KR101710572B1 - 연마 슬러리 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 및 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체를 포함하는 분산제;를 포함하고, 상기 음이온성 고분자 : 상기 스티렌계 비이온성 고분자의 중량비가 6 : 4 내지 9.5 : 0.5인 것이다.

Description

연마 슬러리 조성물{POLISHING SLURRY COMPOSITION}
본 발명은 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
반도체 소자가 다양해지고 고집적화됨에 따라 더욱 미세한 패턴 형성 기술이 사용되고 있으며, 그에 따라 반도체 소자의 표면 구조가 더욱 복잡해지고 표면 막들의 단차도 더욱 커지고 있다. 반도체 소자를 제조하는 데 있어서 기판 상에 형성된 특정한 막에서의 단차를 제거하기 위한 평탄화 기술로서 CMP(chemical mechanical polishing) 공정이 이용된다. 예를 들어, 층간 절연을 위해 과량으로 성막된 절연막을 제거하기 위한 공정으로 층간절연막(interlayer dielectric; ILD)과, 칩(chip)간 절연을 하는 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI)용 절연막의 평탄화를 위한 공정 및 배선, 컨택 플러그, 비아 컨택 등과 같은 금속 도전막을 형성하기 위한 공정으로서 많이 사용되고 있다.
이러한 CMP 공정에서의 연마 선택비가 지나치게 높아지는 경우, 상기 트렌치에 매립되는 산화막이 과연마되면서 디싱(dishing)이 발생하고 소자의 특성 저하를 유발할 수 있다. 특히, 이러한 디싱 문제는 트렌치 선폭이 50 nm이하로 감소되는 초미세화된 소자에 있어서, 활성 영역과 필드 영역간의 단차를 초래해 소자의 성능 및 신뢰성에 큰 악영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 우수한 질화막 선택비가 필요한 패턴웨이퍼의 연마 시, 연마 후 패턴웨이퍼의 평탄도가 우수하고 동시에 산화막 필드영역에서의 디싱이 개선되는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 및 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체를 포함하는 분산제;를 포함하고, 상기 음이온성 고분자 : 상기 스티렌계 비이온성 고분자의 중량비가 6 : 4 내지 9.5 : 0.5인 것이다.
상기 음이온성 고분자는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산 및 폴리스티렌/아크릴산 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 스티렌계 비이온성 고분자는, 스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-프로필스티렌, 알파-부틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 4-아세톡시스티렌, 4-히드록시스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, N,N-메틸아미노스티렌, 이소프로필스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 아미노스티렌, 터샤리부틸스티렌, 트리푸르오로메틸스티렌, 시아노스티렌, 니트로스티렌 및 클로로메틸스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 상기 연마 슬러리 조성물 중 5 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
암모늄염, 유기산 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 연마 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 암모늄염은, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 포르메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조에이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 카보네이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 크로메이트, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 설파메이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 설파이트, 암모늄 타르테이트, 암모늄 테트라플루오로보레이트, 암모늄 티오시아네티트, 암모늄 티오설페이트, 암모늄 아스코르베이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 연마 첨가제 중 0.001 중량% 내지 1 중량%일 수 있다.
상기 유기산은, 피콜리닉 산(picolinic acid), 니코틴 산(nicotinic acid), 이소니코틴 산(isonicotinic acid), 퓨자릭 산(fusaric acid), 디니코틴 산(dinicotinic acid), 디피코니릭 산(dipiconilic acid), 루티디닉 산(lutidinic acid), 퀴노릭 산(quinolic acid), 글루탐산(glutamic acid), 알라닌(alanine), 글리신(glycine), 시스틴(cystine), 히스티딘(histidine), 아스파라긴(asparagine), 구아니딘(guanidine), 히드라진(hydrazine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 벤조산(benzoic acid), 옥살산(oxalic acid), 숙신산(succinic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 시트르산(citric acid), 젖산(lactic acid), 트리카발산(tricarballyic acid), 타르타르산(tartaric acid), 아스파트산(aspartic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 수베르산(suberic acid), 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid) 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 상기 연마 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 pH 조절제는, 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 트리에탄올아민, 트로메타민, 나이아신아마이드, 질산, 황산, 인산, 염산, 아세트산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산, 젖산, 말산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하고, 상기 연마 첨가제 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 연마 시 산화막에 대한 실리콘질화막의 연마 선택비가 15 : 1 내지 20 : 1인 것일 수 있다.
반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정에서, 질화막을 연마한 후에 디싱 발생량이 1,000 Å 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 연마 슬러리 조성물에 의하여, 이산화실리콘막 연마 시 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체 형태의 분산제를 사용함으로써 연마 후 평탄도 향상과 동시에 실리콘질화막 정지 시, 산화막 필드영역에서의 디싱(dishing) 발생량을 줄일 수 있다. 또한, 반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정 및 층간절연막(interlayer dielectric; ILD) 형성 공정 등에 적용하여, 신뢰성 및 특성이 보다 우수한 반도체 소자의 제조를 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘산화막 연마율을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘산화막 연마율 프로파일을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예 2의 연마 슬러리 조성물을 이용한 MRR(material removal rate) 프로파일을 나타낸 그래프이다.
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.
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.
이하, 본 발명의 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 및 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체를 포함하는 분산제;를 포함하고, 상기 음이온성 고분자 : 상기 스티렌계 비이온성 고분자의 중량비가 6 : 4 내지 9.5 : 0.5인 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물에 의하여, 이산화실리콘막 연마 시 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체 형태의 분산제를 사용함으로써 연마 후 평탄도 향상과 동시에 실리콘질화막 정지 시, 산화막 필드영역에서의 디싱(dishing) 발생량을 줄일 수 있다.
상기 음이온성 고분자 : 상기 스티렌계 비이온성 고분자의 질량 비가 6 : 4 내지 9.5 : 0.5, 바람직하게는 8 : 2인 것일 수 있다. 상기 음이온성 고분자의 비율이 상기 범위보다 낮아지면 질화막의 패시베이션 포스(passivation force)가 약화되어 선택비가 낮아지고, 상기 비율이 높아지면 연마입자 간의 응집을 발생시켜 연마 슬러리 조성물의 분산 안정성이 저하되어 마이크로-스크래치가 발생하는 문제점이 있다.
상기 음이온성 고분자는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산 및 폴리스티렌/아크릴산 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 스티렌계 비이온성 고분자는, 스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-프로필스티렌, 알파-부틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 4-아세톡시스티렌, 4-히드록시스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, N,N-메틸아미노스티렌, 이소프로필스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 아미노스티렌, 터샤리부틸스티렌, 트리푸르오로메틸스티렌, 시아노스티렌, 니트로스티렌 및 클로로메틸스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 둘 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체를 포함하는 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 분산제가 0.1 중량% 미만인 경우 연마 슬러리 조성물이 연마면에 흡착하는 작용이 작아 연마율이 감소하게 되고, 5 중량% 초과인 경우 과량의 분산제 투입으로 인하여 분산 안정성이 감소하여 응집이 발생하고 이로 인해 마이크로 결함 및 스크래치가 발생하게 된다.
상기 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체 형태의 분산제를 사용함으로써 이산화실리콘 연마 후 평탄도 향상과 동시에 STI 패턴에서 실리콘질화막 정지 시, 산화막 필드영역에서의 디싱 발생률을 저하시키게 된다.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 5 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 5 중량% 미만인 경우 연마 속도가 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있다.
상기 연마입자는 1차 입자 및 2차 입자를 포함하고, 5 nm 내지 100 nm의 1차 입자 및 50 nm 내지 300 nm의 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 연마 슬러리 조성물 중 1차 입자의 크기에 있어서, 액상에서 합성하기 때문에 입자 균일성을 확보하기 위해서 100 nm 이하이어야 하며, 5 nm 미만인 경우에는 연마율이 저하되는 문제점이 있다. 상기 연마 슬러리 조성물 중 2차 입자의 크기에 있어서, 2차 입자의 크기가 50 nm 미만인 경우 밀링으로 인하여 작은 입자가 과도하게 발생하면 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하며, 300 nm를 초과하는 경우 단분산성을 달성하지 못하여 스크래치와 같은 표면 결함 우려가 있다.
상기 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 구형인 것일 수 있다.
상기 연마입자는 표면이 (+) 전하를 갖는 것일 수 있다. 표면이 (+) 전하인 연마입자를 본 발명의 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체를 포함하는 분산제로 분산시킬 경우 산화막 연마속도 향상을 가져온다.
상기 연마 슬러리 조성물은, 암모늄염, 유기산 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 연마 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 암모늄염은, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 포르메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조에이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 카보네이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 크로메이트, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 설파메이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 설파이트, 암모늄 타르테이트, 암모늄 테트라플루오로보레이트, 암모늄 티오시아네티트, 암모늄 티오설페이트, 암모늄 아스코르베이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 암모늄염은, 상기 연마 첨가제 중 0.001 중량% 내지 1 중량%일 수 있다. 상기 암모늄염이 0.001 중량% 미만인 경우, 연마 슬러리 조성물의 안정화에 영향을 주지 못하며, 1 중량% 초과인 경우에는, 연마 슬러리 조성물 내 산화세륨 입자의 전기 이중층을 급격히 감소시켜 분산 안정성(연마 특성)을 약화시키게 된다.
상기 유기산은, 피콜리닉 산(picolinic acid), 니코틴 산(nicotinic acid), 이소니코틴 산(isonicotinic acid), 퓨자릭 산(fusaric acid), 디니코틴 산(dinicotinic acid), 디피코니릭 산(dipiconilic acid), 루티디닉 산(lutidinic acid), 퀴노릭 산(quinolic acid), 글루탐산(glutamic acid), 알라닌(alanine), 글리신(glycine), 시스틴(cystine), 히스티딘(histidine), 아스파라긴(asparagine), 구아니딘(guanidine), 히드라진(hydrazine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 벤조산(benzoic acid), 옥살산(oxalic acid), 숙신산(succinic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 시트르산(citric acid), 젖산(lactic acid), 트리카발산(tricarballyic acid), 타르타르산(tartaric acid), 아스파트산(aspartic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 수베르산(suberic acid), 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid) 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 유기산은, 상기 연마 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 유기산이 10 중량% 미만인 경우 낮은 연마특성을 나타낼 수 있고, 90 중량% 초과인 경우에는 기판 표면 결함이 증가되는 문제점이 있다.
상기 pH 조절제는, 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 트리에탄올아민, 트로메타민, 나이아신아마이드, 질산, 황산, 인산, 염산, 아세트산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산, 젖산, 말산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있다.
상기 pH 조절제는, 연마 첨가제의 pH를 조절하여 피복된 연마 입자의 분산도를 조절하는 것으로서, 상기 연마 첨가제 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는 8 내지 10의 알카리영역인 것이 바람직하다.
상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 연마 시 산화막에 대한 실리콘질화막의 연마 선택비가 15 : 1 내지 20 : 1인 것일 수 있다.
상기 연마 슬러리 조성물은, 반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정에서, 질화막을 연마한 후에 디싱 발생량이 1,000 Å 이하로 줄여 반도체 소자의 성능 또는 신뢰성 향상에 기여할 수 있다. 상기 디싱 발생량은 상기 연마 방법을 진행한 후에 연마된 산화막과 질화막의 단차로 정의될 수 있으며, Profiler(제조사 KLA Tencor, Model P10) 장비를 사용하여 연마된 패턴 웨이퍼 표면을 스캐닝 하여 단차를 측정하며, 모니터링 박스(Monitoring box)에 대한 원자현미경(atomic force microscope; AFM) 분석을 통해, 산화막과 질화막의 프로파일(profile)을 측정하여 산출 가능하다.
한편, 상술한 연마 방법은 반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리 공정뿐만 아니라, 기타 반도체 소자의 층간 절연막(Inter Layer Dielectric, ILD) 형성 공정 등의 다양한 공정에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물에 의하여, 이산화실리콘막 연마 시 음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체 형태의 분산제를 사용함으로써 연마 후 평탄도 향상과 동시에 실리콘질화막 정지 시, 산화막 필드영역에서의 디싱(dishing) 발생량을 줄일 수 있다. 또한, 반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정 및 층간절연막(interlayer dielectric; ILD) 형성 공정 등에 적용하여, 신뢰성 및 특성이 보다 우수한 반도체 소자의 제조를 가능하게 할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
세리아 연마입자 5 중량%와 분산제로서 폴리아크릴산 95%-스티렌 5% 공중합체를 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
분산제로서 폴리아크릴산 80%-스티렌 20% 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[실시예 3]
분산제로서 폴리아크릴산 60%-스티렌 40% 공중합체를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[연마 조건]
실시예 1 내지 실시예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마 조건으로 연마하였다.
1. 연마기: Elastic ST (300mm, KCTECH 社)
2. 패드: IC-1070 (Rohm&Hass 社)
3. 연마 시간: 60 sec
4. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 103
5. 스핀들 RPM (Spindle RPM): 97
6. 압력: 3.8 psi
7. 유량 (Flow rate): 200 ml/min
8. 사용된 웨이퍼: PE-TEOS
9. 컨디셔너 (Conditioner): SM21P100C0
도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘산화막 연마율을 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘산화막 연마율 프로파일을 나타낸 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 연마 슬러리 조성물의 분산제의 비이온성 고분자 함량에 따른 연마율 및 프로파일을 확인할 수 있다. 비이온성 고분자의 함량이 높아짐에 따라 연마율은 낮아짐을 확인하였다.
도 3은 본 발명의 실시예 2의 연마 슬러리 조성물을 이용한 MRR(material removal rate) 프로파일을 나타낸 그래프이다. 실시예 2의 연마 슬러리 조성물을 이용하면 플랫한 평탄도를 가지는 것을 알 수 있다.
실시예 1 내지 실시예 3의 CMP 슬러리를 사용하는 경우, 실리콘산화막에 대한 높은 연마 속도 및 우수한 연마 선택비를 나타내어 산화막에 대한 선택적, 효율적 연마가 가능하고, 균일한 연마가 진행됨을 알 수 있다.
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.

Claims (11)

  1. 표면이 (+) 전하를 갖는 연마입자; 및
    음이온성 고분자와 스티렌계 비이온성 고분자의 공중합체를 포함하는 분산제;
    를 포함하고,
    상기 음이온성 고분자 : 상기 스티렌계 비이온성 고분자의 중량비가 6 : 4 내지 9.5 : 0.5인 것이고,
    상기 음이온성 고분자는 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염 및 폴리아크릴 말레익산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나이고,
    상기 스티렌계 비이온성 고분자는 스티렌, 알파-에틸스티렌, 알파-메틸스티렌, 알파-프로필스티렌, 알파-부틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 4-사이클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 4-아세톡시스티렌, 4-히드록시스티렌, N,N-메틸아미노스티렌, 이소프로필스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 아미노스티렌, 터샤리부틸스티렌, 트리푸르오로메틸스티렌, 시아노스티렌, 니트로스티렌 및 클로로메틸스티렌으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것인,
    실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
    상기 연마 슬러리 조성물 중 5 중량% 내지 10 중량%인 것인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    암모늄염, 유기산 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 연마 첨가제를 더 포함하는 것인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서,
    상기 유기산은, 피콜리닉 산(picolinic acid), 니코틴 산(nicotinic acid), 이소니코틴 산(isonicotinic acid), 퓨자릭 산(fusaric acid), 디니코틴 산(dinicotinic acid), 디피코니릭 산(dipiconilic acid), 루티디닉 산(lutidinic acid), 퀴노릭 산(quinolic acid), 글루탐산(glutamic acid), 알라닌(alanine), 글리신(glycine), 시스틴(cystine), 히스티딘(histidine), 아스파라긴(asparagine), 구아니딘(guanidine), 히드라진(hydrazine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 벤조산(benzoic acid), 옥살산(oxalic acid), 숙신산(succinic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 시트르산(citric acid), 젖산(lactic acid), 트리카발산(tricarballyic acid), 타르타르산(tartaric acid), 아스파트산(aspartic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 수베르산(suberic acid), 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid) 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
    상기 연마 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 pH 조절제는, 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 트리에탄올아민, 트로메타민, 나이아신아마이드, 질산, 황산, 인산, 염산, 아세트산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산, 젖산, 말산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하고,
    상기 연마 첨가제 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    산화막에 대한 실리콘질화막의 연마 선택비가 15 : 1 내지 20 : 1인 것인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정에서, 질화막을 연마한 후에 디싱 발생량이 1,000 Å 이하인 것인, 실리콘산화막 연마 슬러리 조성물.
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