KR101789251B1

KR101789251B1 - 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물

Info

Publication number: KR101789251B1
Application number: KR1020170033706A
Authority: KR
Inventors: 이승훈; 이승현; 김승환
Original assignee: 영창케미칼 주식회사
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2017-10-26
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: US20190382698A1; CN110418834A; US10844335B2; CN110418834B; WO2018169240A1; TW201835323A; JP6812567B2; TWI647305B; JP2020509597A

Abstract

본 발명은 화학적 기계적 연마 후의 웨이퍼 기판 표면에 부착된 불순물을 효과적으로 제거하면서, 동시에 금속배선 재료를 부식시키지 않는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물을 제공하기 위한 것으로서, 콜린 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 1,2,4-트리아졸, 2-하이드록시피리딘을 포함하며 잔량의 초순수를 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물에 관한 것이다.

Description

화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물{COMPOSITION FOR POST CHEMICAL MECHANICAL POLISHING CLEANING}

본 발명은 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정에 있어서, 금속 배선 및 금속 막질을 포함하는 반도체 기판의 세정공정, 특히 화학적 기계적 연마 후 금속 배선이 노출된 반도체 기판의 세정에 사용되는 세정용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 세정액 조성물은 pH 9 ~13으로 잔류물 및 오염물을 효과적으로 제거 할 수 있고, 구리 부식을 억제하는 효과가 있어 우수한 반도체를 제조할 수 있다.

반도체 공정에서 배선의 선폭이 점차 감소됨에 따라, 배선의 단면적 감소로 인해 저항이 증가되고 배선간 간격 감소로 인해 신호의 지연이 발생한다. 이러한 신호 지연을 줄이기 위한 일환으로 배선의 소재는 낮은 비저항 특성을 가지는 구리(Cu)로, 절연층의 소재는 더 낮은 유전 상수를 갖는 물질로 대체되고 있다.

그런데, 이와 같이 배선의 소재를 구리로 대체함에 있어서 기존의 텅스텐(W)과 알루미늄(Al) 배선 형성 공정에서 사용되던 건식 식각(dry etch back) 공정을 적용하면, 구리와 염소(Cl)가 반응하여 휘발성이 낮은 구리-염소 착물(complex)이 형성된다.

이러한 구리-염소 착물은 기판 표면에 잔류하여 식각을 방해하는 장애물로 작용함으로써 패턴을 형성하는데 문제를 야기한다.

이를 극복하기 위해, 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, ‘CMP’라 약칭함) 공정이 도입되었다. 즉, 상기 화학적 기계적 연마 공정을 이용한 다마신 공정(damascene process)에 의해 구리를 층간 유전체에 에칭된 라인 내에 침착시킨 후, 남는 구리를 제거하고 표면을 평탄화하는 단계를 거친다.

이러한 평탄화 과정은 일반적으로 연마 입자와 화학 약품이 혼합된 슬러리를 공급하면서, 실리콘 웨이퍼를 연마포에 압착하고 회전시킴으로써 절연막이나 금속 재료를 연마, 평탄화하는 화학적 기계적 연마 공정이 사용된다. 이러한 화학적 제거와 기계적 제거가 혼합된 연마 방법에 의해 효과적으로 실리콘 웨이퍼의 표면을 평탄화할 수 있다.

그러나 CMP 공정에서 사용되는 연마 입자나 화학약품 등은 웨이퍼 표면을 오염시켜, 패턴 결함이나 밀착성 불량, 전기적 특성 불량을 일으킬 수 있기 때문에, 이를 완전히 제거할 필요가 있다. 이들 오염물을 제거하기 위한 CMP 후(post-CMP) 세정공정에서는, 일반적으로 세정액의 화학 작용과 스폰지 브러쉬 등에 의한 물리적 작용을 병용한 브러쉬 세정이 수행된다.

그러나, CMP 후 세정액에 의해 오히려 웨이퍼 표면에 의도하지 않은 물질이 침착되어, 제조되는 반도체 품질을 저하시킬 수 있으며, 또한 세정액이 노출된 구리 배선과 접촉하여, Ta, TaN과 같은 금속 막질과 구리 배선의 경계면을 따라 쐐기 모양 부식을 일으켜 디바이스의 신뢰성을 저하시키는, 이른바 사이드 슬릿 현상 등이 발생할 수 있다.

따라서, 웨이퍼 표면으로부터 효과적으로 오염 물질을 제거할 수 있으면서도, 세정 시 금속 배선재료의 부식을 방지할 수 있는 세정용 조성물에 대한 연구가 있어 왔다.

그 일예로, 대한민국공개특허공보 제10-2015-0054471호에는 테트라알킬암모늄 하이드록사이드, 특히 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 아스코르브산, 구연산, 및 탈이온수를 포함하고, 테트라알킬암모늄 하이드록사이드 외에 아민류 화합물을 포함하지 않는 CMP 후 세정용 조성물이 개시되어 있다.

다른 일예로, 대한민국등록특허공보 제10-1572639호에는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올(2-Amino-2-methyl-1-propanol) 0.01 내지 10wt%, 4차 암모늄 하이드록사이드(특히, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드) 0.1 내지 10wt%, 킬레이트화제 0.001 내지 3wt%, 피페라진(Piperazine) 0.001 내지 5wt% 및 전체 조성물 총 중량 100wt%가 되도록 하는 잔량의 초순수를 포함하는 CMP 후 세정액 조성물이 개시되어 있다.

또 다른 일예로, 대한민국공개특허공보 제10-2014-0139565호에는 하나 이상의 4급 염기(특히 테트라메틸암모늄하이드록사이드), 하나 이상의 아민(특히 모노에탄올아민), 하나 이상의 아졸 부식 억제제(특히, 1,2,4-트리아졸), 하나 이상의 환원제(특히, 아스코르브산), 및 물을 포함하는 세정 조성물이 기재되어 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2015-0054471호 대한민국등록특허공보 제10-1572639호 대한민국공개특허공보 제10-2014-0139565호

본 발명은 화학적 기계적 연마 후의 웨이퍼 기판 표면에 부착된 불순물을 효과적으로 제거하면서, 동시에 금속배선 재료를 부식시키지 않는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물을 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 구체적인 일 구현예에 의한 본 발명의 CMP 후 세정용 조성물은 콜린 하이드록사이드(Choline hydroxide) 5 내지 20중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(tetrabutylammonium hydroxide, TBAH) 1 내지 10중량%, 1,2,4-트리아졸(1,2,4-triazole) 1 내지 4중량%, 2-하이드록시피리딘(2-HPA) 2 내지 4중량%, Polyoxyethylene nonylphenyl ether 0.01 내지 5중량%, Sorbitol based polyether polyol 0.01 내지 5중량% 및 전체 조성물이 100wt%가 되도록 하는 잔량의 초순수를 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 pH가 9 내지 13인 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 조성물은 다음의 식 1로 정의되는 pH 변화율이 7 내지 11.5%인 것일 수 있다.

<식 1>

pH 변화율(%) = {(D₀-D₁₀₀) /D₀ }×100

상기 식에서, D₀는 희석되지 않은 원래 조성물의 pH값이고, D₁₀₀은 초순수와 조성물을 100:1의 중량비로 희석한 희석액의 pH값으로 정의한다.

본 발명은 CMP 후의 반도체 소재에 부착된 불순물을 효과적으로 제거하면서 동시에 금속배선 재료를 부식시키지 않는 세정용 조성물을 제공할 수 있다.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

전자 웨이퍼 칩의 제조에는, 화학적 기계적 평탄화(CMP) 동안 또는 그 후에 액체 용액으로 반도체 소재를 세정하는 단계가 포함된다.

"반도체 소재"란 제조 공정을 완료하지 않은 미세전자 소자, 일반적으로 규소 웨이퍼의 표면내에 또는 표면상에 형성된 활성 영역을 갖는 규소 웨이퍼이다. 활성 영역으로의 연결은 규소 기판 상에 침착된 금속, 일반적으로 구리 및 텅스텐으로 된 다중층을 사용하여 이루어진다. 구리를 상호 연결 물질로서 사용할 경우, 다마신 공정을 사용하여 ILD(Inter layer Dielectric; 층간절연막)에 에칭된 선 안에 구리를 침착시킨 다음 과량의 구리를 제거하고 CMP 공정을 사용하여 표면을 평탄화하며, 이후 세정 단계가 이어진다.

이러한 세정 공정(CMP 후 세정)의 목적은 금속을 유의적으로 에칭시키거나, 표면에 침착물을 남기거나 또는 반도체 소재를 유의적으로 오염시키지 않으면서 CMP 단계에 의하여 남은 잔류물을 반도체 소재 표면으로부터 제거하는 것이다.

또한, 화학약품 에칭, 갈바닉 부식 또는 광-유도성 부식과 같은 여러 메카니즘에 의한 부식으로부터 금속 표면을 보호하는 것이 바람직하다. 금속 표면의 부식은 금속 리세스 및 금속선의 박화(thinning)를 야기한다. 중성 내지 알칼리성 슬러리가 구리 및 배리어 CMP에 종종 사용되므로, 연마 입자가 고도로 충전되고 효율적으로 제거될 수 있는 알칼리성 pH 환경에서 효과적인 세정 용액을 얻는 것이 바람직하다. 알칼리성 화학제품은 CMP 후 세정을 위한 브러쉬 스크러버 또는 메가소닉 세정 유닛에서 종종 사용된다.

CMP 후 세정을 위한 조성물(상기 및 이하의 기재에서 "세정 용액"이라 약칭될 수 있다.)은 세정 공정 동안 상이한 작용을 하는 여러가지 화학약품을 함유할 수 있다.

일예로 세정 용액은 "세정제"를 함유해야 한다. "세정제"는 반도체 소재의 표면으로부터 잔류 CMP 슬러리 입자, 일반적으로 금속 입자를 제거하는 용액의 성분이다.

세정 용액은 또한 "킬레이트제" 및/또는 "부식-억제 화합물"을 함유할 수 있다.

"킬레이트제"는 세정 용액 중의 금속과 착물을 형성함으로써 반도체 소재 상에 제거된 금속이 재침착되는 것을 방지한다. "부식-억제 화합물"은 세정 용액의 공격적인 성질, 산화, 세정후 부식, 갈바닉 공격, 또는 광-유도성 공격과 같은 메카니즘에 의한 공격으로부터 금속 표면을 보호하는 세정 용액의 성분이다.

잔류 금속을 제거하여 이것을 세정 용액 중에 보유하는 세정 화학제품의 능력은 CMP 후 세정 용액의 중요한 특징이다. 잔류 금속은 제거된 후 반도체 소재 상에 재침착되지 않으므로 세정 용액 중의 잔류 금속과 착물을 형성할 수 있는 화학 물질은 효과적인 세정제이다. 잔류 금속과 착물을 형성할 수 없는 화학제품을 사용하는 세정용액은 일반적으로 소정 세정 작업에서 성능이 빈약하다. 따라서, 킬레이트제를 포함하는 세정 용액인 것이 바람직하다.

또한, 세정 용액 중에 부식-억제 화합물을 포함함으로써 금속 표면의 부식으로부터 반도체 소재를 보호하는 것이 중요하다. 반도체 소재, 일반적으로 구리의 금속 표면은 반도체 웨이퍼의 유도 경로를 형성한다. 반도체 웨이퍼의 특징부의 크기가 매우 작기 때문에, 금속선은 소정 전류를 운반하면서도 최대한 얇다. 금속의 리세스 또는 표면 상의 임의의 부식은 선의 박화(용해)를 야기하며 반도체 소자의 성능을 빈약하게 하거나 손상시킨다. 효과적인 부식-억제 화합물은 세정 단계 후 금속의 부식을 감소시킨다.

부식-억제 화합물은 금속의 표면을 환원시키거나, 금속의 표면상에 보호막을 제공하거나, 또는 산소를 제거함으로써 작용한다.

상기한 이유에서, 금속의 부식을 방지하고, 금속 표면의 산화를 방지하며, 입자를 효율적으로 제거하고, 유전성 표면으로부터 금속을 제거하며, 앞의 CMP 단계의 pH에 가깝고, 반도체 표면을 오염시키지 않는 알칼리성 화학제품을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명의 화학제품은 상기 모든 필요를 만족시키는 용액을 제공하기 위하여 여러 첨가제를 사용한다.

구체적인 일 구현예에 의한 본 발명의 CMP 후 세정용 조성물은 콜린 하이드록사이드(Choline hydroxide) 5 내지 20중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(TBAH) 1 내지 10중량%, 1,2,4-트리아졸(1,2,4-triazole) 1 내지 4중량%, 2-하이드록시피리딘(2-HPA) 2 내지 4중량%, Polyoxyethylene nonylphenyl ether 0.01 내지 5중량%, Sorbitol based polyether polyol 0.01 내지 5중량% 및 전체 조성물이 100wt%가 되도록 하는 잔량의 초순수를 포함하는 것이 바람직하다.

특히 콜린하이드록사이드 와 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(tetrabutylammonium hydroxide, TBAH)는 세정제로서의 역할을 수행할 수 있는 조성으로, 유전성 표면으로부터 잔류 금속을 세정할 뿐만 아니라 반도체 소재로부터 CMP 슬러리 입자를 제거함으로써 반도체 소재의 표면을 효율적으로 세정한다. TBAH는 특히 종래의 다양한 CMP 후 세정용 조성물들에서 사용되온 4급 암모늄 하이드록사이드류인 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide, TMAH)와 대비하여 첨가량을 줄일 수 있으면서도 알칼리성 세정 용액을 충분히 제공할 수 있고, 나아가 세정용 조성물의 pH 변화율을 줄일 수 있어서 세정 공정 중 알칼리 환경을 안정적으로 유지할 수 있도록 한다. 이러한 점은 궁극적으로 TMAH를 사용한 세정 용액과 대비하여 공정 비용을 줄일 수 있고 또한 우수한 세정효과를 가져올 수 있어서 바람직하다.

이와 같은 역할을 하는 Choline hydroxide와 TBAH를 본 발명의 CMP 후 세정용 조성물 전체 함량 중 6 내지 30중량%로 포함하는바, 그 함량이 6 중량% 미만이면 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물로서의 세정 효과가 충분히 나타나지 않을 수 있으며, 30중량% 초과면 금속 성분의 부식이 심각하게 진행될 수 있고, 이로 인해 금속성 입자가 웨이퍼 표면에 잔존하게 될 수 있기 때문에 추후 공정 진행 시 금속성 입자로 인한 문제점이 나타날 수 있다.

본 발명의 CMP 후 세정용 조성물은 부식억제제로서의 역할을 수행할 수 있는 조성으로, 2-하이드록시피리딘 및 1,2,4-triazole을 포함할 수 있다. 이러한 조성들은 구리의 산화를 방지하고 세정제에 의한 금속표면의 공격을 최소화하는 역할을 수행할 수 있다. 반도체 소재의 금속을 부식으로부터 보호하는 기능으로는 환원제 필름 형성제 및/또는 산소 스케빈저일 수 있으며, 이러한 다양한 기전을 고려하여 본 발명의 CMP 후 세정용 조성물은 상기와 같은 여러 종류의 조성을 부식억제제로써 포함할 수 있다.

구체적으로, 전체 CMP 후 조성물 중 2-하이드록시피리딘 및 1,2,4-triazole 3 내지 8중량%를 포함할 수 있다.

만일, 2-하이드록시피리딘(2-hydroxypyridine, 2-HPA) 및 1,2,4-triazole의 함량이 전체 CMP 후 조성물 중 3중량% 미만이면 부식방지제로서의 효과가 충분히 나타나지 않아, 반도체 표면상에 형성되어있는 금속 배선, 특히 구리 배선이 손상을 입을 수 있고, 8중량%를 초과하면 웨이퍼 표면의 오염 물질 제거를

방해하여 오염 물질이 잔존하게 되는 문제점이 나타날 수 있다.

또한, Polyoxyethylene nonylphenyl ether 0.01 내지 5중량%, Sorbitol based polyether polyol 0.01 내지 5중량% 를 포함할 수 있다.

본 발명의 CMP 후 조성물은 상기한 세정제, 부식억제제 및 킬레이트제 조성을 포함하는 수용액으로, 전체 조성물은 상기 조성들 함량 이외의 잔량의 초순수를 포함한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 pH가 9 내지 13으로, 실제 알칼리성 CMP 슬러리의 pH에 맞는 알칼리성이다. 일부 CMP 공정은 알칼리성 슬러리를 사용하므로 알칼리성의 CMP 후 세정용 조성물인 것이 바람직하다. 알칼리성 세정 용액을 사용함으로써, 처리 장비내 pH 변동과 관련된 문제를 피할 수 있다. 또한 실리카계 CMP 슬러리는 입자가 높은 표면 음전하를 띠는 알칼리성 pH 영역에서 종종 안정화된다. 알칼리성 pH 화학제품으로 세정하면 입자 상의 전하 및 비슷하게 하전된 표면으로부터의 입자의 반발 작용으로 인하여 입자 제거가 효율적으로 이루어진다.

한편, 웨이퍼 표면을 평탄화시키기 위한 일부의 공정에 따르면 세정 단계에 이어서 물 또는 억제제 용액을 사용한 추가의 헹굼 단계를 거칠 수 있다.

물로 헹구는 것은 반도체 소재의 표면에 침착물을 남기므로 웨이퍼를 오염시킬 수 있다. 따라서, 물로 헹구는 공정 중에서도 알칼리성을 유지한 가운데서 CMP 후 세정용 조성물이 제거되는 것이 바람직할 수 있다.

이러한 점에서 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따른 조성물은 다음의 식 1로 정의되는 pH 변화율이 7 내지 11.5%인 것일 수 있다.

<식 1>

pH 변화율(%) = {(D₀-D₁₀₀) /D₀}×100

이와 같이 과량의 물로 희석되더라도 원래의 pH값이 유지되는 정도라면 반도체 소재의 표면에 침착물을 남기지 않아 우수한 세정능력을 발휘할 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 CMP 후 세정용 조성물은 금속의 부식을 방지하고, 금속 표면의 산화를 방지하며, 입자를 효율적으로 제거하고, 유전성 표면으로부터 금속을 제거하며, 앞의 CMP 단계의 pH에 가깝고, 반도체 표면을 오염시키지 않는 알칼리성 세정용액으로 유용하다.

[실시예]

실시예 1 내지 48: CMP 후 세정액 조성물의 제조

다음 표 1에 기재된 조성으로 혼합하여, 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물을 제조하였다. 다음 표 1의 기재에 있어서 각 수치의 단위는 중량%이다.

여기에서, X-100은 Polyoxyethylene nonylphenyl ether이며, SE-1은 Sorbitol based polyether polyol이다.

Choline hydroxide

TBAH

1,2,4-triazole

2-HPA

X-100

SE-1

5%

10%

15%

20%

1%

5%

10%

1%

4%

2%

4%

2.5%

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실험 1.

슬러리 제거력 평가

실시예 1 ~ 4에 대하여 슬러리 제거력 평가를 실시하였다. 평가방법은 다음과 같다.

(1) Cu wafer (두께 6,500옹스트롬)를 Cu barrier slurry에 1분 동안 침식시킨다.

(2) Cu barrier slurry에 오염시킨 wafer를 상온에서 5분 동안 건조시킨다.

(3) FE-SEM을 통하여 웨이퍼 표면에 오염이 됐는지 확인한다.

(4) 실시예1 ~ 4 세정액(100:1 희석액)에 1분 동안 세정 후 DIW 세척을 1분동안 한다.

(5) FE-SEM 측정을 통해 웨이퍼 표면을 관찰하여 슬러리 제거력을 10점 만점으로 평가하였는바, 극최상 10점, 최상 9점, 매우 우수 8점, 우수 7점, 다소 우수 6점, 보통 5점, 다소 저조 4점, 저조 3점, 매우 저조 2점, 불량 1점, 매우 불량 0점으로 부여하였다.

콜린 하이드록사이드와 테트라부틸암모늄 하이드록사이드를 혼합하는 조성물이 슬러리 제거력이 가장 우수하다.

실험 2

Cu Roughness 표면 평가

실시예에 대하여 Roughness(거칠기; 조도) 표면 평가를 실시하였다. 평가방법은 다음과 같다.

(1) Cu wafer (두께 6,500옹스트롬)를 실시예 5 ~ 9 각각의 세정액(100:1 희석액)에 10분 동안 침식시킨다.

(2) 침식 시킨 wafer를 상온에서 5분 동안 건조시킨다.

(3) AFM을 통하여 웨이퍼 표면의 평균 조도를 측정하여 평균 조도를 10점 만점으로 평가하였는바, 평가하였는바, 극최상 10점, 최상 9점, 매우 우수 8점, 우수 7점, 다소 우수 6점, 보통 5점, 다소 저조 4점, 저조 3점, 매우 저조 2점, 불량 1점, 매우 불량 0점으로 부여하였다.

1,2,4-triazole과 2-하이드록시피리딘을 혼합하는 조성물이 Cu Roughness(Ra) 가 가장 우수하다.

실험 3

Cu 부식률 평가

실시예에 대하여 Cu wafer 표면의 부식률 평가를 실시하였다.

평가방법은 다음과 같다.

(1) 측정 장비로는 임피던스 측정장치이며 측정 결과는 아래와 같음.

(2) 세정액은 DI : 원액을 = 100:1 희석액으로 하였다.

(3) 부식률을 10점 만점으로 평가하였는바, 평가하였는바, 극최상 10점, 최상 9점, 매우 우수 8점, 우수 7점, 다소 우수 6점, 보통 5점, 다소 저조 4점, 저조 3점, 매우 저조 2점, 불량 1점, 매우 불량 0점으로 부여하였다.

1,2,4-triazole과 2-하이드록시피리딘을 혼합하는 조성물이 Cu 부식률 (mm/year)이 가장 낮다.

실험 4

접촉각 평가( BTA 제거력 평가)

실시예에 대하여 접촉각 평가를 실시하였다. 평가방법은 다음과 같다.

(1) Cu wafer (두께 6,500옹스트롬)를 0.5wt% 벤조트리아졸(BTA) solution(pH=2)에 1분 동안 침식시킨다.

(2) 침식 시킨 wafer를 증류수(DIW) 및 질소(N2)를 이용하여 건조시킨다.

(3) 실시예 15 ~ 20의 각각 세정액(100:1 희석액)에 5분간 침식 시킨다.

(4) BTA solution 처리 전/후에 대해서 Cu 증착된 wafer에 DIW 접촉각을 측정 평가하였는바, 접촉각이 초기값에 근접한 경우 극최상 10점을 부여하였고, 최상 9점, 매우 우수 8점, 우수 7점, 다소 우수 6점, 보통 5점, 다소 저조 4점, 저조 3점, 매우 저조 2점, 불량 1점, 매우 불량 0점으로 부여하였다.

다음 표 2에 위 실험 1 내지 실험 4에 의한 평가 결과가 기재되어 있다.

	슬러리 제거력	거칠기	부식정도	접촉각	종합 평가
실시예1	5	5	7	6	23
실시예2	5	5	6	5	21
실시예3	5	6	6	5	22
실시예4	5	6	5	6	22
실시예5	7	6	8	6	27
실시예6	7	6	7	6	26
실시예7	6	5	7	6	24
실시예8	6	6	6	6	24
실시예9	5	6	7	6	24
실시예10	5	7	6	5	23
실시예11	5	6	6	5	22
실시예12	5	6	5	6	22
실시예13	8	8	8	9	33
실시예14	8	8	7	9	32
실시예15	7	8	7	9	31
실시예16	7	10	5	8	30
실시예17	10	10	10	10	40
실시예18	9	9	9	8	35
실시예19	8	9	9	9	35
실시예20	8	9	8	8	33
실시예21	7	6	8	6	27
실시예22	7	5	7	6	25
실시예23	6	6	7	8	27
실시예24	6	7	6	7	26
실시예25	7	7	8	5	27
실시예26	6	7	8	6	27
실시예27	7	6	6	6	25
실시예28	6	7	5	5	23
실시예29	8	8	8	8	32
실시예30	8	8	8	7	31
실시예31	8	8	7	8	31
실시예32	8	8	7	7	30
실시예33	6	6	7	8	27
실시예34	6	7	7	7	27
실시예35	6	7	6	8	27
실시예36	6	7	6	7	26
실시예37	5	6	7	6	24
실시예38	5	6	6	5	22
실시예39	5	6	7	5	23
실시예40	5	5	6	5	21
실시예41	5	5	7	5	22
실시예42	5	6	6	5	22
실시예43	5	5	6	6	22
실시예44	5	5	5	5	20
실시예45	5	5	6	5	21
실시예46	5	6	5	5	21
실시예47	5	5	6	7	23
실시예48	5	5	5	5	20
비교예1	1	1	3	2	7
비교예2	2	3	3	2	10
비교예3	3	3	4	2	12
비교예4	4	3	2	2	11
비교예5	4	2	1	1	10

이러한 결과들로부터, 콜린 하이드록사이드(Choline hydroxide) 5 내지 20중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(tetrabutylammonium hydroxide, TBAH) 1 내지 10중량%, 1,2,4-트리아졸(1,2,4-triazole) 1 내지 4중량%, 2-하이드록시피리딘(2-HPA) 2 내지 4중량%, Polyoxyethylene nonylphenyl ether 0.01 내지 5중량%, Sorbitol based polyether polyol 0.01 내지 5중량% 및 전체 조성물이 100wt%가 되도록 하는 잔량의 초순수를 포함하는 조성물은 실질적으로 알칼리성이며, 이러한 알칼리성이 희석되는 환경 하에서도 큰 폭의 변화없이 유지할 수 있어서 궁극적으로 화학적 기계적 연마 후의 웨이퍼 기판 표면에 부착된 불순물을 효과적으로 제거하면서, 동시에 금속배선 재료를 부식시키지 않는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물로 유용함을 알 수 있다.

바람직하게는 이러한 조성비 중에서 콜린하이드록사이드 10 내지 15중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(TBAH) 1 내지 5중량%를 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물이며,

가장 바람직하게는 이러한 조성비 중에서 콜린하이드록사이드 10중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드(TBAH) 5중량%를 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물이다.

본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims

콜린 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 1,2,4-트리아졸, 2-하이드록시피리딘, Polyoxyethylene nonylphenyl ether, Sorbitol based polyether polyol을 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물에 있어서,
콜린 하이드록사이드 5 내지 20중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드 1 내지 10중량%, 1,2,4-트리아졸 1 내지 4중량%, 2-하이드록시피리딘 2 내지 4중량%, Polyoxyethylene nonylphenyl ether 0.01 내지 5중량%, Sorbitol based polyether polyol 0.01 내지 5중량% 및 전체 조성물이 100중량%가 되도록 하는 잔량의 초순수로 구성되는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물.
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제1항에 있어서, 콜린 하이드록사이드 10 내지 15중량%, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드 1 내지 5중량% 포함하는 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물.
제7항에 있어서, pH가 9 내지 13인 화학적 기계적 연마 후 세정용 조성물.