KR101388106B1 - Polishing slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same - Google Patents
Polishing slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101388106B1 KR101388106B1 KR1020120138838A KR20120138838A KR101388106B1 KR 101388106 B1 KR101388106 B1 KR 101388106B1 KR 1020120138838 A KR1020120138838 A KR 1020120138838A KR 20120138838 A KR20120138838 A KR 20120138838A KR 101388106 B1 KR101388106 B1 KR 101388106B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- slurry composition
- particles
- polishing slurry
- polishing
- acid
- Prior art date
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 65
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 25
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 20
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims description 18
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 16
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 13
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 13
- 229940124277 aminobutyric acid Drugs 0.000 claims description 11
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 8
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 claims description 7
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 6
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 6
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 6
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N Ornithine Natural products OC(=O)C(C)CCCN UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 claims description 6
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 claims description 6
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N Betaine Natural products C[N+](C)(C)CC([O-])=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 5
- KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O N,N,N-trimethylglycinium Chemical compound C[N+](C)(C)CC(O)=O KWIUHFFTVRNATP-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229960003237 betaine Drugs 0.000 claims description 5
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 5
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 claims description 5
- 239000004474 valine Substances 0.000 claims description 5
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 claims description 4
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 4
- 229920006322 acrylamide copolymer Polymers 0.000 claims description 4
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 4
- ODHCTXKNWHHXJC-VKHMYHEASA-N 5-oxo-L-proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 3
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 claims description 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims description 3
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 3
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 claims description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ODHCTXKNWHHXJC-GSVOUGTGSA-N Pyroglutamic acid Natural products OC(=O)[C@H]1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-GSVOUGTGSA-N 0.000 claims description 3
- ODHCTXKNWHHXJC-UHFFFAOYSA-N acide pyroglutamique Natural products OC(=O)C1CCC(=O)N1 ODHCTXKNWHHXJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 3
- VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N ammonium formate Chemical compound [NH4+].[O-]C=O VZTDIZULWFCMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims description 3
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 claims description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 3
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- WIFSDCDETBPLOR-UHFFFAOYSA-N 2-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=CC=C1C(O)=O.NC1=CC=CC=C1C(O)=O WIFSDCDETBPLOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 2
- 229960002743 glutamine Drugs 0.000 claims description 2
- 229960002429 proline Drugs 0.000 claims description 2
- 229960001153 serine Drugs 0.000 claims description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 14
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 9
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 description 8
- -1 ammonium salt ions Chemical class 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920006318 anionic polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- MJGBOFOZSAEULI-RUCXOUQFSA-N (2s)-5-oxopyrrolidine-2-carboxylic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1.OC(=O)[C@@H]1CCC(=O)N1 MJGBOFOZSAEULI-RUCXOUQFSA-N 0.000 description 1
- LPMKADABKPYRHE-UHFFFAOYSA-N 2-aminobutanoic acid Chemical compound CCC(N)C(O)=O.CCC(N)C(O)=O LPMKADABKPYRHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 229960004050 aminobenzoic acid Drugs 0.000 description 1
- CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N aminomethyl propanol Chemical compound CC(C)(N)CO CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003323 beak Anatomy 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
- C09G1/00—Polishing compositions
- C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
- C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
- C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
- C09K3/1472—Non-aqueous liquid suspensions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
- H01L21/321—After treatment
- H01L21/32115—Planarisation
- H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 질화막 선택비를 가지는 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용하여 기판 또는 웨이퍼를 연마하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a polishing slurry composition having a nitride film selectivity and a method for polishing a substrate or wafer using the same.
반도체 제조 공정 중 소자 분리 방법의 하나인 얕은 트렌치 소자 분리 화학 기계적 연마(shallow trench isolation chemical mechanical polishing; STI CMP) 공정은 소자가 다양해지고 고집적화됨에 따라 선폭이 더욱 미세해지면서 칩간 절연을 위해 새롭게 대두된 공정으로서, LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 공정에서 문제된 버즈 비크(Bird? Beak) 현상을 해결할 수 있는 신기술로 대두되고 있다. STI CMP 공정에서는 금속 최소 선폭이 점점 더 엄격해지면서 트렌치의 폭이 감소하고 증착되는 질화막의 두께가 얇아짐에 따라 CMP 공정 마진을 위해서 산화막과 질화막의 연마 선택비가 높은 연마 슬러리 조성물이 요구되고 있다.The shallow trench isolation chemical mechanical polishing (STI CMP) process, which is one of the device isolation methods in the semiconductor fabrication process, is newly introduced for chip-to-chip isolation as the device becomes more diverse and highly integrated. As a process, it is emerging as a new technology that can solve the problem of the Bird? Beak problem in the LOCOS (Local Oxidation of Silicon) process. In the STI CMP process, as the metal minimum line width becomes increasingly strict, the width of the trench decreases, and the thickness of the nitride film deposited becomes thinner, a polishing slurry composition having a high polishing selectivity of the oxide film and the nitride film is required for the CMP process margin.
현재 사용되고 있는 연마재는 입도 및 분산 제어가 어려운 고온고상 합성법으로 제조되어 입자 크기가 크고 표면 상태가 각이 진 상태이기 때문에 CMP 공정 시 마이크로-스크래치(micro-scratch)를 발생시키는 문제점이 있다.Currently used abrasives are manufactured by high temperature solid-state synthesis, which is difficult to control particle size and dispersion, and thus have a problem of generating micro-scratch during CMP process because the particle size is large and the surface state is angled.
따라서, 연마 슬러리 조성물의 사용 시 높은 선택비와 연마속도를 구현하는 동시에 마이크로-스크래치 안전성을 향상시킬 수 있는 방법의 개발이 요구되고 있다.
Accordingly, there is a need for the development of a method capable of improving micro-scratch safety while at the same time realizing a high selectivity and polishing rate when using the polishing slurry composition.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 우수한 연마 선택비 및 분산성을 가지는 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용하여 기판 또는 웨이퍼를 연마하는 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a polishing slurry composition having excellent polishing selectivity and dispersibility and a method for polishing a substrate or a wafer using the same.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 제1 측면에 따른 연마 슬러리 조성물은, 카르복실기를 포함하는 음이온성 분산제; 아민기 및 히드록시기를 포함하는 첨가제; 및 연마 입자;를 포함한다.The polishing slurry composition according to the first aspect of the present invention comprises an anionic dispersant comprising a carboxyl group; Additives including amine groups and hydroxyl groups; And abrasive particles.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 음이온성 분산제는, X-R1-COOH를 포함하고, X는 -CH3, -OH, -H 및 -SO3로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, R1은 1개 이상의 벤젠 고리를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the invention, the anionic dispersant comprises XR 1 -COOH, X comprises at least one selected from the group consisting of -CH 3 , -OH, -H and -SO 3 , R 1 may include, but is not limited to, one or more benzene rings.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 음이온성 분산제는, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 및 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the invention, the anionic dispersing agent, polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylamide / acrylic acid copolymer, polyacrylic acid / sulfonic acid copolymer acid / sulfonic acid copolymer), polysulfonic acid / acrylamide copolymer, and at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid / malonic acid copolymer. It may be, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 음이온성 분산제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the anionic dispersant may be 0.1 wt% to 5 wt% in the polishing slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 첨가제는, HO-Rn-NH2를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the additive may include HO-R n -NH 2 , but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 첨가제는, 아미노 부티르산(amino butyric acid), 프롤린(proline), 세린(serine), 글루타민(glutamine), 베타인(betaine), 파이로글루타민산(pyroglutamic acid), 아르지닌(arginine), 글라이신(glycine), 오르니틴(ornithine), 페닐알라닌(phenylalanine), 티로신(tyrosine), 발린(valine) 및 아미노벤조산(aminobenzoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the invention, the additive, amino butyric acid (amino butyric acid), proline (proline), serine (serine), glutamine (glutamine), betaine (betaine), pyroglutamic acid (pyroglutamic acid), arginine (arginine), glycine (glycine), ornithine (ornithine), phenylalanine (phenylalanine), tyrosine (tyrosine), valine (valine) and aminobenzoic acid (aminobenzoic acid) at least one selected from the group consisting of However, it is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 첨가제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the additive may be 0.1 wt% to 10 wt% of the polishing slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 입자는, 세리아 (이하, '산화세륨'과 혼용) 입자, 실리카 입자, 알루미나 입자, 지르코니아 입자 및 티타니아 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자 및 폴리이미드 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the invention, the abrasive particles, metal oxide containing at least any one selected from the group consisting of ceria (hereinafter mixed with 'cerium oxide') particles, silica particles, alumina particles, zirconia particles and titania particles. particle; Organic particles comprising at least any one selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles and polyimide particles; And organic-inorganic composite particles formed by complexing the metal oxide particles with the organic particles. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 입자는, 액상법에 의해 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the abrasive particles may be prepared by a liquid phase method, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 암모늄나이트레이트, 암모늄포스페이트, 암모늄아세테이트, 암모늄클로라이드, 암모늄설페이트, 암모늄포메이트, 암모늄카르보네이트 및 암모늄사이트레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 암모늄염을 더 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention there is provided a process for the preparation of a pharmaceutical composition for the treatment and / or prophylaxis of cancer, which comprises further comprising at least one ammonium salt selected from the group consisting of ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium formate, ammonium carbonate and ammonium citrate But is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물 중 1차 입자의 크기는 5 nm 내지 100 nm 이고, 2차 입자의 평균입경이 50 nm 내지 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the size of the primary particles in the polishing slurry composition is 5 nm to 100 nm, the average particle diameter of the secondary particles may be 50 nm to 300 nm, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물은, pH가 3 내지 8인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the invention, the polishing slurry composition, pH may be 3 to 8, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물 표면의 제타전위가 +25 mV 내지 +80 mV 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the zeta potential of the surface of the polishing slurry composition may be +25 mV to +80 mV, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정에서 산화막 대비 질화막의 연마 선택비가 30 내지 50 : 1 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to an aspect of the present invention, the polishing selectivity of the nitride film to the oxide film in the shallow trench isolation (STI) process may be 30 to 50: 1 or more, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물은, 초기 단차 제거용인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the polishing slurry composition may be for removing an initial step, but is not limited thereto.
본 발명의 제2 측면에 따른 기판 또는 웨이퍼를 연마하는 방법은, 본 발명의 제1 측면에 따른 연마 슬러리 조성물을 이용하여 기판 또는 웨이퍼를 연마한다.
In the method of polishing a substrate or wafer according to the second aspect of the present invention, the substrate or wafer is polished using the polishing slurry composition according to the first aspect of the present invention.
본 발명의 연마 슬러리 조성물은, 산화막 대비 질화막의 높은 연마 선택비를 구현할 수 있고, 액상법으로 연마 입자를 제조하여 기판 또는 웨이퍼 표면의 마이크로-스크래치 발생을 감소시킬 수 있다. 또한 높은 분산 안정성을 유지하여 연마 입자의 응집이 발생하지 않아 마이크로-스크래치 발생을 감소시킬 수 있다. 이를 통하여, 반도체의 제조 공정에 적합한 연마 공정을 수행할 수 있다.
The polishing slurry composition of the present invention can realize a high polishing selectivity of the nitride film relative to the oxide film, and can produce the abrasive particles by the liquid phase method to reduce the occurrence of micro-scratch on the substrate or the wafer surface. In addition, high dispersion stability is maintained so that agglomeration of the abrasive particles does not occur, thereby reducing the occurrence of micro-scratches. Thus, a polishing process suitable for a semiconductor manufacturing process can be performed.
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 및 비교예 2의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 진행에 따른 패턴 웨이퍼 형태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 및 비교예 2의 슬러리 조성물에 따른 평판의 산화규소막 웨이퍼와 질화막 웨이퍼막의 연마성능을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 2에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 3에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 4에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예 5에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 6에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.
도 9는 본 발명의 비교예 1에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후의 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다.1 is a view showing a pattern wafer shape according to the polishing progress using the slurry compositions of Examples 1 to 6, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention.
2 is a graph showing the polishing performance of the silicon oxide film wafer and the nitride film wafer film of the plate according to the slurry compositions of Examples 1 to 6, Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
3 is a photograph of wafer defect measurement results after polishing using the slurry composition according to Example 1 of the present invention.
4 is a photograph of wafer defect measurement results after polishing using the slurry composition according to Example 2 of the present invention.
5 is a photograph of a wafer defect measurement result after polishing using the slurry composition according to Example 3 of the present invention.
6 is a photograph of wafer defect measurement results after polishing using the slurry composition according to Example 4 of the present invention.
7 is a photograph of a wafer defect measurement result after polishing using the slurry composition according to Example 5 of the present invention.
8 is a photograph of wafer defect measurement results after polishing using the slurry composition according to Example 6 of the present invention.
9 is a photograph of a wafer defect measurement result after polishing using the slurry composition according to Comparative Example 1 of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명의 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용하여 기판 또는 웨이퍼를 연마하는 방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the polishing slurry composition of the present invention and a method of polishing a substrate or a wafer using the same will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.
본 발명의 제 1 측면에 따른 연마 슬러리 조성물은, 카르복실기를 포함하는 음이온성 분산제; 아민기 및 히드록시기를 포함하는 첨가제; 및 연마 입자;를 포함한다.The polishing slurry composition according to the first aspect of the present invention comprises an anionic dispersant comprising a carboxyl group; Additives including amine groups and hydroxyl groups; And abrasive particles.
본 발명의 상기 연마 입자는, 액상법에 의해 제조된 것으로서 질화막 선택비를 가지는 것일 수 있다.The abrasive particles of the present invention may be prepared by a liquid phase method and may have a nitride film selectivity.
상기 카르복실기를 포함하는 음이온성 분산제는, 상기 연마 입자의 표면과 반응하여 상기 연마 슬러리 조성물의 분산성을 증대시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The anionic dispersant including the carboxyl group may be to increase the dispersibility of the polishing slurry composition by reacting with the surface of the abrasive particles, but is not limited thereto.
상기 음이온성 분산제는, X-R1-COOH를 포함하고, X는 -CH3, -OH, -H 및 -SO3로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, R1은 1개 이상의 벤젠 고리를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The anionic dispersant includes XR 1 -COOH, X includes at least one selected from the group consisting of -CH 3 , -OH, -H and -SO 3 , R 1 is one or more benzene rings It may be to include, but is not limited thereto.
상기 음이온성 분산제는, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 및 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer), 폴리아크릴산/스타이렌 공중합체(polyacrylic acid/styrene copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The anionic dispersing agent, polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylamide / acrylic acid copolymer, polyacrylic acid / sulfonic acid copolymer, In the group consisting of polysulfonic acid / acrylamide copolymer, polyacrylic acid / malonic acid copolymer, polyacrylic acid / styrene copolymer It may include at least one selected, but is not limited thereto.
상기 음이온성 분산제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 음이온성 분산제가 약 0.1 중량% 미만인 경우 질화막의 패시베이션 포스(passivation force)가 약화되어 선택비가 낮아지고, 약 5 중량% 초과인 경우 산화막의 연마속도가 저하되며, 연마입자의 응집을 발생시켜 분산안정성이 저하된다.The anionic dispersant may be 0.1 wt% to 5 wt% in the polishing slurry composition, but is not limited thereto. When the anionic dispersant is less than about 0.1% by weight, the passivation force of the nitride film is weakened, so that the selectivity is lowered. When the anionic dispersant is less than about 5% by weight, the polishing rate of the oxide film is lowered. Stability is lowered.
상기 아민기 및 히드록시기를 포함하는 첨가제에서 아민기는, 패시페이션 포스를 강화시키며, 연마 시 연마면의 산화막 표면에의 흡착력을 증대시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 아민기는 기능 조절 목적에 따라 N+, NH, NH2, NH3를 선택하여 사용 가능하다. 상기 아민기는 2개 이상일 수 있다. 상기 아민기가 2개 이상인 경우, 상기 연마 입자의 (+) 전하가 강화되어 산화막 표면과의 흡착력이 더욱 증가하여 연마속도가 더욱 증가하는 효과가 나타난다.The amine group in the additive including the amine group and the hydroxy group may be to enhance the passivation force and to increase the adsorption force of the polishing surface to the oxide film surface during polishing, but is not limited thereto. The amine group can be used by selecting N + , NH, NH 2 , NH 3 according to the purpose of function control. The amine group may be two or more. When two or more amine groups are present, the (+) charge of the abrasive particles is enhanced to increase the adsorption force with the oxide film surface, thereby increasing the polishing rate.
상기 히드록시기는, 연마 입자의 표면에 위치할 수 있으며, 친수성 작용을 증대시켜 수용액 상태에서의 분산안정성을 증대시키고, 연마 공정에서 슬러리 조성물의 윤활성을 증대시켜 웨이퍼 위치에 따라 균일하게 연마 속도를 증대시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The hydroxy group may be located on the surface of the abrasive particles to increase the dispersion stability in the aqueous solution state by increasing the hydrophilic action and increase the lubricity of the slurry composition in the polishing process to increase the polishing rate uniformly according to the wafer position But is not limited thereto.
상기 첨가제는, 질화막의 패시페이션 포스를 증가시키기 위하여 HO-Rn-NH2를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The additive may include HO-R n -NH 2 to increase the passivation force of the nitride film, but is not limited thereto.
상기 첨가제는, 아미노 부티르산(amino butyric acid), 프롤린(proline), 세린(serine), 글루타민(glutamine), 베타인(betaine), 파이로글루타민산(pyroglutamic acid), 아르지닌(arginine), 글라이신(glycine), 오르니틴(ornithine), 페닐알라닌(phenylalanine), 티로신(tyrosine), 발린(valine) 및 아미노벤조산(aminobenzoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The additives include amino butyric acid, proline, serine, glutamine, betaine, pyroglutamic acid, arginine, and glycine. ), Ornithine (ornithine), phenylalanine (phenylalanine), tyrosine (tyrosine), valine (valine) and aminobenzoic acid may include at least one selected from the group consisting of, but is not limited thereto. .
상기 첨가제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 약 5 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 첨가제가 약 0.1 중량% 미만인 경우, 질화막의 표면 패시베이션 기능이 저하되어 질화막이 과량으로 연마되는 문제점이 발생할 수 있으며, 약 10 중량% 초과일 경우에는, 연마 슬러리 조성물의 분산 안정성이 저하되어 마이크로-스크래치가 발생하는 문제점이 있다.The additive may be about 0.1% to about 10% by weight, preferably about 0.5% to about 5% by weight of the polishing slurry composition, but is not limited thereto. When the additive is less than about 0.1% by weight, the surface passivation function of the nitride film may be degraded, thereby causing a problem that the nitride film is excessively polished. When the additive is more than about 10% by weight, the dispersion stability of the polishing slurry composition may be deteriorated to reduce the micro- There is a problem that scratches occur.
상기 연마 입자는, 예를 들어, 실리카 입자, 알루미나 입자, 세리아 입자, 지르코니아 입자 및 티타니아 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자 및 폴리이미드 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 상기 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The abrasive grains include, for example, metal oxide particles including at least one selected from the group consisting of silica particles, alumina particles, ceria particles, zirconia particles and titania particles; Organic particles comprising at least any one selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles and polyimide particles; And organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and the organic particles, but the present invention is not limited thereto.
상기 연마 입자는, 액상법에 의해 제조된 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 액상법은 연마 입자 전구체를 수용액 중에서 화학적 반응을 발생시키고, 결정을 성장시켜 미립자를 얻는 졸-겔(sol-gel) 법이나 연마 입자 이온을 수용액에서 침전시키는 공침법, 및 고온 고압 하에서 연마 입자를 형성하는 수열합성법 등을 적용하여 제조될 수 있다. 액상법으로 제조된 연마 입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 구형에 가까운 입자형상으로 인하여, 연마 공정시 발생하는 마이크로 스크래치를 저감하며, 단분산성의 입도 분포로 웨이퍼 연마 공정시 균일한 연마 속도의 프로파일을 가질 수 있다.The abrasive grains may include those prepared by the liquid phase method, but are not limited thereto. The liquid phase method includes a sol-gel method in which an abrasive particle precursor is caused to undergo a chemical reaction in an aqueous solution and crystals are grown to obtain fine particles, a coprecipitation method in which abrasive particle ions are precipitated in an aqueous solution, A hydrothermal synthesis method such as a hydrothermal synthesis method. The polishing slurry composition comprising the abrasive grains prepared by the liquid phase method has a uniform polishing rate profile in the wafer polishing process with a monodispersed particle size distribution because of the shape of the spherical particles, .
상기 연마 슬러리 조성물 중 상기 연마 입자는, 1차 입자의 크기는 약 5 nm 내지 약 100 nm 이고, 2차 입자의 크기는 약 50 nm 내지 약 300 nm인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연마 슬러리 조성물 중 1차 입자의 평균 크기에 있어서, 액상에서 합성하기 때문에 입자 균일성을 확보하기 위해서 약 100 nm 이하이어야 하며, 약 5 nm 미만일 경우에는 연마율이 저하되는 문제점이 있다. 상기 연마 슬러리 조성물 중 2차 입자의 평균 크기에 있어서, 2차 입자의 크기가 약 50 nm 미만인 경우 밀링으로 인하여 작은 입자가 과도하게 발생하면 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하며, 약 300 nm를 초과하는 경우 단분산성을 달성하지 못하여 스크래치와 같은 표면 결함 우려가 있다.The abrasive particles in the polishing slurry composition, the primary particles may be about 5 nm to about 100 nm, the size of the secondary particles may be about 50 nm to about 300 nm, but is not limited thereto. In the average size of the primary particles in the polishing slurry composition, it should be about 100 nm or less in order to ensure particle uniformity because it is synthesized in the liquid phase, there is a problem that the polishing rate is lowered when less than about 5 nm. In the average size of the secondary particles in the polishing slurry composition, if the size of the secondary particles is less than about 50 nm, excessive generation of small particles due to milling deteriorates the detergency, and excessive defects occur on the wafer surface. If it exceeds about 300 nm, monodispersity is not achieved and there is a fear of surface defects such as scratching.
상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 바람직하게는 약 0.5 중량% 내지 약 3 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 연마 입자가 약 0.1 중량% 미만인 경우, 산화막 연마 속도가 감소되며, 약 5 중량% 초과일 경우에는, 산화막과 질화막의 연마 속도가 높아 디싱 및 에로젼이 발생하며, 연마 입자에 의한 결함 발생이 우려된다.The abrasive grains may be from about 0.1% to about 5%, preferably from about 0.5% to about 3%, by weight of the slurry composition, but are not limited thereto. When the abrasive grains are less than about 0.1 wt%, the polishing rate of the oxide film is decreased. When the abrasive grains are more than about 5 wt%, dishing and erosion occur due to a high polishing rate of the oxide film and the nitride film, I am concerned.
상기 연마 슬러리 조성물의 분산 안정성 및 연마 속도를 증가시키고 지속적인 연마능력을 유지하기 위하여 암모늄염을 더 포함할 수 있으며, 상기 암모늄염은 예를 들어, 암모늄나이트레이트, 암모늄포스페이트, 암모늄아세테이트, 암모늄클로라이드, 암모늄설페이트, 암모늄포메이트, 암모늄카르보네이트 및 암모늄사이트레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In order to increase the dispersion stability and polishing rate of the polishing slurry composition and maintain a continuous polishing ability, the ammonium salt may further include, for example, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate , Ammonium formate, ammonium carbonate and ammonium citrate may be at least one selected from the group consisting of, but is not limited thereto.
상기 암모늄염은, 상기 연마 첨가제 중 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 약 0.001 중량% 미만인 경우, 분산 안정성의 증대 효과가 없으며, 약 5 중량% 초과인 경우에는, 암모늄염 이온에 의한 정전기적 반발력이 증가하여 오히려 분산 안정성을 저하시키게 된다.The ammonium salt may be about 0.001 wt% to about 5 wt% of the polishing additive, but is not limited thereto. When less than about 0.001% by weight, there is no effect of increasing dispersion stability, and when it is more than about 5% by weight, electrostatic repulsion by ammonium salt ions is increased to lower the dispersion stability.
상기 연마 슬러리 조성물은, pH 조절제를 이용하여 pH가 약 3 내지 약 8인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. pH가 낮으면 연마 속도가 감소하게 되며, pH가 높을수록 연마 속도는 증가하지만, pH가 8 초과인 경우 분산 안정성이 급격히 저하되어 응집이 발생하게 되는 문제점이 있다. 슬러리의 pH를 중성영역으로 설정함으로써 친환경적이고, 연마설비를 비롯한 동작환경의 보전과 폐수의 유해성 감소, 폐수 처리의 용이성을 높일 수 있다.The polishing slurry composition may have a pH of about 3 to about 8 using a pH adjusting agent, but is not limited thereto. When the pH is low, the polishing rate is decreased. When the pH is high, the polishing rate is increased. However, when the pH is more than 8, the dispersion stability is rapidly lowered and coagulation occurs. By setting the pH of the slurry to the neutral range, it is environmentally friendly, and it is possible to improve the operation environment including the grinding facility, reduce the harmfulness of wastewater, and improve the ease of wastewater treatment.
상기 pH 조절제는, 암모니아 수용액, 아미노 메틸 프로판올 수용액, 수산화 칼륨 수용액, 수산화 나트륨 수용액, 아세트산 수용액, 염산 수용액, 질산 수용액 및 트리메틸 암모늄 퍼옥사이드 수용액으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pH adjusting agent may be at least one selected from the group consisting of aqueous ammonia, aminomethylpropanol aqueous solution, potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, acetic acid aqueous solution, hydrochloric acid aqueous solution, nitric acid aqueous solution and trimethylammonium peroxide aqueous solution But is not limited to.
상기 연마 슬러리 조성물 표면의 제타전위는 (+)의 제타전위를 가질 수 있으며, 예를 들어, 약 +25 mV 내지 약 +80 mV 인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The zeta potential of the surface of the polishing slurry composition may have a (+) zeta potential, for example, but is not limited to, about +25 mV to +80 mV.
얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정에서 산화막 대비 질화막의 연마 선택비가 약 30 내지 50 : 1일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 연마 선택비가 50 : 1보다 크면, 산화막 연마가 많이 되어 디싱 현상 (dishing; 연마대상막, 연마정지막 CMP시 연마대상막이 정지막보다 과연마되어 접시 모양처럼 움푹 패이는 현상)이 발생할 수 있다.
In a shallow trench isolation (STI) process, the polishing selectivity of the nitride film to the oxide film may be about 30 to 50: 1, but is not limited thereto. If the polishing selectivity is greater than 50: 1, the oxide film is polished so much that dishing (dishing) may occur when the polishing target film is over-polishing than the stationary film during the polishing stop film and the polishing stop film CMP to dent like a dish.
본 발명의 연마 슬러리 조성물은, 산화막 대비 질화막의 높은 연마 선택비를 구현할 수 있고, 액상법으로 연마 입자를 제조하여 기판 또는 웨이퍼 표면의 마이크로-스크래치 발생을 감소시킬 수 있다. 또한 높은 분산 안정성을 유지하여 연마 입자의 응집이 발생하지 않아 마이크로-스크래치 발생을 감소시킬 수 있다.
The polishing slurry composition of the present invention can realize a high polishing selectivity of the nitride film relative to the oxide film, and can produce the abrasive particles by the liquid phase method to reduce the occurrence of micro-scratch on the substrate or the wafer surface. In addition, high dispersion stability is maintained so that agglomeration of the abrasive particles does not occur, thereby reducing the occurrence of micro-scratches.
본 발명의 제2 측면은, 본 발명의 제 1 측면에 따른 연마 슬러리 조성물을 이용하여 기판 또는 웨이퍼를 연마하는 방법을 제공할 수 있다.
The second aspect of the present invention can provide a method of polishing a substrate or wafer using the polishing slurry composition according to the first aspect of the present invention.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
[[ 실시예Example 1] One]
액상법으로 제조된 산화세륨 30 중량%를 포함하는 수용액 5,000 g에 아미노 부티르산 수용액을 175 g을 첨가하고, 분자량이 1,000인 폴리옥시에틸렌을 25 g을 첨가하였다. 추가로 분산 안정성 및 연마가속제로 암모늄나이트레이트를 25 g 첨가하였다. 이어서, 암모니아를 이용하여 pH를 6으로 조절한 후 비즈 밀(beads mill)을 적용하여 2 시간 동안 분산하였다. 혼합물을 필터링하여 콜로이달 세리아 슬러리를 제조하였다. 그리고, 음이온성의 폴리아크릴산을 750 g을 첨가하고 증류수를 25,000g을 첨가하였으며, 첨가제로 아미노 부티르산 20 g을 추가 첨가하였으며, 조절제로 트리메틸 암모늄 퍼옥사이드 수용액을 첨가하여 pH를 6.5로 조절한 슬러리 조성물을 제조하였다 제조된 콜로이달 세리아 슬러리를 Malvern Zeta-Sizer를 이용하여 측정하였을 때 Z-average 입자 크기는 146 nm를 나타내었다.
175 g of aqueous amino butyric acid solution was added to 5,000 g of an aqueous solution containing 30% by weight of cerium oxide prepared by the liquid phase method, and 25 g of polyoxyethylene having a molecular weight of 1,000 was added. In addition, 25 g of ammonium nitrate was added as dispersion stability and polishing accelerator. Subsequently, the pH was adjusted to 6 using ammonia, followed by dispersing for 2 hours using a beads mill. The mixture was filtered to produce a colloidal ceria slurry. Then, 750 g of anionic polyacrylic acid was added, 25,000 g of distilled water was added, 20 g of amino butyric acid was added as an additive, and a slurry composition having pH adjusted to 6.5 by addition of an aqueous trimethyl ammonium peroxide solution as a control agent. Prepared The colloidal ceria slurry was measured using a Malvern Zeta-Sizer Z-average particle size was 146 nm.
[[ 실시예Example 2] 2]
첨가제로서 아미노 부티르산 대신에 프롤린을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 슬러리 조성물을 제조하였다.
A slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that proline was added instead of amino butyric acid as an additive.
[[ 실시예Example 3] 3]
첨가제로서 아미노 부티르산 대신에 세린을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 슬러리 조성물을 제조하였다.
A slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that serine was added instead of amino butyric acid as an additive.
[[ 실시예Example 4] 4]
첨가제로서 아미노 부티르산 대신에 글루타민을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 슬러리 조성물을 제조하였다.
A slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that glutamine was added instead of amino butyric acid as an additive.
[[ 실시예Example 5] 5]
첨가제로서 아미노 부티르산 대신에 베타인을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 슬러리 조성물을 제조하였다.
A slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that betaine was added instead of amino butyric acid as an additive.
[[ 실시예Example 6] 6]
첨가제로서 아미노 부티르산 대신에 파이로글루타믹산 을 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 슬러리 조성물을 제조하였다.
A slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that pyroglutamic acid was added instead of amino butyric acid as an additive.
[[ 비교예Comparative Example 1] One]
고상법으로 제조된 산화세륨 10 Kg을 초순수 90 kg 및 음이온계 고분자 분산제로서 암모늄 폴리메타크릴레이트 0.1 kg을 첨가하였다. 그리고 4 시간 동안 혼합 및 습식시킨 후, 10 중량% 혼합물을 패스형 밀링 방식을 이용하여 6 시간 동안 밀링하였다. 상기 밀링된 혼합물을 필터링화여 세리아 슬러리를 제조하였다. 제조된 슬러리를 Malvern Zeta-Sizer를 이용하여 측정하였을 때 Z-average 입자 크기는 265 nm를 나타내었다. 그리고, 음이온성의 폴리아크릴산을 750 g을 첨가하고 증류수를 25,000 g을 첨가하였으며, 첨가제로 아미노 부티르산 20 g을 추가 첨가하였으며, 조절제로 트리메틸 암모늄 퍼옥사이드 수용액을 첨가하여 pH를 6.5로 조절한 슬러리 조성물을 제조하였다
10 kg of cerium oxide prepared by the solid-phase method was added to 90 kg of ultrapure water and 0.1 kg of ammonium polymethacrylate as an anionic polymer dispersant. And after mixing and wet for 4 hours, the 10% by weight mixture was milled for 6 hours using a pass milling method. The milled mixture was filtered to prepare a ceria slurry. When the prepared slurry was measured using a Malvern Zeta-Sizer, the Z-average particle size was 265 nm. Then, 750 g of anionic polyacrylic acid was added, 25,000 g of distilled water was added, 20 g of amino butyric acid was added as an additive, and a slurry composition having pH adjusted to 6.5 by addition of aqueous trimethyl ammonium peroxide solution as a control agent. Manufactured
[[ 비교예Comparative Example 2] 2]
액상법으로 제조된 산화세륨 30 중량%를 포함하는 수용액 5,000 g에 아미노 부티르산 수용액을 175 g을 첨가하고, 분자량이 1,000인 폴리옥시에틸렌을 25 g을 첨가하였다. 추가로 분산 안정성 및 연마가속제로 암모늄나이트레이트를 25 g 첨가하였다. 이어서, 암모니아를 이용하여 pH를 6으로 조절한 후 비즈 밀을 적용하여 2 시간 동안 분산하였다. 혼합물을 필터링하여 콜로이달 세리아 슬러리를 제조하였다. 그리고, 음이온성의 폴리아크릴산을 750 g을 첨가하고 증류수를 25,000 g을 첨가하였으며, 조절제로 트리메틸 암모늄 퍼옥사이드 수용액을 첨가하여 pH를 6.5로 조절한 슬러리 조성물을 제조하였다. 제조된 콜로이달 세리아 슬러리를 Malvern Zeta-Sizer를 이용하여 측정하였을 때 Z-average 입자 크기는 142 nm를 나타내었다
175 g of aqueous amino butyric acid solution was added to 5,000 g of an aqueous solution containing 30% by weight of cerium oxide prepared by the liquid phase method, and 25 g of polyoxyethylene having a molecular weight of 1,000 was added. In addition, 25 g of ammonium nitrate was added as dispersion stability and polishing accelerator. Subsequently, the pH was adjusted to 6 with ammonia, and the mixture was dispersed for 2 hours using a bead mill. The mixture was filtered to produce a colloidal ceria slurry. Then, 750 g of anionic polyacrylic acid was added and 25,000 g of distilled water were added, and a slurry composition having pH adjusted to 6.5 was prepared by adding trimethyl ammonium peroxide aqueous solution as a regulator. When the colloidal ceria slurry prepared was measured using a Malvern Zeta-Sizer, the Z-average particle size showed 142 nm.
실시예 1 내지 실시예 6의 분산 안정성은 우수하였다. 분산 안정성 평가는 자연 침전을 육안으로 관찰하였다.
The dispersion stability of Examples 1 to 6 was excellent. In the evaluation of dispersion stability, the natural precipitation was visually observed.
[연마 조건][Polishing condition]
실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 및 비교예 2의 슬러리 조성물을 하기와 같은 연마 조건으로 연마하였다.
The slurry compositions of Examples 1 to 6, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were polished under the following polishing conditions.
1. 연마기: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech 社)1. Grinder: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech)
2. 패드: IC-1000 (Rohm&Hass 社)2. Pad: IC-1000 (Rohm & Hass)
3. 연마 시간: 60 s(블랭킷 웨이퍼(blanket wafer)), 30 s(패턴 웨이퍼)3. Polishing time: 60 s (blanket wafer), 30 s (pattern wafer)
4. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 244. Platen RPM: 24
5. 헤드 RPM (Head RPM): 905. Head RPM (Head RPM): 90
6. 유량 (Flow rate): 200 ml/min6. Flow rate: 200 ml / min
7. 사용된 웨이퍼:7. Used Wafer:
- 8인치 산화 규소막 평판 웨이퍼 (PE-TEOS) - 8 inch silicon oxide film flat wafer (PE-TEOS)
- 8인치 질화막 평판 웨이퍼 8-inch nitride plate wafer
8. 압력: 4.0 psi8. Pressure: 4.0 psi
9. Defect 측정기: AIT-XP (KLA Tencor社)
9. Defect Meter: AIT-XP (KLA Tencor)
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 및 비교예 2의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 진행에 따른 패턴 웨이퍼 형태를 나타낸 도면이다. 도 1의 (a)는 실리콘 기판(110), 열산화막(120), 스토퍼막(질화막, 130) 및 산화규소막(140)을 포함하는 초기 패턴 웨이퍼의 형태를 나타내고, (b)는 단차 제거후 패턴 웨이퍼의 형태를 나타내며, (c)는 STI 공정 진행 후 패턴 웨이퍼 형태를 나타낸다.
1 is a view showing a pattern wafer shape according to the polishing progress using the slurry compositions of Examples 1 to 6, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of the present invention. FIG. 1A shows the shape of an initial pattern wafer including a
도 2는 실시예 1 내지 실시예 6, 비교예 1 및 비교예 2의 슬러리 조성물에 따른 평판의 산화규소막 웨이퍼와 질화막 웨이퍼막의 연마성능을 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing the polishing performance of the silicon oxide film wafer and the nitride film wafer film of the plate according to the slurry compositions of Examples 1 to 6, Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
도 2의 결과로부터 액상법으로 제조된 세리아 연마입자를 갖는 슬러리에 카르복실기를 함유하는 음이온성의 고분자와 아민첨가제를 포함하는 슬러리 조성물의 경우 고상법으로 제조된 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물 대비 높은 질화막의 연마 정지 성능을 확인하였으며, 아민 첨가제를 포함하지 않을 경우 선택비가 낮아지는 것을 확인하였다.
From the results of FIG. 2, in the case of the slurry composition including the anionic polymer containing the carboxyl group and the amine additive in the slurry having the ceria abrasive grains prepared by the liquid phase method, the nitride film was higher than the slurry composition containing the ceria abrasive grains prepared by the solid phase method. The polishing stop performance was confirmed, and when the amine additive was not included, it was confirmed that the selectivity was lowered.
도 3 내지 도 8은 각각 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이고, 도 9는 비교예 1에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후 웨이퍼 결함 측정 결과 사진이다. 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 6에 따른 슬러리 조성물을 이용하여 연마 진행 후의 웨이퍼 결함은 비교예 1의 슬러리 조성물을 이용하여 연마 진행 후의 결함보다 눈에 띄게 적은 것을 알 수 있다.
3 to 8 are each a wafer defect measurement result photograph after polishing using the slurry composition according to Examples 1 to 6 of the present invention, Figure 9 after polishing using the slurry composition according to Comparative Example 1 Wafer defect measurement result photograph. It can be seen that the wafer defects after polishing progress using the slurry compositions according to Examples 1 to 6 of the present invention are noticeably less than the defects after polishing progress using the slurry composition of Comparative Example 1.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
1: 실리콘 기판
2: 열산화막
3: 스토퍼막(질화막)
4: 산화규소막1: silicon substrate
2: thermal oxide film
3: stopper film (nitride film)
4: silicon oxide film
Claims (16)
아민기 및 히드록시기를 포함하는 첨가제; 및
연마 입자;
를 포함하는, 연마 슬러리 조성물.
Anionic dispersants comprising carboxyl groups;
Additives including amine groups and hydroxyl groups; And
Abrasive particles;
A polishing slurry composition comprising a.
상기 음이온성 분산제는, X-R1-COOH를 포함하고,
X는 -CH3, -OH, -H 및 -SO3로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, R1은 1개 이상의 벤젠 고리를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The anionic dispersant comprises XR 1 -COOH,
X comprises at least one selected from the group consisting of -CH 3 , -OH, -H and -SO 3 , and R 1 comprises at least one benzene ring.
상기 음이온성 분산제는, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 및 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The anionic dispersing agent, polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylamide / acrylic acid copolymer, polyacrylic acid / sulfonic acid copolymer, Polishing slurry composition comprising a polysulfonic acid / acrylamide copolymer (polysulfonic acid / acrylamide copolymer), and at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid / malonic acid copolymer.
상기 음이온성 분산제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The anionic dispersant is 0.1 to 5% by weight of the polishing slurry composition, polishing slurry composition.
상기 첨가제는, HO-Rn-NH2를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The additive is polishing slurry composition comprising HO-R n -NH 2 .
상기 첨가제는, 아미노 부티르산(amino butyric acid), 프롤린(proline), 세린(serine), 글루타민(glutamine), 베타인(betaine), 파이로글루타민산(pyroglutamic acid), 아르지닌(arginine), 글라이신(glycine), 오르니틴(ornithine), 페닐알라닌(phenylalanine), 티로신(tyrosine), 발린(valine) 및 아미노벤조산(aminobenzoic acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The additives include amino butyric acid, proline, serine, glutamine, betaine, pyroglutamic acid, arginine, and glycine. ), Ornithine (ornithine), phenylalanine (phenylalanine), tyrosine (tyrosine), valine and at least any one selected from the group consisting of aminobenzoic acid (aminobenzoic acid), polishing slurry composition.
상기 첨가제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the additive is 0.1 to 10% by weight of the polishing slurry composition, polishing slurry composition.
상기 연마 입자는,
세리아 입자, 실리카 입자, 알루미나 입자, 지르코니아 입자 및 티타니아 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 금속산화물 입자;
스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자 및 폴리이미드 입자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 유기 입자; 및
상기 금속산화물 입자와 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;
로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The above-
Metal oxide particles comprising at least one selected from the group consisting of ceria particles, silica particles, alumina particles, zirconia particles and titania particles;
Organic particles comprising at least any one selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles and polyimide particles; And
Organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and organic particles;
At least any one selected from the group consisting of, polishing slurry composition.
상기 연마 입자는, 액상법에 의해 제조된 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing slurry composition, wherein the polishing particles are produced by a liquid phase method.
암모늄나이트레이트, 암모늄포스페이트, 암모늄아세테이트, 암모늄클로라이드, 암모늄설페이트, 암모늄포메이트, 암모늄카르보네이트 및 암모늄사이트레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 암모늄염을 더 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing slurry composition further comprises at least one ammonium salt selected from the group consisting of ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium formate, ammonium carbonate and ammonium citrate.
상기 연마 슬러리 조성물 중 1차 입자의 크기는 5 nm 내지 100 nm 이고, 2차 입자의 평균입경이 50 nm 내지 300 nm인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The size of the primary particles in the polishing slurry composition is 5 nm to 100 nm, the average particle diameter of the secondary particles is 50 nm to 300 nm, polishing slurry composition.
상기 연마 슬러리 조성물은, pH가 3 내지 8인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing slurry composition has a pH of 3 to 8, polishing slurry composition.
상기 연마 슬러리 조성물 표면의 제타전위가 +25 mV 내지 +80 mV 인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The zeta potential of the surface of the polishing slurry composition is +25 mV to +80 mV, polishing slurry composition.
얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정에서 산화막 대비 질화막의 연마 선택비가 30 내지 50 : 1 이상인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
A polishing slurry composition in which the polishing selectivity of the nitride film to the oxide film in a shallow trench isolation (STI) process is 30 to 50: 1 or more.
상기 연마 슬러리 조성물은, 초기 단차 제거용인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing slurry composition is for initial step removal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120138838A KR101388106B1 (en) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Polishing slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120138838A KR101388106B1 (en) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Polishing slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101388106B1 true KR101388106B1 (en) | 2014-04-28 |
Family
ID=50658427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120138838A KR101388106B1 (en) | 2012-12-03 | 2012-12-03 | Polishing slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101388106B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9982165B2 (en) | 2015-11-20 | 2018-05-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Polishing slurry for silicon, method of polishing polysilicon and method of manufacturing a thin film transistor substrate |
| US11142694B2 (en) | 2019-01-08 | 2021-10-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etchant composition and method of fabricating semiconductor device |
| KR20230053208A (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-21 | 주식회사 케이씨텍 | Polishing slurry composition |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326916A (en) | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Nitta Haas Inc | Abrasive composition and method for producing abrasive composition |
| KR20120071716A (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-03 | 주식회사 케이씨텍 | Slurry and additive composition for high planarity slurry composition for relatively weak layer |
| KR20120077911A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-10 | 제일모직주식회사 | Cmp slurry composition for selective polishing of silicon nitride |
-
2012
- 2012-12-03 KR KR1020120138838A patent/KR101388106B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007326916A (en) | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Nitta Haas Inc | Abrasive composition and method for producing abrasive composition |
| KR20120071716A (en) * | 2010-12-23 | 2012-07-03 | 주식회사 케이씨텍 | Slurry and additive composition for high planarity slurry composition for relatively weak layer |
| KR101178620B1 (en) | 2010-12-23 | 2012-08-30 | 주식회사 케이씨텍 | Slurry and additive composition for high planarity slurry composition for relatively weak layer |
| KR20120077911A (en) * | 2010-12-31 | 2012-07-10 | 제일모직주식회사 | Cmp slurry composition for selective polishing of silicon nitride |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9982165B2 (en) | 2015-11-20 | 2018-05-29 | Samsung Display Co., Ltd. | Polishing slurry for silicon, method of polishing polysilicon and method of manufacturing a thin film transistor substrate |
| US11142694B2 (en) | 2019-01-08 | 2021-10-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Etchant composition and method of fabricating semiconductor device |
| KR20230053208A (en) * | 2021-10-14 | 2023-04-21 | 주식회사 케이씨텍 | Polishing slurry composition |
| KR102677801B1 (en) | 2021-10-14 | 2024-06-25 | 주식회사 케이씨텍 | Polishing slurry composition |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101243423B1 (en) | Polishing agent for silicon oxide, liquid additive, and method of polishing | |
| CN101568615B (en) | Polishing liquid composition | |
| JP6170027B2 (en) | CMP abrasive, method for producing the same, and substrate polishing method | |
| KR101406758B1 (en) | Slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same | |
| KR20180029888A (en) | Polishing agent, polishing method, and liquid additive for polishing | |
| JP2009290188A (en) | Abrasive powder and polishing method | |
| KR100600429B1 (en) | Slurry for chemical mechanical planarization comprising cerium oxide | |
| TW201839087A (en) | Polishing composition, production method therefor, and polishing method using polishing composition, and production method for substrate | |
| TWI794326B (en) | Grinding agent, grinding method, and additive liquid for grinding | |
| KR20160009644A (en) | Use of chemical-mechanical polishing (cmp) composition for polishing substance or layer containing at least one iii-v material | |
| JP6243791B2 (en) | CMP abrasive, method for producing the same, and substrate polishing method | |
| JP3782771B2 (en) | Abrasive grain and method for producing abrasive | |
| KR101388106B1 (en) | Polishing slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same | |
| KR101396252B1 (en) | Polishing slurry for removal of initial step height and substrate or wafer polishing method using the same | |
| KR101406757B1 (en) | Slurry composition and substrate or wafer polishing method using the same | |
| JP2010016063A (en) | Polishing liquid composition | |
| KR20140059345A (en) | Environmentally friendly slurry for poly film stop and additive composition | |
| KR101406760B1 (en) | Polishing slurry and substrate or wafer polishing method using the same | |
| TW202020104A (en) | Polishing slurry composition and method for preparing the same | |
| KR101406759B1 (en) | Polishing slurry and substrate or wafer polishing method using the same | |
| JP2001007059A (en) | Cmp-polishing agent and method for polishing substrate | |
| CN112552824B (en) | Polishing composition and polishing method | |
| KR20190139568A (en) | Cmp slurry composition | |
| CN114867802A (en) | Slurry composition for polishing organic film | |
| JP4604727B2 (en) | Additive for CMP abrasives |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170419 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190328 Year of fee payment: 6 |