KR100962960B1 - 연마재용 산화세륨 분말, 및 이를 포함하는 ｃｍｐ 슬러리 - Google Patents

연마재용 산화세륨 분말, 및 이를 포함하는 ｃｍｐ 슬러리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연마재용 산화세륨 분말; 이를 포함하는 CMP 슬러리; 및 상기 CMP 슬러리를 사용하는 얕은 트랜치 소자 분리 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 CMP 슬러리의 연마재로 각기 다른 결정상을 갖는 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 2종 이상을 혼합 사용하고, 상기 산화세륨들의 혼합비를 조절함으로써, CMP 슬러리의 연마 특성을 조절하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 탄산세륨의 결정상을 용이하게 제어할 수 있는 탄산세륨 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 연마재용 산화세륨에 있어서 원료물질인 탄산세륨의 결정상에 따라 향상되는 연마 특성의 종류에 차이가 있는 점을 이용하여, CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 사용함으로써, 나아가 상기 산화세륨들의 혼합비를 조절함으로써, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화도 중 어느 하나 이상의 연마 특성을 조절할 수 있다.

Description

연마재용 산화세륨 분말, 및 이를 포함하는 ＣＭＰ 슬러리 {CERIUM OXIDE POWDER FOR ABRASIVE AND CMP SLURRY COMPRISING THE SAME}
본 발명은 연마 특성을 효과적으로 조절할 수 있는 연마재용 산화세륨 분말; 이를 포함하는 CMP 슬러리; 및 상기 CMP 슬러리를 사용하는 얕은 트랜치 소자 분리 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 탄산세륨의 결정상을 용이하게 제어할 수 있는 탄산세륨 제조방법에 관한 것이다.
ULSI의 고집적화를 위해서 현재의 반도체 제조공정은 웨이퍼의 크기가 대직경화 되는 추세이고, 디바이스 제조에서 요구되는 최소 선폭은 0.13㎛ 이하로 점점 줄어드는 등 엄격한 제조 환경을 요구하게 되었다. 또한, 디바이스의 성능 향상을 위해 웨이퍼 상에 다중 연결 배선(multiple interconnection) 또는 다층 배선 구조 등을 형성하는 공정이 필수적으로 요구되고 있다. 그러나, 상기 공정이 진행된 후 발생되는 웨이퍼의 불평탄성은 후속 공정의 마진을 감소시키거나, 트랜지스터 또는 소자의 특성을 열화시키는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 제조공정에서 평탄화 기술이 사용되고 있다.
상기 평탄화 기술로, 최근 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP)가 주로 사용되는데, 이는 상대적으로 회전하는 연마패드의 표면을 웨이퍼 표면에 맞대어 누르며, 동시에 화학적 반응 슬러리를 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면에 공급함으로써 웨이퍼 표면을 평탄화하는 기술이다.
상기 CMP 기술은 얕은 트렌지 소자 분리(shallow trench isolation, STI) 공정 중 웨이퍼상의 트렌치(103)가 매립되도록 절연용 산화규소막(104) 증착 후, 질화규소 식각 종료층(102)이 노출될 때까지 절연용 산화규소막(104)을 연마하는 단계(도 1의 (b) 및 (c) 참조)에서 사용될 수 있는데, 이때 연마 효율성을 향상시키기 위하여, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택적 연마특성(산화규소막의 연마속도에 대한 질화규소막의 연마속도의 비, 이하 선택비)을 높이는 것이 요구되며, 웨이퍼 전반의 평탄화도를 높이기 위하여 산화규소막의 연마속도와 질화규소막의 연마속도를 적절히 제어하는 것이 요구된다.
이에, 종래에는 질화규소의 연마속도에 비해 규소산화막의 연마속도를 매우 빠르게 조정함으로써, 연마 효율성을 높이고 웨이퍼 전반의 평탄도를 향상시키려는 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 이러한 연구는 CMP 슬러리의 조성을 변화시키는 화학적인 방법에만 치중되었으며, 연마재 자체의 물리적 특성을 조절하여 연마 성능을 향상시키고자 하는 시도는 미미하였다.
본 발명자들은 연마재용 산화세륨에 있어서, 원료물질인 탄산세륨의 결정상에 따라 향상되는 연마 특성의 종류에 차이가 있음을 발견하였다. 본 발명은 이에 기초하여, 각기 다른 결정상을 갖는 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 2종 이상을 적절한 비율로 혼합하여 CMP 슬러리의 연마재로 사용함으로써, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화도 중 원하는 연마 특성을 조절하여, CMP 슬러리의 연마 성능을 향상시키고자 한다.
또한, 본 발명자들은 세륨 전구체 수용액과 탄산 전구체 수용액을 혼합, 침전반응시켜 탄산세륨 제조시, 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도 및/또는 침전반응 온도에 따라, 형성되는 탄산세륨이 결정상이 달라지는 것을 발견하였다. 본 발명은 이에 기초하여, 탄산세륨의 결정상을 용이하게 제어할 수 있는 탄산세륨 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상의 산화세륨을 연마재로 포함하는 것이 특징인 CMP 슬러리; 및 상기 CMP 슬러리를 사용하는 얕은 트랜치 소자 분리(STI) 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 포함하는 것이 특징인 연마재용 산화세륨 분말을 제공한다.
또한, 본 발명은 세륨 전구체 수용액과 탄산 전구체 수용액을 혼합, 침전반응시켜 탄산세륨을 제조하는 방법에 있어서, 상기 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도를 0.01 M ~ 10M의 범위로 조절하거나, 상기 침전반응 온도를 0℃ ~ 99℃의 범위로 조절함으로써, 탄산세륨이 Lanthanite-(Ce), Orthorhombic, 또는 Hexagonal의 결정상을 갖도록 제어하는 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 사용함으로써, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화도 중 어느 하나 이상의 연마 특성을 조절하는 방법을 제공한다.
본 발명은 연마재용 산화세륨에 있어서 원료물질인 탄산세륨의 결정상에 따라 향상되는 연마 특성의 종류에 차이가 있는 점을 이용하여, CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 사용함으로써, 나아가 상기 산화세륨들의 혼합비를 조절함으로써, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화 도 중 어느 하나 이상의 연마 특성을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명은 반도체 제조에 있어서 웨이퍼의 평탄성을 향상시킴으로써 장치의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있으며, 나아가 초소형 반도체 소자의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있는 단초(端初)를 제공할 수 있다.
CMP 슬러리는 일반적으로 연마재; 분산제; 및 물을 포함한다.
한편, STI 공정에 있어서, CMP 단계의 피연마면인 절연용 산화규소막과 질화규소 식각종료층은 상이한 특성을 갖는다. 즉, 상기 절연용 산화규소막은 낮은 강도 및 산화세륨과의 높은 화학적 반응성을 갖는 반면, 질화규소 식각 종료층은 절연용 산화규소막에 비해 산화세륨과의 화학적 반응성이 떨어지며, 3배 이상 높은 강도를 가진다. 따라서, 상기 절연용 산화규소막은 화학적 기계적 연마에 의해 제거되기 쉬우나, 질화규소 식각 종료층은 제거가 어렵다.
그러나, 피연마면의 이러한 물리화학적 상이성에도 불구하고, 통상 사용되는 CMP 슬러리의 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비는 약 4:1 정도로 질화규소 식각 종료층은 허용 범위 이상으로 연마되고 있다. 이로 인해, 웨이퍼 부분별로 질화규소 식각 종료층의 패턴이 균일하게 제거되지 않을 수 있으며, 웨이퍼 전반에 걸쳐 질화규소 식각 종료층의 두께 변화가 클 수 있다. 이는 STI 공정 중 트렌치가 형성된 최종 구조에 있어서, 활성 영역과 필드 영역간의 단차를 유발하여 소자 제조의 후속 공정의 마진을 감소시킬 수 있으며, 나아가 트렌지스터 및 소자의 특성을 열화시킬 수 있다. 이러한 문제는 반도체 기판 표면이 밀도가 상이한 패턴을 동 시에 갖는 경우, 더욱 두드러질 수 있다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도를 효과적으로 제어하여 연마의 효율성을 높이고, 나아가 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 웨이퍼의 광역평탄성을 향상시킬 수 있는 방법이 요구된다.
이에, 종래에는 주로 산화규소막의 연마속도를 질화규소의 연마속도에 비해 매우 빠르게 조정하는 방법으로서, 음이온성 고분자 등을 CMP 슬러리의 분산제로 사용하는 화학적 접근 방법이 제시되었다.
그러나, 피연마면의 상술한 물리화학적 상이성으로 인해, 산화규소막은 화학적 연마, 기계적 연마 모두에 의해 연마될 수 있는 반면, 질화규소막은 기계적 연마에 의해서만 연마될 수 있으므로, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 웨이퍼의 광역평탄성 등의 연마 특성을 제어하기 위해서는 화학적, 기계적 연마에 모두 영향을 미치는 연마재 자체의 특성에 관한 연구가 선행되어야 한다.
이에, 본 발명은 연마재용 산화세륨에 있어서, 원료물질인 탄산세륨의 결정상에 따라 향상되는 연마 특성의 종류에 차이가 있음을 발견하고, 이를 이용하여 CMP 슬러리의 연마재로 각기 다른 결정상을 갖는 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 2종 이상을 적절한 비율로 혼합하여 사용함으로써, CMP 슬러리의 연마 특성을 조절하는 것이 특징이다.
최근 CMP 슬러리의 연마재로 각광받고 있는 산화세륨은 3가 혹은 4가의 세륨 출발물질로부터 pH 조정제를 첨가하여 산화세륨을 직접 제조하는 액상법, 탄산세륨 등의 중간 원료물질을 제조한 후 고온 소성 공정을 거쳐 제조하는 고상법 등에 의해 제조될 수 있는데, 고상법에 의할 경우 산화세륨의 형상 또는 강도 등은 원료물질인 탄산 세륨의 결정상에 크게 영향을 받는다.
또한, 산화세륨을 연마재로 포함하는 CMP 슬러리의 연마 특성은 산화세륨의 형상, 강도, 입도, 산화특성 등에 따라 달라지므로, 결국 CMP 슬러리의 연마 특성은 연마재용 산화세륨의 원료물질인 탄산 세륨의 결정상에 따라 달라질 수 있다.
예컨대, 1) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨은 grain들이 약한 결합으로 연결된 판상 형태를 가지는데, 이는 산화규소막의 기계적 연마에 유리하게 작용할 수 있다. 즉, 상기 산화세륨은 피연마면과 넓게 접촉함으로써 피연마면에 대해 높은 연마 속도를 가지며, 연마 패드의 기계적인 힘에 의해 상기 grain들이 쉽게 부서질 수 있다. 따라서, 상기 산화세륨은 강도가 높은 질화규소막의 기계적 연마에는 불리할 수 있으나, 강도가 낮은 산화규소막의 기계적 연마에는 유리할 수 있다.
2) Orthorhombic결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨은 막대 또는 침상 형태로서, 우수한 강도 및 경도를 갖는다. 따라서, 상기 산화세륨을 연마재로 사용하는 경우, 연마 패드의 기계적인 힘에 의해 부서지기 어렵고, 부서지더라도 뽀족한 침상을 형성하므로, 강도가 높은 질화규소막의 기계적 연마에 유리하다.
3) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨은 기공이 넓게 분포한 형태로, 우수한 화학적 표면 활성을 나타낸다. 따라서, 상기 산화세륨을 연마재로 사용하는 경우, 산화규소막의 화학적 연마속도가 증가되어 산화규소막과 질화규소막 간의 우수한 선택비를 가질 수 있다. 또한, 상기 산화세륨은 grain들이 약하게 결합된 형태로서, 상기 grain들의 크기가 매우 균일한 특징이 있다. 따라서, 상기 산화세륨을 연마재로 사용하는 경우, grain들이 연마 패드의 기계적인 힘에 의해 균일한 크기로 부서지면서 피연마면을 연마하여, 웨이퍼 전반에 걸쳐 우수한 광역평탄화도를 나타낼 수 있다.
본 발명에서는 연마재용 산화세륨에 있어서 원료물질인 탄산세륨의 결정상에 따라 향상되는 연마 특성의 종류에 차이가 있는 점을 이용하여, 각기 다른 결정상을 갖는 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨2종 이상을 CMP 슬러리의 연마재로 사용함으로써, CMP 슬러리의 연마 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 사용함으로써, 나아가 상기 산화세륨들의 혼합비를 조절함으로써, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화도 중 어느 하나 이상의 연마 특성을 조절할 수 있다.
구체적으로는, 연마재용 산화세륨 분말에 있어서 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량을 증가시켜 산화규소막의 연마속도를 높이거나, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량을 증가시켜 질화규소막의 연마속도를 높이거나, 또는 Hexagonal 결정상의 탄 산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량을 증가시켜 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비 및 광역평탄화도를 높일 수 있다.
이때, 산화규소막의 연마속도를 높이기 위해서는 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량이 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 대비 50 중량부 이상 100 중량부 미만인 것이 바람직하고, 질화규소막의 연마속도를 높이기 위해서는 Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량이 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 대비 50 중량부 이상 100 중량부 미만인 것이 바람직하다. 또한, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비 또는 광역평탄화도를 높이기 위해서는 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량이 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 대비 50 중량부 이상 100 중량부 미만인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 CMP 슬러리는 상기 연마재용 산화세륨 분말을 분산제와 함께 물에 분산시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 슬러리 내 연마재용 산화세륨 분말의 함량은 슬러리 100 중량부 당 0.1 내지 50 중량부인 것이 바람직하다. 연마재인 산화세륨 분말의 슬러리 내 함량이 0.1 중량부 미만이면, 피연마면이 연마되기 어렵고, 50 중량부 초과시에는 슬러리의 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
분산제는 비이온성 고분자 분산제 또는 음이온성 고분자 분산제를 사용할 수 있다. 상기 비이온성 고분자 분산제는 폴리 비닐 알코올(PAA), 에틸렌 글리콜(EG), 글리세린, 폴리 에틸렌 글리콜(PEG),폴리 프로필렌 글리콜(PPG) 및 폴리 비닐 피롤 리돈(PVP)으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며, 상기 음이온성 고분자 분산제는 폴리 아크릴산, 폴리 아크릴산 암모늄염 및 폴리 아크릴 말레익산으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 분산제는 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부를 기준으로 0.5내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 분산제의 함량이 0.5 중량부 미만인 경우에는 분산력이 낮아 침전이 빨리 진행되므로, 연마액의 이송시 침전이 발생되어 연마재의 공급이 균일하지 못하게 된다. 10 중량부를 초과하는 경우에는 연마재 입자 주변에 일종의 쿠션역할을 하는 분산제 층이 두텁게 형성되어, 연마재 표면이 피연마면에 접촉되기가 어려워져 연마 속도가 낮아지게 된다.
상기 CMP슬러리는 산화세륨 분말 및 분산제를 물에 혼합한 후 pH 6 내지 8로 적정하는 것이 바람직하다. 적정시에는 1N KOH 또는 1N HNO3 등이 이용될 수 있다.
pH 적정이 끝나면 분산 및 저장안정성을 향상시키기 위하여 분산안정화 공정을 거치는 것이 바람직하다. 상기 분산안정화 공정은 입자크기를 미세하고 정확하게 제어할 수 있는 습식분쇄분산 방법으로 실시되는 것이 바람직하며, 상기 예로는 볼 밀, 어트리션 밀 등이 있다.
이 때, 상기 분산안정화 공정에 의해 최종 제조된 CMP 슬러리 조성물에 있어서, 연마재용 산화세륨 분말은 입도분포가 3 ㎛ 미만이고, 평균입경이 50 내지 1,000 ㎚인 것이 바람직하다. 50 nm 미만이면 피연마면에 대한 연마속도가 매우 낮 은 문제가 있으며, 1000 nm 초과시 피연마면의 미세긁힘이 발생하거나, 슬러리의 저장안정성이 문제될 수 있다. 상기 입도는 입도분포측정기(Horiba LA-910)로 측정된 값이다.
한편, 본 발명의 CMP슬러리는 슬러리의 연마 성능 또는 분산 안정성 향상을 위해서 기타 첨가제를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 포함하는 것이 특징인 연마재용 산화세륨 분말을 제공한다.
상기 연마재용 산화세륨 분말은 (a) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨, 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨 중 2종 이상을 포함하는 탄산세륨 분말을 소성하거나; (b) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 소성하여 제조된 산화세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 소성하여 산화세륨, 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 소성하여 산화세륨 중 2종 이상을 혼합함으로써, 제조될 수 있다.
이때, 상기 소성 온도는 400 내지 1200 ℃의 온도 범위일 수 있으며, (b)의 방법으로 제조될 경우에는 산화세륨의 종류에 따라 소성 온도를 달리할 수 있다. 또한, 상기 소성은 그대로 실시할 수도 있으나, 산소분위기하에서 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 Lanthanite-(Ce), Orthorhombic 또는 Hexagonal의 결정상을 갖는 탄산세륨은 세륨 전구체 수용액과 탄산 전구체 수용액의 침전 반응을 통해 제조될 수 있다. 본 발명의 실험에 따르면, 상기 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도, 및/또는 침전반응 온도에 따라 형성되는 탄산세륨의 결정상이 달라진다. 즉,
1) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨은 Ce2(CO3)3·8H2O로 표시되는 탄산세륨 화합물로서, 상기의 침전 반응에 있어서, 세륨의 농도가 0.01M ~ 2.2 M인 세륨 전구체 수용액을 사용하고, 침전반응온도를 0℃ ~30℃의 범위로 하여 제조될 수 있다.
2) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨은 Ce2O(CO3)2·H2O로 표시되는 탄산세륨 화합물로서, 상기의 침전 반응에 있어서 하기 화학식 1의 반응을 통해 형성될 것으로 추정되며, 이때 세륨의 농도가 1M ~10M인 세륨 전구체 수용액을 사용하고, 침전반응온도를 30℃ 초과 99 ℃ 이하의 범위로 하여 제조될 수 있다.
[화학식 1]
2[Ce2(H2O)n]3+ + 3CO3 2- → Ce2O(CO3)2·H2O + CO2 + (n-1)H2O
3) Hexagonal 결정상의 탄산세륨은 Ce(OH)CO3로 표시되는 탄산세륨 화합물로서, 상기의 침전 반응에 있어서 하기 화학식 2의 반응을 통해 형성될 것으로 추정되며, 이때 세륨의 농도가 0.01M 이상 1M 미만인 세륨 전구체 수용액을 사용하고, 침전반응온도를 30℃ 초과 99 ℃ 이하의 범위로 하여 제조될 수 있다.
[화학식 2]
[Ce(H2O)n]3+ + H2O → [Ce(OH)(H2O)n-1]2+ + H3O+
[Ce(OH)(H2O)n-1]2++ CO3 2- → Ce(OH)CO3 + (n-1)H2O
따라서, 본 발명에서는 세륨 전구체 수용액과 탄산 전구체 수용액의 침전 반응시키고, 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도, 및/또는 침전반응 온도를 다르게 조절함으로써, Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨, 또는 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 각각 제조할 수 있다. 또한, 연속식 반응기에서 시간에 따라 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도, 및/또는 침전반응 온도를 변화시킴으로써, Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨, 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨 중 2종 이상을 포함하는 탄산세륨 분말을 제조할 수도 있다.
상기 침전 반응에서 세륨 전구체는 세륨을 포함하는 화합물이라면 특별히 제한되지는 않으나, 3가 또는 4가의 세륨을 포함하는 세륨염이 사용될 수 있으며, 이의 비제한적인 예로는 Cerium nitrate(Ce(NO3)3·xH2O), Cerium sulfate(Ce(SO4)3·xH2O), Ce(SO4)2·xH2O), Cerium chloride(CeCl3·xH2O), Diammonium cerium nitrate(Ce(NH4)2(NO3)6), 및 Diammonium cerium nitrate(Ce(NH4)2(NO3)5·xH2O) (여기서, x는 0 ~ 10까지의 상수) 등이 있다.
또한, 상기 탄산 전구체는 탄산이온(CO3 2-)의 공급원으로서, pH 조정제의 역할 을 할 수도 있으며, 탄산염(carbonate), 탄산수, 또는 수산염(oxalate) 등을 사용할 수도 있다. 본 발명에서는 특히 탄산암모늄을 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 침전 반응에서 세륨 전구체와 탄산 전구체의 반응 몰 농도비는 1 : 0.1 내지 1 : 20 범위인 것이 바람직하다. 탄산 전구체의 반응 농도가 낮으면, 탄산세륨의 수율이 떨어질 수 있으며, 탄산 전구체의 반응 농도가 높은 경우, 반응이 격렬해져 끓어오르는 현상이 심해지게 된다.
상기 침전반응 시간은 30분 내지 60시간 동안 행하는 것이 바람직하다. 침전 반응 시간이 과도하게 길어지면, 침전 반응의 진척도가 높아져 탄산세륨이 원하는 결정상으로 제조되기 어려울 수 있다.
또한, 상기에서 제조된 탄산세륨은 원심분리 세척을 거쳐 약 60℃에서 24시간 동안 건조하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명은 상기에 기재된 CMP 슬러리를 사용하는 것이 특징인 얕은 트랜치 소자 분리(Shallow Trench Isolation, STI) 방법을 제공하며, 상기 얕은 트랜치 소자 분리 방법은 당업계에서 통상 사용되는 STI 방법에 따라 실시될 수 있다.
게다가, 본 발명은 CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 사용함으로써, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화도 중 어느 하나 이상의 연마 특성을 조절하는 방법을 제공한다. 이때, 연마재 중 상기 2종 이상 의 산화세륨의 혼합비를 조절함으로써, 상술한 연마 특성 중 어느 하나 이상을 보다 세밀하게 조절할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
<탄산세륨 및 산화세륨 제조>
실시예 1
증류수에 1.9 M의 농도로 세륨나이트레이트(Cerium nitrate)을 용해시킨 용액 및 증류수에 탄산암모늄을 2 M의 농도로 용해시킨 용액을 제조한 후, 상기 두 용액을 혼합하여 30℃ 에서 12시간 침전반응을 수행하였다.
상기에서 얻어진 탄산세륨의 XRD 분석 결과 및 SEM 분석 결과를 도 2 및 도 4에 각각 도시하였다. 이로부터 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨이 제조되었음을 확인할 수 있었다.
상기 탄산세륨을 850℃, 2시간 열처리하여 산화세륨을 제조하고, 이를 XRD를 이용하여 분석하였으며 그 결과를 도 3에 도시하였다. 이로부터, 상기 탄산세륨이 산화세륨으로 전이되었음을 확인할 수 있었다.
실시예 2
1.9 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2 M 농도의 탄산암모늄 용액 대신, 0.05 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 0.05 M농도의 탄산암모늄 용액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨; 및 산화세륨을 제조하였다.
이 때, 상기에서 얻어진 탄산세륨의 SEM 분석 결과는 도 5에 도시하였다.
실시예 3
1.9 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2 M 농도의 탄산암모늄 용액 대신, 2.2 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2.2 M의 농도의 탄산암모늄 용액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨; 및 산화세륨을 제조하였다.
실시예 4
1.9 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2 M 농도의 탄산암모늄 용액 대신, 0.08 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 0.08 M 농도의 탄산암모늄 용액을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨; 및 산화세륨을 제조하였다.
실시예 5
30℃ 대신 90℃에서 침전반응을 진행하여 Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄산세륨; 및 상기 산화세륨을 제조하였다.
이 때, 상기에서 얻어진 탄산세륨의 SEM 분석 결과는 도 6에 도시하였다.
실시예 6
1.9 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2 M 농도의 탄산암모늄 용액 대신, 2.2 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2.2 M 농도의 탄산암모늄 용액을 사용, 30℃ 대신 80℃ 에서 침전반응을 진행하여 Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄산세륨; 및 산화세륨을 제조하였다.
실시예 7
1.9 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2 M 농도의 탄산암모늄 용액 대신, 0.05 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 0.05 M 농도의 탄산암모늄 용액을 사용하고, 30℃ 대신 90℃ 에서 침전반응을 진행하여 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄산세륨; 및 상기 산화세륨을 제조하였다.
이 때, 상기에서 얻어진 탄산세륨의 SEM 분석 결과는 도 7에 도시하였다.
실시예 8
1.9 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 2 M 농도의 탄산암모늄 용액 대신, 0.08 M 농도의 세륨나이트레이트 용액 및 0.08 M 농도의 탄산암모늄 용액을 사용, 30℃ 대신 90℃ 에서 침전반응을 진행하여 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 탄산세륨; 및 산화세륨을 제조하였다.
<CMP 슬러리 제조>
실시예 9
상기 실시예 1에서 제조한 산화세륨: 상기 실시예 5에서 제조한 산화세륨 = 4 : 1 중량비의 연마재용 산화세륨 분말을 제조하고, 상기 연마재용 산화세륨 분말 0.5 kg, 폴리아크릴산 분산제(Aldrich) 25g, 및 순수 5L를 혼합하여 산화세륨 분산액을 제조하였다. 제조된 산화세륨 분산액을 암모니아수를 사용하여 pH 7.0로 적정한 후 ball- mill을 이용하여 분산안정성 향상 및 입도 조절공정을 실행 하였다. 이 때, ball- mill은 1 mm 크기의 지르코니아 비이드 100g를 사용하고, 250 rpm의 속도로 2시간 동안 실시하였다.
상기 분산액을 1㎛ 필터로 여과한 후, 상기 연마재용 산화세륨 분말의 함량이 전체 슬러리 100 중량부 당 1중량부가 되도록 순수를 첨가하여 CMP 슬러리를 제조하였다. 이때, 상기 산화세륨은 180nm의 평균입경, 약 70∼300 ㎚의 입도분포를 가지며, 이는 입도분포측정기(Horiba LA-910)로 측정된 값이다.
실시예 10
상기 실시예 9의 연마재용 산화세륨 분말 대신, 상기 실시예 1에서 제조한 산화세륨: 상기 실시예 7에서 제조한 산화세륨 = 1 : 4 중량비의 연마재용 산화세륨 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 CMP 슬러리를 제조하였다.
실시예 11
상기 실시예 9의 연마재용 산화세륨 분말 대신, 상기 실시예 5에서 제조한 산화세륨: 상기 실시예 7에서 제조한 산화세륨 = 1 : 9 중량비의 연마재용 산화세륨 분말을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 CMP 슬러리를 제조하였다.
비교예 1
연마재로 상기 실시예 9의 연마재용 산화세륨 분말 대신, 상기 실시예 1에서 제조한 산화세륨을 단독 사용한 것으로 제외하고는, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 CMP 슬러리를 제조하였다.
비교예 2
연마재로 상기 실시예 9의 연마재용 산화세륨 분말 대신, 상기 실시예 2에서 제조한 산화세륨을 단독 사용한 것으로 제외하고는, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 CMP 슬러리를 제조하였다.
비교예 3
연마재로 상기 실시예 9의 연마재용 산화세륨 분말 대신, 상기 실시예 5에서 제조한 산화세륨을 단독 사용한 것으로 제외하고는, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 CMP 슬러리를 제조하였다.
비교예 4
연마재로 상기 실시예 9의 연마재용 산화세륨 분말 대신, 상기 실시예 5에서 제조한 산화세륨을 단독 사용한 것으로 제외하고는, 상기 실시예 9와 동일한 방법으로 CMP 슬러리를 제조하였다.
<실험예 1: 연마 성능 평가>
상기 실시예 9~11 및 비교예 1~4에서 제조된 CMP 슬러리를 하기 조건에서 1분간 연마한 후 기판을 깨끗이 세척하여 연마에 의해 발생한 두께 변화를 측정하고, 연마 성능을 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[연마 조건]
연마 장비: GNP POLY 400 (GNP Technology)
패드: 폴리우레탄계열
플레이튼 속도: 90 rpm
캐리어 속도: 90 rpm
압력: 4 psi
슬러리 유속: 100 ml/min
[연마 대상]
PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)에 의해 7000Å 증착된 산화규소 웨이퍼
LPCVD(Low pressure chemical vapor deposition)에 의해 1500Å 증착된 질화규소 웨이퍼
[평가]
연마 전후의 두께 변화는 광학 두께 측정 장비인 Nanospec 6100(Nanometeics 사)을 이용하여 측정하였다.
광역평탄화도(Delta WIWNU: Within Wafer Non-Uniformity)는 Standard deviation Uniformity (ASTM) 방식에 의해 산출하였다.
[표 1]
구분 탄산세륨의
결정상		 산화규소막
연마속도(Å/nm)		 질화규소막
연마속도(Å/min)		 선택비 Delta
WIWNU(%)
실시예 9 Lanthanite-(Ce)
& Orthorhombic		 4342 160 27 16.23
실시예 10 Lanthanite-(Ce)
& Hexagonal		 5362 145 37 4.22
실시예 11 Orthorhombic
& Hexagonal		 4806 153 31 5.14
비교예 1 Lanthanite-(Ce) 5427 142 38 15.13
비교예 2 Lanthanite-(Ce) 5233 134 39 14.60
비교예 3 Orthorhombic 3983 192 21 16.87
비교예 4 Hexagonal 4471 131 35 4.42
실험결과, 산화규소막의 연마속도에 있어서 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨을 연마재로 단독 사용하는 비교예 1, 2의 CMP 슬러리가 가장 우수한 성능을 나타내었으며, 질화규소막의 연마속도에 있어서는 Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨을 연마재로 단독 사용하는 비교예 3의 CMP 슬러리가 가장 우수한 성능을 나타내었다.
또한, Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨을 연마재로 단독 사용하는 비교예 4의 CMP 슬러리는 비교적 낮은 수준의 산화규소막 및 질화규소막의 연마속도를 나타내었으나, 광역평탄화도에서는 매우 탁월한 성능을 나타내었으며, 더불어 우수한 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비를 보였다.
이로부터, 상이한 결정상을 갖는 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨은 형상, 강도 등의 물성이 상이하여, 상기 산화세륨을 CMP 슬러리의 연마재로 사용하는 경우, 각각 상이한 연마 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.
한편, Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 및 Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨을 연마재로 혼합 사용하는 실시예 9의 CMP 슬러리는 비교예 3에 비해 산화규소막의 연마속도 및 선 택비가 높은 결과를 보였다.
또한, Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨을 연마재로 혼합 사용하는 실시예 10의 CMP 슬러리는 비교예 1과 대등한 수준의 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비를 나타내었을 뿐 아니라, 비교예 1에 비해 탁월한 광역평탄화도를 나타냈다.
또한, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨을 연마재로 혼합 사용하는 실시예 11의 CMP 슬러리는 비교예 4와 대등한 수준의 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비 및 광역평탄화도를 나타낼 뿐 아니라, 비교예 4에 비해 산화규소막과 질화규소막의 연마속도가 상승하는 결과를 보였다.
이로부터, CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 혼합 사용하는 경우, 산화규소막의 연마속도, 질화규소막의 연마속도, 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 및 광역평탄화도 중 어느 하나 이상의 연마 특성을 조절할 수 있으며, 나아가 CMP 슬러리의 연마 성능을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.
도 1은 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation, STI) 공정의 개략도이다. 도 1 중 100은 반도체 기판, 101은 산화질화막, 102는 질화규소 식각종료층, 103은 트렌치, 104는 절연용 산화규소막, 105는 게이트 규소산화막이다.
도 2는 실시예 1, 5, 및 7에서 제조된 탄산세륨의 XRD 분석 결과이다.
도 3은 실시예 1, 5, 및 7에서 제조된 산화세륨의 XRD 분석 결과이다.
도 4은 실시예 1에서 제조된 탄산세륨의 SEM 사진이다.
도 5은 실시예 2에서 제조된 탄산세륨의 SEM 사진이다.
도 6은 실시예 5에서 제조된 탄산세륨의 SEM 사진이다.
도 7은 실시예 7에서 제조된 탄산세륨의 SEM 사진이다.

Claims (25)

  1. (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상의 산화세륨을 연마재로 포함하는 것이 특징인 CMP 슬러리.
  2. 제1항에 있어서, Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량은 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 대비 50 중량부 이상 100 중량부 미만인 것이 특징인 CMP 슬러리.
  3. 제1항에 있어서, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량은 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 대비 50 중량부 이상 100 중량부 미만인 것이 특징인 CMP 슬러리.
  4. 제1항에 있어서, Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량은 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 대비 50 중량부 이상 100 중량부 미만인 것이 특징인 CMP 슬러리.
  5. 제1항에 있어서, 연마재; 분산제; 및 물을 포함하는 CMP 슬러리로서, 슬러리 100 중량부 당 연마재용 산화세륨 분말은 0.5 ~ 50 중량부이고; 분산제는 상기 연마재용 산화세륨 분말 100 중량부 당 0.5 ~ 10 중량부인 것이 특징인 CMP 슬러리.
  6. 세륨 전구체 수용액과 탄산 전구체 수용액을 혼합, 침전반응시켜 탄산세륨을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도를 0.01 M ~ 10M의 범위로 조절하거나, 상기 침전반응 온도를 0℃ ~ 99℃의 범위로 조절함으로써, 탄산세륨이 Lanthanite-(Ce), Orthorhombic, 또는 Hexagonal의 결정상을 갖도록 제어하는 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도를 0.01M ~ 2.2 M 로 조절하고, 침전반응온도를 0℃ ~ 30℃로 조절하여, Lanthanite-(Ce)의 결정상을 갖는 탄산세륨을 제조하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도를 1M ~ 10 M 로 조절하고, 침전반응온도를 30℃초과 99℃ 이하의 범위로 조절하여, Orthorhombic의 결정상을 갖는 탄산세륨을 제조하는 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도를 0.01M 이상 1 M 미만으로 조절하고, 침전반응온도를 30℃초과 99℃ 이하의 범위로 조절하여, Hexagonal의 결정상을 갖는 탄산세륨을 제조하는 방법.
  10. 제6항에 있어서, 연속식 반응기에서 시간에 따라 세륨 전구체 수용액 중의 세륨 농도를 변화시키거나, 상기 침전반응 온도를 변화시킴으로써, Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨, 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨 중 2종 이상을 포함하는 탄산세륨 분말을 제조하는 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체는 3가 또는 4가의 세륨염인 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체는 Cerium nitrate, Cerium sulfate, Cerium chloride, Diammonium cerium nitrate, 및 Diammonium cerium nitrate로 구성된 군에서 선택된 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 탄산 전구체는 Ammonium carbonate인 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  14. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체와 탄산 전구체의 반응 몰 농도비는 1 : 0.1 내지 1 : 20 범위인 것을 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  15. 제6항에 있어서, 상기 세륨 전구체와 탄산 전구체의 침전반응은 30분 내지 6시간 동안 수행되는 것이 특징인 탄산세륨의 제조방법.
  16. (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 포함하는 것이 특징인 연마재용 산화세륨 분말.
  17. 제16항에 있어서, 상기 연마재용 산화세륨 분말은
    (a) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨, 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨 중 2종 이상을 포함하는 탄산세륨 분말을 소성하거나,
    (b) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 소성하여 제조된 산화세륨; Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 소성하여 산화세륨; 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 소성하여 산화세륨 중 2종 이상을 혼합하여 제조된 것이 특징인 산화세륨 분말.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 소성은 400 내지 1200 ℃의 온도 범위에서 진행되는 것이 특징인 산화세륨 분말.
  19. 제17항에 있어서, 상기 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨, Orthorhombic 결정상의 탄산세륨, 및 Hexagonal 결정상의 탄산세륨은 제6항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 제조된 것이 특징인 산화세륨 분말.
  20. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 CMP 슬러리를 사용하는 것이 특징인 얕은 트렌치 소자 분리(STI) 방법.
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 혼합하여 사용하되, 상기 Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량을 증가시켜 산화규소막의 연마속도를 증가시키는 것이 특징인 연마 특성을 조절하는 방법.
  24. CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 혼합하여 사용하되, 상기 Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량을 증가시켜 질화규소막의 연마속도를 증가시키는 것이 특징인 연마 특성을 조절하는 방법.
  25. CMP 슬러리의 연마재로 (i) Lanthanite-(Ce) 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; (ii) Orthorhombic 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨; 및 (iii) Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨 중 2종 이상을 혼합하여 사용하되, 상기 Hexagonal 결정상의 탄산세륨을 원료로 하여 제조된 산화세륨의 함량을 증가시켜 산화규소막과 질화규소막 간의 선택비, 광역평탄화도, 또는 둘다를 증가시키는 것이 특징인 연마 특성을 조절하는 방법.
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