KR20110068973A - 화학적-기계적 연마 조성물 및 그 제조 및 사용 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연마 입자 및 약 0.01%에서 물에서의 용해 한계까지의, 하기식 I에 따른 화합물을 포함하는 수성 CMP 슬러리 조성물을 제공한다:
(I)
여기에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 하이드록실 기(-OH)이고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 메톡시 기(-OCH3)이며, 하이드록실 기(-OH)나 메톡시 기(-OCH3)가 아닌 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 세개는 수소 원자(-H)이다.
여기에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 하이드록실 기(-OH)이고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 메톡시 기(-OCH3)이며, 하이드록실 기(-OH)나 메톡시 기(-OCH3)가 아닌 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 세개는 수소 원자(-H)이다.
Description
본 발명은 화학적-기계적 연마("CMP") 조성물 및 그 제조 및 사용 방법에 관한 것이다.
CMP는 산업화 이전 시기에 그 뿌리를 갖는 기술이다. 최근에, CMP는 회로 패턴 층이 형성될 때 반도체 칩의 표면을 평탄화하기 위한 반도체 칩 제조 기술들 중에서 선택할 수 있는 기술이 되었다. CMP 기술은 잘 알려져 있는데 일반적으로 연마 패드 및 화학적 시제와 연마 입자들을 함유하는 연마 슬러리 조성물을 사용하여 수행된다. 화학적 시제는 연마되는 층의 표면 상에 있는, 하나 이상의 물질과 화학적으로 반응하도록 작용하는 반면에 연마 입자는 기계적 연마 기능을 수행한다.
CMP 기술의 용도 중 하나는 반도체 칩 또는 실리콘과 같은 웨이퍼 상에 형성된 쉘로우 트렌치 분리(shallow trench isolation (STI)) 구조의 제조에서이다. STI 구조의 목적은 불연속(discrete) 장치 소자들 사이에 발생하는 전류 유출을 방지하기 위하여 주어진 패턴 층에서 불연속 장치 소자들(예를 들면, 트랜지스터들)을 분리하는 것이다. 집적 회로 상에 매우 작고 고 밀도의 회로 패턴의 제작을 용이하게하는 최근의 기술적 진보는 분리 구조에 대한 보다 많은 요구가 있다.
STI 구조는 일반적으로 실리콘 기판 상에 산화물 층을 열적으로 성장시키고, 열적으로 성장된 산화물 층상에 실리콘 니트라이드 층을 침착시키므로서 형성된다. 실리콘 니트라이드 층의 침착 후에, 쉘로우 트렌치가 예를 들면, 잘 알려진 포토리소그래피(photolithography) 마스킹 및 에칭 공정 중 어떤 것을 사용하여 실리콘 니트라이드 층, 열적으로 성장된 산화물 층을 통해 그리고 부분적으로 실리콘 기판을 통해 형성된다. 실리콘 디옥사이드와 같은 유전성 물질의 층은 일반적으로 트렌치를 완전히 채워서 실리콘 니트라이드 층 을 커버하도록 화학적 증착 공정을 사용하여 침착된다. 다음에, CMP 공정은 실리콘 니트라이드 층을 중첩시키거나 커버하는 실리콘 디옥사이드 층의 부분을 제거하고, 작업편의 전체 표면을 평탄화하는데 사용된다. 실리콘 니트라이드 층은 CMP 공정 중에 노출되는, 하부의 열적으로 성장된 산화물 층 및 실리콘 기판을 보호하는 연마 정지부로서 작용하도록 의도된다. 어떤 적용에서는, 실리콘 니트라이드 층이 고온의 인산 용액에 제품을 침지시켜, STI 구조로 제공되도록 실리콘 디옥사이드가 채워진 트렌치만을 남기므로서 후에 제거된다. 추가적인 공정은 일반적으로 폴리실리콘 게이트 구조를 형성하도록 수행된다.
실리콘 반도체 기판 상에서 STI 구조를 제조하는 CMP 단계 중에는 정지층으로서 사용되는 실리콘 니트라이드에 앞서 실리콘 디옥사이드를 선택적으로 제거할 수 있는 연마제를 사용하는 것이 매우 바람직하다는 것은 명백하다. 이상적으로는, 실리콘 니트라이드가 CMP에 의해 제거되는 속도는 없는 반면에 실리콘 니트라이드 정지층에 중첩하는 실리콘 디옥사이드가 CMP에 의해 제거되는 속도는 매우 높다. 이것은 높은 제조 처리량을 허용한다. 용어 "선택성"은 실리콘 디옥사이드가 제거되는 속도 대 CMP 공정 중에 동일한 연마제에 의해 실리콘 니트라이드가 제거되는 속도의 비율을 설명하는 것으로 사용된다. 선택성은 실리콘 디옥사이드 막이 제거되는 속도(일반적으로 Å/분으로 표현되는)를 실리콘 니트라이드가 제거되는 속도로 나누므로서 측정된다.
실리콘 디옥사이드 트렌치 충전 물질의 제거 속도는 패드 압력을 증가시키고, 슬러리에서 보다 큰 연마 입자들을 사용하는 것과 같이 연마 조건을 변화시키므로서 아주 높게 되도록 이루어질 수 있다는 것이 알려져 있다. 그러나, 이러한 연마 조건도 실리콘 니트라이드 제거 속도를 증가시키는 경향이 있는데, 이것은 최종 실리콘 니트라이드 층 두께의 일정성에 영향을 미칠 수 있고, 최종 제품에서 스크래칭과 같은 다른 결점들을 야기할 수 있다. 따라서, CMP 슬러리 조성물에 있어서는 상당한 실리콘 디옥사이드 제거 속도를 이루는 동시에 실리콘 니트라이드 제거 속도를 억제하는 것이 중요하다. 그러나, 이것 역시 어떤 적용을 위해 조절이 이루어져야 한다. CMP 슬러리의 선택성이 매우 낮은 실리콘 니트라이드 제거 속도와 너무 많이 결합되었을 때는 트렌치 실리콘 디옥사이드의 "디싱(dishing)"과 같은 다른 문제들이 발생할 수 있는데, 이것은 실리콘 니트라이드 정지 층이 제거될 때 심한 형태 변화를 가져올 수 있다. 따라서, CMP 슬러리 조성물은 STI 공정에서 유용하게 되도록 하기 위하여 이러한 요인들의 밸런스를 이룰 수 있도록 하는 것이 필요하다.
과거에는, 실리콘 니트라이드에 앞서 실리콘 디옥사이드를 매우 선택적으로 연마하기 위하여 폴리아크릴레이트 및 특정 아미노 산들이 CMP 슬러리 조성물에 첨가되었다. 이러한 첨가제들을 사용하는 대부분의 선행 기술 CMP 슬러리 조성물에 있어서는, 보다 많은 첨가제가 첨가될 때, 실리콘 디옥사이드 및 실리콘 니트라이드 제거 속도 둘 모두 감소된다. 이것은 실리콘 디옥사이드에 대한 제거 속도가 너무 느려서 쉘로우 트렌치 분리(STI) 구조에 대한 제조 처리량이 감소되는 경우에서 문제가 될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 연마 입자 및 하기식 I에 따른 화합물을 포함하는 수성 CMP 슬러리 조성물을 제공한다:
여기에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 하이드록실 기(-OH)이고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 메톡시 기(-OCH3)이며, 하이드록실 기(-OH)나 메톡시 기(-OCH3)가 아닌 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 세개는 수소 원자(-H)이다. 본 발명에 사용하기 위해 현재 가장 바람직한 연마 입자는 세륨 옥사이드(여기에서 종종 "세리아(ceria)"로 칭해지는)이고, 본 발명에 사용하기 위해 가장 바람직한,식 I에 따른 화합물은 바닐라 산(vanillic acid)이다. 바닐라 산은 실리콘 디옥사이드의 제거 속도를 매우 증가시킨다.
본 발명은 또한 CMP로 작업편의 표면으로부터 실리콘 디옥사이드를 제거하기 위한 방법을 제공하는데, 이 방법은; (1) 연마 패드와 작업편 사이에 연마 입자와 식 I에 따른 화합물을 포함하는 수성 CMP 슬러리 조성물을 제공하고; (2) 연마 패드와 작업편을 서로에 대하여 이동시키면서 연마 패드 및 작업편을 그 사이에 배치된 CMP 슬러리 조성물과 함께 가압하여 작업편의 표면으로부터 실리콘 디옥사이드를 제거하는 단계를 포함한다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, CMP 슬러리 조성물은 예를 들면, 프롤린(proline)과 같은 실리콘 니트라이드 제거 속도 억제 첨가제를 더 포함한다.
본 발명의 상기한 그리고 다른 특징들은 하기에서 보다 충분히 설명되고 특히 청구범위에서 지적되는데 하기 설명은 본 발명의 설명을 위한 특정 구현예를 나타내는 것이지만 이들은 단지 본 발명의 원리가 사용되는 다양한 방법들 중 일부를 나타낸다.
하나의 구현예에서, 본 발명은 반도체 장치 제작 중에 화학적-기계적 연마를 통해 실리콘 니트라이드에 앞서 실리콘 디옥사이드의 제거를 용이하게 하는 CMP 슬러리 조성물 및 방법을 제공한다. 용어 "실리콘 디옥사이드"는 제한되지는 않지만, 열적으로 성장된 실리콘 디옥사이드 및 테트라에틸 오르쏘실리케이트("TEOS")를 포함하는 어떤 수단에 의해 침착되거나 형성될 수 있는, 주로 SiO2의 구조를 갖는 어떤 침착물을 일컫는다.
본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 실리콘 디옥사이드가 제거되거나 평탄화될 필요가 있는 다양한 적용에 사용될 수 있다. 예로는 STI 구조의 제조, 층간 절연막(ILD) 연마 및 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 장치의 제작을 포함한다.
본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 연마 입자 및 하기 식 I에 따른 화합물의 수성 분산액을 포함한다:
여기에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 하이드록실 기(-OH)이고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 메톡시 기(-OCH3)이며, 하이드록실 기(-OH)나 메톡시 기(-OCH3)가 아닌 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 세개는 수소 원자(-H)이다. 이 조성물에 존재하는 식 I에 따른 화합물의 양은 바람직하게는 약 0.01 wt%에서 물에서의 용해 한계까지, 보다 바람직하게는 슬러리 조성물의 약 0.05 wt%이다. 식 I에 따른 화합물은 연마 중에 실리콘 디옥사이드의 제거 속도를 증가시키는 작용을 수행한다.
식 I에 따른, 현재 가장 바람직한 화합물은 하기에 도시된 구조를 갖는 바닐라 산이다:
바닐라 산은 일반적으로 슬러리의 약 0.12 wt%의 물에서의 용해 한계를 갖는다. 출원인은 식 I에 따른 다른 화합물도 연마 중에 실리콘 디옥사이드의 제거속도를 증가시킬 수 있는 것으로 믿는다. 그러한 화합물로는 제한되지 않지만 이소바닐라 산 및 2-하이드록시-X-메톡시 벤조익 산(여기에서 X는 3, 4, 5 또는 6이다.)을 포함한다. 바닐라 산이 그 성능, 이용가능성 및 무독성을 고려할 때 현재 가장 바람직하다. 바닐라 산은 고형으로서 물에 반드시 용해되어야 한다. 출원인은 바닐라 산이 첨가되기 전에 물에 이소프로필 알콜과 같은 용해 프로모터를 첨가하므로서 바닐라 산이 물에 용해되는 속도를 증가시킬 수 있다는 것을 발견했다. 이소프로필 알콜의 양은 전체 슬러리 조성물의 약 0.15 wt%가 바람직하다.
본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물에 사용된 연마 입자는 기계적 연마의 기능을 수행한다. 본 발명에 사용하기 위한, 현재 가장 바람직한 연마 입자는 산화 세륨(ceria)이다. 그러나, 부가적으로, 또는 대안적으로 다른 연마제를 사용할 수 있다. 다른 연마제로는 예를 들면, 알루미나, 실리카, 산화 구리, 산화 철, 산화 니켈, 산화 망간, 실리콘 카바이드, 실리콘 니트라이드, 산화 주석, 티타니아, 티타늄 카바이드, 산화 텅스텐, 이트리아, 지르코니아 및 이들의 조합을 포함한다.
바람직한 산화 세륨 연마 입자는 바람직하게 약 약 20-1000 nm 범위의 평균 직경(이차 입자 크기)과 약 10,000 nm 이하의 최대 직경을 갖는다. 연마 입자의 평균 직경이 매우 작으면, CMP 슬러리 조성물의 연마 속도가 수용 불가능하게 낮을 수 있다. 연마 입자의 평균 직경이 크면, 연마되는 물품의 표면 상에 수용 불가능한 스크래칭이 발생할 수 있다. 약 100-150 nm 범위 내의 평균 직경을 갖는 산화 세륨으로 이루어진 연마 입자가 현재 최적인 것으로 믿어진다.
연마 입자는 슬러리를 형성하도록 연마 전에 불연속 입자로서 물에 분산될 수 있는데, 이후 연마 패드와 작업편의 표면사이에 배치된다. 또한, 연마 입자는 초기에 연마 패드에 접합될 수 있으며, 슬러리 조성물은 작업편 표면의 연마 중에 연마 패드로부터 연마 입자를 분리하므로서 제자리에서 형성될 수 있다. 연마 전에 수성 CMP 슬러리 조성물을 형성하도록 분산되었을 때, 연마 입자는 CMP 슬러리 조성물에 바람직하게는 CMP 슬러리 조성물의 약 1.0-8.0 wt%, 보다 바람직하게는 CMP 슬러리 조성물의 약 2.0-4.0 wt%, 또는 3.0 wt%의 양으로 존재한다.
본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 약 2.8-6의 pH 범위에 걸쳐 높은 실리콘 디옥사이드 제거 속도를 나타낸다. 바람직하게는, CMP 슬러리 조성물의 pH가 질산과 같은 pH 조정 화합물을 사용하여 약 3.0-4.5.0의 범위 내로 조정된다. CMP 슬러리 조성물의 pH는 산류 및/또는 염기류의 첨가에 의해 조정된다는 것을 알 것이다. 질산이 CMP 슬러리 조성물의 pH를 낮추는데 현재 바람직한 산이고, 암모늄 하이드록사이드 및 테트라메틸암모늄 하이드록사이드가 CMP 슬러리 조성물의 pH를 증가시키는데 바람직한 염기이다. pH 조정제의 선택은 중요하지 않으며, 다른 산류 및 염기류가 본 발명의 실시에 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. CMP 슬러리 조성물은 잘 알려진 임의의 계면 활성제, pH 완충제, 항-포밍제(anti-foaming agents) 및 분산제도 함유할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 다양한 적용에서 실리콘 디옥사이드를 제거 및/또는 평탄화 하는데 사용될 수 있다. ILD 및 MEMS 적용에 사용되었을 때, 본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 기본적으로 산화 세륨 연마 입자(바람직 하게는 약 3.0wt%), 식 I에 따른 화합물(바람직하게는 약 0.05 wt% 양의 바닐라 산), 이소프로필 알콜(바람직하게는 약 0.15 wt%), 질산(CMP 조성물의 pH를 약 3.0-4.5로 낮추는데 필요한 양으로) 및 바이오사이드(biocide)의 수성 분산액으로 이루어진다. STI 적용에 사용되었을 때(즉, 실리콘 니트라이드도 존재하는 경우)는, 본 발명에 따른 CMP 슬러리 조성물은 기본적으로 산화 세륨 연마 입자(바람직 하게는 약 3.0wt%), 식 I에 따른 화합물(바람직하게는 약 0.05 wt% 양의 바닐라 산), 프롤린(바람직하게는 약 2 wt%), 이소프로필 알콜(바람직하게는 약 0.15 wt%), 질산(CMP 조성물의 pH를 약 3.0-4.5로 낮추는데 필요한 양으로) 및 바이오사이드(biocide)의 수성 분산액으로 이루어진다. 프롤린을 포함하는 CMP 슬러리 조성물은 ILD 및 MEMS 적용에도 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. 스리니바산(Srinivasan) 등의 U.S. RE. 6,491 ,843 Cl에 제시된 바와 같이, 프롤린은 특정 CMP 슬러리 조성물에서 실리콘 디옥사이드가 제거되는 속도에 비하여 실리콘 니트라이드가 제거되는 속도를 억제한다. 여기에 기술된 농도로 사용되었을 때 바닐라 산은 프롤린에 의해 제공된 실리콘 니트라이드 억제에 악영향을 미치는 것이 아니라 실리콘 디옥사이드 제거 속도를 증가시킨다. 그러한 CMP 슬러리 조성물에 존재하는 프롤린의 양은 바람직하게는 약 0.1-10 wt%, 보다 바람직하게는 약 0.6-4.0 wt%이다.
본 발명은 또한 실리콘 디옥사이드를 제거하기 위한 방법(예를 들면, ILD 및 MEMS 공정에서) 및 실리콘 니트라이드에 앞서 실리콘 디옥사이드를 제거하는 방법(예를 들면, STI 공정에서)을 제공한다. 두 방법 모두 연마 패드와 작업편의 표면 사이에 상기한 CMP 슬러리 조성물을 제공하고, 연마 패드와 작업편의 표면을 서로에 대하여 이동시키면서 연마 패드와 작업편의 표면을 그들 사이에 배치된 CMP 슬러리 조성물과 함께 압착하여 작업편의 표면으로부터 실리콘 디옥사이드를 제거하는 단계를 포함한다. 실리콘 니트라이드가 작업편의 표면에 존재할 때는 실리콘 디옥사이드가 바람직하게는 1000Å/분 이상의 속도로 제거되는데, 실리콘 니트라이드가 작업편의 표면으로부터 제거되는 속도보다 적어도 25배 더 크다.
따라서, 본 발명의 CMP 슬러리 조성물 및 방법은 반도체 칩의 제작중에 패턴화된 웨이퍼를 평탄화하는데 사용될 수 있다. 그러한 적용에서, CMP 슬러리 조성물 및 방법은 제거 속도, 선택성, 절연 산화층 디싱(field oxide dishing) 및 최소 결함 요건을 충족시킨다는 점에서 선행 기술의 CMP 슬러리 조성물 및 방법보다 이점을 제공한다. CMP 슬러리 조성물은 또한 예를 들면, 유리 연마, 유기 폴리머-계 안과용 기판의 연마 및 금속 연마와 같은 다른 연마 적용에도 유용할 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 의도로서 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 않된다.
실시예 1
수성 CMP 슬러리 조성물 A1-A8을 탈이온수에서 하기 표 1에 중량 퍼센트로 도시된 성분들을 분산시켜 제조하였다.
| 슬러리 | CeO2 | 바닐라 산 | pH | TEOS RR |
| A1 | 2% | 0% | 4.10 | 2636 |
| A2 | 2% | 0.01% | 3.72 | 5233 |
| A3 | 2% | 0.05% | 3.40 | 6857 |
| A4 | 2% | 0.10% | 3.15 | 6748 |
| A5 | 4% | 0% | 4.13 | 2753 |
| A6 | 4% | 0.01% | 3.59 | 5238 |
| A7 | 4% | 0.05% | 3.10 | 7378 |
| A8 | 4% | 0.10% | 2.98 | 7491 |
각 CMP 슬러리 조성물에 사용된 "CeO2"는 130 nm의 Dmean 이차 입자 크기를 갖는 하소(calcined) 세륨 산화물이었다. CMP 슬러리 조성물 A1 및A5는 어떤 바닐라 산도 함유하지 않은 대조군이었다.
CMP 슬러리 조성물 A1-A8을 각각 60초 동안 블랭킷 테트라에틸 오르쏘실리케이트("TEOS") 막을 연마하는데 사용했다. 각 경우에 사용된 연마제는 어플라이드 머티리얼스 미라(Applied Materials Mirra) 시스템 이었다. 모든 시험에 있어서, 연마 조건은 3.0 psi 멤브레인 압력, 3.5 psi 유지 링 압력, 3.0 psi 내부 튜브 압력, 93 rpm 헤드 속도 및 87 rpm 테이블 속도였다. CMP 슬러리 조성물의 유속은 각 경우에서 150 ml/분 이었다. 각 경우에 사용된 연마 패드는 Suba IV 백킹을 갖는 Rohm & Haas k-grooved IC1000 패드였다. Å/분으로의 TEOS 제거 속도("RR")는 표 1에 기술되어 있다.
표 1은 60초 동안 연마 후에 세륨 옥사이드의 농도 및 바닐라 산 농도의 함수로서 블랭킷 TEOS 막의 연마 속도 결과를 도시한 것이다. 바닐라 산이 없을 때 2% 및 4%의 세륨 옥사이드(Dmean=0.13 ㎛)는 각각 -2600 Å/분 및 -2700 Å/분의 속도로 TEOS를 제거한다는 것을 알 것이다. 바닐라 산의 존재하에서는 TEOS제거 속도가 4% 세리아를 사용하였을 때 7400 Å/분의 높은 제거속도에 도달하여 2.5X 더 빠르다. 따라서, 바닐라 산은 실리콘 디옥사이드 제거 속도를 증가시키는 방식으로 작용한다.
실시예 2
수성 CMP 슬러리 조성물 B1 및 B2를 탈이온수에서 하기 표 2에 중량 퍼센트로 도시된 성분들을 분산시켜 제조하였다.
| 슬러리 | CeO2 | 프롤린 | 바닐라 산 | pH | TEOS RR |
| B1 | 3% | 2% | 0% | 4.72 | 3449 |
| B2 | 3% | 2% | 0.05% | 4.20 | 5470 |
각 CMP 슬러리 조성물에 사용된 "CeO2"는 실시예 1에서 사용된 것과 동일하다. CMP 슬러리 조성물 B1은 어떤 바닐라 산도 함유하지 않은 대조군이었다.
CMP 슬러리 조성물 B1 및 B2를 실시예 1에서 기술된 장치와 연마 조건을 사용하여 60초 동안 블랭킷 TEOS 막을 연마하는데 개별적으로 사용했다. Å/분으로의 TEOS 제거 속도를 표 2에 도시하였다. 프롤린의 존재는 바닐라 산의 존재에 의해 제공되는 TEOS의 증가된 제거 속도에 많은 영향을 미치지 않는다는 것을 알 수 있다.
추가적인 이점 및 변형은 본 기술에서 숙련된 자들에게 쉽게 발생할 것이다. 따라서, 넓은 의미에서 본 발명은 여기에 도시되고 기술된 상세한 설명 및 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 일반적인 본 발명 개념의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형이 이루어질 수 있다.
Claims (20)
- 기본적으로,
약 20-1000 nm의 평균 직경을 갖는, 약 1.0-8.0 wt%의 세륨 옥사이드 연마 입자; 및
약 0.01에서 물에서의 용해 한계까지의 하기 식 I에 따른 화합물:
(I)
여기에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 하이드록실 기(-OH)이고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 메톡시 기(-OCH3)이며, 하이드록실 기(-OH)나 메톡시 기(-OCH3)가 아닌 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 세개는 수소 원자(-H)이다;
CMP 슬러리 조성물의 pH를 약 2.8-6으로 조정하는데 충분한 양의 산; 및
임의적으로, 프롤린, 용해 프로모터, 계면활성제, pH 완충제, 항-포밍제, 분산제 및 바이오사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 것
을 포함하는 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물. - 제 1항에 있어서, 식 I에 따른 화합물이 바닐라 산인 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 프롤린이 약 0.6-4.0 wt%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, CMP 슬러리 조성물의 pH를 조정하기 위해 사용된 산이 질산인 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 용해 프로모터가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 수성 CMP 슬러리 조성물이 약 3.0-4.5의 pH를 갖는 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 세륨 옥사이드 연마 입자가 약 10,000 nm 이하의 최대 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 제 1항에 있어서, 세륨 옥사이드 연마 입자가 약 100-150 nm 이하의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 수성 CMP 슬러리 조성물.
- 화학적-기계적 연마로 작업편 표면으로부터 실리콘 디옥사이드를 제거하기 위한 방법에 있어서,
(i)연마 패드와 작업편의 표면 사이에
(a) 약 20-1000 nm의 평균 직경을 갖는, 약 1.0-8.0 wt%의 세륨 옥사이드 연마 입자;
(b) 약 0.01에서 물에서의 용해 한계까지의 하기 식 I에 따른 화합물:
(I)
여기에서, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 하이드록실 기(-OH)이고, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 하나 만이 메톡시 기(-OCH3)이며, 하이드록실 기(-OH)나 메톡시 기(-OCH3)가 아닌 R1, R2, R3, R4 및 R5 중 세개는 수소 원자(-H)이고; 및
(c) CMP 슬러리 조성물의 pH를 약 2.8-6으로 조정하는데 충분한 양의 산;
을 포함하는 CMP 슬러리 조성물을 제공하고;
(ii) 연마 패드와 작업편의 표면을 서로에 대하여 이동시키면서 연마 패드와 작업편의 표면을 그들 사이에 배치된 CMP 슬러리 조성물과 함께 압착하여 표면으로부터 실리콘 디옥사이드를 연마하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법. - 제 9항에 있어서, 세륨 옥사이드 연마 입자가 화학적-기계적 연마 전에 물에 분산되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 세륨 옥사이드 연마 입자가 초기에 연마 패드에 접합되고화학적-기계적 연마 중에 물에 분산되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 식 I에 따른 화합물이 바닐라 산인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 실리콘 디옥사이드가 ILD 또는 MEMS공정에서 작업편의 표면으로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 수성 CMP 슬러리 조성물이 프롤린을 약 0.6-4 wt%의 양으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 14항에 있어서, 실리콘 디옥사이드가 실리콘 니트라이드에 앞서 STI 공정에서 작업편의 표면으로부터 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 수성 CMP 슬러리 조성물의 pH를 조정하는데 사용된 산이 질산인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 수성 CMP 슬러리 조성물이 용해 프로모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 17항에 있어서, 용해 프로모터가 이소프로필 알콜인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 세륨 옥사이드 연마 입자가 약 10,000 nm 이하의 최대 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 세륨 옥사이드 연마 입자가 약 100-150 nm의 평균 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
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