KR101134596B1 - Ceruim-based abrasive slurry - Google Patents

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Abstract

높은 연마 속도를 유지하면서 스크래치 발생을 최소화할 수 있는 세륨계 연마재 슬러리가 제공된다. 세륨계 연마재 슬러리는, 물, 산화 세륨 분말 및 분산제를 포함하는 연마재 슬러리로서, 연마재 슬러리의 부피 평균 입경이 약 130nm 이상이며, 약 800 내지 1000 nm의 평균 직경을 가지는 미세 공극이 형성된 필터를 구비하는 거대 입자 분석 장치를 이용하여 거대 입자 분석 장치의 필터에 잔류된 거대 입자의 농도가 하기 식에 의해 약 500ppm 이하인 것을 특징으로 한다.A cerium-based abrasive slurry is provided that can minimize scratch generation while maintaining a high polishing rate. The cerium-based abrasive slurry is an abrasive slurry comprising water, cerium oxide powder, and a dispersant, the abrasive slurry having a volume average particle diameter of about 130 nm or more and having a filter having fine pores having an average diameter of about 800 to 1000 nm. The concentration of the macroparticles remaining in the filter of the macroparticle analyzer by using the macroparticle analyzer is about 500 ppm or less by the following formula.

Figure 112005051739947-pat00001
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(여기서, Wc는 산화 세륨 분말의 무게이고, Wf1은 필터의 무게이고, Wf2는 필터로 연마재 슬러리를 필터링한 후 건조된 필터의 무게를 말한다.)(Wc is the weight of cerium oxide powder, Wf1 is the weight of the filter, Wf2 is the weight of the dried filter after filtering the slurry slurry with the filter.)

CMP, 슬러리, 세륨, 거대 입자 CMP, slurry, cerium, macroparticles

Description

세륨계 연마재 슬러리{Ceruim-based abrasive slurry}Cerium-based abrasive slurry

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연마재 슬러리에 포함된 거대 입자의 함유량을 측정할 수 있는 거대 입자 분석 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a macro particle analysis apparatus capable of measuring the content of the macroparticles contained in the abrasive slurry according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10: 상부 용기 20: 필터10: upper vessel 20: filter

30: 하부 용기 35: 진공 배기구30: lower container 35: vacuum exhaust port

40: 가이드 관 50: 연마재 슬러리40: guide tube 50: abrasive slurry

100: 거대 입자 분석 장치100: large particle analysis device

본 발명은 세륨계 연마재 슬러리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 거대 입자 t량 측정 장치를 통하여 거대 입자의 농도가 낮은 세륨계 연마재 슬러리에 관한 것이다.The present invention relates to a cerium-based abrasive slurry, and more particularly, to a cerium-based abrasive slurry having a low concentration of large particles through a large particle t amount measuring device.

세륨계 입자를 주성분으로 함유하는 세륨계 연마재 슬러리는, 그 우수한 연마효과에 의해 그 용도를 급속하게 넓히고 있다. 세륨계 연마재 슬러리는 광학용 유리의 연마에 사용될 뿐만 아니라, 액정용 유리, 하드디스크 등의 자기기록 매체 용 유리의 연마 및 LSI 등의 전자회로에서 반도체 제조용으로 사용되고 있다.BACKGROUND ART A cerium-based abrasive slurry containing cerium-based particles as a main component is rapidly expanding its use due to its excellent polishing effect. The cerium-based abrasive slurry is used not only for polishing optical glass but also for polishing semiconductor glass for magnetic recording media such as liquid crystal glass and hard disk, and for semiconductor manufacturing in electronic circuits such as LSI.

반도체의 화학 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing, CMP)에서는, 주로 세륨계 연마재를 수중 현탁액으로 분산하여 슬러리화 한 후 사용하고 있는데, 지금까지는 많은 연마량(또는 높은 연마 속도)을 나타내는 세륨계 연마재 슬러리의 주요 목적으로 해왔다. 그러나, 최근 반도체 공정의 배선이 점차 미세화되고 칩간의 간격이 감소됨에 따라 화학 기계적 연마용 슬러리는 연마 속도 이외에도 적은 수의 스크래치, 발생된 스크래치의 크기 감소의 특성이 요구되고 있다.In chemical mechanical polishing (CMP) of semiconductors, cerium-based abrasives are usually dispersed in slurry in water to be used after slurrying. Until now, cerium-based abrasive slurries showing a large amount of polishing (or high polishing rate) have been used. Has been the main purpose. However, in recent years, as the wiring of semiconductor processes is gradually miniaturized and the spacing between chips is reduced, the chemical mechanical polishing slurry is required to have a small number of scratches and a reduction in the size of scratches generated in addition to the polishing rate.

기존의 화학 기계적 연마에 사용된 세륨계 연마재 슬러리는 그 제조 과정에서 분쇄 공정을 거치지만 제조시에 생성된 거대 입자가 완전히 필터링(filtering)되지 못하여 스크래치의 주요 원인이 되고 있다. 이러한 비정상적으로 거대 성장한 세륨계 연마재 입자들은, 비록 미량이 존재하더라도 화학 기계적 연마 공정시 반도체 웨이퍼 표면에 마이크로 크기의 스크래치 또는 디펙트(defect)를 생성하여 수율을 떨어뜨릴 수 있다. The cerium-based abrasive slurry used in the conventional chemical mechanical polishing is subjected to a crushing process in the manufacturing process, but the macroparticles produced during the manufacturing process are not completely filtered, which is a major cause of the scratch. Such abnormally large grown cerium-based abrasive particles, even in the presence of trace amounts, may produce micro-size scratches or defects on the surface of semiconductor wafers during chemical mechanical polishing processes, resulting in poor yields.

또한 최근에 들어서는, 반도체 제조에 있어서 선폭의 감소가 추진되어 예전에 비해 한 장의 웨이퍼에서 생산되는 칩의 수가 늘어나게 되었는데, 이러한 선폭이 감소된 반도체 공정에 종래의 세륨계 연마재 슬러리를 그대로 사용할 경우 마이크로(micro) 크기의 스크래치도 치명적으로 작용하므로 생산량을 높이는데 한계가 있게 된다. 더욱이 반도체 제조 공정에 화학 기계적 연마 공정이 적용되는 수가 점차 증가되는 추세이므로, 이러한 연마 공정 후의 스크래치의 유무 및 크기는 웨이퍼 내의 칩의 수율과 밀접한 관계가 있다. Also, in recent years, the reduction in line width has been promoted in semiconductor manufacturing, leading to an increase in the number of chips produced on a single wafer. In the case of using a conventional cerium-based abrasive slurry in a semiconductor process having such a reduced line width, the micro ( Micro-size scratches are also lethal, limiting yields. Moreover, since the number of chemical mechanical polishing processes is gradually applied to the semiconductor manufacturing process, the presence and size of scratches after such polishing process are closely related to the yield of chips in the wafer.

이러한 스크래치를 감소시키기 위해 입경을 3㎛ 이하로 관리하려는 노력들이 있으나, 실제 0.16㎛ 이하의 미세 패턴에서는 스크래치에 의해 수율이 현저하게 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 이는 실제 레이저 회절을 이용한 입도 분석기로 연마재 슬러리의 누적 100% 입경(D100)을 측정하여 약 300 내지 500 nm의 수치를 얻는다 하더라도, 웨이퍼 표면에 스크래치를 일으키는 입경이 700nm 이상, 특히 800nm이상인 거대 입자들이 입도 분석기로 관찰되지 않기 때문이다. 왜냐하면, 이러한 거대 입자들의 개수가 부피 평균 입경(mean volume diameter)에 근접한 연마재 입자들의 개수에 비해 상대적으로 매우 적기 때문이다. Efforts have been made to control the particle size to 3 μm or less in order to reduce such scratches. However, in the fine pattern of 0.16 μm or less, the yield is significantly reduced due to scratches. It is a large particle having a particle size of 700 nm or more, especially 800 nm or more, which causes scratches on the wafer surface, even if the cumulative 100% particle size (D 100 ) of the abrasive slurry is measured by a particle size analyzer using an actual laser diffraction to obtain a value of about 300 to 500 nm. This is because they are not observed with the particle size analyzer. This is because the number of such large particles is relatively small compared to the number of abrasive particles close to the mean volume diameter.

종래 기술에 의한 세륨계 연마재 슬러리의 제조 방법에 의해 연마재 슬러리의 부피 평균 입경을 감소시키면 800nm 이하의 거대 입자의 개수를 감소시킬 수 있으나, 부피 평균입경이 작은 슬러리는 연마 속도의 감소로 생산량이 감소하는 문제가 발생한다. 또한, 연마 속도로 높이고자 연마재 슬러리의 부피 평균 입경을 증가시키게 되면 거대 입자의 개수가 증가하여 스크래치에 의한 수율이 현저히 떨어지는 문제가 발생한다.If the volume average particle diameter of the abrasive slurry is reduced by the method of preparing a cerium-based abrasive slurry according to the prior art, the number of large particles of 800 nm or less can be reduced, but the slurry having a small volume average particle diameter is reduced due to a decrease in the polishing rate. The problem arises. In addition, if the volume average particle diameter of the abrasive slurry is increased in order to increase the polishing rate, the number of the large particles increases, which causes a significant drop in yield due to scratches.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 부피 평균 입경을 크게 하여 연마 속도를 올리면서 거대 입자가 기준치 이하로 함유되어 스크래치 발생을 최소화할 수 있는 세륨계 연마재 슬러리를 제공하고자 하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a cerium-based abrasive slurry that can minimize the occurrence of scratches by increasing the polishing rate by increasing the volume average particle diameter to contain a large particle below the reference value.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 세륨계 연마재 슬러리는, 물, 산화 세륨 분말 및 분산제를 포함하는 연마재 슬러리로서, 상기 연마재 슬러리의 부피 평균 입경이 약 130nm 이상이며, 약 800 내지 1000 nm의 평균 직경을 가지는 미세 공극이 형성된 필터를 구비하는 거대 입자 분석 장치를 이용하여 상기 거대 입자 분석 장치의 상기 필터에 잔류된 거대 입자의 농도가 하기 식에 의해 약 500ppm 이하인 것을 특징으로 한다.The cerium-based abrasive slurry according to an embodiment of the present invention for solving the above technical problem is an abrasive slurry containing water, cerium oxide powder and a dispersant, the volume average particle diameter of the abrasive slurry is about 130nm or more, about The concentration of the macroparticles remaining in the filter of the macroparticle analyzer is about 500 ppm or less by using the macroparticle analyzer equipped with a filter having fine pores having an average diameter of 800 to 1000 nm. do.

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(여기서, Wc는 상기 산화 세륨 분말의 무게이고, Wf1은 상기 필터의 무게이고, Wf2는 상기 필터로 상기 연마재 슬러리를 필터링한 후 건조된 상기 필터의 무게를 말한다.)(Wc is the weight of the cerium oxide powder, Wf1 is the weight of the filter, Wf2 is the weight of the filter dried after filtering the abrasive slurry with the filter.)

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be embodied in various different forms, and only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 세륨계 연마재 슬러리의 제조 방법, 이를 위해 사용되는 제조 장치 및 이에 의해 제조된 세륨계 연마재 슬러리를 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a method for producing a cerium-based abrasive slurry according to an embodiment of the present invention, a manufacturing apparatus used for this and a cerium-based abrasive slurry produced thereby.

본 발명에 따른 세륨계 연마재 슬러리는, 산화 세륨과 물의 혼합액에 분산제를 가하여 분산시킨 후 분산액을 원심분리 공정 및 임의로 추가의 필터링 공정을 거쳐 수득할 수 있다. 이러한 연마재 슬러리는 거대 입자 분석 장치를 거쳐 연마 공정에 대한 적합성 여부의 테스트를 거친 뒤 화학 기계적 연마를 위한 연마재 슬러리로 사용될 수 있다. The cerium-based abrasive slurry according to the present invention can be obtained by adding a dispersant to a mixture of cerium oxide and water to disperse the dispersion, followed by centrifugation and optionally further filtering. Such an abrasive slurry may be used as an abrasive slurry for chemical mechanical polishing after being tested for suitability for a polishing process through a large particle analysis device.

우선, 본 발명에 따른 세륨계 연마재 슬러리에 사용되는 산화 세륨 분말은, 그 제조 방법에 특별한 제한이 없으며, 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 탄산 세륨, 수산화 세륨 등의 원료를 습식밀 또는 건식밀 등을 이용하여 분쇄한 후, 이를 650 내지 900℃에서 소성하여 산화시켜 10~100nm 크기의 미세 산화 세륨 분말을 제조할 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 탄산 세륨, 수산화 세륨 등의 원료를 650 내지 900℃에서 소성하여 산화시킨 후, 이를 습식밀 또는 건식밀 등을 이용하여 분쇄하여 미세 산화 세륨 분말을 제조할 수도 있다.First, the cerium oxide powder used in the cerium-based abrasive slurry according to the present invention is not particularly limited in its production method, and may be produced by a conventional method. For example, raw materials such as cerium carbonate and cerium hydroxide may be pulverized using a wet mill or a dry mill, and then fired at 650 to 900 ° C. to oxidize to prepare a fine cerium oxide powder having a size of 10 to 100 nm. . The present invention is not limited thereto, and raw materials, such as cerium carbonate and cerium hydroxide, may be calcined and oxidized at 650 to 900 ° C., and then ground using a wet mill or a dry mill to produce fine cerium oxide powder.

이렇게 제조된 산화 세륨 분말을 물에 넣어 분산시켜 산화 세륨 분산액을 만 들게 되는데, 이때 분산을 용이하게 하기 위한 산화 세륨의 농도는 0.5 내지 20 wt%의 범위가 바람직하다. 그 후, 대항충돌기 또는 초음파기를 통과하거나 습식 밀링 공정을 거쳐 산화 세륨 분산액에 포함된 산화 세륨 분말을 수백 나노크기의 입자로 쪼개어 수중에 고르게 분산시킨다.The cerium oxide powder thus prepared is dispersed in water to make a cerium oxide dispersion, wherein a concentration of cerium oxide for facilitating dispersion is preferably in the range of 0.5 to 20 wt%. Thereafter, the cerium oxide powder contained in the cerium oxide dispersion is divided into hundreds of nano-sized particles through an opposing collision or ultrasonic wave or a wet milling process to evenly disperse them in water.

상기 분산시 사용되는 분산제는 산화 세륨이 산화 세륨 분산액에서 띠게 되는 표면전위값을 고려하여 선택하는 것이 바람직하나, 특별한 제한은 없다. 산화 세륨의 분산은 통상 pH 4-8의 범위에서 이루어지고, 이때 산화 세륨의 표면 전위값이 양의 값을 가지므로 분산제로서 음이온성 유기 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 이의 구체적인 예로는, 폴리아크릴산, 폴리비닐황산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리아릴아민 등이 있다. 상기 분산제는 중량 평균 분자량이 1,000 이상 50,000 이하인 것이 바람직하며, 분자량이 1,000 미만인 경우에는 산화 세륨 슬러리의 분산 안정성을 확보하기 어렵고, 50,000을 초과하는 경우에는 산화 세륨 슬러리의 점도가 증가하여 장기 안정성을 확보하기 어렵다.The dispersant used in the dispersion is preferably selected in consideration of the surface potential value of cerium oxide in the cerium oxide dispersion, there is no particular limitation. Dispersion of cerium oxide is usually in the range of pH 4-8, since the surface potential value of cerium oxide has a positive value, an anionic organic compound may be preferably used as the dispersant, and specific examples thereof include polyacrylic acid , Polyvinyl sulfate, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polyarylamine and the like. Preferably, the dispersant has a weight average molecular weight of 1,000 or more and 50,000 or less, and when the molecular weight is less than 1,000, it is difficult to secure dispersion stability of the cerium oxide slurry, and when it exceeds 50,000, the viscosity of the cerium oxide slurry is increased to ensure long-term stability. Difficult to do

상술한 바와 같이 분산처리된 산화 세륨 분산액에 대해 분산액 내에 존재하는 거대 입자를 제거하기 위해 원심분리기를 사용하여 거대 입자를 원심분리에 의해 제거하거나, 자연침강, 싸이클론 등의 방법을 사용할 수 있다. 이러한 방법들은 공통적으로 산화 세륨 입자들의 중력에 따른 침강속도의 차이를 이용하여 거대 입자를 제거하는 방법이며, 그 효율이나 분급되는 정도에 차이가 있다. In order to remove the large particles present in the dispersion with respect to the cerium oxide dispersion dispersed as described above, it is possible to remove the large particles by centrifugation using a centrifugal separator, or to use methods such as spontaneous sedimentation and cyclone. These methods are commonly used to remove large particles by using the difference in sedimentation rate according to the gravity of cerium oxide particles, and there is a difference in their efficiency or degree of classification.

이와 같이 산화 세륨 분산액에 거대 입자를 제거하여 세륨계 연마재 슬러리를 형성한다. 본 발명에 따른 세륨계 연마재 슬러리의 거대 입자를 제거하기 위해, 제1차로 상술한 바와 같은 원심분리기 등의 공정을 거친 후, 제2차로 자연침강 공정에 의해 거대 입자를 제거할 수 있다. 경우에 따라 제2차의 자연침강 과정 후에 필터링 과정을 더 수행할 수 있다. 여기서, 필터링 과정은 1단 이상, 바람직하게는 3단 이상의 다단의 필터를 사용하여 일정 횟수만큼 순환시켜 거대 입자가 더욱 완전히 제거되도록 할 수도 있다. 이러한 필터링 과정에서는 여러 겹으로 형성된 폴리프로필렌(Polypropylene) 필터를 사용할 수 있다.In this way, the large particles are removed from the cerium oxide dispersion to form a cerium-based abrasive slurry. In order to remove the macroparticles of the cerium-based abrasive slurry according to the present invention, after passing through a centrifugal separator as described above, the macroparticles may be removed by a natural sedimentation process. In some cases, the filtering process may be further performed after the second natural precipitation process. Here, the filtering process may be circulated a predetermined number of times using a multistage filter of one or more stages, preferably three or more stages, so that the macroscopic particles may be more completely removed. In this filtering process, a polypropylene filter formed of several layers may be used.

이와 같이 자연침강 또는, 자연침강 및 필터링 과정을 거쳐 제조된 슬러리는 레이저 회절을 이용한 입도 분석기(Microtrac사(社)의 UPA150™)로 측정한 결과 누적 100% 입경(D100: 레이저 회절을 이용한 입도 분석기로 측정시 분포 누적치가 100%가 되는 입경)이 약 200nm 내지 500nm 범위에 속하였고, 부피 평균 입경이 약 130nm 이상이었다. 바람직하게는 이러한 슬러리의 부피 평균 입경이 약 180nm 이상이었다.As such, the slurry prepared by spontaneous sedimentation or spontaneous sedimentation and filtering is measured by a particle size analyzer (UPA150 ™ of Microtrac Co., Ltd.) using laser diffraction, and has a cumulative 100% particle size (D 100 : particle size using laser diffraction). The particle size in which the cumulative distribution becomes 100% when measured by the analyzer was in the range of about 200 nm to 500 nm, and the volume average particle diameter was about 130 nm or more. Preferably, the volume average particle diameter of this slurry was at least about 180 nm.

여기서, 입도 분석기에서는 나타나지 않는 입경이 800nm 이상인 거대 입자의 함유량을 파악한 뒤, 함유량이 기준치 이하인 연마재 슬러리의 경우에 한하여 화학 기계적 연마를 위한 연마재 슬러리로 사용할 수 있다.Here, after grasping the content of the macroparticles having a particle size of 800 nm or more, the particle size does not appear in the particle size analyzer, it can be used as an abrasive slurry for chemical mechanical polishing only in the case of the abrasive slurry content is below the reference value.

거대 입자의 함유량은 도 1에 도시된 거대 입자 분석 장치를 통하여 측정될 수 있다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 연마재 슬러리에 포함된 거대 입자의 함유량을 측정할 수 있는 거대 입자 분석 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.The content of the macroparticles can be measured through the macroparticle analyzer shown in FIG. 1. 1 is a cross-sectional view schematically showing a macro particle analysis apparatus capable of measuring the content of the macroparticles contained in the abrasive slurry according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 거대 입자 분석 장치(100)는 연마재 슬러리(50)를 보관하는 상부 용기(10)와, 상부 용기(10)와 결합하고 일측에 진공 배기구(35)가 형성되어 내부에 진공이 형성되는 하부 용기(30)와, 상부 용기(10)와 하부 용기(30) 사이에 개재되어 연마재 슬러리(50)의 거대 입자를 필터링하는 친수성 수지 필터(20)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the large particle analysis apparatus 100 is coupled to an upper container 10 for storing an abrasive slurry 50 and an upper container 10, and a vacuum exhaust hole 35 is formed on one side thereof. And a hydrophilic resin filter 20 interposed between the upper container 10 and the lower container 30 to filter the large particles of the abrasive slurry 50.

상부 용기(10)는 연마재 슬러리(50)를 쉽게 투입할 수 있도록 상부가 오픈(open)될 수 있다. 또한, 상부 용기(10)의 하부 용기(30)와 대응되는 부분에 연마재 슬러리(50)가 하부 용기(30)로 빠져나갈 수 있도록 개구부가 형성된다. The upper container 10 may be open at the top so that the abrasive slurry 50 may be easily introduced. In addition, an opening is formed in the portion corresponding to the lower container 30 of the upper container 10 so that the abrasive slurry 50 can escape to the lower container 30.

하부 용기(30)는 상부 용기(10)의 개구부를 통하여 상부 용기(10)와 결합하여 연마재 슬러리(50)가 이 곳을 통하여 상부 용기(10)에서 하부 용기(30)로 흐르게 된다. 하부 용기(30)와 상부 용기(10)가 결합하는 부분에는 필터(20)가 개재되어 연마재 슬러리(50)의 거대 입자를 필터링하는 역할을 한다. 하부 용기(30)의 일측에 형성된 진공 배기구(35)를 통하여 진공 펌프(미도시)가 형성되어 하부 용기(30) 내부를 진공 상태로 유지하게 한다. 이러한 진공압에 의한 강제 필터링 방식에 의해, 연마재 슬러리(50) 중 입경이 800nm 이상인 거대 입자는 필터(20)에 의해 필터링되고, 나머지 입자들은 필터(20)를 통과하게 된다.The lower vessel 30 is coupled with the upper vessel 10 through the opening of the upper vessel 10 so that the abrasive slurry 50 flows from the upper vessel 10 to the lower vessel 30 through this place. The filter 20 is interposed between the lower container 30 and the upper container 10 to filter large particles of the abrasive slurry 50. A vacuum pump (not shown) is formed through the vacuum exhaust port 35 formed at one side of the lower container 30 to maintain the inside of the lower container 30 in a vacuum state. By the forced filtering by the vacuum pressure, the large particles having a particle size of 800 nm or more in the abrasive slurry 50 are filtered by the filter 20, and the remaining particles pass through the filter 20.

하부 용기(30)에는 필터(20)를 통과하는 연마재 슬러리(50)의 유로를 가이드하는 가이드 관(40)이 형성될 수 있다.The lower container 30 may be formed with a guide tube 40 for guiding the flow path of the abrasive slurry 50 passing through the filter 20.

연마재 슬러리(50)가 필터(20)에 잘 흡수되어 필터링될 수 있도록 필터(20)는 친수성 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 필터(20)로는 폴리카보네이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 필터(20)에는 약 800 내지 1000 nm의 평균 직경을 가지는 공극이 형성되어 거대 입경을 가지는 연마재 슬러리(50)는 필터(20)에서 필터링될 수 있다. 이러한 공극은 레이저를 이용하여 임의의 균일한 크기로 형성할 수 있으며, 공극의 크기에 따라 필터링되는 거대 입자의 크기를 다양하게 조절할 수 있다. The filter 20 may be formed of a hydrophilic resin so that the abrasive slurry 50 may be well absorbed and filtered by the filter 20. For example, polycarbonate may be used as the filter 20. In addition, pores having an average diameter of about 800 to 1000 nm are formed in the filter 20 so that the abrasive slurry 50 having a large particle size may be filtered in the filter 20. Such pores may be formed in any uniform size using a laser, and the size of the macroparticles to be filtered may be variously adjusted according to the size of the pores.

이러한 거대 입자 분석 장치(100)를 이용하여, 입도 분석기에 의해 관찰되지 않는 연마재 슬러리(50)의 거대 입자에 대하여 다음과 같은 방법을 이용하여 그 농도를 측정한다. Using such a large particle analysis device 100, the concentration of the large particles of the abrasive slurry 50 not observed by the particle size analyzer is measured using the following method.

앞서 설명한 바와 같이, 연마재 슬러리는 산화 세륨 분말과 물, 분산제를 포함한다. 여기서, 산화 세륨 분말의 무게(이하, Wc)와, 필터의 무게(이하, Wf1)를 측정한다. 그리고, 거대 입자 분석 장치(100)로 연마재 슬러리를 필터링한 후, 연마재 슬러리를 통과시킨 필터를 건조한다. 건조된 필터의 무게(Wf2)를 측정한다.As described above, the abrasive slurry includes cerium oxide powder, water, and a dispersant. Here, the weight (hereinafter, referred to as Wc) of the cerium oxide powder and the weight (hereinafter, referred to as Wf1) of the filter are measured. And after filtering an abrasive slurry with the macroparticle analyzer 100, the filter which passed the abrasive slurry is dried. The weight of the dried filter (Wf2) is measured.

이상의 측정값들을 하기 수학식 1에 대입하여 거대 입자의 농도를 ppm 단위로 측정할 수 있다.The above measured values can be substituted in the following Equation 1 to determine the concentration of the large particles in ppm.

Figure 112005051739947-pat00003
Figure 112005051739947-pat00003

이와 같이, 거대 입자 분석 장치(100)를 이용하여 연마재 슬러리 내에 포함된 거대 입자의 농도를 계산할 수 있다. 여기서, 계산된 거대 입자의 함량은 레이저 회절을 이용한 입도 분석기에서 관찰되지는 않을 정도로 미량이지만, 입경이 커서 이러한 거대 입자에 의해 발생되는 스크래치는 피연마막에 대하여 치명적으로 작용할 수 있다. 입도 분석기에서 관찰되지는 않지만 본 발명의 거대 입자 분석 장치에 의해 관찰되는 800nm 이상의 입경을 가지는 거대 입자 농도는 500 ppm 이하인 것이 바람직하다. 만약 거대 입자 농도가 500 ppm 이상일 경우, 스크래치가 많이 발생할 수 있다.As such, the concentration of the macroparticles contained in the abrasive slurry may be calculated using the macroparticle analysis apparatus 100. Here, the content of the calculated macroparticles is so small that they are not observed in the particle size analyzer using laser diffraction, but the particle size is large, and the scratches generated by such macroparticles may act fatally to the polished film. Although not observed in the particle size analyzer, the macroparticle concentration having a particle size of 800 nm or more observed by the macroparticle analyzer of the present invention is preferably 500 ppm or less. If the large particle concentration is more than 500 ppm, a lot of scratches may occur.

공정 조건상 요구되는 적절한 식각 속도를 얻기 위해서는, 본 발명의 일 실시예에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 적어도 130nm 이상의 부피 평균 입경을 가지는 것이 바람직하다. 부피 평균 입경이 130nm 보다 작은 경우 거대 입자의 농도는 낮으나 높은 연마 속도를 가지기 어렵다. 더욱 바람직하게는 본 발명의 일 실시예에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 180nm 이상의 부피 평균 입경을 가진다.In order to obtain an appropriate etching rate required by the process conditions, the cerium-based abrasive slurry according to an embodiment of the present invention preferably has a volume average particle size of at least 130 nm. When the volume average particle diameter is smaller than 130 nm, the concentration of the large particles is low but it is difficult to have a high polishing rate. More preferably, the cerium-based abrasive slurry according to one embodiment of the present invention has a volume average particle diameter of 180 nm or more.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 세륨계 연마재 슬러리의 누적 100% 입경(D100)은 약 200nm 내지 500nm 범위에 속하는 것이 바람직하다. 연마재 슬러리는 부피 입경은 일반적으로 가우시안 분포(Gaussian distribution)를 가지므로 부피 평균 입경이 130nm 이상인 경우, 누적 100% 입경(D100)은 약 200nm 보다 크게 나타난다. 누적 100% 입경(D100)이 500nm 보다 크면, 800nm 이상의 입경을 가지는 거대 입자가 많이 생성될 수 있다.In addition, the cumulative 100% particle size (D 100 ) of the cerium-based abrasive slurry according to an embodiment of the present invention is preferably in the range of about 200 nm to 500 nm. Since the abrasive slurry generally has a Gaussian distribution, the cumulative 100% particle size (D 100 ) is larger than about 200 nm when the volume average particle size is 130 nm or more. When the cumulative 100% particle size (D 100 ) is larger than 500 nm, many large particles having a particle size of 800 nm or more may be generated.

이와 같이, 도 1에 도시된 거대 입자 분석 장치를 이용하여 본 발명의 연마재 슬러리 내에 함유된 거대 입자의 농도를 테스트한 후, 거대 입자의 농도가 500ppm 이하일 경우에 한하여 본 발명의 연마재 슬러리는 화학 기계적 연마를 위한 연마재 슬러리로 사용될 수 있다.As such, after testing the concentration of the macroparticles contained in the abrasive slurry of the present invention using the macroparticle analyzer shown in FIG. 1, the abrasive slurry of the present invention is chemical and mechanical only when the concentration of the macroparticles is 500 ppm or less. It can be used as an abrasive slurry for polishing.

본 발명의 일 실시예에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 0.16 ㎛ 이하의 미세 패턴용 반도체 박막의 연마에 사용될 뿐 아니라, 기존의 실리카 슬러리로 연마되던 층간절연막(Inter-Layer Dielectric, ILD)과 금속층간절연막(Inter-Metal Dielectric)의 연마 및 STI(Shallow Trench Isolation) 공정에도 적용될 수 있다. The cerium-based abrasive slurry according to one embodiment of the present invention is not only used for polishing a semiconductor thin film for a fine pattern of 0.16 μm or less, but also an inter-layer dielectric (ILD) and a metal interlayer dielectric layer polished with a conventional silica slurry. It can also be applied to the polishing of (Inter-Metal Dielectric) and Shallow Trench Isolation (STI) processes.

본 발명에 관한 보다 상세한 내용은 다음의 구체적인 실험예들을 통하여 설명하며, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 설명을 생략한다.More detailed information about the present invention will be described through the following specific experimental examples, and details not described herein will be omitted because it can be inferred technically by those skilled in the art.

[실험예 1]Experimental Example 1

TEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)의 PE-CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 공정, 즉 PE-TEOS 공정을 사용하여 8인치 실리콘 웨이퍼 위에 10,000Å의 두께로 이산화규소막을 형성하고, 이산화규소막 상에 LP-CVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)법을 사용하여 질화규소막을 2,000Å 두께로 형성하여 피연마막을 형성하였다.A silicon dioxide film was formed on the 8-inch silicon wafer with a thickness of 10,000 Å using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD) process of TEE (TetraEthyl OrthoSilicate), PE-TEOS process, and LP-CVD on a silicon dioxide film. A silicon nitride film was formed to a thickness of 2,000 kPa using a Low Pressure Chemical Vapor Deposition method to form a polished film.

볼 밀(ball mill)을 사용하여 수산화 세륨을 건식 분쇄한 후, 약 900℃에서 산화시켜 XRD로 측정한 1차 입경의 크기가 약 35nm 크기의 산화 세륨을 수득하였다. 수득한 산화 세륨 분말 800g을 탈이온수 9160g에 가한 후, 산화 세륨 분말 조제시에 뭉쳐진 분말 덩어리가 수중에 남지 않도록 프로펠러 교반기를 이용하여 30분간 교반하여 혼합액을 제조하였다. 산화 세륨 수성 현탁액에 교반하면서 분산제인 폴리아크릴산(중량 평균 분자량: 3000, 농도: 40 wt%)을 20g 첨가하였다. Dry milling of cerium hydroxide using a ball mill was followed by oxidation at about 900 ° C. to obtain cerium oxide having a primary particle size of about 35 nm measured by XRD. 800 g of the obtained cerium oxide powder was added to 9160 g of deionized water, followed by stirring for 30 minutes using a propeller stirrer so that the powder lumps agglomered during preparation of the cerium oxide powder remained in water to prepare a mixed liquid. 20 g of polyacrylic acid (weight average molecular weight: 3000, concentration: 40 wt%) as a dispersant was added to the cerium oxide aqueous suspension while stirring.

그 후, 대항충돌 분산기를 이용하여 200 MPa의 압력으로 입자를 충돌시킴으 로써, 수중에 균일하게 분산된 8 wt% 농도의 산화 세륨 슬러리를 수득하였다.Thereafter, the particles were collided at a pressure of 200 MPa using an anti-collision disperser to obtain a cerium oxide slurry having a concentration of 8 wt% uniformly dispersed in water.

이러한 산화 세륨 슬러리를 1200rpm으로 회전 중에 있는 원통형의 원심분리기 하단에서 주입하여 상단으로 빼내는 방식으로(이때, 거대 입자들은 원심분리기의 기벽에 붙어 상단의 배출관으로 나오고, 작은 입자들만 원심분리기 상단으로 나오게 됨), 거대 입자들을 1차로 제거하였다. 이후 350rpm으로 회전 중에 있는 동일 원심분리기를 이용하여 상단의 배출관에서 배출되는 슬러리를 수득하여 거대 입자를 2차로 제거하였다. This cerium oxide slurry is injected at the bottom of the cylindrical centrifuge in rotation at 1200rpm and pulled out to the top (at this time, the large particles are attached to the base wall of the centrifuge and come out to the top discharge pipe, and only small particles come out to the top of the centrifuge). ), The large particles were removed first. Thereafter, the slurry was discharged from the upper discharge pipe by using the same centrifuge in rotation at 350 rpm to remove the large particles secondarily.

이후 3㎛ 크기의 폴리프로필렌 필터를 2단 사용하여 10L/분의 유속으로 3시간 회전순환시켰다. 폴리프로필렌 필터를 통과한 슬러리의 wt%를 측정한 후 증류수를 가하여 5wt% 슬러리를 제조하였다. Thereafter, two stages of the polypropylene filter having a size of 3 μm were rotated for 3 hours at a flow rate of 10 L / min. After measuring the wt% of the slurry passed through the polypropylene filter, distilled water was added to prepare a 5 wt% slurry.

이와 같이 제조된 세륨계 연마재 슬러리에 대하여 레이저 회절을 이용한 입도 분석기(Microtrac사(社)의 UPA150™)를 이용하여 부피 평균 입경과 누적 100% 입경(D100)을 구하였다. 이때 부피 평균 입경은 약 191nm로, 누적 100% 입경(D100)은 약 458nm로 측정되었다.The volume average particle size and the cumulative 100% particle size (D 100 ) were obtained using the particle size analyzer (UPA150 ™ manufactured by Microtrac Co., Ltd.) using laser diffraction for the cerium-based abrasive slurry thus prepared. In this case, the volume average particle diameter was about 191 nm, and the cumulative 100% particle size (D 100 ) was about 458 nm.

이러한 세륨계 연마재 슬러리에 탈이온수를 첨가하여 0.25 wt%가 되도록 희석한 후, 도 1에 도시된 거대 입자 분석 장치를 이용하여 연마재 슬러리 내의 거대 입자의 함량을 측정하였다. 여기서, 거대 입자 분석 장치에 사용된 필터는 약 800nm의 평균 직경을 가지는 Millipore사(社)의 폴리카보네이트 재질의 '멤브레인 필터 1.2마이크로미터'™를 사용하였다. 이 때 거대 입자 농도는 약 369.6 ppm으로 측정되었다. After dilution to 0.25 wt% by adding deionized water to the cerium-based abrasive slurry, the content of the macroparticles in the abrasive slurry was measured using the macroparticle analyzer shown in FIG. 1. Here, the filter used in the macroscopic particle analyzer used 'Membrane Filter 1.2 micrometer' ™ made of Millipore's polycarbonate having an average diameter of about 800 nm. At this time, the large particle concentration was measured to be about 369.6 ppm.

[실험예 2]Experimental Example 2

본 실험예 2에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 다음을 제외하고는 대부분 실험예 1과 동일하게 제조되었다. 즉, 원심분리기를 이용하여 1차로 거대 입자들을 제거한 후, 200rpm으로 회전 중에 있는 동일 원심분리기를 이용하여 상단의 배출관에서 배출되는 슬러리를 수득하여 거대 입자를 제거하였다. 이때 세륨계 연마재 슬러리의 부피 평균 입경은 약 220nm로, 누적 100% 입경(D100)은 약 467nm로, 거대 입자 농도는 약 343.2 ppm으로 측정되었다.The cerium-based abrasive slurry according to Experimental Example 2 was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except for the following. That is, after removing the first large particles using a centrifuge, using the same centrifuge in rotation at 200rpm to obtain a slurry discharged from the upper discharge pipe to remove the large particles. At this time, the volume average particle diameter of the cerium-based abrasive slurry was about 220 nm, the cumulative 100% particle size (D 100 ) was about 467 nm, and the large particle concentration was about 343.2 ppm.

[비교예 1]Comparative Example 1

본 비교예 1에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 다음을 제외하고는 대부분 실험예 1과 동일하게 제조되었다. 즉, 원심분리기를 이용하여 2차로 거대 입자를 제거하는 공정을 제외시켰다. 이때 부피 평균 입경은 약 310nm로, 누적 100% 입경(D100)은 약 492nm로, 거대 입자 농도는 약 680.2 ppm으로 측정되었다. The cerium-based abrasive slurry according to Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except for the following. That is, the process of removing the large particles by the second centrifuge was excluded. In this case, the volume average particle diameter was about 310 nm, the cumulative 100% particle size (D 100 ) was about 492 nm, and the large particle concentration was about 680.2 ppm.

[비교예 2]Comparative Example 2

본 비교예 2에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 다음을 제외하고는 대부분 실험예 1과 동일하게 제조되었다. 즉, 건식 분쇄한 수산화 세륨 분말을 약 700℃에서 산화시켜 XRD로 측정한 1차 입경의 크기가 약 30nm 크기의 산화 세륨을 수득하였다. 또한, 원심분리기를 이용하여 2차로 거대 입자를 제거하는 공정을 제외시켰다. 이때 부피 평균 입경은 약 128nm로, 누적 100% 입경(D100)은 약 461nm로, 거대 입자 농도는 약 384.5 ppm으로 측정되었다.The cerium-based abrasive slurry according to Comparative Example 2 was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except for the following. That is, the dry pulverized cerium hydroxide powder was oxidized at about 700 ° C. to obtain cerium oxide having a primary particle size of about 30 nm measured by XRD. In addition, the process of removing the large particles by the second centrifuge was excluded. At this time, the volume average particle diameter was about 128 nm, the cumulative 100% particle size (D 100 ) was about 461 nm, and the large particle concentration was about 384.5 ppm.

[비교예 3]Comparative Example 3

본 비교예 3에 의한 세륨계 연마재 슬러리는 다음을 제외하고는 대부분 실험예 1과 동일하게 제조되었다. 즉, 건식 분쇄한 수산화 세륨 분말을 약 650℃에서 산화시켜 XRD로 측정한 1차 입경의 크기가 약 28nm 크기의 산화 세륨을 수득하였다. 또한, 원심분리기를 이용하여 2차로 거대 입자를 제거하는 공정을 제외시켰다. 이때 부피 평균 입경은 약 118nm로, 누적 100% 입경(D100)은 약 450nm로, 거대 입자 농도는 약 851.6 ppm으로 측정되었다. The cerium-based abrasive slurry according to Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except for the following. That is, the dry pulverized cerium hydroxide powder was oxidized at about 650 ° C. to obtain cerium oxide having a primary particle size of about 28 nm measured by XRD. In addition, the process of removing the large particles by the second centrifuge was excluded. At this time, the volume average particle size was about 118 nm, the cumulative 100% particle size (D 100 ) was about 450 nm, and the large particle concentration was about 851.6 ppm.

이와 같이, 실험예 1 및 실험예 2와, 비교예 1 내지 비교예 3에서 수득된 각 세륨계 연마재 슬러리와 8인치용 CMP 연마기(AMAT사(社)의 Mirra™ 장치)를 이용하여, 앞서 설명한 이산화규소막 상에 형성된 질화규소막으로 구성된 피연마막을 3.5 psi의 압력으로 90초 동안 연마하였다. 각 세륨계 연마재 슬러리는 150 mL/min의 속도로 공급되었으며, 상정반 웨이퍼 헤드(wafer head)의 회전속도는 104 rpm이고, 하정반의 회전속도는 110 rpm 이었다. 여기에 사용된 패드는 'IC1000/suba Ⅳ stacked pad'™(Rodel사(社))를 사용하였다. Thus, using Experimental Example 1 and Experimental Example 2, and each of the cerium-based abrasive slurry obtained in Comparative Examples 1 to 3 and the 8-inch CMP polishing machine (Amir's Mirra ™ device), The polishing film composed of the silicon nitride film formed on the silicon dioxide film was polished for 90 seconds at a pressure of 3.5 psi. Each cerium-based abrasive slurry was supplied at a rate of 150 mL / min, the rotation speed of the top plate wafer head was 104 rpm, and the rotation speed of the bottom plate was 110 rpm. The pad used here used an 'IC1000 / suba IV stacked pad' ™ (Rodel).

각 세륨계 연마재 슬러리에 의해 피연마막을 연마한 후, 피연마막의 두께를 측정하여 얻은 연마속도(Å/min)와, 스크래치 평가 장비인 AIT-UV™ (KLA-Tenco사(社))를 사용하여 0.16 ㎛ 이상 크기의 스크래치 수에 대해 평가한 결과를 아래 표 1에 나타내었다.After polishing the polished film with each cerium-based abrasive slurry, the polishing rate obtained by measuring the thickness of the polished film was measured, and AIT-UV ™ (KLA-Tenco Co., Ltd.), a scratch evaluation equipment, was used. The results of evaluating the number of scratches having a size of 0.16 μm or more are shown in Table 1 below.

부피 평균 입경
(nm)
Volume average particle diameter
(nm)
D100
(nm)
D 100
(nm)
거대 입자 농도
(ppm)
Large particle concentration
(ppm)
스크래치
개수
scratch
Count
연마속도
(Å/min)
Polishing Speed
(Å / min)
실험예 1Experimental Example 1 191191 458458 369.6369.6 22 3674.13674.1 실험예 2Experimental Example 2 220220 467467 343.2343.2 99 3872.83872.8 비교예 1Comparative Example 1 310310 492492 680.2680.2 5454 3754.33754.3 비교예 2Comparative Example 2 128128 461461 384.5384.5 55 2670.22670.2 비교예 3Comparative Example 3 118118 450450 851.6851.6 3737 2178.62178.6

표 1을 살펴보면, 비교예 1의 슬러리는 부피 평균 입경이 130nm 이상, 바람직하게는 180nm 이상으로서 높은 연마 속도를 얻었으나, 거대 입자 농도가 500ppm 이상이 되어 스크래치가 다량 발생하였다. 비교예 2의 슬러리는 거대 입자 농도가 500ppm 이하로서 스크래치가 적게 발생하였으나, 부피 평균 입경이 130nm 이하로 높은 연마 속도를 얻을 수 없었다. 비교예 3의 슬러리는 부피 평균 입경이 130nm 이하로 연마속도가 낮을 뿐만 아니라, 거대 입자 농도가 500ppm 이상으로 스크래치가 다량 발생하였다. Looking at Table 1, the slurry of Comparative Example 1 obtained a high polishing rate with a volume average particle diameter of 130 nm or more, preferably 180 nm or more, but a large particle concentration of 500 ppm or more generated a large amount of scratches. In the slurry of Comparative Example 2, a large particle concentration was 500 ppm or less, but less scratch occurred, but a high polishing rate was not obtained with a volume average particle size of 130 nm or less. The slurry of Comparative Example 3 was not only low in polishing rate with a volume average particle diameter of 130 nm or less, but also a large amount of scratches were generated at a large particle concentration of 500 ppm or more.

이에 반해, 실험예 1 및 실험예 2의 슬러리는 부피 평균 입경이 130nm이상으로 높은 연마 속도을 얻음과 동시에, 거대 입자 t량이 500nm 이하로 스크래치가 적게 발생하였다. On the other hand, the slurry of Experimental Example 1 and Experimental Example 2 obtained a high polishing rate with a volume average particle diameter of 130 nm or more, and generated small scratches with a large particle size t of 500 nm or less.

표 1에서 알 수 있듯이, 실험예 1 및 실험예 2와, 비교예 1 내지 비교예 3에 의한 각 슬러리의 누적 100% 입경(D100)은 모두 500nm이하인 것으로 측정되었으나, 800nm 이상의 거대 입자는 입도 분석기를 통하여 측정할 수 없는 것을 알 수 있다. 이는, 앞서 언급한 것처럼 거대 입자의 함량이 매우 미량이기 때문이다.As can be seen from Table 1, the cumulative 100% particle size (D 100 ) of each of the slurry according to Experimental Example 1 and Experimental Example 2 and Comparative Examples 1 to 3 were all measured to be 500 nm or less, but the large particles of 800 nm or more were It can be seen that it cannot be measured through the analyzer. This is because, as mentioned above, the content of the large particles is very small.

이상의 실험예들과 비교예들에서 알 수 있듯이, 부피 평균 입경이 약 130nm 이상이면서, 거대 입자 분석 장치를 통한 입경이 약 800nm 이상인 거대 입자의 농도가 약 500ppm 이하인 세륨계 연마재 슬러리의 경우, 높은 식각 속도를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 거대 입자에 의한 스크래치도 줄일 수 있다.As can be seen from the above experiments and comparative examples, in the case of the cerium-based abrasive slurry having a volume average particle diameter of about 130 nm or more and a concentration of the large particles having a particle size of about 800 nm or more through the macro particle analyzer of about 500 ppm or less, high etching Not only can the speed be obtained, but the scratches caused by the large particles can be reduced.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to the above embodiments but may be manufactured in various forms, and having ordinary skill in the art to which the present invention pertains. It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세륨계 연마재 슬러리에 의하면, 높은 식각 속도를 구현함과 동시에 스크래치를 방지할 수 있다. As described above, according to the cerium-based abrasive slurry according to the present invention, it is possible to realize a high etching rate and at the same time to prevent scratches.

Claims (9)

물, 산화 세륨 분말 및 분산제를 포함하는 연마재 슬러리로서,An abrasive slurry comprising water, cerium oxide powder, and a dispersant, 상기 연마재 슬러리의 부피 평균 입경이 130nm 이상이며, The volume average particle diameter of the abrasive slurry is 130 nm or more, 800 내지 1000 nm의 평균 직경을 가지는 미세 공극이 형성된 필터를 구비하는 거대 입자 분석 장치를 이용하여, 상기 거대 입자 분석 장치의 상기 필터에 잔류된 거대 입자의 농도가 하기 식에 의해 500ppm 이하인 세륨계 연마재 슬러리.A cerium-based abrasive material having a concentration of macroparticles remaining in the filter of the macroparticle analyzer by 500 ppm or less by using the following formula using a macroparticle analyzer including a filter having micropores having an average diameter of 800 to 1000 nm. Slurry.
Figure 112012019386352-pat00004
Figure 112012019386352-pat00004
(여기서, Wc는 상기 산화 세륨 분말의 무게이고, Wf1은 상기 필터의 무게이고, Wf2는 상기 필터로 상기 연마재 슬러리를 필터링한 후 건조된 상기 필터의 무게를 말한다.)(Wc is the weight of the cerium oxide powder, Wf1 is the weight of the filter, Wf2 is the weight of the filter dried after filtering the abrasive slurry with the filter.)
제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 세륨계 연마재 슬러리의 누적 100% 입경(D100)이 200 내지 500 nm 인 세륨계 연마재 슬러리.A cerium-based abrasive slurry having a cumulative 100% particle size (D 100 ) of the cerium-based abrasive slurry of 200 to 500 nm. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 필터에 잔류된 상기 거대 입자의 입경이 800nm 이상인 세륨계 연마재 슬러리.A cerium-based abrasive slurry having a particle size of 800 nm or more of the macroparticles remaining in the filter. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 거대 입자 분석 장치의 상기 필터는 친수성 수지 필터로 이루어진 세륨계 연마재 슬러리.Cerium-based abrasive slurry of the filter of the macroparticle analyzer is made of a hydrophilic resin filter. 제4 항에 있어서, 5. The method of claim 4, 상기 필터는 폴리카보네이트로 이루어진 세륨계 연마재 슬러리.The filter is a cerium-based abrasive slurry made of polycarbonate. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 산화 세륨 분말은 탄산 세륨 또는 수산화 세륨의 산화물의 분말인 세륨계 연마재 슬러리.The cerium oxide powder is a cerium-based abrasive slurry is a powder of cerium carbonate or oxide of cerium hydroxide. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 분산제는 음이온성 유기 화합물로 이루어진 세륨계 연마재 슬러리.The dispersant is a cerium-based abrasive slurry made of an anionic organic compound. 제7 항에 있어서, 8. The method of claim 7, 상기 분산제는 폴리아크릴산, 폴리비닐황산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴아마이드 및 폴리아릴아민로 이루어진 그룹에선 선택된 어느 하나 이상의 물질로 이 루어진 세륨계 연마재 슬러리.The dispersant is a cerium-based abrasive slurry made of at least one material selected from the group consisting of polyacrylic acid, polyvinyl sulfate, polymethacrylic acid, polyacrylamide and polyarylamine. 제1 항에 있어서, The method according to claim 1, 상기 분산제의 중량 평균 분자량이 1,000 이상 50,000 이하인 세륨계 연마재 슬러리.A cerium-based abrasive slurry having a weight average molecular weight of the dispersant of 1,000 or more and 50,000 or less.
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