KR20140013236A - Polishing slurry composition comprising and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연마용 슬러리 조성물 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a polishing slurry composition and a method for producing the same.
최근 반도체 소자의 미세화 및 고밀도화에 따라 더욱 미세한 패턴 형성기술이 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, 현재 가장 각광받고 있는 화학기계적 연마 (chemical mechanical polishing; CMP) 공정이 이용된다. 특히, 산화막을 연마하는 CMP가 적용되는 반도체 공정으로, 층간 절연을 위해 과량으로 성막된 실리콘 산화막(silicon oxide)을 제거하기 위한 ILD (interlayer dielectric) 공정과 칩(chip)간 절연을 위해 트렌치(trench)를 형성하여 소자 분리를 하는 공정인 STI (shallow trench isolation) 공정이 사용 되고 있다. CMP 공정에 있어서 연마 속도, 연마 표면의 평탄화도, 스크래치의 발생 정도가 중요하며, 이들은 CMP 공정 조건, 연마용 슬러리의 종류, 연마패드의 종류 등에 의해 결정된다. Recently, finer pattern formation techniques have been used according to the miniaturization and densification of semiconductor devices. As a result, the surface structure of the semiconductor devices becomes more complicated and the level of the surface films becomes larger. BACKGROUND OF THE INVENTION As a planarization technique for removing a step in a specific film formed on a substrate in manufacturing a semiconductor device, a chemical mechanical polishing (CMP) process which is currently the most popular is used. In particular, a semiconductor process in which CMP is applied to polish an oxide film is applied, and an interlayer dielectric (ILD) process for removing an excessive amount of silicon oxide deposited for interlayer insulation and a trench for chip-to-chip insulation are performed. ), A shallow trench isolation (STI) process, which is a process of forming a device and isolating the device, is used. In the CMP process, the polishing rate, the leveling of the polishing surface and the degree of scratching are important, and these are determined by the CMP process conditions, the kind of polishing slurry, the kind of polishing pad, and the like.
한편, 집적도가 높아지고 공정의 규격이 엄격해짐에 따라 단차가 매우 큰 절연막을 빠르게 평탄화할 필요성이 중요시되는데, 패턴 크기가 작고 밀도가 높은 곳은 국부적으로 평탄화되고 패턴이 크고 넓은 지역은 초기 단차를 그대로 반영하게 된다. 단차가 큰 피연마막의 연마에 있어서, 연마 초기에는 패턴의 연마속도가 매우 느리고 초기 단차가 어느 정도 제거된 후 패턴의 연마량이 높아지기 때문에 패턴화된 피연마막을 연마할 경우 초기 연마효율이 떨어지는 문제점이 있다. 부분적으로 연마 정도가 다른 문제점이 있다. On the other hand, as the degree of integration increases and the process specifications become stricter, it is important to quickly planarize the insulating film having a large step.The area where the pattern size is small and the density is flattened locally and the area where the pattern is large and the large area remains the initial step. Will reflect. In the polishing of a large-step polished polishing film, the polishing rate of the pattern is very slow at the initial stage of polishing, and the polishing amount of the pattern is increased after the initial step is removed to some extent, so that the initial polishing efficiency decreases when polishing the patterned polished film. have. In part, there is a problem in that the degree of polishing is different.
이를 보완하기 위하여 종래의 음전하로 인가된 슬러리는 동일한 전기적 특성을 나타내는 웨이퍼 표면과 전기적 반발로 인해 연마 속도가 저하되는 문제가 있다.
In order to compensate for this, the conventional negatively charged slurry has a problem that the polishing rate is lowered due to the wafer surface and the electrical repulsion having the same electrical properties.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 반도체 표면에 연마입자 로딩 효과(Loading effects)(친화도)를 증가시켜 연마 속도를 상승시킬 수 있는 연마용 슬러리 조성물, 그 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-described problems, an object of the present invention, polishing slurry composition that can increase the polishing rate by increasing the loading effect (affinity) of the abrasive particles on the semiconductor surface, the preparation thereof To provide a method.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 제 1 측면은, 연마 입자; 상기 연마 입자 표면에 양전하를 띠게 하는 양전하 유도제; 및 연마 촉진제;를 포함하는 연마용 슬러리 조성물를 제공할 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a polishing pad comprising: abrasive grains; A positive charge inducing agent that causes a positive charge on the surface of the abrasive particle; And a polishing accelerator; may provide a polishing slurry composition comprising a.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 양전하 유도제는, 유기산, 양이온계 고분자, 양이온성 계면활성제 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the positive charge inducing agent may be at least one selected from the group consisting of organic acids, cationic polymers, cationic surfactants and salts thereof, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 양전하 유도제는, 상기 연마 첨가제 중 약 10 중량% 내지 약 90 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the invention, the positive charge inducing agent, may be about 10% to about 90% by weight of the polishing additive, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 촉진제는, 유기산, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양쪽성 고분자, 암모늄염, 무기산, 수산화물 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the polishing promoter may include at least one selected from the group consisting of organic acids, anionic polymers, nonionic polymers, amphoteric polymers, ammonium salts, inorganic acids, hydroxides and salts thereof. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 촉진제는, 상기 연마 첨가제 중 약 1 중량% 내지 약 50 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the polishing accelerator, may be about 1% to about 50% by weight of the polishing additive, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 입자는, 실리카 입자, 알루미나 입자, 세리아 입자, 지르코니아 입자, 티타니아 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자, 폴리이미드 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 상기 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the invention, the abrasive particles, the metal oxide particles including those selected from the group consisting of silica particles, alumina particles, ceria particles, zirconia particles, titania particles and combinations thereof; Organic particles selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles, polyimide particles, and combinations thereof; And organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and the organic particles, but the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the invention, the abrasive particles, but may be about 0.01% to about 5% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 입자는, 평균입경이 약 10 nm 내지 약 0.5 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the present invention, the abrasive grains may have an average grain size of about 10 nm to about 0.5 mu m, but are not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마용 슬러리 조성물은 산화막 및 질화막을 포함하는 피연마막을 연마하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the polishing slurry composition may be to polish a polishing film including an oxide film and a nitride film, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마는, 산화막 : 질화막의 연마 선택비가 45 : 1 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to one aspect of the present invention, the polishing may be, but the polishing selectivity of the oxide film: nitride film is 45: 1 or more, but is not limited thereto.
본 발명의 제 2 측면은, 연마 입자에 양전하 유도제를 첨가하여, 표면에 양전하가 인가된 상기 연마 입자를 포함하는 슬러리를 형성하는 단계; 및 상기 슬러리에 연마 촉진제를 첨가하는 단계;를 포함하는 연마용 슬러리 조성물의 제조 방법을 제공할 수 있다.A second aspect of the present invention includes the steps of adding a positive charge inducing agent to the abrasive particles, to form a slurry comprising the abrasive particles applied a positive charge to the surface; And adding a polishing accelerator to the slurry, to provide a method for preparing a polishing slurry composition comprising a.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 양전하 유도제는, 유기산, 양이온계 고분자, 양이온성 계면활성제 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one side of the present invention, the positive charge inducing agent may be at least one selected from the group consisting of organic acids, cationic polymers, cationic surfactants and salts thereof, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 양전하 유도제는, 상기 연마 첨가제 중 약 10 중량% 내지 약 90 중량%이고, 상기 연마 촉진제는, 상기 연마 첨가제 중 약 1 중량% 내지 약 50 중량%이고, 상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.According to one aspect of the invention, the positive charge inducing agent is from about 10% to about 90% by weight of the polishing additive, the polishing accelerator is from about 1% to about 50% by weight of the polishing additive, the abrasive particles May be about 0.01 wt% to about 5 wt% of the slurry composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일측에 따르면, 상기 연마 촉진제는, 유기산, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양쪽성 고분자, 암모늄염, 무기산, 수산화물 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
According to one aspect of the present invention, the polishing promoter may include at least one selected from the group consisting of organic acids, anionic polymers, nonionic polymers, amphoteric polymers, ammonium salts, inorganic acids, hydroxides and salts thereof. However, the present invention is not limited thereto.
본 발명의 연마용 슬러리 조성물에 의하여, 연마 입자의 표면이 양전하를 갖도록 함으로써, 본 발명의 연마용 슬러리 조성물을 사용하여 연마 공정을 수행하면, 우수한 평탄화 효율, 균일성, 연마 속도 및 선택성을 나타내면서, 로딩 효과(loading effect)를 증가시킬 수 있으며, 균일한 로딩 효과 (homogenious loading effect) 구현으로 결함 및 스크래치를 저감시킬 수 있다. 이를 통하여, 반도체의 제조 공정에 적합한 연마 공정을 수행할 수 있다.
By the polishing slurry composition of the present invention, when the surface of the abrasive particles has a positive charge, performing the polishing process using the polishing slurry composition of the present invention, while showing excellent planarization efficiency, uniformity, polishing rate and selectivity, The loading effect can be increased, and a homogeneous loading effect can be realized to reduce defects and scratches. Thus, a polishing process suitable for a semiconductor manufacturing process can be performed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 조성물의 제조 공정 순서도이다.
도 2는 본 발명의 비교예 4에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 3은 본 발명의 비교예 5에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 비교예 6에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 5 는 본 발명의 실시예 1에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 2에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 7 은 본 발명의 실시예 3에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 8은 본 발명의 실시예 4에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 9는 본 발명의 실시예 5에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 10은 본 발명의 실시예 6에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.
도 11은 본 발명의 (-) 전하(비교예 1 내지 3) 슬러리 및 양전하(비교예 4 내지 6) 슬러리에 따른 화학기계적 연마 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 12는 본 발명의 양전하(비교예 4 내지 6) 슬러리, 양전하에 포름산 첨가 슬러리(실시예 1 내지 실시예 3) 및 양전하에 글리신 첨가 슬러리(실시예 4 내지 실시예 7)에 따른 화학기계적 연마 제거율을 나타낸 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart of a manufacturing process of a slurry composition according to an embodiment of the present invention. FIG.
Figure 2 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Comparative Example 4 of the present invention.
Figure 3 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Comparative Example 5 of the present invention.
4 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Comparative Example 6 of the present invention.
5 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Example 1 of the present invention.
6 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Example 2 of the present invention.
7 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Example 3 of the present invention.
8 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Example 4 of the present invention.
9 is a SEM photograph of (a) a silica oxide film, (b) a nitride film, and (c) a CMP pad after a chemical mechanical polishing process according to Example 5 of the present invention.
10 is a SEM photograph of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Example 6 of the present invention.
11 is a graph showing the chemical mechanical polishing removal rate according to the (-) charge (Comparative Examples 1 to 3) slurry and positive charge (Comparative Examples 4 to 6) slurry of the present invention.
12 is a chemical mechanical polishing according to the positive charge (Comparative Examples 4 to 6) slurry of the present invention, the formic acid added slurry (Example 1 to Example 3) and the glycine added slurry (Examples 4 to 7) to the positive charge It is a graph showing the removal rate.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 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 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .
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.Throughout the specification, when a member is located on another member, it includes not only when a member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.
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.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명의 연마용 슬러리 조성물, 그 제조 방법에 대하여 실시예와 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예와 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the polishing slurry composition of the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.
본 발명의 제 1 측면에 따른 연마 첨가제는, 연마 입자; 상기 연마 입자 표면에 양전하를 띠게 하는 양전하 유도제; 및 연마 촉진제;를 포함할 수 있다.The abrasive additive according to the first aspect of the present invention includes abrasive particles; A positive charge inducing agent that causes a positive charge on the surface of the abrasive particle; And polishing accelerators.
연마 입자의 제타 전위는 연마 입자를 둘러싸는 이온의 전기 전하 및 벌크 용액 (예를 들어, 액상 담체 및 그에 용해된 임의의 다른 성분)의 전기 전하 사이의 차이를 의미한다. 연마 입자의 제타 전위는 pH에 따라 변하고, 화학기계적 연마 시스템의 pH에서 음의 제타 전위를 갖는다. 음의 제타 전위를 갖는 연마 입자를 전하 역전제 (charge-reversing agent) 로서 유기산, 유기분산제 또는 이 둘을 첨가하여 양의 제타 전위를 갖는 연마 입자를 형성할 수 있다.Zeta potential of abrasive particles means the difference between the electrical charge of the ions surrounding the abrasive particles and the electrical charge of the bulk solution (eg, the liquid carrier and any other components dissolved therein). The zeta potential of the abrasive particles varies with pH and has a negative zeta potential at the pH of the chemical mechanical polishing system. Abrasive particles having a negative zeta potential can be added as organic charges, organic dispersants, or both as charge-reversing agents to form abrasive particles having a positive zeta potential.
상기 양전하 유도제는, 유기산, 양이온계 고분자, 양이온성 계면활성제 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The positive charge inducing agent may be at least one selected from the group consisting of organic acids, cationic polymers, cationic surfactants, and salts thereof, but is not limited thereto.
상기 유기산은, 예를 들어, 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) 및 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid), 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic acid may be selected from, for example, picolinic acid, nicotinic acid, isonicotinic acid, fusaric acid, dinicotinic acid, A compound selected from the group consisting of dipiconilic acid, lutidinic acid, quinolinic acid, glutamic acid, alanine, glycine, cystine, histidine, asparagine, but are not limited to, asparagine, guanidine, hydrazine, ethylenediamine, formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, succinic acid, Malic acid, maleic acid, malonic acid, citric acid, lactic acid, tricarballyic acid, tartaric acid, aspartic acid, aspartic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid and fumaric acid, Phthalic acid (phthalic acid), pyridinecarboxylic acid (pyridinecarboxylic acid), and may include at least one selected from the group consisting of salts thereof, but is not limited thereto.
상기 양이온계 고분자는, 예를 들어, 폴리에틸렌 이미드(PEI), 폴리아크릭 아미드 또는 상기 폴리에틸렌 이미드, 폴리아크릭 아미드와 동일 관능기를 갖는 양이온계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The cationic polymer includes, for example, at least one selected from the group consisting of polyethylene imide (PEI), polyacrylamide, or cationic polymer having the same functional group as the polyethylene imide, polyacrylamide. May be, but is not limited thereto.
상기 양이온성 계면활성제는, 예를 들어, 4급 암모늄, 폴리옥시에틸렌알칼아민, 탄소수가 약 12개 내지 약 18개인 알킬기를 함유하는 테트라알킬암모늄염류, 피리딘류, 데실트리메틸암모늄브로마이드, 라우릴트리메틸암모늄브로마이드, 미리스틸트리메틸암모늄브로마이드, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 스테아릴트리메틸암모늄브로마이드, 세틸디메틸에틸암모늄브로마이드, 세틸피리디늄클로라이드 및 소듐도데실 설페이트세틸트리메틸암모늄브로마이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The cationic surfactant is, for example, quaternary ammonium, polyoxyethylenealkamine, tetraalkylammonium salts containing pyridine alkyl groups having about 12 to about 18 carbon atoms, pyridines, decyltrimethylammonium bromide, lauryltrimethyl Ammonium bromide, myristyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium bromide, stearyltrimethylammonium bromide, cetyldimethylethylammonium bromide, cetylpyridinium chloride and sodium dodecyl sulfate cetyltrimethylammonium bromide It may be, but is not limited thereto.
상기 양전하 유도제는, 상기 연마 첨가제 중 약 10 중량% 내지 약 90 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 약 10 중량% 미만인 경우 낮은 연마특성을 보일 수 있고, 약 90 중량% 초과인 경우에는 기판 표면 결함이 증가될 수 있다.The positive charge inducing agent may be about 10 wt% to about 90 wt% of the polishing additive, but is not limited thereto. Less than about 10 weight percent can exhibit lower polishing characteristics, and greater than about 90 weight percent can increase substrate surface defects.
상기 연마 촉진제는, 유기 첨가제 및 무기 첨가제를 포함할 수 있는데, 예를 들어, 유기산, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양쪽성 고분자, 암모늄염, 무기산, 수산화물 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The polishing accelerator may include an organic additive and an inorganic additive, for example, at least one selected from the group consisting of organic acids, anionic polymers, nonionic polymers, amphoteric polymers, ammonium salts, inorganic acids, hydroxides, and salts thereof. It may include any one.
상기 유기산은 예를 들어, 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) 및 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid), 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic acid is, for example, picolinic acid (nicotinic acid), nicotinic acid (nicotinic acid), isicotinic acid (isonicotinic acid), fusaric acid (fusaric acid), dinicotinic acid, dipyconic acid Dipiconilic acid, lutidinic acid, quinolic acid, glutamic acid, alanine, glycine, cystine, histidine, asparagine asparagine, guanidine, hydrazine, ethylenediamine, formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, succinic acid, malic acid (malic acid), maleic acid (maleic acid), malonic acid (malonic acid), citric acid (citric acid), lactic acid (triactic acid), tricarballyic acid, tartaric acid, aspartic acid (aspartic) acid), glutaric acid, adipic acid, suberic acid and fumaric acid, Phthalic acid (phthalic acid), pyridinecarboxylic acid (pyridinecarboxylic acid), and may include at least one selected from the group consisting of salts thereof, but is not limited thereto.
상기 음이온성 고분자는, 예를 들어, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 및 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The anionic polymer, for example, polyacrylic acid (polyacrylic acid), polysulfonic acid (polysulfonic acid), polyacrylamide / acrylic acid copolymer (polyacrylamide / acrylic acid copolymer), polyacrylic acid / sulfonic acid copolymer (polyacrylic acid / sulfonic acid copolymer) acid copolymer), polysulfonic acid / acrylamide copolymer, and polyacrylic acid / malonic acid copolymer may include at least one selected from the group consisting of: However, the present invention is not limited thereto.
상기 비이온성 고분자는, 폴리알킬 옥사이드(polyalkyl oxide)인 것일 수 있으며, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌 옥사이드(polyoxyethylene oxide; PEO), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide) 및 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The nonionic polymer may be polyalkyl oxide, for example, a group consisting of polyoxyethylene oxide (PEO), polyethylene oxide, and polypropylene oxide. It may be to include at least one selected from, but is not limited thereto.
상기 양쪽성 고분자는, 예를 들어, 코카미도프로필 베타인(cocamidopropyl bataine), 2-알킬-N-카르복시메틸-N-하이드록시에틸 이미다졸리늄 베타인(2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine), 알킬 아미도 베타인(alkyl amido betaine), 알킬아미드 프로필 베타인(alkylamide propyl betaine), 알킬 베타인(alkylbetaine), 알킬 디메틸 아민 베타인(alkyl dimethyl amine betaine), 아미도설포베타인(amidosulfobetaine), 알킬디메틸 베타인(alkyldimethyl betaine), 아프리코타미도프로필 베타인(apricotamidopropyl betaine), 코코 아미도 베타인(coco amido betaine), 코코 베타인(coco betaine), 코코아미도프로필 베타인(cocoamidopropyl betaine), 코코디메틸베타인(cocodimethylbetaine), 라우릴 베타인(lauryl betaine), 라우릴아미도프로필 베타인(Laurylamidopropyl betaine), 위트게르마미도프로필 베타인(wheatgermamidopropyl betaine), 이소스테아르아미도프로필 베타인(isostearamidopropyl betaine), 미리스타미도프로필 베타인(myristamidopropyl betaine), 팔미타미도프로필 베타인(palmitamidopropyl betaine), 및 운데실란아미도프로필 베타인(undecylenamidopropyl betaine)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The amphoteric polymer is, for example, cocamidopropyl bataine, 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethyl imidazolinium betaine (2-alkyl-N-carboxymethyl-N -hydroxyethyl imidazolinium betaine, alkyl amido betaine, alkylamide propyl betaine, alkyl betaine, alkyl dimethyl amine betaine, amidosulfobe Amidoseulfobetaine, alkyldimethyl betaine, apricotamidopropyl betaine, coco amido betaine, coco betaine, cocoamidopropyl betaine (cocoamidopropyl betaine), cocodimethylbetaine, lauryl betaine, laurylamiidopropyl betaine, wheatgermamidopropyl betaine, isostere Selected from the group consisting of isamiteapropyldotaine, isistamidopropyl betaine, myrmitamidopropyl betaine, and palmitamidopropyl betaine, and undecylenamidopropyl betaine At least one of which is to be included, but is not limited thereto.
상기 암모늄염은, 예를 들어, 암모늄 니트레이트, 암모늄 포르메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조에이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 카보네이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 크로메이트, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 설파메이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 설파이트, 암모늄 타르테이트, 암모늄 테트라플루오로보레이트, 암모늄 티오시아네티트, 암모늄 티오설페이트 및 암모늄 아스코르베이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The ammonium salts are, for example, ammonium nitrate, ammonium formate, ammonium citrate, ammonium acetate, ammonium benzoate, ammonium bromide, ammonium carbonate, ammonium chloride, ammonium chromate, ammonium dichromate, ammonium oxalate, ammonium sulfamate , Ammonium sulfate, ammonium sulfite, ammonium tartate, ammonium tetrafluoroborate, ammonium thiocyanate, ammonium thiosulfate and ammonium ascorbate, but may include at least one selected from the group consisting of, but not limited thereto. It doesn't happen.
상기 무기산은 예를 들어, 황산, 질산 등을 포함할 수 있고, 상기 수산화물은 예를 들어, KOH, NaOH 등을 포함할 수 있다. The inorganic acid may include, for example, sulfuric acid, nitric acid, and the like, and the hydroxide may include, for example, KOH, NaOH, or the like.
상기 연마 촉진제는, 상기 연마 첨가제 중 약 1 중량% 내지 약 50 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 약 1 중량% 미만인 경우, 연마증가율이 낮고, 약 50 중량% 초과인 경우에는 표면 결함이 증가될 수 있다.The polishing promoter may be about 1 wt% to about 50 wt% of the polishing additive, but is not limited thereto. If it is less than about 1% by weight, the polishing increase rate is low, and if it is more than about 50% by weight, surface defects may be increased.
상기 연마 입자는, 실리카 입자, 알루미나 입자, 세리아 입자, 지르코니아 입자, 티타니아 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자, 폴리이미드 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The abrasive particles may include metal oxide particles including one selected from the group consisting of silica particles, alumina particles, ceria particles, zirconia particles, titania particles, and combinations thereof; Organic particles selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles, polyimide particles, and combinations thereof; And organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and the organic particles, but the present invention is not limited thereto.
상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 약 0.01 중량% 미만인 경우, 산화막 연마 속도가 감소되며, 약 5 중량% 초과일 경우에는, 연마 입자에 의한 결함 발생이 우려된다.The abrasive particles, but may be about 0.01% to about 5% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto. If it is less than about 0.01% by weight, the oxide film polishing rate is reduced, and if it is more than about 5% by weight, defects caused by the abrasive particles are feared.
상기 연마 입자는, 평균 입경에 있어서, 입자의 크기가 너무 작을 경우 기판을 평탄화하기 위한 연마 속도가 감소될 것이고, 너무 큰 경우에는 평탄화가 어렵고, 긁힌 연마 표면과 같은 기계적 단점이 발생할 것을 고려하여, 약 10 nm 내지 약 0.5 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 1차 입자의 입경은, 약 10 nm 내지 약 50 nm일 수 있으며, 1차 입자가 응집된 2차 입자의 입경은, 약 50 nm 내지 약 0.5 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The above abrasive grains will have a lower average polishing speed in order to planarize the substrate when the particle size is too small. When the grain size is too large, it is difficult to planarize and mechanical defects such as a scratch- But is not limited to, about 10 nm to about 0.5 탆. The particle size of the primary particles may be from about 10 nm to about 50 nm, and the particle size of the secondary particles agglomerated by the primary particles may be about 50 nm to about 0.5 탆, but is not limited thereto.
상기 연마용 슬러리 조성물은 산화막 및 질화막을 포함하는 피연마막을 연마하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The polishing slurry composition may be to polish a polishing film including an oxide film and a nitride film, but is not limited thereto.
상기 연마는, 산화막 : 질화막의 연마 선택비가 45 : 1 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the polishing, the polishing selectivity of the oxide film: the nitride film may be 45: 1 or more, but is not limited thereto.
상기 연마용 슬러리 조성물, pH가 약 2 내지 약 8인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. pH가 너무 낮으면 연마 속도는 증가하지만 표면 결함과 반도체 기판 표면에 잔류 입자가 증가될 수 있고, pH가 높을수록 표면 결함은 감소하지만, pH가 약 8 초과인 경우 분산 안정성이 급격히 저하되어 응집이 발생하게 되는 문제점이 있다.The polishing slurry composition, pH may be about 2 to about 8, but is not limited thereto. If the pH is too low, the polishing rate may increase, but surface defects and residual particles may increase on the surface of the semiconductor substrate, and the higher the pH, the lower the surface defects, but if the pH is above about 8, the dispersion stability may be drastically deteriorated, causing aggregation. There is a problem that occurs.
또한, 상기 연마용 슬러리 조성물은 상술한 각 구성성분을 용해 또는 분산시키기 위한 매질로서 물 또는 이를 함유한 수용매를 포함할 수 있다.
In addition, the polishing slurry composition may include water or an aqueous solvent containing the same as a medium for dissolving or dispersing the above-mentioned components.
본 발명의 제 2 측면은, 하기를 포함하는 연마용 슬러리 조성물의 제조 방법을 제공할 수 있다.The second aspect of the present invention can provide a method for producing a polishing slurry composition comprising the following.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연마용 슬러리 조성물의 제조 공정 순서도이다. 도 1을 참조하면, 먼저, 연마 입자에 양전하 유도제를 첨가하여, 표면에 양전하가 인가된 상기 연마 입자를 포함하는 슬러리를 형성할 수 있다(S100).1 is a flow chart of the manufacturing process of the polishing slurry composition according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, first, a positive charge inducing agent may be added to abrasive particles to form a slurry including the abrasive particles having positive charge applied to a surface thereof (S100).
상기 연마 입자는, 실리카 입자, 알루미나 입자, 세리아 입자, 지르코니아 입자, 티타니아 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 금속산화물 입자; 스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자, 폴리이미드 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 유기 입자; 및 상기 금속산화물 입자와 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The abrasive particles may include metal oxide particles including one selected from the group consisting of silica particles, alumina particles, ceria particles, zirconia particles, titania particles, and combinations thereof; Organic particles selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles, polyimide particles, and combinations thereof; And organic-inorganic composite particles formed by combining the metal oxide particles and the organic particles, but the present invention is not limited thereto.
상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 약 0.01 중량% 미만인 경우, 산화막 연마 속도가 감소되며, 약 5 중량% 초과일 경우에는, 연마 입자에 의한 결함 발생이 우려된다.The abrasive particles, but may be about 0.01% to about 5% by weight of the slurry composition, but is not limited thereto. If it is less than about 0.01% by weight, the oxide film polishing rate is reduced, and if it is more than about 5% by weight, defects caused by the abrasive particles are feared.
상기 양전하 유도제는, 유기산, 양이온계 고분자, 양이온성 계면활성제 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The positive charge inducing agent may be at least one selected from the group consisting of organic acids, cationic polymers, cationic surfactants, and salts thereof, but is not limited thereto.
상기 양전하 유도제는, 상기 연마 첨가제 중 약 10 중량% 내지 약 90 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The positive charge inducing agent may be about 10 wt% to about 90 wt% of the polishing additive, but is not limited thereto.
음의 제타 전위를 갖는 연마 입자를 전하 역전제 (charge-reversing agent)로서 유기산을 첨가하여 양의 제타 전위를 갖는 연마 입자를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 연마 입자에 양전하 유도제를 첨가하면, 상기 연마 입자는 표면에 양전하가 인가된 연마 입자를 포함하는 슬러리를 형성할 수 있다. The abrasive particles having a negative zeta potential can be added to the organic acid as a charge-reversing agent to form abrasive particles having a positive zeta potential. Accordingly, when a positive charge inducing agent is added to the abrasive particles, the abrasive particles may form a slurry including abrasive particles to which a positive charge is applied to a surface thereof.
이어서, 상기 슬러리에 연마 촉진제를 첨가할 수 있다(S110).Subsequently, a polishing accelerator may be added to the slurry (S110).
상기 연마 촉진제는, 유기산, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양쪽성 고분자, 암모늄염, 무기산, 수산화물 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The polishing accelerator may include, but is not limited to, at least one selected from the group consisting of organic acids, anionic polymers, nonionic polymers, amphoteric polymers, ammonium salts, inorganic acids, hydroxides, and salts thereof.
상기 연마 촉진제는, 상기 연마 첨가제 중 약 1 중량% 내지 약 50 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
The polishing promoter may be about 1 wt% to about 50 wt% of the polishing additive, but is not limited thereto.
본 발명의 연마용 슬러리 조성물에 의하여, 연마 입자의 표면이 양전하를 갖도록 함으로써, 본 발명의 연마용 연마 슬러리를 사용하여 연마 공정을 수행하면, 우수한 평탄화 효율, 균일성, 연마 속도 및 선택성을 나타내면서, 로딩 효과(loading effect)를 증가 시킬 수 있으며, 균일한 로딩 효과 (homogenious loading effect) 구현으로 결함 및 스크래치를 저감시킬 수 있다. 이를 통하여, 반도체의 제조 공정에 적합한 연마 공정을 수행할 수 있다.
By the polishing slurry composition of the present invention, when the surface of the abrasive particles has a positive charge, performing the polishing process using the polishing slurry of the present invention, while showing excellent planarization efficiency, uniformity, polishing rate and selectivity, The loading effect can be increased and defects and scratches can be reduced by implementing the homogenious loading effect. Thus, a polishing process suitable for a semiconductor manufacturing process can be performed.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
패턴 웨이퍼를 구입하여 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6의 슬러리를 이용하여 연마를 수행하였다.
A patterned wafer was purchased and polishing was carried out using the slurry of Examples 1-7 and Comparative Examples 1-6.
[연마 조건][Polishing condition]
하기 표 1의 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6의 슬러리를 다음과 같은 연마 조건으로 연마하였다.
The slurry of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6 of Table 1 was polished under the following polishing conditions.
1. 연마기: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech 社)1. Grinder: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech)
2. 패드: IC-1000 (Rohm&Hass 社)2. Pad: IC-1000 (Rohm & Hass)
3. CMP 조건 (S:DI:Ch): 1:6:03.CMP Condition (S: DI: Ch): 1: 6: 0
4. 연마 시간: 60 s4. Polishing time: 60 s
5. 압력: 4 psi5. Pressure: 4 psi
6. 스핀들 RPM (Spindle RPM): 556. Spindle RPM: 55
7. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 247. Platen RPM: 24
8. 헤드 RPM (Head RPM): 908.Head RPM: 90
9. 유량 (Flow rate): 200 ml/min9. Flow rate: 200 ml / min
10. 리테이너 압력: 7 psi10. Retainer Pressure: 7 psi
11. 사용된 웨이퍼: PETEOS
11. Wafers Used: PETEOS
(%)Abrasive content
(%)
(%)additive
(%)
(Å/min)RR
(Å / min)
K3(-)
K3 (-)
2
2
K3(+)
K3 (+)
+ 유기산Positive charge
+ Organic acid
+ 포름산K3 (+)
+ Formic acid
K3(+)
+ 글리신
K3 (+)
+ Glycine
비교예 1-3 : K3(-)는 음전하 연마입자Comparative Example 1-3: K3 (-) is negatively charged abrasive grain
비교예 4-6 : K3(+)는 음전하 연마입자에 피콜리닉산을 첨가하여 표면 전하가 바뀐 양전하 연마입자
Comparative Example 4-6: K3 (+) is positively charged abrasive particles whose surface charge is changed by adding picolinic acid to negatively charged abrasive particles
피콜리닉산을 첨가하여 연마입자의 표면 전하를 (+)로 인가하는 경우 연마율이 향상되는 것을 알 수 있었다. It was found that the removal rate was improved when picolinic acid was added to apply the surface charge of the abrasive particles to (+).
또한, (+) 표면 전하를 나타내는 연마 입자에 연마촉진제(Acid, 양쪽성물질)를 첨가하여 로딩 효과와 연마율이 상승한 것을 알 수 있었다.
In addition, it was found that the loading effect and the polishing rate were increased by adding an abrasive accelerator (Acid, an amphoteric substance) to the abrasive particles having a positive surface charge.
도 2 내지 도 4는 각각 비교예 4, 비교예 5, 비교예 6에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이고, 도 5 내지 도 10은 각각 실시예 1, 실시예 2, 실시예3, 실시예 4, 실시예 5, 실시예 6에 따른 화학기계적 연마 공정 후의 (a) 실리카 산화막, (b) 질화막 및 (c) CMP 패드의 SEM 사진이다.2 to 4 are SEM photographs of (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Comparative Example 4, Comparative Example 5 and Comparative Example 6, respectively. 10 shows the (a) silica oxide film, (b) nitride film and (c) CMP pad after the chemical mechanical polishing process according to Examples 1, 2, 3, 4, 5 and 6, respectively. SEM picture.
입자 표면 전하를 양전하로 변경하면 산화막 로딩 효과가 증가하고, 연마 촉진제를 첨가하면 CMP 패드 표면에도 로딩 효과가 증가하는 것을 알 수 있다. 특히 글리신을 첨가한 경우에 로딩 입자 분포가 균일한 로딩 효과를 구현하였다.
It can be seen that changing the particle surface charge to a positive charge increases the oxide film loading effect, and adding a polishing accelerator increases the loading effect on the CMP pad surface. Especially when glycine was added, the loading particle distribution realized a uniform loading effect.
도 11은 본 발명의 (-) 전하(비교예 1 내지 3) 슬러리 및 양전하(비교예 4 내지 6) 슬러리에 따른 화학기계적 연마 제거율을 나타낸 그래프이고, 도 12는 본 발명의 양전하(비교예 4 내지 6) 슬러리, 양전하에 포름산 첨가 슬러리(실시예 1 내지 실시예 3) 및 양전하에 글리신 첨가 슬러리(실시예 4 내지 실시예 7)에 따른 화학기계적 연마 제거율을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing the chemical mechanical polishing removal rate according to the (-) charge (Comparative Examples 1 to 3) slurry and positive charge (Comparative Examples 4 to 6) slurry of the present invention, Figure 12 is a positive charge (Comparative Example 4) of the present invention To 6) a graph showing chemical mechanical polishing removal rates according to the slurry, the formic acid-added slurry (positive charge) (Examples 1 to 3) and the glycine-added slurry (positive charges) (Examples 4 to 7).
양전하에 포름산 및 글리신을 첨가한 경우 화학기계적 연마율도 증가함을 알 수 있다.
It can be seen that the addition of formic acid and glycine to the positive charge also increases the chemical mechanical polishing rate.
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 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
Claims (14)
상기 연마 입자 표면에 양전하를 띠게 하는 양전하 유도제; 및
연마 촉진제;
를 포함하는, 연마용 슬러리 조성물.
Abrasive particles;
A positive charge inducing agent that causes a positive charge on the surface of the abrasive particle; And
Polishing accelerators;
A polishing slurry composition comprising a.
상기 양전하 유도제는, 유기산, 양이온계 고분자, 양이온성 계면활성제 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the positive charge inducing agent, at least one selected from the group consisting of organic acids, cationic polymers, cationic surfactants and salts thereof, polishing slurry composition.
상기 양전하 유도제는, 상기 연마 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%인 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The positive charge inducing agent, 10 to 90% by weight of the polishing additive, polishing slurry composition.
상기 연마 촉진제는, 유기산, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양쪽성 고분자, 암모늄염, 무기산, 수산화물 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing accelerator, at least any one selected from the group consisting of organic acids, anionic polymers, nonionic polymers, amphoteric polymers, ammonium salts, inorganic acids, hydroxides and salts thereof, polishing slurry composition.
상기 연마 촉진제는, 상기 연마 첨가제 중 1 중량% 내지 50 중량%인 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the polishing accelerator, 1 to 50% by weight of the polishing additive, polishing slurry composition.
상기 연마 입자는,
실리카 입자, 알루미나 입자, 세리아 입자, 지르코니아 입자, 티타니아 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 금속산화물 입자;
스티렌계 중합체 입자, 아크릴계 중합체 입자, 폴리염화비닐 입자, 폴리아미드 입자, 폴리카보네이트 입자, 폴리이미드 입자 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 유기 입자; 및
상기 금속산화물 입자와 상기 유기 입자를 복합하여 형성한 유기-무기 복합 입자;
를 포함하는, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The above-
Metal oxide particles including those selected from the group consisting of silica particles, alumina particles, ceria particles, zirconia particles, titania particles, and combinations thereof;
Organic particles selected from the group consisting of styrene-based polymer particles, acrylic polymer particles, polyvinyl chloride particles, polyamide particles, polycarbonate particles, polyimide particles, and combinations thereof; And
An organic-inorganic composite particle formed by combining the metal oxide particles and the organic particles;
A polishing slurry composition comprising a.
상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
Wherein the abrasive particles, the slurry composition for polishing will be 0.01% by weight to 5% by weight in the slurry composition.
상기 연마 입자는, 평균입경이 10 nm 내지 0.5 ㎛인 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing particles, the slurry composition for polishing, the average particle diameter is 10 nm to 0.5 ㎛.
상기 연마용 슬러리 조성물은 산화막 및 질화막을 포함하는 피연마막을 연마하는 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 1,
The polishing slurry composition is a polishing slurry composition for polishing a polishing film including an oxide film and a nitride film.
상기 연마는, 산화막 : 질화막의 연마 선택비가 45 : 1 이상인 것인, 연마용 슬러리 조성물.
The method of claim 9,
The polishing slurry composition for polishing, wherein the polishing selectivity of the oxide film: nitride film is 45: 1 or more.
상기 슬러리에 연마 촉진제를 첨가하는 단계;
를 포함하는,
연마용 슬러리 조성물의 제조 방법.
Adding a positive charge inducing agent to the abrasive particles to form a slurry comprising the abrasive particles having a positive charge applied to a surface thereof; And
Adding a polishing promoter to the slurry;
/ RTI >
Method for producing a polishing slurry composition.
상기 양전하 유도제는, 유기산, 양이온계 고분자, 양이온성 계면활성제 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마용 슬러리 조성물의 제조 방법.
The method of claim 11,
The positive charge inducing agent, at least one selected from the group consisting of organic acids, cationic polymers, cationic surfactants and salts thereof, the method for producing a polishing slurry composition.
상기 양전하 유도제는, 상기 연마 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%이고, 상기 연마 촉진제는, 상기 연마 첨가제 중 1 중량% 내지 50 중량%이고, 상기 연마 입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마용 슬러리 조성물의 제조 방법.
The method of claim 11,
The positive charge inducing agent is 10 wt% to 90 wt% in the polishing additive, the polishing accelerator is 1 wt% to 50 wt% in the polishing additive, and the abrasive particles are 0.01 wt% to 5 in the slurry composition. It is weight%, the manufacturing method of the polishing slurry composition.
상기 연마 촉진제는, 유기산, 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 양쪽성 고분자, 암모늄염, 무기산, 수산화물 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마용 슬러리 조성물의 제조 방법.The method of claim 11,
The polishing accelerator, at least one selected from the group consisting of organic acids, anionic polymers, nonionic polymers, amphoteric polymers, ammonium salts, inorganic acids, hydroxides and salts thereof, the method for producing a polishing slurry composition. .
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