KR20100112581A - 금속 제거 속도 조절을 위한 할라이드 음이온 - Google Patents

Abstract

본 발명의 화학적-기계적 연마 조성물은 액체 담체, 과산화수소, 벤조트리아졸 및 할로겐 음이온을 포함한다. 본 발명의 방법은 연마 조성물로 기판을 화학적-기계적으로 연마하는 것을 포함한다.

Description

금속 제거 속도 조절을 위한 할라이드 음이온 {HALIDE ANIONS FOR METAL REMOVAL RATE CONTROL}

본 발명은 연마 조성물 및 이를 사용하여 기판을 연마하는 방법에 대한 것이다.

기판 표면의 평탄화 또는 연마, 특히 화학적-기계적 연마 (CMP)를 위한 조성물, 시스템 및 방법은 당업계에 널리 공지되어 있다. 연마 조성물 (연마 슬러리로도 공지되어 있음)은 전형적으로 수용액 중 마모제 물질을 함유하고, 표면을 연마 조성물로 포화시킨 연마 패드와 접촉시켜서 표면에 적용된다. 금속을 포함하는 기판을 연마하기 위해서 사용될 때, 연마 조성물은 종종 산화제를 포함한다. 산화제의 목적은 금속 표면을 금속 그 자체보다 더욱 연성이고 더욱 쉽게 마모될 수 있는 물질로 변환시키는 것이다. 따라서, 마모제와 함께 산화제를 포함하는 연마 조성물은 일반적으로 보다 덜 공격적인 기계적 기판 마모를 필요로 하고, 이는 마모 과정에 의해 유발되는 기판에의 기계적인 손상을 감소시킨다. 추가로, 산화제의 존재는 자주 금속에 대한 제거 속도를 높이고, 생산 세팅 (production setting)에서 처리량을 증가시킨다.

차세대 반도체 소자의 개발은 소자 상의 전도성 층 사이의 정전 용량을 감소시키고 회로가 작동할 수 있는 주파수를 증가시키기 위해서 이전 세대의 금속, 예를 들어 알루미늄보다 더 낮은 저항값을 갖는 금속, 예를 들어 구리의 사용을 강조한다. 이산화규소 기판 상에 평면 구리 회로 트레이스를 제조하기 위한 한 방법은 상감 방법 (damascene process)으로 지칭된다. 상기 방법에 따라, 이산화규소 유전체 표면은 종래의 건식 식각 방법에 의해 패턴화되어 수직 및 수평 인터커넥트를 위한 홀 (hole) 및 트렌치 (trench)를 형성한다. 패턴화된 표면을 부착-촉진 층, 예를 들어 탄탈 또는 티타늄 및/또는 확산 장벽 층, 예를 들어 탄탈 질화물 또는 티타늄 질화물로 코팅한다. 이후, 부착-촉진 층 및/또는 확산 장벽 층을 구리 층으로 오버 코팅한다. 화학적-기계적 연마를 이용하여, 이산화규소 표면의 높아진 부분을 노출시키는 평면 표면이 얻어질 때까지 구리 덧층 (over-layer)의 두께뿐만 아니라 임의의 부착-촉진 층 및/또는 확산 장벽 층의 두께를 감소시킨다. 비아 (via) 및 트렌치는 회로 인터커넥트를 형성하는 전기 전도성의 구리로 채워진 채로 유지된다.

탄탈 및 구리 층을 모두 함유하는 기판의 연마는 전형적으로 구리층의 제거 속도를 제한하기 위해서 전통적인 구리 억제제, 예를 들어 벤조트리아졸 (BTA) 또는 메틸-벤조트리아졸 (m-BTA)을 연마 조성물에 첨가하는 것을 필요로 한다. 탄탈 층의 연마는 전형적으로 유용한 제거 속도를 얻을 수 있는 산화제, 예를 들어 과산화물 (예컨대, 과산화수소) 또는 요오드화칼륨를 필요로 한다. 탄탈 층은 전형적으로 높은 pH에서 연마된다. 그러나, 구리 제거 속도는 pH가 낮고 산화제, 예를 들어 과산화수소 또는 요오드화칼륨을 함유하는 조성물에 대해서 조차도 높게 유지된다. 또한, 과산화물은 연마 조성물의 안정성을 제한함으로써 그의 유용한 가사 시간 (pot-life)을 제한하는, 연마 조성물의 다른 성분들과 반응할 수 있는 강산화제이다.

따라서, 탄탈 및 구리를 포함하는 기판을 연마하기 위한 별법의 연마 조성물, 시스템 및 방법에 대한 필요성이 남아 있다.

본 발명은 (a) 액체 담체, (b) 액체 담체 중에 현탁된, 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 마모제, (c) 과산화수소, (d) 클로라이드, 브로마이드 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 할로겐 음이온 및 (e) 벤조트리아졸을 포함하며, pH가 6 이하인, 기판을 연마하기 위한 화학적-기계적 연마 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한 기판의 화학적-기계적 연마 방법을 제공한다. 상기 방법은 (i) 기판을 (a) 액체 담체, (b) 액체 담체 중에 현탁된, 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 마모제, (c) 과산화수소, (d) 클로라이드, 브로마이드 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 할로겐 음이온 및 (e) 벤조트리아졸을 포함하며, pH가 6 이하인 화학적-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계, (ii) 기판에 상대적으로 연마 조성물을 이동시키는 단계 및 (iii) 적어도 기판의 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계를 포함한다.

본 발명은 기판 연마를 위한 화학적-기계적 연마 조성물을 제공한다. 상기 조성물은 (a) 액체 담체, (b) 액체 담체 중에 현탁된, 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 마모제, (c) 과산화수소, (d) 클로라이드, 브로마이드 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 할로겐 음이온 및 (e) 벤조트리아졸을 포함하거나, 이들로 구성되거나 또는 이들로 본질적으로 구성되고, pH가 6 이하이다. 본원에 기술된 성분의 양은 본원에서 다르게 명시되지 않는 한 연마 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.

연마할 기판은 임의의 적합한 기판일 수 있다. 적합한 기판은 집적회로, 메모리 또는 강체 디스크, 금속, 층간 유전체 (ILD) 소자, 반도체, 마이크로-전자-기계 성분, 강유전체 및 자기 헤드를 포함하나, 여기에 제한되는 것은 아니다. 기판은 금속 층을 포함할 수 있다. 금속 층은 임의의 적합한 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 금속 층은 구리, 탄탈 (예를 들어, 탄탈 질화물), 티타늄, 알루미늄, 니켈, 백금, 루테늄, 이리듐, 또는 로듐을 포함할 수 있다. 기판은 추가로 하나 이상의 다른 층, 예를 들어 절연 층을 포함할 수 있다. 절연 층은 금속 산화물, 다공성 금속 산화물, 유리, 유기 중합체, 불화 유기 중합체, 또는 임의의 적합한 다른 고- 또는 저-κ 절연 층일 수 있다. 금속 층은 다른 층 위에 배치될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 기판은 적어도 하나의 탄탈 층 및 적어도 하나의 구리 층을 갖는다.

마모제는 콜로이드성 실리카 입자를 포함하거나, 이들로 구성되거나 또는 이들로 본질적으로 구성된다. 콜로이드성 실리카 입자는 습식 방법을 통해서 제조되고, 전형적으로 형태가 일반적으로 구형 또는 거의 구형이나, 다른 형태 (예를 들어, 일반적으로 타원형, 정사각형, 또는 직사각형 단면을 갖는 형태)일 수 있는 각각 개별적인 비-응집 입자이다. 이러한 입자는 전형적으로 화성 (pyrogenic) 또는 화염 가수분해 방법에 의해 제조되는 흄드 (fumed) 입자와 구조적으로 상이하고, 응집 일차 입자의 쇄형 구조이다.

바람직하게는, 콜로이드성 실리카는 통상의 당업자에게 공지된 임의의 방법, 예를 들어 졸 겔 방법을 사용하거나 또는 실리케이트 이온-교환에 의해 제조할 수 있는, 침전되거나 또는 축합-중합된 실리카이다. 축합-중합된 실리카 입자는 전형적으로 Si(OH)₄를 축합시켜 실질적으로 구형인 입자를 형성하여 제조된다. 전구체인 Si(OH)₄는, 예를 들어 고순도 알콕시실란의 가수분해, 또는 실리케이트 수용액의 산성화에 의해 수득될 수 있다. 이러한 마모제 입자는 미국 특허 제5,230,833호에 따라 제조하거나 또는 구입가능한 임의의 다양한 제품, 예를 들어 이케이에이 케미칼스 (EKA Chemicals)의 빈드질 (BINDZIL) 50/80, 30/310 및 40/130 제품, 푸소 (Fuso) PL-1, PL-2, PL-3 및 PL-3H 제품, 및 날코 (Nalco) 1034A, 1050, 2327 및 2329 제품뿐만 아니라 듀폰 (DuPont), 바이엘 (Bayer), 어플라이드 리서치 (Applied Research), 니산 케미칼 (Nissan Chemical; 스노우텍스 (SNOWTEX) 제품) 및 클라리언트 (Clariant)로부터 이용가능한 다른 유사한 제품으로서 얻을 수 있다.

마모제 입자는 전형적으로 20 nm 내지 500 nm의 평균 입자 크기 (예를 들어, 평균 입자 직경)를 갖는다. 바람직하게는, 마모제 입자는 20 nm 내지 300 nm (예를 들어, 70 nm 내지 300 nm, 또는 100 nm 내지 200 nm)의 평균 입자 크기를 갖는다. 마모제는 연마 조성물 중에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 전형적으로, 0.01 중량% 이상 (예를 들어, 0.05 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 1 중량% 이상)의 마모제가 연마 조성물 중에 존재할 것이다. 연마 조성물 중 마모제의 양은 전형적으로 20 중량%를 초과하지 않을 것이고, 더욱 전형적으로는 15 중량%를 초과하지 않을 것이다 (예를 들어, 10 중량%를 초과하지 않을 것이다). 예를 들어, 연마 조성물 중 마모제의 양은 0.1 중량% 내지 10 중량%, 0.5 중량% 내지 8 중량%, 또는 1 중량% 내지 5 중량%이다. 구형 입자의 경우, 입자 크기는 입자의 직경이다. 비-구형 입자의 경우, 입자 크기는 입자를 둘러싸는 최소 구형의 직경이다.

액체 담체를 사용하여 마모제, 산화제, 할로겐 음이온, 벤조트리아졸, 및 임의의 선택적인 첨가제를 연마 (예를 들어, 평탄화)할 적합한 기판의 표면에 적용하는 것을 용이하게 한다. 액체 담체는 저급 알코올 (예를 들어, 메탄올, 에탄올 등), 에테르 (예를 들어, 디옥산, 테트라히드로푸란 등), 물 및 이들의 혼합물을 포함하는 임의의 적합한 용매일 수 있다. 바람직하게는, 액체 담체는 물, 더욱 바람직하게는 탈이온수를 포함하거나, 이들로 구성되거나 또는 이들로 본질적으로 구성된다.

산화제는 과산화수소이고, 연마 조성물 중에 임의의 적합한 양으로 존재한다. 전형적으로, 연마 조성물은 0.1 중량% 이상 (예를 들어, 0.2 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 1 중량% 이상, 3 중량% 이상, 또는 5 중량% 이상)의 과산화수소를 포함한다. 연마 조성물은 바람직하게는 30 중량% 이하 (예를 들어, 20 중량% 이하, 10 중량% 이하, 5 중량% 이하, 3 중량% 이하, 1 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하)의 과산화수소를 포함한다. 예를 들어, 연마 조성물은 0.1 중량% 내지 20 중량%, 0.2 중량% 내지 10 중량%, 0.3 중량% 내지 5 중량%, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 또는 0.5 중량% 내지 1 중량%의 과산화수소를 포함한다.

할로겐 음이온은 클로라이드 또는 브로마이드 음이온을 생산할 수 있는 임의의 공급원에 의해 발생될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공급원은 산 클로라이드 또는 브로마이드, 알칼리 금속 클로라이드 또는 브로마이드, 알칼리 토금속 클로라이드 또는 브로마이드, IIIA족 클로라이드 또는 브로마이드, 암모늄 클로라이드 또는 브로마이드 염 또는 그의 유도체, 전이금속 클로라이드 또는 브로마이드, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 상기 공급원은 수소 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 스트론튬 클로라이드, 바륨 클로라이드, 칼륨 클로라이드, 세슘 클로라이드, 리튬 클로라이드, 나트륨 클로라이드, 루비듐 클로라이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라프로필암모늄 클로라이드, 알킬벤질디메틸암모늄 클로라이드 (여기서, 알킬은 C₁-C₂₀ 알킬임), 알루미늄 클로라이드, 갈륨 클로라이드, 인듐 클로라이드, 탈륨 클로라이드, 아연 클로라이드, 구리 클로라이드, 염화제2철, 염화제1철, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라메틸암모늄 브로마이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 테트라프로필암모늄 브로마이드, 알킬벤질디메틸암모늄 브로마이드 (여기서, 알킬은 C₁-C₂₀ 알킬임), 수소 브로마이드, 세슘 브로마이드, 리튬 브로마이드, 칼륨 브로마이드, 루비듐 브로마이드, 나트륨 브로마이드, 마그네슘 브로마이드, 칼슘 브로마이드, 스트론튬 브로마이드, 바륨 브로마이드, 알루미늄 브로마이드, 갈륨 브로마이드, 인듐 브로마이드, 탈륨 브로마이드, 아연 브로마이드, 구리 브로마이드, 브롬화제2철, 브롬화제1철, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된다.

할로겐 음이온은 연마 조성물 중에서 임의의 적합한 농도를 가질 수 있다. 전형적으로, 할로겐 음이온의 농도는 연마 조성물 중에서 0.5 mM 내지 50 mM (예를 들어, 0.1 mM 내지 30 mM)이다. 연마 조성물 중 할로겐 음이온의 농도는 바람직하게는 7 mM 이하, 더욱 바람직하게는 2 mM 이하 (예를 들어, 1.5 mM 이하 또는 1 mM 이하)이다. 연마 조성물 중 할로겐 음이온의 농도는 바람직하게는 0.1 mM 이상, 더욱 바람직하게는 0.2 mM 이상 (예를 들어, 0.3 mM 이상 또는 0.4 mM 이상)이다.

벤조트리아졸은 연마 조성물 중에서 임의의 적합한 농도를 가질 수 있다. 전형적으로, 연마 조성물은 10 ppm 이상 (예를 들어, 50 ppm 이상, 100 ppm 이상, 200 ppm 이상, 300 ppm 이상, 또는 500 ppm 이상)의 벤조트리아졸을 포함한다. 연마 조성물은 바람직하게는 2000 ppm 이하 (예를 들어, 1800 ppm 이하, 1500 ppm 이하, 1300 ppm 이하, 1100 ppm 이하, 1000 ppm 이하, 또는 800 ppm 이하)의 벤조트리아졸을 포함한다. 예를 들어, 연마 조성물은 10 ppm 내지 2000 ppm, 50 ppm 내지 1500 ppm, 100 ppm 내지 1000 ppm, 120 ppm 내지 1000 ppm, 또는 150 ppm 내지 800 ppm의 벤조트리아졸을 포함한다.

액체 담체는 그 안에 용해되거나 또는 현탁된 임의의 성분과 함께 임의의 적합한 pH를 가질 수 있다. 연마 조성물의 실제 pH는 부분적으로는 연마할 기판의 유형에 좌우될 것이다. 연마 조성물은 6 이하 (예를 들어, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 2.5 이하, 또는 2.2 이하)의 pH를 갖는다. 전형적으로, 연마 조성물은 1 이상 (예를 들어, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3, 1 내지 2.5, 또는 1 내지 2.2)의 pH를 갖는다.

연마 조성물의 pH는 임의의 적합한 수단으로 달성되고/거나 유지될 수 있다. 보다 구체적으로는, 연마 조성물은 pH 조정제, pH 완충제, 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다. pH 조정제는 임의의 적합한 pH-조정 화합물일 수 있다. 예를 들어, pH 조정제는 임의의 적합한 산, 예를 들어 무기 산, 유기 산, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 산은 질산일 수 있다. pH 완충제는 임의의 적합한 완충제, 예를 들어 포스페이트, 아세테이트, 보레이트, 술포네이트, 카르복실레이트, 암모늄 염 등일 수 있다. 연마 조성물은 임의의 적합한 양의 pH 조정제 및/또는 pH 완충제를 포함할 수 있되, 단 이러한 양이 연마 조성물의 목적 pH (예를 들어, 본원에 기재된 범위 내)를 달성하고/거나 유지하기에 충분하여야 한다. 더욱 바람직하게는, 연마 조성물의 pH는 상기 기술된 할로겐 음이원 공급원을 사용하여 조정하고/거나 유지할 수 있다.

연마 조성물은 단독으로 또는 임의적인 하기 성분 중 하나 이상과 조합하여 상기 성분들을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나 또는 이들로 구성될 수 있다.

연마 조성물은 1종 이상의 추가의 마모제를 포함할 수 있다. 이러한 추가의 마모제는 임의의 적합한 형태 (예를 들어, 마모제 입자)일 수 있다. 추가의 마모제는 바람직하게는 미립자 형태이고, 액체 담체 (예를 들어, 물) 중에 현탁된다. 추가의 마모제는 임의의 적합한 마모제일 수 있다. 예를 들어, 추가의 마모제는 천연 또는 합성 마모제일 수 있고, 금속 산화물, 카바이드, 질화물, 카보런덤 등을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나 또는 이들로 구성될 수 있다. 추가의 마모제는 또한 중합체 입자 또는 코팅된 입자일 수 있다. 금속 산화물은 알루미나, 세리아, 실리카, 지르코니아, 이들의 공형성물, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택될 수 있다.

연마 조성물은 1종 이상의 부식 억제제 (즉, 필름 형성제)를 포함할 수 있다. 부식 억제제는 임의의 적합한 부식 억제제일 수 있다. 전형적으로, 부식 억제제는 헤테로원자-함유 관능기를 함유하는 유기 화합물이다. 예를 들어, 부식 억제제는 적어도 하나의 5원 또는 6원 헤테로시클릭 고리를 활성 관능기로서 갖는 헤테로시클릭 유기 화합물일 수 있고, 여기서 헤테로시클릭 고리는 적어도 하나의 질소 원자를 포함한다 (예를 들어, 아졸 화합물). 연마 조성물 중 부식 억제제의 양은 전형적으로 0.0001 중량% 내지 3 중량% (바람직하게는 0.001 중량% 내지 2 중량%)이다.

연마 조성물은 1종 이상의 킬레이트제 또는 착화제를 포함할 수 있다. 착화제는 제거될 기판 층의 제거 속도를 향상시키는 임의의 적합한 화학 첨가제이다. 적합한 킬레이트제 또는 착화제는, 예를 들어 카르보닐 화합물 (예를 들어, 아세틸아세토네이트 등), 단순한 카르복실레이트 (예를 들어, 아세테이트, 아릴 카르복실레이트 등), 하나 이상의 히드록실기를 함유하는 카르복실레이트 (예를 들어, 글리콜레이트, 락테이트, 글루코네이트, 갈산 및 이들의 염 등), 디-, 트리- 및 폴리-카르복실레이트 (예를 들어, 옥살레이트, 프탈레이트, 시트레이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 말레이트, 에데테이트 (예를 들어, 이칼륨 EDTA), 이들의 혼합물 등), 하나 이상의 술폰기 및/또는 포스폰기를 함유하는 카르복실레이트 등을 포함할 수 있다. 적합한 킬레이트제 또는 착화제는 또한, 예를 들어 디-, 트리- 또는 폴리알코올 (예를 들어, 에틸렌 글리콜, 피로카테콜, 피로갈롤, 타닌산 등) 및 아민-함유 화합물 (예를 들어, 암모니아, 아미노산, 아미노 알코올, 디-, 트리- 및 폴리아민 등)을 포함할 수 있다. 킬레이트제 또는 착화제의 선택은 제거될 기판 층의 유형에 좌우될 것이다.

앞서 언급된 많은 화합물이 염 (예를 들어, 금속 염, 암모늄 염 등), 산, 또는 부분 염의 형태로 존재할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 시트레이트는 시트르산뿐만 아니라 그의 모노-, 디- 및 트리-염을 포함하고, 프탈레이트는 프탈산뿐만 아니라 그의 모노-염 (예를 들어, 칼륨 수소 프탈레이트) 및 디-염을 포함하고, 퍼클로레이트는 상응하는 산 (즉, 과염소산)뿐만 아니라 그의 염을 포함한다. 또한, 특정 화합물 또는 시약은 하나 이상의 기능을 발휘할 수 있다. 예를 들어, 일부 화합물은 킬레이트제 및 산화제로서 모두 기능할 수 있다 (예를 들어, 특정 질산제2철 등).

연마 조성물은 임의로 1종 이상의 다른 첨가제를 추가로 포함한다. 이러한 첨가제는 하나 이상의 아크릴 아단위 (subunit)를 포함하는 아크릴레이트 (예를 들어, 비닐 아크릴레이트 및 스티렌 아크릴레이트), 및 그의 중합체, 공중합체 및 올리고머, 및 그의 염을 포함한다.

연마 조성물은 점도 향상제 및 응집제를 포함하는 1종 이상의 계면활성제 및/또는 유동 조절제 (예를 들어, 중합체성 유동 조절제, 예컨대 우레탄 중합체)를 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는, 예를 들어 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 연마 조성물은 비이온성 계면활성제를 포함한다. 적합한 비이온성 계면활성제의 한 예는 에틸렌디아민 폴리옥시에틸렌 계면활성제이다. 연마 조성물 중 계면활성제의 양은 전형적으로 0.0001 중량% 내지 1 중량% (바람직하게는 0.001 중량% 내지 0.1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.005 중량% 내지 0.05 중량%)이다.

연마 조성물은 1종 이상의 소포제를 포함할 수 있다. 소포제는 임의의 적합한 소포제일 수 있다. 적합한 소포제는 규소-기반 및 아세틸렌 디올-기반 소포제를 포함하나, 여기에 제한되지는 않는다. 연마 조성물 중 소포제의 양은 전형적으로 10 ppm 내지 140 ppm이다.

연마 조성물은 1종 이상의 살생물제를 포함할 수 있다. 살생물제는 임의의 적합한 살생물제, 예를 들어 이소티아졸리논 살생물제일 수 있다. 연마 조성물 중 살생물제의 양은 전형적으로 1 내지 50 ppm, 바람직하게는 10 내지 20 ppm이다.

연마 조성물은 바람직하게는 콜로이드적으로 안정하다. 용어 콜로이드는 액체 담체 중 입자의 현탁액을 가리킨다. 콜로이드적 안정성은 시간 경과에 따라 현탁액이 유지되는 것을 가리킨다. 연마 조성물을 100 mL의 눈금 실린더에 넣고, 2 시간 동안 정치시켰을 때, 눈금 실린더의 하부 50 mL에서의 입자의 농도 ([B]: g/mL)와 눈금 실린더의 상부 50 mL에서의 입자의 농도 ([T]: g/mL)의 차이를 연마 조성물 중 입자의 초기 농도 ([C]: g/mL)로 나눈 값이 0.5 이하 (즉, {[B] - [T]}/[C] ≤ 0.5)인 경우, 연마 조성물은 콜로이드적으로 안정한 것으로 간주된다. 바람직하게는, {[B]-[T]}/[C]의 값은 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 이하, 더욱더 바람직하게는 0.05 이하, 가장 바람직하게는 0.01 이하이다.

연마 조성물은 그들 중 많은 기술이 당업계에 공지된 임의의 적합한 기술에 의해 제조할 수 있다. 연마 조성물은 회분식 또는 연속식 방법으로 제조할 수 있다. 일반적으로, 연마 조성물은 임의의 순서로 그의 성분들을 배합하여 제조할 수 있다. 본원에서 사용된 것과 같은 용어 "성분"은 개별 재료 (예를 들어, 산화제, 마모제 등)뿐만 아니라 재료의 임의의 조합 (예를 들어, 액체 담체, 할로겐 음이온, 계면활성제 등)을 포함한다.

연마 조성물은 산화제, 할로겐 음이온, 액체 담체, 및 임의로 마모제를 포함하는 하나의 패키지 시스템으로서 공급될 수 있다. 별법으로, 산화제는 제1 용기에 건식 형태로 또는 액체 담체 중 용액 또는 분산액으로서 공급될 수 있고, 할로겐 음이온, 액체 담체 및 임의로 마모제 및 다른 첨가제는 제2 용기에 공급될 수 있다. 안정한 산화제는 다른 성분들과 반응할 가능성이 낮으므로, 안정한 산화제를 사용할 경우 산화제를 연마 조성물의 다른 성분들과 함께 용기 중에 공급할 수 있다. 이러한 접근법은 실질적으로 연마 조성물의 제조 및 사용 비용을 감소시킬 수 있다.

임의적인 성분들, 예를 들어 1종 이상의 킬레이트제 또는 착화제를 제1 및/또는 제2 용기 또는 제3 용기 중에 건식 형태로 또는 액체 담체 중 용액으로서 넣을 수 있다. 또한, 적합하게는 제1 용기 및 제2 용기 중의 성분들은 상이한 pH 값을 갖거나, 또는 별법으로 실질적으로 유사하거나 또는 동일한 pH 값을 갖는다. 임의적인 성분이 고체인 경우, 건식 형태로 또는 액체 담체 중 혼합물로서 공급될 수 있다. 임의적인 성분은 연마 시스템의 다른 성분들과 별개로 공급될 수 있고, 예를 들어 최종 사용자에 의해 사용 직전에 (예를 들어, 사용 1주 전 또는 그 이전, 사용 1일 전 또는 그 이전, 사용 1 시간 전 또는 그 이전, 사용 10분 전 또는 그 이전, 또는 사용 1분 전 또는 그 이전에) 연마 조성물의 다른 성분들과 배합될 수 있다. 연마 조성물 성분의 다른 2개의 용기, 또는 3개 이상의 용기의 배합은 통상의 당업자에게 인지되어 있다.

연마 조성물은 또한 사용 전에 적절한 양의 액체 담체로 희석되도록 의도되는 농축액으로서 제공될 수 있다. 그러한 실시양태에서, 연마 조성물 농축액은 적절한 양의 액체 담체로 농축액을 희석시켰을 때 각 성분이 각 성분에 대해 상기 언급한 적절한 범위 내의 양으로 연마 조성물 중에 존재하도록 하는 양으로 마모제, 과산화수소, 할로겐 음이온 및 액체 담체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 성분들은 각각 연마 조성물 중에 각 성분에 대해 상기 언급된 농도보다 2배 (예를 들어, 3배, 4배 또는 5배) 더 높은 농도의 양으로 농축액 중에 존재하여 농축액을 적절한 부피의 액체 담체 (예를 들어, 각각 2배 등가 부피의 액체 담체, 3배 등가 부피의 액체 담체, 또는 4배 등가 부피의 액체 담체)로 희석시켰을 때, 각 성분이 각 성분에 대해 상기 설명된 범위 내의 양으로 연마 조성물 중에 존재하도록 할 수 있다. 또한, 통상의 당업자가 이해하듯이, 농축액은 마모제, 과산화수소, 할로겐 음이온 및 다른 적합한 첨가제가 적어도 부분적으로 또는 완전히 농축액 중에 용해되거나 또는 현탁되는 것을 확실하게 하기 위해서 최종 연마 조성물 중에 존재하는 액체 담체의 적절한 분획을 함유할 수 있다. 또한, 과산화수소는 농축액으로부터 제거된 후 액체 담체와 적절한 양으로 첨가되어 연마 조성물을 형성하여 각 성분이 각 성분에 대해 상기 설명된 범위 내의 양으로 존재하도록 할 수 있다.

본 발명은 또한 기판의 화학적-기계적 연마 방법을 제공한다. 상기 방법은 (i) 기판을 상기 기술된 것과 같은 화학적-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계, (ii) 기판에 상대적으로 화학적-기계적 연마 조성물을 이동시키는 단계 및 (iii) 적어도 기판의 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계를 포함한다.

본 발명의 기판 연마 방법은 화학적-기계적 연마 (CMP) 기구과 결합하여 사용할 때 특히 적합하다. 전형적으로, 기구는 사용 중에 움직이고 궤도, 선형 또는 원형 운동으로 인한 속도를 갖는 플래튼 (platen), 플래튼과 접촉하여 작동 중에 플래튼과 함께 이동하는 연마 패드, 및 연마 패드의 표면과 접촉하고 연마 패드의 표면에 상대적으로 이동하여 연마하는 기판을 지지하는 캐리어를 포함한다. 기판 연마는 적어도 기판의 일부를 마모시켜 기판을 연마하기 위해서 연마 패드를 기판에 상대적으로 이동시키면서 기판이 연마 패드 및 본 발명의 화학적-기계적 연마 조성물과 접촉하도록 둠으로써 실시된다.

연마 패드는 그들 중 다수가 당업계에 공지된 임의의 적합한 연마 패드일 수 있다. 적합한 연마 패드는, 예를 들어 직조 및 부직조 연마 패드를 포함한다. 또한, 적합한 연마 패드는 다양한 밀도, 경도, 두께, 압축률, 압축 후 반발력 및 압축 계수의 임의의 적합한 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 중합체는, 예를 들어 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 나일론, 플루오로카본, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 이들의 공형성물 및 이들의 혼합물을 포함한다.

연마 패드는 연마 패드의 연마 표면 상에 또는 그 안에 고정된 마모제 입자를 포함하거나, 또는 연마 패드는 실질적으로 고정된 마모제 입자가 없을 수도 있다. 고정된 마모제 연마 패드는 연마 패드의 연마 표면에 접착제, 결합제, 세라머 (ceramer), 수지 등에 의해 부착된 마모제 입자, 또는 연마 패드 내로 함침되어 연마 패드의 통합 부분, 예를 들어 마모제-함유 폴리우레탄 분산액으로 함침된 섬유상 배트 (fibrous batt)를 형성하는 마모제를 갖는 패드를 포함한다.

연마 패드는 임의의 적합한 형상일 수 있다. 예를 들어, 연마 패드는 원형일 수 있고, 사용 중에는 전형적으로 패드의 표면에 의해 정의되는 평면에 수직인 축 부근에서 회전 운동을 할 것이다. 연마 패드는 그 표면이 연마 표면으로서 기능하는 원통형일 수 있고, 사용 중에는 전형적으로 원통의 중심 축 부근에서 회전 운동을 할 것이다. 연마 패드는 사용 중에는 전형적으로 연마할 절단 날 (cutting edge)에 대해 선형 운동을 하는 순환 벨트 형태일 수 있다. 연마 패드는 임의의 적합한 형상일 수 있고, 사용 중에는 평면 또는 반원을 따라 왕복 또는 궤도 운동을 할 수 있다. 다른 많은 변형이 당업자에게는 용이하게 명백할 것이다.

바람직하게는, CMP 기구는 그들 중 다수가 당업계에 공지된 동일계내 연마 종결점 검출 시스템을 추가로 포함한다. 공작물 표면으로부터 반사된 빛 또는 다른 복사선을 분석하여 연마 공정을 점검하고 모니터하기 위한 기술이 당업계에 공지되어 있다. 이러한 방법은, 예를 들어 미국 특허 제5,196,353호, 미국 특허 제5,433,651호, 미국 특허 제5,609,511호, 미국 특허 제5,643,046호, 미국 특허 제5,658,183호, 미국 특허 제5,730,642호, 미국 특허 제5,838,447호, 미국 특허 제5,872,633호, 미국 특허 제5,893,796호, 미국 특허 제5,949,927호, 및 미국 특허 제5,964,643호에 기술되어 있다.

연마는 표면을 연마하기 위해서 표면의 적어도 일부를 제거하는 것을 가리킨다. 연마를 실시하여 가우지 (gouge), 크레이트 (crate), 피트 (pit) 등을 제거하여 감소된 표면 조도를 갖는 표면을 제공할 수 있으나, 또한 연마를 실시하여 평면 구획의 교차를 특징으로 하는 표면 형상을 도입하거나 또는 회복시킬 수 있다. 예를 들어, 2개의 표면이 교차하여 날 (edge)을 정의하는 경우, 표면의 적어도 일부를 마모시켜 적어도 하나의 표면을 연마하는 것은 날 형상의 변형을 가져온다. 하나 이상의 표면이 절단 조작에서 사용되는 날을 정의하는 실시양태에서 (예를 들어, 절단 도구의 연마), 표면을 연마하여 날을 재정의하거나 또는 다시 날카롭게 할 수 있다.

앞서 논의된 것과 같이, 기판은 바람직하게는 적어도 하나의 탄탈 층 및 적어도 하나의 구리 층을 갖는다. 탄탈 층의 일부 및/또는 구리 층의 일부를 마모시켜 기판을 연마한다. 탄탈 층은 바람직하게는 100 Å/분 이상 (예를 들어, 200 Å/분 이상, 300 Å/분 이상, 400 Å/분 이상, 또는 500 Å/분 이상)의 속도로 기판으로부터 제거된다. 예를 들어, 탄탈 층은 100 Å/분 내지 1000 Å/분, 200 Å/분 내지 800 Å/분, 200 Å/분 내지 700 Å/분, 또는 200 Å/분 내지 500 Å/분의 속도로 기판으로부터 제거된다. 구리 층은 바람직하게는 1500 Å/분 이하 (예를 들어, 1000 Å/분 이하, 800 Å/분 이하, 500 Å/분 이하, 또는 300 Å/분 이하)의 속도로 기판으로부터 제거된다. 예상외로, BTA 및 과산화수소와 배합된 할로겐 음이온, 예를 들어 클로라이드 또는 브로마이드의 존재는 탄탈 제거 속도를 실질적으로 감소시키지 않으면서 구리 제거 속도를 효과적으로 감소시키고, 이것은 기판의 연마가 다단계 보다는 단일 단계 방법으로 수행될 수 있게 한다. 이것은 구리 제거 속도를 감소시키는데 상대적으로 비효과적이고 연마 조성물의 다른 성분, 예를 들어 과산화수소에 의해 쉽게 분해될 수 있는 전통적인 구리 억제제, 예를 들어 BTA 및 m-BTA를 단독으로 사용하는 것에 비해 유의한 개선점이다. 또한, 비록 클로라이드 또는 브로마이드 이온을 단독으로 사용하여 구리 제거 속도를 감소시킬 수 있으나, 본원에 기술된 연마 조성물의 다른 성분과 배합하여 BTA를 첨가하면 구리 제거 속도가 훨씬 더 유의하게 감소될 수 있다. 임의의 특정 이론에 얽매이고자 함 없이, CuCl 또는 CuBr의 낮은 용해도는 Cu⁺ 위치에서의 클로라이드 또는 브로마이드 음이온의 선택적인 흡착을 가져와, 산화제에 의한 연속 구리 산화를 방지할 수 있다.

하기 실시예는 본 발명을 추가로 설명하는 것이나, 물론 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

<실시예>

실시예 1

본 실시예는 콜로이드성 실리카 입자 및 과산화수소를 함유하는 연마 조성물 중 다양한 유형의 음이온 및 BTA의 존재가 구리 제거 속도에 미치는 영향을 설명한다.

6개의 상이한 연마 조성물을 구리 제거 속도에 대해 평가하였다. 각 조성물은 물, 5 중량%의 콜로이드성 실리카 (20 nm 직경의 푸소 PL-2), 및 1 중량%의 H₂O₂를 포함하였다. 각 조성물의 pH를 황산 (조성물 1A, 1C 및 1D), 염산 (조성물 1B 및 1E), 또는 과염소산 (조성물 1F)으로 pH 2로 조정하였다. 또한, 조성물 1D 내지 1F는 300 ppm의 BTA를 포함하였다.

경질 A110 패드 (캐봇 마이크로일렉트로닉스 (Cabot Microelectronics))가 있는 로지텍 (Logitech) 연마기를 사용하여 각 조성물로 구리 층을 포함하는 기판을 연마하였다. 로지텍 연마기를 21.4 kPa (3.1 psi)의 하향력 (down force), 110 rpm의 플래튼 속도, 102 rpm의 캐리어 속도 및 150 mL/분의 조성물 유속으로 설정하였다.

구리 제거 속도 (Å/분)를 각 조성물에 대해 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 제시하였다.

상기 표 1에 설명된 데이타로부터 명백하듯이, 조성물 1A 내지 1D는 높은 구리 제거 속도를 가졌다. 특히, BTA 없이 염소-기반 이온, 및 BTA와 함께 또는 BTA 없이 술페이트 이온을 함유하는 비교 조성물은 염소-기반 이온 및 BTA를 함유하는 본 발명의 조성물보다 더 높은 구리 제거 속도를 나타냈다. 실제로, 클로라이드 이온 및 BTA를 함유하는 본 발명의 조성물 (조성물 1E 및 1F)은 비교 조성물의 속도보다 대략 20배 낮은 구리 제거 속도를 나타냈다. 염소-기반 이온의 공급원은 또한 구리 제거 속도에 영향을 미쳤다. 이온 공급원이 HCl인 경우, 구리 제거 속도는 이온 공급원이 HClO₄인 경우보다 6배 이상 더 낮았다.

실시예 2

본 실시예는 실리카, 과산화수소 및 BTA를 함유하는 연마 조성물 중 다양한 양의 클로라이드 음이온의 존재가 구리 제거 속도에 미치는 영향을 설명한다.

8개의 상이한 연마 조성물을 구리 제거 속도에 대해 평가하였다. 각 조성물은 물, 5 중량%의 콜로이드성 실리카 (20 nm 직경의 푸소 PL-2), 300 ppm의 BTA 및 1 중량%의 H₂O₂를 포함하였다. 조성물 2A 내지 2D의 pH를 황산으로 pH 2로 조정하고, 조성물 2E 내지 2H의 pH를 과염소산으로 pH 2로 조정하였다. 또한, 조성물 2B 내지 2D 및 2F 내지 2H는 하기 표 2에 명시된 양의 KCl을 함유하였다.

경질 A110 패드 (캐봇 마이크로일렉트로닉스)가 있는 로지텍 연마기를 사용하여 각 조성물로 구리 층을 포함하는 기판을 연마하였다. 로지텍 연마기를 21.4 kPa (3.1 psi)의 하향력, 110 rpm의 플래튼 속도, 102 rpm의 캐리어 속도 및 150 mL/분의 조성물 유속으로 설정하였다.

구리 제거 속도 (Å/분)를 각 조성물에 대해 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 제시하였다.

상기 표 2에 설명된 데이타로부터 명백하듯이, 클로라이드 이온을 함유하지 않은 조성물 2A는 조성물 2B 내지 2H와 비교하여 높은 구리 제거 속도를 가졌다. KCl을 함유하는 본 발명의 조성물 (조성물 2B 내지 2D 및 2F 내지 2H)은 H₂SO₄를 함유하나 KCl은 함유하지 않는 비교 조성물 2A, 및 HClO₄를 함유하나 KCl은 함유하지 않는 비교 조성물 2E의 속도보다 유의하게 낮은 구리 제거 속도를 나타냈다. 따라서, 클로라이드 이온과 BTA의 조합은 술페이트 이온과 BTA의 조합 또는 퍼클로레이트 이온과 BTA의 조합보다 더 낮은 구리 제거 속도를 나타냈다.

실시예 3

본 실시예는 실리카 및 과산화수소를 함유하는 연마 조성물 중 다양한 양의 클로라이드 또는 브로마이드 음이온 및 BTA의 존재가 구리 제거 속도에 미치는 영향을 설명한다.

32개의 상이한 연마 조성물을 구리 제거 속도에 대해 평가하였다. 각 조성물은 물, 5 중량%의 콜로이드성 실리카 (20 nm 직경의 푸소 PL-2) 및 1 중량%의 H₂O₂를 포함하고, H₂SO₄로 pH 2로 조정하였다. 또한, 조성물은 하기 표 3에 명시된 양의 BTA, KBr 및 KCl을 함유하였다.

경질 A110 패드 (캐봇 마이크로일렉트로닉스)가 있는 로지텍 연마기를 사용하여 각 조성물로 구리 층을 포함하는 기판을 연마하였다. 로지텍 연마기를 9.93 kPa (1.44 psi)의 하향력, 90 rpm의 플래튼 속도, 84 rpm의 캐리어 속도 및 80 mL/분의 조성물 유속으로 설정하였다.

구리 제거 속도 (Å/분)를 각 조성물에 대해 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 제시하였다.

상기 표 3에 설명된 데이타로부터 명백하듯이, 브로마이드 이온을 함유하는 조성물뿐만 아니라 클로라이드 이온을 함유하는 조성물은 연마 조성물에의 BTA의 첨가로 인해 더욱 개선된 구리 제거 속도 감소를 나타냈다. 또한, 단독으로 구리 제거 속도를 유의하게 감소시키는 BTA의 양을 1000 ppm으로 증가시켰을 때에도, 클로라이드 음이온을 연마 조성물에 첨가하면 구리 제거 속도가 더욱 감소되었다.

실시예 4

본 실시예는 실리카, 및 과산화수소 또는 요오드화칼륨을 함유하는 연마 조성물 중 다양한 유형의 음이온의 존재가 구리 제거 속도에 미치는 영향을 설명한다.

10개의 상이한 연마 조성물 (조성물 4A 내지 4J)을 구리 제거 속도에 대해 평가하였다. 조성물 4A 내지 4J는 물, 5 중량%의 콜로이드성 실리카 (20 nm 직경의 푸소 PL-2) 및 0.2 중량%의 KIO₃를 포함하고, 각 조성물의 pH는 하기 표 4에 명시된 음이온 공급원을 사용하여 pH 2로 조정하였다. 또한, 조성물 4B, 4D, 4F, 4H 및 4J는 300 ppm의 BTA를 함유하였다.

경질 A110 패드 (캐봇 마이크로일렉트로닉스)가 있는 로지텍 연마기를 사용하여 각 조성물 4A 내지 4J로 구리 층을 포함하는 기판을 연마하였다. 로지텍 연마기를 21.4 kPa (3.1 psi)의 하향력, 110 rpm의 플래튼 속도, 102 rpm의 캐리어 속도 및 150 mL/분의 조성물 유속으로 설정하였다.

구리 제거 속도 (Å/분)를 각 조성물 4A 내지 4J에 대해 측정하고, 그 결과를 하기 표 4에 제시하였다

또한, 실시예 1에 기술된 것과 같이 측정한 연마 조성물 1A 내지 1F에 대한 구리 제거 속도 (Å/분) 및 실시예 3에 기술된 것과 같이 측정한 연마 조성물 3C에 대한 구리 제거 속도 (Å/분)를 비교 목적으로 하기 표 4에 포함시켰다. 실시예 3에서 사용된 로지텍 연마기의 설정이 실시예 1 및 4에서 사용된 설정과 상이하다는 것을 주목해야 한다.

상기 표 4에 설명된 데이타로부터 명백하듯이, 과산화수소, BTA, 및 클로라이드 또는 브로마이드 음이온을 함유하는 조성물 1E 및 3C는 요오드화칼륨, BTA, 및 클로라이드 또는 브로마이드 음이온을 함유하는 조성물 4H 및 4J를 비롯한 나머지 조성물과 비교하여 상대적으로 낮은 구리 제거 속도를 가졌다. 따라서, 클로라이드 또는 브로마이드 음이온 및 요오드화칼륨을 함유하는 조성물에 BTA를 첨가하는 것은 구리 연마 속도에 거의 영향을 미치지 못하는 것으로 보이는 반면 (BTA는 실제로 클로라이드 음이온을 함유하는 조성물 4H에서 속도를 증가시킴), 클로라이드 또는 브로마이드 음이온 및 과산화수소를 함유하는 조성물에 BTA를 첨가하는 것은 구리 연마 속도를 유의하게 감소시켰다. 음이온의 공급원이 H₂SO₄, HClO₄ 또는 H₃PO₄인 경우, BTA가 있거나 또는 BTA가 없는 조성물 중에서 산화제로서 요오드화칼륨을 사용하는 것은 구리 연마 속도를 유의하게 감소시키지 않았다 (조성물 4A 내지 4F 참조). 과산화수소를 함유하는 조성물에서 동일한 이온 공급원을 사용할 경우 유사한 결과가 관찰되었다 (실시예 1의 조성물 1A, 1D, 1C 및 1F 참조). 본 실시예의 결과들은 연마 조성물에서 사용되는 산화제의 존재 및 유형이, 구리 제거 속도를 낮추는, 클로라이드 또는 브로마이드 이온과 조합한 BTA의 능력에 있어서 역할을 담당한다는 것을 시사한다.

실시예 5

본 실시예는 실리카, 과산화수소 및 구리 착화제 [1-히드록시 에틸리덴-1,1-디포스폰산 (클리어테크 인더스트리즈 인크. (ClearTech Industries Inc.)의 디퀘스트 (Dequest) 2010)]를 함유하는 연마 조성물 중 다양한 양의 클로라이드 및 BTA의 존재가 구리 제거 속도에 미치는 영향을 설명한다.

4개의 상이한 연마 조성물을 구리 제거 속도에 대해 평가하였다. 각 조성물은 물, 비스(트리메톡시실릴프로필)아민으로 처리한 1 중량%의 콜로이드성 실리카 (20 nm 직경의 푸소 PL-2), 150 ppm의 디퀘스트 2010, 1500 ppm의 BTA 및 1 중량%의 H₂O₂를 포함하고, pH는 4.1이었다. 또한, 조성물은 표 5에 명시된 양의 KCl을 함유하였다.

연질 폴리텍스 (POLITEX)™ 패드가 있는 로지텍 연마기를 사용하여 각 조성물로 구리 층을 포함하는 기판을 연마하였다. 로지텍 연마기를 9.93 kPa (1.44 psi)의 하향력, 90 rpm의 플래튼 속도, 84 rpm의 캐리어 속도 및 80 mL/분의 조성물 유속으로 설정하였다.

구리 제거 속도 (Å/분)를 각 조성물에 대해 측정하고, 그 결과를 하기 표 5에 제시하였다

상기 표 5에 설명된 데이타로부터 명백하듯이, 구리 제거 속도는 연마 조성물 중 KCl의 농도가 증가하면서 유의하게 감소하였다. 따라서, 클로라이드 음이온은 더 높은 pH 수준에서도 구리 제거 속도를 효과적으로 감소시키는 능력을 유지하였다.

Claims (25)

1. (a) 액체 담체,
   (b) 액체 담체 중에 현탁된, 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 마모제,
   (c) 과산화수소,
   (d) 클로라이드, 브로마이드 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 할로겐 음이온 및
   (e) 벤조트리아졸
   을 포함하며, pH가 6 이하인,
   기판을 연마하기 위한 화학적-기계적 연마 조성물.
2. 제1항에 있어서, 액체 담체가 물을 포함하는 것인 연마 조성물.
3. 제1항에 있어서, 기판이 적어도 하나의 탄탈 층 및 적어도 하나의 구리 층을 포함하는 것인 연마 조성물.
4. 제1항에 있어서, 콜로이드성 실리카가 0.1 중량% 내지 10 중량%의 양으로 존재하는 연마 조성물.
5. 제1항에 있어서, 과산화수소가 3 중량% 이하의 양으로 존재하는 연마 조성물.
6. 제1항에 있어서, 할로겐 음이온이 산 클로라이드 또는 브로마이드, 알칼리 금속 클로라이드 또는 브로마이드, 알칼리 토금속 클로라이드 또는 브로마이드, IIIA족 클로라이드 또는 브로마이드, 암모늄 클로라이드 또는 브로마이드 염, 전이금속 클로라이드 또는 브로마이드, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 공급원에 의해 발생되는 것인 연마 조성물.
7. 제6항에 있어서, 할로겐 음이온이 수소 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 스트론튬 클로라이드, 바륨 클로라이드, 칼륨 클로라이드, 세슘 클로라이드, 리튬 클로라이드, 나트륨 클로라이드, 루비듐 클로라이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라프로필암모늄 클로라이드, 알킬벤질디메틸암모늄 클로라이드 (여기서, 알킬은 C₁-C₂₀ 알킬임), 알루미늄 클로라이드, 갈륨 클로라이드, 인듐 클로라이드, 탈륨 클로라이드, 아연 클로라이드, 구리 클로라이드, 염화제2철, 염화제1철, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라메틸암모늄 브로마이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 테트라프로필암모늄 브로마이드, 알킬벤질디메틸암모늄 브로마이드 (여기서, 알킬은 C₁-C₂₀ 알킬임), 수소 브로마이드, 리튬 브로마이드, 칼륨 브로마이드, 세슘 브로마이드, 루비듐 브로마이드, 나트륨 브로마이드, 마그네슘 브로마이드, 칼슘 브로마이드, 스트론튬 브로마이드, 바륨 브로마이드, 알루미늄 브로마이드, 갈륨 브로마이드, 인듐 브로마이드, 탈륨 브로마이드, 아연 브로마이드, 구리 브로마이드, 브롬화제2철, 브롬화제1철, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 공급원에 의해 발생되는 것인 연마 조성물.
8. 제6항에 있어서, 할로겐 음이온의 농도가 0.1 mM 내지 30 mM인 연마 조성물.
9. 제1항에 있어서, 벤조트리아졸의 농도가 100 ppm 내지 2000 ppm인 연마 조성물.
10. (i) (a) 액체 담체,
    (b) 액체 담체 중에 현탁된, 콜로이드성 실리카 입자를 포함하는 마모제,
    (c) 과산화수소,
    (d) 클로라이드, 브로마이드 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 할로겐 음이온 및
    (e) 벤조트리아졸을 포함하며, pH가 6 이하인 화학적-기계적 연마 조성물과
    기판을 접촉시키는 단계,
    (ii) 기판에 상대적으로 화학적-기계적 연마 조성물을 이동시키는 단계, 및
    (iii) 적어도 기판의 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 단계
    를 포함하는, 기판의 화학적-기계적 연마 방법
11. 제10항에 있어서, 액체 담체가 물을 포함하는 것인 방법.
12. 제10항에 있어서, 콜로이드성 실리카가 0.1 중량% 내지 10 중량%의 양으로 존재하는 것인 방법.
13. 제10항에 있어서, 과산화수소가 3 중량% 이하의 양으로 존재하는 것인 방법.
14. 제10항에 있어서, 할로겐 음이온이 산 클로라이드 또는 브로마이드, 알칼리 금속 클로라이드 또는 브로마이드, 알칼리 토금속 클로라이드 또는 브로마이드, IIIA족 클로라이드 또는 브로마이드, 암모늄 클로라이드 또는 브로마이드 염, 전이금속 클로라이드 또는 브로마이드, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 공급원에 의해 발생되는 것인 연마 조성물.
15. 제14항에 있어서, 할로겐 음이온이 수소 클로라이드, 마그네슘 클로라이드, 칼슘 클로라이드, 스트론튬 클로라이드, 바륨 클로라이드, 칼륨 클로라이드, 세슘 클로라이드, 리튬 클로라이드, 나트륨 클로라이드, 루비듐 클로라이드, 테트라부틸암모늄 클로라이드, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라프로필암모늄 클로라이드, 알킬벤질디메틸암모늄 클로라이드 (여기서, 알킬은 C₁-C₂₀ 알킬임), 알루미늄 클로라이드, 갈륨 클로라이드, 인듐 클로라이드, 탈륨 클로라이드, 아연 클로라이드, 구리 클로라이드, 염화제2철, 염화제1철, 테트라부틸암모늄 브로마이드, 테트라메틸암모늄 브로마이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 테트라프로필암모늄 브로마이드, 알킬벤질디메틸암모늄 브로마이드 (여기서, 알킬은 C₁-C₂₀ 알킬임), 수소 브로마이드, 리튬 브로마이드, 칼륨 브로마이드, 세슘 브로마이드, 루비듐 브로마이드, 나트륨 브로마이드, 마그네슘 브로마이드, 칼슘 브로마이드, 스트론튬 브로마이드, 바륨 브로마이드, 알루미늄 브로마이드, 갈륨 브로마이드, 인듐 브로마이드, 탈륨 브로마이드, 아연 브로마이드, 구리 브로마이드, 브롬화제2철, 브롬화제1철, 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택된 공급원에 의해 발생되는 것인 연마 조성물.
16. 제14항에 있어서, 할로겐 음이온의 농도가 0.1 mM 내지 30 mM인 방법.
17. 제1항에 있어서, 벤조트리아졸의 농도가 100 ppm 내지 2000 ppm인 방법.
18. 제10항에 있어서, 기판이 적어도 하나의 탄탈 층 및 적어도 하나의 구리 층을 포함하고, 탄탈의 일부 및 구리의 일부를 마모시켜 기판을 연마하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 구리 층이 1000 Å/분 이하의 속도로 기판으로부터 제거되는 방법.
20. 제18항에 있어서, 구리 층이 800 Å/분 이하의 속도로 기판으로부터 제거되는 방법.
21. 제18항에 있어서, 구리 층이 500 Å/분 이하의 속도로 기판으로부터 제거되는 방법.
22. 제18항에 있어서, 구리 층이 300 Å/분 이하의 속도로 기판으로부터 제거되는 방법.
23. 제18항에 있어서, 탄탈 층이 100 Å/분 이상의 속도로 기판으로부터 제거되는 방법.
24. 제18항에 있어서, 탄탈 층이 200 Å/분 이상의 속도로 기판으로부터 제거되는 방법.
25. 제10항에 있어서, 기판을 연마 패드와 접촉시키고, 연마 패드를 기판에 상대적으로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.