KR20160070094A - 혼합된 연마제 연마 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학-기계적 연마 조성물 및 기판을 화학-기계적 연마 조성물로 화학-기계적으로 연마하는 방법을 제공한다. 연마 조성물은 세리아 입자인 제1 연마 입자, 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자 또는 유기 입자인 제2 연마 입자, pH-조정제, 및 수성 담체를 포함한다. 연마 조성물은 또한 다중모드 입자 크기 분포를 나타낸다.

Description

혼합된 연마제 연마 조성물 {MIXED ABRASIVE POLISHING COMPOSITIONS}
집적 회로 및 다른 전자 장치의 제작시, 다층의 도체, 반도체, 및 유전체 물질은 기판 표면 상에 침착되거나 또는 그로부터 제거된다. 물질의 층들이 기판 상에 순차적으로 침착되고 그로부터 제거되므로, 기판의 최상 표면은 비평면형이 되어 평탄화를 필요로 할 수 있다. 표면을 평탄화하거나, 또는 표면을 "연마"하는 것은, 물질이 기판의 표면으로부터 제거되어 일반적으로 평평한, 평면형 표면을 형성하는 공정이다. 평탄화는 원하지 않는 표면 지형 및 표면 결함, 예컨대 거친 표면, 응집된 물질, 결정 격자 손상, 스크래치, 및 오염된 층 또는 물질을 제거하는데 유용하다. 평탄화는 또한 지형부를 충전시키고 금속화 및 가공의 후속 수준을 위한 평평한 표면을 제공하기 위해 사용된 과량의 침착된 물질을 제거함으로써 기판 상에 지형부를 형성하는데 유용하다.
기판의 표면을 평탄화 또는 연마하기 위한 조성물 및 방법은 관련 기술분야에 잘 알려져 있다. 화학-기계적 평탄화, 또는 화학-기계적 연마 (CMP)는 기판을 평탄화하는데 사용되는 통상의 기술이다. CMP는 기판으로부터의 물질의 선택적 제거를 위한 CMP 조성물 또는 더 간단히 연마 조성물 (또한 연마 슬러리로도 지칭됨)로서 공지된, 화학 조성물을 이용한다. 연마 조성물은 전형적으로 기판의 표면을 연마 조성물로 포화된 연마 패드 (예를 들면, 연마포 또는 디스크)와 접촉시킴으로써 기판에 적용된다. 기판의 연마는 전형적으로 연마 조성물의 화학적 활성 및/또는 연마 조성물 중에 현탁된 또는 연마 패드 (예를 들어, 고정된 연마제 연마 패드) 내로 혼입된 연마제의 기계적 활성에 의해 추가로 보조된다.
집적 회로의 크기가 감소되고 칩 상의 집적 회로의 수가 증가하므로, 회로를 구성하는 부품은 전형적인 칩 상에서 이용가능한 제한된 공간에 순응하기 위해 함께 더 근접하게 배치되어야 한다. 회로 간의 효율적인 격리는 최적의 반도체 성능을 보장하는데 있어서 중요하다. 그 목적을 위해, 얕은 트렌치가 반도체 기판 내로 에칭되고 절연 물질로 충전되어 집적 회로의 활성 영역을 격리시킨다. 더욱 특히, 얕은 트렌치 격리 (STI)는 질화규소 층이 규소 기판 상에 형성되고, 얕은 트렌치가 에칭 또는 포토리소그래피를 통해 형성되고, 유전체 층이 침착되어 트렌치를 충전시키는 공정이다. 이 방식으로 형성된 트렌치 깊이의 변화로 인해, 전형적으로 모든 트렌치의 완전한 충전을 보장하기 위해 기판의 상부 상에 과량의 유전체 물질을 침착시키는 것이 필요하다. 유전체 물질 (예를 들어, 산화규소)은 기판의 밑에 있는 지형에 따른다. 따라서, 기판의 표면은 트렌치 사이의 위에 놓인 산화물의 높아진 영역을 특징으로 하고, 이것은 패턴 산화물로 지칭된다. 패턴 산화물은 트렌치 외부에 놓인 과량의 산화물 유전체 물질의 스텝 높이를 특징으로 한다. 과량의 유전체 물질은 전형적으로 CMP 공정에 의해 제거되고, 이것은 추가 공정을 위해 평면형 표면을 부가적으로 제공한다. 패턴 산화물이 마모되고 표면의 평면형에 근접하므로, 그러면 산화물 층은 블랭킷 산화물로 지칭된다.
연마 조성물은 그의 연마율 (즉, 제거율) 및 그의 평탄화 효율에 따라 특징지어질 수 있다. 연마율은 기판의 표면으로부터의 물질의 제거율을 지칭하고, 대체로 시간의 단위 당 길이 (두께)의 단위 (예를 들어, 분 당 옹스트롬 (Å))로 환산하여 표현된다. 평탄화 효율은 스텝 높이 감소 대 기판으로부터 제거되는 물질의 양에 관한 것이다. 특히, 연마 표면은 먼저 표면의 "높은 지점"과 접촉하고 평면형 표면을 형성하기 위해 물질을 제거해야 한다. 물질을 덜 제거하면서 평면형 표면이 달성되는 공정은 평면형을 달성하는데 더 많은 물질의 제거를 필요로 하는 공정보다 더 효율적인 것으로 여겨진다.
흔히 산화규소 패턴의 제거율은 STI 공정 중의 유전체 연마 단계에 대해 비율-제한적일 수 있고, 따라서 장치 처리량을 높이는 데에 높은 제거율이 요구된다. 그러나, 블랭킷 제거율이 너무 빠른 경우, 노출된 트렌치에서의 산화물의 과연마는 트렌치 침식 및 증가된 장치 결함성을 초래한다.
트렌치 내에서의 산화규소의 과잉 침식 없이, 유용한 제거율 및 바람직한 평탄화 효율을 제공할 산화규소-함유 기판의 화학-기계적 연마를 위한 조성물 및 방법에 대한 필요성이 여전히 있다. 본 발명은 그러한 연마 조성물 및 방법을 제공한다. 본 발명의 이러한 및 다른 장점 뿐만 아니라, 부가적인 본 발명의 특징은, 본원에서 제공된 본 발명의 설명으로부터 자명해질 것이다.
<발명의 간단한 개요>
본 발명은 (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하는 화학-기계적 연마 조성물을 제공하며, 여기서 상기 연마 조성물은 다중모드 입자 크기 분포를 나타내고, 연마 조성물의 pH는 3.5 내지 9이다.
본 발명은 또한 (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리비닐 알콜, 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)의 공중합체, 셀룰로스, 양이온성 덴드리머, 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄의 단량체 또는 단독중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택된 중합체 첨가제, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하는 화학-기계적 연마 조성물을 제공하며, 여기서 상기 연마 조성물은 다중모드 입자 크기 분포를 나타내고, 연마 조성물의 pH는 6 내지 9이다.
본 발명은 추가로 (i) 기판, 예컨대 산화규소 층을 제공하고; (ii) 연마 패드를 제공하고; (iii) (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내며, 연마 조성물의 pH가 3.5 내지 9인, 화학-기계적 연마 조성물을 제공하고; (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고; (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판, 예컨대 기판의 표면 상의 산화규소 층에 대해 이동시켜, 기판의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것을 포함하는 기판의 연마 방법을 제공한다.
본 발명은 또 추가로 (i) 기판, 예컨대 산화규소 층을 제공하고; (ii) 연마 패드를 제공하고; (iii) (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리비닐 알콜, 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)의 공중합체, 셀룰로스, 양이온성 덴드리머, 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄의 단량체 또는 단독중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택된 중합체 첨가제, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내며, 연마 조성물의 pH가 6 내지 9인, 화학-기계적 연마 조성물을 제공하고; (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고; (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판, 예컨대 기판의 표면 상의 산화규소 층에 대해 이동시켜, 기판의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것을 포함하는 기판의 연마 방법을 제공한다.
<발명의 상세한 설명>
본 발명은 화학-기계적 연마 조성물을 제공한다. 한 실시양태에서, 연마 조성물은 (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어질 수 있으며, 여기서 상기 연마 조성물은 다중모드 입자 크기 분포를 나타내고, 연마 조성물의 pH는 3.5 내지 9이다.
또 다른 실시양태에서, 연마 조성물은 (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리비닐 알콜, 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)의 공중합체, 셀룰로스, 양이온성 덴드리머, 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄의 단량체 또는 단독중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택된 중합체 첨가제, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어질 수 있으며, 여기서 상기 연마 조성물은 다중모드 입자 크기 분포를 나타내고, 연마 조성물의 pH는 6 내지 9이다.
연마 조성물은 제1 연마 입자를 포함한다. 제1 연마 입자는 임의의 적합한 연마 입자일 수 있다. 바람직하게는, 제1 연마 입자는 세리아 (예를 들어, 산화세륨) 입자이다. 제1 연마 입자는 임의의 적합한 유형의 세리아 입자, 예를 들어, 흄드 세리아 입자, 하소 세리아 입자, 또는 습식-공정 세리아 입자 (예를 들어, 콜로이드 세리아 입자를 비롯한, 침전 세리아 입자 또는 축합-중합 세리아 입자)일 수 있다. 바람직하게는, 제1 연마 입자는 습식-공정 세리아 입자 또는 하소 세리아 입자이다. 보다 바람직하게는, 제1 연마 입자는 습식-공정 세리아 입자이다.
제1 연마 입자는 임의의 적합한 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 입자의 입자 크기는 입자를 포함하는 최소 구의 직경이다. 제1 연마 입자의 입자 크기는 임의의 적합한 기술을 이용하여, 예를 들어, 레이저 회절 기술을 이용하여 측정될 수 있다. 적합한 입자 크기 측정 기기는, 예컨대 말번 인스트루먼츠(Malvern Instruments) (영국 말번 소재)로부터 상업적으로 입수가능하다. 제1 연마 입자는 30 ㎚ 이상, 예를 들어, 35 ㎚ 이상, 40 ㎚ 이상, 45 ㎚ 이상, 50 ㎚ 이상, 55 ㎚ 이상, 60 ㎚ 이상, 65 ㎚ 이상, 또는 70 ㎚ 이상의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 제1 연마 입자는 1 ㎛ 이하, 예를 들어, 900 ㎚ 이하, 800 ㎚ 이하, 750 ㎚ 이하, 500 ㎚ 이하, 250 ㎚ 이하, 100 ㎚ 이하, 75 ㎚ 이하, 또는 70 ㎚ 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 따라서, 제1 연마 입자는 상기 언급한 종점 중 임의의 2개에 의해 제한된 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 연마 입자는 30 ㎚ 내지 1 ㎛, 예를 들어, 30 ㎚ 내지 750 ㎚, 30 ㎚ 내지 500 ㎚, 30 ㎚ 내지 250 ㎚, 30 ㎚ 내지 100 ㎚, 30 ㎚ 내지 75 ㎚, 50 ㎚ 내지 500 ㎚, 50 ㎚ 내지 100 ㎚, 50 ㎚ 내지 75 ㎚, 또는 50 ㎚ 내지 70 ㎚의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제1 연마 입자는 50 ㎚ 내지 70 ㎚의 평균 입자 크기, 예를 들어, 50 ㎚의 평균 입자 크기, 55 ㎚의 평균 입자 크기, 60 ㎚의 평균 입자 크기, 65 ㎚의 평균 입자 크기, 또는 70 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는다.
제1 연마 입자는 임의의 적합한 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 제1 연마 입자는 0.005 중량% 이상, 예를 들어, 0.01 중량% 이상, 0.015 중량% 이상, 0.02 중량% 이상, 0.025 중량% 이상, 0.03 중량% 이상, 0.035 중량% 이상, 0.04 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.075 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.15 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.25 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 0.75 중량% 이상의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 제1 연마 입자는 2 중량% 이하, 예를 들어, 1.75 중량% 이하, 1.6 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1.4 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1.25 중량% 이하, 1.2 중량% 이하, 1.15 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 따라서, 제1 연마 입자는 상기 언급한 종점 중 임의의 2개에 의해 제한된 범위 내의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 제1 연마 입자는 0.005 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어, 0.01 중량% 내지 1 중량%, 0.01 중량% 내지 0.75 중량%, 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.25 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 0.05 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재한다. 예를 들어, 제1 연마 입자는 0.025 중량%, 0.05 중량%, 0.075 중량%, 0.1 중량%, 0.15 중량%, 0.2 중량%, 또는 0.25 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다.
연마 조성물은 또한 제2 연마 입자를 포함한다. 제2 연마 입자는 임의의 적합한 연마 입자일 수 있다. 바람직하게는, 제2 연마 입자는 금속 산화물 입자 또는 유기 입자이다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 금속 산화물 입자, 예컨대 세리아 (예를 들어, 산화세륨), 실리카 (예를 들어, 이산화규소), 알루미나 (예를 들어, 산화알루미늄), 지르코니아 (예를 들어, 산화지르코늄), 티타니아 (예를 들어, 이산화티타늄), 산화니켈, 그의 공-형성된 생성물, 또는 그의 조합일 수 있다. 금속 산화물 입자는 임의의 적합한 유형의 금속 산화물 입자, 예를 들어, 흄드 금속 산화물 입자, 하소 금속 산화물 입자, 또는 습식-공정 금속 산화물 입자 (예를 들어, 콜로이드 금속 산화물 입자를 비롯한, 침전 금속 산화물 입자 또는 축합-중합 금속 산화물 입자)일 수 있다. 바람직하게는, 제2 연마 입자가 금속 산화물 입자일 경우, 제2 연마 입자는 습식-공정 세리아 입자, 하소 세리아 입자, 또는 콜로이드 실리카 입자이다.
제2 연마 입자는 임의의 적합한 유기 입자일 수 있다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 젤라틴, 라텍스, 셀룰로스, 폴리스티렌, 또는 폴리아크릴레이트일 수 있다. 바람직하게는, 제2 연마 입자가 유기 입자일 경우, 제2 연마 입자는 젤라틴 입자이다.
제2 연마 입자는 표면-개질 연마 입자일 수 있다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 표면-개질 젤라틴 입자를 비롯한, 표면-개질 입자, 예컨대 표면-개질 실리카 입자 또는 표면-개질 유기 입자일 수 있다. 제2 연마 입자는 임의의 적합한 표면 전하를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 양이온성 입자일 수 있다. "양이온성"이란 제2 연마 입자가 연마 조성물의 pH에서 양의 표면 전하를 갖는다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 제2 연마 입자가 양이온성 입자일 경우, 제2 연마 입자는 양이온성 실리카 입자 또는 양이온성 젤라틴 입자이다.
제2 연마 입자는 임의의 적합한 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 입자의 입자 크기는 입자를 포함하는 최소 구의 직경이다. 제2 연마 입자의 입자 크기는 임의의 적합한 기술을 이용하여, 예를 들어, 레이저 회절 기술을 이용하여 측정될 수 있다. 적합한 입자 크기 측정 기기는, 예컨대 말번 인스트루먼츠 (영국 말번 소재)로부터 상업적으로 입수가능하다. 제2 연마 입자는 1 ㎚ 이상, 예를 들어, 2 ㎚ 이상, 3 ㎚ 이상, 4 ㎚ 이상, 5 ㎚ 이상, 6 ㎚ 이상, 7 ㎚ 이상, 8 ㎚ 이상, 9 ㎚ 이상, 10 ㎚ 이상, 15 ㎚ 이상, 20 ㎚ 이상, 25 ㎚ 이상, 또는 30 ㎚ 이상의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 제2 연마 입자는 60 ㎚ 이하, 예를 들어, 55 ㎚ 이하, 50 ㎚ 이하, 45 ㎚ 이하, 40 ㎚ 이하, 35 ㎚ 이하, 30 ㎚ 이하, 25 ㎚ 이하, 20 ㎚ 이하, 15 ㎚ 이하, 10 ㎚ 이하, 또는 5 ㎚ 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 따라서, 제2 연마 입자는 상기 언급한 종점 중 임의의 2개에 의해 제한된 범위 내의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 1 ㎚ 내지 60 ㎚, 예를 들어, 1 ㎚ 내지 50 ㎚, 1 ㎚ 내지 40 ㎚, 1 ㎚ 내지 30 ㎚, 1 ㎚ 내지 25 ㎚, 1 ㎚ 내지 20 ㎚, 1 ㎚ 내지 10 ㎚, 1 ㎚ 내지 5 ㎚, 5 ㎚ 내지 40 ㎚, 5 ㎚ 내지 30 ㎚, 5 ㎚ 내지 20 ㎚, 또는 5 ㎚ 내지 10 ㎚의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 바람직하게는, 제2 연마 입자는 10 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기, 예를 들어, 10 ㎚의 평균 입자 크기, 15 ㎚의 평균 입자 크기, 20 ㎚의 평균 입자 크기, 25 ㎚의 평균 입자 크기, 30 ㎚의 평균 입자 크기, 또는 35 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는다. 대안적으로, 제2 연마 입자는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
제2 연마 입자는 임의의 적합한 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 0.005 중량% 이상, 예를 들어, 0.01 중량% 이상, 0.015 중량% 이상, 0.02 중량% 이상, 0.025 중량% 이상, 0.03 중량% 이상, 0.035 중량% 이상, 0.04 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.075 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.15 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.25 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 0.75 중량% 이상의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 제2 연마 입자는 2 중량% 이하, 예를 들어, 1.75 중량% 이하, 1.6 중량% 이하, 1.5 중량% 이하, 1.4 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1.25 중량% 이하, 1.2 중량% 이하, 1.15 중량% 이하, 1 중량% 이하, 0.75 중량% 이하, 0.5 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 또는 0.05 중량% 이하의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 따라서, 제2 연마 입자는 상기 언급한 종점 중 임의의 2개에 의해 제한된 범위 내의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 제2 연마 입자는 0.005 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어, 0.01 중량% 내지 1 중량%, 0.01 중량% 내지 0.75 중량%, 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.25 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 0.05 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재한다. 예를 들어, 제2 연마 입자는 0.025 중량%, 0.05 중량%, 0.075 중량%, 0.1 중량%, 0.15 중량%, 0.2 중량%, 또는 0.25 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다.
연마 조성물은 임의로 추가의 연마 입자 (예를 들어, 제3 연마 입자, 제4 연마 입자, 제5 연마 입자 등)를 함유할 수 있다. 추가의 연마 입자는 임의의 적합한 연마 입자일 수 있다. 예를 들어, 추가의 연마 입자는 세리아 (예를 들어, 산화세륨), 지르코니아 (예를 들어, 산화지르코늄), 실리카 (예를 들어, 이산화규소), 알루미나 (예를 들어, 산화알루미늄), 티타니아 (예를 들어, 이산화티타늄), 게르마니아 (예를 들어, 이산화게르마늄, 산화게르마늄), 마그네시아 (예를 들어, 산화마그네슘), 산화니켈, 그의 공-형성된 생성물, 또는 그의 조합의 금속 산화물 연마 입자일 수 있다. 대안적으로, 추가의 연마 입자는 젤라틴, 라텍스, 셀룰로스, 폴리스티렌, 또는 폴리아크릴레이트의 유기 입자일 수 있다.
추가의 연마 입자는 임의의 적합한 입자 크기를 가질 수 있다. 입자의 입자 크기는 입자를 포함하는 최소 구의 직경이다. 추가의 연마 입자의 입자 크기는 임의의 적합한 기술을 이용하여, 예를 들어, 레이저 회절 기술을 이용하여 측정될 수 있다. 적합한 입자 크기 측정 기기는, 예컨대 말번 인스트루먼츠 (영국 말번 소재)로부터 상업적으로 입수가능하다. 예를 들어, 추가의 연마 입자는 1 ㎚ 내지 1 ㎛, 예를 들어, 1 ㎚ 내지 500 ㎚, 1 ㎚ 내지 300 ㎚, 1 ㎚ 내지 150 ㎚, 1 ㎚ 내지 100 ㎚, 1 ㎚ 내지 50 ㎚, 1 ㎚ 내지 30 ㎚, 30 ㎚ 내지 1 ㎛, 30 ㎚ 내지 500 ㎚, 30 ㎚ 내지 250 ㎚, 30 ㎚ 내지 100 ㎚, 50 ㎚ 내지 100 ㎚, 50 ㎚ 내지 250 ㎚, 또는 50 ㎚ 내지 500 ㎚의 평균 입자 크기를 가질 수 있다.
추가의 연마 입자는 임의의 적합한 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 추가의 연마 입자 (즉, 제3 연마 입자, 제4 연마 입자, 제5 연마 입자 등, 모두)는 0.005 중량% 내지 2 중량%, 예를 들어, 0.01 중량% 내지 1 중량%, 0.01 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.25 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 0.05 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다.
바람직하게는, 연마 조성물은 낮은 함량의 연마 입자 (즉, 낮은 고체 함량)를 함유한다. 낮은 고체 함량은 바람직하게는 더 높은 연마제 수준 (예를 들어, 5 중량% 초과의 고체 함량)으로 관찰되는 기판의 다른 성분의 결함성 및 과도한 제거율을 최소화하면서 연마될 기판의 유용한 제거율을 가능하게 한다. 따라서, 연마 조성물은 바람직하게는 제1 연마 입자, 제2 연마 입자, 및 임의의 추가의 연마 입자를 0.01 중량% 내지 5 중량%, 예를 들어, 0.05 중량% 내지 4 중량%, 0.075 중량% 내지 3 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 2 중량%의 합해진 (총) 농도로 포함한다. 바람직하게는, 연마 조성물은 제1 연마 입자 및 제2 연마 입자를 포함하고, 추가의 연마 입자를 포함하지 않는다.
제1 연마 입자 및 제2 연마 입자는 임의의 적합한 비로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 제1 연마 입자 대 제2 연마 입자의 비는 중량 (농도) 기준으로 결정된다. 특히, 비는 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 중량 퍼센트와 비교해서 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 중량 퍼센트를 나타낸다. 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 1:10 이상, 예를 들어, 1:5 이상, 1:3 이상, 1:2 이상, 또는 1:1 이상일 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 30:1 이하, 예를 들어, 20:1 이하, 15:1 이하, 10:1 이하, 5:1 이하, 2:1 이하, 1.5:1 이하, 1:1 이하, 또는 1:5 이하일 수 있다. 따라서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 상기 언급한 종점 중 임의의 2개에 의해 제한된 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 1:10 내지 1:1, 1:10 내지 1:5, 1:10 내지 1:3, 1:5 내지 1:1, 1:3 내지 1:1, 1:5 내지 1:3, 1:1 내지 30:1, 1:1 내지 20:1, 1:1 내지 15:1, 1:1 내지 10:1, 1:1 내지 5:1, 1:1 내지 2:1, 또는 1:1 내지 1.5:1일 수 있다.
제2 연마 입자가 세리아 입자이고, 제2 연마 입자가 20 ㎚ 내지 40 ㎚의 입자 크기를 가질 경우, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 바람직하게는 1:1 내지 5:1, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1.5:1이다.
제2 연마 입자가 세리아 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 15 ㎚의 입자 크기를 가질 경우, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 바람직하게는 1:1 내지 10:1, 보다 바람직하게는 3:1 내지 6:1, 가장 바람직하게는 5:1이다.
제2 연마 입자가 실리카 입자 (예를 들어, 표면-개질 실리카 입자, 또는 양이온성 실리카 입자)일 경우, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 바람직하게는 1:1 내지 15:1, 보다 바람직하게는 10:1이다.
제2 연마 입자가 유기 입자 (예를 들어, 젤라틴, 라텍스, 셀룰로스, 폴리스티렌, 또는 폴리아크릴레이트 입자)일 경우, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비는 바람직하게는 1:1 내지 30:1, 보다 바람직하게는 20:1이다.
제1 연마 입자, 제2 연마 입자, 및 임의의 추가의 연마 입자는 바람직하게는 연마 조성물 중에, 더욱 특히 연마 조성물의 수성 담체 중에 현탁된다. 제1, 제2, 및 추가의 연마 입자가 연마 조성물 중에 현탁될 경우, 제1, 제2, 및 추가의 연마 입자는 바람직하게는 콜로이드적으로 안정적이다. 용어 콜로이드는 수성 담체 중 연마 입자의 현탁액을 지칭한다. 콜로이드적 안정성은 시간 경과에 따른 상기 현탁액의 유지를 나타낸다. 본 발명의 맥락에서, 연마 입자를 100 ㎖ 눈금 실린더에 넣고, 2 시간의 시간 동안 교반하지 않으면서 정치되도록 할 때, 눈금 실린더의 저부 50 ㎖에서의 입자의 농도 (g/㎖ 단위의 [B])와 눈금 실린더의 상부 50 ㎖에서의 입자의 농도 (g/㎖ 단위의 [T]) 간의 차를, 연마제 조성물 중 입자의 초기 농도 (g/㎖ 단위의 [C])로 나눈 값이 0.5 이하 (즉, {[B]-[T]}/[C] ≤ 0.5)인 경우에, 연마 입자는 콜로이드적으로 안정적인 것으로 간주된다. [B]-[T]/[C]의 값은 바람직하게는 0.3 이하이고, 바람직하게는 0.1 이하이다.
연마 조성물은 다중모드 입자 크기 분포를 나타낸다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "다중모드"는 연마 조성물이 적어도 2개의 최대 (예를 들어, 2개 이상의 최대, 3개 이상의 최대, 4개 이상의 최대, 또는 5개 이상의 최대)를 갖는 평균 입자 크기 분포를 나타낸다는 것을 의미한다. 바람직하게는, 연마 조성물은 이중모드 입자 크기 분포를 나타내며, 즉 연마 조성물은 2개의 평균 입자 크기 최대를 갖는 입자 크기 분포를 나타낸다. 용어 "최대" 및 "최대들"은 입자 크기 분포에서의 피크 또는 피크들을 의미한다. 피크 또는 피크들은 제1, 제2, 및 임의의 추가의 연마 입자에 대해 본원에 기재된 평균 입자 크기에 상응한다. 따라서, 예를 들어, 연마 조성물이 제1 연마 입자 및 제2 연마 입자를 함유하고, 추가의 연마 입자를 포함하지 않을 경우, 그러면 입자의 수 대 입자 크기의 플롯은, 제1 피크가 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 입자 크기 범위에 있고 제2 피크가 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 입자 크기 범위에 있는, 이중모드 입자 크기 분포를 반영할 것이다.
연마 조성물은 임의의 적합한 pH를 가질 수 있다. 전형적으로, 연마 조성물은 3 이상의 pH를 갖는다. 또한, 연마 조성물의 pH는 전형적으로 9 이하이다. 예를 들어, pH는 3.5 내지 9의 범위에 있을 수 있고, 예를 들어, 3.5의 pH, 4의 pH, 4.5의 pH, 5의 pH, 5.5의 pH, 6의 pH, 7의 pH, 8의 pH, 9의 pH, 또는 이들 pH 값 중 임의의 2개에 의해 한정된 범위의 pH일 수 있다. 대안적으로, pH는 6 내지 9의 범위에 있을 수 있고, 예를 들어, 6.5의 pH, 7의 pH, 7.5의 pH, 8의 pH, 8.5의 pH, 9의 pH, 또는 이들 pH 값 중 임의의 2개에 의해 한정된 범위의 pH일 수 있다.
연마 조성물의 pH는 임의의 적합한 수단에 의해 달성 및/또는 유지될 수 있다. 보다 구체적으로, 연마 조성물은 pH 조정제, pH 완충제, 또는 그의 조합을 추가로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 연마 조성물은 pH-조정제를 포함한다. pH-조정제는 임의의 적합한 pH-조정제일 수 있다. 예를 들어, pH-조정제는 알킬 아민, 알콜 아민, 4급 아민 히드록시드, 암모니아, 또는 그의 조합일 수 있다. 예를 들어, pH-조정제는 트리에탄올아민, 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH 또는 TMA-OH), 또는 수산화테트라에틸암모늄 (TEAH 또는 TEA-OH)일 수 있다. 바람직하게는, pH-조정제는 트리에탄올아민이다.
pH-조정제는 임의의 적합한 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 바람직하게는, pH-조정제는 연마 조성물의 pH를 본원에 제시된 pH 범위 내로, 예를 들어, 3 내지 9의 범위, 3.5 내지 9의 범위, 또는 6 내지 9의 범위로 달성 및/또는 유지하기에 충분한 농도로 연마 조성물 중에 존재한다. 예를 들어, pH-조정제는 10 ppm 내지 300 ppm, 예를 들어, 50 ppm 내지 200 ppm, 또는 100 ppm 내지 150 ppm의 범위로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다.
pH 완충제는 임의의 적합한 완충제일 수 있다. 예를 들어, pH 완충제는 인산염, 황산염, 아세트산염, 붕산염, 암모늄 염 등일 수 있다. 연마 조성물은 임의의 적합한 농도의 pH 완충제를 포함할 수 있되, 단 적합한 농도가 사용되어 연마 조성물의 pH를 본원에 제시된 pH 범위 내로, 예를 들어, 3 내지 9, 3.5 내지 9, 또는 6 내지 9로 달성 및/또는 유지한다.
연마 조성물은 수성 담체를 포함한다. 수성 담체는 물 (예를 들어, 탈이온수)을 함유하고 1종 이상의 수-혼화성 유기 용매를 함유할 수 있다. 사용될 수 있는 유기 용매의 예는 알콜, 예컨대 프로페닐 알콜, 이소프로필 알콜, 에탄올, 1-프로판올, 메탄올, 1-헥산올 등; 알데히드, 예컨대 아세틸알데히드 등; 케톤, 예컨대 아세톤, 디아세톤 알콜, 메틸 에틸 케톤 등; 에스테르, 예컨대 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 에틸 아세테이트, 메틸 아세테이트, 메틸 락테이트, 부틸 락테이트, 에틸 락테이트 등; 술폭시드, 예컨대 디메틸 술폭시드 (DMSO), 테트라히드로푸란, 디옥산, 디글림 등을 비롯한 에테르; 아미드, 예컨대 N,N-디메틸포름아미드, 디메틸이미다졸리디논, N-메틸피롤리돈 등; 다가 알콜 및 그의 유도체, 예컨대 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 등; 및 질소-함유 유기 화합물, 예컨대 아세토니트릴, 아밀아민, 이소프로필아민, 이미다졸, 디메틸아민 등을 포함한다. 바람직하게는, 수성 담체는 물 단독이며, 즉 유기 용매의 존재가 없다.
연마 조성물은 (a) 관능성 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합, 및/또는 (b) 중합체 첨가제를 추가로 포함한다.
관능성 피리딘, 벤조산, 또는 아미노산은 임의의 적합한 관능성 피리딘, 벤조산, 또는 아미노산일 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은 관능성 피리딘, 예컨대 피콜린산 또는 피콜릴아민; 벤조산, 예컨대 4-히드록시벤조산, 2,3-디히드록시벤조산, 2,4-디히드록시벤조산, 2,4,6-트리히드록시벤조산, 살리실산, 또는 4-아미노살리실산; 아미노산, 예컨대 프롤린, 글루탐산, 또는 아스파르트산; 또는 그의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 관능성 피리딘, 벤조산, 또는 아미노산은 피콜린산이다.
관능성 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합은 임의의 적합한 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 예를 들어, 관능성 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합은 2000 ppm 이하, 예를 들어, 1750 ppm 이하, 1500 ppm 이하, 1250 ppm 이하, 1000 ppm 이하, 750 ppm 이하, 500 ppm 이하, 400 ppm 이하, 또는 300 ppm 이하의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 대안적으로, 또는 추가로, 관능성 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합은 50 ppm 이상, 예를 들어, 60 ppm 이상, 70 ppm 이상, 75 ppm 이상, 85 ppm 이상, 100 ppm 이상, 115 ppm 이상, 125 ppm 이상, 150 ppm 이상, 175 ppm 이상, 200 ppm 이상, 225 ppm 이상, 또는 250 ppm 이상의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 따라서, 관능성 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합은 상기 언급한 종점 중 임의의 2개에 의해 제한된 범위 내의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다. 바람직하게는, 관능성 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합은 50 ppm 내지 2000 ppm, 예를 들어, 50 ppm 내지 1500 ppm, 100 ppm 내지 1000 ppm, 100 ppm 내지 750 ppm, 100 ppm 내지 500 ppm, 250 ppm 내지 500 ppm, 또는 250 ppm 내지 750 ppm의 농도로 연마 조성물 중에 존재한다.
중합체 첨가제는 임의의 적합한 중합체 첨가제일 수 있다. 예를 들어, 중합체 첨가제는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 예컨대 관능화 PEG 또는 소수성으로-개질된 PEG, 폴리비닐 알콜, 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)의 공중합체, 셀룰로스, 예컨대 히드록시프로필셀룰로스 또는 히드록시에틸셀룰로스, 양이온성 덴드리머, 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄의 단량체 또는 단독중합체, 또는 그의 조합일 수 있다. 바람직하게는, 중합체 첨가제는 PEG 8000 또는 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄 클로라이드 (예를 들어, 폴리MADQUAT)의 단독중합체이다.
연마 조성물은 임의의 적합한 농도의 1종 이상의 중합체 첨가제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 연마 조성물은 약 5 ppm 내지 2000 ppm의 중합체 첨가제(들)를 포함한다. 예를 들어, 1종 이상의 중합체 첨가제는 10 ppm 내지 2000 ppm, 예를 들어, 15 ppm 내지 1750 ppm, 20 ppm 내지 1500 ppm, 또는 20 ppm 내지 1000 ppm의 농도로 연마 조성물 중에 존재할 수 있다.
연마 조성물은 임의로 1종 이상의 부식 억제제 (즉, 필름-형성제)를 추가로 포함한다. 부식 억제제는 기판의 임의의 성분(들)을 위한 임의의 적합한 부식 억제제일 수 있다. 본 발명의 목적상, 부식 억제제는 연마될 표면의 적어도 일부 상에서의 패시베이션 층 (즉, 용해-억제 층)의 형성을 용이하게 하는, 임의의 화합물, 또는 화합물의 혼합물이다. 적합한 부식 억제제는, 라이신, 및 아졸 화합물, 예컨대 벤조트리아졸 (BTA), 메틸-벤조트리아졸 (m-BTA), 및 1,2,4-트리아졸 (TAZ)을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 부식 억제제가 연마 조성물에 포함되는 경우, 부식 억제제는 BTA 또는 라이신이다.
연마 조성물은 임의의 적합한 농도의 부식 억제제(들)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 연마 조성물은 0.005 중량% 내지 1 중량% (예를 들어, 0.01 내지 0.5 중량%, 또는 0.02 내지 0.2 중량%)의 부식 억제제(들)를 포함한다.
연마 조성물은 임의로 1종 이상의 다른 첨가제를 추가로 포함한다. 연마 조성물은 점도 증진제 및 응고제 (예를 들어, 중합체성 레올로지 조절제, 예컨대, 예를 들어, 우레탄 중합체), 분산제, 살생물제 (예를 들어, 카톤(KATHON)™ LX) 등을 비롯한, 계면활성제 및/또는 레올로지 조절제를 포함할 수 있다. 적합한 계면활성제는, 예를 들어, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제, 음이온성 고분자전해질, 비이온성 계면활성제, 양쪽성 계면활성제, 불소화 계면활성제, 그의 혼합물 등을 포함한다.
연마 조성물은 임의의 적합한 기술에 의해 제조될 수 있으며, 이들 중 다수는 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 연마 조성물은 배치식 또는 연속식 공정으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 연마 조성물은 본원의 성분들을 임의의 순서로 조합함으로써 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같은 용어 "성분"은 개별 구성성분 (예를 들어, 제1 연마 입자; 제2 연마 입자; 관능화 피리딘, 벤조산, 또는 아미노산; 중합체 첨가제; pH-조정제 등) 뿐만 아니라 구성성분 (예를 들어, 제1 연마 입자; 제2 연마 입자; 관능화 피리딘, 벤조산, 또는 아미노산; 중합체 첨가제; pH-조정제 등)의 임의의 조합을 포함한다.
예를 들어, 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합을 목적하는 농도(들)로 물에 첨가할 수 있다. 이어서 pH를 (필요에 따라) 3.5 내지 9의 범위에 있도록 조정할 수 있고, 제1 및 제2 연마 입자를 목적하는 농도로 혼합물에 첨가하여 연마 조성물을 형성할 수 있다. 대안적으로, 중합체 첨가제를 목적하는 농도로 물에 첨가할 수 있고, 이어서 pH를 (필요에 따라) 6 내지 9의 범위에 있도록 조정할 수 있고, 제1 및 제2 연마 입자를 목적하는 농도로 혼합물에 첨가하여 연마 조성물을 형성할 수 있다. 연마 조성물은 사용 전에 제조될 수 있으며, 1종 이상의 성분이 사용 직전에 (예를 들어, 사용 전 1 분 내에, 또는 사용 전 1 시간 내에, 또는 사용 전 7 일 내에) 연마 조성물에 첨가된다. 연마 조성물은 또한 연마 작업 동안 기판의 표면에서 성분들을 혼합함으로써 제조될 수 있다.
연마 조성물은 또한 사용 전에, 적절한 양의 수성 담체, 특히 물로 희석되도록 의도된 농축물로서 제공될 수 있다. 이러한 한 실시양태에서, 연마 조성물 농축물은 제1 및 제2 연마 입자, 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합, pH-조정제, 및 물을, 적절한 양의 물로의 농축물의 희석시, 연마 조성물의 각 성분이 각 성분에 대해 상기 언급된 적절한 범위 내의 양으로 연마 조성물 중에 존재할 정도의 양으로 포함할 수 있다. 대안적으로, 연마 조성물 농축물은 제1 및 제2 연마 입자, 중합체 첨가제, pH-조정제, 및 물을, 적절한 양의 물로의 농축물의 희석시, 연마 조성물의 각 성분이 각 성분에 대해 상기 언급된 적절한 범위 내의 양으로 연마 조성물 중에 존재할 정도의 양으로 포함할 수 있다. 또한, 통상의 기술자에 의해 이해될 것이듯, 다른 성분이 적어도 부분적으로 또는 완전히 농축물에 용해되는 것을 보장하기 위해 농축물은 최종 연마 조성물 중에 존재하는 적절한 분율의 물을 함유할 수 있다.
연마 조성물은 사용하기 상당히 전에, 또는 심지어 바로 전에 제조될 수 있지만, 연마 조성물은 또한 사용-지점에서 또는 그 근처에서 연마 조성물의 성분을 혼합함으로써 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "사용-지점"은 연마 조성물이 기판 표면 (예를 들어, 연마 패드 또는 기판 표면 자체)에 적용되는 지점을 나타낸다. 연마 조성물이 사용-지점 혼합을 이용하여 제조되어야 할 경우, 연마 조성물의 성분은 2개 이상의 저장 장치에서 개별적으로 저장된다.
저장 장치에 함유된 성분을 혼합하여 사용-지점에서 또는 그 근처에서 연마 조성물을 제조하기 위해, 저장 장치에는 전형적으로 각각의 저장 장치로부터 연마 조성물의 사용-지점 (예를 들어, 압반, 연마 패드, 또는 기판 표면)으로 이어진 1개 이상의 유동 라인이 제공된다. 용어 "유동 라인"이란 개별 저장 용기로부터 그 내에 저장된 성분의 사용-지점으로의 유동 경로를 의미한다. 1개 이상의 유동 라인은 각각 사용-지점으로 직접 이어질 수 있거나, 또는 1개 초과의 유동 라인이 사용되는 상황에서는, 유동 라인 중 2개 이상이 임의의 지점에서 단일 유동 라인으로 합해져 사용-지점으로 이어질 수 있다. 또한, 임의의 1개 이상의 유동 라인 (예를 들어, 개별 유동 라인 또는 합해진 유동 라인)은 성분(들)의 사용-지점에 도달하기 전에 먼저 1개 이상의 다른 장치 (예를 들어, 펌핑 장치, 측정 장치, 혼합 장치 등)에 이어질 수 있다.
연마 조성물의 성분은 사용-지점에 독립적으로 전달될 수 있거나 (예를 들어, 성분이 기판 표면에 전달되고, 그 결과 성분이 연마 공정 동안 혼합됨), 또는 성분은 사용-지점에 전달되기 직전에 조합될 수 있다. 성분이 사용-지점에 도달하기 10 초 미만 전에, 바람직하게는 사용-지점에 도달하기 5 초 미만 전에, 보다 바람직하게는 사용-지점에 도달하기 1 초 미만 전에, 또는 심지어 사용-지점에서 성분의 전달과 동시에 조합되는 경우 (예를 들어, 성분이 분배기에서 조합되는 경우)에 성분은 "사용-지점에 전달되기 직전에" 조합된다. 성분이 사용-지점의 5 m 내, 예컨대 사용-지점의 1 m 내 또는 심지어 사용-지점의 10 ㎝ 내 (예를 들어, 사용-지점의 1 ㎝ 내)에서 조합되는 경우에, 성분은 또한 "사용-지점에 전달되기 직전에" 조합된다.
연마 조성물의 성분 중 2종 이상이 사용-지점에 도달하기 전에 조합될 경우에, 성분은 혼합 장치의 사용 없이 유동 라인에서 조합되어 사용-지점에 전달될 수 있다. 대안적으로, 유동 라인 중 1개 이상은 성분 중 2종 이상의 조합을 용이하게 하기 위한 혼합 장치로 이어질 수 있다. 임의의 적합한 혼합 장치가 사용될 수 있다. 예를 들어, 혼합 장치는 노즐 또는 제트 (예를 들어, 고압 노즐 또는 제트)일 수 있고, 이를 통해 성분 중 2종 이상이 유동한다. 대안적으로, 혼합 장치는, 연마 조성물의 2종 이상의 성분이 혼합기에 도입되게 하는 1개 이상의 유입구, 및 혼합된 성분이 혼합기를 빠져나가서 직접 또는 장치의 다른 부재를 통해 (예를 들어, 1개 이상의 유동 라인을 통해) 사용-지점에 전달되게 하는 적어도 1개의 유출구를 포함하는 용기-유형 혼합 장치일 수 있다. 또한, 혼합 장치는 1개 초과의 챔버를 포함할 수 있으며, 각 챔버는 적어도 1개의 유입구 및 적어도 1개의 유출구를 갖고, 여기서 2종 이상의 성분이 각 챔버에서 조합된다. 용기-유형 혼합 장치가 사용되는 경우에, 혼합 장치는 바람직하게는 성분의 조합을 더 용이하게 하기 위한 혼합 메카니즘을 포함한다. 혼합 메카니즘은 일반적으로 관련 기술분야에 공지되어 있으며, 교반기, 블렌더, 진탕기(agitator), 패들드 배플(paddled baffle), 가스 스파저 시스템, 진동기 등을 포함한다.
본 발명은 또한 기판을 본원에 기재된 연마 조성물로 연마하는 방법을 제공한다. 기판의 연마 방법은 (i) 기판을 제공하고; (ii) 연마 패드를 제공하고; (iii) 상기 언급한 화학-기계적 연마 조성물을 제공하고; (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고; (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판에 대해 이동시켜 기판의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것을 포함한다.
특히, 본 발명은 (i) 기판을 제공하고; (ii) 연마 패드를 제공하고; (iii) (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산, 또는 그의 조합, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어진 것이며, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내고, 연마 조성물의 pH가 3.5 내지 9인, 화학-기계적 연마 조성물을 제공하고; (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고; (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판에 대해 이동시켜 기판의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것을 포함하는 기판의 화학-기계적 연마 방법을 추가로 제공한다.
본 발명은 또한 (i) 기판을 제공하고; (ii) 연마 패드를 제공하고; (iii) (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자, (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자, 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자, (c) 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리비닐 알콜, 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)의 공중합체, 셀룰로스, 양이온성 덴드리머, 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄의 단량체 또는 단독중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택된 중합체 첨가제, (d) pH-조정제, 및 (e) 수성 담체를 포함하거나, 이들로 본질적으로 이루어지거나, 또는 이들로 이루어진 것이며, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내고, 연마 조성물의 pH가 6 내지 9인, 화학-기계적 연마 조성물을 제공하고; (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고; (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판에 대해 이동시켜 기판의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것을 포함하는 기판의 화학-기계적 연마 방법을 제공한다.
본 발명의 연마 조성물은 임의의 적합한 기판을 연마하는데 유용하다. 연마 조성물은 특히 산화규소 층을 포함하는 기판을 연마하는데 유용하다. 적합한 기판은, 플랫 패널 디스플레이, 집적 회로, 메모리 또는 경화 디스크, 금속, 반도체, 층간 유전체 (ILD) 장치, 미세전자기계 시스템 (MEMS), 강유전체, 및 자기 헤드를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 기판은 적어도 하나의 다른 층, 예를 들어, 절연 층을 추가로 포함할 수 있다. 절연 층은 금속 산화물, 다공성 금속 산화물, 유리, 유기 중합체, 불소화 유기 중합체, 또는 임의의 다른 적합한 고 또는 저-κ 절연 층일 수 있다. 절연 층은 산화규소, 질화규소, 또는 그의 조합을 포함하거나, 그것으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그것으로 이루어질 수 있다. 산화규소 층은 임의의 적합한 산화규소를 포함하거나, 그것으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그것으로 이루어질 수 있으며, 이들 중 다수는 관련 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 산화규소 층은 테트라에톡시실란 (TEOS), 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물, 보로포스포실리케이트 유리 (BPSG), 고 종횡비 공정 (HARP) 산화물, 스핀 온 유전체 (SOD) 산화물, 화학 증착 (CVD) 산화물, 플라즈마-강화(plasma-enhanced) 테트라에틸 오르토 실리케이트 (PETEOS), 열 산화물, 또는 비도핑된 실리케이트 유리를 포함할 수 있다. 기판은 금속 층을 추가로 포함할 수 있다. 금속은 임의의 적합한 금속을 포함하거나, 그것으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그것으로 이루어질 수 있으며, 이들 중 다수는 관련 기술분야에 공지되어 있고, 예컨대, 예를 들어, 구리, 탄탈럼, 텅스텐, 티타늄, 플래티넘, 루테늄, 이리듐, 알루미늄, 니켈, 또는 그의 조합이다.
본 발명에 따라, 기판은 임의의 적합한 기술에 의해 본원에 기재된 연마 조성물로 평탄화 또는 연마될 수 있다. 본 발명의 연마 방법은 화학-기계적 연마 (CMP) 장치와 함께 사용하기에 특히 적합하다. 전형적으로, CMP 장치는, 사용 중일 때 움직이며 궤도, 선형, 또는 원형 운동으로 인한 속도를 갖는 압반, 압반과 접촉하며 운전 중일 때 압반과 함께 이동하는 연마 패드, 및 연마할 기판을 연마 패드의 표면에 대해 접촉 및 이동시킴으로써 보유하는 담체를 포함한다. 기판의 연마는 기판을 본 발명의 연마 조성물 및 전형적으로는 연마 패드와 접촉하게 배치하고, 이어서 기판의 표면의 적어도 일부, 예를 들어, 산화규소, 또는 본원에 기재된 기판 물질 중 하나 이상을 연마 조성물 및 전형적으로는 연마 패드로 마모시켜서 기판을 연마함으로써 수행된다. 임의의 적합한 연마 조건을 사용하여 기판을 본 발명에 따라 연마할 수 있다. 바람직하게는, 하향력(down force), 즉 기판이 연마 패드를 연마 조성물과 접촉시키는 힘은 6.89 kPa (1 psi) 내지 41.37 kPa (6 psi)일 수 있고, 압반 속도는 15 rpm 내지 120 rpm일 수 있고, 헤드 속도는 10 rpm 내지 115 rpm일 수 있고, 연마 조성물 유동은 100 ㎖/min 내지 400 ㎖/min일 수 있다.
기판은 임의의 적합한 연마 패드 (예를 들어, 연마 표면)와 함께 화학-기계적 연마 조성물로 평탄화 또는 연마될 수 있다. 적합한 연마 패드는, 예를 들어, 직조 및 부직 연마 패드를 포함한다. 또한, 적합한 연마 패드는 다양한 밀도, 경도, 두께, 압축성, 압축시의 반발성, 및 압축 탄성률의 임의의 적합한 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 중합체는, 예를 들어, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 나일론, 플루오로카본, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 그의 공형성된 생성물, 및 그의 혼합물을 포함한다.
바람직하게는, CMP 장치는 계내 연마 종점 검출 시스템을 추가로 포함하며, 이들 중 다수는 관련 기술분야에 공지되어 있다. 워크피스의 표면으로부터 반사된 광 또는 다른 방사선을 분석함으로써 연마 공정을 검사 및 모니터링하는 기술은 관련 기술분야에 공지되어 있다. 이러한 방법은, 예를 들어, 미국 특허 5,196,353, 미국 특허 5,433,651, 미국 특허 5,609,511, 미국 특허 5,643,046, 미국 특허 5,658,183, 미국 특허 5,730,642, 미국 특허 5,838,447, 미국 특허 5,872,633, 미국 특허 5,893,796, 미국 특허 5,949,927, 및 미국 특허 5,964,643에 기재되어 있다. 바람직하게는, 연마될 워크피스에 대한 연마 공정의 진행의 검사 또는 모니터링은 연마 종점의 결정, 즉 특정 워크피스에 대해 연마 공정을 종결시킬 때의 결정을 가능하게 한다.
하기 실시예는 본 발명을 추가로 예시하지만, 물론 그의 범주를 어떤 방식으로도 제한하는 것으로서 해석되어서는 안된다.
실시예 1
본 실시예는 제거율, 평탄화 효율, 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU), 및 산화규소에 대한 스텝 높이 감소에 미치는 제1 및 제2 연마 입자를 갖고 다중모드 입자 크기 분포를 갖는 연마 조성물의 유효성을 입증한다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 및 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 블랭킷 웨이퍼를 종래의 CMP 장치를 사용하여 6개의 연마 조성물 (즉, 연마 조성물 1A-1F)로 연마했다. 각각의 연마 조성물 1A-1D는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제1 연마 입자) 및 30 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제2 연마 입자)를 표 1에 기재된 양으로 함유했다. 연마 조성물 1A-1D는 또한 500 ppm 피콜린산 및 물을 함유했고 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 pH-조정되었다. 연마 조성물 1E는 12.5 중량% 흄드 실리카 및 물을 함유했고, 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 pH 10-11로 조정되었다. 연마 조성물 1F는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 0.28 중량% 습식-공정 세리아, 216 ppm 피콜린산, 1000 ppm 폴리에틸렌 글리콜 (PEG 8000), 및 물을 함유했고, 수산화테트라메틸암모늄 (TMAH)을 사용하여 pH 4로 조정되었다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 패턴 웨이퍼를 또한 45 초 동안 연마 조성물 1A-1F로 연마했다. TEOS 패턴 웨이퍼는 50% 밀도를 갖는 500 ㎛ 지형부 크기를 가졌다.
기판을 동일한 연마 조건 하에 연마 조성물 1A-1F로 연마했다. 특히, 기판을 미라(Mirra)™ 연마기 (어플라이드 머티리얼스(Applied Materials)) 상에서 IC 1010™ 패드 (다우 케미칼(Dow Chemical))로 연마했다. 연마 파라미터는 다음과 같았다: 20.68 kPa (3 psi) 하향력, 100 rpm 압반 속도, 85 rpm 헤드 속도, 및 150 ㎖/min 연마 조성물 유동. 연마 이후에, 블랭킷 산화규소, 특히 TEOS 및 HDP의 제거율은 Å/min으로 결정하였고, 남아 있는 TEOS 스텝 높이는 Å으로 결정하였다. 결과는 표 1에 요약되어 있다. 표 1에 나타낸 제거율 및 남아 있는 스텝 높이는 연마 조성물 1E에 대한 제거율 및 스텝 높이로 정규화되었다.
화학-기계적 연마 조성물에 대해 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU)을 또한 연마 균일성의 척도로서 결정하였다. WIWNU는 제거율의 표준 편차를 기판 상의 평균 제거율로 나누고 100을 곱함으로써 계산된 백분율이다. 결과는 표 1에 요약되어 있다.
표 1: 연마 입자에 따른 블랭킷 산화규소 제거율 및 WIWNU, 및 남아 있는 산화규소 스텝 높이
Figure pct00001
이들 결과는 제1 연마 입자 (즉, 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자) 및 제2 연마 입자 (즉, 30 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자)를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포 (즉, 60 ㎚ 및 30 ㎚에서 최대를 갖는 이중모드 입자 크기 분포)를 갖는 연마 조성물이, 산화규소 층 (즉, TEOS 및 HDP)을 포함하는 기판을 연마하는데 특히 유효하다는 것을 입증한다. 특히, 연마 조성물 1A 및 1C는 더 많은 양의 연마 입자를 함유했지만, 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 1E 및 1F에 의해 나타난 TEOS 및 HDP 제거율보다 큰 TEOS 및 HDP에 대한 블랭킷 제거율을 나타냈다. 각각의 연마 조성물 1A-1D는 또한 연마 조성물 1F에 비해 TEOS 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈고, 연마 조성물 1A-1C는 연마 조성물 1F에 비해 HDP 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈다. 연마 조성물 1A 및 1C는 또한 연마 조성물 1E에 비해 TEOS 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈다. 또한, 연마 조성물 1A-1C가 연마 조성물 1E 및 1F에 비해 더 낮은 고체 농도 (즉, 연마 입자의 더 낮은 총 농도)를 가졌음에도 불구하고, 연마 조성물 1A-1C는 바람직하게는 연마 동안 더 많은 TEOS 스텝 높이를 제거했다 (즉, 연마 조성물 1A-1C는 연마 후 더 적게 남아 있는 TEOS 스텝 높이를 가졌다).
실시예 2
본 실시예는 제거율, 평탄화 효율, 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU), 및 산화규소에 대한 스텝 높이 감소에 미치는 제1 및 제2 연마 입자를 갖고 다중모드 입자 크기 분포를 갖는 연마 조성물의 유효성을 입증한다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 및 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 블랭킷 웨이퍼를 종래의 CMP 장치를 사용하여 4개의 연마 조성물 (즉, 연마 조성물 2A-2D)로 연마했다. 각각의 연마 조성물 2A-2B는 90 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 하소 세리아 (즉, 제1 연마 입자) 및 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제2 연마 입자)를 표 2에 기재된 양으로 함유했다. 연마 조성물 2A-2B는 또한 500 ppm 피콜린산 및 물을 함유했고 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 pH-조정되었다. 연마 조성물 2C는 12.5 중량% 흄드 실리카 및 물을 함유했고, 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 pH 10-11로 조정되었다. 연마 조성물 2D는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 0.2 중량%의 습식-공정 세리아, 200 ppm 피콜린산, 50 ppm 폴리에틸렌 글리콜 (PEG 8000) 및 물을 함유했고, 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 조정되었다.
고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 패턴 웨이퍼를 또한 60 초 동안 연마 조성물 2A-2D로 연마했다. HDP 패턴 웨이퍼는 50% 밀도를 갖는 1800 ㎛ 지형부 크기를 가졌다.
기판을 동일한 연마 조건 하에 연마 조성물 2A-2D로 연마했다. 특히, 기판을 미라™ 연마기 (어플라이드 머티리얼스) 상에서 IC 1010™ 패드 (다우 케미칼)로 연마했다. 연마 파라미터는 다음과 같았다: 20.68 kPa (3 psi) 하향력, 100 rpm 압반 속도, 85 rpm 헤드 속도, 및 150 ㎖/min 연마 조성물 유동. 연마 이후에, 블랭킷 산화규소, 특히 TEOS 및 HDP의 제거율은 Å/min으로 결정하였고, 남아 있는 HDP 스텝 높이는 Å으로 결정하였다. 결과는 표 2에 요약되어 있다. 표 2에 나타낸 제거율 및 남아 있는 스텝 높이는 연마 조성물 2C에 대한 제거율 및 스텝 높이로 정규화되었다.
화학-기계적 연마 조성물에 대해 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU)을 또한 결정하였고, 결과는 표 2에 요약되어 있다.
표 2: 연마 입자에 따른 블랭킷 산화규소 제거율 및 WIWNU, 및 남아 있는 산화규소 스텝 높이
Figure pct00002
이들 결과는 제1 연마 입자 (즉, 90 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 하소 세리아 입자) 및 제2 연마 입자 (즉, 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자)를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포 (즉, 90 ㎚ 및 60 ㎚에서 최대를 갖는 이중모드 입자 크기 분포)를 갖는 연마 조성물이, 산화규소 층 (즉, TEOS 및 HDP)을 포함하는 기판을 연마하는데 특히 유효하다는 것을 입증한다. 특히, 연마 조성물 2A 및 2B는 동일하거나 더 많은 양의 연마 입자를 함유했지만, 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 2D 및 2C에 의해 나타난 TEOS 및 HDP 제거율보다 큰 TEOS 및 HDP에 대한 블랭킷 제거율을 나타냈다. 연마 조성물 2A 및 2B는 연마 조성물 2C 및 2D에 비해 HDP 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈다. 연마 조성물 2A는 또한 연마 조성물 2C 및 2D에 비해 TEOS 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈고, 연마 조성물 2B는 또한 연마 조성물 2D에 비해 TEOS 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈다. 또한, 연마 조성물 2A가 연마 조성물 2C에 비해 더 낮은 고체 농도를 가졌음에도 불구하고, 연마 조성물 2A는 바람직하게는 연마 동안 더 많은 HDP 스텝 높이를 제거했다 (즉, 연마 조성물 2A는 연마 후 더 적게 남아 있는 HDP 스텝 높이를 가졌다).
실시예 3
본 실시예는 제거율, 평탄화 효율, 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU), 및 산화규소에 대한 스텝 높이 감소에 미치는 제1 및 제2 연마 입자를 갖고 다중모드 입자 크기 분포를 갖는 연마 조성물의 유효성을 입증한다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 및 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 블랭킷 웨이퍼를 종래의 CMP 장치를 사용하여 4개의 연마 조성물 (즉, 연마 조성물 3A-3D)로 연마했다. 각각의 연마 조성물 3A-3B는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제1 연마 입자) 및 10 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제2 연마 입자)를 표 3에 기재된 양으로 함유했다. 연마 조성물 3A-3B는 또한 500 ppm 피콜린산 및 물을 함유했고 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 pH-조정되었다. 연마 조성물 3C는 12.5 중량% 흄드 실리카 및 물을 함유했고, 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 pH 10-11로 조정되었다. 연마 조성물 3D는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 0.2 중량%의 습식-공정 세리아, 200 ppm 피콜린산, 50 ppm 폴리에틸렌글리콜 (PEG 8000) 및 물을 함유했고, 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 조정되었다.
고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 패턴 웨이퍼를 또한 60 초 동안 연마 조성물 3A-3D로 연마했다. HDP 패턴 웨이퍼는 50% 밀도를 갖는 100 ㎛ 지형부 크기를 가졌다.
기판을 동일한 연마 조건 하에 연마 조성물 3A-3D로 연마했다. 특히, 기판을 미라™ 연마기 (어플라이드 머티리얼스) 상에서 IC 1010™ 패드 (다우 케미칼)로 연마했다. 연마 파라미터는 다음과 같았다: 20.68 kPa (3 psi) 하향력, 100 rpm 압반 속도, 85 rpm 헤드 속도, 및 150 ㎖/min 연마 조성물 유동. 연마 이후에, 블랭킷 산화규소, 특히 TEOS 및 HDP의 제거율은 Å/min으로 결정하였고, 남아 있는 HDP 스텝 높이는 Å으로 결정하였다. 결과는 표 3에 요약되어 있다. 표 3에 나타낸 제거율 및 남아 있는 스텝 높이는 연마 조성물 3C에 대한 제거율 및 스텝 높이로 정규화되었다.
화학-기계적 연마 조성물에 대해 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU)을 또한 결정하였고, 결과는 표 3에 요약되어 있다.
표 3: 연마 입자에 따른 블랭킷 산화규소 제거율 및 WIWNU, 및 남아 있는 산화규소 스텝 높이
Figure pct00003
이들 결과는 제1 연마 입자 (즉, 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자) 및 제2 연마 입자 (즉, 10 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자)를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포 (즉, 60 ㎚ 및 10 ㎚에서 최대를 갖는 이중모드 입자 크기 분포)를 갖는 연마 조성물이, 산화규소 층 (즉, TEOS 및 HDP)을 포함하는 기판을 연마하는데 특히 유효하다는 것을 입증한다. 특히, 연마 조성물 3A 및 3B는 더 많은 양의 연마 입자를 함유했지만, 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 3C에 의해 나타난 TEOS 제거율보다 큰 TEOS에 대한 블랭킷 제거율을 나타냈다. 연마 조성물 3B는 또한 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 3D의 제거율보다 큰 블랭킷 TEOS 제거율을 나타냈다. 연마 조성물 3B는 연마 조성물 3C의 제거율보다 큰 HDP에 대한 블랭킷 제거율을 나타냈다. 연마 조성물 3A 및 3B는 또한 연마 조성물 3D에 비해 TEOS 및 HDP 상에서 모두 감소된 WIWNU를 나타냈다. 또한, 연마 조성물 3B는 바람직하게는 연마 조성물 3D에 비해 연마 동안 더 많은 HDP 스텝 높이를 제거했다 (즉, 연마 조성물 3B는 연마 후 더 적게 남아 있는 HDP 스텝 높이를 가졌다). 연마 조성물 3B가 연마 조성물 3C에 비해 더 낮은 고체 농도를 가졌음에도 불구하고, 연마 조성물 3B의 남아 있는 HDP 스텝 높이는 또한 연마 조성물 3C의 것과 비슷했다.
실시예 4
본 실시예는 제거율, 평탄화 효율, 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU), 및 산화규소에 대한 스텝 높이 감소에 미치는 제1 및 제2 연마 입자를 갖고 다중모드 입자 크기 분포를 갖는 연마 조성물의 유효성을 입증한다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 및 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 블랭킷 웨이퍼를 종래의 CMP 장치를 사용하여 3개의 연마 조성물 (즉, 연마 조성물 4A-4C)로 연마했다. 연마 조성물 4A 및 4B는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제1 연마 입자) 및 10 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 양이온성 실리카 (즉, 제2 연마 입자)를 표 4에 기재된 양으로 함유했다. 연마 조성물 4A-4B는 또한 500 ppm 피콜린산 및 물을 함유했고 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 pH-조정되었다. 연마 조성물 4C는 12.5 중량% 흄드 실리카 및 물을 함유했고, 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 pH 10-11로 조정되었다.
TEOS 패턴 웨이퍼를 또한 30 초 동안 연마 조성물 4A-4C로 연마했다. TEOS 패턴 웨이퍼는 50% 밀도를 갖는 400 ㎛ 지형부 크기를 가졌다.
기판을 동일한 연마 조건 하에 연마 조성물 4A-4C로 연마했다. 특히, 기판을 미라™ 연마기 (어플라이드 머티리얼스) 상에서 IC 1010™ 패드 (다우 케미칼)로 연마했다. 연마 파라미터는 다음과 같았다: 20.68 kPa (3 psi) 하향력, 100 rpm 압반 속도, 85 rpm 헤드 속도, 및 150 ㎖/min 연마 조성물 유동. 연마 이후에, 블랭킷 산화규소, 특히 TEOS 및 HDP의 제거율은 Å/min으로 결정하였고, 남아 있는 TEOS 스텝 높이는 Å으로 결정하였다. 결과는 표 4에 요약되어 있다. 표 4에 나타낸 제거율 및 남아 있는 스텝 높이는 연마 조성물 4C에 대한 제거율 및 스텝 높이로 정규화되었다.
화학-기계적 연마 조성물에 대해 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU)을 또한 결정하였고, 결과는 표 4에 요약되어 있다.
표 4: 연마 입자에 따른 블랭킷 산화규소 제거율 및 WIWNU, 및 남아 있는 산화규소 스텝 높이
Figure pct00004
이들 결과는 제1 연마 입자 (즉, 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자) 및 제2 연마 입자 (즉, 10 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 양이온성 실리카)를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포 (즉, 60 ㎚ 및 10 ㎚에서 최대를 갖는 이중모드 입자 크기 분포)를 갖는 연마 조성물이, 산화규소 층 (즉, TEOS 및 HDP)을 포함하는 기판을 연마하는데 특히 유효하다는 것을 입증한다. 특히, 연마 조성물 4A는 더 많은 양의 연마 입자를 함유했지만, 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 4C에 의해 나타난 TEOS 및 HDP 제거율보다 큰 TEOS 및 HDP에 대한 블랭킷 제거율을 나타냈다. 또한, 연마 조성물 4A가 연마 조성물 4C에 비해 더 낮은 고체 농도를 가졌음에도 불구하고, 연마 조성물 4A는 바람직하게는 연마 동안 더 많은 TEOS 스텝 높이를 제거했다 (즉, 연마 조성물 4A는 연마 후 더 적게 남아 있는 TEOS 스텝 높이를 가졌다).
실시예 5
본 실시예는 제거율, 평탄화 효율, 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU), 및 산화규소에 대한 스텝 높이 감소에 미치는 제1 및 제2 연마 입자를 갖고 다중모드 입자 크기 분포를 갖는 연마 조성물의 유효성을 입증한다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 및 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 블랭킷 웨이퍼를 종래의 CMP 장치를 사용하여 3개의 연마 조성물 (즉, 연마 조성물 5A-5C)로 연마했다. 연마 조성물 5A-5B는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제1 연마 입자) 및 4 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 양이온성 젤라틴 (즉, 제2 연마 입자)를 표 5에 기재된 양으로 함유했다. 연마 조성물 5A-5B는 또한 500 ppm 피콜린산 및 물을 함유했고 트리에탄올아민을 사용하여 pH 4로 pH-조정되었다. 연마 조성물 5C는 12.5 중량% 흄드 실리카 및 물을 함유했고, 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 pH 10-11로 조정되었다.
고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 패턴 웨이퍼를 또한 30 초 동안 연마 조성물 5A-5C로 연마했다. HDP 패턴 웨이퍼는 50% 밀도를 갖는 200 ㎛ 지형부 크기를 가졌다.
기판을 동일한 연마 조건 하에 연마 조성물 5A-5C로 연마했다. 특히, 기판을 미라™ 연마기 (어플라이드 머티리얼스) 상에서 IC 1010™ 패드 (다우 케미칼)로 연마했다. 연마 파라미터는 다음과 같았다: 20.68 kPa (3 psi) 하향력, 100 rpm 압반 속도, 85 rpm 헤드 속도, 및 150 ㎖/min 연마 조성물 유동. 연마 이후에, 블랭킷 산화규소, 특히 TEOS 및 HDP의 제거율은 Å/min으로 결정하였고, 남아 있는 HDP 스텝 높이는 Å으로 결정하였다. 결과는 표 5에 요약되어 있다. 표 5에 나타낸 제거율 및 남아 있는 스텝 높이는 연마 조성물 5C에 대한 제거율 및 스텝 높이로 정규화되었다.
화학-기계적 연마 조성물에 대해 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU)을 또한 결정하였고, 결과는 표 5에 요약되어 있다.
표 5: 연마 입자에 따른 블랭킷 산화규소 제거율 및 WIWNU, 및 남아 있는 산화규소 스텝 높이
Figure pct00005
이들 결과는 제1 연마 입자 (즉, 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자) 및 제2 연마 입자 (즉, 4 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 양이온성 젤라틴 입자)를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포 (즉, 60 ㎚ 및 4 ㎚에서 최대를 갖는 이중모드 입자 크기 분포)를 갖는 연마 조성물이, 산화규소 층 (즉, TEOS 및 HDP)을 포함하는 기판을 연마하는데 특히 유효하다는 것을 입증한다. 특히, 연마 조성물 5A는 TEOS 및 HDP에 대해 유효한 블랭킷 제거율을 나타냈고, HDP에 대해 더 많은 스텝-높이 제거를 나타냈다 (즉, 연마 조성물 5A는 더 많은 양의 연마 입자를 함유했지만, 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 5C의 남아 있는 HDP 스텝 높이에 비해 단 30 초의 연마 후 상당히 감소된 HDP 스텝 높이를 가졌다). 바람직하게는, 연마 조성물 5A는 블랭킷 산화규소 (즉, TEOS 및 HDP) 상에서 유효하나 약간 더 낮은 제거율을 나타냈고, 패턴화 산화규소 (즉, HDP) 상에서 높은 제거율을 나타냈다.
실시예 6
본 실시예는 제거율, 평탄화 효율, 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU), 및 산화규소에 대한 스텝 높이 감소에 미치는 제1 및 제2 연마 입자를 갖고 다중모드 입자 크기 분포를 갖는 연마 조성물의 유효성을 입증한다.
테트라에톡시실란 (TEOS) 및 고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 블랭킷 웨이퍼를 종래의 CMP 장치를 사용하여 2개의 연마 조성물 (즉, 연마 조성물 6A-6B)로 연마했다. 연마 조성물 6A는 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제1 연마 입자) 및 30 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 (즉, 제2 연마 입자)를 표 6에 기재된 양으로 함유했다. 연마 조성물 6A는 또한 50 ppm 폴리MADQUAT 및 물을 함유했고, 트리에탄올아민을 사용하여 pH 8로 pH-조정되었다. 연마 조성물 6B는 12.5 중량% 흄드 실리카 및 물을 함유했고, 수산화칼륨 (KOH)을 사용하여 pH 10-11로 조정되었다.
고밀도 플라즈마 (HDP) 산화물 패턴 웨이퍼를 또한 60 초 동안 연마 조성물 6A 및 6B로 연마했다. HDP 패턴 웨이퍼는 50% 밀도를 갖는 200 ㎛ 지형부 크기를 가졌다.
기판을 동일한 연마 조건 하에 연마 조성물 6A 및 6B로 연마했다. 특히, 기판을 미라™ 연마기 (어플라이드 머티리얼스) 상에서 IC 1010™ 패드 (다우 케미칼)로 연마했다. 연마 파라미터는 다음과 같았다: 20.68 kPa (3 psi) 하향력, 100 rpm 압반 속도, 85 rpm 헤드 속도, 및 150 ㎖/min 연마 조성물 유동. 연마 이후에, 블랭킷 산화규소, 특히 TEOS 및 HDP의 제거율은 Å/min으로 결정하였고, 남아 있는 HDP 스텝 높이는 Å으로 결정하였다. 결과는 표 6에 요약되어 있다. 표 6에 나타낸 제거율 및 남아 있는 스텝 높이는 연마 조성물 6B에 대한 제거율 및 스텝 높이로 정규화되었다.
화학-기계적 연마 조성물에 대해 웨이퍼-내 비균일성 (WIWNU)을 또한 결정하였고, 결과는 표 6에 요약되어 있다.
표 6: 연마 입자에 따른 블랭킷 산화규소 제거율 및 WIWNU, 및 남아 있는 산화규소 스텝 높이
Figure pct00006
이들 결과는 제1 연마 입자 (즉, 60 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자) 및 제2 연마 입자 (즉, 30 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 습식-공정 세리아 입자)를 포함하고, 다중모드 입자 크기 분포 (즉, 60 ㎚ 및 30 ㎚에서 최대를 갖는 이중모드 입자 크기 분포)를 갖는 연마 조성물이, 산화규소 층 (즉, TEOS 및 HDP)을 포함하는 기판을 연마하는데 특히 유효하다는 것을 입증한다. 특히, 연마 조성물 6A는 더 많은 양의 연마 입자를 함유했지만, 제2 연마 입자를 함유하지 않았고, 다중모드 입자 크기 분포를 나타내지 않았던 연마 조성물 6B에 의해 나타난 TEOS 및 HDP 제거율보다 빠른 TEOS 및 HDP에 대한 블랭킷 제거율을 나타냈다. 연마 조성물 6A는 또한 연마 조성물 6B에 비해 TEOS 및 HDP 상에서 감소된 WIWNU를 나타냈다. 또한, 연마 조성물 6A가 연마 조성물 6B에 비해 더 낮은 고체 농도를 가졌음에도 불구하고, 연마 조성물 6A는 바람직하게는 연마 동안 더 많은 HDP 스텝 높이를 제거했다 (즉, 연마 조성물 6A는 연마 후 더 적게 남아 있는 HDP 스텝 높이를 가졌다).
본원에 인용된, 공개물, 특허 출원, 및 특허를 비롯한 모든 참고문헌은 각 참고문헌이 개별적이고 구체적으로 참조로 포함된 것으로 보여지고 그의 전문이 본원에 언급된 것처럼 동일한 정도로 본원에 참조로 포함된다.
본 발명을 기술하는 내용에서 (특히 하기 청구범위의 내용에서) 용어 단수형 표현 및 "적어도 하나" 및 유사한 지시체의 사용은 본원에서 달리 나타내지 않거나 또는 내용에 의해 명백하게 모순되지 않는 한, 단수형 및 복수형 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 1개 이상의 항목들의 목록이 뒤따르는 용어 "적어도 하나" (예를 들어, "적어도 하나의 A 및 B")의 사용은 본원에서 달리 나타내지 않거나 또는 내용에 의해 명백하게 모순되지 않는 한, 열거된 항목들로부터 선택된 하나의 항목 (A 또는 B) 또는 열거된 항목들 중 2개 이상의 임의의 조합 (A 및 B)을 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 달리 지시되지 않는 한 용어 "포함하는", "갖는", "비롯한", 및 "함유하는"은 개방형 용어 (즉, "포함하지만, 이에 제한되지는 않음"을 의미함)로서 해석되어야 한다. 본원에서 값의 범위의 언급은, 본원에서 달리 나타내지 않는 한, 단지 그 범위 내에 속하는 각각의 개별 값을 개별적으로 지칭하는 단축 방법으로서 역할을 하고자 함이며, 각각의 개별 값은 그것이 본원에 개별적으로 언급된 것처럼 명세서에 포함된다. 본원에 기재된 모든 방법은, 본원에서 달리 나타내지 않거나 또는 내용에 의해 달리 명백하게 모순되지 않는 한 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 본원에 제공된 임의의 및 모든 실시예, 또는 예시적인 언어 (예를 들어, "예컨대")의 사용은 단지 본 발명을 보다 명확하게 하고자 함이며, 달리 청구되지 않는 한 본 발명의 범주에 대한 제한을 두지 않는다. 명세서에서의 어떤 언어도 임의의 청구되지 않은 요소를 본 발명의 실시에 본질적인 것으로서 나타내는 것으로서 해석되어서는 안 된다.
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에게 공지된 최상의 모드를 비롯하여, 본 발명의 바람직한 실시양태가 본원에 기재되어 있다. 그러한 바람직한 실시양태의 변형은 상기 설명을 읽자마자 통상의 기술자에게 명백해 질 수 있다. 본 발명자들은 통상의 기술자가 이러한 변형을 적절하게 사용할 것으로 예상하며, 본 발명자들은 본 발명이 본원에 구체적으로 기재된 것과 달리 실시되는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 적용가능한 법에 의해 허용되는 바와 같이 본원에 첨부된 청구범위에서 언급된 보호대상의 모든 개질 및 등가물을 포함한다. 또한, 그의 모든 가능한 변형에서 상기-기재된 요소의 임의의 조합은 본원에서 달리 나타내지 않거나 또는 내용에 의해 달리 명백하게 모순되지 않는 한 본 발명에 의해 포함된다.

Claims (34)

  1. (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자,
    (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자,
    (c) 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산 또는 그의 조합,
    (d) pH-조정제, 및
    (e) 수성 담체
    를 포함하고,
    다중모드 입자 크기 분포를 나타내며,
    연마 조성물의 pH가 3.5 내지 9인
    화학-기계적 연마 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 제1 연마 입자가 50 ㎚ 내지 70 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 화학-기계적 연마 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 제2 연마 입자가 세리아 입자이고, 제2 연마 입자가 20 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 화학-기계적 연마 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 1:1 내지 5:1인 화학-기계적 연마 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 제2 연마 입자가 세리아 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 15 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 화학-기계적 연마 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 3:1 내지 6:1인 화학-기계적 연마 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 제2 연마 입자가 표면-개질 실리카 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 화학-기계적 연마 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 제2 연마 입자가 양이온성 실리카 입자인 화학-기계적 연마 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 1:1 내지 15:1인 화학-기계적 연마 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 제2 연마 입자가 젤라틴, 라텍스, 셀룰로스, 폴리스티렌 및 폴리아크릴레이트로부터 선택된 유기 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 화학-기계적 연마 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 제2 연마 입자가 젤라틴 입자인 화학-기계적 연마 조성물.
  12. 제10항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 1:1 내지 30:1인 화학-기계적 연마 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 관능화 피리딘, 벤조산 또는 아미노산이 피콜린산인 화학-기계적 연마 조성물.
  14. 제1항에 있어서, pH-조정제가 알킬 아민, 알콜 아민, 4급 아민 히드록시드, 암모니아 또는 그의 조합인 화학-기계적 연마 조성물.
  15. 제14항에 있어서, pH-조정제가 트리에탄올아민인 화학-기계적 연마 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 연마 조성물의 pH가 3.5 내지 5인 화학-기계적 연마 조성물.
  17. (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자,
    (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자,
    (c) 폴리에틸렌 글리콜 (PEG), 폴리비닐 알콜, 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트), 폴리(히드록시에틸 메타크릴레이트)의 공중합체, 셀룰로스, 양이온성 덴드리머, 메타크릴로일옥시에틸 트리메틸암모늄의 단량체 또는 단독중합체, 또는 그의 조합으로부터 선택된 중합체 첨가제,
    (d) pH-조정제, 및
    (e) 수성 담체
    를 포함하고,
    다중모드 입자 크기 분포를 나타내며,
    연마 조성물의 pH가 6 내지 9인
    화학-기계적 연마 조성물.
  18. (i) 기판을 제공하고;
    (ii) 연마 패드를 제공하고;
    (iii) 제1항의 화학-기계적 연마 조성물을 제공하고;
    (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고;
    (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판에 대해 이동시켜, 기판의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것
    을 포함하는 기판의 연마 방법.
  19. (i) 산화규소 층을 포함하는 기판을 제공하고;
    (ii) 연마 패드를 제공하고;
    (iii) (a) 세리아 입자이고, 30 ㎚ 내지 1 ㎛의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자,
    (b) 세리아 입자, 표면-개질 실리카 입자 또는 유기 입자이고, 1 ㎚ 내지 60 ㎚의 평균 입자 크기를 가지며, 0.005 중량% 내지 2 중량%의 농도로 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자,
    (c) 관능화 피리딘, 벤조산, 아미노산 또는 그의 조합,
    (d) pH-조정제, 및
    (e) 수성 담체
    를 포함하고,
    다중모드 입자 크기 분포를 나타내며,
    연마 조성물의 pH가 3.5 내지 9인
    화학-기계적 연마 조성물을 제공하고;
    (iv) 기판을 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키고;
    (v) 연마 패드 및 화학-기계적 연마 조성물을 기판에 대해 이동시켜, 기판의 표면 상의 산화규소 층의 적어도 일부를 마모시켜서 기판을 연마하는 것
    을 포함하는 기판의 연마 방법.
  20. 제19항에 있어서, 제1 연마 입자가 50 ㎚ 내지 70 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
  21. 제19항에 있어서, 제2 연마 입자가 세리아 입자이고, 제2 연마 입자가 20 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 1:1 내지 5:1인 방법.
  23. 제19항에 있어서, 제2 연마 입자가 세리아 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 15 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 3:1 내지 6:1인 방법.
  25. 제19항에 있어서, 제2 연마 입자가 표면-개질 실리카 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
  26. 제25항에 있어서, 제2 연마 입자가 양이온성 실리카 입자인 방법.
  27. 제25항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 1:1 내지 15:1인 방법.
  28. 제19항에 있어서, 제2 연마 입자가 젤라틴, 라텍스, 셀룰로스, 폴리스티렌 및 폴리아크릴레이트로부터 선택되는 유기 입자이고, 제2 연마 입자가 1 ㎚ 내지 40 ㎚의 평균 입자 크기를 갖는 것인 방법.
  29. 제28항에 있어서, 제2 연마 입자가 젤라틴 입자인 방법.
  30. 제28항에 있어서, 연마 조성물 중에 존재하는 제1 연마 입자의 농도 대 연마 조성물 중에 존재하는 제2 연마 입자의 농도의 비가 1:1 내지 30:1인 방법.
  31. 제19항에 있어서, 관능화 피리딘, 벤조산 또는 아미노산이 피콜린산인 방법.
  32. 제19항에 있어서, pH-조정제가 알킬 아민, 알콜 아민, 4급 아민 히드록시드, 암모니아 또는 그의 조합인 방법.
  33. 제32항에 있어서, pH-조정제가 트리에탄올아민인 방법.
  34. 제19항에 있어서, 연마 조성물의 pH가 3.5 내지 5인 방법.


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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038051A (ko) * 2015-09-03 2018-04-13 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 유전체 기판 처리를 위한 방법 및 조성물
KR20190057406A (ko) * 2016-10-17 2019-05-28 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 개선된 디싱 및 패턴 선택성을 갖는, 산화물 및 질화물에 대해 선택적인 cmp 조성물
KR20190132537A (ko) * 2017-04-17 2019-11-27 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 벌크 산화물 평탄화를 위한 자기-정지 연마 조성물 및 방법
KR20200128742A (ko) * 2018-03-22 2020-11-16 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 연마액, 연마액 세트 및 연마 방법
KR20210029228A (ko) * 2018-07-26 2021-03-15 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 슬러리 및 연마 방법
KR102396281B1 (ko) * 2021-04-14 2022-05-10 성균관대학교산학협력단 연마용 조성물 및 이의 제조방법

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9303187B2 (en) * 2013-07-22 2016-04-05 Cabot Microelectronics Corporation Compositions and methods for CMP of silicon oxide, silicon nitride, and polysilicon materials
CN107075310B (zh) * 2014-10-21 2019-04-02 嘉柏微电子材料股份公司 钴凹陷控制剂
KR20180021387A (ko) * 2015-07-13 2018-03-02 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 유전체 기판을 가공하기 위한 방법 및 조성물
US10128146B2 (en) * 2015-08-20 2018-11-13 Globalwafers Co., Ltd. Semiconductor substrate polishing methods and slurries and methods for manufacturing silicon on insulator structures
US9783702B1 (en) 2016-10-19 2017-10-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings Inc. Aqueous compositions of low abrasive silica particles
WO2018179061A1 (ja) 2017-03-27 2018-10-04 日立化成株式会社 研磨液、研磨液セット及び研磨方法
WO2018179064A1 (ja) 2017-03-27 2018-10-04 日立化成株式会社 スラリ及び研磨方法
CN109251675B (zh) * 2017-07-13 2021-07-30 安集微电子科技（上海）股份有限公司 一种化学机械抛光液
US10584265B2 (en) * 2017-09-28 2020-03-10 Rohm And Haas Electronic Materials Cmp Holdings, Inc. Aqueous silica slurry and amine carboxylic acid compositions selective for nitride removal in polishing and methods of using them
US10584266B2 (en) * 2018-03-14 2020-03-10 Cabot Microelectronics Corporation CMP compositions containing polymer complexes and agents for STI applications
JP7056728B2 (ja) * 2018-03-22 2022-04-19 昭和電工マテリアルズ株式会社 研磨液、研磨液セット及び研磨方法
US10988635B2 (en) 2018-12-04 2021-04-27 Cmc Materials, Inc. Composition and method for copper barrier CMP
KR102241941B1 (ko) * 2018-12-28 2021-04-20 주식회사 케이씨텍 다결정 실리콘 연마용 cmp 슬러리 조성물 및 그를 이용한 연마 방법
US11326076B2 (en) 2019-01-25 2022-05-10 Versum Materials Us, Llc Shallow trench isolation (STI) chemical mechanical planarization (CMP) polishing with low abrasive concentration and a combination of chemical additives
US20200303198A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-24 Fujimi Incorporated Polishing composition and polishing method
KR102453292B1 (ko) * 2020-07-07 2022-10-12 주식회사 나노신소재 산화세륨 복합분말의 분산 조성물
TWI804925B (zh) * 2020-07-20 2023-06-11 美商Ｃｍｃ材料股份有限公司 矽晶圓拋光組合物及方法
KR102620964B1 (ko) * 2021-07-08 2024-01-03 에스케이엔펄스 주식회사 반도체 공정용 연마 조성물 및 이를 이용한 연마된 물품의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001192645A (ja) * 2000-01-14 2001-07-17 Asahi Kasei Corp 半導体装置製造用の研磨用組成物
US20020039875A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Polishing agent for processing semiconductor, dispersant used therefor and process for preparing semiconductor device using above polishing agent for processing semiconductor
US6638328B1 (en) * 2002-04-25 2003-10-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd Bimodal slurry system
US20070232068A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Gaku Minamihaba Slurry for touch-up CMP and method of manufacturing semiconductor device
JP2007273910A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujifilm Corp 研磨用組成液
JP2012182299A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Hitachi Chem Co Ltd 半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法

Family Cites Families (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5196353A (en) 1992-01-03 1993-03-23 Micron Technology, Inc. Method for controlling a semiconductor (CMP) process by measuring a surface temperature and developing a thermal image of the wafer
US6614529B1 (en) 1992-12-28 2003-09-02 Applied Materials, Inc. In-situ real-time monitoring technique and apparatus for endpoint detection of thin films during chemical/mechanical polishing planarization
US5658183A (en) 1993-08-25 1997-08-19 Micron Technology, Inc. System for real-time control of semiconductor wafer polishing including optical monitoring
US5433651A (en) 1993-12-22 1995-07-18 International Business Machines Corporation In-situ endpoint detection and process monitoring method and apparatus for chemical-mechanical polishing
JPH07223166A (ja) * 1994-02-10 1995-08-22 Tokyo Jiki Insatsu Kk 研磨フィルム
JP3270282B2 (ja) 1994-02-21 2002-04-02 株式会社東芝 半導体製造装置及び半導体装置の製造方法
JP3313505B2 (ja) 1994-04-14 2002-08-12 株式会社日立製作所 研磨加工法
JP3416855B2 (ja) 1994-04-15 2003-06-16 株式会社フジミインコーポレーテッド 研磨用組成物および研磨方法
US5893796A (en) 1995-03-28 1999-04-13 Applied Materials, Inc. Forming a transparent window in a polishing pad for a chemical mechanical polishing apparatus
US5964643A (en) 1995-03-28 1999-10-12 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for in-situ monitoring of chemical mechanical polishing operations
US5838447A (en) 1995-07-20 1998-11-17 Ebara Corporation Polishing apparatus including thickness or flatness detector
US5872633A (en) 1996-07-26 1999-02-16 Speedfam Corporation Methods and apparatus for detecting removal of thin film layers during planarization
US6602439B1 (en) 1997-02-24 2003-08-05 Superior Micropowders, Llc Chemical-mechanical planarization slurries and powders and methods for using same
US5896870A (en) * 1997-03-11 1999-04-27 International Business Machines Corporation Method of removing slurry particles
US6093649A (en) 1998-08-07 2000-07-25 Rodel Holdings, Inc. Polishing slurry compositions capable of providing multi-modal particle packing and methods relating thereto
US5942015A (en) * 1997-09-16 1999-08-24 3M Innovative Properties Company Abrasive slurries and abrasive articles comprising multiple abrasive particle grades
US6143662A (en) 1998-02-18 2000-11-07 Rodel Holdings, Inc. Chemical mechanical polishing composition and method of polishing a substrate
US6358853B2 (en) 1998-09-10 2002-03-19 Intel Corporation Ceria based slurry for chemical-mechanical polishing
US6270395B1 (en) 1998-09-24 2001-08-07 Alliedsignal, Inc. Oxidizing polishing slurries for low dielectric constant materials
US6368955B1 (en) * 1999-11-22 2002-04-09 Lucent Technologies, Inc. Method of polishing semiconductor structures using a two-step chemical mechanical planarization with slurry particles having different particle bulk densities
JP4123685B2 (ja) 2000-05-18 2008-07-23 Ｊｓｒ株式会社 化学機械研磨用水系分散体
US6443811B1 (en) * 2000-06-20 2002-09-03 Infineon Technologies Ag Ceria slurry solution for improved defect control of silicon dioxide chemical-mechanical polishing
TWI281493B (en) * 2000-10-06 2007-05-21 Mitsui Mining & Smelting Co Polishing material
US20040192172A1 (en) 2001-06-14 2004-09-30 Dan Towery Oxidizing polishing slurries for low dielectric constant materials
US7071105B2 (en) 2003-02-03 2006-07-04 Cabot Microelectronics Corporation Method of polishing a silicon-containing dielectric
US6896591B2 (en) * 2003-02-11 2005-05-24 Cabot Microelectronics Corporation Mixed-abrasive polishing composition and method for using the same
JP2004319759A (ja) * 2003-04-16 2004-11-11 Hitachi Chem Co Ltd 金属用研磨液及び研磨方法
CA2532114A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-27 W.R. Grace & Co.-Conn. Abrasive particles for chemical mechanical polishing
US20050092620A1 (en) * 2003-10-01 2005-05-05 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for polishing a substrate
US7470295B2 (en) * 2004-03-12 2008-12-30 K.C. Tech Co., Ltd. Polishing slurry, method of producing same, and method of polishing substrate
IL161771A0 (en) * 2004-05-04 2005-11-20 J G Systems Inc Method and composition to minimize dishing in semiconductor wafer processing
US7368388B2 (en) * 2005-04-15 2008-05-06 Small Robert J Cerium oxide abrasives for chemical mechanical polishing
KR101243423B1 (ko) * 2005-11-11 2013-03-13 히타치가세이가부시끼가이샤 산화규소용 연마제, 첨가액 및 연마 방법
US8167684B2 (en) * 2006-10-24 2012-05-01 Cabot Microelectronics Corporation Chemical mechanical polishing slurry, its preparation method, and use for the same
US20080274618A1 (en) * 2007-05-04 2008-11-06 Ferro Corporation Polishing composition and method for high selectivity polysilicon cmp
CN101463227B (zh) * 2007-12-21 2013-06-12 安集微电子（上海）有限公司 一种用于阻挡层抛光的化学机械抛光液
JP5396047B2 (ja) * 2008-09-03 2014-01-22 三井金属鉱業株式会社 ガラス用研摩材スラリー
EP2321378B1 (en) * 2008-09-12 2014-03-05 Ferro Corporation Chemical-mechanical polishing compositions and methods of making and using the same
KR101084676B1 (ko) * 2008-12-03 2011-11-22 주식회사 엘지화학 1차 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물 및 화학적 기계적 연마 방법
KR101075491B1 (ko) 2009-01-16 2011-10-21 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
KR20100091436A (ko) * 2009-02-10 2010-08-19 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마용 용액 조성물
US8883034B2 (en) * 2009-09-16 2014-11-11 Brian Reiss Composition and method for polishing bulk silicon
US8822339B2 (en) * 2009-10-13 2014-09-02 Lg Chem, Ltd. Slurry composition for CMP, and polishing method
RU2579597C2 (ru) 2009-11-13 2016-04-10 Басф Се Композиция для химико-механической полировки (хмп ), содержащая неорганические частицы и полимерные частицы
US8858819B2 (en) 2010-02-15 2014-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Method for chemical mechanical planarization of a tungsten-containing substrate
US9777192B2 (en) * 2012-02-10 2017-10-03 Basf Se Chemical mechanical polishing (CMP) composition comprising a protein
US8859428B2 (en) * 2012-10-19 2014-10-14 Air Products And Chemicals, Inc. Chemical mechanical polishing (CMP) composition for shallow trench isolation (STI) applications and methods of making thereof
US8974692B2 (en) 2013-06-27 2015-03-10 Air Products And Chemicals, Inc. Chemical mechanical polishing slurry compositions and method using the same for copper and through-silicon via applications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001192645A (ja) * 2000-01-14 2001-07-17 Asahi Kasei Corp 半導体装置製造用の研磨用組成物
US20020039875A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-04 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Polishing agent for processing semiconductor, dispersant used therefor and process for preparing semiconductor device using above polishing agent for processing semiconductor
US6638328B1 (en) * 2002-04-25 2003-10-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Ltd Bimodal slurry system
US20070232068A1 (en) * 2006-03-29 2007-10-04 Gaku Minamihaba Slurry for touch-up CMP and method of manufacturing semiconductor device
JP2007273910A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Fujifilm Corp 研磨用組成液
JP2012182299A (ja) * 2011-03-01 2012-09-20 Hitachi Chem Co Ltd 半導体基板用研磨液及び半導体基板の研磨方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038051A (ko) * 2015-09-03 2018-04-13 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 유전체 기판 처리를 위한 방법 및 조성물
KR20190057406A (ko) * 2016-10-17 2019-05-28 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 개선된 디싱 및 패턴 선택성을 갖는, 산화물 및 질화물에 대해 선택적인 cmp 조성물
KR20190132537A (ko) * 2017-04-17 2019-11-27 캐보트 마이크로일렉트로닉스 코포레이션 벌크 산화물 평탄화를 위한 자기-정지 연마 조성물 및 방법
KR20200128742A (ko) * 2018-03-22 2020-11-16 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 연마액, 연마액 세트 및 연마 방법
KR20210029228A (ko) * 2018-07-26 2021-03-15 쇼와덴코머티리얼즈가부시끼가이샤 슬러리 및 연마 방법
KR102396281B1 (ko) * 2021-04-14 2022-05-10 성균관대학교산학협력단 연마용 조성물 및 이의 제조방법

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