KR102185070B1 - Sti 공정용 연마 슬러리 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 STI 공정용 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 연마입자를 포함하는 연마액; 및 첨가액; 을 포함하고, 상기 첨가액은, 아마이드 결합을 갖는 중합체 및 당 알콜을 포함하는 질화막 연마억제제를 포함하는 것인, STI 공정용 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.

Description

STI 공정용 연마 슬러리 조성물{POLISHING SLURRY COMPOSITION FOR STI PROCESS}
본 발명은, 높은 연마율을 가지면서 디싱 발생을 낮출 수 있는, STI 공정용 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
반도체 소자가 다양해지고, 고 집적화됨에 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.
STI(Shallow Trench Isolation) 공정은 분리(isolation) 부분을 삭감하고 트렌치(trench)를 형성시킨 뒤 산화물을 증착한 후에 CMP를 통하여 평탄화하는 기술을 도입한다. 이때, 절연막인 산화물 층의 연마율은 높이고 확산장벽인 질화물 층의 연마율은 낮추는, 이른바 선택적인 연마특성을 요구한다. 특히, 셀 타입(Cell Type) 패턴에서 과연마 진행 시에도 질화막질에 대한 손실을 절감해야만 한다.
STI 공정에서 양의 전하를 갖는 연마 입자 및 폴리아민계 중합체를 포함하는 슬러리 조성물을 이용한 CMP 공정에서, 블랭킷 웨이퍼 및 패턴 웨이퍼의 높은 밀도 패턴에서는 적절한 연마율 및 선택비를 확보할 수 있으나, 패턴 웨이퍼의 낮은 밀도 패턴에서는 디싱 및 이로젼이 크게 발생할 수 있다. 디싱 개선 수준을 높이기 위해서 폴리아민계 중합체의 함량을 증가시킬 수 있으나, 절연막질의 연마율이 낮아져 패턴 웨이퍼의 질화규소 막질 상에 절연막질이 연마되지 않고 잔류하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연마 대상막에 대한 높은 연마 속도 및 연마 선택비를 가지면서, 연마 정지막의 노출 시 연마 정지 기능 및 보호 기능이 개선되어, 패턴 웨이퍼의 연마 공정 이후에 디싱 및 이로젼 등의 발생을 억제할 수 있는, STI 공정용 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명은, 연마입자를 포함하는 연마액; 및 첨가액; 을 포함하고, 상기 첨가액은, 아마이드 결합을 갖는 중합체 및 당 알콜을 포함하는 질화막 연마억제제를 포함하는 것인, STI 공정용 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아마이드 결합을 갖는 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 중합체 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018128377719-pat00001
(상기 화학식 1에서,
R1, R3 및 R4는 각각, 수소, 히드록시기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴기, C5-30의 헤테로아릴기(하나 이상의 N, O 또는 S의 헤테로 원자를 포함한다.), C4-30의 헤테로시클릭기(하나 이상의 N, O 또는 S의 헤테로 원자를 포함한다.), C7-30의 아랄킬(aralkyl)기, 아민기, -NH(R4)-R5(여기서, R4는 C1-30의 알킬렌 또는 C2-30의 알케닐렌이고, R5는 수소 또는 히드록시기이다.), 옥시아민기, 아지드기 및 티올기에서 선택되고, R2는 단순결합, 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬렌, C2-30의 알케닐렌, C7-30의 시클로알킬렌, C6-30 아릴렌, C7-30 아릴알킬렌 또는 C2-30 알키닐렌이고, n은 1 이상의 정수이다.)
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 중합체는, 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 수산화기 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), α-벤질 및 ω-아지드 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 아지드 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 피페라진 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 알킨 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), α-벤질 및 ω-티올 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), α-메틸 및 ω-히드록시에틸아민 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 아민 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 피페라진 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 폴리(2-프로틸-2-옥사졸린), 아지드 말단을 갖는 폴리(2-프로틸-2-옥사졸린) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 중합체의 분자량은, 1,000 내지 5,000,000인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 중합체는, 상기 첨가액 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 당 알콜은, 글라이콜, 글라이세롤, 에리트리톨, 트레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 이디톨, 크실리톨, 아도니톨, 글루시톨, 탈리톨, 알트리톨, 알로둘시톨, 둘시톨, 세토헵티톨, 페르세이톨, 이노시톨, 볼레미톨, 아이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트라이이톨, 말토테트라이톨, 폴리글라이시톨, 사이클로덱스트린(cylodextrin), 덱스트린, 만노스(mannose), 소르보오스(sorbose) 및 수크로스(sucrose)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 당 알콜은, 상기 첨가액 중 0.01 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 첨가액은, 산화막 연마조절제로서 아민화합물;을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아민화합물은, 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 펜타에틸렌헥사민(PEHA), 헥사에틸렌헵타민(HEHA), 비스(헥사메틸렌)트리아민, N-(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am3), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am4), N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am5), N-3-아미노프로필-1,3-디아미노프로판, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, 비스-(3-아미노프로필)아민, 디프로필렌트리아민 및 트리프로필렌테트라아민으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 아민모노머; 또는 이들의 중합체; 폴리(디에틸렌트리아민)-co-에피클로로히드린, 폴리(트리에틸렌테트라민)-co-에피클로로히드린, 테트라에틸렌펜타민(TEPA)-co-에피클로로히드린 및 펜타에틸렌헥사민(PEHA)-co-에피클로로히드린으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 아민폴리머; 또는 이 둘의 조합;을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 아민화합물은, 상기 첨가액 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 첨가액은, 카르복시산, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 피멜린산, 말산, 말론산, 말레산, 아세트산, 아디프산, 옥살산, 숙신산, 타르타르산, 시트르산, 락트산, 글루타르산, 글리콜산, 포름산, 푸마르산, 프로피온산, 부티르산, 히드록시부티르산, 아스파르트산, 이타콘산, 트리카발산, 수베르산, 벤조산, 페닐아세트산, 나프토산, 만델산, 피콜린산, 니코틴산, 이소니코틴산, 퀴놀린산, 안트라닐산, 푸자르산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피리딘카르복실산, 살리실산, 글루타민산, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 코폴리머 및 폴리술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 산성 물질;을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 첨가액은, 염기성 물질;을 더 포함하고,
상기 염기성 물질은, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 메틸아민, 에탄올아민, 프로필아민, 부틸아민, 이소프로필아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민, 디프로필아민, 에틸렌디아민, 프로판 디아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 테트라메틸아민, 프리에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타민, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필 디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 트리아이소프로판올아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-디메틸 아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-아미노-펜탄올, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜탄올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄, 글리신, 이소류신, 류신, 라이신, 페닐알라닌, 메티오닌, 트레오닌, 트립토판, 발린, 알라닌, 아르기닌, 시스테인, 글루타민, 히스티딘, 프롤린, 세린 및 티로신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연마입자는, 고상법 또는 액상법으로 제조되고, 연마입자 표면이 양전하를 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 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, 바륨 티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연마입자의 크기는, 5 nm 내지 150 nm의 1차 입자, 30 nm 내지 300 nm 의 2차 입자를 포함하고, 상기 연마입자는, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 물;을 더 포함하고, 상기 연마액 : 물 : 첨가액의 비율은 1 : 3 내지 10 : 1 내지 10(부피비)인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물의 pH는 4 내지 7의 범위인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물의 제타전위는 +5 mV 내지 +70 mV의 범위인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 절연막 : 질화막의 연마 선택비가 10 : 1 내지 1000 : 1인 것일 수 있다.
본 발명은, 연마 대상막(예를 들어, 절연막 층)에 대한 높은 연마 속도와 연마 정지막(예를 들어, 질화막 층)에 대한 우수한 연마 억제 기능을 가져 높은 선택비와 자동 정지 기능을 갖는 슬러리 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 슬러리 조성물은, 패턴 웨이퍼에서 패턴 질화막 층을 보호하여 패턴 웨이퍼의 과연마 진행 이후에 이로젼 등의 발생을 낮추어 패턴 질화막 층의 손실을 낮출 수 있다. 또한, 패턴 웨이퍼에서 패턴 질화막 층의 노출 시 패턴 사이에 위치하는 절연막 층의 과연마를 방지하여 절연막 디싱(dishing) 발생을 억제시키고, 연마 후 면내균일성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 슬러리 조성물은, 셀 타입(Cell Type) 패턴에서 과연마 진행 이후에 질화막 층에 대한 손실을 낮출 수 있다.
본 발명의 슬러리 조성물은, 반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정 등에 적용하여, 신뢰성 및 특성이 보다 우수한 반도체 소자의 제조를 가능하게 할 수 있다.
이하 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 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 STI 공정용 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 STI 공정용 연마 슬러리 조성물은, 연마입자를 포함하는 연마액; 및 첨가액; 을 포함하고, 상기 첨가액은, 아마이드 결합을 갖는 중합체 및 당 알콜을 포함하는 질화막 연마억제제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명의 STI 공정용 연마 슬러리 조성물은, 연마 대상막(예를들어, 절연막 층)에 대한 높은 연마율과 연마 정지막(예를 들어, 패턴 질화막 층)에 대한 연마 억제가 가능하여 질화막 층을 보호하고 연마 정지 기능을 가져 높은 선택비를 나타낼 수 있다.
상기 연마입자는, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자의 함량이 1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 감소되는 문제가 있고, 10 중량% 초과인 경우 연마속도가 너무 높고, 연마입자 수의 증가로 인하여 표면의 잔류하게 되는 입자 흡착성에 의하여 표면 결함을 발생시킬 수 있다.
상기 연마입자는, 고상법 또는 액상법으로 제조되고, 연마입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 것일 수 있다. 상기 액상법은 연마 입자 전구체를 수용액 중에서 화학적 반응을 발생시키고, 결정을 성장시켜 미립자를 얻는 졸-겔(sol-gel) 법이나 연마입자 이온을 수용액에서 침전시키는 공침법 및 고온 고압 하에서 연마입자를 형성하는 수열합성법 등을 적용하여 제조될 수 있다. 또한, 상기 고상법은 연마입자 전구체를 400 ℃ 내지 1,000 ℃의 온도에서 하소하는 방법으로 제조될 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, 바륨 티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 연마입자는 양전하로 분산된 것이며, 예를 들어, 양전하로 분산된 세리아일 수 있다. 상기 양전하로 분산된 세리아는 양전하로 활성화된 첨가액과 혼합되어 더 높은 단차 제거 성능 및 자동 연마 정지 기능을 구현할 수 있다.
상기 연마입자는, 5 nm 내지 150 nm의 1차 입자, 30 nm 내지 300 nm 의 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 연마입자의 평균 입경의 측정은, 주사전자현미경 분석 또는 동적광산란으로 측정될 수 있는 시야 범위 내에 있는 복수의 입자의 입경의 평균값이다. 1차 입자의 크기에 있어서, 입자 균일성을 확보하기 위해서 150 nm 이하이어야 하며, 5 nm 미만인 경우에는 연마율이 저하될 수 있고, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 중 2차 입자의 크기에 있어서, 2차 입자의 크기가 30 nm 미만인 경우 밀링으로 인하여 작은 입자가 과도하게 발생하면 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하며, 300 nm를 초과하는 경우 과잉 연마가 이루어져 선택비 조절이 어려워지고, 디싱, 침식 및 표면 결함이 발생할 가능성이 있다.
상기 연마입자는 단일 사이즈 입자 이외에도, 다분산(multi dispersion) 형태의 입자분포를 포함하는 혼합입자를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 2종의 상이한 평균입도를 가지는 연마입자가 혼합되어 바이모달(bimodal) 형태의 입자 분포를 가지거나 3종의 상이한 평균입도를 가지는 연마입자가 혼합되어 3가지 피크를 보이는 입도 분포를 가지는 것일 수 있다. 또는, 4종 이상의 상이한 평균입도를 가지는 연마입자가 혼합되어 다분산 형태의 입자분포를 가질 수 있다. 상대적으로 큰 연마입자와 상대적으로 작은 연마입자가 혼재함으로써 더 우수한 분산성을 가지며, 웨이퍼 표면에 스크래치를 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 첨가액은, 연마 대상막의 우수한 연마율을 제공하면서, 연마 정지막의 노출 시 연마 정지막의 연마 속도 억제 및 보호 기능을 개선시키고, 특히 패턴 웨이퍼의 연마 이후에 절연막 층에 대한 우수한 연마 성능을 제공하면서 디싱 및 이로젼의 발생을 낮출 수 있다.
상기 첨가액에서 상기 아마이드 결합을 갖는 중합체는, 상기 첨가액 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 중합체의 함량이 0.001 중량% 미만인 경우, 질화막에 대한 자동 연마정지 기능의 구현이 어려울 수 있고, 1 중량%를 초과인 경우에, 고분자 네트워크에 의해 연마가 충분히 이루어지지 않고 잔여물이 잔류할 수 있다. 즉, 패턴 웨이퍼의 연마 시 절연막 층이 충분히 연마되지 않아 패턴 질화막 상에 절연막 층이 잔류할 수 있다.
상기 아마이드 결합을 갖는 중합체는, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018128377719-pat00002
상기 화학식 1에서,
R1, R3 및 R4는 각각, 수소, 히드록시기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴기, C5-30의 헤테로아릴기(하나 이상의 N, O 또는 S의 헤테로 원자를 포함한다.), C4-30의 헤테로시클릭기(하나 이상의 N, O 또는 S의 헤테로 원자를 포함한다.), C7-30의 아랄킬(aralkyl)기, 아민기, -NH(R4)-R5(여기서, R4는 C1-30의 알킬렌 또는 C2-30의 알케닐렌이고, R5는 수소 또는 히드록시기이다.), 옥시아민기, 아지드기 및 티올기에서 선택되고,
R2는 단순결합, 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬렌, C2-30의 알케닐렌, C7-30의 시클로알킬렌, C6-30 아릴렌, C7-30 아릴알킬렌 또는 C2-30 알키닐렌이고, n은 1 이상의 정수; 또는 1 내지 100의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 중합체는, 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 수산화기 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), α-벤질 및 ω-아지드 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 아지드 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 피페라진 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 알킨 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), α-벤질 및 ω-티올 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), α-메틸 및 ω-히드록시에틸아민 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 아민 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 피페라진 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 폴리(2-프로틸-2-옥사졸린), 아지드 말단을 갖는 폴리(2-프로틸-2-옥사졸린) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 중합체는, 상기 중합체의 분자량(중량 평균 분자량)은 1,000 내지 5,000,000; 1,000 내지 1,000,000; 또는 1,000 내지 500,000일 수 있다.
상기 첨가액에서 상기 당 알코올은, 산성 환경에서 수소 결합을 형성하여 연마 정지막(예를 들어, 질화막)에 정전기적으로 흡착하여 연마 정지막을 보호하고 연마 억제 기능을 갖는 것으로, 특히 낮은 밀도의 패턴 웨이퍼의 연마 공정에서 높은 연마 속도와 선택비를 유지하면서 디싱 및 이로전의 발생을 낮출 수 있다. 또한, 상기 당 알코올은 아민 화합물에 비하여 연마 대상막(예를 들어, 절연막)에 대한 흡착 성능이 약하여 절연막에 영향을 주지 않고, 상기 아마이드 결합을 갖는 중합체와 수소 결합을 형성할 수 있으나, 결합이 약하여 엉김 발생 없이 연마 정지막(예를 들어, 질화막)을 보호할 수 있다.
상기 당 알코올은, 상기 첨가액 중 0.01 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 당 알코올의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우, 연마 정지막의 보호 기능이 약하여, 패턴 웨이퍼의 과연마 시 절연막 및 패턴 질화막 사이에 디싱 및 이로젼의 발생이 증가할 수 있고, 10 중량% 초과인 경우, 절연막에 디팩 및 스크래치 등이 발생할 수 있다. 상기 당 알코올은, 낮은 밀도에서 고밀도의 패턴 웨이퍼에서 동일하게 연마 정지막을 보호할 수 있는 단분자 물질이거나, 슬러리 조성물의 pH에 영향을 주지 않는 비이온성 물질일 수 있다. 상기 당 알코올은 단당류의 카보닐기(알데하이드기 또는 케톤기)를 환원하여 만들어지는 하이드록시기가 두개 이상인 다가 알코올일 수 있으며, 이당류 알코올, 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨, 헵티톨 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 당 알코올은, 글라이콜, 글라이세롤, 에리트리톨, 트레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 이디톨, 크실리톨, 아도니톨, 글루시톨, 탈리톨, 알트리톨, 알로둘시톨, 둘시톨, 세토헵티톨, 페르세이톨, 이노시톨, 볼레미톨, 아이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트라이이톨, 말토테트라이톨, 폴리글라이시톨, 사이클로덱스트린(cylodextrin), 덱스트린, 만노스(mannose), 소르보오스(sorbose) 및 수크로스(sucrose)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 첨가액은, 연마 대상막에 흡착하여 연마율을 낮추기 위한 연마조절제로서, 아민화합물;을 더 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 아민화합물은, 산화막 등과 같은 절연막 연마 조절제로 적용되고, 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 펜타에틸렌헥사민(PEHA), 헥사에틸렌헵타민(HEHA), 비스(헥사메틸렌)트리아민, N-(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am3), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸 렌디아민(Am4), N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am5), N-3-아미노프로필-1,3-디아미노프로판, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, 비스-(3-아미노프로필)아민, 디프로필렌트리아민 및 트리프로필렌테트라아민으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 아민모노머; 폴리(디에틸렌트리아민)-co-에피클로로히드린, 폴리(트리에틸렌테트라민)-co-에피클로로히드린, 테트라에틸렌펜타민(TEPA)-co-에피클로로히드린 및 펜타에틸렌헥사민(PEHA)-co-에피클로로히드린으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 아민폴리머; 또는 이 둘의 조합을 더 포함할 수 있다.
상기 아민화합물은, 상기 첨가액 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 0.001 중량% 미만인 경우, 연마 대상막의 연마율이 너무 높아 디싱 또는 결함이 발생할 수 있고, 1 중량% 초과인 경우, 연마가 되지 않는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 첨가액은, 카르복시산, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 피멜린산, 말산, 말론산, 말레산, 아세트산, 아디프산, 옥살산, 숙신산, 타르타르산, 시트르산, 락트산, 글루타르산, 글리콜산, 포름산, 푸마르산, 프로피온산, 부티르산, 히드록시부티르산, 아스파르트산, 이타콘산, 트리카발산, 수베르산, 벤조산, 페닐아세트산, 나프토산, 만델산, 피콜린산, 니코틴산, 이소니코틴산, 퀴놀린산, 안트라닐산, 푸자르산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피리딘카르복실산, 살리실산, 글루타민산, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 코폴리머 및 폴리술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 산성물질;을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리아크릴산 코폴리머는, 예를 들어, 폴리아크릴산-술폰산 코폴리머(polyacrylic acid-sulfonic acid copolymer), 폴리아크릴산-말론산 코폴리머(polyacrylic acid-malonic acid copolymer) 및 폴리아크릴산-폴리스티렌 코폴리머(polyacrylic acid-polystyrene copolymer)를 포함 더 포함할 수 있다.
상기 산성 물질은, 상기 첨가액 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 산성 물질이 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 미만이거나, 1 중량% 초과인 경우, 슬러리 조성물의 안정성이 확보되지 않아 원하는 성능이 구현되지 않거나, 결함이 발생하는 문제점이 있다.
상기 첨가액은, 염기성 물질;을 더 포함하고, 상기 염기성 물질은, 상기 첨가액 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 염기성 물질의 함량이0.01 중량% 미만이거나, 1 중량% 초과인 경우 슬러리 조성물의 안정성이 확보되지 않아 원하는 성능이 구현되지 않거나, 결함이 발생하는 문제점이 있다. 예를 들어, 상기 염기성 물질은, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 메틸아민, 에탄올아민, 프로필아민, 부틸아민, 이소프로필아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민, 디프로필아민, 에틸렌 디아민, 프로판 디아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 테트라메틸아민, 프리에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타민, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필 디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 트리아이소프로판올아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-디메틸 아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-아미노-펜탄올, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜탄올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄, 글리신, 이소류신, 류신, 라이신, 페닐알라닌, 메티오닌, 트레오닌, 트립토판, 발린, 알라닌, 아르기닌, 시스테인, 글루타민, 히스티딘, 프롤린, 세린 및 티로신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물의 pH는 4 내지 7의 범위인 것일 수 있다. pH가 상기 범위를 벗어나는 경우 분산 안정성이 급격히 저하되어 응집이 발생하게 되는 문제가 있다.
상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물은 제조 공정 상, 농축제조 및 희석(Dilution) 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, STI 연마 공정용 슬러리 조성물은 물;을 더 포함하고, 상기 연마액 : 물 : 첨가액의 비율은 1 : 3 내지 10 : 1 내지 10인 것일 수 있다. 상기 물은, 예를 들어, 탈이온수, 이온 교환수 및 초순수를 포함할 수 있다. 상기 첨가액의 비율이 1 내지 4의 범위에서는 첨가액의 비율이 적을수록 벌크(bulk)한 고단차 연마에 사용이 적합하고, 5 내지 10의 범위에서는 첨가액의 비율이 높아질수록 질화막 연마정지 기능이 강화되어 STI연마 공정에서 효과적으로 소자 분리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 연마액과 첨가액을 따로 준비하여 연마 직전 혼합하여 사용하는 2액형 형태로 제공될 수 있고, 연마액과 첨가액이 혼합되어 있는 1액형 형태로 제공될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물은 양(positive)의 전하를 나타내는 포지티브 슬러리 조성물일 수 있으며, 상기 슬러리 조성물의 제타전위는 +5 mV 내지 +70 mV의 범위인 것일 수 있다. 양으로 하전된 연마입자로 인하여, 높은 분산 안정성을 유지하여 연마입자의 응집이 발생하지 않아 마이크로-스크래치 발생을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, STI 공정용 연마 슬러리 조성물은 절연막 : 질화막의 연마 선택비가 10 : 1 내지 1000 : 1인 것일 수 있다. 상기 절연막 연마율이 1,000 Å내지 10,000 Å이고, 상기 질화막 연마율이 30 Å이하인 것일 수 있다.
본 발명의 STI 공정용 연마 슬러리 조성물은, 아마이드 결합을 갖는 중합체를 포함함으로써, 질화막의 표면에서 연마를 억제하게 되므로, 질화막 자동연마 정지 기능을 가지고, 당 알코올의 첨가에 의해서 과연마 시 질화막의 손실을 낮추고, 절연막의 디싱 발생을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 STI 공정용 연마 슬러리 조성물에 의하여, 절연막 층에 대해 높은 연마율과 질화막 층에 대한 연마 억제가 가능하여 질화막 층을 보호할 수 있다. 또한, 패턴 웨이퍼 연마 시 절연막 디싱(dishing) 발생량을 줄일 수 있다. 따라서, 반도체 소자의 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI) 공정 등에 적용하여, 신뢰성 및 특성이 보다 우수한 반도체 소자의 제조를 가능하게 할 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 내지 13]
표 1에 나타낸 바와 같이, 입자크기가 150 nm인 세리아 연마입자를 포함하는 연마액을 제조하였다.
연마억제제로서 아마이드 결합을 갖는 중합체 0.08 중량%, 및 당 알코올을 혼합하고, pH 조절제로 락트산을 사용하여 pH 5.5의 첨가액을 제조하였다.
상기 연마액 : 물 : 첨가액의 비율을 1 : 6 : 3으로 하여 STI 연마 공정용 슬러리 조성물을 제조하였다.
[비교예 1 내지 2]
표 1에 나타낸 바와 같이, 당 알코올을 포함하지 않는 것 외에는 실시예와 동일한 방법으로 STI 연마 공정용 슬러리 조성물을 제조하였다.
[연마 조건]
1. 연마기: AP-300 (300 mm, KCTECH 社)
2. 패드: IC 1000 (DOW 社)
3. 연마 시간: 60sec
4. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 93 rpm
5. 스핀들 RPM (Spindle RPM): 87 rpm
6. 압력: 3 psi
7. 유량 (Flow rate): 175:75 ml/min, 150:100 ml/min
8. 사용된 웨이퍼:
웨이퍼: PE-TEOS 20 K (ÅSiN 2.5 K (Å
패턴 웨이퍼: STI SiN 패턴 웨이퍼(100/100) 2000 K(Å), 트렌치 깊이 2 K (Å)
표 1에 실시예 및 비교예의 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 및 슬러리 조성물을 이용하여 STI 질화물 패턴 웨이퍼를 연마하였을 때, 산화막(TEOS) 및 질화막(SiN)의 제거속도(Removal Rate: RR), 디싱량(Å)을 나타낸 것이다.
구분 슬러리 조성 300mm CMP 결과 디디싱량
연마억제제
(중량%)		 당 알코올 화합물 pH 조절제 TEOS RR SiN
RR
　성분 함량
(중량%)		 　성분 pH
적정		 (Å/min) (Å/min) (Å)
실시예 1 0.08 솔비톨 0.1 락트산 5.5 2008 13 177
실시예 2 0.08 솔비톨 0.5 락트산 5.5 1952 13 77
실시예 3 0.08 솔비톨 1.0 락트산 5.5 1912 13 76
실시예 4 0.08 솔비톨 2.0 락트산 5.5 1905 13 72
실시예 5 0.16 솔비톨 0.5 락트산 5.5 1878 14 71
실시예 6 0.08 솔비톨 0.5 구연산 5.5 1322 12 31
실시예 7 0.08 솔비톨 0.5 질산 5.5 2437 24 151
실시예 8 0.08 솔비톨 0.5 아세트산 5.5 1452 22 172
실시예 9 0.08 솔비톨 0.5 피콜린산 5.5 1412 12 95
실시예 10 0.08 자일리톨 0.5 락트산 5.5 1994 13 82
실시예 11 0.08 아라비톨 0.5 락트산 5.5 1871 13 80
실시예 12 0.08 락티톨 0.5 락트산 5.5 1756 13 76
실시예 13 0.08 말티톨 0.5 락트산 5.5 1442 13 64
비교예 1 0.08 - - 락트산 5.5 2158 13 270
비교예 2 0.1 - - 락트산 5.5 1844 22 221
연마억제제*: Poly(2-ethyl-2-oxazoline)
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 STI 공정용 연마 슬러리 조성물은 연마억제제로 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 당 알코올 및 산도 조절제를 적용하여, 패턴 웨이퍼의 연마 공정에서 질화규소막에 대한 산화막의 높은 연마 선택비를 갖는 것을 확인할 수 있고, 당 알코올의 첨가에 의해서 연마 이후에 디싱 발생이 월등하게 감소된 것을 확인할 수 있다. 반면에, 당 알코올을 포함하지 않는 비교예 1 내지 비교예 2는, 높은 연마 선택비를 나타내고 있으나, 패턴 웨이퍼에서 디싱 발생이 증가되고, 특히 비교예 2에서 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)의 함량이 증가할 경우에 연마 선택비가 감소하는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은, 아마이드 결합을 갖는 중합체를 포함하는 연마억제제 및 당 알코올을 적용하여 질화막 표면에서 연마 억제 기능과 보호 기능을 구현하여, 우수한 연마 선택비를 유지하면서, 질화막의 손실과 절연막의 과연마를 방지하여 디싱 및 이로젼 발생을 낮출 수 있는 STI 공정용 연마 슬러리 조성물을 제공할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (19)

  1. 연마입자를 포함하는 연마액; 및
    첨가액; 을 포함하고,
    상기 첨가액은, 아마이드 결합을 갖는 중합체 및 당 알콜을 포함하는 질화막 연마억제제를 포함하고,
    상기 첨가액은, 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 펜타에틸렌헥사민(PEHA), 헥사에틸렌헵타민(HEHA), 비스(헥사메틸렌)트리아민, 디프로필렌트리아민 및 트리프로필렌테트라아민으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 아민화합물을 포함하는 산화막 연마조절제를 더 포함하고,
    상기 아마이드 결합을 갖는 중합체의 분자량은, 1,000 이상 50,000 미만인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아마이드 결합을 갖는 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 중합체 중 적어도 하나를 포함하는 것인, STI 공정용 연마 슬러리 조성물.

    [화학식 1]
    Figure 112018128377719-pat00003


    (상기 화학식 1에서,
    R1, R3 및 R4는 각각, 수소, 히드록시기, C1-30의 알킬기, C2-30의 알케닐기, C2-30의 알키닐기, C1-30의 알콕시기, C6-30의 아릴기, C5-30의 헤테로아릴기(하나 이상의 N, O 또는 S의 헤테로 원자를 포함한다.), C4-30의 헤테로시클릭기(하나 이상의 N, O 또는 S의 헤테로 원자를 포함한다.), C7-30의 아랄킬(aralkyl)기, 아민기, -NH(R4)-R5(여기서, R4는 C1-30의 알킬렌 또는 C2-30의 알케닐렌이고, R5는 수소 또는 히드록시기이다.), 옥시아민기, 아지드기 및 티올기에서 선택되고,
    R2는 단순결합, 치환되거나 치환되지 않은 C1-30의 알킬렌, C2-30의 알케닐렌, C7-30의 시클로알킬렌, C6-30 아릴렌, C7-30 아릴알킬렌 또는 C2-30 알키닐렌이고,
    n은 1 이상의 정수이다.)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중합체는,
    폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 수산화기 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), α-벤질 및 ω아지드 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 아지드 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 피페라진 말단을 갖는 폴리(2-메틸-2-옥사졸린), 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 알킨 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), α-벤질 및 ω-티올 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), α-메틸 및 ω-히드록시에틸아민 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 아민 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 피페라진 말단을 갖는 폴리(2-에틸-2-옥사졸린), 폴리(2-프로틸-2-옥사졸린), 아지드 말단을 갖는 폴리(2-프로틸-2-옥사졸린) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 중합체는,
    상기 첨가액 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 당 알콜은, 글라이콜, 글라이세롤, 에리트리톨, 트레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 이디톨, 크실리톨, 아도니톨, 글루시톨, 탈리톨, 알트리톨, 알로둘시톨, 둘시톨, 세토헵티톨, 페르세이톨, 이노시톨, 볼레미톨, 아이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트라이이톨, 말토테트라이톨, 폴리글라이시톨, 사이클로덱스트린(cylodextrin), 덱스트린, 만노스(mannose), 소르보오스(sorbose) 및 수크로스(sucrose)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 당 알콜은, 상기 첨가액 중 0.01 중량% 내지 10 중량%인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 아민화합물은, 상기 첨가액 중 0.001 내지 1 중량%인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 첨가액은, 카르복시산, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 피멜린산, 말산, 말론산, 말레산, 아세트산, 아디프산, 옥살산, 숙신산, 타르타르산, 시트르산, 락트산, 글루타르산, 글리콜산, 포름산, 푸마르산, 프로피온산, 부티르산, 히드록시부티르산, 아스파르트산, 이타콘산, 트리카발산, 수베르산, 벤조산, 페닐아세트산, 나프토산, 만델산, 피콜린산, 니코틴산, 이소니코틴산, 퀴놀린산, 안트라닐산, 푸자르산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피리딘카르복실산, 살리실산, 글루타민산, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 코폴리머 및 폴리술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상의 산성 물질;을 더 포함하는,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 첨가액은, 염기성 물질;을 더 포함하고,
    상기 염기성 물질은, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 암모니아, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 메틸아민, 에탄올아민, 프로필아민, 부틸아민, 이소프로필아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민, 디프로필아민, 에틸렌 디아민, 프로판 디아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 테트라메틸아민, 프리에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타민, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필 디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 트리아이소프로판올아민, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 2-디메틸 아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-아미노-펜탄올, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜탄올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄, 글리신, 이소류신, 류신, 라이신, 페닐알라닌, 메티오닌, 트레오닌, 트립토판, 발린, 알라닌, 아르기닌, 시스테인, 글루타민, 히스티딘, 프롤린, 세린 및 티로신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자는, 고상법 또는 액상법으로 제조되고, 연마입자 표면이 양전하를 갖는 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  14. 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, 바륨 티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자의 크기는, 5 nm 내지 150 nm의 1차 입자, 30 nm 내지 300 nm 의 2차 입자를 포함하고,
    상기 연마입자는, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    물;을 더 포함하고,
    상기 연마액 : 물 : 첨가액의 비율은 1 : 3 내지 10 : 1 내지 10(부피비)인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물의 pH는 4 내지 7의 범위인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물의 제타전위는 +5 mV 내지 +70 mV의 범위인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
  19. 제1항에 있어서,
    절연막 : 질화막의 연마 선택비가 10 : 1 내지 1000 : 1인 것인,
    STI 공정용 연마 슬러리 조성물.
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