KR102544644B1 - 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법 - Google Patents

유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102544644B1
KR102544644B1 KR1020150186286A KR20150186286A KR102544644B1 KR 102544644 B1 KR102544644 B1 KR 102544644B1 KR 1020150186286 A KR1020150186286 A KR 1020150186286A KR 20150186286 A KR20150186286 A KR 20150186286A KR 102544644 B1 KR102544644 B1 KR 102544644B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polishing
acid
organic film
propanol
slurry composition
Prior art date
Application number
KR1020150186286A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170076248A (ko
Inventor
한덕수
김석주
Original Assignee
솔브레인 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔브레인 주식회사 filed Critical 솔브레인 주식회사
Priority to KR1020150186286A priority Critical patent/KR102544644B1/ko
Publication of KR20170076248A publication Critical patent/KR20170076248A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102544644B1 publication Critical patent/KR102544644B1/ko

Links

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
    • 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
    • H01L21/302—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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/30625—With simultaneous mechanical treatment, e.g. mechanico-chemical polishing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 일정한 크기 범위에 해당하는 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고 pH가 10 내지 11인 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법에 관한 것이다.
상기 유기막 연마용 슬러리 조성물은 전술한 조성 및 pH를 나타냄으로써 탄소 함량과 경도가 높은 유기막을 효과적으로 연마하고 피연마면에 표면 결함을 방지하여 균일성을 갖는 공극을 소자분리막 영역 내에 형성할 수 있다.

Description

유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법{SLURRY COMPOSITION FOR POLISHING ORGANIC FILM AND METHOD FOR POLISHING SEMICONDUCTOR SUBSTRATE USING THE SAME}
본 발명은 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조기술의 발달과 그 응용분야가 확대되어 감에 따라 반도체 소자의 집적도를 증가시키기 위한 연구가 급속도로 발전되고 있다. 이러한 반도체 소자의 집적화를 위한 기술로서, 소자분리막을 축소하는 기술은 중요한 항목 중 하나로 대두되고 있다.
한편, 반도체 소자의 고집적화에 따라 활성 영역과 소자분리막 영역이 감소하면서, 활성 영역 상에 형성되는 도전 패턴 간 거리가 좁아져, 인접한 활성 영역들 간에 간섭 현상이 일어나고, 그 결과 기생 커패시턴스가 증가하여 반도체 소자의 오작동이 발생한다.
기생 커패시턴스는 소자분리막의 유전상수와 밀접하게 관련된 것으로 알려져 있다. 예컨대, 상기 소자분리막의 유전상수가 감소하면, 활성 영역들 사이의 기생 커패시턴스 역시 감소된다.
최근 소자분리막이 공백 상태(vacuum, air)에서 가장 낮은 유전율 (k=1)을 갖는다는 점에 착안하여, 소자분리막 내에 공극(air-gap)을 형성함으로써 활성 영역들 간의 기생 커패시턴스를 감소시키는 기술이 제안되고 있다.
종래 유기막 CMP 슬러리 조성물은 유기막을 단위 시간당 높은 연마량으로 연마하되 스크래치와 같은 표면의 결함이 없게 하여야 하므로 고분자 연마재를 포함하였다. 일례로, 일본 특허공개 제2004-363191호에는 입자 지름이 0.05 내지 5 ㎛의 수지 입자를 연마재로 포함하는 CMP 슬러리 조성물을 제시하고 있다. 그러나, 유기막과 고분자 연마재의 재질이 상이하기 때문에 유기막에 따라서는 종래 유기막 CMP 슬러리 조성물로 연마할 경우 연마면의 평탄도도 높이면서 동시에 원하는 연마량을 얻을 수 없었다.
이에 대한민국 공개특허 제2014-0125316호는 실리콘 등의 금속막 연마에 사용되는 금속산화물 연마재를 포함하는 CMP 슬러리 조성물을 제시하고 있다. 그러나, 금속산화물 연마재를 유기막 연마에 사용할 경우 유기막에 따라 원하는 연마량을 얻을 수 없거나 스크래치등이 발생하여 연마면에 결함이 발생하고 평탄도가 낮아지는 문제점이 있었다.
이들 특허들은 유기막의 효과적인 연마를 목적하나 효과가 충분치 않다. 이에 더해서 최근 사용되는 유기막은 200 ℃ 이상의 고온에서 경화가 진행되어 기존의 저온 경화된 유기막에 비해 경도가 높은 특성을 가지기 때문에 이에 적합한 CMP 슬러리 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
일본 특허공개 제2004-363191호 대한민국 공개특허 제2014-0125316호
본 발명의 목적은 공극을 구비한 소자분리막 형성 공정 시에, 희생막으로 사용되는 유기막에 대한 연마 선택비가 높은 유기막 연마용 슬러리 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 소자분리막 영역 내에 균일성을 갖는 공극을 형성하기 위해 다각적으로 연구한 결과, 본 출원인은 슬러리 조성물이 일정 크기의 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고 특정 범위의 pH에 해당하는 경우, 유기막을 효과적으로 제거하고 연마제나 잔류물에 의한 표면 결함이 최소화될 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고, 상기 연마제는 평균 입경이 100 내지 140 ㎚이며, pH가 10 내지 11인 유기막 연마용 슬러리 조성물을 제공한다.
상기 연마제는 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 연마 조절제는 시트르산, 옥살산, 숙신산, 말레산, 말론산, 말산, 주석산, 프탈산, 글루타르산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레산, 아크릴산 및 젖산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 연마속도 향상제는 아민, 아미노 알코올 및 4차 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
이때 상기 연마속도 향상제는 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-디메틸아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-t-부틸디에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜타놀, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 트리아이소프로판올아민, 테트라 메틸 암모늄 수산화물, 테트라 에틸 암모늄 수산화물, 테트라 부틸 암모늄 수산화물, 테트라 프로필 암모늄 수산화물, 트리메틸 에틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리메틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리에틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리프로필 암모늄 수산화물, (1-하이드록시프로필) 트리메틸 암모늄 수산화물, 에틸 트리메틸 암모늄 수산화물, 디에틸 디메틸암모늄 수산화물 및 벤질 트리메틸 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 알코올계 용제는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-이소프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올 및 2-(2-부톡시에톡시)에탄올)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 유기막 연마용 슬러리 조성물은 산화제, 부식 방지제 및 계면 활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함한다.
이때 상기 유기막 연마용 슬러리 조성물은 연마제 0.1 내지 10 중량부, 연마 조절제 0.01 내지 10 중량부, 연마속도 향상제 0.01 내지 5 중량부 및 알코올계 용제 0.1 내지 10 중량부를 포함한다.
또한, 본 발명은 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고, pH가 10 내지 11인 유기막 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 반도체 기판의 활성 영역 상부의 도전 패턴이 노출될 때까지 유기막을 연마하는 단계를 포함하는 반도체 기판 연마 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물은 일정 범위의 평균 입경을 가지는 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고 염기성 범위의 pH를 나타냄으로써 탄소함량 및 경도가 높은 유기막에 대한 높은 연마 선택비를 나타낼 수 있고 유기막의 단차 제거를 효과적으로 제어하며, 연마되는 표면에 스크래치 발생을 줄여 균일한 위치 및 형태의 공극을 구비한 소자 분리막을 제조하여 반도체 소자의 신뢰성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고, 상기 연마제는 평균 입경이 100 내지 140 ㎚이며, pH가 10 내지 11인 유기막 연마용 슬러리 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 연마 대상인 유기막은 포토레지스트막이며 높은 탄소 함량을 나타내어 건식 식각 내성이 강한 고분자 화합물, 예를 들어 하이드록시기, 글리시딜기, 아세탈기 등이 도입된 고분자 화합물로 이루어진 막이면 특별히 한정되지 않는다. 또한, 상기 유기막은 스핀 온 카본(spin on carbon) 막 또는 스핀 온 하드마스크(spin on hardmask) 막으로도 명명될 수 있다.
상기 유기막은 반도체 기판 상에 스핀 코팅 방법으로 도포한 후, 베이킹(baking) 공정에 의해 경화되어 형성될 수 있다. 이때 본 발명의 유기막은 200 내지 400 ℃ 이상의 고온에서 경화되어 형성되기 때문에 기존의 100 내지 150 ℃ 정도의 낮은 온도에서 경화되는 유기막에 비해 높은 경도를 나타낸다. 구체적으로 상기 유기막은 경도가 6H 이상일 수 있다.
이에 본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 기계적 연마를 위한 연마제와 함께 화학적 연마를 위한 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고 pH를 10 내지 11로 조절함으로써 탄소 함량 및 경도가 상대적으로 높은 유기막을 용이하게 연마시킬 수 있다.
본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 유기막의 기계적인 연마를 수행하기 위해서 연마제를 포함할 수 있다.
상기 연마제는 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 실리카 및 지르코니아로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 일례로, 상기 실리카는 발연 실리카(fumed silica) 또는 콜로이드 실리카(colloid silica)일 수 있으며 본 발명의 슬러리 조성물의 분산성, 연마 성능면에서 콜로이드 실리카가 더욱 바람직하다.
상기 연마제는 입자 형태일 수 있으며, 상기 연마제의 평균 입경은 100 내지 140 ㎚, 바람직하게는 120 내지 140 ㎚일 수 있다. 상기 연마제의 평균 입경이 100 ㎚ 미만인 경우 유기막에 대한 충분한 연마 속도를 얻을 수 없으며, 반대로 140 ㎚를 초과하는 경우 침전이 발생하며 연마 대상물의 표면 상에 스크래치를 다량 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물은 상기 연마제를 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 상기 연마제의 함량이 0.1 미만인 경우 연마 속도가 느려질 수 있으며, 반대로 10 중량부를 초과하는 경우 입자간 뭉침 현상으로 인해 슬러리의 안정성이 저하되며 표면 결함이 발생될 수 있다.
본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 유기막을 이루는 고분자 화합물 사이의 결합을 끊어 화학적 연마 작용을 수행하는 연마 조절제를 포함할 수 있다.
상기 연마 조절제는 시트르산(citric acid), 옥살산(oxalic acid), 숙신산(succinic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 말산(malic acid), 주석산(tartaric acid), 프탈산(phthalic acid) 글루타르산(glutaric acid), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피온산(propionic acid), 부티르산(butyric acid), 발레산(valeric acid), 아크릴산(acrylic acid), 및 젖산(lactic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 시트르산, 옥살산 및 말론산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물은 상기 연마 조절제를 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 상기 연마 조절제의 함량이 0.1 미만인 경우 얻어지는 연마 성능이 불충분하고, 반대로 10 중량부를 초과하는 경우 함량 증가에 따른 효과의 증가가 미비하여 경제적인 이점이 없을 뿐 아니라 디싱(dishing), 이로젼(erosion) 등의 결함이 발생할 우려가 있다.
본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 연마 성능 개선과 함께 연마 조절제로 유기산을 사용시 발생하는 슬러리의 침전 문제를 야기시키기 않기 위해 연마속도 향상제를 포함할 수 있다. 상기 연마속도 향상제는 분산 안전성에서 유리하기 때문에 본 발명의 연마 대상인 탄소 함량 및 경도가 높은 유기막에 대하여 고속 연마 성능 및 양호한 연마 표면을 확보할 수 있고 절연막 대비 유기막에 대한 높은 선택비를 나타낼 수 있다.
상기 연마속도 향상제는 아민, 아미노 알코올 및 4차 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 일례로, 상기 연마속도 향상제는 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-디메틸아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-t-부틸디에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜타놀, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 트리아이소프로판올아민, 테트라 메틸 암모늄 수산화물, 테트라 에틸 암모늄 수산화물, 테트라 부틸 암모늄 수산화물, 테트라 프로필 암모늄 수산화물, 트리메틸 에틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리메틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리에틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리프로필 암모늄 수산화물, (1-하이드록시프로필) 트리메틸 암모늄 수산화물, 에틸 트리메틸 암모늄 수산화물, 디에틸 디메틸암모늄 수산화물 및 벤질 트리메틸 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 프로필아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 및 테트라 메틸 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물은 상기 연마속도 향상제를 0.01 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 4 중량부로 포함할 수 있다. 상기 연마속도 향상제가 0.01 중량부 미만인 경우 연마 속도 향상 효과가 미미하고, 반대로 5 중량부를 초과하는 경우 분산 안전성이 저하되어 표면 결함이 발생되는 문제가 있다.
본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 유기막을 연화하여 반응성을 효율적으로 향상시키기 위해 알코올계 용제를 포함할 수 있다.
상기 알코올계 용제는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-이소프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올 및 2-(2-부톡시에톡시)에탄올)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올 및 2-이소프로폭시에탄올로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물은 상기 알코올계 용제를 0.1 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 상기 알코올계 용제가 0.1 중량부 미만인 경우 유기막에 대한 연마 속도 개선 효과를 얻을 수 없으며, 반대로 10 중량부를 초과하는 경우 유기막이 과도하게 용해되어 균일성을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 상기 성분 외에 나머지 성분으로서 물, 바람직하게는 초순수, 탈이온수 또는 증류수를 포함할 수 있다.
상기 물의 함량은 특별히 한정되지 않고 본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물의 각 조성의 합이 100 중량부가 되도록 하는 잔부로 사용될 수 있다. 상기 함량은 슬러리 조성물의 가공성, 안정성 등을 고려하여 적절히 조정될 수 있다.
또한, 본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 필요에 따라 통상적으로 사용되는 산화제, 부식 방지제 및 계면 활성제 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 산화제는 본 발명의 유기막의 표면층을 산화시켜 유기막의 연마가 용이하도록 하고, 연마 이후에도 유기막의 표면을 고르게 하는 역할을 할 수 있다. 상기 산화제는 통상적인 슬러리 조성물에 이용하는 것이면 특별히 한정하지 않으며, 일례로 과산화수소, 과요오드산, 요오드산칼륨, 과황산암모늄, 페리시안화칼륨, 브롬산칼륨, 삼산화바나듐, 차아염소산, 차아염소산나트륨 및 질산철로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 부식 방지제는 기계적 연마가 진행되지 않은 낮은 단차 영역에서는 부식을 억제하는 동시에 연마가 진행되는 높은 단차 영역에서는 연마제의 기계적 연마가 가능하게 하는 역할을 할 수 있다. 상기 부식 방지제는 통상적인 슬러리 조성물 제조에 사용되는 것이면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면, 1,2,3,4-테트라졸, 5-아미노-1,2,3,4-테트라졸, 5-메틸-1,2,3,4-테트라졸, 1,2,3-트리아졸, 4-아미노-1,2,3-트리아졸, 4,5-디아미노-1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 3,5-디아미노-1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 5-메틸-1-벤조트리아졸, 5,6-디메틸-1,2,3-벤조트리아졸, 1-(1,2-디카르복시에틸)벤조트리아졸, 1-[N,N-비스(히드록시에틸)아미노메틸]벤조트리아졸, 1-(히드록시메틸)벤조트리아졸, 트리아졸-3-카르복시산, 벤조트리아졸-5-카르복시산, 1-알킬-5-아미노테트라졸, 5-히드록시-테트라졸, 1-알킬-5-히드록시-테트라졸, 테트라졸-5-치올 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 계면 활성제는 상기 유기막 연마용 슬러리 조성물의 유기막 표면에서의 젖음성(wettability)을 개선하여 연마 효율을 높이고 식각 보호막인 도전 패턴 물질, 예컨대 폴리실리콘 등의 표면에 유발되는 스크래치를 감소시키는 역할을 할 수 있다. 상기 계면활성제는 통상적인 슬러리 조성물 제조에 사용하는 것이면 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면 라우릴 미리스틸 알코올(lauryl myristyl alcohol) 계열, HLB(hydrophile lipophile balance) 값이 12 이상인 메틸-옥시란 고분자(Methyl-oxirane polymer) 계열, 에틸렌디아민(Ethylenediamine), C1-16 에톡실화되고 프로폭실화된 알코올(ethoxylated and propoxylated　Alcohol) 계열, 2-메틸옥시란(2-methyloxirane), 옥시란(oxirane) 계열, 폴리에틸렌 글리콜(Polyethylene glycol) 및 폴리소르베이트(polysorbate) 계열로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
추가적으로, 상기 유기막 연마용 슬러리 조성물의 보관온도, 숙성 등에 의한 겔화 및 입자 침전 현상을 최대한 억제하고 분산안정성을 유지하기 위한 추가적인 분산제, pH 변화에 따른 영향을 억제하기 위한 버퍼용액, 및 입자 분산액의 점도를 낮추기 위한 통상의 각종 염류 등을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물의 pH는 10 내지 11, 바람직하게는 10.3 내지 10.7일 수 있다. 상기 유기막 연마용 슬러리 조성물의 pH가 상기 범위에 해당함으로써 우수한 연마 속도를 나타내어 공정 효율성을 개선할 수 있고 반도체 기판 상에 존재하는 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 등의 무기물로 이루어진 절연막에 대한 유기막의 연마 선택비를 더욱 높일 수 있다. 종래에는 염기성 조건하에서 유기막 연마가 어려웠으나, 상기 유기막 연마용 슬러리 조성물은 염기성 환경에서도 충분한 연마 성능을 발휘함으로써 다양한 분야에 적용할 수 있다. 상기 유기막 연마용 슬러리 조성물의 pH가 10 미만이면 분산안정성이 저하되거나 반도체 기판 상의 다른 막질에 부식을 일으킬 우려가 있고, pH가 11을 초과하면 연마효율 및 선택비가 저하되는 문제가 있다.
상기 유기막 연마용 슬러리 조성물의 pH를 상기 범위로 조절하기 위하여 pH 조절제가 첨가될 수 있다. 상기 pH 조절제는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화리튬, 수산화암모늄, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 테트라에틸암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸암모늄 하이드록사이드, 질산, 염산, 황산, 과염소산 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 수산화 칼륨 및 질산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. 이때 상기 pH 조절제의 함량은 상기 슬러리 조성물의 pH 범위가 10 내지 11에 해당하도록 첨가할 수 있다.
본 발명에 의한 유기막 연마용 슬러리 조성물은 통상의 제조방법을 이용하여 제조될 수 있으며, 상기 슬러리 조성물 내에 함유되는 화학 조성물의 혼합 순서와는 무관하다. 본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물 내의 연마재의 분산은 특정한 분산방법의 필요 없이 프리믹싱에 의해 물에 균일하게 분산된다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물은 절연막 대비 유기막에 대한 높은 연마 선택비를 제공할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 유기 절연막 연마용 슬러리 조성물을 이용할 때, 유기 절연막의 연마 속도는 700 Å/min 이상일 수 있다.
따라서, 본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물은 특정 범위의 평균 입경을 가지는 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하며 pH 10 내지 11을 나타냄으로써 종래 슬러리 조성물로 연마가 어려웠던 탄소 함량 및 경도가 높은 유기막을 고속으로 연마할 수 있으며 스크래치와 같은 표면 결함의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 유기막 연마용 조성물을 이용한 반도체 기판 연마 방법을 제공한다. 구체적으로, 상기 유기막 연마용 조성물은 반도체 기판 상에 형성된 활성 영역 상부의 도전 패턴을 노출시키기 위한 유기막 연마 공정에 사용될 수 있다.
상기 반도체 기판 연마 방법의 일 구현예는,
활성 영역을 한정하는 트렌치가 구비된 반도체 기판을 제조하는 단계;
상기 활성 영역 상부에 도전 패턴을 형성하는 단계;
상기 도전 패턴을 포함하는 반도체 기판 전면에 유기막을 도포하는 단계; 및
본 발명의 유기막 연마용 슬러리 조성물을 이용하여, 상기 도전 패턴이 노출될 때까지 상기 유기막에 대한 연마하는 단계를 포함한다.
상기 반도체 기판은 규소 기판, TFTLCD 유리 기판, GaAs 기판 및 집적 회로와 관련 있는 기타 기판, 박막, 다층 반도체, 웨이퍼 등일 수 있다.
상기 유기막의 도포는 스핀코팅 방법에 수행될 수 있다.
상기 연마 단계에서 사용되는 연마 장치는 예를 들어, 연마 패드에 의해 연마하는 경우, 연마되는 기판을 유지할 수 있는 홀더와, 회전수를 변경 가능한 모터 등과 접속하여 연마 패드를 접합한 정반을 갖는 일반적인 연마 장치를 사용할 수 있다. 상기 연마 패드로서는, 일반적인 부직포, 발포 폴리우레탄, 다공질 불소 수지 등을 사용할 수 있고, 특별히 제한은 없다.
연마 조건에는 제한은 없지만, 회전 속도는 반도체 기판이 튀어나가지 않도록 테이블 회전수(Table RPM)는 25 내지 110 rpm, 헤드 회전수(Head RPM)는 25 내지 110 rpm일 수 있다. 연마 압력은 동일 기판 내에서 CMP 속도의 변동이 적은 것(CMP 속도의 면내 균일성) 및 연마 전에 존재했던 요철이 해소되어 평탄해지는 것(패턴의 평탄성)을 만족시키기 위해서 0.5 내지 4.0 psi, 구체적으로 0.5 내지 2.5 psi 일 수 있다.
연마하고 있는 동안, 연마 패드에는 연마 슬러리가 펌프 등을 통해 연속적으로 공급된다. 이 공급량에 제한은 없지만, 연마 패드의 표면이 항상 연마 슬러리로 덮여 있는 것이 바람직하다. 연마 종료 후의 기판은 흐르는 물을 이용하여 충분히 세정한 후, 스핀 드라이 등을 이용하여 기판 상에 부착된 물방울을 털어버린 후에 건조시키는 것이 바람직하다. 이에 더해서 상기 연마 공정을 실시하고, 유기막 잔류물의 위한 세정 단계를 더 실시할 수 있다. 이때, 세정 단계는 산 계열인 HF/H2SO4 용액으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 반도체 기판 연마 방법을 포함함으로써 공극을 구비한 소자분리막을 제조할 수 있는 반도체 소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 유기막 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 유기막을 연마하여 평탄화함으로써 에치백 공정 후 남은 유기막을 동일한 깊이로 제거할 수 있다. 따라서, 후속 공정 진행시에 반도체 기판 전면에 균일한 저온 옥사이드 막을 형성할 수 있고, 또한 동일한 위치에 균일한 형태의 공극을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 및 비교예
실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 14: 유기막 연마용 슬러리 조성물의 제조
하기 표 1 내지 5에 기재된 조성 및 함량으로 각 성분을 혼합하여 본 발명에 따른 실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 14의 조성물을 제조하였다.
실험예
본 발명의 실시예 1 내지 14 및 비교예 1 내지 14에서 제조된 유기막 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 연마를 실시한 후, 유기막(HTSOC)과 실리콘 산화막(PETEOS)의 연마 속도를 측정하였고 그 결과를 하기 표 1 내지 5에 나타내었다.
구체적으로, 실리콘 웨이퍼 상에 2,000Å 두께의 실리콘 산화막(PETEOS)를 증착하고, 상기 실리콘 산화막 표면에 스핀코팅을 통해 두께 5,000 Å의 유기막을 도포하고 350 ℃에서 베이킹하여 유기막 웨이퍼를 제조하였다. 사용된 연마 장비는 Poli400(G&P사)였고, 연마 패드는 IC1000(다우사)이었으며, 연마 조건은 테이블/헤드(Table/Head) 회전 속도를 93/87 rpm, 연마 압력을 2 psi, 슬러리 공급 유량을 100 ml/min, 연마 시간은 30 내지 60초로 하였다.
연마 속도는 연마 전후의 박막의 두께 변화량을 연마 시간으로 나눔으로써 산출하였다. 이때 박막 두께 측정에는 스펙트라 티크 ST5000(Spectra Thick ST5000, K-MAC사)를 사용하였다.
(1) 연마 조절제 종류 및 함량
본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 유기막 연마용 슬러리 조성물로 상기 유기막 웨이퍼에 대하여 연마 공정을 진행하였다.
연마제 연마 조절제 pH 연마 속도
(Å/min)
종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 HTSOC PETEOS
실시예 1 A-1 1.0 B-1 1.0 10.4 901 5
실시예 2 A-1 1.0 B-2 1.0 10.4 888 3
실시예 3 A-1 1.0 B-3 1.0 10.4 855 4
비교예 1 A-1 1.0 B-2 - 10.4 62 4
비교예 2 A-1 1.0 B-2 0.05 10.4 216 6
비교예 3 A-1 1.0 B-2 6.0 10.4 침전발생
1) A-1: 콜로이드 실리카, 평균입경=100 ㎚, Nalco사
2) B-1: 옥살산(oxalic acid), Aldrich사
3) B-2: 시트르산(citric acid), Aldrich사
4) B-3: 말론산(malonic acid), Aldrich사
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 3이 연마 조절제를 사용하지 않거나 함량 범위가 벗어난 비교예 1 내지 3에 비해 유기막에 대한 연마속도가 향상됨을 확인할 수 있었다.
(2) 연마속도 향상제 종류 및 함량
본 발명의 실시예 4 내지 6 및 비교예 5 내지 7에서 제조된 유기막 연마용 슬러리 조성물로 상기 유기막 웨이퍼에 대하여 연마 공정을 진행하였다.
연마제 연마 조절제 연마속도 향상제 pH 연마 속도
(Å/min)
종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 HTSOC PETEOS
실시예 4 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 1516 6
실시예 5 A-2 1.0 B-2 1.0 C-2 3.0 10.3 1333 3
실시예 6 A-2 1.0 B-2 1.0 C-3 3.0 10.3 1229 4
비교예 5 A-2 1.0 B-2 1.0 - - 10.3 688 3
비교예 6 A-2 1.0 B-2 1.0 C-2 0.05 10.3 721 6
비교예 7 A-2 1.0 B-2 1.0 C-2 6.0 10.3 침전발생
1) A-2: 콜로이드 실리카, 평균입경=120 ㎚, Nalco사
2) B-2: 시트르산(citric acid), Aldrich사
3) C-1: 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (2-Amino-2-methyl-1-propanol(AMP)), Aldrich사
4) C-2: 프로필아민(Propylamine), Aldrich사
5) C-3: 테트라 메틸 암모늄 수산화물(Tetramethylammonium hydroxide(TMAH)), Aldrich사
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 4 내지 6이 연마속도 향상제를 사용하지 않거나 함량 범위가 벗어난 비교예 5 내지 7에 비해 유기막에 대한 연마속도가 향상됨을 확인할 수 있었다.
(3) 연마제의 평균 입경
본 발명의 실시예 4, 7 및 8과 비교예 8 내지 11에서 제조된 유기막 연마용 슬러리 조성물로 상기 유기막 웨이퍼에 대하여 연마 공정을 진행하였다.
연마제 연마 조절제 연마속도 향상제 pH 연마 속도
(Å/min)
종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 HTSOC PETEOS
실시예 7 A-1 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 1327 3
실시예 4 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 1516 6
실시예 8 A-3 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 1831 11
비교예 8 A-4 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 258 4
비교예 9 A-5 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 414 4
비교예 10 A-6 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 615 3
비교예 11 A-7 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 10.3 침전 발생 및 연마막 박리
1) A-1: 콜로이드 실리카, 평균입경=100 ㎚, Nalco사
2) A-2: 콜로이드 실리카, 평균입경=120 ㎚, Nalco사
3) A-3: 콜로이드 실리카, 평균입경=140 ㎚, Nalco사
4) A-4: 콜로이드 실리카, 평균입경=30 ㎚, Nalco사
5) A-5: 콜로이드 실리카, 평균입경=60 ㎚, Nalco사
6) A-6: 콜로이드 실리카, 평균입경=80 ㎚, Nalco사
7) A-7: 콜로이드 실리카, 평균입경=150 ㎚, Nalco사
8) B-2: 시트르산(citric acid), Aldrich사
9) C-1: 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (2-Amino-2-methyl-1-propanol(AMP)), Aldrich사
상기 표 3은 연마제의 평균 입경에 따른 연마 속도의 변화를 나타낸 것으로, 연마제의 평균 입경이 100 내지 140 ㎚인 실시예 4, 7 및 8의 경우 유기막에 대한 충분한 연마 성능을 가지며 연마 후 표면 상태도 양호함을 확인할 수 있었다. 이에 비해 비교예 8 내지 11의 경우 연마제가 너무 작거나 커서 유기막의 연마 속도가 너무 느리거나 연마제의 침전으로 인해 연마 대상면에 손상이 발생함을 확인할 수 있었다.
(4) 알코올계 용제 종류
본 발명의 실시예 9 내지 12 및 비교예 12에서 제조된 유기막 연마용 슬러리 조성물로 상기 유기막 웨이퍼에 대하여 연마 공정을 진행하였다.
연마제 연마 조절제 연마속도 향상제 알코올계 용제 pH 연마 속도
(Å/min)
종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 HTSOC PETEOS
실시예 9 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-1 1.0 10.3 2510 4
실시예 10 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-2 1.0 10.3 2881 6
실시예 11 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-3 1.0 10.3 2355 5
실시예 12 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-4 1.0 10.3 2215 5
비교예 12 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-5 1.0 10.3 물에녹지 않아 상분리됨
1) A-2: 콜로이드 실리카, 평균입경=120 ㎚, Nalco사
2) B-2: 시트르산(citric acid), Aldrich사
3) C-1: 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (2-Amino-2-methyl-1-propanol), Aldrich사
4) D-1: 2-에톡시 에탄올(2-Ethoxy ethanol), Aldrich사
5) D-2: 2-프로폭시 에탄올(2-Propoxy ethanol), Aldrich사
6) D-3: 2-이소프로폭시 에탄올(2-Isopropoxy ethanol), Aldrich사
7) D-4: 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 모노이소부티레이트(2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol mono isobutyrate), Aldrich사
8) D-5: 테트라데칸, Aldrich사
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 알코올계 용제를 사용한 실시예 9 내지 12가 비교예 12 에 비해 연마 속도 측면에서 우수함을 확인할 수 있었다.
(5) pH 범위
본 발명의 실시예 9, 13 및 14과 비교예 13 및 14에서 제조된 유기막 연마용 슬러리 조성물로 상기 유기막 웨이퍼에 대하여 연마 공정을 진행하였다.
연마제 연마 조절제 연마속도 향상제 알코올계 용제 pH 연마 속도
(Å/min)
종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 종류 함량
(중량%)		 HTSOC PETEOS
실시예 9 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-1 1.0 10.3 2510 4
실시예 13 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-1 1.0 10.6 3580 5
실시예 14 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-1 1.0 10.9 2847 12
비교예 13 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-1 1.0 9 688 8
비교예 14 A-2 1.0 B-2 1.0 C-1 3.0 D-1 1.0 12 박막분리됨
1) A-2: 콜로이드 실리카, 평균입경=120 ㎚,Nalco사
2) B-2: 시트르산(citric acid), Aldrich사
3) C-1: 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (2-Amino-2-methyl-1-propanol), Aldrich사
4) D-1: 2-에톡시 에탄올(2-Ethoxy ethanol), Aldrich사
상기 표 5에 나타낸 바와 같이, pH 범위가 10 내지 11에 해당하는 실시예 9, 13 및 14의 경우 연마 속도는 700 Å/min 이상을 가지며 이와 비교하여 해당 pH 범위를 벗어난 비교예 13 및 14의 경우 동일한 슬러리 조성물을 사용하였음에도 연마 속도와 선택비가 현저히 감소함을 확인할 수 있었다.

Claims (13)

  1. 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고,
    상기 연마제는 평균 입경이 100 내지 140 ㎚이며,
    상기 연마 조절제는 시트르산, 옥살산, 숙신산, 말레산, 말론산, 말산, 주석산, 프탈산, 글루타르산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레산, 아크릴산 및 젖산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하고,
    상기 연마속도 향상제는 아민, 아미노 알코올 및 4차 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하며,
    pH가 10 내지 11인 유기막 연마용 슬러리 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연마제는 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기막 연마용 슬러리 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연마속도 향상제는 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디부틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 2-디메틸아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-부틸에탄올아민, N-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-t-부틸디에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-부틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜타놀, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 트리아이소프로판올아민, 테트라 메틸 암모늄 수산화물, 테트라 에틸 암모늄 수산화물, 테트라 부틸 암모늄 수산화물, 테트라 프로필 암모늄 수산화물, 트리메틸 에틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리메틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리에틸 암모늄 수산화물, (2-하이드록시 에틸) 트리프로필 암모늄 수산화물, (1-하이드록시프로필) 트리메틸 암모늄 수산화물, 에틸 트리메틸 암모늄 수산화물, 디에틸 디메틸암모늄 수산화물 및 벤질 트리메틸 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기막 연마용 슬러리 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 알코올계 용제는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-이소프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올 및 2-(2-부톡시에톡시)에탄올)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 유기막 연마용 슬러리 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기막 연마용 슬러리 조성물은 산화제, 부식 방지제 및 계면 활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 유기막 연마용 슬러리 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    연마제 0.1 내지 10 중량부,
    연마 조절제 0.01 내지 10 중량부,
    연마속도 향상제 0.01 내지 5 중량부 및
    알코올계 용제 0.1 내지 10 중량부를 포함하는 유기막 연마용 슬러리 조성물.
  9. 연마제, 연마 조절제, 연마속도 향상제 및 알코올계 용제를 포함하고, pH가 10 내지 11인 유기막 연마용 슬러리 조성물을 이용하여 반도체 기판의 활성 영역 상부의 도전 패턴이 노출될 때까지 유기막을 연마하는 단계를 포함하고,
    상기 연마 조절제는 시트르산, 옥살산, 숙신산, 말레산, 말론산, 말산, 주석산, 프탈산, 글루타르산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레산, 아크릴산 및 젖산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하며,
    상기 연마속도 향상제는 아민, 아미노 알코올 및 4차 암모늄 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 반도체 기판 연마 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 연마제는 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아 및 제올라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 반도체 기판 연마 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 알코올계 용제는 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올모노이소부티레이트, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-프로폭시에탄올, 2-이소프로폭시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-페녹시에탄올, 2-벤질옥시에탄올, 2-(2-메톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올 및 2-(2-부톡시에톡시)에탄올)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 반도체 기판 연마 방법.
KR1020150186286A 2015-12-24 2015-12-24 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법 KR102544644B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186286A KR102544644B1 (ko) 2015-12-24 2015-12-24 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150186286A KR102544644B1 (ko) 2015-12-24 2015-12-24 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170076248A KR20170076248A (ko) 2017-07-04
KR102544644B1 true KR102544644B1 (ko) 2023-06-19

Family

ID=59357242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150186286A KR102544644B1 (ko) 2015-12-24 2015-12-24 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102544644B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10479911B1 (en) 2018-06-05 2019-11-19 Cabot Microelectronics Corporation Composition and method for polishing memory hard disks exhibiting reduced edge roll off
KR20210095465A (ko) * 2020-01-23 2021-08-02 삼성에스디아이 주식회사 텅스텐 패턴 웨이퍼 연마용 ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 텅스텐 패턴 웨이퍼의 연마 방법
KR102465741B1 (ko) * 2020-06-09 2022-11-14 주식회사 케이씨텍 유기막 연마용 슬러리 조성물
KR102465745B1 (ko) * 2020-06-10 2022-11-14 주식회사 케이씨텍 유기막 연마용 슬러리 조성물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665116A (en) 1985-08-28 1987-05-12 Turtle Wax, Inc. Clear cleaner/polish composition
KR100944279B1 (ko) 2007-10-05 2010-02-25 테크노세미켐 주식회사 실리콘질화막의 화학기계적 연마용 슬러리 조성물
KR101076625B1 (ko) 2009-02-10 2011-10-27 솔브레인 주식회사 텅스텐 배선 형성용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
KR101094662B1 (ko) 2008-07-24 2011-12-20 솔브레인 주식회사 폴리실리콘 연마정지제를 함유하는 화학 기계적 연마조성물

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60034474T2 (de) * 1999-08-13 2008-01-10 Cabot Microelectronics Corp., Aurora Poliersystem und verfahren zu seiner verwendung
JP4202826B2 (ja) 2003-06-02 2008-12-24 株式会社東芝 有機膜の化学的機械的研磨方法および半導体装置の製造方法
KR101349758B1 (ko) * 2011-12-26 2014-01-10 솔브레인 주식회사 화학 기계적 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용하는 반도체 소자의 제조 방법
TWI655281B (zh) 2013-04-17 2019-04-01 南韓商第一毛織股份有限公司 用於有機膜的化學機械硏磨漿料及使用其的硏磨方法
KR20150009914A (ko) * 2013-07-17 2015-01-27 삼성전자주식회사 유기막 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용하는 반도체 장치의 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4665116A (en) 1985-08-28 1987-05-12 Turtle Wax, Inc. Clear cleaner/polish composition
KR100944279B1 (ko) 2007-10-05 2010-02-25 테크노세미켐 주식회사 실리콘질화막의 화학기계적 연마용 슬러리 조성물
KR101094662B1 (ko) 2008-07-24 2011-12-20 솔브레인 주식회사 폴리실리콘 연마정지제를 함유하는 화학 기계적 연마조성물
KR101076625B1 (ko) 2009-02-10 2011-10-27 솔브레인 주식회사 텅스텐 배선 형성용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170076248A (ko) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7018560B2 (en) Composition for polishing semiconductor layers
US8071479B2 (en) Chemical mechanical polishing composition and methods relating thereto
JP5964795B2 (ja) 両親媒性非イオン性界面活性剤を利用したｃｍｐ法
KR100741630B1 (ko) 화학적-기계적 연마 조성물 및 이를 이용하는 방법
KR102544644B1 (ko) 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법
DE102010018423B4 (de) Verfahren zum chemisch-mechanischen Polieren eines Substrats
KR100786948B1 (ko) 연마 선택비 조절제 및 이를 함유한 ｃｍｐ 슬러리
KR102398809B1 (ko) 배리어 루테늄 화학 기계적 연마 슬러리
KR20080058274A (ko) 구리의 화학 기계적 평탄화를 위한 조성물
US8440094B1 (en) Method of polishing a substrate
WO2009056491A1 (en) Cmp slurry composition and process for planarizing copper containing surfaces provided with a diffusion barrier layer
JP2013038237A (ja) Ｃｍｐ用研磨液及び研磨方法
KR102640734B1 (ko) 유기막 연마용 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 기판 연마 방법
US8512593B2 (en) Chemical mechanical polishing slurry compositions, methods of preparing the same and methods of using the same
US8435420B1 (en) Method of polishing using tunable polishing formulation
US20220064490A1 (en) Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
CN108250972B (zh) 一种用于阻挡层平坦化的化学机械抛光液
KR102544643B1 (ko) 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마방법
CN109971359B (zh) 一种化学机械抛光液
US12006446B2 (en) Polishing liquid and chemical mechanical polishing method
KR101976898B1 (ko) 금속막용 cmp 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마방법
KR20190063661A (ko) 화학적 기계적 연마 슬러리 조성물 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법
CN118109250A (zh) 表面处理组合物、以及使用其的表面处理方法和半导体基板的制造方法
JP2007088298A (ja) 化学的機械的平坦化方法

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant