Analytical Science and Technology (분석과학)

The Korean Society of Analytical Sciences (한국분석과학회)
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Effect of oxidants and additives on the polishing performance in tungsten CMP slurry

텅스텐 CMP 연마액에서 산화제와 첨가제가 연마 성능에 미치는 영향

  • Received : 2006.07.06
  • Accepted : 2006.08.31
  • Published : 2006.10.28
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Abstract

The polishing performance and the relationships of electrochemistry depending upon oxidizers and additives in the tungsten CMP slurry used in semiconductor industry were investigated. Hydrogen peroxide, ferric nitrate and potassium iodate were used as oxidizers and they showed different oxidation reactions on tungsten film depending on the kind of oxidizers and pH of slurry. The differences influenced the polishing performance. Etching reaction was predominated in the hydrogen peroxide. However, passivation reaction was prevailed in ferric nitrate and potassium iodate. TMAH and KOH raised the potential energy and removal rate of tungsten, and improved a dispersion characteristic of slurry by increasing absolute value of zeta potential. Addition of 100 ppm of poly(acrylic acid) of M.W. 250,000 improved dispersion ability.

본 연구에서는 반도체 웨이퍼 연마 공정에 사용한 산화제와 첨가제의 연마 속도에 미치는 영향과 전기 화학적 특성에 대해 조사하였다. 산화제로는 과산화수소, 질산화 철과 요오드산 칼륨을 사용하였으며, 이들은 연마액의 pH와 종류에 따라 텅스텐 막질에서 상이한 산화반응을 나타내었다. 이러한 차이점은 연마성능에 영향을 끼치며, 과산화수소는 식각반응이 질산화 철과 요오드산 칼륨에서는 부동태 반응이 우세하였다. 그리고 염기성 화합물인 TMAH와 KOH를 연마액에 첨가하였을 때 텅스텐에 대한 전위 에너지 변화 증가 및 연마 제거속도 증가를 확인할 수 있었으며, 제타 전위 값의 절대 값 증가를 통해 분산성 향상에도 도움이 되는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 음이온 계면 활성제중 평균 분자량이 25만인 폴리아크릴산을 100 ppm 첨가시 연마 입자의 뭉침 현상이 줄어들면서 분산성 향상에 효과적인 것을 알 수 있었다.

Keywords

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