KR20060076190A - Ｃｍｐ 슬러리용 보조제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 포함하며, 양전하를 띠는 재료의 구조물과 음전하를 띠는 재료의 구조물을 동시에 연마시 양전하를 띠는 재료의 구조물을 피복하여 음전하를 띠는 재료의 구조물에 대한 연마 선택성을 높이는 보조제, 및 상기 보조제와 연마입자를 함유하는 CMP 슬러리를 제공한다.
화학적 기계적 연마, CMP 슬러리, 얕은 트랜치 소자 분리
Description
도 1은 일반적인 STI 공정을 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그라프트 형태의 중합체산의 구조를 나타낸 모식도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
100: 반도체 기판 101: 패드 실리콘 산화막(SiO2)
102: 실리콘 질화막(SiN) 식각 종료층
103: 트렌치 104: 절연용 실리콘 산화막
105: 게이트 실리콘 산화막
200: 주쇄(back bone) 부분 201: 측쇄(side chain) 부분
본 발명은 CMP(chemical mechanical polishing) 슬러리용 보조제 또는 양전하를 띠는 재료의 구조물과 음전하를 띠는 재료의 구조물을 동시에 연마시 양전하 를 띠는 재료의 구조물을 피복하여 음전하를 띠는 재료의 구조물에 대한 연마 선택성을 높이는 보조제에 관한 것이다.
초소형 반도체 소자들의 집적도가 계속하여 증가함에 따라 이와 같은 소자들을 제조하는데 이용되는 평탄화 공정(planarization process)들이 더욱더 중요해지고 있다. 고집적된 반도체 소자들을 얻고자 하는 노력의 일환으로 반도체 웨이퍼 상에 다중 연결 배선(multiple interconnection) 및 다른 층들을 쌓는 공정들이 일반적으로 수반되고 있다. 이러한 공정들이 진행된 후에 발생하는 웨이퍼 표면의 비평탄성은 매우 많은 문제점들을 야기하고 있다. 따라서, 웨이퍼 표면에서의 비균일성들을 최소화하기 위해서 평탄화 기술이 여러 제조공정 단계에서 채용되고 있다.
이러한 평탄화 기술의 하나는 화학적 기계적 연마(chemical mechanical polishing, CMP)이다. CMP 도중에 웨이퍼 표면은 상대적으로 회전하는 연마패드에 맞대어져 눌려지고, 연마 중에 CMP 슬러리로 알려진 화학적인 반응 용액은 연마패드로 흘러 들게 된다. 이러한 CMP 기술은 화학적 및 물리적 작용들에 의해서 웨이퍼 표면을 평탄화한다. 즉, 이러한 CMP 기술은 상대적으로 회전하는 연마패드의 표면을 웨이퍼 표면에 맞대어 누르며, 동시에 화학적 반응 슬러리를 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면에 공급함으로써 웨이퍼 표면을 평탄화한다.
CMP 공정을 적용하는 일례 중 하나가 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation, STI)이다. 상기 STI 기술에서는 상대적으로 얕은 소자 분리 트렌치들이 형성되고, 이러한 트렌치들은 웨이퍼 상에서 활성영역(active region)들을 분리 시키는 필드영역(field region)들을 형성하는데 이용된다.
STI 공정은 도 1에 나타낸 바와 같이, 패드 실리콘 산화막(SiO2, 101) 및 실리콘 질화막(SiN) 식각 종료층(102)이 반도체 기판상에 순차적으로 적층된 후, 감광성 수지 패턴이 SiN 식각 종료층 상에 형성된다. 그 다음, 감광성 수지(photoresist) 패턴을 마스크를 이용하여 SiN 식각 종료층(102), 패드 실리콘 산화막(101), 및 반도체 기판(100)이 부분적으로 식각되어 다수의 트렌치(103)들을 형성한다.
이후 필드영역을 형성하기 위하여 트렌치(103)들을 채우고 SiN 식각 종료층(102)의 표면을 덮도록 절연용 실리콘 산화막(104)이 LPCVD(low pressure chemical vapor deposition), PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)법, 또는 고밀도 플라즈마 화학기상증착(high density plasma chemical vapor deposition, HDP VCD)법에 의해 증착된다.
그 다음, 상기 SiN 식각 종료층(102)이 노출될 때까지 절연용 실리콘 산화막(104)이 연마되고, 활성영역들 사이의 SiN 식각 종료층(102)과 패드 실리콘 산화막(101)은 식각공정을 통하여 제거되며, 최종적으로 게이트 실리콘 산화막(105)이 반도체 기판의 표면상에 형성된다.
이때, 상기 절연용 실리콘 산화막(104)을 제거하는 CMP 고정에서 상기 절연용 실리콘 산화막(104)과 SiN 식각 종료층(102)들의 화학적 및 물리적 특헝의 차이 때문에 상기 층들은 서로 다른 제거 속도를 나타낸다.
이러한 절연용 실리콘 산화막과 실리콘 질화막(SiN) 식각 종료층의 제거 속도의 비는 슬러리의 제거 선택비(selectivity)로 나타낸다.
상기 슬러리 제거 선택비가 낮아질수록 SiN 식각 종료층의 제거량은 많아지게 된다. 바람직하게는 SiN 식각 종료층은 제거되지 않아야 한다. 즉, 절연용 실리콘 산화막에 대한 SiN 식각 종료층의 제거 선택비는 무한이어야 한다. 그럼에도 불구하고 현재 사용되는 CMP 슬러리들의 절연산화막에 대한 SiN 식각 종료층의 제거 선택비는 약 4:1 정도로 낮기 때문에 실제 공정에서 SiN 식각 종료층은 식각 허용범위 이상으로 연마되고 있다.
결과적으로, SiN 식각 종료층 패턴들은 CMP 공정 중에 웨이퍼 부위별로 균일하게 제거되지 않을 수 있어 웨이퍼 전반에 걸쳐 SiN 식각 종료층의 두께 변화폭이 매우 클 수밖에 없으며, 이는 반도체 기판의 표면이 밀도가 큰 패턴과 작은 패턴을 동시에 가지는 경우에 특히 문제가 된다.
상기와 같은 문제로 필드영역이 형성된 최종구조는 활성영역과 필드영역간의 단차를 유발하게 되며, 이는 후속 소자 제조공정의 마진을 감소시키며, 트랜지스터 및 소자의 특성을 열화시키게 되는 것이다. 따라서, SiN 식각 종료층 패턴들은 CMP 공정에 의하여 산화막을 제거한 후에도 균일한 두께의 SiN 패턴들을 얻기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 최근 상기 SiN 식각 종료층의 연마속도에 비해 상기 절연용 실리콘 산화막의 연마 속도가 빠르게 조절되는 슬러리 조성물에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있으며, 이에 대한 연구로는 미국특허 제5,614,444호, 일본공개특허공 보 제1998-106988호, 일본공개특허공보 제1998-154672호, 일본공개특허공보 제1998-270401호, 일본공개특허공보 제2001-37951호, 일본공개특허공보 제2001-35820호, 일본공개특허공보 제2001-319900호, 대한민국 공개특허 제2001-108048호, 대한민국 공개특허 제2002-0015697호, 대한민국 공개특허 제2003-0039999호, 대한민국 공개특허 제2004-0057653호, 또는 대한민국 공개특허 제2004-0013299호, 대한민국 공개특허 제2003-0039999호 등이 있다.
상기와 같은 슬러리 조성물들의 개발을 통하여 SiN 식각 종료층의 연마속도 대비 절연용 실리콘 산화막층의 연마속도 비(ratio)로 표현되는 제거 선택비의 개선에 대한 노력은 현재까지 계속되어 왔으며, 앞으로도 더욱 연구되어야할 과제이다.
본 발명은 양전하를 띠는 재료의 구조물과 음전하를 띠는 재료의 구조물을 동시에 연마시 양전하를 띠는 재료의 구조물을 피복하여 음전하를 띠는 재료의 구조물에 대한 연마 선택성을 높이는 보조제로서, 연마입자의 응집 유도를 최소화하기 위해 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000로 조절된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산을 함유하는 중합체산 염을 사용하고자 한다.
본 발명은 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 포함하며, 양전하를 띠는 재료의 구조물과 음전하를 띠는 재료의 구조물을 동시에 연마시 양전하를 띠는 재료의 구조물을 피복하여 음전하를 띠는 재료의 구조물에 대한 연마 선택성을 높이는 보조제, 및 상기 보조제와 연마입자를 함유하는 CMP 슬러리를 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 슬러리용 보조제, 및 상기 보조제와 연마입자를 함유하는 CMP 슬러리를 제공한다.
게다가, 본 발명은 상기 CMP 슬러리를 사용한 얕은 트랜치 소자 분리(shallow trench isolation, STI) 방법을 제공한다.
나아가, 본 발명은 연마시 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 사용하여, 양전하를 띠는 재료의 구조물이 연마되는 것을 억제하는 방법을 제공한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 연마시 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 음전하를 띠는 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산을 사용하여, 연마입자와 같은 입자들의 응집을 최소화하면서 양전하를 띠는 재료의 구조물이 연마되는 것을 효과적으로 억제시키는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 실리콘 질화물은 표면 전하가 양전하를 띠고 실리콘 산화물은 표면 전하가 음전하를 띤다. 따라서, 실리콘 질화물 보다 실리콘 산화물에 대한 연 마 선택성을 높이기 위해, 음전하를 띠는 고분자, 예컨대 중합체산을 양전하를 띠는 실리콘 질화물에 정전기력에 의해 흡착시켜 상기 양전하를 띠는 실리콘 질화물을 연마로부터 보호함으로써 연마시 음전하를 띠는 실리콘 산화물에 대한 연마 선택성을 높일 수 있다.
이때, 음전하를 띠는 고분자의 분자량이 작으면 양전하를 띠는 재료의 구조물에 듬성듬성 흡착되거나 두께가 얇은 피복층으로 흡착되어 양전하를 띠는 재료의 구조물을 연마로부터 제대로 보호할 수 없다.
연마로부터 보호를 확실히 하기 위해 음전하를 띠는 고분자는 분자량이 클수록 좋으나, 분자량이 크면 반데르바알스 힘에 의해 연마입자들에도 일부 흡착하여 상기 입자들을 응집시키며, 응집된 입자들은 연마시 스크래치(scratch)와 같은 문제점을 야기한다.
따라서, 음전하를 띠는 고분자에서 정전기력에 의한, 양전하를 띠는 재료의 구조물로의 흡착을 최대화하면서 반데르바알스 힘에 의한 흡착을 최소화하기 위해, 본 발명은 선형의 중합체산 대신 주쇄와 측쇄로 구성된 그라프트 형태의 중합체산을 사용하는 것을 특징으로 한다. 동일한 분자량 범위 내에 있는 선형의 중합체산과 그라프트형 중합체산을 비교하면, 그라프트형 중합체산은 주쇄 길이가 선형의 중합체산의 사슬 길이보다 짧으므로, 응집현상을 최소화할 수 있다. 또, 그라프트형 중합체산은 주쇄에 그라프트된 측쇄에 의해, 양전하를 띠는 재료의 구조물에 흡착시 선형의 중합체산 보다 측쇄 길이에 비례하여 단위면적당 중합체 밀도가 크고 더 두껍게 피복층을 형성할 수 있다(도 2 참조).
요컨대, 본 발명은 선형의 중합체산 대신 그라프트형 중합체산을 사용함으로써, 분자량을 크게 하지 않으면서 그라프트형 중합체산이 선택적으로 양전하를 띠는 재료의 구조물에 두껍게 흡착될 수 있게 한다. 따라서, 정전기력에 의해 선택적으로 피복된 양이온을 띠는 재료의 구조물을 연마로부터 보호하여, 양이온을 띠는 재료의 구조물(예, 실리콘 질화물)에 대한 음이온을 띠는 재료의 구조물(예, 실리콘 산화물)의 연마 선택비를 상승시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 보조제를 사용하면, 상기 음전하를 띠는 재료의 구조물 뿐만아니라 전하를 띠지 않는 재료의 구조물의 연마 선택비를 상승시킬 수 있으므로, 전하를 띠지 않는 재료의 구조물도 본 발명에서 음전하를 띠는 재료의 구조물의 등가물로 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 그라프트형 중합체산은 도 2에 나타낸 바와 같이 주쇄(back bone) 부분(200)과 측쇄(side chain) 부분(201)으로 구성될 수 있으며, 염기성 물질과 함께 중합체산 염을 형성할 수 있다. 본 발명은 그라프트형 중합체산이 중합체산 염이 아닌 다른 형태로 사용되더라도 본 발명의 범주에 속한다.
본 발명에서 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산은 중량평균분자량이 바람직하게는 1,000 내지 20,000, 더욱 바람직하게는 3,000 내지 15,000이다. 상기 그라프트 형태의 중합체산의 중량평균분자량이 1,000 미만이거나 20,000을 초과할 경우에는 안정된 슬러리 조성물을 수득하기 어렵다. 또, 20,000을 초과하면, 연마작용을 해야 할 입자를 응집시키고, 양이온을 띠는 재료의 구조물(예, 실리콘 질화물)뿐만 아니라 음이온을 띠는 재료의 구조물(예, 실리콘 산화물)에도 중합체 산이 흡착되어 연마작용에 대해서 보호층으로 작용하기 때문에 양이온을 띠는 재료의 구조물과 음이온을 띠는 재료의 구조물의 연마율이 모두 낮아지고 연마선택비도 낮아진다.
본 발명에 따른 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산 중 측쇄의 길이는 분자량이 500 내지 2,000인 것이 바람직하고, 주쇄의 길이는 분자량이 500 내지 15,000인 것이 바람직하다. 측쇄의 길이가 너무 짧으면 흡착 시 피복두께가 얇아져 보호기능을 제대로 할 수 없고, 너무 길면 응집현상을 일으킬 수 있다. 주쇄의 길이가 너무 짧으면 흡착이 잘 안되며 너무 길면 입자의 응집현상을 일으킬 수 있다.
중합체산의 주쇄는 정전기력에 의한 흡착을 주로 담당하는 부위이므로 양전하를 띠는 재료의 구조물에의 흡착을 위해 되도록 음이온을 띠는 단위체가 많이 함유되어 있는 것이 바람직하다. 예컨대, 음이온을 띠는 단위체는 카르복실산과 같은 작용기를 갖는 것이다.
측쇄는 정전기력에 의한 흡착면에 있어서, 주쇄에 비해 그 영향력이 작으므로 반드시 음이온을 띨 필요는 없으나, 양이온을 띠어서는 안되며, 주로 흡착막을 두껍게 형성시켜 주는 역할을 한다.
상기 그라프트형 중합체산의 측쇄는 수산화기, 카르복실기, 및/또는 술폰산기 함유 에틸렌성 불포화 단량체의 중합 또는 공중합으로부터 유래된 매크로 단위체(macro-unit)를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 그라프트형 중합체산의 주쇄는 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유래된 단위체(unit)를 포함하는 것이 바람직하다.
연마용 슬러리는 분산매로 주로 물을 사용하기 때문에, 그라프트형 중합체산이 물에 용해되는 것이 바람직하므로 그라프형 중합체 산에서 측쇄를 형성하는 매크로 단위체도 친수성인 것이 바람직하고, 물에 친화성이 높은, 예컨대 수산화기, 카르복실기, 술폰산기가 함유된 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유래된 단위체를 포함하는 것이 바람직하다.
매크로 단위체는 짧은 사슬의 폴리머로서 서브-단량체(sub-monomer)가 8 내지 16개 정도 중합되고 말단에 작용기를 갖는 매크로 단량체로부터 유래된 것이다. 매크로 단위체를 포함하는 측쇄가 너무 길면 응집현상이 일어나며 너무 작으면 보호기능을 할 수 없기 때문이다.
본 발명의 중합체산 염의 pH는 바람직하게는 4.5 내지 8.8, 더욱 바람직하게는 6.0 내지 7.5이다. 상기 pH가 4.5 미만이거나 8.8을 초과할 경우에는 연마 선택도에 나쁜 영향을 미칠 수 있다는 문제점이 있다.
상기 그라프트 형태의 중합체산은 일례로, ⅰ) 하나이상의 서브단량체를 중합하여 그라프트 형태의 중합체 중 측쇄를 형성하게 되는 매크로 단량체를 중합하는 단계; 및 ⅱ) 그라프트 형태의 중합체 중 주쇄를 형성하게 되는 단량체를 상기 매크로 단량체에 공중합하는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 그라프트 형태의 중합체산의 제조 방법의 일실시태양은
ⅰ) 수산화기, 카르복실기, 및/또는 술폰산기 함유 에틸렌성 불포화 단량체를 라디칼 중합하여 그라프트 형태의 중합체 중 측쇄를 형성하게 되는 매크로 단량체를 중합하는 단계; 및 ⅱ) 그라프트 형태의 중합체 중 주쇄를 형성하게 되는 카 르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체를 상기 매크로 단량체에 공중합하는 단계를 포함한다.
일반적으로 매크로 단량체는 머캅토 프로피온산과 같은 연쇄이동제를 이용하여 중합체 말단에 카르복실기를 도입한 후, 메타크릴산 글리시딜을 부가하여 중합체 말단에 에틸렌성 불포화기를 도입하는 방법(일본공개특허공보 소43-11224호), 2,4-디페닐(diphenyl)-4-메틸(methyl)-1-펜텐(pentene)을 부가-개열형 연쇄이동제로 사용하여 매크로 단량체를 제조하는 방법(일본공개특허공보 평7-002954호), 또는 코발트계 금속착제를 이용하는 방법(일본공개특허공보 평6-23209호, 일본공개특허공보 평7-35411호, 미국특허 제4,694,054호, 및 미국특허 제4,886,861호) 등으로 제조될 수 있으나, 본 발명에서는 분자량 분포조절, 제조된 매크로 단량체의 순도면에서 우수한 특성을 나타내는 코발트계 금속착제를 연쇄이동제로 이용하여 매크로 단량체를 제조하는 것이 바람직하다.
상기 ⅰ)단계에서 사용되는 수산화기 함유 에틸렌성 불포화 단량체는 알킬기의 탄소수가 1∼12 개인 히드록시 알킬 메타크릴레이트류를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 히드록시 에틸 메타크릴레이트, 히드록시 프로필 메타크릴레이트, 또는 히드록시 부틸 메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 이타코닉산, 말레인산 등의 카르복실산 단량체물을 사용할 수 있고, 술폰산기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로는 스티렌술폰산, 나프탈렌 술폰산 등을 사용할 수 있다.
또한, 필요에 따라 상기 수산화기, 및/또는 술폰산기 함유 에틸렌성 불포화 단량체와 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체를 공중합하여 매크로 단량체를 제조할 수도 있으며, 구체적으로 메타크릴산 또는 아크릴산을 사용하는 것이 좋다.
상기 수산화기, 및/또는 술폰산기 함유 에틸렌성 불포화 단량체와 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체는 100 : 0 내지 70 : 30의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 95 : 5 내지 85 : 15 중량비로 혼합하여 사용하는 것이다. 상기 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체가 30 중량부를 초과하여 포함될 경우에는 슬러리 조성물에서 고선택비와 안정된 슬러리 조성물을 얻기 어렵다는 문제점이 있다.
상기와 같은 에틸렌성 불포화 단량체는 코발트계 금속착제를 연쇄이동제로 이용하고 라디칼 중합시 중합개시제의 존재 하에서 유기용매를 이용하여 용액 중합하거나, 수중에서 에멀젼 중합하는 방법을 사용하여 제조할 수 있으며, 특히 용액 중합하는 것이 바람직하다.
상기 코발트계 금속착제는 연쇄이동제로 디아쿼비스(보론 디플로로디메틸 글리옥심) 코발트(Ⅱ) (diaquabis(boron difluoro-dimethyl glyoxime) cobali(Ⅱ)) 또는 디아쿼비스(보론 디플로로디페닐 글리옥심 코발트(Ⅱ) (diaquabis(boron difluoro-diphenyl glyoxime) cobalt(Ⅱ))를 사용할 수 있다.
상기 코발트계 금속착제는 매크로 단량체 제조시 사용되는 총 단량체에 대하여 5 내지 1,000 ppm으로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 5 ppm 미만일 경우에는 매크로 단량체의 분자량이 급속히 증가한다는 문제점이 있으며, 1,000 ppm를 초과할 경우에는 최종 슬러리 조성물의 연마성능에 악영향을 끼치게 된다는 문 제점이 있다.
상기 중합개시제는 유기 과산화물계 또는 아조계 개시제를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2,2,-아조비스-4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴, 2,2-아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴, 2,2-아조비스-이소부티로니트릴, 2,2-아조비스-2-메틸-부티로니트릴, 2,2-아조비스-시클로헥산카보니트릴, 또는 2,2-아조비스-시아노펜탄 등의 아조계 개시제를 사용하는 것이 좋다.
상기 중합개시제는 매크로 단량체 제조시 사용되는 총 단량체에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 단량체의 전환율이 낮다는 문제점이 있으며, 5 중량부를 초과할 경우에는 제조된 매크로 단량체의 순도가 매우 낮다는 문제점이 있다.
상기 유기용매는 방향족 화합물, 지방족 화합물, 키톤류, 글리콜 에테르류, 초산 에스테르류, 알코올류 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로 메틸 에틸 키톤, 이소 프로필 알코올, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 또는 n-부탄올 등을 사용하는 것이다.
상기와 같이 제조된 매크로 단량체는 이후 ii)단계에서 그라프트 형태의 중합체 중 주쇄를 형성하게 되는 단량체, 예컨대 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체와 공중합하여, 최종 그라프트 형태의 중합체산을 수득할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로는 메타크릴산 또는 아크릴산을 사용하는 것이 바람직하고, 그 함량은 총 주쇄성분에 대하여 바람직하게는 65 중량부 이상 100중량부 이하, 더욱 바람직하게는 70 중량부로 포함된다. 그 함량이 65 중량부 미만일 경우에는 충분한 정전기적 친화력이 약해져 양이온을 띠는 재료의 구조물(예, 실리콘 질화물)만을 선택적으로 흡착하기 힘들어, 양이온을 띠는 재료의 구조물에 대한 보호기능을 제대로 못해 선택비가 낮아진다.
매크로 단량체에 공중합될 때 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체는 필요에 따라 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체와 공중합 가능한 중합성 에틸렌기 함유 단량체와 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 중합성 에틸렌기 함유 단량체는 특별히 한정되지 않으나, 반응성을 고려하여 (메타)아크릴 에스테르계를 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량은 총 주쇄성분에 대하여 최대 35 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 35 중량부를 초과하면 정전기적 친화력에 의한 흡착이 어려워지고, 소수성 에틸렌기 함유 단량체에 의해 주쇄 내 소수성이 증가해 계면활성제 기능을 함으로써 이로 인해 최종 슬러리 조성물에서 기포 발생을 증가시킬 수 있다.
상기 그라프트 중합체 산 중 주쇄 제조를 위한 개시제로는 유기 과산화물계 개시제를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 과산화 벤조일 퍼옥사이드, 라우릴 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 피발레이트, t-아밀 퍼옥시 피발레이트, t-헥실 퍼옥시 피발레이트, t-부틸 퍼옥시 네오 데카노에이트, 또는 t-헥실 퍼옥시 에틸 헥사노에이트 등을 사용할 수 있다.
상기 그라프트 중합체 산 중 주쇄 제조시 사용되는 유기용매의 예는 측쇄 제조시 사용되는 유기용매의 예와 같다.
본 발명에 따른 그라프트 형태의 중합체산은 염기성 물질을 이용하여 수상에 서 그라프트 중합체 산염으로 변화시킬 수 있다.
본 발명의 보조제가 CMP 슬러리에 사용되는 경우, 염기성 물질로는 수산화암모늄(NH4OH) 또는 염기성 아민(예를 들어, 수산화 테트라메틸 암모늄, 수산화 테트라에틸 암모늄, 수산화 테트라프로필 암모늄, 또는 수산화 테트라부틸 암모늄 등) 등을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 포함하는 보조제; b) 연마 입자; 및 c) 물을 포함하는 CMP 슬러리를 제공한다.
상기 중합체산 염은 CMP 슬러리에 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 선택비가 낮아지고, 10 중량%를 초과할 경우에는 선택비가 낮아지고 연마입자의 응집현상이 많이 발생할 수 있다.
상기 연마입자는 CMP 슬러리에 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 연마가 안되므로 선택비가 낮아지며, 10 중량%를 초과할 경우에는 슬러리의 안정성이 저하된다.
연마입자로는 실리카, 알루미나, 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화세슘 등의 나노크기의 세라믹 연마입자를 사용할 수 있으며, 산화세슘이 바람직하다.
CMP 슬러리는 용매(예, 물)에 용해된 중합체산 염, 또는 분산매(예, 물) 분산된 연마입자를 투여하여 제조할 수 있다. 이때, 중합체산 염 수용액의 농도는 3 내지 3.5 중량%인 것이 바람직하고, 연마입자 수분산액의 농도는 4 중량부 내지 6 중량%인 것이 바람직하다.
따라서, CMP 슬러리 내 물은 중합체산 염 또는 연마입자 조성물 자체에 함유되어 있는 형태로 포함될 수 있다. CMP 슬러리 내 물의 함량은 총 슬러리 조성물이 100중량%가 되도록 하는 양으로 맞출 수 있으며, 94 내지 99.8 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 94 중량% 미만일 경우에는 슬러리의 안정성이 저하되며, 99.8 중량%를 초과할 경우에는 연마율이 낮아진다.
또한, 본 발명은 상기 CMP 슬러리가 적용되는 얕은 트랜치 소자 분리(shallow trench isolation, STI) 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 CMP 슬러리를 사용하면, 실리콘 질화막에 대한 실리콘 산화물의 제거 선택비가 높아 CMP 공정 중 웨이퍼 부위별로 SiN 식각 종료층을 균일하게 제거하여 두께 변화폭을 최소화할 수 있다. 이로 인해 활성영역과 필드영역 간의 단차가 없어 트랜지스터와 소자의 특성에 영향을 미치지 않을 수 있다. 또한, 연마 선택도가 보다 높고 연마 중 평균 응집입도가 보다 작은 슬러리 조성물을 사용한 연마가 가능하여 미세 패턴을 요구하는 반도체 장치의 제조에 적극적으로 사용할 수 있으며, 이로부터 반도체 장치의 제조시 미세패턴을 형성할 수 있으며, 신뢰도 및 생산성을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명은 또한, 연마시 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 사용하여, 연마시 양전하를 띠는 재료의 구조물이 연마되는 것을 억제시키는 방법을 제공한다.
이때, 양이온을 띠면서 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체를 사용하여, 연마시 음전하를 띠는 재료의 구조물이 연마되는 것을 억제시키는 방법 또한 본 발명의 등가물로서 본 발명의 범주에 속한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1. CMP 슬러리용 첨가제 제조
(매크로 단량체 제조)
교반기, 온도계, 질소 가스 도입관 및 콘덴서가 장착된 500 mL의 사구 플라스크(four-neck flask)에 이소 프로필 알코올 75 중량부를 투입한 후, 리플럭스 온도에서 질소로 약 20 분간 버블링하였다. 그 다음 비스(보론 디플로로 디페닐 글리옥심)Co(II) 0.032 g을 메틸 에틸 키톤 80 g에 용해시킨 후, 상기 반응기에 약 270 분간 적하하였다. 동시에 메타크릴산 10 중량부와 히드록시 에틸 메타크릴레이트 90 중량부를 혼합한 단량체와 2,2-아조비스-2-메틸-부티로니트릴 1 g을 이소 프로필 알코올 49 g에 용해시킨 중합개시제 용액을 각각 240 분, 270 분간 적하하였다. 상기 중합개시제 용액의 투입을 완료한 후, 약 30 분간 리플럭스 온도를 유지시키고 상온으로 냉각시켜 고형분 35 %의 매크로 단량체 용액을 수득하였다. 상기 수득한 매크로 단량체를 핵 자기 공명 분석기로 분자량을 분석한 결과 분자량은 1,300이였고, 중합도 10이였으며, 열 분석기로 매크로 단량체의 순도를 분석한 결과 약 92 %의 순도를 나타내었다.
(그라프트 형태의 중합체산 제조)
교반기, 온도계, 질소 가스 도입관 및 콘덴서가 장착된 500 mL의 사구 플라스크에 이소 프로필 알코올 120 중량부, 상기 제조한 매크로 단량체 30 중량부, 메틸 메타크릴산 2.9 중량부, 아크릴산 2.9 중량부 및 메타크릴산 4.2 중량부를 투입한 후 리플럭스 온도에서 질소로 약 10 분간 버블링하였다.
여기에 개시제로 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 0.2 중량부를 투입한 후, 메틸 메타크릴산 17.2 중량부, 아크릴산 17.2 중량부 및 메타크릴산 25.6 중량부를 혼합한 단량체와 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 1.0 중량부를 약 2 시간에 걸쳐 적하하였다. 그 다음 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 0.3 중량부를 10 분에 걸쳐 적하하고 리플럭스 온도에서 약 10 분간을 방치한 후 상온으로 냉각하여 고형분 약 38 %의 그라프트 형태의 중합체산 용액을 수득하였다. GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하여 측정한 결과 상기 수득한 그라프트 형태의 중합체산의 중량평균분자량은 10,000이였고, 핵 자기 공명 분석기와 열 분석기로 분석시 불포화 탄소로 인해 나타나는 특성 피크는 발견할 수 없었다.
(그라프트 형태의 중합체산 염 제조)
상기 제조한 그라프트 형태의 공중합체산 용액에 수산화암모늄 수용액을 첨가하여 중합체산을 중합체산염으로 변화시키고, 잔류하는 이소 프로필 알코올은 감압진공장치를 이용하여 제거하여 최종적으로 고형분이 10.5 %이고, pH가 6.5인 그 라프트 형태의 중합체산 염 수용액을 수득하였다.
(CMP 슬러리용 보조제 제조)
상기 제조한 그라프트 형태의 중합체산 염 용액이 3 중량%가 되도록 물을 가하여 희석시킨 후, 여기에 수산화암모늄을 첨가하여 pH를 7.1로 조절하여 최종 CMP 슬러리용 보조제를 제조하였다.
실시예 2. CMP 슬러리용 보조제 제조
(매크로 단량체 제조)
상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
(그라프트 중합체산 제조)
교반기, 온도계, 질소 가스 도입관 및 콘덴서가 장착된 500 mL의 사구 플라스크에 이소 프로필 알코올 120 중량부, 상기 제조한 매크로 단량체 30 중량부, 메틸 메타크릴산 2.9 중량부 및 아크릴산 7.1 중량부를 투입한 후 리플럭스 온도에서 질소로 약 10 분간 버블링하였다.
여기에 개시제로 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 0.2 중량부를 투입한 후, 메틸 메타크릴산 17.2 중량부 및 아크릴산 42.8 중량부를 혼합한 단량체와 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 1.0 중량부를 약 2 시간에 걸쳐 적하하였다. 그 다음 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 0.3 중량부를 10 분에 걸쳐 적하하고 리플럭스 온도에서 약 10 분간을 방치한 후 상온으로 냉각하여 고형분 약 37 %의 그라프트 형태의 중합체산 용액을 수득하였다. GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하여 측정한 결과 상기 수득한 그라프트 형태의 중합체산의 중량평균분자량은 10,000이였고, 핵 자기 공명 분석기와 열 분석기로 분석시 불포화 탄소로 인해 나타나는 특성 피크는 발견할 수 없었다.
(그라프트 중합체산 염 제조)
이후 실시예 1과 동일한 방법으로 그라프트 중합체산 염을 제조하였다.
(CMP 슬러리용 보조제 제조)
이후 실시예 1과 동일한 방법으로 CMP 슬러리용 보조제를 제조하였다.
실시예 3. CMP 슬러리용 보조제 제조
(매크로 단량체 제조)
상기 실시예 1에서 메타크릴산 10 중량부와 히드록시 에틸 메타크릴레이트 90 중량부를 혼합한 단량체를 대신하여 히드록시 에틸 메타크릴레이트 100 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 매크로 단량체 용액을 수득하였다. 상기 수득한 매크로 단량체의 분자량은 1,000이였고, 중합도 8이였고, 순도는 약 96 %를 나타내었다.
(그라프트 중합체산 제조)
교반기, 온도계, 질소 가스 도입관 및 콘덴서가 장착된 500 mL의 사구 플라스크에 이소 프로필 알코올 120 중량부, 상기 제조한 매크로 단량체 30 중량부, 메틸 메타크릴산 4.3 중량부 및 아크릴산 5.3 중량부를 투입한 후 리플럭스 온도에서 질소로 약 10 분간 버블링하였다.
여기에 개시제로 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 0.2 중량부를 투입한 후, 메틸 메타크릴산 25.7중량부, 아크릴산 34.3 중량부 및 메타크릴산 25.6 중량부를 혼합 한 단량체와 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 1.0 중량부를 약 2 시간에 걸쳐 적하하였다. 그 다음 t-아밀 퍼옥시 피발레이트 0.3 중량부를 10 분에 걸쳐 적하하고 리플럭스 온도에서 약 10 분간을 방치한 후 상온으로 냉각하여 고형분 약 38 %의 그라프트 형태의 중합체산 용액을 수득하였다.
GPC(Gel permeation chromatography)를 이용하여 측정한 결과 상기 수득한 그라프트 형태의 중합체산의 중량평균분자량은 10,000이였고, 핵 자기 공명 분석기와 열 분석기로 분석시 불포화 탄소로 인해 나타나는 특성 피크는 발견할 수 없었다.
(그라프트 중합체산 염 제조)
이후 실시예 1과 동일한 방법으로 그라프트 중합체산 염을 제조하였다.
(CMP 슬러리용 보조제 제조)
이후 실시예 1과 동일한 방법으로 CMP 슬러리용 보조제를 제조하였다.
실시예 4. CMP 슬러리 제조
연마입자 조성물로 5 중량% 산화세슘 슬러리 조성물(HIHC-1, ㈜LG화학 제조), 상기 실시예 1에서 제조한 CMP 슬러리용 보조제, 및 물을 1 : 3 : 3의 부피비로 혼합하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
실시예 5. CMP 슬러리 제조
상기 실시예 4에서 CMP 슬러리용 보조제로 상기 실시예 2에서 제조한 CMP 슬러리용 보조제를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
실시예 6. CMP 슬러리 제조
상기 실시예 4에서 CMP 슬러리용 보조제로 상기 실시예 3에서 제조한 CMP 슬러리용 보조제를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 실시하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
상기 실시예 4 내지 6에서 제조한 CMP 슬러리를 이용하여 하기의 방법으로 pH, 평균응집입도(㎚), 산화막 연마율(Å/분), 질화막 연마율(Å/분), 및 선택비를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
ㄱ) pH - pH 측정용 장비(Corning pH meter 445)를 이용하여 측정하였다.
ㄴ) 평균응집입도 - 광산란 장치(Dynamic Light Scattering, 미국 하니웰사의 Microtrap UPA150)를 이용하여 측정하였다.
ㄷ) 산화막 연마율 - 연마 전후의 산화막 두께를 Nanometrics사의 Nanospec 6100으로 측정한 뒤, 두께 차이를 계산하여 산화막 연마율을 구하였다.
ㄹ) 질화막 연마율 - 연마 전후의 질화막 두께를 Nanometrics사의 Nanospec 6100으로 측정한 뒤, 두께 차이를 계산하여 질화막 연마율을 구하였다.
ㅁ) 선택비 - 산화막의 연마율을 질화막의 연마율로 나누어 구하였다.
| 구분 | 실시예 4 | 실시예 5 | 실시예 6 |
| CMP 슬러리용 보조제 농도 (중량%) | 1.3 | 1.3 | 1.3 |
| pH | 7.66 | 7.35 | 7.00 |
| 평균응집입도 (㎚) | 535 | 685 | 734 |
| 산화막 연마율 (Å/분) | 3,134 | 3,935 | 3,201 |
| 질화막 연마율 (Å/분) | 42 | 43 | 43 |
| 선택비 | 74.6 | 91.5 | 74.4 |
비교예
1 및
실시예
7∼10.
CMP
슬러리
제조
연마입자 조성물로 5 중량% 산화세슘 슬러리 조성물(HIHC-1, ㈜LG화학 제조) 및 상기 실시예 1에서 제조한 CMP 슬러리용 보조제를 1 : 7의 부피비로 혼합한 후, 상기 혼합물을 물로 희석하여 CMP 슬러리용 보조제의 농도를 각각 0 중량%(비교예 1), 0.42 중량%(실시예 7), 0.85 중량%(실시예 8), 1.3 중량%(실시예 9), 1.5 중량%(실시예 10)로 조절하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
상기 비교예 1 및 실시예 7 내지 10에서 제조한 CMP 슬러리를 이용하여 상기와 동일한 방법으로 pH, 평균응집입도(㎚), 산화막 연마율(Å/분), 질화막 연마율(Å/분), 및 선택비를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 비교예 1 | 실시예 7 | 실시예 8 | 실시예 9 | 실시예 10 |
| CMP 슬러리용 보조제 농도 (중량%) | 0.0 | 0.42 | 0.85 | 1.3 | 1.5 |
| pH | 7.84 | 7.93 | 7.83 | 7.72 | 7.67 |
| 평균응집입도 (㎚) | 240 | 881 | 835 | 617 | 557 |
| 산화막 연마율 (Å/분) | 3,854 | 3,516 | 3,145 | 2,944 | 2,761 |
| 질화막 연마율 (Å/분) | 829 | 66 | 37 | 38 | 40 |
| 선택비 | 5 | 53 | 85 | 77 | 69 |
비교예
2
(CMP 슬러리용 보조제 제조)
상기 실시예 1에서 중량평균분자량이 10,000이고 선형의 음이온성 중합체산인 폴리아크릴산 및 수산화나트륨을 포함하는 중합체산 염 용액을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 최종 CMP 슬러리용 보조제를 제조하였다.
(CMP 슬러리 제조)
연마입자 조성물로 5 중량% 산화세슘 슬러리 조성물(HIHC-1, ㈜LG화학 제조), 상기 제조한 CMP 슬러리용 보조제, 및 물을 1 : 3 : 3의 부피비로 혼합하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
비교예 3
(CMP 슬러리용 보조제 제조)
상기 실시예 1에서, 유동화제로 유통되고 있는, 중량평균분자량이 21,000이고 도 2에 나타낸 구조를 가지는 음이온성 중합체산 및 수산화나트륨을 포함하는 중합체산 염 용액(상품명 CD-WB, (주)LG화학 제조)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 최종 CMP 슬러리용 보조제를 제조하였다.
(CMP 슬러리 제조)
연마입자 조성물로 5 중량% 산화세슘 슬러리 조성물(HIHC-1, ㈜LG화학 제조), 상기 제조한 CMP 슬러리용 보조제, 및 물을 1 : 3 : 3의 부피비로 혼합하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
비교예
4
(CMP 슬러리용 보조제 제조)
상기 실시예 1에서 유동화제로 유통되고 있는, 중량평균분자량이 25,000인 도 2에 나타낸 구조를 가지는 음이온성 중합체산 및 수산화나트륨을 포함하는 중합체산 염 용액(상품명 CD-WR, (주)LG화학 제조)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 최종 CMP 슬러리용 보조제를 제조하였다.
(CMP 슬러리 제조)
연마입자 조성물로 5 중량% 산화세슘 슬러리 조성물(HIHC-1, ㈜LG화학 제조), 상기 제조한 CMP 슬러리용 보조제, 및 물을 1 : 3 : 3의 부피비로 혼합하여 CMP 슬러리를 제조하였다.
상기 비교예 2 내지 4에서 제조한 CMP 슬러리를 이용하여 상기와 동일한 방법으로 pH, 평균응집입도(㎚), 산화막 연마율(Å/분), 질화막 연마율(Å/분), 및 선택비를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 구분 | 비교예 2 | 비교예 3 | 비교예 4 |
| CMP 슬러리용 보조제 농도 (중량%) | 1.3 | 1.3 | 1.3 |
| PH | 7.29 | 8.25 | 7.93 |
| 평균응집입도 (㎚) | 967 | 806 | 758 |
| 산화막 연마율 (Å/분) | 2,703 | 4,092 | 4,117 |
| 질화막 연마율 (Å/분) | 49 | 903 | 408 |
| 선택비 | 55 | 4.5 | 10.1 |
표 3의 결과로부터 비교예 3 및 4와 같이 음이온성 중합체산의 분자량이 20,000을 초과하면, 선택비가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
상기 표 1 내지 3을 통하여, 본 발명에 따라 제조한 실시예 4 내지 10의 CMP 슬러리는 비교예 1 내지 4와 비교하여 평균응집입도, 산화막 연마율, 및 질화막 연마율이 동등 수준 이상으로 나타났으며, 특히 선택비가 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명은 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000로 조절된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산을 함유하는 중합체산 염을 보조제로 사용함으로써, 양전하를 띠는 재료의 구조물과 음전하를 띠는 재료의 구조물을 동시에 연마시 양전하 를 띠는 재료의 구조물을 피복하여 음전하를 띠는 재료의 구조물에 대한 연마 선택성을 높일 수 있으며, 입자의 응집 유도를 최소화할 수 있다.
이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (19)
- a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 포함하며,양전하를 띠는 재료의 구조물과 음전하를 띠는 재료의 구조물을 동시에 연마시 양전하를 띠는 재료의 구조물을 피복하여 음전하를 띠는 재료의 구조물에 대한 연마 선택성을 높이는 보조제.
- a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 포함하는 CMP(chemical mechanical polishing) 슬러리용 보조제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 측쇄의 길이는 분자량이 500 내지 2,000이고, 주쇄의 길이는 분자량이 500 내지 15,000인 것이 특징인 보조제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 그라프트 형태의 중합체산은 측쇄로 수산화기, 카르복실기, 및 술폰산기로 구성된 군에서 1종이상 선택된 작용기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체의 중합 또는 공중합으로부터 유래된 매크로 단위체(macro-unit) 및 주쇄로 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유래된 단 위체(unit)를 포함하는 것이 특징인 보조제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, ⅰ) 하나이상의 서브단량체를 중합하여 그라프트 형태의 중합체 중 측쇄를 형성하게 되는 매크로 단량체를 중합하는 단계; 및 ⅱ) 그라프트 형태의 중합체 중 주쇄를 형성하게 되는 단량체를 상기 매크로 단량체에 공중합하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것이 특징인 보조제.
- 제5항에 있어서, 상기 그라프트 형태의 중합체산은ⅰ) 수산화기, 카르복실기, 및 술폰산기로 구성된 군에서 1종이상 선택된 작용기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체를 라디칼 중합하여 매크로 단량체를 중합하는 단계; 및ⅱ) 상기 매크로 단량체에 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체를 공중합하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것이 특징인 보조제.
- 제6항에 있어서, 상기 수산화기 함유 에틸렌성 불포화 단량체는 알킬기의 탄소수가 1∼12 개인 히드록시 알킬 메타크릴레이트인 것이 특징인 보조제.
- 제4항에 있어서, 상기 매크로 단위체(macro-unit) 는 수산화기 및 술폰산기로 구성된 군에서 1종이상 선택된 작용기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체와 카 르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체가 공중합된 것이 특징인 보조제.
- 제8항에 있어서, 상기 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체가 수산화기 및 술폰산기로 구성된 군에서 1종이상 선택된 작용기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체에 대하여 최대 30 중량부의 비율로 혼합사용되는 것이 특징인 보조제.
- 제4항에 있어서, 상기 그라프트 형태의 중합체산의 주쇄에 존재하는 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유래된 단위체는 메타크릴산 또는 아크릴산으로부터 유래된 것이 특징인 보조제.
- 제4항에 있어서, 상기 그라프트 형태의 중합체산의 주쇄에 존재하는 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유래된 단위체는 총 주쇄성분에 대하여 65 중량부 이상 100중량부 이하로 포함되는 있는 것이 특징인 보조제.
- 제6항에 있어서, 상기 ii)단계의 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화 단량체가 중합성 에틸렌기 함유 단량체와 혼합하여 사용되는 것이 특징인 보조제.
- 제12항에 있어서, 상기 중합성 에틸렌기 함유 단량체가 (메타)아크릴 에스테르인 것이 특징인 보조제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 b)의 염기성 물질이 수산화암모늄 또는 염기성 아민인 것이 특징인 보조제.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중합체산 염의 pH가 4.5 내지 8.8인 것이 특징인 보조제.
- a) 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 보조제;b) 연마 입자; 및c) 물을 포함하는 CMP 슬러리.
- 제16항에 있어서, 보조제 0.1 내지 10 중량%; 연마입자 0.1 내지 10 중량%를 함유하고, 물은 조성물 총 100중량%를 맞추는 함량으로 포함되어 있는 것이 특징인 CMP 슬러리.
- 제16항에 기재된 CMP 슬러리를 사용한 얕은 트랜치 소자 분리(shallow trench isolation, STI) 방법.
- 연마시 a) 중량평균분자량이 1,000 내지 20,000이고 주쇄 및 측쇄로 구성된 그라프트 형태(graft-type)의 중합체산; 및 b) 염기성 물질로 이루어진 중합체산 염을 사용하여, 양전하를 띠는 재료의 구조물이 연마되는 것을 억제하는 방법
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