KR101823083B1 - 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 콜로이달 세리아 연마입자; 및 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);를 포함한다.

Description

표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물{SURFACE-MODIFIED COLLOIDAL CERIA ABRASIVE PARTICLE, PREPARING METHOD OF THE SAME AND POLISHING SLURRY COMPOSITION COMPRISING THE SAME}
본 발명은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 반도체 웨이퍼 표면을 연마 패드에 접촉하여 회전 운동을 하면서 연마제와 각종 화합물들이 함유된 슬러리를 이용하여 평탄하게 연마하는 공정을 말한다. CMP 슬러리는 연마 대상에 따라 분류할 수 있다. 크게는 절연층인 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 등의 절연막을 연마하는 절연막 연마용 슬러리와, 구리, 텅스텐, 알루미늄 층 등의 금속 배선층을 연마하는 금속 연마용 슬러리가 있다. 산화막 연마를 위하여 연마입자의 고형분 함량을 높이거나, 입자 사이즈를 늘리거나 서로 다른 연마입자 사이즈를 혼합하여 표면 접촉면적을 늘리거나 연마입자에 다양한 금속을 도핑 또는 복화합한 연마입자를 사용하여 산화막을 연마하였다. 그러나, 고형분의 함량을 높이거나 연마입자 사이즈를 늘리는 경우, 연마대상 막질의 표면 결함에 취약하고, 연마 슬러리의 단가가 상승하는 단점이 있다. 또한, 서로 다른 연마입자 사이즈를 혼합하여 사용하거나 연마입자에 다양한 금속을 도핑 또는 복합화한 연마입자는 제조 공정 및 연마 공정의 재연성 확보가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 산화막의 표면과의 접촉면적을 증가시키고, 산화막 연마성능을 개선할 수 있는 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자; 및 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제공한다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 코팅된 것이거나; 또는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 존재하는 산소 또는 세륨 원자에 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 형상은 구형인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 단계; 및 상기 반응용액을 수열합성하는 단계;를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체는, 세륨의 질산염, 질산암모늄염, 황산염, 인산염, 염화염, 탄산염 및 초산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 침전제는, 수산화암모늄(NH4OH), 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 및 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 0.1 내지 2인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 1 내지 2인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.15 내지 1.6인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.7 내지 1.6인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 수열합성은 100℃ 내지 300℃의 온도 조건 및 20 bar 내지 50 bar 의 압력 조건에서 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는, 연마 슬러리 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 표면에 세륨 원소 및 수산화기(-OH)를 도입하여 표면개질함으로써 비표면적 및 반응성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법은, 종래의 세리아 연마입자에 다양한 금속을 도핑하거나 복합화한 입자 제조방법과 달리 표면 세륨 원소 및 수산화기(-OH)를 증가시켜 비표면적을 증가시키고, 산화막 고속 연마 성능을 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소가 피표면적을 증가시키고, 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 X-선회절(XRD) 분석 결과이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 이미지이다.
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물을 이용하여 산화막 연마 후 산화막 제거율(removal rate; RR) 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 용어들은 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 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 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 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자; 및 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제공한다.
일측에 따르면, 상기 수산화기(-OH)는, 수산화기(-OH) (히드록실기)뿐만 아니라, 수산화기(-OH) 이외의 치환기에 포함되는 -OH 구조도 포함하며, 예를 들어, 카르복실기(-COOH)나 -CH=N-OH기에 포함되는 -OH 구조도 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)로 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소로 인해 비표면적이 증가하고, 표면 상의 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도가 증가되는 것일 수 있다.
도 1은 일반적인 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 일반적인 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 결합되어 있는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 코팅된 것이거나; 또는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 존재하는 산소 또는 세륨 원자에 결합된 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 콜로이달 세리아 연마입자의 산소에 결합된 세륨에 직접적으로 수산화기(-OH)가 결합된 것이거나; 또는 콜로이달 세리아 연마입자의 세륨에 직접적으로 수산화기(-OH)가 결합된 것일 수 있다. 또한, 콜로이달 세리아 연마입자의 산소에 세륨 원소가 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자가 코어를 형성하고, 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 표면에 존재하는 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 쉘을 형성하는 코어-쉘 형태의 입자일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것일 수 있다. 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기가 40 nm 미만인 경우 연마 속도의 저하를 초래할 수 있으며, 250 nm 초과인 경우 과잉 연마가 이루어지고, 디싱, 표면 결함, 연마율 조절이 어려워질 가능성이 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것일 수 있다. 상기 비표면적이 15 m2/g 미만인 경우, 스크래치 및 오렌지 필 외양과 같은 결함이 연마된 표면 상에 발생하기 쉽고, 상기 비표면적이 100 m2/g 초과인 경우, 상기 연마입자의 결정화도가 낮기 때문에 연마 속도가 충분히 증가되지 않는다.
일측에 따르면, 상기 비표면적은, BET(Brunauer-Emmett-Teller; BET) 법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 기공분포 측정기(Porosimetry analyzer; Bell Japan Inc, Belsorp-II mini)를 사용하여 질소 가스 흡착 유통법에 의해 BET 6 점법으로 측정할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 형상은 구형 형상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 단계; 및 상기 반응용액을 수열합성하는 단계;를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법은 혼합용액 제조 단계(110), 반응용액 제조 단계(120) 및 수열합성 단계(130)를 포함한다.
일측에 따르면, 혼합용액 제조 단계(110)는, 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨 전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체는, 세륨의 질산염, 질산암모늄염, 황산염, 인산염, 염화염, 탄산염 및 초산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 세륨 전구체는, 세륨(III) 아세테이트, 세륨(III) 아세테이트 하이드레이트, 세륨(III) 아세틸아세토네이트, 세륨(III) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 세륨(III) 카보네이트, 세륨(III) 카보네이트 하이드레이트, 세륨(IV) 하이드록사이드, 세륨(III) 플루오라이드, 세륨(IV) 플루오라이드, 세륨(III) 클로라이드, 세륨(III) 클로라이드 헵타하이드레이트, 세륨(III) 브로마이드, 세륨(III) 아이오다이드, 세륨(III) 나이트레이트, 세륨(IV) 나이트레이트, 디암모늄 세륨(IV) 나이트레이트, 세륨(III) 나이트레이트 헥사하이드레이트, 세륨(III) 포스페이트, 세륨(III) 포스페이트 하이드레이트, 세륨(III) 옥살레이트, 세륨(III) 옥살레이트 하이드레이트, 세륨(III) 설페이트, 세륨(III) 설페이트 하이드레이트, 세륨(IV) 설페이트 및 세륨(IV) 설페이트 하이드레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 교반이 50℃ 미만의 온도, 200 rpm 미만의 속도 및 30 분 미만의 시간 동안 수행되는 경우에는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 상에 상기 세륨 전구체가 균일하게 형성되지 못하는 문제가 있고, 반응기 형태 및 반응 안정성을 고려할 때 100℃의 온도, 600 rpm의 속도 및 12 시간을 초과하지 않는 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도 및 세리아/세륨 전구체의 중량비는 침전 반응 중의 표면개질된 콜로이달 세리아 결정핵 생성과 결정성장을 조절하여 분말의 입도를 결정하는 주요 인자로 작용하는데, 반응 초기에는 세륨 전구체의 농도가 일정 수준으로 유지되다가 생성물인 표면개질된 콜로이달 세리아 분말이 침전되기 시작하면 세륨 전구체의 농도가 급격히 감소하게 되며, 이 때 원료물질인 세륨 전구체의 농도가 낮은 경우에는 핵 생성 후 결정성장이 충분히 이루어지지 못한다. 반면 세륨 전구체의 농도가 높은 경우에는 불균일한 핵 생성, 결정성장이 이루어지게 되어 분말의 입도가 불균일하고 입도분포가 넓어지게 된다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 0.1 내지 2인 것일 수 있다. 상기 세륨 전구체의 몰농도가 2를 초과하는 경우에는 세리아 입자들이 뭉쳐지는 문제가 있다. 상기 세륨 전구체의 몰농도가 0.1 내지 2로 제조된 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물은, 산화막 연마율을 상승시킬 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 1 내지 2인 것일 수 있다. 상기 세륨 전구체의 몰농도가 1 이상이고 2 이하인 경우에는, 산화막 연마율이 상승될 뿐만 아니라 연마 평탄도도 개선되는 효과를 나타내는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.15 내지 1.6인 것일 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.15 내지 1.6으로 제조된 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물은, 산화막 연마율을 상승시킬 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우 표면개질 효과를 기대할 수 없다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.7 내지 1.6인 것일 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.7 이상이고, 1.6 이하인 경우에는, 산화막 연마율이 상승될 뿐만 아니라 연마 평탄도도 개선되는 효과를 나타내는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 반응용액 제조단계(120)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨 전구체의 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 침전제는, 수산화암모늄(NH4OH), 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 및 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 침전제는 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 수산화기(-OH)를 도입하기 위해 첨가하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 교반이 50℃ 미만의 온도, 200 rpm 미만의 속도 및 30 분 미만의 시간 동안 수행되는 경우에는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 상에 상기 세륨 전구체가 균일하게 형성되지 못하는 문제가 있고, 반응기 형태 및 반응 안정성을 고려할 때 100℃의 온도, 600 rpm의 속도 및 12 시간을 초과하지 않는 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.
일측에 따르면, 상기 침전제를 첨가함에 따라 상기 반응용액의 pH는 8 내지 12의 범위를 가지는 것일 수 있다. 상기 반응 용액의 pH를 8 내지 12의 범위 내에서 조절함으로써, 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상 등 다양한 형상 및 크기를 가지는 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 입자를 균일하게 포함하는 표면개질된 콜로이달 세리아 분말을 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 제조방법에 의해, 여러 가지 어려움을 갖는 합성 프로세스의 변경 없이 원하는 형상 및 입도를 갖는 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 및 그를 포함하는 표면개질된 콜로이달 세리아 분말을 고수율로 용이하게 얻을 수 있다.
일측에 따르면, 원하는 pH를 맞추기 위해 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 pH 조절제를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 수열합성 단계(130)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 및 상기 세륨 전구체 혼합 용액에 상기 침전제를 첨가하고 교반한 반응용액을 수열합성 하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 수열합성은 100℃ 내지 300℃의 온도 조건 및 20 bar 내지 50 bar 의 압력 조건에서 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 수열합성이 100℃ 미만의 온도에서 수행하는 경우 반응시간이 길어지는 문제가 있고, 300℃ 초과의 온도에서 수행하는 경우 반응압력이 너무 올라가는 문제가 있다. 반응압력의 경우에도 반응 운전 조건의 위험 및 반응시간을 고려하여, 20 bar 내지 50 bar 의 운전 조건에서 수열합성을 진행하는 것이 바람직하다. 반응시간이 1 시간 미만인 경우 수율이 낮고, 24 시간 초과인 경우 특별한 장점 없이 경제적으로 불리할 뿐이다.
일측에 따르면, 상기 수열합성 단계 이후에 탈이온수를 이용하여 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 수세(미도시)하는 과정을 더 수행할 수도 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것일 수 있다. 상기 비표면적이 15 m2/g 미만인 경우, 스크래치 및 오렌지 필 외양과 같은 결함이 연마된 표면 상에 발생하기 쉽고, 상기 비표면적이 100 m2/g 초과인 경우, 상기 연마입자의 결정화도가 낮기 때문에 연마 속도가 충분히 증가되지 않는다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비 증가에 따라 증가하는 것일 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.15 내지 0.5인 경우 비표면적은 15 m2/g 내지 30 m2/g일 수 있고, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.5 내지 1.4인 경우 비표면적은 30 m2/g 내지 45 m2/g일 수 있고, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 1.4 내지 1.6인 경우 비표면적은 45 m2/g 내지 100 m2/g일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는, 연마 슬러리 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도를 증가시킬 수 있다.
상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 연마 슬러리 조성물 중 1 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자가 1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있다.
상기 연마 슬러리 조성물은, 유기산, 양이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 연마 첨가제를 더 포함하는 것일 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 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 양이온 계면활성제는, 1차 내지 3차 아민염, 4차 암모늄염, 포스포늄염 및 술포늄염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 1차 내지 3차 아민염은, 메틸아민, 부틸아민, 에탄올아민, 이소프로필아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민, 디프로필아민, 에틸렌 디아민, 프로판 디아민, 프리에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 디에탄올 아민, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올 및 1-아미노-펜탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있고, 상기 4차 암모늄염은, Aquard, Decamine, Sapamin MS, Benzalkonium chloride, Hyamine, Repellat, Emcol E-607, Zelan A, Velan PF 및 lsotan Q-16으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 비이온 계면활성제는, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌옥사이드(polypropylene oxide), 폴리알킬옥사이드(polyalkyl oxide), 폴리옥시에틸렌옥사이드(polyoxyethylene oxide) 및 폴리에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 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 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.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
<실시예 1>
연마입자로서 60 nm 크기의 콜로이달 세리아 연마입자, 세륨 전구체로서 질산 세륨 암모늄 중량비 0.15 (콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체)로 혼합하여 70에서 300 rpm 속도로 1 시간 동안 교반하였다. 다음으로, 침전제로 수산화 암모늄을 첨가하고 70에서 300 rpm 속도로 1 시간 동안 교반하여 pH 10의 반응용액을 제조하였다. 이후에, 반응용액을 250℃ 온도, 30 bar 압력에서 12 시간 동안 수열합성한 후 탈이온수로 수세하여 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 1에서, 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체의 중량비가 0.76인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 1에서, 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체의 중량비가 1.52인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제조하였다.
<비교예>
세륨 전구체로 표면개질하지 않은 콜로이달 세리아 연마입자를 준비하였다.
하기 표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체의 중량비에 따른 비표면적을 나타낸 것이다.
CeO2/Ce 전구체 중량비 비표면적
(m2/g)
비교예 - 14.235
실시예 1 0.15 17.652
실시예 2 0.76 34.717
실시예 3 1.52 52.046
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 비교예의 콜로이달 세리아 연마입자에 비해 비표면적이 크고, 특히, 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체 중량비가 0.15인 실시예 1 보다 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체 중량비가 큰 실시예 2 및 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자들이 비표면적이 큰 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 이미지이다. 도 4의 연마입자 이미지에서 볼 수 있는 바와 같이, 비교예에 비하여 실시예 1의 연마입자가 각형에서 구형으로의 형상을 나타내는 것을 확인할 수 있으며 실시예 1의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자에서 코어-쉘 형상인 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 X-선회절(XRD) 분석 결과이다. 비교예와 실시예의 X-선회절 피크가 동일 하다는 것을 나타내며, 표면 개질을 하여도 세리아 입자가 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 이미지이다. 도 6을 참조하면, 비교예의 콜로이달 세리아 연마입자는 육각형 형상인 것이 뚜렷한 것인데 반해 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자들은 구형에 가까운 코어-쉘 형상인 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물 및 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마조건으로 산화막 웨이퍼를 연마하였다.
<연마조건>
1. 연마장비: AP-300(CTS)
2. 패드: IC 1000
3. 연마시간: 60S
4. 플레이튼 스피드(platen speed): 110 rpm
5. 스핀들 스피드(spindle speed): 108 rpm
6. 웨이퍼 압력: 3.5 psi
7. 슬러리 유량(flow rate): 200 ml/min
8. 웨이퍼: PE-TEOS
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물을 이용하여 산화막 연마 후 산화막 제거율(removal rate; RR) 그래프이다. 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 5262 Å의 산화막 제거율(RR)을 나타내었다. 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 산화막 제거율(RR)이, 각각, 6811 Å, 8068 Å 및 6686 Å인 것으로, 6500 Å 이상을 연마한 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도를 증가시킨 것임을 확인할 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 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 콜로이달 세리아 연마입자; 및
    상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH); 를 포함하고,
    상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것이며,
    상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것인,
    표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 존재하는 산소 또는 세륨 원자에 결합된 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 형상은 구형인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  7. 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 단계;
    상기 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 단계; 및
    상기 반응용액을 수열합성하는 단계; 를 포함하고,
    상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것이며,
    상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것인,
    표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세륨 전구체는, 세륨의 질산염, 질산암모늄염, 황산염, 인산염, 염화염, 탄산염 및 초산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 침전제는, 수산화암모늄(NH4OH), 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 및 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 세륨 전구체의 몰농도는 0.1 내지 2인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 세륨 전구체의 몰농도는 1 내지 2인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.15 내지 1.6인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.7 내지 1.6인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 수열합성은 100℃ 내지 300℃의 온도 조건 및 20 bar 내지 50 bar 의 압력 조건에서 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  16. 제1항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는, 연마 슬러리 조성물.

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WO (1) WO2018048068A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111592027A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 淮阴师范学院 高比表面积二氧化铈的制备方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6708994B2 (ja) 2017-03-27 2020-06-10 日立化成株式会社 スラリ及び研磨方法
WO2018179061A1 (ja) 2017-03-27 2018-10-04 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び研磨方法
WO2020021680A1 (ja) 2018-07-26 2020-01-30 日立化成株式会社 スラリ及び研磨方法
US11572490B2 (en) * 2018-03-22 2023-02-07 Showa Denko Materials Co., Ltd. Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method
US11078417B2 (en) * 2018-06-29 2021-08-03 Versum Materials Us, Llc Low oxide trench dishing chemical mechanical polishing
US11072726B2 (en) * 2018-06-29 2021-07-27 Versum Materials Us, Llc Low oxide trench dishing chemical mechanical polishing
JP2023504005A (ja) * 2019-11-26 2023-02-01 ローディア オペレーションズ セリウム系コア－シェル粒子の液体分散液及び粉末、これを製造するための方法並びに研磨におけるその使用
JP2024519796A (ja) * 2021-05-17 2024-05-21 ローディア オペレーションズ セリウム系コア－シェル粒子の液体分散液及び粉末、これを製造するための方法並びに研磨におけるその使用
KR20230011121A (ko) * 2021-07-13 2023-01-20 주식회사 케이씨텍 신규한 세륨계 입자 및 이를 포함하는 연마 슬러리 조성물
CN114605921B (zh) * 2022-03-11 2023-04-07 江苏葛西光学科技有限公司 一种光纤端面抛光液及其制备方法
CN115926746B (zh) * 2022-10-24 2024-06-07 国家纳米科学中心 纳米铈硅复合氧化物颗粒及其制备方法和用途

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009726A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Cerium salt coated abrasive particles for glass polishing

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110396A (en) * 1996-11-27 2000-08-29 International Business Machines Corporation Dual-valent rare earth additives to polishing slurries
US5876490A (en) * 1996-12-09 1999-03-02 International Business Machines Corporatin Polish process and slurry for planarization
TWI272249B (en) * 2001-02-27 2007-02-01 Nissan Chemical Ind Ltd Crystalline ceric oxide sol and process for producing the same
JP3689730B2 (ja) * 2001-11-14 2005-08-31 独立行政法人産業技術総合研究所 窒化ケイ素セラミックス及びサイアロンセラミックスの研磨材料
KR101184731B1 (ko) * 2008-03-20 2012-09-20 주식회사 엘지화학 산화세륨 제조 방법, 이로부터 얻어진 산화세륨 및 이를 포함하는 ｃｍｐ슬러리
CN101555387B (zh) * 2008-04-07 2012-08-22 北京有色金属研究总院 一种核壳结构的稀土抛光材料及其制备方法
KR20100004181A (ko) * 2008-07-03 2010-01-13 삼성전자주식회사 화학 기계적 연마용 슬러리 조성물, 이의 제조 방법 및화학 기계적 연마방법
WO2010030499A1 (en) * 2008-09-12 2010-03-18 Ferro Corporation Chemical-mechanical polishing compositions and methods of making and using the same
EP2329519B1 (en) * 2008-09-26 2013-10-23 Rhodia Opérations Abrasive compositions for chemical mechanical polishing and methods for using same
US9447306B2 (en) * 2011-01-25 2016-09-20 Hitachi Chemical Company, Ltd. CMP polishing fluid, method for manufacturing same, method for manufacturing composite particle, and method for polishing base material
CN102757079B (zh) * 2012-05-16 2014-06-04 成都理工大学 一种制备介孔CeO2的水热合成工艺
US9932497B2 (en) * 2012-05-22 2018-04-03 Hitachi Chemical Company, Ltd. Slurry, polishing-solution set, polishing solution, substrate polishing method, and substrate
JP6493207B2 (ja) * 2013-06-27 2019-04-03 コニカミノルタ株式会社 酸化セリウム研磨材の製造方法
KR101405333B1 (ko) * 2013-09-12 2014-06-11 유비머트리얼즈주식회사 연마 입자, 연마 슬러리 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
KR101405334B1 (ko) * 2013-09-12 2014-06-11 유비머트리얼즈주식회사 연마 입자의 제조 방법 및 연마 슬러리의 제조 방법
JP2015229750A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 コニカミノルタ株式会社 Ｃｍｐ用研磨液
CN104492374B (zh) * 2014-11-21 2016-06-29 合肥工业大学 一种二氧化铈/钙铝层状双羟基复合金属氧化物/活性炭复合材料的制备方法
US9803107B2 (en) * 2015-02-12 2017-10-31 Asahi Glass Company, Limited Polishing agent, polishing method and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
US9505952B2 (en) * 2015-03-05 2016-11-29 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing ceria abrasive
US10414947B2 (en) * 2015-03-05 2019-09-17 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing ceria particles and method of use
US10029345B2 (en) * 2015-07-13 2018-07-24 Cabot Microelectronics Corporation Methods and compositions for processing dielectric substrate
KR20170044522A (ko) * 2015-10-15 2017-04-25 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물, 그의 제조 방법, 그를 이용한 연마 방법
US10179732B2 (en) * 2016-07-22 2019-01-15 Clarkson University Functional platform for rapid capture and removal of nanoparticles
JP6957265B2 (ja) * 2016-09-29 2021-11-02 花王株式会社 研磨液組成物
WO2018088088A1 (ja) * 2016-11-14 2018-05-17 日揮触媒化成株式会社 セリア系複合微粒子分散液、その製造方法及びセリア系複合微粒子分散液を含む研磨用砥粒分散液
CN110582465B (zh) * 2017-06-01 2022-11-04 日挥触媒化成株式会社 氧化铈系复合微粒分散液、其制造方法及包含氧化铈系复合微粒分散液的研磨用磨粒分散液
US11471999B2 (en) * 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009726A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Cerium salt coated abrasive particles for glass polishing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111592027A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 淮阴师范学院 高比表面积二氧化铈的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI743161B (zh) 2021-10-21
CN109689828A (zh) 2019-04-26
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