KR100732078B1 - 표면을 평탄화하는 조성물 및 방법 - Google Patents

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Abstract

표면 평탄화 또는 연마용 조성물 및 표면을 그 조성물로 평탄화 또는 연마하는 방법이 제공된다. 조성물은 약 5-90 중량%의 발연 금속 산화물 및 약 10-95 중량%의 연마 입자를 포함하는 고체, 액체 담체 및 화학적 촉진제를 포함하고, 여기서 약 90% 이상의 연마 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 갖는다. 본 발명의 조성물은 높은 연마 효율, 균일도 및 제거 속도로 기층부의 구조 및 토포그래피의 필드 손실과 같은 결함을 최소화하면서 표면을 평탄화 또는 연마하는데 유용하다.
평탄화, 연마, 발연 실리카, 축합-중합 실리카, 촉진제

Description

표면을 평탄화하는 조성물 및 방법{COMPOSITION AND METHOD FOR PLANARIZING SURFACES}
본 발명은 반도체의 표면, 또는 메모리 또는 경질 디스크의 금속 층과 같은 표면을 평탄화 또는 연마하는 조성물 및 방법에 관한 것이다.
기판의 표면을 평탄화 또는 연마하는 조성물은 당해 기술분야에서 공지이다. 연마 슬러리는 통상적으로 수용액 중에 연마 물질을 함유하고, 표면을 슬러리 조성물로 포화된 연마 패드와 접촉시킴으로써 표면에 도포된다. 통상적 연마 물질은 이산화 규소, 산화 세륨, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄 및 산화 주석을 포함한다. 예를 들면, 미국 특허 제5,527,423호에는 수용성 매질 중에 고 순도 미세 금속 산화물 입자를 포함하는 연마 슬러리와 표면을 접촉시킴으로써 금속층을 화학적-기계적으로 연마하는 방법에 대해 기재되어 있다.
종래의 연마 조성물은 통상적으로 반도체 웨이퍼를 평탄화하는데 전적으로 만족스럽지는 못하다. 특히, 연마 슬러리는 바람직한 연마 속도보다 낮은 속도를 나타낼 수 있고, 반도체 표면을 화학적-기계적으로 연마하는데 있어서 연마 슬러리의 사용은 불량한 표면 품질을 유발할 수 있다. 반도체 웨이퍼의 성능은 그의 표면의 평탄성과 직접 연관되기 때문에, 높은 연마 효율, 균일도 및 제거 속도를 갖 고 최소한의 표면 결함으로 높은 품질의 연마가 되게 하는 연마 조성물의 사용이 중요하다.
반도체 웨이퍼에 대한 효과적인 연마 조성물을 만드는데 있어서의 어려움은 반도체 웨이퍼의 복잡성에 기인한다. 반도체 웨이퍼는 통상적으로 다수의 트랜지스터가 형성되어 있는 기판으로 이루어진다. 집적 회로는 기판 및 기판 상의 층 내의 영역을 패턴화함으로써 화학적 및 물리학적으로 기판에 접속된다. 작동가능한 반도체 웨이퍼를 생산하고 웨이퍼의 수득률, 성능 및 신뢰도를 최대로 하기 위하여, 기층부의 구조 또는 토포그래피 (topography)에 불리하게 영향을 미침 없이 웨이퍼의 선택된 표면을 연마하는 것이 바람직하다. 사실, 충분히 평탄화된 웨이퍼 표면에서 제조 공정 단계가 수행되지 않는다면 반도체 제작에 있어서의 다양한 문제점이 발생할 수 있다.
연마된 표면의 결함 및 기층부의 구조 또는 토포그래피의 손상을 최소화하면서, 종래의 연마제의 연마 효율 및 균일도를 개선하려는 많은 시도가 있어 왔다. 예를 들면, 미국 특허 제5,340,370호는 향상된 제거 속도 및 연마 효율을 나타낸다고 주장되는, 연마제, 산화제 및 물을 포함하는 연마제 조성물에 대해 기재한다. 유사하게, 미국 특허 제5,622,525호에서는 20-50 nm의 평균 입자 크기를 갖는 콜로이드 실리카, 화학적 활성제 및 탈이온수를 포함하는 연마 조성물에 대해 기재한다.
그러나, 기판의 연마 및 평탄화 중의 표면 불완전성 및 기층부의 구조 및 토포그래피의 손상과 같은 결함을 최소화하면서, 기판을 연마 및 평탄화하는 동안 바 람직한 평탄화 효율, 균일도 및 제거 속도를 나타내는 방법 및 조성물에 대한 필요성이 여전히 존재한다. 본 발명은 이러한 조성물 및 방법을 제공하고자 한다. 본 발명의 이러한 이점 및 다른 이점은 본원에 제공된 발명의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
발명의 간단한 요약
본 발명은 표면을 연마 또는 평탄화하기 위한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 연마 조성물은 (a) 액체 담체, (b) 화학적 촉진제 및 (c) 약 5-90 중량%의 발연 금속 산화물 및 약 10-95 중량%의 연마 입자 (여기서 약 90% 이상의 연마 입자 (즉, 입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 가짐)를 포함하는 고체를 포함한다. 본 발명은 또한 표면을 본 발명의 조성물과 접촉시키는 것을 포함하는, 표면을 연마 또는 평탄화하는 방법을 제공한다.
본 발명은 (a) 액체 담체, (b) 화학적 촉진제 및 (c) 약 5-90 중량%의 발연 금속 산화물 및 약 10-95 중량%의 연마 입자 (여기서 약 90% 이상의 연마 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 가짐)를 포함하는 고체를 포함하는 조성물을 제공한다. 조성물은 표면을 평탄화 또는 연마하는데 유용하다. 본 발명은 기층부의 구조 및 토포그래피의 필드 손실과 같은 결함을 최소화하면서, 높은 연마 효율, 균일도 및 표면의 제거 속도를 가능하게 한다.
총 고체는 본 말명의 조성물에 임의의 적합한 농도로 존재할 수 있다. 고체는 바람직하게는 약 0.1 중량% 이상 (예를 들면, 약 0.1-40 중량%)의 농도로 존재 한다. 바람직하게는, 총 고체 농도는 조성물의 약 0.1-30 중량% (예를 들면, 약 1-30 중량%)이다.
본 발명의 조성물의 고체는 약 5-90 중량%의 발연 금속 산화물 및 약 10-95 중량%의 연마 입자 (즉, 연마 입자는 총 고체의 약 10 중량% 이상임)를 포함한다. 조성물의 고체는 바람직하게는 약 10-85 중량% (예를 들면, 약 15-75 중량%)의 발연 금속 산화물 및 약 15-90 중량% (예를 들면, 약 25-85 중량%)의 연마 입자 (즉, 연마 입자는 총 고체의 약 15 중량% 이상임 (예를 들면, 약 25 중량% 이상))를 포함한다. 바람직하게는, 고체는 약 15-60 중량% (예를 들면, 약 20-50 중량%)의 발연 금속 산화물 및 약 40-85 중량% (예를 들면, 약 50-80 중량%)의 연마 입자 (즉, 연마 입자는 총 고체의 약 40 중량% 이상임 (예를 들면, 약 50 중량% 이상))를 포함한다.
본 발명의 조성물의 발연 금속 산화물은 임의의 적합한 발연 (발열성) 금속 산화물일 수 있다. 적합한 발연 금속 산화물은 예를 들면, 발연 알루미나, 발연 실리카, 발연 티타니아, 발연 세리아, 발연 지르코니아, 발연 게르마니아 및 발연 마그네시아, 그의 동시형성된 생성물, 그의 동시발연 생성물 및 그의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물의 발연 금속 산화물은 발연 실리카이다.
본 발명의 조성물에는 임의의 적합한 연마 입자가 존재할 수 있다. 바람직한 연마 입자는 금속 산화물이다. 적합한 금속 산화물은 알루미나, 실리카, 티타니아, 세리아, 지르코니아 및 마그네시아를 포함한다. 또한 조성물에 사용되기에 적합한 것은 미국 특허 제5,230,833호에 따라 제조되는 연마 입자 및 아크조-노벨 빈드질 (Akzo-Nobel Bindzil) 50/80 제품 및 날코 (Nalco) 1050, 2327 및 2329 제품과 같은 다양한 시판 제품 뿐만 아니라 듀퐁 (DuPont), 바이엘 (Bayer), 어플라이드 리서치 (Applied Research), 니산 케미컬 (Nissan Chemical) 및 클라리언트 (Clariant)로 부터 입수 가능한 다른 유사 제품이다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물의 연마 입자는 축합-중합된 금속 산화물, 예를 들면 축합-중합 실리카이다. 축합-중합 실리카는 통상적으로 Si(OH)4를 축합하여 콜로이드 입자를 형성함으로써 제조된다.
본 발명의 조성물의 연마 입자는 약 90% 이상의 연마 입자 (입자 수로서)가 100 nm 이하의 입자 크기를 갖는 것이다. 바람직하게는, 연마 입자는 약 95%, 98% 이상의, 또는 실질적으로 모든 (또는 실제로 모든) 연마 입자 (입자 수로서)가 100 nm 이하의 입자 크기를 갖는 것이다. 연마 입자에 대한 이러한 입자 크기 선택은 (즉, 그로 인하여 약 90%, 95%, 98% 이상의, 실질적으로 모든, 또한 모든 연마 입자 (입자 수로서)가 특정 크기 이하의 연마 입자임) 또한 95 nm, 90 nm, 85 nm, 80 nm, 75 nm, 70 nm 및 65 nm와 같은 다른 입자 크기에 관련될 수 있다.
유사하게, 본 발명의 조성물의 연마 입자는 약 90%, 95%, 98% 이상의, 또는 실절적으로 모든 (또는 실제로 모든) 연마 입자 (입자 수로서)가 5 nm 이상의 입자 크기를 갖는 것이다. 연마 입자에 대한 이러한 입자 크기 선택은 (즉, 그로 인하여 약 90%, 95%, 98% 이상의, 실질적으로 모든, 또한 모든 연마 입자 (입자 수로서)가 특정 크기 이상의 연마 입자임) 또한 7 nm, 10 nm, 15 nm, 25 nm 및 30 nm와 같은 다른 입자 크기와 관련될 수 있다.
본 발명의 조성물의 연마 입자는, 약 30-70% (예를 들면, 약 50%)의 연마 입자 (입자 수로서)가 약 30-50 nm 범위의 크기이고, 약 30-70% (예를 들면, 약 50%)의 연마 입자 (입자 수로서)가 약 70-90 nm 범위의 크기를 갖는, 입자 직경의 측면에서 본질적인 이봉 분포일 수 있다. 바람직하게는, 연마 입자는 약 30-70% (예를 들면, 약 50%)의 연마 입자 (입자 수로서)가 약 35-45 nm 범위의 크기이고, 약 30-70% (예를 들면, 약 50%)의 연마 입자 (입자 수로서)가 약 75-85 nm 범위의 크기를 갖는, 입자 직경의 측면에서 본질적인 이봉 분포일 수 있다.
본원에서 입자 크기의 측면에서 연마 입자의 성질을 기술하기 위하여 사용되는 백분율 값은 달리 언급되지 않는다면, 중량 백분율이 아니라 "입자 수에 의한" 백분율이다. 연마 입자의 입자 크기는 입자 직경을 의미한다. 입자 크기는 임의의 적합한 기술에 의하여 측정될 수 있다. 본원에서 언급된 입자 크기 값은 통계적으로 유의한 표본의 연마 입자, 바람직하게는 200 입자 이상의 시각 검사에 기초하고, 특별히는 투과 전자 현미경 검사(TEM)에 의한다.
연마 입자의 입자 크기 분포는 시그마-g (σg)로 불리는 입자 수에 의한 기하 표준 편차에 의해 특성화될 수 있다. σg 값은 (a) 84%의 연마 입자 (입자수로서)가 더 작은 직경을 (b) 16%의 연마 입자 (입자 수로서)가 더 작은 직경으로 나눔으로써 (즉, σg = d84/d16) 얻을 수 있다. 단분산된 연마 입자는 약 1의 σg 값을 갖는다. 연마 입자가 다분산되면 (즉, 점점 더 다른 크기의 분자를 포함함), 연마 입자의 σg 값은 1 이상으로 증가한다. 연마 입자는 통상적으로 약 2.5 이하 (예를 들면, 2.3 이하)의 σg 값을 갖는다. 연마 입자는 바람직하게는 약 1.1 이상의 σg 값 (예를 들면, 약 1.1-2.3 (예를 들면, 1.1-1.3)), 바람직하게는 약 1.3 이상의 σg 값 (예를 들면, 약 1.5-2.3 또는 약 1.8-2.3)을 갖는다.
본 발명의 조성물은 또한 충전 밀도에 의해 특성화될 수 있다. 충전 밀도는 함께 혼합된 모든 조성물 성분의 침강 부피를 각 조성물 성분의 개별 침강 부피의 합으로 나눈 값을 1에서 뺀 값이다. 따라서, 충전 밀도 (PD)는 1-(Vtotal/(Vfmo + Vap))이고, 여기서 Vfmo는 발연 금속 산화물의 부피이고 (연마 입자가 없을 때), V ap는 연마 입자의 부피이고 (발연 금속 산화물이 없을 때), Vtotal은 함께 혼합된 발연 금속 산화물 및 연마 입자의 부피이다. 이러한 발연 금속 산화물 단독, 연마 입자 단독 및 혼합 상태의 둘의 조합의 부피는, 임의의 적합한 G-힘에서 부피를 측정하고자 하는 물질 중의 가장 작은 입자의 1.2 x 스토크스 침강 시간과 같은 시간 동안 시료를 원심분리함으로써 측정된다.
조성물은 바람직하게는 약 0.1 이상의 충전 밀도 값, 바람직하게는 약 0.15 이상의 충전 밀도 값을 갖는다. 더욱 바람직하게는, 조성물은 약 0.2 이상의 충전 밀도 값을 갖는다. 가장 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 약 0.3 이상 (예를 들면, 약 0.3-0.6) 또는 약 0.4 이상 (예를 들면, 약 0.4-0.6 또는 약 0.5-0.6)의 충전 밀도 값을 갖는다. 본 발명의 조성물은 통상적으로 약 0.7 이하 (예를 들면, 약 0.65 이하 또는 약 0.6 이하)의 충전 밀도 값을 갖는다.
본 발명의 조성물에는 임의의 적합한 화학적 촉진제가 존재할 수 있다. 화학적 촉진제는 예를 들면 기판 제거의 증가된 속도에 의해 증명되는 바와 같이, 기판의 평탄화 또는 연마를 향상시키는 작용을 한다.
적합한 화학적 촉진제는 예를 들면, 산화제, 킬레이트제 또는 착화제, 촉매 등을 포함할 수 있다. 적합한 산화제는 예를 들면, 산화된 할라이드 (예를 들면, 염소산염, 브롬산염, 요오드산염, 과염소산염, 과브롬산염, 과요오드산염, 이들의 혼합물 등)을 포함할 수 있다. 적합한 산화제는 또한, 예를 들면, 과붕산, 과붕산염, 과탄산염, 질산염, 과황산염, 과산화물, 과산화산 (예를 들면, 과아세트산, 과벤조산, m-클로로과벤조산, 이들의 염 및 이들의 혼합물 등), 과망간산염, 크롬산염, 세륨 화합물, 페리시아니드 (예, 포타슘 페리시아니드), 산화 금속 염 (예를 들면, 나트륨염, 철염, 칼륨염, 알루미늄염 등), 산화 금속 착체, 비금속 산화성 산, 암모늄염, 포스포늄염, 트리옥시드 (예를 들면, 바나듐 트리옥시드), 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
적합한 킬레이트제 또는 착화제는 예를 들면, 카르보닐 화합물 (예를 들면, 아세틸아세토네이트 등), 단순 카르복실레이트 (예를 들면, 아세테이트, 아릴 카르복실레이트 등), 1 이상의 히드록실기를 갖는 카르복실레이트 (예를 들면, 글리콜레이트, 락테이트, 글루코네이트, 갈산 및 이들의 염 등), 디-, 트리- 및 폴리-카르복실레이트 (예를 들면, 옥살레이트, 프탈레이트, 시트레이트, 숙시네이트, 타르트레이트, 말레이트, 에데테이트 (예를 들면, 디소듐 EDTA), 이들의 혼합물 등), 1 이상의 설폰 및(또는) 포스폰 기를 갖는 카르복실레이트 등을 포함할 수 있다. 적합한 킬레이트제 또는 착화제는 예를 들면, 디-, 트리- 또는 폴리-알콜 (예를 들면, 에틸렌 글리콜, 피로카테콜, 피로갈롤, 탄닌산 등), 할라이드 (예를 들면, 플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드 및 요오다이드) 등을 또한 포함할 수 있다. 적합한 화학적 촉진제는 예를 들면, 황-함유 화합물 (예를 들면, 티올, 티오에스테르, 티오에테르 및 설페이트) 및 질소-함유 화합물 예를 들면, 아민 (아민-함유 화합물), 이민 (이민-함유 화합물), 아미드 (아미드-함유 화합물) 및 이미드 (이미드-함유 화합물)를 또한 포함할 수 있다. 적합한 질소-함유 화합물은 예를 들면, 1급 아민, 2급 아민, 3급 아민, 4급 아민, 에테르아민, 히드록실화된 아민, 아미노 알콜, 아미노 에테르 알콜, 아미노산 (예를 들면, 글리신, 알라닌, 이미노디아세트산, 발린, 류신, 이소류신, 세린 및(또는) 트레오닌), 올리고머 아민, 올리고머 이민, 올리고머 아미드, 올리고머 이미드, 폴리머 아민, 폴리머 이민, 폴리머 아미드, 폴리머 이미드 및 이들의 혼합물을 포함한다.
또한, 적합한 화학적 촉진제는 예를 들면, 인산염 이온 (화학 구조 PO4로 정의됨, 여기서 구조는 이중 결합 (P=O)을 포함함), 포스포네이트 이온 (화학식 RO-PO3 또는 R2O2-PO2로 정의됨, 여기서 구조는 이중 결합 (P=O)을 포함하고, R은 유기 부분, 통상적으로, 알킬 부분, 아릴 부분, 시클릭 부분, 방향족 부분 및 이종원자-함유 유기 부분 (예를 들면, N-함유 유기 부분)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 유기 부분임) 또는 이들의 조합이다. 인산염 이온은 임의의 적합한 인산염 이 온의 공급원으로부터 유래될 수 있다. 적합한 인산염 이온의 공급원은 예를 들면, 인산 및 수용성 인산염 (예를 들면, 오르토인산염, 폴리인산염 및 이들의 혼합물)을 포함한다. 인산염 이온의 공급원은 또한 피로인산염, 트리폴리인산염 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 또한 선택될 수 있다. 바람직하게는, 인산염 이온의 공급원은 인산 나트륨, 인산 칼륨, 인산 리튬, 인산 세슘, 인산 마그네슘, 인산 암모늄, 인산 등 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다. 포스포네이트 이온은 임의의 적합한 포스포네이트 이온의 공급원으로부터 유래될 수 있다. 적합한 포스포네이트 이온의 공급원은, 예를 들면, 아민-함유 포스포네이트, 이민-함유 포스포네이트, 이미드-함유 포스포네이트, 아미드-함유 포스포네이트, 질소를 함유하지 않는 포스포네이트 화합물 (예를 들면, 아민 기를 함유하지 않는 포스포네이트) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 바람직하게는 포스포네이트 이온의 공급원은 포스포아세트산, 2-아미노에틸 디히드로겐 포스페이트, 아미노트리-(메틸렌포스폰산), 니트릴로트리스(메틸렌)트리포스폰산, 1-히드록시에틸리덴-1-디포스폰산 및 디에틸렌트리아민펜타-(메틸렌포스폰산) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
전술한 화합물 중 다수가 염 (예를 들면, 금속 염, 암모늄 염 등), 산의 형태 또는 부분 염으로서 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, 시트레이트는 시트르산 뿐만 아니라 그의 모노-, 디- 및 트리-염을 포함하고; 프탈레이트는 프탈산 뿐만 아니라, 그의 모노-염 (예를 들면, 포타슘 히드로겐 프탈레이트) 및 디-염을 포함하고; 과염소산 염은 상응하는 산 (즉, 과염소산) 뿐만 아니라, 그 의 염을 포함한다.
또한, 어떤 화합물은 1 가지 이상의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 몇몇 화합물은 산화제 및 킬레이트제 모두로 기능할 수 있다 (예를 들면, 과황산 암모늄, 질산 히드록실아민 등). 또한, 본 발명의 조성물은 2 이상의 화학적 촉진제, 예를 들면, 3 이상의 화학적 촉진제, 또는 4 이상의 화학적 촉진제를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 화학적 촉진제는 증가된 또는 상승적 효과를 일으키는 방식으로 기능할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물은 산화제 및 착화제를 포함할 수 있다. 그러한 측면에서, 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 산화제 및 예를 들면, 글리신, 알라닌, 이미노디아세트산, 발린, 류신, 이소류신, 세린 및(또는) 트레오닌과 같은 아미노산을 포함한다. 유사하게, 조성물은 산화제 및 인산염-함유 화합물을 포함할 수 있거나 산화제 및 카르복실레이트 화합물을 포함할 수 있다. 그러한 측면에서, 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 과산화수소 및 글리신을 포함한다.
본 발명의 조성물에는 임의의 적합한 양의 화학적 촉진제가 존재할 수 있다. 화학적 촉진제는 바람직하게는 연마 조성물에 약 0.01-20 중량% (즉, 약 0.01-15 중량%)의 양으로 존재한다. 바람직하게는, 화학적 촉진제는 본 발명의 조성물에 약 0.1-10 중량%의 양으로 존재한다. 더욱 바람직하게는, 화학적 촉진제는 본 발명의 조성물에 약 0.1-5 중량% (즉, 약 0.1-2 중량%)의 양으로 존재한다.
본 발명의 조성물은 계면활성제, 중합체 안정제 또는 다른 표면 활성 분산제, pH 조정제, 조절제 또는 완충액 등과 같은 1 이상의 다른 성분을 더 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는 예를 들면, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 플루오르화 계면활성제, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 적합한 중합체 안정제 또는 다른 표면 활성 분산제는 예를 들면, 인산, 유기산, 산화 주석, 유기 포스포네이트, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 적합한 pH 조정제, 조절제 또는 완충액은 예를 들면, 수산화 나트륨, 탄산 나트륨, 황산, 염산, 질산, 인산, 시트르산, 인산 칼륨, 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에는 임의의 적합한 담체 (예를 들면, 용매)가 사용될 수 있다. 담체는 발연 금속 산화물 및 연마 입자를 적합한 기판의 표면상에 도포하는 것을 용이하게 하기 위하여 사용된다. 바람직한 담체는 물이다.
본 발명의 조성물의 pH는 의도하는 사용 목적에 적합한 범위 내로 유지된다. 조성물은 바람직하게는 약 2-12의 pH를 갖는다. 바람직한 pH는 특정 화학적 촉진제에 좌우될 것이다. 예를 들면, 화학적 촉진제가 과황산 암모늄 및 NH3일 때, pH는 바람직하게는 약 9-11이다. 화학적 촉진제가 질산 철 (III)일 때, pH는 바람직하게는 약 2.5 이하, 더욱 바람직하게는 약 2이다. 화학적 촉진제가 질산 히드록실아민일 때, pH는 바람직하게는 약 2-5이다.
본 발명은 또한 표면을 평탄화 또는 연마하는 방법을 제공한다. 이 방법은 표면을 본원에 기재된 조성물과 접촉시키는 것을 포함한다. 표면은 임의의 적합한 기술에 의해 조성물로 처리될 수 있다. 예를 들면, 조성물은 연마 패드의 사용을 통해 표면에 도포될 수 있다.
본 발명의 조성물은 상대적으로 빠른 속도로 기판을 평탄화 또는 연마 (예를 들면 상대적으로 빠른 속도로 이산화 규소 층을 층상 기판으로부터 제거) 하는 것을 가능하게 한다. 또한, 본 발명의 조성물은 많은 경화된 가공품, 예를 들어 메모리 또는 경질 디스크, 금속 (예를 들면, 귀금속), ILD 층, 반도체, 초소형-전기-기계 시스템, 강유전체, 자기 헤드, 고분자 필름 및 저 및 고 유전 상수 필름을 평탄화 또는 연마하기에 적합하다. 조성물은 또한 집적 회로 및 반도체의 제조에 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물은 기판의 연마 및 평탄화 중 바람직한 평탄화 효율, 균일도, 제거 속도 및 낮은 결함을 나타낸다.
하기 실시예는 본 발명을 추가적으로 설명하지만, 물론, 어떤 식으로든 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
하기 실시예의 하나 (즉, 실시예 5)를 제외한 모두에서 언급되는 메모리 또는 경질 디스크는 시게이트 테크놀러지 (Seagate Technology)로부터 구입한 시판되는 메모리 또는 경질 디스크였다. 메모리 또는 경질 디스크는 알루미늄 기판을 갖는 니켈-인 코팅 (도금)된 디스크였다. 메모리 또는 경질 디스크는 하기 실시예에서 사용되기 전에 전-연마 공정을 거쳤고, 각 메모리 또는 경질 디스크는 30-50 Å의 표면 조도를 가졌다.
메모리 또는 경질 디스크는 스트레우어스 (Streuers)사 (West Lake, Ohio)에 의해 제조된 테이블 탑 연마기를 사용하여 연마하였다. 테이블 탑 연마기는 로토 폴 (Rotopol) 31 기부 및 로토포스 (Rotoforce) 3 하강력 유닛을 사용하였다. 각각의 하기 실시예에 사용된 연마 패드는 로델 (Rodel)사에서 제조된 30.48 cm (12 인치) 직경의 폴리텍스 하이 (Polytex Hi) 패드였다. 메모리 또는 경질 디스크는 150 rpm의 연마판 속도, 150 rpm의 연마 담체 속도 및 100 ml/min의 슬러리 유속를 사용하여 면 당 10 분 동안 연마하였는데, 실시예 6의 메모리 또는 경질 디스크는 예외로, 5 분 동안 연마하였다. 모든 실시예에서 사용된 연마력은 50 N이었다.
각각의 하기 실시예에서 니켈-인 제거 속도는 연마 전 및 연마 후에 세정 건조 메모리 또는 경질 디스크의 중량을 측정함으로써 계산되었다. 중량 손실은 8.05 g/cm3의 니켈-인 밀도를 사용하여 메모리 또는 경질 디스크 두께 손실로 전환되었다.
실시예 1
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 표면의 제거 속도를 최대화하는데 있어서, 본 발명의 조성물에서 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율 및 조합 및 화학적 촉진제의 존재의 중요성을 설명한다.
니켈-인 도금된 메모리 또는 경질 디스크를 다양한 상대적 농도의 발연 실리카 (즉, 0 중량%, 25 중량%, 50 중량%, 75 중량% 및 100 중량%), 축합-중합 실리카 (즉, 100 중량%, 75 중량%, 50 중량%, 25 중량% 및 0 중량%) (약 20 nm의 측정된 중간 입자 크기, σg = 2.26) 및 질산 히드록시아민 (HAN) (즉, 0 중량% HAN 또는 0.25 중량% HAN)을 포함하는 총 고체 농도를 갖는 10 개의 상이한 조성물로 개별적 으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 3.5의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-스펄스 (Cab-O-Sperse)(등록상표) SC-E 발연 실리카 수 분산액 (Cabot Corporation)의 형태로 조성물에 첨가하였다. 축합-중합 실리카는 빈드질 (Bindzil)(등록상표) 50/80 (Akzo-Nobel)이었고, 여기서 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 갖고 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 5 nm 이상의 입자 크기를 갖는다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 1에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 상대적 중량% 축합-중합 실리카 상대적 중량% 제거 속도 (분당 마이크로 인치) [Å/min]
HAN 무첨가 0.25 중량% HAN
1A 0 100 2.10 [534] 2.70 [686]
1B 25 75 2.28 [579] 3.40 [864]
1C 50 50 2.28 [579] 3.89 [988]
1D 75 25 2.10 [534] 5.70 [1448]
1E 100 0 1.41 [358] 1.70 [216]
표 1에 나타난 데이터로부터 명백히 알 수 있듯이, HAN을 첨가한 조성물에 의해 나타나는 제거 속도는 HAN 무첨가 조성물의 제거 속도보다 상당히 컸다. 또한, 약 25-75 중량%의 발연 실리카 및 25-75 중량%의 축합-중합 실리카로 구성되는 고체 및 HAN을 포함하는 조성물 (조성물 1B, 1C 및 1D)의 제거 속도는 100 중량%의 발연 실리카 또는 100 중량%의 축합-중합 실리카로 구성되는 고체 및 HAN을 포함하는 조성물 (조성물 1A 및 1E)의 제거 속도보다 더 컸다. 이러한 결과는 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 있어서, 발연 금속 산화물 및 본원에 기재된 입자 크기 특성을 갖는 연마 입자의 혼합물 및 화학적 촉진제의 조합의 중요성 및 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율의 중요성을 증명하는 것이다.
실시예 2
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 표면의 제거 속도를 최대화하는데 있어서, 본 발명의 조성물에서 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율 및 조합 및 화학적 촉진제의 존재의 중요성을 설명한다.
니켈-인 도금된 메모리 또는 경질 디스크를 다양한 상대적 농도의 발연 실리카 (즉, 0 중량%, 25 중량%, 50 중량%, 75 중량% 및 100 중량%), 축합-중합 실리카 (즉, 100 중량%, 75 중량%, 50 중량%, 25 중량% 및 0 중량%) (약 20 nm의 측정된 중간 입자 크기, σg = 2.26), 과황산 암모늄 (APS) 및 NH3 (즉, 0.25 중량% APS 및 0.25 중량% NH3, 또는 0 중량% APS 및 0 중량% NH3)를 포함하는 총 고체 농도를 갖는 10 개의 상이한 조성물로 개별적으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 10의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-스펄스 (Cab-O-Sperse)(등록상표) SC-E 발연 실리카 수 분산액 (Cabot Corporation)의 형태로 조성물에 첨가하였다. 축합-중합 실리카는 빈드질 (Bindzil)(등록상표) 50/80 (Akzo-Nobel)이었고, 여기서 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 갖고 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 5 nm 이상의 입자 크기를 갖는다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 2에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 상대적 중량% 축합-중합 실리카 상대적 중량% 제거 속도 (분당 마이크로 인치) [Å/min]
APS 무첨가 NH3 무첨가 0.25 중량% APS 0.25 중량% NH3
2A 0 100 2.10 [534] 2.80 [711]
2B 25 75 2.28 [579] 6.40 [1626]
2C 50 50 2.28 [579] 4.60 [1169]
2D 75 25 2.10 [534] 3.20 [813]
2E 100 0 1.41 [358] 0.85 [216]
표 2에 나타난 데이터로부터 명백히 알 수 있듯이, 100 중량% 발연 실리카로 구성되는 조성물을 제외하고, APS 및 NH3를 포함하는 조성물에 의해 나타나는 제거 속도는 APS 및 NH3 무첨가 조성물의 제거 속도보다 상당히 컸다. 특히, 약 25-75 중량%의 발연 실리카 및 25-75 중량%의 축합-중합 실리카로 구성되는 고체 및 APS 및 NH3를 포함하는 조성물 (조성물 2B, 2C 및 2D)의 제거 속도는 100 중량%의 발연 실리카 또는 100 중량%의 축합-중합 실리카로 구성되는 고체 및 APS 및 NH3를 포함하는 조성물 (조성물 2A 및 2E)의 제거 속도보다 더 컸다. 이러한 결과는 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 있어서, 발연 금속 산화물 및 본원에 기재된 입자 크기 특성을 갖는 연마 입자의 혼합물 및 화학적 촉진제의 조합의 중요성 및 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율의 중요성을 증명하는 것이다.
실시예 3
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 표면의 제거 속도를 최대화하는 데 있어서, 본 발명의 조성물에서 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율 및 조합 및 화학적 촉진제의 존재의 중요성을 설명한다.
니켈-인 도금된 메모리 또는 경질 디스크를 다양한 상대적 농도의 발연 실리카 (즉, 0 중량%, 25 중량%, 50 중량%, 75 중량% 및 100 중량%), 축합-중합 실리카 (즉, 100 중량%, 75 중량%, 50 중량%, 25 중량% 및 0 중량%) (약 20 nm의 측정된 중간 입자 크기, σg = 2.26) 및 Fe(NO3)3 (즉, 0 중량% Fe(NO3) 3 또는 0.25 중량% Fe(NO3)3)를 포함하는 총 고체 농도를 갖는 10 개의 상이한 조성물로 개별적으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 2의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-스펄스 (Cab-O-Sperse)(등록상표) SC-E 발연 실리카 수 분산액 (Cabot Corporation)의 형태로 조성물에 첨가하였다. 축합-중합 실리카는 빈드질 (Bindzil)(등록상표) 50/80 (Akzo-Nobel)이었고, 여기서 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 갖고 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 5 nm 이상의 입자 크기를 갖는다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 3에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 상대적 중량% 축합-중합 실리카 상대적 중량% 제거 속도 [Å/min]
Fe(NO3)3 무첨가 0.25 중량% Fe(NO3)3
3A 0 100 534 1653
3B 25 75 534 1907
3C 50 50 579 2161
3D 75 25 579 2314
3E 100 0 358 1424
표 3에 나타난 데이터로부터 명백히 알 수 있듯이, Fe(NO3)3를 포함하는 조성물에 의해 나타나는 제거 속도는 Fe(NO3)3 무첨가 조성물의 제거 속도보다 상당히 컸다. 특히, 약 25-75 중량%의 발연 실리카 및 25-75 중량%의 축합-중합 실리카로 구성되는 고체 및 Fe(NO3)3를 포함하는 조성물 (조성물 3B, 3C 및 3D)의 제거 속도는 100 중량%의 발연 실리카 또는 100 중량%의 축합-중합 실리카로 구성되는 고체 및 Fe(NO3)3를 포함하는 조성물 (조성물 3A 및 3E)의 제거 속도보다 더 컸다. 이러한 결과는 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 있어서, 발연 금속 산화물 및 본원에 기재된 입자 크기 특성을 갖는 연마 입자의 혼합물 및 화학적 촉진제의 조합의 중요성 및 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율의 중요성을 증명하는 것이다.
실시예 4
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 표면의 제거 속도를 최대화하는데 있어서, 본 발명의 조성물에서 연마 입자 크기의 분포의 중요성을 설명한다.
니켈-인 웨이퍼를 0.25 중량%의 질산 히드록실아민 (HAN) 및 4 중량%의 총 고체 농도 (여기서, 고체는 다양한 농도의 발연 실리카 (각각 조성물의 1.6 중량%, 2.4 중량% 및 3.2 중량% 또는 총 고체의 40 중량%, 60 중량% 및 80 중량%) 및 다양한 상대적 농도의 공칭 20 nm, 40 nm 및 80 nm 축합-중합 실리카 입자 (즉, 조성물의 0 중량%, 0.4 중량%, 0.8 중량%, 1.2 중량%, 1.6 중량% 및 2.4 중량%)를 갖는 다양한 농도의 축합-중합 실리카 (각각 조성물의 2.4 중량%, 1.6 중량% 및 0.8 중 량% 또는 총 고체의 60 중량%, 40 중량% 및 20 중량%)로 구성됨)를 모두 갖는 19 개의 상이한 조성물로 개별적으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 3.5의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-스펄스 (Cab-O-Sperse)(등록상표) SC-E 발연 실리카 수 분산액 (Cabot Corporation)의 형태로 조성물에 첨가하였다. 20 nm, 40 nm 및 80 nm 축합-중합 실리카는 각각 1050, PR-4291 및 2329 제품 (Nalco)이었다. 공칭 20 nm 축합-중합 실리카 입자는 약 25 nm의 중간 입자 크기 및 1.20의 σg 값을 갖는다. 공칭 40 nm 축합-중합 실리카 입자는 약 46 nm의 중간 입자 크기 및 1.22의 σg 값을 갖는다. 공칭 80 nm 축합-중합 실리카 입자는 약 78 nm의 중간 입자 크기 및 1.16의 σg 값을 갖는다. 축합-중합 실리카는 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)가 100 nm 이하의 입자 크기를 갖고 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)가 5 nm 이상의 입자 크기를 갖는 시판되는 재료이다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 4에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 중량% 공칭 20 nm 실리카 중량% 공칭 40 nm 실리카 중량% 공칭 80 nm 실리카 중량% 제거 속도 [Å/min]
4A1 3.2 0.8 0 0 1471
4A2 3.2 0 0.8 0 1326
4A3 3.2 0 0 0.8 1634
4B1 2.4 1.6 0 0 1021
4B2 2.4 0 1.6 0 1474
4B3 2.4 0 0 1.6 1639
4C1 1.6 2.4 0 0 826
4C2 1.6 0 2.4 0 788
4C3 1.6 0 0 2.4 1123
4D1 3.2 0.4 0.4 0 1748
4D2 3.2 0.4 0 0.4 1855
4D3 3.2 0 0.4 0.4 1685
4E1 2.4 0.8 0.8 0 1324
4E2 2.4 0.8 0 0.8 1283
4E3 2.4 0 0.8 0.8 1484
4F1 1.6 1.2 1.2 0 1207
4F2 1.6 1.2 0 1.2 1242
4F3 1.6 0 1.2 1.2 1143
4G1 3.2 0.267 0.267 0.267 2002
표 4에 나타난 데이터로부터 명백히 알 수 있듯이, 발연 실리카 및 축합-중합 실리카의 혼합물로 이루어지는 고체 및 질산 히드록실아민을 포함하는 조성물에 의해 나타나는 제거 속도는 축합-중합 실리카의 입자 크기에 따라 현저히 변했다. 이 결과는 본 발명의 조성물에서 연마 입자 크기의 분포가 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 영향을 미친다는 것을 증명한다.
실시예 5
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 금속 표면의 제거 속도를 최대화하는데 있어서, 본 발명의 조성물에서 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율 및 조합 및 화학적 촉진제의 존재의 중요성을 설명한다.
텅스텐 층을 4 중량%의 과산화수소, 0.005 중량%의 Fe (질산 제이철로부터), 0.05 중량%의 글리신, 0.03 중량%의 말론산 및 2 중량%의 총 고체 농도 (여기서, 고체는 다양한 농도의 발연 실리카 (즉, 0 중량%, 60 중량%, 75 중량%, 90 중량% 및 100 중량%) 및 다양한 상대적 농도의 축합-중합 실리카 (즉, 100 중량%, 40 중량%, 25 중량%, 10 중량% 및 0 중량%)(약 40 nm의 측정된 중간 입자 크기, σg = 1.22)로 이루어짐)를 모두 갖는, 5 개의 상이한 조성물로 개별적으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 2.3의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-실 (Cab-O-Sil)(등록상표) LM-150 발연 실리카 (Cabot Corporation)의 수 분산액의 형태로 조성물에 첨가하였다. 축합-중합 실리카는 피알 (PR)-4291 (Nalco)이었고, 여기서 공칭 40 nm 축합-중합 실리카 입자는 약 46 nm의 중간 입자 크기 및 1.22의 σg 값을 가졌다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 5에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 상대적 중량% 축합-중합 실리카 상대적 중량% 제거 속도 [Å/min]
5A 0 100 2062
5B 60 40 2001
5C 75 25 2046
5D 90 10 2715
5E 100 0 2234
표 5에 나타난 데이터로부터 명확히 알 수 있듯이, 약 90 중량% 발연 실리카 및 10 중량% 축합 중합 실리카로 이루어지는 고체를 포함하는 조성물 (조성물 5D)에 의해 나타나는 제거 속도는 100 중량% 발연 실리카 또는 100 중량% 축합-중합 실리카로 이루어지는 고체를 포함하는 조성물 (조성물 5A 및 5E)의 제거 속도보다 컸다. 이 결과는 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 있어서, 발연 금 속 산화물 및 본원에 기재된 입자 크기 특성을 갖는 연마 입자의 조합 및 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율의 중요성을 증명하는 것이다.
실시예 6
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 표면의 제거 속도를 최대화하는데 있어서, 본 발명의 조성물에서 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율 및 조합 및 화학적 촉진제의 조합의 중요성을 설명한다.
니켈-인 도금된 메모리 또는 경질 디스크를 다양한 농도의 발연 실리카 (즉, 0 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 및 4 중량%) 및 축합-중합 실리카 (즉, 4 중량%, 3 중량%, 2 중량%, 1 중량% 및 0 중량%) (약 20 nm의 측정된 중간 입자 크기, σg = 2.26)로 이루어진 4 중량% 총 고체 농도, 1.5 중량%의 제 1 화학적 촉진제 (즉, H2O2) 및 1 중량%의 제 2 화학적 촉진제 (즉, 글리신)를 갖는 5 개의 상이한 조성물로 개별적으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 2.5의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-스펄스 (Cab-O-Sperse)(등록상표) SC-1 발연 실리카 수 분산액 (Cabot Corporation)의 형태로 조성물에 첨가하였다. 축합-중합 실리카는 빈드질 (Bindzil)(등록상표) 50/80 (Akzo-Nobel)이었고, 여기서 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 갖고 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 5 nm 이상의 입자 크기를 가졌다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도 및 각 조성물의 상대적 제거를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 6에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 중량% 축합-중합 실리카 중량% H2O2 중량% 글리신 중량% 제거 속도 [Å/min]
6A 0 4 1.5 1 1676
6B 1 3 1.5 1 2134
6C 2 2 1.5 1 2388
6D 3 1 1.5 1 2464
6E 4 0 1.5 1 432
표 6에 나타난 데이터로부터 명확히 알 수 있듯이, 발연 실리카 및 축합-중합 실리카의 혼합물을 포함하는 고체, H2O2 및 글리신을 포함하는 조성물 (조성물 6B, 6C 및 6D)의 제거 속도는 4 중량% 발연 실리카 또는 4 중량% 축합-중합 실리카로 이루어지는 고체, H2O2 및 글리신을 포함하는 조성물 (조성물 6A 및 6E)의 제거 속도보다 컸다. 이 결과는 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 있어서, 발연 금속 산화물 및 연마 입자의 조합 및 특정 비율 및 2 이상의 화학적 촉진제의 존재의 중요성을 증명하는 것이다.
실시예 7
이 실시예는 표면의 평탄화 또는 연마 중에 표면의 제거 속도를 최대화하는데 있어서, 본 발명의 조성물에서 발연 금속 산화물의 연마 입자에 대한 비율 및 조합 및 화학적 촉진제의 조합의 중요성을 설명한다.
니켈-인 도금된 메모리 또는 경질 디스크를 다양한 농도의 발연 실리카 (즉, 0 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량% 및 4 중량%) 및 축합-중합 실리카 (즉, 4 중량%, 3 중량%, 2 중량%, 1 중량% 및 0 중량%) (약 20 nm의 측정된 중간 입자 크기, σg = 2.26)로 이루어진 4 중량% 총 고체 농도, 1.5 중량%의 제 1 화학적 촉진제 ( 즉, H2O2) 및 1 중량%의 제 2 화학적 촉진제 (즉, 트리폴리인산 나트륨 (SPT))를 갖는 5 개의 상이한 조성물로 개별적으로 연마시켰다. 모든 조성물은 약 2.5의 pH를 가졌다. 발연 실리카를 캡-오-스펄스 (Cab-O-Sperse)(등록상표) SC-1 발연 실리카 수 분산액 (Cabot Corporation)의 형태로 조성물에 첨가하였다. 축합-중합 실리카는 빈드질 (Bindzil)(등록상표) 50/80 (Akzo-Nobel)이었고, 여기서 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 100 nm 이하의 입자 크기를 갖고 약 90% 이상의 그의 입자 (입자 수로서)는 5 nm 이상의 입자 크기를 갖는다. 연마 조성물의 사용 후, 각 조성물의 제거 속도 및 각 조성물의 상대적 제거를 측정하였고, 그 결과의 데이터를 표 7에 나타내었다.
조성물 발연 실리카 중량% 축합-중합 실리카 중량% H2O2 중량% STP 중량% 제거 속도 [Å/min]
7A 0 4 1.5 0.5 1702
7B 1 3 1.5 0.5 1753
7C 2 2 1.5 0.5 1930
7D 3 1 1.5 0.5 2311
7E 4 0 1.5 0.5 356
표 7에 나타난 데이터로부터 명확히 알 수 있듯이. 발연 실리카 및 축합-중합 실리카의 혼합물을 포함하는 고체, H2O2 및 STP를 포함하는 조성물 (조성물 7B, 7C 및 7D)의 제거 속도는 4 중량% 발연 실리카 또는 4 중량% 축합-중합 실리카로 이루어지는 고체, H2O2 및 STP를 포함하는 조성물 (조성물 7A 및 7E)의 제거 속도보다 컸다. 이 결과는 본 발명의 조성물에 의해 달성되는 제거 속도에 있어서, 발연 금속 산화물 및 연마 입자의 조합 및 특정 비율 및 2 이상의 화학적 촉진제의 존재 의 중요성을 증명하는 것이다.
특허, 특허 출원 및 출판물을 포함하는 본원에 인용된 모든 참고문헌은 문서 전체가 본원에 참고문헌으로 삽입되었다.
본 발명은 바람직한 실시태양에 중점을 두어 기재하였지만, 바람직한 실시태양의 변경 태양이 사용될 수 있고 본원에 특정하게 기재된 바와 달리 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명은 하기 청구범위에 의해 한정되는 발명의 범위 및 취지 내에 포함되는 모든 변형을 포함한다.

Claims (27)

  1. (a) 액체 담체, (b) 화학적 촉진제 및 (c) 5-90 중량%의 발연 금속 산화물 및 10-95 중량%의 연마 입자(여기서 입자 수로서 90% 이상의 연마 입자가 5-100 nm의 입자 크기를 가짐)를 포함하는 고체를 포함하는 표면의 평탄화 또는 연마용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고체가 0.1-0.7의 충전 밀도를 갖는 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 고체가 0.3-0.7의 충전 밀도를 갖는 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체가 10-85 중량%의 발연 금속 산화물 및 15-90 중량%의 연마 입자를 포함하는 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 고체가 15-75 중량%의 발연 금속 산화물 및 25-85 중량%의 연마 입자를 포함하는 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발연 금속 산화물이 발연 실리카인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 연마 입자가 축합-중합 금속 산화물 입자인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 입자 수로서 95% 이상의 연마 입자가 5-100 nm의 입자 크기를 갖는 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 입자 수로서 98% 이상의 연마 입자가 5-100 nm의 입자 크기를 갖는 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 입자 수로서 실질적으로 모든 연마 입자가 5-100 nm의 입자 크기를 갖는 조성물.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제1항에 있어서, 상기 연마 입자가 1.3-2.5의 입자 수에 의한 기하 표준 편차(σg)에 의해 특성화되는 연마 입자의 입자 크기 분포를 갖는 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 고체가 조성물의 0.1-40 중량%의 농도로 존재하는 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 담체가 물인 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 화학적 촉진제가 황산염, 과황산염 또는 질산염인 조성물.
  19. 제18항에 있어서, 화학적 촉진제가 과황산 암모늄, 질산 철(III) 및 질산 히드록실아민으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 2 이상의 화학적 촉진제를 포함하는 조성물.
  21. 제20항에 있어서, 상기 조성물이 산화제 및 착화제를 포함하는 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 착화제가 아민-함유 화합물, 인산염 이온의 공급원, 포스포네이트 이온의 공급원, 카르복실레이트 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 조성물.
  23. 제22항에 있어서, 상기 조성물이 과산화수소 및 글리신을 포함하는 조성물.
  24. 표면을 제1항의 조성물과 접촉시키는 것을 포함하는 표면의 평탄화 또는 연마 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 표면이 메모리 또는 경질 디스크 표면인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 메모리 또는 경질 디스크 표면이 니켈-인 표면인 방법.
  27. 표면을 제20항의 조성물과 접촉시키는 것을 포함하는 표면의 평탄화 또는 연마 방법.
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