ZrO2) 비드를 챔버 부피의 80%로 채워 사용하였다. 습식 밀링 장치의 회전 속도는 3000 rpm이고, 산화세륨와 물과의 혼합물의 공급 속도는 200 cc/분이었다.Gamma alumina obtained by heat-treating aluminum hydroxide Gibbsite (Al (OH) 3 ) powder at 500 ° C. was supplied to a wet milling apparatus UAM-015 (Ultra Apex mill, Kotobuki, Japan) together with citric acid and water for wet milling. Was repeated 20 times. At this time, the amounts of gamma alumina, citric acid and water were adjusted to have a weight ratio of 1: 0.05: 19, respectively. The chamber volume of the wet milling apparatus was 150 ml and crushing media were used to fill 0.1% of zirconia (ZrO 2 ) beads with 80% of the chamber volume. The rotational speed of the wet milling apparatus was 3000 rpm and the feed rate of the mixture of cerium oxide and water was 200 cc / min.
상기에서 얻어진 130 ㎚의 평균 입경을 갖는 다공성 감마 알루미나 입자 서스펜션에 첨가제 및 초순수를 첨가하여 총 슬러리 중량 대비 다공성 알루미나(기공크기: 20 ㎚, 비표면적: 250 ㎡/g) 0.7 중량%, 과산화 수소수 0.7 중량%, 글라이신(glycine) 1.4 중량% 및 벤조트리아졸(BTA) 0.7 중량%가 포함되도록 연마 슬러리를 제조하였다. 0.7% by weight of porous alumina (pore size: 20 nm, specific surface area: 250 m 2 / g) relative to the total slurry weight by adding an additive and ultrapure water to the porous gamma alumina particle suspension having an average particle diameter of 130 nm obtained above. The polishing slurry was prepared to contain 0.7% by weight, 1.4% by weight of glycine and 0.7% by weight of benzotriazole (BTA).
시험예: 연마 특성 비교Test Example: Comparison of Polishing Properties
본 발명에 따른 연마 조성물의 연마 특성을 확인하기 위해, 상기 실시예에서 얻어진 연마 슬러리, 기존 알루미나(쎄타(theta) 및 델타(delta) 전이 알루미나의 복합상) 연마 입자를 포함하는 통상적인 슬러리(제조사: Cabot, 다공도: 55%, 기공크기: 22.2 ㎚, 비표면적: 70 ㎡/g) 및 통상적인 콜로이달 실리카 슬러리(제조사: Fujimi, 다공도: 35%, 기공크기: 11.2 ㎚, 비표면적: 44 ㎡/g)를 사용하여 다음과 같이 비교 시험을 수행하였다.In order to confirm the polishing properties of the polishing composition according to the present invention, a conventional slurry containing the polishing slurry obtained in the above example, conventional alumina (complex phase of theta and delta transition alumina) abrasive particles (manufacturer : Cabot, porosity: 55%, pore size: 22.2 nm, specific surface area: 70 m 2 / g) and conventional colloidal silica slurry (manufacturer: Fujimi, porosity: 35%, pore size: 11.2 nm, specific surface area: 44 m 2) / g) was used to perform a comparative test as follows.
200 ㎜ 구리 블랭켓(coupon Cu blanket) 웨이퍼를 대상으로 상기 슬러리들을 사용하여 연마를 수행하였으며, 슬러리 처리 후 연마 수행 전 및 연마 수행 후 세정 전에 각각 구리 웨이퍼 샘플을 채취하여 기판 표면위에 남은 연마 입자의 형태, 크기 및 빈도수 등을 고배율주사전자 현미경(FE-SEM)을 통해 분석하였다. 연마기는 IPEC 472(novellus사)를 사용하였고, 헤드(head) 및 패드(pad)의 회전속도는 각각 60 rpm이었으며, 다운 포스(down force)는 2.3 psi, 슬러리 공급 속도는 150 cc/분이었다. Polishing was performed using the slurries on a 200 mm copper Cu blanket wafer, and a copper wafer sample was taken after the slurry treatment, before polishing and after cleaning, respectively, to remove the remaining abrasive particles on the substrate surface. Shape, size and frequency were analyzed by high magnification scanning electron microscopy (FE-SEM). The grinding machine used IPEC 472 (novellus), the rotation speed of the head and pad was 60 rpm, the down force was 2.3 psi, and the slurry feed rate was 150 cc / min.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각 도의 연마전 사진(A(배율 10,000배)및 B(배율 50,000배))과 연마후 사진(C(배율 10,000배) 및 D(배율 50,000배))을 비교해 볼 때, 기존 알루미나 연마제 슬러리(도 2a) 또는 콜로이달 실리카 슬러리(도 2b)는 연마 수행 후에도 응집된 입자의 크기가 별로 변하지 않은데 반해, 본 발명에 따른 다공성 알루미나 슬러리(도 2c)의 경우 연마 후 Cu 막에 남아 있는 연마입자의 크기가 연마 전에 슬러리 상에 존재하는 연마 입자의 크기보다 월등히 작아진 것을 확인할 수 있다. 또한, 기존 알루미나 슬러리나 실리카 슬러리는 연마 공정 중의 계속적인 슬러리 공급으로 인해 연마 전보다 연마 후에 구리 웨이퍼 표면에 연마 입자들이 많이 증가되어 있는 반면, 본 발명의 다공성 알루미나 슬러리는 거대 2차 입자가 거의 존재하지 않음은 물론 잔류 입자의 개수도 연마 전보다 오히려 감소한 것을 확인하였다.As a result, as shown in Fig. 2, the photograph before each polishing (A (10,000 times magnification) and B (50,000 times magnification) and the after polishing (C (10,000 times magnification) and D (50,000 times magnification)) of each figure were In comparison, conventional alumina abrasive slurry (FIG. 2A) or colloidal silica slurry (FIG. 2B) does not change the size of the aggregated particles even after polishing, whereas the porous alumina slurry according to the present invention (FIG. 2C) It can be seen that the size of the abrasive grains remaining in the post Cu film is significantly smaller than the size of the abrasive grains present on the slurry before polishing. In addition, the conventional alumina slurry or silica slurry has more abrasive particles on the copper wafer surface after polishing than due to the continuous slurry supply during the polishing process, whereas the porous alumina slurry of the present invention has almost no large secondary particles. Of course, it was confirmed that the number of residual particles also decreased rather than before grinding.
따라서, 본 발명에 따른 다공성 알루미나 슬러리는 기존 알루미나 또는 실리카 슬러리보다 스크래치 및 에로젼 등을 효과적으로 적게 발생시킴은 물론 잔류입자도 거의 남지 않을 것으로 예상할 수 있다.Therefore, the porous alumina slurry according to the present invention can be expected to produce less scratches and erosions than the existing alumina or silica slurry, as well as hardly any residual particles.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 다공성 알루미나 연마제를 포함하는 연마 조성물은, 응집된 2차 입자가 낮은 압력에서도 쉽게 부서져 스크래치 등을 감소시키고 잔류 입자가 적게 남는 효과를 제공하며 연마 효율도 우수하므로, 반도체 제조시 평탄화를 위한 화학 기계적 연마 공정에 유용하게 활용될 수 있다.As described above, the polishing composition comprising the porous alumina abrasive according to the present invention, the aggregated secondary particles are easily broken even at low pressure to reduce scratches and the like, the residual particles are left, and the polishing efficiency is also excellent. It can be usefully used in the chemical mechanical polishing process for planarization in semiconductor manufacturing.
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|---|---|---|---|---|
| CN102220087A (en) * | 2011-05-05 | 2011-10-19 | 上海大学 | Porous nano-alumina polishing solution for polishing computer hard disk substrate |
| US20150132958A1 (en) * | 2011-07-08 | 2015-05-14 | General Engineering & Research, L.L.C. | Contact release capsule useful for chemical mechanical planarization slurry |
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN102220087A (en) * | 2011-05-05 | 2011-10-19 | 上海大学 | Porous nano-alumina polishing solution for polishing computer hard disk substrate |
| US20150132958A1 (en) * | 2011-07-08 | 2015-05-14 | General Engineering & Research, L.L.C. | Contact release capsule useful for chemical mechanical planarization slurry |
| US9334422B2 (en) * | 2011-07-08 | 2016-05-10 | General Engineering & Research, L.L.C. | Contact release capsule useful for chemical mechanical planarization slurry |
| KR20160011453A (en) * | 2014-07-22 | 2016-02-01 | 주식회사 케이씨텍 | Abrasive and polishing slurry comprising the same |
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