KR20160073035A - 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물 - Google Patents

실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20160073035A
KR20160073035A KR1020140181317A KR20140181317A KR20160073035A KR 20160073035 A KR20160073035 A KR 20160073035A KR 1020140181317 A KR1020140181317 A KR 1020140181317A KR 20140181317 A KR20140181317 A KR 20140181317A KR 20160073035 A KR20160073035 A KR 20160073035A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
group
silica abrasive
functional group
weight
Prior art date
Application number
KR1020140181317A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102326297B1 (ko
Inventor
황진숙
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to KR1020140181317A priority Critical patent/KR102326297B1/ko
Publication of KR20160073035A publication Critical patent/KR20160073035A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102326297B1 publication Critical patent/KR102326297B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 제1 측면에 따른 실리카 연마입자는, 표면에 유기 기능기를 포함하고, 내부에 상기 유기 기능기와 동일한 작용기를 포함하고, 입자 크기가 10 내지 150 nm인 것이다.

Description

실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물{SILICA ABRASIVE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND POLISHING SLURRY COMPOSITION COMPRISING THE SILICA ABRASIVE}
본 발명은 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 배리어 메탈 연마에 사용되는 연마입자는 물유리를 전구체로 이온교환하여 농축한 실리카 입자를 사용하기 때문에, 입자표면 강도가 강하여 연막질 연마에 있어서, 스크래치, 표면 결함 등의 악영향을 미치고, 배선의 전기적 저항을 높이는 등의 치명적인 단점을 가지며, 제조공법상에 금속 불순물을 과량 포함하고, 특히 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 알루미늄 등 알칼리 금속, 알칼리 토금속류의 불순물이 많이 포함되는데, 이는 금속막질의 표면 결함이나 부식을 촉진시켜 배선의 단락, 쇼트를 발생하는 단점이 있다.
또한, 근래에는 연막질 연마에 있어서 스크래치, 표면 결함을 감소시키기 위하여 실리카 표면에 실란, 유기분자 또는 실란과 고분자를 결합시켜 입자 표면을 코팅한 소프트한 실리카 입자를 사용하여 연마하는 기술이 도입되고 있는데, 실리카 입자에 실란을 첨가하여 처리 후, 다른 분자 반응시켜 입자 표면을 코팅한 입자는 입자의 안정성이 떨어지고, 제조 절차가 복잡하고 공정시간이 길어 표면처리된 입자를 제공하는데 많은 제약이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 배리어 메탈 연마에 있어서, 연막질의 메탈 표면을 연마할 때 발생하는 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함을 효과적으로 줄이는 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따른 실리카 연마입자는, 표면에 유기 기능기를 포함하고, 내부에 상기 유기 기능기와 동일한 기능기를 포함하고, 입자 크기가 10 내지 150 nm인 것이다.
상기 유기 기능기는, 탄소-탄소, 탄소-질소, 탄소-황 및 탄소-산소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결합을 포함하는 유기 기능기를 포함하는 것일 수 있다.
상기 유기 기능기는 소수성 작용기 또는 친수성 작용기인 것일 수 있다.
상기 친수성 작용기는 수산기, 아민기, 카르복실기, 카르보닐기, 에스테르기, 알데하이드기 및 설폰기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 소수성 작용기는 메틸기, 에틸기 및 아크릴기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 실리카 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 제2 측면에 따른 실리카 연마입자의 제조방법은, 실란 전구체, 산성 물질 및 계면활성제를 포함하는 혼합물을 물에 분산하여 제조하는 것이다.
상기 실란 전구체는, 트리메톡시메틸실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-아크릴로프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필에톡시실란, 3-아미노프로필메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필디메틸메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-(아미노프로필)에틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디메틸에톡시실란, 3-아미노프로필페닐디메톡시실란, 2-아미노에틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리메톡시실란, 4-아미노부틸메틸디메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리에톡시실란 및 메르캅토프로필트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.1 내지 20 중량%인 것일 수 있다.
상기 산성 물질은, 질산, 황산, 염산, 불산, 브롬산, 인산, 과염소산, 옥살산 및 아세트산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
상기 계면활성제는, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 세틸트리에틸암모늄브로마이드, 세틸디메틸에틸암모늄브로마이드, 세틸피리디늄클로라이드, 세틸피리디늄클로라이드, 데실트리메틸암모늄브로마이드, 라우릴트리메틸암모늄브로마이드, 미리스틸트리메틸암모늄브로마이드 및 스테아릴트리메틸암모늄브로마이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따른 연마 슬러리 조성물은, 상기 본 발명의 제1 측면에 따른 실리카 연마입자; 및 킬레이트제, 산화제 및 부식방지제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 킬레이트제는, 시트르산, 카르복실산, 락트산, 타르타르산, 벤조산, 페닐아세트산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글리콜산, 포름산, 만델산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 아스파르트산, 글루타르산, 글루탐산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시트라콘산, 글리콜산, 티오글리콜산, 이소시트르산, 디글리콜산, 티오디글리콜산, 프탈산, 살리실알데히드, 자르코신, 퀴놀린카르복실산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%이고, 상기 산화제는, 과산화수소, 과산화수소, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드, 소듐 퍼옥사이드, 우레아 과산화수소, 우레아, 과산화요소, 퍼옥시디카보네이트, 옥타노일퍼옥사이드, 아세틸벤조일퍼옥사이드, 요소 및 퍼옥시이황산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.01 내지 5 중량%이고, 상기 부식방지제는, 이미다졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸(BTA), 5-아미노테트라졸(ATA), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 3-아미노-1,2,4 트리아졸, 톨리 트리아졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 3-아미노-5-메틸-4H-1,2,4 트리아졸, K-소베이트, 2-아미노피리미딘, 하이드록시 퀴놀라인, N-페닐-1,4-페닐렌아민, 헥실 벤조트리아졸, 폴리피롤, 도데실 벤젠 설퍼네이트, 도데실 벤젠 설퍼닉 엑시드, 암모늄 라우릴 설페이트, 암모늄 도데실 설페이트, 소듐 도데실 설페이트, 소듐 라우레스 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 라우릴 에테르 설페이트, 소듐 파레스 설페이트, 소듐 크실렌 설포네이트, 포타슘 라우릴 설페이트, 알킬벤젠설포네이트, 퍼플루오로옥타노에이트 및 퍼플루오로옥탄설포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 실리카 연마입자, 그의 제조방법에 의하여, 종래의 실리카 연마입자에 실란을 첨가하여 표면개질한 입자를 제조하는 방법과는 달리, 본 발명의 실란을 전구체로 시작하여 즉시 표면의 기능기를 부여하는 변형 실리카 연마입자를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 이용하여 메탈 표면을 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함을 효과적으로 감소시켜 연마할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 실리카 연마입자의 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 실리카 연마입자의 FTIR 측정 결과이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 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 실시예를 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.
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.
이하, 본 발명의 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제1 측면에 따른 실리카 연마입자는, 표면에 유기 기능기를 포함하고, 내부에 상기 유기 기능기와 동일한 기능기를 포함하고, 입자 크기가 10 내지 150 nm인 것이다.
유기 기능기의 기능성이 부여된 실리카 연마입자는, 연마입자 표면이 소프트하여 연마 시 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함을 줄이는데 효과적이다.
상기 유기 기능기는, 메틸기, 에틸기, 아크릴기, 아민기 및 카르복실기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 유기 기능기는, 탄소-탄소, 탄소-질소, 탄소-황 및 탄소-산소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결합을 포함하는 것일 수 있다.
상기 유기 기능기는 소수성 작용기 또는 친수성 작용기인 것일 수 있다.
상기 친수성 작용기는 수산기, 아민기, 카르복실기, 카르보닐기, 에스테르기, 알데하이드기 및 설폰기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 소수성 작용기는 메틸기, 에틸기 및 아크릴기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
예를 들어, 탄소-탄소의 결합은 메틸, 프로필일 수 있고, 탄소-질소의 결합은 아미노프로필일 수 있고, 탄소-황의 결합은 머캅토일 수 있다.
상기 실리카 연마입자가 10 nm 미만일 경우에는 연마입자의 크기에 대한 연마율이 감소하고, 선택비 구현이 어려운 문제점이 있을 수 있고, 150 nm 초과인 경우에는 표면 결함, 연마율, 선택비의 조절이 어려운 문제점 있다.
상기 실리카 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 구형인 것일 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 실리카 연마입자는, 소수성 또는 친수성 작용기의 기능성이 부여되어 연마입자 표면이 소프트하게 됨에 따라 연마 시 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함을 줄이는데 효과적이다.
본 발명의 제2 측면에 따른 실리카 연마입자의 제조방법은, 실란 전구체, 산성 물질 및 계면활성제를 포함하는 혼합물을 물에 분산하여 제조하는 것이다.
실란 전구체를 이용하여 실리카 연마입자를 제조함으로써, 종래 실리카 입자에 실란을 첨가하여 폴리머를 중합시키는 제조방법에 비하여 공정단가를 줄일 수 있고, 폴리머 또는 이종의 화합물을 결합하는 과정에서 입자의 안정성이 확보 되지 않는 단점을 극복할 수 있다. 또한, 실란 전구체로부터 바로 실리카 입자를 제조하기 때문에, 즉시 표면의 기능기를 부여하는 변형 실리카 입자를 제조할 수 있다.
상기 실란 전구체는, 트리메톡시메틸실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-아크릴로프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필에톡시실란, 3-아미노프로필메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필디메틸메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-(아미노프로필)에틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디메틸에톡시실란, 3-아미노프로필페닐디메톡시실란, 2-아미노에틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리메톡시실란, 4-아미노부틸메틸디메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리에톡시실란 및 메르캅토프로필트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 실란 전구체는, 상기 혼합물 중 0.1 내지 20 중량%인 것일 수 있다. 상기 실란 전구체가 상기 혼합물 중 0.1 중량% 미만인 경우 실리카 연마입자의 형태가 고르지 못해 표면이 거칠어 지는 문제점이 있고, 20 중량%를 초과하는 경우 실리카 연마입자의 두께가 두꺼워져 바람직하지 않는 문제점이 있다.
상기 산성 물질은, 질산, 황산, 염산, 불산, 브롬산, 인산, 과염소산, 옥살산 및 아세트산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 실란 전구체는, 트리메톡시메틸실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-아크릴로프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필에톡시실란, 3-아미노프로필메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필디메틸메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-(아미노프로필)에틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디메틸에톡시실란, 3-아미노프로필페닐디메톡시실란, 2-아미노에틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리메톡시실란, 4-아미노부틸메틸디메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리에톡시실란 및 메르캅토프로필트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함상기 산성 물질은, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 산성 물질이 상기 혼합물 중 0.001 중량% 미만인 경우, 전구체 분해 반응 활성도가 떨어져 완전한 입자형성이 어렵고, 1 중량%를 초과하는 경우 금속 또는 금속합금 등의 에칭 속도가 너무 빨라지거나 부식을 유발할 가능성이 있다.
상기 계면활성제는, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 세틸트리에틸암모늄브로마이드, 세틸디메틸에틸암모늄브로마이드, 세틸피리디늄클로라이드, 세틸피리디늄클로라이드, 데실트리메틸암모늄브로마이드, 라우릴트리메틸암모늄브로마이드, 미리스틸트리메틸암모늄브로마이드 및 스테아릴트리메틸암모늄브로마이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 계면활성제는, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 계면활성제가 상기 혼합물 중 0.001 중량% 미만인 경우, 입자 분산성이 떨어져 입자의 응집이 발생하고, 응집된 입자의 강도가 강해져 막질 연마시 스크래치 발생 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않고, 1 중량%를 초과하는 경우 입자의 완전한 형성이 어렵고, 막질 연마시 버블이 다량 발생할 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 제2 측면에 따른 실리카 연마입자의 제조방법에 의하여, 실란 전구체로부터 바로 실리카 입자를 제조함으로써, 즉시 표면의 기능기를 부여하는 변형 실리카 입자를 제조할 수 있고, 제조방법 중에서 금속 불순물이 포함되지 않는다. 실리카 연마입자에 실란을 첨가하여 표면처리하는 종래의 방법에 비하여 공정단가를 줄일 수 있고, 폴리머 또는 이종의 화합물을 결합하는 과정에서 입자의 안정성이 확보 되지 않는 단점을 극복할 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따른 연마 슬러리 조성물은, 상기 본 발명의 제1 측면에 따른 실리카 연마입자; 및 킬레이트제, 산화제 및 부식방지제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제;를 포함하는 것일 수 있다.
상기 킬레이트제는, 시트르산, 카르복실산, 락트산, 타르타르산, 벤조산, 페닐아세트산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글리콜산, 포름산, 만델산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 아스파르트산, 글루타르산, 글루탐산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시트라콘산, 글리콜산, 티오글리콜산, 이소시트르산, 디글리콜산, 티오디글리콜산, 프탈산, 살리실알데히드, 자르코신, 퀴놀린카르복실산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 킬레이트제는, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 킬레이트제가 상기 혼합물 중 0.001 중량% 미만인 경우 배리어 메탈의 연마 효율이 저하되고, 1 중량%를 초과하는 경우 배리어 메탈이 과도하게 연마되기 때문에 바람직하지 않다.
상기 산화제는, 과산화수소, 과산화수소, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드, 소듐 퍼옥사이드, 우레아 과산화수소, 우레아, 과산화요소, 퍼옥시디카보네이트, 옥타노일퍼옥사이드, 아세틸벤조일퍼옥사이드, 요소 및 퍼옥시이황산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 산화제는, 상기 혼합물 중 0.01 내지 5 중량%일 수 있다. 상기 산화제가 상기 혼합물 중 0.01 중량% 미만인 경우 배리어 메탈의 연마 속도가 저하될 수 있고, 5 중량% 초과인 경우에는 배리어 메탈 표면의 산화 또는 부식이 지나치게 발생하여 국부적인 부식이 잔류하여 특성을 저하시킬 수 있다.
상기 부식방지제는, 이미다졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸(BTA), 5-아미노테트라졸(ATA), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 3-아미노-1,2,4 트리아졸, 톨리 트리아졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 3-아미노-5-메틸-4H-1,2,4 트리아졸, K-소베이트, 2-아미노피리미딘, 하이드록시 퀴놀라인, N-페닐-1,4-페닐렌아민, 헥실 벤조트리아졸, 폴리피롤, 도데실 벤젠 설퍼네이트, 도데실 벤젠 설퍼닉 엑시드, 암모늄 라우릴 설페이트, 암모늄 도데실 설페이트, 소듐 도데실 설페이트, 소듐 라우레스 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 라우릴 에테르 설페이트, 소듐 파레스 설페이트, 소듐 크실렌 설포네이트, 포타슘 라우릴 설페이트, 알킬벤젠설포네이트, 퍼플루오로옥타노에이트 및 퍼플루오로옥탄설포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 부식방지제는, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 부식방지제가 상기 혼합물 중 0.001 중량% 미만인 경우 스크래치 및 결함에 매우 취약해질 수 있고, 1 중량% 초과인 경우에는 금속막 연마율 제어가 어려운 문제점이 있다.
상기 실리카 연마입자의 제조방법에 의하여 제조된 실리카 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 구형인 것일 수 있다.
상기 연마 슬러리 조성물은 상기의 유기-기능기를 포함하는 실리카 연마입자와 유기기능기-프리인 실리카 연마입자를 모두 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 제3 측면에 따른 연마 슬러리 조성물에 의하여, 배리어 메탈 연마에 있어서, 연막질의 메탈 표면을 연마할 때 발생하는 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함을 효과적으로 줄일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
[실시예 1]
3-아미노프로필에톡시실란 10 중량%를 전구체로 시작하여, 산성물질로서 질산 0.05 중량%, 계면활성제로서 세틸트리암모늄브로마이드 0.01 중량%를 혼합해, 표면에 아미노프로필 그룹을 포함하는 30 nm 크기의 실리카 입자를 제조하였다.
전체 슬러리 조성물 중 제조된 실리카 입자 1중량%를 초순수에 분산하고, 추가로 킬레이트제로서 시트르산 1.0 중량%, 산화제로서 과산화수소 0.5 중량%, 부식방지제로서 이미다졸 0.01 중량%를 포함하여 연마 조성물을 제조하였다.
[실시예 2]
3-아미노프로필메톡시실란을 전구체로 시작하여 표면에 아미노프로필 그룹을 포함하는 30 nm 크기의 입자를 제조하고, 이렇게 제조한 입자를 초순수에 분산한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 3]
트리메톡시메틸실란을 전구체로 시작하여 표면에 메틸 그룹을 포함하는 30 nm 크기의 입자를 제조하고, 이렇게 제조한 입자를 초순수에 분산한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 4]
3-머캅토프로필트리메톡시실란을 전구체로 시작하여 표면에 머캅토프로필 그룹을 포함하는 30 nm 크기의 입자를 제조하고, 이렇게 제조한 입자를 초순수에 분산한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 5]
3-머캅토프로필트리메톡시실란을 전구체로 시작하여 표면에 머캅토프로필 그룹을 포함하는 30 nm 크기의 입자를 제조하고, 이렇게 제조한 입자를 초순수에 분산한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 6]
3-머캅토프로필트리메톡시실란을 전구체로 시작하여 제조한 표면에 머캅토프로필 그룹을 포함하는 30 nm 크기의 입자와 표면에 기능기를 도입하지 않은 실리카를 혼합하여 초순수에 분산한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 실리카 연마입자의 사진이다. 실란 전구체로 시작하여 구형의 실리카 연마입자를 얻은 것을 알 수 있다. 대체로 실시예 2 내지 6의 실리카 연마입자는 도 1에서와 같이 구형의 실리카 연마입자인 것을 확인하였다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 실리카 연마입자의 FTIR 측정 결과이다. 실란 전구체로 시작하여 표면에 실란의 작용기, 아민 및 카본 그룹을 포함하는 실리카 입자가 형성된 것을 알 수 있다.
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 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 표면에 유기 기능기를 포함하고,
    내부에 상기 유기 기능기와 동일한 기능기를 포함하고,
    입자 크기가 10 내지 150 nm인, 실리카 연마입자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유기 기능기는, 탄소-탄소, 탄소-질소, 탄소-황 및 탄소-산소로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 결합을 포함하는 것인, 실리카 연마입자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유기 기능기는 소수성 작용기 또는 친수성 작용기인 것인, 실리카 연마입자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 친수성 작용기는, 수산기, 아민기, 카르복실기, 카르보닐기, 에스테르기, 알데하이드기 및 설폰기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 실리카 연마입자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 소수성 작용기는, 메틸기, 에틸기 및 아크릴기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 실리카 연마입자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 실리카 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 실리카 연마입자.
  7. 실란 전구체, 산성 물질 및 계면활성제를 포함하는 혼합물을 물에 분산하여 제조하는, 실리카 연마입자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 실란 전구체는, 트리메톡시메틸실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-아크릴로프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필에톡시실란, 3-아미노프로필메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필디메틸메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 3-(아미노프로필)에틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디메틸에톡시실란, 3-아미노프로필페닐디메톡시실란, 2-아미노에틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리에톡시실란, 4-아미노부틸트리메톡시실란, 4-아미노부틸메틸디메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리메톡시실란, 4-아미노-3,3-디메틸부틸트리에톡시실란 및 메르캅토프로필트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 혼합물 중 0.1 내지 20 중량%인 것인, 실리카 연마입자의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 산성 물질은, 질산, 황산, 염산, 불산, 브롬산, 인산, 과염소산, 옥살산 및 아세트산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것인, 실리카 연마입자의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 계면활성제는, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 세틸트리에틸암모늄브로마이드, 세틸디메틸에틸암모늄브로마이드, 세틸피리디늄클로라이드, 세틸피리디늄클로라이드, 데실트리메틸암모늄브로마이드, 라우릴트리메틸암모늄브로마이드, 미리스틸트리메틸암모늄브로마이드 및 스테아릴트리메틸암모늄브로마이드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것인, 실리카 연마입자의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 실리카 연마입자; 및
    킬레이트제, 산화제 및 부식방지제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가제;
    를 포함하는, 연마 슬러리 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 킬레이트제는, 시트르산, 카르복실산, 락트산, 타르타르산, 벤조산, 페닐아세트산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글리콜산, 포름산, 만델산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 아스파르트산, 글루타르산, 글루탐산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시트라콘산, 글리콜산, 티오글리콜산, 이소시트르산, 디글리콜산, 티오디글리콜산, 프탈산, 살리실알데히드, 자르코신, 퀴놀린카르복실산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 이타콘산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%이고,
    상기 산화제는, 과산화수소, 과산화수소, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드, 소듐 퍼옥사이드, 우레아 과산화수소, 우레아, 과산화요소, 퍼옥시디카보네이트, 옥타노일퍼옥사이드, 아세틸벤조일퍼옥사이드, 요소 및 퍼옥시이황산암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.01 내지 5 중량%이고,
    상기 부식방지제는, 이미다졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸(BTA), 5-아미노테트라졸(ATA), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 3-아미노-1,2,4 트리아졸, 톨리 트리아졸, 5-페닐-1H-테트라졸, 3-아미노-5-메틸-4H-1,2,4 트리아졸, K-소베이트, 2-아미노피리미딘, 하이드록시 퀴놀라인, N-페닐-1,4-페닐렌아민, 헥실 벤조트리아졸, 폴리피롤, 도데실 벤젠 설퍼네이트, 도데실 벤젠 설퍼닉 엑시드, 암모늄 라우릴 설페이트, 암모늄 도데실 설페이트, 소듐 도데실 설페이트, 소듐 라우레스 설페이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 라우릴 에테르 설페이트, 소듐 파레스 설페이트, 소듐 크실렌 설포네이트, 포타슘 라우릴 설페이트, 알킬벤젠설포네이트, 퍼플루오로옥타노에이트 및 퍼플루오로옥탄설포네이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 혼합물 중 0.001 내지 1 중량%인 것인,
    실리카 연마입자의 제조방법.

KR1020140181317A 2014-12-16 2014-12-16 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물 KR102326297B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140181317A KR102326297B1 (ko) 2014-12-16 2014-12-16 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140181317A KR102326297B1 (ko) 2014-12-16 2014-12-16 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160073035A true KR20160073035A (ko) 2016-06-24
KR102326297B1 KR102326297B1 (ko) 2021-11-15

Family

ID=56343226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140181317A KR102326297B1 (ko) 2014-12-16 2014-12-16 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102326297B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005110919A1 (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Dynax Corporation シリカエアロゲルの製造方法
KR100641348B1 (ko) * 2005-06-03 2006-11-03 주식회사 케이씨텍 Ｃｍｐ용 슬러리와 이의 제조 방법 및 기판의 연마 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005110919A1 (ja) * 2004-05-14 2005-11-24 Dynax Corporation シリカエアロゲルの製造方法
KR100641348B1 (ko) * 2005-06-03 2006-11-03 주식회사 케이씨텍 Ｃｍｐ용 슬러리와 이의 제조 방법 및 기판의 연마 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102326297B1 (ko) 2021-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5170342B2 (ja) ルチル型酸化チタン粒子の分散体の製造方法
JP2021509768A (ja) 改善されたトポグラフィーを有するタングステンバフ研磨組成物
JP2003514949A (ja) 表面平坦化組成物及び方法
JP6011749B1 (ja) 酸化チタン粒子の有機溶媒分散体とその製造方法
KR20010070501A (ko) 화학 기계 연마용 수계 분산체 및 화학 기계 연마 방법
JP2018510230A5 (ko)
JP5253095B2 (ja) ジルコニアゾルの製造方法
TWI593792B (zh) 研磨用組成物及使用其之研磨方法及基板之製造方法
JP2009137791A (ja) 非球状複合シリカゾルおよびその製造方法
KR102556595B1 (ko) 연마 조성물
JP2011104694A (ja) 無機酸化物微粒子分散液、研磨用粒子分散液及び研磨用組成物
WO2016101332A1 (zh) 一种化学机械抛光液
JP4493320B2 (ja) シリカゾルの製造方法およびシリカゾル
JP4151179B2 (ja) 複合粒子の製造方法及びこの方法により製造される複合粒子並びに複合粒子を含有する化学機械研磨用水系分散体
JP2013021291A (ja) 研磨用組成物
JP2009212473A (ja) 金属用研磨液、及び化学的機械的研磨方法
KR20160073035A (ko) 실리카 연마입자, 그의 제조방법 및 실리카 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물
WO2012088756A1 (zh) 一种抛光钨的化学机械抛光液
JP4041236B2 (ja) 半導体装置の製造に用いる化学機械研磨用複合粒子及びその製造方法並びにそれを用いる化学機械研磨方法
JP2001131534A (ja) 化学機械研磨用粒子及びその製造方法並びに化学機械研磨用水系分散体
JP6665900B2 (ja) 酸化ジルコニウム粒子の水分散液と有機溶媒分散液の製造方法
WO2016106766A1 (zh) 一种化学机械抛光液及其应用
JP5421006B2 (ja) 粒子連結型シリカゾルおよびその製造方法
JP2004335689A (ja) 銅研磨用スラリー
CN104745087B (zh) 一种化学机械抛光液以及抛光方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant