KR20180071631A - 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 다결정실리콘 표면개선제; 및 산화실리콘 연마조절제;를 포함한다.
Description
본 발명은 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
반도체 소자가 다양해지고 고집적화됨에 따라 더욱 미세한 패턴 형성 기술이 사용되고 있으며, 그에 따라 반도체 소자의 표면 구조가 더욱 복잡해지고 표면 막들의 단차도 더욱 커지고 있다. 반도체 소자를 제조하는 데 있어서 웨이퍼 상에 형성된 특정한 막에서의 단차를 제거하기 위한 평탄화 기술로서 CMP(chemical mechanical polishing) 공정이 이용된다. CMP 조성물은 한 유형의 집적 회로 성분을 또 다른 성분에 대해 제거하는데 있어서 선택적이다. 웨이퍼 표면의 CMP를 위한 조성물 및 방법은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 반도체 웨이퍼 표면의 연마를 위한 CMP 슬러리 조성물은 전형적으로 연마입자, 다양한 첨가 화합물 등을 포함한다. 3차원 트랜지스터 적층을 갖는 플래시 메모리 장치 (3D 플래시 메모리)가 점점 더 인기있다. 3D 플래시 응용을 위한 연마 슬러리는 일반적으로 다결정실리콘, 산화실리콘의 연마선택비, 뿐만 아니라 양호한 표면 토포그래피 및 낮은 결함 수준을 제공해야 한다. 이러한 조합은 전형적으로 종래의 CMP 슬러리 조성물 또는 방법에서는 발견되지 않는다. 이러한 다결정실리콘, 산화실리콘의 연마선택비, 양호한 표면 토포그래피 및 낮은 결함 수준을 제공하는 CMP 슬러리 조성물을 개발하는 것이 계속 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 다결정실리콘 표면 거칠기(roughness)를 개선하여 양호한 표면 토포그래피를 갖도록 하는 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 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.
일 실시예에 따르면, 연마입자; 다결정실리콘 표면개선제; 및 산화실리콘 연마조절제;를 포함하는, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제공한다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘 표면개선제는, 시트르산, 말산, 말레산, 말론산, 옥살산, 숙신산, 락트산, 타르타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 말레산, 푸마르산, 아세트산, 아디프산, 부티르산, 카프르산, 카프로산, 카프릴산, 글루타르산, 글리콜산, 포름산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 프탈산, 프로피온산, 피루브산, 스테아르산 및 발레르산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 카르복실산을 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘 표면개선제는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 산화실리콘 연마조절제는, 양이온성 중합체, 아민계 중합체 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 양이온성 중합체는, 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride); 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아](Poly[bis(2-chloroethyl) ether-alt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea]); 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머(Ethanol, 2,2',2 ' ' -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine); 히드록시에틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer); 아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride); 아크릴아미드/4급화 디메틸암모늄에틸 메타크릴레이트(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammoniumethyl methacrylate); 아크릴산/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴아미드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer); 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스(Quaternized hydroxyethyl cellulose); 비닐피롤리돈/4급화 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethyl methacrylate); 비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸의 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole); 비닐피롤리돈/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyl trimethylammonium); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)트리메틸암모늄 클로라이드(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride)); 폴리(아크릴아미드 2-메타크릴옥시에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride)); 폴리[2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)메틸 클로라이드](poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride]); 폴리[3-아크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[3-메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride]); 아크릴산/아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴산/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드/메틸 아크릴레이트 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate), 비닐카프로락탐/비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸 터폴리머(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)포스포릴콜린-코-엔-부틸 메타크릴레이트(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)); 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염](PDMAEA BCQ) 및 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염](PDMAEA MCQ)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 아민계 중합체는, 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 모노이소프로필아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로피르아민, 트리부틸아민, 에틸렌디아민, 디에틸트리아민, 트리에틸테트라아민, 프로필렌디아민, 1,3-프로판디아민, 1,2-프로필렌디아민, 디에틸렌트리아민 및 디헥실렌트리아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 산화실리콘 연마조절제는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 산성 물질 또는 염기성 물질을 포함하는 pH 조절제;를 더 포함하고, 상기 산성 물질은, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 포름산, 말론산, 말레인산, 옥살산, 초산, 아디프산, 구연산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 유산, 살리실산, 피멜린산, 벤조산, 숙신산, 프탈산, 부티르산, 글루타르산, 글루타민산, 글리콜산, 락트산, 아스파라긴산, 타르타르산 및 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 상기 염기성 물질은, 암모니아, 암모늄메틸프로판올(ammonium methyl propanol; AMP), 테트라메틸암모늄하이드록사이드(tetra methyl ammonium hydroxide; TMAH), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 10 nm 내지 100 nm인 단일 사이즈 입자이거나 10 nm 내지 100 nm의 2종 이상의 상이한 사이즈를 가지는 혼합 입자인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH는, 2 내지 6의 범위를 가지는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 다결정실리콘막에 대한 연마속도는 1 Å/min 내지 100 Å/min이고, 산화실리콘막에 대한 연마속도는 1 Å/min 내지 50 Å/min인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 다결정실리콘막 및 산화실리콘막을 포함하는 블랭킷 웨이퍼(Blanket wafer) 연마 시, 다결정실리콘막 : 산화실리콘막의 연마 선택비가 1.5 : 1 내지 3 : 1이고, 산화실리콘막 연마 억제 기능을 가지는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 이용한 연마 후, 다결정실리콘막의 표면 거칠기(roughness)가 2 nm 이하인 것일 수 있다.
일 실시예에 따른 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물은 낮은 다결정실리콘 연마량으로 다결정실리콘막의 표면 거칠기(roughness)를 개선하여 다결정실리콘막의 손실을 줄이고, 양호한 표면 토포그래피를 가질 수 있다. 또한, 다결정실리콘막 및 산화실리콘막 간의 선택비를 구현할 수 있다.
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 용어들은 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, 일 실시예에 따른 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 연마입자; 다결정실리콘 표면개선제; 및 산화실리콘 연마조절제;를 포함하는, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제공한다.
일 실시예에 따른 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물은 다결정실리콘막 및 산화실리콘막을 포함하는 웨이퍼를 연마하는데 유용하다. 일 실시예에 따른 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물은, 다결정실리콘 표면개선제 및 산화실리콘 연마조절제를 포함함으로써 다결정실리콘막의 표면 거칠기(roughness)를 개선하여 다결정실리콘막의 손실을 줄이고, 양호한 표면 토포그래피를 가질 수 있다. 또한, 다결정실리콘막 및 산화실리콘막 간의 연마 선택비를 조절할 수 있다.
일 측에 따르면, 다결정실리콘막은 본 기술분야에서 공지된 임의의 적합한 다결정실리콘 물질일 수 있다. 다결정실리콘은 임의의 적합한 상(phase)으로 존재할 수 있으며, 무정형, 결정형 또는 이들의 조합일 수 있다. 산화실리콘막은, 본 기술분야에 공지된 임의의 적합한 산화실리콘 물질일 수 있다. 예를 들어, 테트라에틸 오르소실리케이트(tetraethyl orthosilicate; TEOS), 플라즈마-에칭된 테트라에틸 오르소실리케이트(plasma enhanced tetraethyl orthosilicate; PETEOS), 포스포실리케이트 유리(phosphor silicate glass; PSG), 보론실리케이트 유리(boron silicate glass; BSG), 보로포스포실리케이트 유리(boro-phospho silicate glass; BPSG), 열 옥사이드(thermal oxide) 및 도핑되지 않은 실리케이트 유리(undoped silicate glass; USG), 고밀도플라즈마 산화막(high density plasma; HDP oxide)을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 연마입자는 실리카, 유기물 또는 무기물로 코팅된 실리카, 및 콜로이달 상태의 실리카 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 사용하는 것일 수 있다.
상기 연마입자는, 액상법에 의해 제조된 것을 포함하는 것일 수 있다. 액상법은 연마 입자 전구체를 수용액 중에서 화학적 반응을 발생시키고, 결정을 성장시켜 미립자를 얻는 졸-겔(sol-gel) 법이나 연마입자 이온을 수용액에서 침전시키는 공침법 및 고온 고압 하에서 연마입자를 형성하는 수열합성법 등을 적용하여 제조될 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 10 nm 내지 100 nm인 단일 사이즈 입자이거나 10 nm 내지 100 nm의 2종 이상의 상이한 사이즈를 가지는 혼합 입자인 것일 수 있다. 바람직하게는, 30 nm 내지 60 nm인 것일 수 있다. 상기 연마입자의 크기가 10 nm 미만인 경우 연마 속도의 저하를 초래할 수 있으며, 100 nm 초과인 경우 과잉 연마가 이루어지고, 디싱, 침식 및 표면 결함이 발생할 가능성이 있다. 상기 연마입자의 크기는, SEM 분석 또는 동적광산란으로 측정할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 2종의 상이한 사이즈를 가지는 입자가 혼합되어 바이모달(bimodal) 형태의 입도 분포를 가지는 것이거나, 3종의 상이한 사이즈를 가지는 입자가 혼합되어 3가지 피크를 보이는 입도분포를 가지는 것일 수 있다. 상대적으로 큰 연마입자와 상대적으로 작은 연마입자가 혼재함으로써 더 우수한 분산성을 가지며, 웨이퍼 표면에 스크래치를 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 연마입자는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 감소되는 문제가 있고, 10 중량% 초과인 경우 연마속도가 너무 높고, 연마입자 수의 증가로 인하여 표면의 잔류하게 되는 입자 흡착성에 의하여 표면 결함을 발생시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘 표면개선제는, 시트르산, 말산, 말레산, 말론산, 옥살산, 숙신산, 락트산, 타르타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 말레산, 푸마르산, 아세트산, 아디프산, 부티르산, 카프르산, 카프로산, 카프릴산, 글루타르산, 글리콜산, 포름산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 프탈산, 프로피온산, 피루브산, 스테아르산 및 발레르산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 카르복실산을 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘 표면개선제는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 다결정실리콘 표면개선제가 0.1 중량% 미만인 경우 다결정실리콘막의 연마속도가 저하될 수 있고, 1 중량% 초과인 경우 분산 안정성이 저하되어 스크래치와 같은 표면 결함이 발생하는 문제가 있다.
일 측에 따르면, 상기 산화실리콘 연마조절제는, 양이온성 중합체, 아민계 중합체 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 양이온성 중합체는, 표면 토폴로지를 개선할 수 있으며, 입체장애 분산안정성을 강화시키고, 프로파일에 영향을 미칠 수 있다. 상기 양이온성 중합체는, 분자식 내에 2개 이상의 이온화된 양이온을 포함하는 것일 수 있으며, 양이온으로 활성화된 질소를 2개 이상 포함하는 것일 수 있다. 이에 따라, 양이온성 중합체의 점도를 조절할 수 있다. 상기 양이온성 중합체는, 20 cp 내지 40 cp 점도를 가지는 것일 수 있다. 상기 양이온성 중합체의 점도 조절을 통하여 산화실리콘막의 연마 선택비를 제어할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 양이온성 중합체는, 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride); 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아](Poly[bis(2-chloroethyl) ether-alt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea]); 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머(Ethanol, 2,2',2 ' ' -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine); 히드록시에틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer); 아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride); 아크릴아미드/4급화 디메틸암모늄에틸 메타크릴레이트(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammoniumethyl methacrylate); 아크릴산/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴아미드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer); 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스(Quaternized hydroxyethyl cellulose); 비닐피롤리돈/4급화 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethyl methacrylate); 비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸의 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole); 비닐피롤리돈/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyl trimethylammonium); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)트리메틸암모늄 클로라이드(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride)); 폴리(아크릴아미드 2-메타크릴옥시에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride)); 폴리[2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)메틸 클로라이드](poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride]); 폴리[3-아크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[3-메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride]); 아크릴산/아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴산/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드/메틸 아크릴레이트 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate), 비닐카프로락탐/비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸 터폴리머(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)포스포릴콜린-코-엔-부틸 메타크릴레이트(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)); 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염](PDMAEA BCQ) 및 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염](PDMAEA MCQ)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 양이온성 중합체는, 중량평균 분자량이 100,000 이하인 것일 수 있다. 상기 양이온성 중합체의 중량평균 분자량이 지나치게 낮으면, 산화실리콘막을 연마할 때에 충분한 연마 속도를 얻기 어렵고 평탄화 효과가 부족하게 되며, 중량평균 분자량이 100,000을 초과하는 경우, 응집 현상이 발생하고, 점도가 높아지며 슬러리 조성물의 보존 안정성이 저하될 우려가 있다.
일 측에 따르면, 상기 아민계 중합체는, 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 모노이소프로필아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로피르아민, 트리부틸아민, 에틸렌디아민, 디에틸트리아민, 트리에틸테트라아민, 프로필렌디아민, 1,3-프로판디아민, 1,2-프로필렌디아민, 디에틸렌트리아민 및 디헥실렌트리아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 산화실리콘 연마조절제는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%인 것일 수 있다. 상기 산화실리콘 연마조절제가 0.0001 중량% 미만인 경우 산화실리콘막이 과량으로 연마되는 문제가 발생할 수 있고, 0.1 중량% 초과인 경우 다결정실리콘막과 산화실리콘막 간의 연마 선택비가 구현되지 않을 수 있고, 분산 안정성이 저하되어 스크래치가 발생하는 문제가 있다.
일 측에 따르면, 산성 물질 또는 염기성 물질을 포함하는 pH 조절제;를 더 포함하고, 상기 산성 물질은, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 포름산, 말론산, 말레인산, 옥살산, 초산, 아디프산, 구연산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 유산, 살리실산, 피멜린산, 벤조산, 숙신산, 프탈산, 부티르산, 글루타르산, 글루타민산, 글리콜산, 락트산, 아스파라긴산, 타르타르산 및 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 상기 염기성 물질은, 암모니아, 암모늄메틸프로판올(ammonium methyl propanol; AMP), 테트라메틸암모늄하이드록사이드(tetra methyl ammonium hydroxide; TMAH), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH는, 2 내지 6의 범위를 가지는 것일 수 있다. 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH가 2 내지 6의 산성 범위를 벗어나는 경우, 알카리 영역으로 갈수록 연마 후 반도체 재료의 탈락이 크게 발생하게 될 수 있어, 다결정실리콘막 표면의 거칠기(roughness)가 일정하지 않고, 디싱, 침식, 침식, 부식 및 표면 불균형과 같은 결함을 발생시킬 수 있다. 상기 pH는 상기의 pH 조절제의 첨가에 의해 조정이 가능하다.
일 측에 따르면, 다결정실리콘막에 대한 연마속도는 1 Å/min 내지 100 Å/min, 바람직하게는, 5 Å/min 내지 60 Å/min이고, 산화실리콘막에 대한 연마속도는 1 Å/min 내지 50 Å/min, 바람직하게는, 1 Å/min 내지 30 Å/min인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 다결정실리콘막 및 산화실리콘막을 포함하는 블랭킷 웨이퍼(Blanket wafer) 연마 시, 다결정실리콘막 : 산화실리콘막의 선택비가 1.5 : 1 내지 3 : 1이고, 산화실리콘막의 연마를 억제하는 기능을 가지는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 패턴 웨이퍼를 연마하는 경우 패턴밀도가 작은 웨이퍼 뿐만 아니라 패턴밀도가 큰 웨이퍼에서도 높은 연마율을 확보할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 이용한 연마 후, 다결정실리콘막의 표면 거칠기(roughness)가 2 nm 이하, 바람직하게는, 1.5 nm 이하인 것일 수 있다. 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물은 다결정실리콘막 및 산화실리콘막을 포함하는 웨이퍼의 연마 후, 스크래치 발생량이 50 ea 이하인 것일 수 있다. 표면거칠기 및 스크래치 발생량의 정도는 원자현미경으로 측정할 수 있다.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
1]
초순수에 평균 입도가 30 nm 크기의 콜로이달 실리카 연마입자 0.9 중량%, 다결정실리콘 표면개선제로서 시트르산 0.05 중량% 및 산화실리콘 연마조절제로서 트리에틸테트라아민(TETA) 0.001 중량%을 혼합하고, 질산을 첨가하여 pH 2.5의 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
2]
실시예 1에서 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH를 3.2로 조정한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
3]
실시예 1에서 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH를 4.2로 조정한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
4]
실시예 1에서 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH를 5.2로 조정한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
5]
실시예 1에서 콜로이달 실리카 함량을 1.8 중량% 첨가하고, 산화실리콘 연마조절제로서 트리에틸테트라아민(TETA) 0.002 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
6]
실시예 1에서 산화실리콘 연마조절제로서 MIRAPOL(폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]) 0.001 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
7]
실시예 6에서 콜로이달 실리카 함량을 1.8 중량% 첨가하고, 산화실리콘 연마조절제로서 MIRAPOL(폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]) 0.002 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 6과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
실시예
8]
실시예 1에서 평균 입도가 60 nm인 콜로이달 실리카를 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
비교예
1]
실시예 1에서 연마 슬러리 조성물의 pH를 1.8로 조정한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
[
비교예
2]
실시예 1에서 연마 슬러리 조성물의 pH를 6.5로 조정한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 1 내지 8의 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물, 비교예 1 및 2의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마 조건으로 TEOS 20,000 Å, Poly Si 5,000 Å 증착된 블랭킷 웨이퍼를 연마하였다.
[연마 조건]
1. 연마기: ST#01 (케이씨텍 社)
2. 패드: IC1010 (Dow社)
3. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 100
4. 캐리어 RPM (Carrier RPM): 103
5. 웨이퍼 압력: 1 psi, 2 psi
6. 리테이너링 (Retainer Ring) 압력: 7.5 psi
7. 유량 (Flow rate): 250 ml/min
8. 웨이퍼: TEOS 20,000 Å, Poly Si 5,000 Å 증착된 블랭킷 웨이퍼
하기 표 1은 실시예 1 내지 8의 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 및 비교예 1 및 2의 연마 슬러리 조성물에 첨가된 콜로이달 실리카, 첨가제 종류 및 함량을 나타내고, 연마성능을 나타낸 것이다.
콜로이달 실리카 | 첨가제 | 연마성능 | ||||||
pH | 함량 (wt%) |
입자크기 (nm) |
종류 | 함량 (wt%) |
Poly-Si (Å/min) |
TEOS (Å/min) |
표면 거칠기 (nm) |
|
실시예 1 | 2.5 | 0.9 | 30 | TETA | 0.001 | 41 | 15 | 1.239 |
실시예 2 | 3.2 | 0.9 | 30 | TETA | 0.001 | 40 | 11 | 1.339 |
실시예 3 | 4.2 | 0.9 | 30 | TETA | 0.001 | 32 | 10 | 1.356 |
실시예 4 | 5.2 | 0.9 | 30 | TETA | 0.001 | 30 | 11 | 1.422 |
실시예 5 | 2.5 | 1.8 | 30 | TETA | 0.002 | 37 | 11 | 1.213 |
실시예 6 | 2.5 | 0.9 | 30 | Mirapol | 0.001 | 9 | 2 | 1.106 |
실시예 7 | 2.5 | 1.8 | 30 | Mirapol | 0.02 | 13 | 2 | 1.159 |
실시예 8 | 2.5 | 0.9 | 60 | TETA | 0.001 | 86 | 50 | 1.316 |
비교예 1 | 1.8 | 0.9 | 30 | TETA | 0.001 | 72 | 102 | 2.234 |
비교예 2 | 6.5 | 0.9 | 30 | TETA | 0.001 | 9 | 10 | 2.225 |
표 1을 참조하면, 연마 전 초기 블랭킷 웨이퍼의 표면 거칠기가 11 nm인 것에 비하면 실시예 1 내지 8의 연마 슬러리 조성물을 사용했을 때 다결정실리콘막의 표면 거칠기가 1.5 nm 이하를 나타내어 다결정실리콘막의 연마량이 낮아도 거칠기가 눈에 띄게 향상된 것을 알 수 있다. 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2를 참조하면, 첨가제 물질이 트리에틸렌테트라아민(TETA)으로 동일해도 슬러리 조성물의 pH가 본 발명의 범위의 2 내지 6을 벗어나면, 다결정실리콘막 표면 거칠기에 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 6을 통하여, 연마입자 사이즈가 커지면 다결정실리콘막 및 산화실리콘막의 연마율이 다소 높아지는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예에 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 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (15)
- 연마입자;
다결정실리콘 표면개선제; 및
산화실리콘 연마조절제;
를 포함하는, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 다결정실리콘 표면개선제는, 시트르산, 말산, 말레산, 말론산, 옥살산, 숙신산, 락트산, 타르타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 말레산, 푸마르산, 아세트산, 아디프산, 부티르산, 카프르산, 카프로산, 카프릴산, 글루타르산, 글리콜산, 포름산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 프탈산, 프로피온산, 피루브산, 스테아르산 및 발레르산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 카르복실산을 포함하는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 다결정실리콘 표면개선제는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 1 중량%인 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 산화실리콘 연마조절제는, 양이온성 중합체, 아민계 중합체 또는 이 둘을 포함하는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제4항에 있어서,
상기 양이온성 중합체는, 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride); 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아](Poly[bis(2-chloroethyl) ether-alt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea]); 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머(Ethanol, 2,2',2 ' ' -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine); 히드록시에틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer); 아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride); 아크릴아미드/4급화 디메틸암모늄에틸 메타크릴레이트(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammoniumethyl methacrylate); 아크릴산/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴아미드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer); 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스(Quaternized hydroxyethyl cellulose); 비닐피롤리돈/4급화 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethyl methacrylate); 비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸의 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole); 비닐피롤리돈/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyl trimethylammonium); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)트리메틸암모늄 클로라이드(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride)); 폴리(아크릴아미드 2-메타크릴옥시에틸트리메틸 암모늄 클로라이드(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride)); 폴리[2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)메틸 클로라이드](poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride]); 폴리[3-아크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[3-메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride]); 아크릴산/아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴산/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드/메틸 아크릴레이트 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate) 비닐카프로락탐/비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸 터폴리머(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)포스포릴콜린-코-엔-부틸 메타크릴레이트(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)); 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염](PDMAEA BCQ) 및 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염](PDMAEA MCQ)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제4항에 있어서,
상기 아민계 중합체는, 메틸아민, 에틸아민, 이소프로필아민, 모노이소프로필아민, 디에틸아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로피르아민, 트리부틸아민, 에틸렌디아민, 디에틸트리아민, 트리에틸테트라아민, 프로필렌디아민, 1,3-프로판디아민, 1,2-프로필렌디아민, 디에틸렌트리아민 및 디헥실렌트리아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 산화실리콘 연마조절제는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.1 중량%인 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
산성 물질 또는 염기성 물질을 포함하는 pH 조절제;를 더 포함하고,
상기 산성 물질은, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 포름산, 말론산, 말레인산, 옥살산, 초산, 아디프산, 구연산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 유산, 살리실산, 피멜린산, 벤조산, 숙신산, 프탈산, 부티르산, 글루타르산, 글루타민산, 글리콜산, 락트산, 아스파라긴산, 타르타르산 및 그의 염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
상기 염기성 물질은, 암모니아, 암모늄메틸프로판올(ammonium methyl propanol; AMP), 테트라메틸암모늄하이드록사이드(tetra methyl ammonium hydroxide; TMAH), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 연마입자는,
금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 연마입자는, 10 nm 내지 100 nm인 단일 사이즈 입자이거나 10 nm 내지 100 nm의 2종 이상의 상이한 사이즈를 가지는 혼합 입자인 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 연마입자는, 상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물의 pH는, 2 내지 6의 범위를 가지는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
다결정실리콘막에 대한 연마속도는 1 Å/min 내지 100 Å/min이고, 산화실리콘막에 대한 연마속도는 1 Å/min 내지 50 Å/min인 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
다결정실리콘막 및 산화실리콘막을 포함하는 블랭킷 웨이퍼(Blanket wafer) 연마 시, 다결정실리콘막 : 산화실리콘막의 연마 선택비가 1.5 : 1 내지 3 : 1이고, 산화실리콘막 연마 억제 기능을 가지는 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물을 이용한 연마 후, 다결정실리콘막의 표면 거칠기(roughness)가 2 nm 이하인 것인, 다결정실리콘을 함유하는 웨이퍼의 연마 슬러리 조성물.
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KR20200082928A (ko) * | 2018-12-31 | 2020-07-08 | 주식회사 케이씨텍 | 디스플레이용 대면적 기판 연마 슬러리 조성물 |
WO2021049253A1 (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
KR20220144631A (ko) * | 2021-04-20 | 2022-10-27 | 주식회사 케이씨텍 | 연마 슬러리 조성물 |
WO2023121037A1 (ko) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 주식회사 케이씨텍 | 연마 슬러리 조성물 |
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WO2021049253A1 (ja) * | 2019-09-10 | 2021-03-18 | 株式会社フジミインコーポレーテッド | 研磨用組成物 |
KR20220144631A (ko) * | 2021-04-20 | 2022-10-27 | 주식회사 케이씨텍 | 연마 슬러리 조성물 |
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