KR20230099302A - Polishing slurry composiotion - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to an abrasive slurry composition.
CMP(chemical mechanical polishing) 공정은, 반도체 소자를 제조하는데 있어서 기판 상에 형성된 특정한 막에서의 단차를 제거하기 위한 평탄화 기술로서 이용되고 있다. 예들 들어, 과량으로 성막된 층간 절연막(interlayer dielectric; ILD)을 제거하기 위한 공정이나 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI)용 절연막의 평탄화를 위한 공정에 사용되고 있다.A chemical mechanical polishing (CMP) process is used as a planarization technique for removing steps in a specific film formed on a substrate in manufacturing semiconductor devices. For example, it is used in a process for removing an excessively formed interlayer dielectric (ILD) or in a process for planarization of an insulating film for shallow trench isolation (STI).
CMP 공정은 연마 입자가 포함된 슬러리를 기판상에 투입하고 연마 장치에 장착된 연마 패드를 이용하여 실시하게 되는데, 슬러리 내 포함된 연마 입자는 연마 장치로부터 압력을 받아 기계적으로 표면을 연마하게 되고, 슬러리 조성물에 포함된 화학적 성분은 기판의 표면을 화학적으로 반응시켜 기판의 표면을 화학적으로 제거하게 된다.The CMP process is performed by putting a slurry containing abrasive particles on a substrate and using a polishing pad mounted on a polishing device. The abrasive particles included in the slurry receive pressure from the polishing device to mechanically polish the surface, The chemical component included in the slurry composition chemically reacts with the surface of the substrate to chemically remove the surface of the substrate.
이러한 CMP 공정에 있어서, 연마 속도, 연마 표면의 평탄화도, 스크래치 및 디싱 발생 정도는 중요하게 고려되어야 하는 요소로, 이들은 CMP 공정 조건, 슬러리의 종류, 연마 패드의 종류 등에 의해 결정된다.In such a CMP process, the polishing rate, the flatness of the polishing surface, and the degree of occurrence of scratches and dishing are important factors to be considered, and they are determined by the CMP process conditions, the type of slurry, the type of polishing pad, and the like.
특히, 반도체 소자가 고집적화되고 반도체 표면의 패턴이 복잡해짐에 따라 표면 막들의 단차나 스크래치 및 디싱이 소자의 성능에 미치는 영향은 더욱 커지고 있어, 표면 막들의 단차를 빠르게 평탄화하면서 스크래치 및 디싱 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 연마 슬러리 개발의 필요성이 증가하고 있다.In particular, as semiconductor devices are highly integrated and patterns on the semiconductor surface become more complex, the impact of the level difference, scratches, and dishing on the performance of the device is increasing. There is an increasing need to develop abrasive slurries that can be controlled.
한편, 현재 상용화된 CMP 슬러리의 경우 음이온성 고분자를 첨가제로 사용하고 있는데, 이러한 슬러리의 경우 연마 속도가 현저히 낮을 뿐만 아니라 연마 후에 디펙이나 스크래치 등의 결함 수준이 높고, 과연마에 따른 디싱 수준이 높은 문제점이 있다. On the other hand, in the case of currently commercialized CMP slurries, anionic polymers are used as additives. In the case of such slurries, not only the polishing speed is remarkably low, but also the level of defects such as flaws and scratches after polishing is high, and the level of dishing due to over polishing is high. there is
이에 따라, 산화막 연마 속도를 향상시키면서 실리콘 산화막 및 실리콘 질화막의 연마 선택비를 제어할 수 있는 연마제의 개발이 필요하다.Accordingly, it is necessary to develop an abrasive capable of controlling the polishing selectivity of a silicon oxide film and a silicon nitride film while improving the oxide film polishing rate.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and cannot necessarily be said to be known art disclosed to the general public prior to the present application.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 실리콘 산화막에 대한 연마율을 증가시킬 수 있는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a polishing slurry composition capable of increasing the polishing rate for a silicon oxide film.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 연마입자 및 하기 화학식 1의 구조로 표현되는 알킬 글루코사이드를 포함하는 산화막 부스터를 포함하는 연마액;을 포함한다:The polishing slurry composition according to an embodiment of the present invention includes:
[화학식 1][Formula 1]
(화학식 1에서 m은 0 내지 10의 정수, R3는 선형 또는 분지형 C8-C18 알킬기).(In Formula 1, m is an integer from 0 to 10, R3 is a linear or branched C8-C18 alkyl group).
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, 라우릴글루코사이드(Lauryl Glucoside), 코코-글루코사이드(Coco-Glucoside), 데실글루코사이드(Decyl Glucoside), 카프릴릴/카프릴글루코 사이드(Caprylyl/Capryl Glucoside), 카프릴릴글루코사이드(Caprylyl Glucoside), C8-C10 알킬 폴리글루코사이드 및 C12-C16 알킬 폴리글루코사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside is Lauryl Glucoside, Coco-Glucoside, Decyl Glucoside, Caprylyl/Capryl Glucoside , Caprylyl Glucoside, C8-C10 alkyl polyglucoside, and C12-C16 alkyl polyglucoside may include at least one selected from the group consisting of.
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, AG6206® (라이온·스페샤리티·케미칼즈주식회사), SIMULSOL SL4® (SEPPIC사), TRITON CG-110® (Sigma-Aldrich 사), Plantapon® (BASF 사), Plantacare® (BASF 사), Mazon® (BASF 사), Atplus® (Croda 사), Agnique PG 8107®, Agnique PG 9116® (BASF 사), Glucopon 225 DK® (BASF 사), Glucopon 215 CS UP (BASF 사), Glucopon 420 UP (CAS 110615-47-9 및 68515-73-1, BASF 사), Glucopon 425 N (CAS 110615- 47-9 및 68515-73-1, BASF 사) (GLUCOPON 425 N/HH 로서 일부 시장에서 판매됨, BASF 사), Glucopon 600 UP (CAS 110615-47-9) (GLUCOPON 600 CSUP 로서 일부 시장에서 판매됨, BASF 사) 및 Glucopon 650 EC (BASF 사)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside is AG6206 ® (Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.), SIMULSOL SL4 ® (SEPPIC), TRITON CG-110 ® (Sigma-Aldrich), Plantapon ® (BASF g), Plantacare ® (Company BASF), Mazon ® (Company BASF), Atplus ® (Company Croda), Agnique PG 8107 ® , Agnique Glucopon 425 N (CAS 110615-47-9 and 68515-73-1 by BASF) (sold in some markets as GLUCOPON 425 N/HH by BASF), Glucopon 600 UP (CAS 110615-47-9) (as GLUCOPON 600 CSUP Sold in some markets, BASF) and Glucopon 650 EC (BASF) may include at least one selected from the group consisting of.
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside may be 0.01% to 5% by weight of the polishing slurry composition.
일 실시형태에 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 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles include at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal oxide coated with an organic or inorganic material, and the metal oxide in a colloidal state, and the metal oxide is silica. , ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, mangania, and may include at least one selected from the group consisting of magnesia.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는 고상법 또는 액상법으로 제조된 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may be produced by a solid phase method or a liquid phase method.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 입경 5 nm 내지 150 nm인 1차 입자 및 입경 30 nm 내지 300 nm인 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may include primary particles having a particle size of 5 nm to 150 nm and secondary particles having a particle size of 30 nm to 300 nm.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may be 0.1% to 10% by weight of the polishing slurry composition.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마액은 암모늄염 분산제 및 고분자 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 분산제를 더 포함하고, 상기 고분자 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리술폰산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 아크릴 스티렌 공중합체, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체(polystyrene-co-acrylic acid; PAA-PS), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고, 상기 암모늄염 분산제는, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산 암모늄염, 암모늄나이트레이트, 암모늄포스페이트, 암모늄아세테이트, 암모늄클로라이드, 암모늄설페이트, 암모늄포메이트, 암모늄카르보네이트 및 암모늄사이트레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the polishing liquid further includes at least one dispersant selected from the group consisting of an ammonium salt dispersant and a polymer dispersant, and the polymer dispersant is polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid , Polyammonium methacrylate, polyacrylic maleic acid, acrylic styrene copolymer, polystyrene-co-acrylic acid (PAA-PS), polyacrylamide/acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, It includes at least one selected from the group consisting of polysulfonic acid/acrylamide copolymer and polyacrylic acid/malonic acid copolymer, and the ammonium salt dispersant is ammonium polyacrylate, ammonium polymethacrylate, ammonium nitrate, and ammonium phosphate. , It may include at least one selected from the group consisting of ammonium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium formate, ammonium carbonate and ammonium citrate.
일 실시형태에 있어서, 상기 분산제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.In one embodiment, the dispersant may be 0.1% to 5% by weight of the polishing slurry composition.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은, pH 조절제를 포함하는 첨가액;을 더 포함하고, 상기 pH 조절제는, 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 산성 물질; 및 암모니아, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 알카리성 물질;로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition further comprises an additive solution containing a pH adjusting agent, wherein the pH adjusting agent is nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, iodic acid, formic acid, malonic acid , maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, lactic acid, salicylic acid, pimelic acid, benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, glycolic acid, lactic acid, an acidic substance containing at least one selected from the group consisting of aspartic acid, tartaric acid, and salts thereof; and selected from the group consisting of ammonia, 2-amino-2-methyl-1-propanol, tetramethylammonium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate and imidazole. It may include at least one selected from the group consisting of;
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은, 음이온성 고분자를 포함하는 디싱 억제제를 포함하는 첨가액;을 더 포함하고, 상기 음이온성 고분자는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체(polystyrene-co-acrylic acid; PAA-PS), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition further includes an additive solution containing a dishing inhibitor containing an anionic polymer, wherein the anionic polymer is polyacrylic acid, polyacrylic acid, ammonium salt, polymethacrylic acid, poly Ammonium methacrylate, polyacrylic maleic acid, polystyrene-co-acrylic acid (PAA-PS), polyacrylamide/acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer , It may include at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid/malonic acid copolymers.
일 실시형태에 있어서, 상기 디싱 억제제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.In one embodiment, the dishing inhibitor may be 0.1% to 5% by weight of the polishing slurry composition.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는 7 내지 8인 것일 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition may have a pH of 7 to 8.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물을 이용하여 웨이퍼 연마 시, NPW(Non Patterned Wafer) 산화막의 연마율은 7,000 Å/min 이상인 것일 수 있다.In one embodiment, when polishing a wafer using the polishing slurry composition, a polishing rate of a non-patterned wafer (NPW) oxide film may be 7,000 Å/min or more.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 산화막 부스터의 첨가 함량 조절에 따라 실리콘 산화막에 대한 연마율을 증가시킬 수 있다.The polishing slurry composition according to an embodiment of the present invention can increase the polishing rate of the silicon oxide film according to the control of the addition amount of the oxide film booster.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes can be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents or substitutes to the embodiments are included within the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the examples are used only for descriptive purposes and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed descriptions will be omitted to the extent of overlap.
이하, 본 발명의 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the polishing slurry composition of the present invention will be described in detail with reference to Examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples and drawings.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 연마입자 및 하기 화학식 1의 구조로 표현되는 알킬 글루코사이드를 포함하는 산화막 부스터를 포함하는 연마액;을 포함한다:The polishing slurry composition according to an embodiment of the present invention includes:
[화학식 1][Formula 1]
(화학식 1에서 m은 0 내지 10의 정수, R3는 선형 또는 분지형 C8-C18 알킬기).(In Formula 1, m is an integer from 0 to 10, R3 is a linear or branched C8-C18 alkyl group).
화학식 1에서, 상기 m은 0 내지 10; 1 내지 10; 3 내지 10; 5 내지 10; 7 내지 10; 0 내지 7; 1 내지 7; 3 내지 7; 5 내지 7; 0 내지 5; 1 내지 5; 3 내지 5; 0 내지 3; 또는 1 내지 3;인 것일 수 있다.In Formula 1, m is 0 to 10; 1 to 10; 3 to 10; 5 to 10; 7 to 10; 0 to 7; 1 to 7; 3 to 7; 5 to 7; 0 to 5; 1 to 5; 3 to 5; 0 to 3; or 1 to 3; it may be.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은, 아미노산, 유기산, 다가 알코올 유도체, 아민 화합물, 비이온성 고분자, 수용성 고분자 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 첨가액;을 더 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polishing slurry composition further comprises at least one additive selected from the group consisting of amino acids, organic acids, polyhydric alcohol derivatives, amine compounds, nonionic polymers, water-soluble polymers, and pH adjusting agents. may include
상기 첨가액은, 연마 속도, 연마 선택비와 같은 연마 특성, 연마입자의 분산성, 보존 안정성과 같은 연마입자의 특성을 조정하기 위해 물 이외에 연마 슬러리 조성물에 첨가되는 물질을 의미한다.The additive solution refers to a material added to the polishing slurry composition other than water to adjust the polishing properties such as polishing speed and polishing selectivity, the dispersibility of the abrasive particles, and the storage stability of the abrasive particles.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 산화막 부스터의 첨가 함량 조절에 따라 실리콘 산화막에 대한 연마율을 증가시킬 수 있다.The polishing slurry composition according to an embodiment of the present invention can increase the polishing rate of the silicon oxide film according to the control of the addition amount of the oxide film booster.
일 실시형태에 있어서, 산화막 부스터는 연마액에 첨가 시 연마입자와 가수분해작용(hydrolysis)을 통해 접촉한 이후 연마입자와 실리콘 산화막 표면 사이에서 반응하여 연마입자의 접촉 빈도를 촉진시킬 수 있다.In one embodiment, when the oxide film booster is added to the polishing liquid, it contacts the abrasive grains through hydrolysis, and then reacts between the abrasive grains and the surface of the silicon oxide film to promote the contact frequency of the abrasive grains.
일 실시형태에 있어서, 알킬 폴리글루코사이드는 아노머(anomeric) 알코올 기가 알킬기에 의해 대체되어 있는 글루코스 에테르이다. 일 구현예에 있어서, 알킬 사슬은 탄소수 약 8 내지 약 18 (또는 탄소수 8-11, 또는 9-12, 또는 10-11) 범위의 길이를 갖는다. 예를 들어, 알킬 사슬 길이는 평균 탄소 사슬 길이에 의해 특징지어 진다. 따라서, 일 구현예에 있어서, 평균 알킬 사슬 길이는 약 8.9 내지 약 12.8 범위이다. 일 구현예에 있어서, 알킬 폴리글루코사이드의 중합도 ("DP") 는 약 1 내지 약 2 범위이다. 일 구현예에 있어서, DP 는 약 1.5 내지 약 1.8 범위이다.In one embodiment, an alkyl polyglucoside is a glucose ether in which an anomeric alcohol group is replaced by an alkyl group. In one embodiment, the alkyl chain has a length ranging from about 8 to about 18 carbon atoms (or 8-11 carbon atoms, or 9-12 carbon atoms, or 10-11 carbon atoms). For example, alkyl chain length is characterized by average carbon chain length. Thus, in one embodiment, the average alkyl chain length ranges from about 8.9 to about 12.8. In one embodiment, the degree of polymerization ("DP") of the alkyl polyglucoside ranges from about 1 to about 2. In one embodiment, DP ranges from about 1.5 to about 1.8.
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, 라우릴글루코사이드(Lauryl Glucoside), 코코-글루코사이드(Coco-Glucoside), 데실글루코사이드(Decyl Glucoside), 카프릴릴/카프릴글루코 사이드(Caprylyl/Capryl Glucoside), 카프릴릴글루코사이드(Caprylyl Glucoside), C8-C10 알킬 폴리글루코사이드 및 C12-C16 알킬 폴리글루코사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside is Lauryl Glucoside, Coco-Glucoside, Decyl Glucoside, Caprylyl/Capryl Glucoside , Caprylyl Glucoside, C8-C10 alkyl polyglucoside, and C12-C16 alkyl polyglucoside may include at least one selected from the group consisting of.
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, 제품으로서 상업적으로 입수가능하다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside is commercially available as a product.
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, AG6206® (라이온·스페샤리티·케미칼즈주식회사), SIMULSOL SL4® (SEPPIC사), TRITON CG-110® (Sigma-Aldrich 사), Plantapon® (BASF 사), Plantacare® (BASF 사), Mazon® (BASF 사), Atplus® (Croda 사), Agnique PG 8107®, Agnique PG 9116® (BASF 사), Glucopon 225 DK® (BASF 사), Glucopon 215 CS UP (BASF 사), Glucopon 420 UP (CAS 110615-47-9 및 68515-73-1, BASF 사), Glucopon 425 N (CAS 110615- 47-9 및 68515-73-1, BASF 사) (GLUCOPON 425 N/HH 로서 일부 시장에서 판매됨, BASF 사), Glucopon 600 UP (CAS 110615-47-9) (GLUCOPON 600 CSUP 로서 일부 시장에서 판매됨, BASF 사) 및 Glucopon 650 EC (BASF 사)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside is AG6206 ® (Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.), SIMULSOL SL4 ® (SEPPIC), TRITON CG-110 ® (Sigma-Aldrich), Plantapon ® (BASF g), Plantacare ® (Company BASF), Mazon ® (Company BASF), Atplus ® (Company Croda), Agnique PG 8107 ® , Agnique Glucopon 425 N (CAS 110615-47-9 and 68515-73-1 by BASF) (sold in some markets as GLUCOPON 425 N/HH by BASF), Glucopon 600 UP (CAS 110615-47-9) (as GLUCOPON 600 CSUP Sold in some markets, BASF) and Glucopon 650 EC (BASF) may include at least one selected from the group consisting of.
일 실시형태에 있어서, 상기 알킬 폴리글루코사이드는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 알킬 폴리글루코사이드가 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 미만인 경우 실리콘 산화막 연마율 상승이 미미하고, 5 중량% 초과인 경우 연마 선택비가 구현되지 않을 수 있고, 웨이퍼 표면 결함이 증가될 수 있다.In one embodiment, the alkyl polyglucoside may be 0.01% to 5% by weight of the polishing slurry composition. When the alkyl polyglucoside is less than 0.01% by weight in the polishing slurry composition, the increase in the silicon oxide film polishing rate is insignificant, and when it is greater than 5% by weight, the polishing selectivity may not be realized and wafer surface defects may increase.
일 실시형태에 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 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles include at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal oxide coated with an organic or inorganic material, and the metal oxide in a colloidal state, and the metal oxide is silica. , ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, mangania, and may include at least one selected from the group consisting of magnesia.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는 고상법 또는 액상법으로 제조된 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may be produced by a solid phase method or a liquid phase method.
바람직하게는, 상기 연마 입자는 고상 세리아 또는 음전하로 분산된 콜로이달 세리아인 것일 수 있다.Preferably, the abrasive particles may be solid ceria or negatively charged colloidal ceria.
일 실시형태에 있어서, 상기 고상법은 연마입자 전구체를 400 ℃ 내지 1,000 ℃의 온도에서 하소하는 방법으로 제조될 수 있다.In one embodiment, the solid phase method may be prepared by calcining the abrasive particle precursor at a temperature of 400 ° C to 1,000 ° C.
일 실시형태에 있어서, 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. 액상법으로 제조된 연마입자는 연마입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있다.In one embodiment, the abrasive particles may include those produced by a liquid phase method. The liquid phase method is a sol-gel method in which abrasive particle precursors undergo a chemical reaction in an aqueous solution to grow crystals to obtain microparticles, a coprecipitation method in which abrasive particle ions are precipitated in an aqueous solution, and abrasive particles are formed under high temperature and high pressure. It can be prepared by applying a hydrothermal synthesis method, etc. The abrasive particles produced by the liquid phase method are dispersed so that the surface of the abrasive particles has a positive charge.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는 단결정성인 것일 수 있다. 단결정성 연마입자를 사용할 경우, 다결정성 연마 입자 대비 스크래치 저감 효과를 달성할 수 있으며, 디싱이 개선될 수 있으며, 연마 후 세정성이 개선될 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may be monocrystalline. When monocrystalline abrasive particles are used, a scratch reduction effect can be achieved compared to polycrystalline abrasive particles, dishing can be improved, and cleaning properties after polishing can be improved.
일 실시형태에 있어서, 상기 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.In one embodiment, the shape of the abrasive particles may include at least one selected from the group consisting of spherical, prismatic, needle-shaped and plate-shaped, preferably spherical it could be
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 입경 5 nm 내지 150 nm; 10 nm 내지 150 nm; 30 nm 내지 150 nm; 50 nm 내지 150 nm; 100 nm 내지 150 nm; 5 nm 내지 130 nm; 10 nm 내지 130 nm; 30 nm 내지 130 nm; 50 nm 내지 130 nm; 100 nm 내지 130 nm; 5 nm 내지 100 nm; 10 nm 내지 100 nm; 30 nm 내지 100 nm; 50 nm 내지 100 nm; 5 nm 내지 50 nm; 또는 10 nm 내지 30 nm;의 1차 입자, 30 nm 내지 300 nm; 30 nm 내지 200 nm; 30 nm 내지 100 nm; 50 nm 내지 300 nm; 50 nm 내지 200 nm; 50 nm 내지 100 nm; 100 nm 내지 300 nm; 또는 200 nm 내지 300 nm;의 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the abrasive particles, particle diameter 5 nm to 150 nm; 10 nm to 150 nm; 30 nm to 150 nm; 50 nm to 150 nm; 100 nm to 150 nm; 5 nm to 130 nm; 10 nm to 130 nm; 30 nm to 130 nm; 50 nm to 130 nm; 100 nm to 130 nm; 5 nm to 100 nm; 10 nm to 100 nm; 30 nm to 100 nm; 50 nm to 100 nm; 5 nm to 50 nm; or primary particles of 10 nm to 30 nm; 30 nm to 300 nm; 30 nm to 200 nm; 30 nm to 100 nm; 50 nm to 300 nm; 50 nm to 200 nm; 50 nm to 100 nm; 100 nm to 300 nm; or 200 nm to 300 nm; may include secondary particles.
예를 들어, 연마입자의 평균 입경의 측정은, 주사전자현미경 분석 또는 동적광산란으로 측정될 수 있는 시야 범위 내에 있는 복수의 입자의 입경의 평균값이다. For example, the measurement of the average particle diameter of the abrasive grains is an average value of the particle diameters of a plurality of grains within a field of view that can be measured by scanning electron microscopy or dynamic light scattering.
일 실시형태에 있어서, 1차 입자의 크기에 있어서, 입자 균일성을 확보하기 위해서 150 nm 이하이어야 하며, 5 nm 미만인 경우에는 연마율이 저하될 수 있고, 상기 STI 공정용 연마 슬러리 조성물 중 2차 입자의 크기에 있어서, 2차 입자의 크기가 30 nm 미만인 경우 밀링으로 인하여 작은 입자가 과도하게 발생하면 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하며, 300 nm를 초과하는 경우 과잉 연마가 이루어져 선택비 조절이 어려워지고, 디싱, 침식 및 표면 결함이 발생할 가능성이 있다.In one embodiment, the size of the primary particles must be 150 nm or less to ensure particle uniformity, and if the size is less than 5 nm, the polishing rate may be reduced, and the secondary of the polishing slurry composition for the STI process Regarding the size of the particles, if the size of the secondary particles is less than 30 nm, excessive generation of small particles due to milling leads to deterioration in detergency, excessive defects on the wafer surface, and excessive polishing if the size exceeds 300 nm This makes it difficult to control the selectivity, and dishing, erosion, and surface defects may occur.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자는 단일 사이즈 입자 이외에도, 다분산(multi dispersion) 형태의 입자분포를 포함하는 혼합입자를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 2종의 상이한 평균입도를 가지는 연마입자가 혼합되어 바이모달(bimodal) 형태의 입자 분포를 가지거나 3종의 상이한 평균입도를 가지는 연마입자가 혼합되어 3가지 피크를 보이는 입도 분포를 가지는 것일 수 있다. 또는, 4종 이상의 상이한 평균입도를 가지는 연마입자가 혼합되어 다분산 형태의 입자분포를 가질 수 있다. 상대적으로 큰 연마입자와 상대적으로 작은 연마입자가 혼재함으로써 더 우수한 분산성을 가지며, 웨이퍼 표면에 스크래치를 감소시키는 효과를 기대할 수 있다.According to one aspect, the abrasive particles may use mixed particles having a multi-dispersion type of particle distribution in addition to single-sized particles, for example, a mixture of two types of abrasive particles having different average particle sizes. It may have a bimodal particle distribution or have a particle size distribution showing three peaks by mixing abrasive particles having three different average particle sizes. Alternatively, four or more types of abrasive particles having different average particle sizes may be mixed to form a polydisperse particle distribution. By mixing relatively large abrasive particles and relatively small abrasive particles, it has better dispersibility and an effect of reducing scratches on the wafer surface can be expected.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%; 0.5 중량% 내지 10 중량%; 0.5 중량% 내지 10 중량%; 0.5 중량% 내지 10 중량%; 1 중량% 내지 10 중량%; 3 중량% 내지 10 중량%; 5 중량% 내지 10 중량%; 또는 7 중량% 내지 10 중량%;인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있을 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles, 0.1% to 10% by weight of the polishing slurry composition; 0.5% to 10% by weight; 0.5% to 10% by weight; 0.5% to 10% by weight; 1% to 10% by weight; 3% to 10% by weight; 5% to 10% by weight; Or 7% by weight to 10% by weight; it may be. If the abrasive particles are less than 0.1% by weight of the polishing slurry composition, the polishing rate is lowered, and if it is greater than 10% by weight, there may be a problem in that defects caused by the abrasive particles are concerned.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마액은 암모늄염 분산제 및 고분자 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 분산제를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing liquid may further include at least one dispersant selected from the group consisting of an ammonium salt dispersant and a polymer dispersant.
일 실시형태에 있어서, 상기 분산제는, 연마에 관여하는 이온의 수를 증가시킴으로써 연마용 슬러리 조성물의 전도도를 증가시켜 산화막 연마율을 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the dispersant can increase the oxide film polishing rate by increasing the conductivity of the polishing slurry composition by increasing the number of ions involved in polishing.
일 실시형태에 있어서, 상기 고분자 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리술폰산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 아크릴 스티렌 공중합체, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체(polystyrene-co-acrylic acid; PAA-PS), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the polymer dispersant is polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyammonium acrylate, polymethacrylic acid, polyammonium methacrylate, polyacrylic maleic acid, acrylic styrene copolymer, polystyrene/acrylic acid copolymer (polystyrene- at least one selected from the group consisting of co-acrylic acid; PAA-PS), polyacrylamide/acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, and polyacrylic acid/malonic acid copolymer may include
일 실시형태에 있어서, 상기 암모늄염 분산제는, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산 암모늄염, 암모늄나이트레이트, 암모늄포스페이트, 암모늄아세테이트, 암모늄클로라이드, 암모늄설페이트, 암모늄포메이트, 암모늄카르보네이트 및 암모늄사이트레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 암모늄계 화합물의 염이라면 제한없이 사용할 수 있다.In one embodiment, the ammonium salt dispersant is ammonium polyacrylate, ammonium polymethacrylate, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium formate, ammonium carbonate and ammonium citrate. It may include at least one selected from the group consisting of. However, it is not limited thereto, and any salt of an ammonium-based compound may be used without limitation.
일 실시형태에 있어서, 상기 분산제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 분산제가 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 연마면에 흡착하는 작용이 작아 연마율이 감소하게 되고, 5 중량% 초과인 경우 과량의 분산제 투입으로 인하여 분산 안정성이 감소하여 응집이 발생하고 이로 인해 마이크로 결함 및 스크래치가 발생하게 된다.In one embodiment, the dispersant may be 0.1% to 5% by weight of the polishing slurry composition. When the dispersant is less than 0.1% by weight in the polishing slurry composition, the action of adsorbing to the polishing surface is small, resulting in a decrease in the polishing rate, and when it is greater than 5% by weight, dispersion stability is reduced due to the input of an excessive amount of the dispersant, resulting in aggregation. As a result, micro defects and scratches occur.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은, pH 조절제를 포함하는 첨가액;을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition may further include an additive solution including a pH adjusting agent.
일 실시형태에 있어서, 상기 pH 조절제는, 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 산성 물질; 및 암모니아, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 알카리성 물질;로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the pH adjusting agent is nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, iodic acid, formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, An acid comprising at least one selected from the group consisting of propionic acid, fumaric acid, lactic acid, salicylic acid, pimelic acid, benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, tartaric acid, and salts thereof matter; and selected from the group consisting of ammonia, 2-amino-2-methyl-1-propanol, tetramethylammonium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate and imidazole. It may include at least one selected from the group consisting of;
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은 중성인 것일 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition may be neutral.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는 7 내지 8인 것일 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition may have a pH of 7 to 8.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은, 음이온성 고분자를 포함하는 디싱 억제제를 포함하는 첨가액;을 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition may further include an additive solution including a dishing inhibitor including an anionic polymer.
일 실시형태에 있어서, 상기 음이온성 고분자는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체(polystyrene-co-acrylic acid; PAA-PS), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the anionic polymer is polyacrylic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid, polyammonium methacrylate salt, polyacrylic maleic acid, polystyrene/acrylic acid copolymer (polystyrene-co-acrylic acid; PAA- PS), polyacrylamide/acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, and polyacrylic acid/malonic acid copolymer.
일 실시형태에 따르면, 상기 음이온성 고분자가 공중합체인 경우, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체이고, 상기 폴리스티렌/아크릴산 공중합체 중 상기 폴리스티렌 비율이 20 % 내지 30 %; 20 % 내지 28 %; 20 % 내지 26 %; 20 % 내지 24 %; 또는 20 % 내지 22 %;인 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리스티렌/아크릴산 공중합체 중 상기 폴리스티렌 비율이 30 %인 것일 수 있다. 상기 폴리스티렌 비율이 낮을 경우 디싱이 열화되는 것일 수 있다.According to one embodiment, when the anionic polymer is a copolymer, it is a polystyrene/acrylic acid copolymer, and the polystyrene ratio in the polystyrene/acrylic acid copolymer is 20% to 30%; 20% to 28%; 20% to 26%; 20% to 24%; or 20% to 22%; it may be. Preferably, the ratio of the polystyrene in the polystyrene/acrylic acid copolymer may be 30%. When the polystyrene ratio is low, dishing may be deteriorated.
일 실시형태에 있어서, 상기 디싱 억제제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%; 0.1 중량% 내지 4 중량%; 0.1 중량% 내지 3 중량%; 0.1 중량% 내지 2 중량%; 0.1 중량% 내지 1 중량%; 0.1 중량% 내지 0.5 중량%; 1 중량% 내지 5 중량%; 1 중량% 내지 3 중량%; 1 중량% 내지 2 중량%; 3 중량% 내지 5 중량%; 또는 3 중량% 내지 4 중량%;인 것일 수 있다. 상기 디싱 억제제가 상기 디싱 개선용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우 연마 선택비가 낮아지고, 5 중량% 초과인 경우 산화막의 연마속도가 저하되며, 연마 슬러리의 연마입자의 응집을 발생시켜 분산안정성이 저하된다.In one embodiment, the dishing inhibitor is 0.1% to 5% by weight of the polishing slurry composition; 0.1% to 4% by weight; 0.1% to 3% by weight; 0.1% to 2% by weight; 0.1 wt % to 1 wt %; 0.1% to 0.5% by weight; 1% to 5% by weight; 1% to 3% by weight; 1% to 2% by weight; 3% to 5% by weight; Or 3% by weight to 4% by weight; it may be. When the dishing inhibitor is less than 0.1% by weight in the polishing slurry composition for improving dishing, the polishing selectivity is lowered, and when it is greater than 5% by weight, the polishing rate of the oxide film is lowered, and agglomeration of the abrasive particles of the polishing slurry is caused to improve dispersion stability It is lowered.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물은 제조 공정 상, 농축제조 및 희석(Dilution) 공정을 포함할 수 있다. 일측에 따르면, 디싱 개선용 연마 슬러리 조성물은 물;을 더 포함하고, 상기 연마액 : 물 : 첨가액의 비율은 1 : 3 내지 10 : 1 내지 8인 것일 수 있다. 상기 물은, 예를 들어, 탈이온수, 이온 교환수 및 초순수를 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition may include a concentration preparation and dilution process in the manufacturing process. According to one side, the polishing slurry composition for improving dishing further includes water, and the ratio of the polishing liquid:water:additive may be 1:3 to 10:1 to 8. The water may include, for example, deionized water, ion-exchanged water, and ultrapure water.
일 실시형태에 있어서, 연마액과 첨가액을 따로 준비하여 연마 직전 혼합하여 사용하는 2액형 형태로 제공될 수 있고, 연마액과 첨가액이 혼합되어 있는 1액형 형태로 제공될 수도 있다.In one embodiment, it may be provided in a two-component form in which the polishing liquid and the additive solution are separately prepared and mixed immediately before polishing, or may be provided in a one-component form in which the polishing liquid and the additive solution are mixed.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마 슬러리 조성물을 이용하여 웨이퍼 연마 시, NPW(Non Patterned Wafer) 산화막의 연마율은 7,000 Å/min 이상인 것일 수 있다.본 발명의 실시형태에 따른 산화막 부스터를 연마액에 첨가 시 연마입자와 웨이퍼 표면 사이의 접촉 촉진시켜 산화막의 연마율이 상승되는 효과가 발생하여 7,000 Å/min 이상의 고연마율을 구현할 수 있다.In one embodiment, when polishing a wafer using the polishing slurry composition, a polishing rate of a Non Patterned Wafer (NPW) oxide film may be 7,000 Å/min or more. The oxide film booster according to an embodiment of the present invention is added to the polishing liquid When added, the polishing rate of the oxide film is increased by promoting contact between the abrasive particles and the wafer surface, and thus a high polishing rate of 7,000 Å/min or more can be realized.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and comparative examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1Example 1
초순수에 세리아 연마입자, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체 분산제 및 산화막 부스터로서 하기 화학식 2의 Glucopon 1.0 중량%를 혼합하여 연마액을 제조하였다.An abrasive solution was prepared by mixing ceria abrasive particles, a polystyrene/acrylic acid copolymer dispersant, and 1.0% by weight of Glucopon of Formula 2 as an oxide film booster in ultrapure water.
[화학식 2][Formula 2]
실시예 2Example 2
실시예 1에서 Glucopon 2.0 중량%를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 2.0% by weight of Glucopon was added in Example 1.
실시예 3Example 3
실시예 1에서 Glucopon 3.0 중량%를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3.0% by weight of Glucopon was added in Example 1.
실시예 4Example 4
실시예 1에서 Glucopon 4.0 중량%를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4.0% by weight of Glucopon was added in Example 1.
실시예 5Example 5
실시예 1에서 Glucopon 5.0 중량%를 첨가한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 5.0% by weight of Glucopon was added in Example 1.
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1에서 Glucopon을 첨가하지 않은 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that Glucopon was not added in Example 1.
제조한 실시예 1 내지 5, 비교예 1의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마 조건으로 비-패턴 웨이퍼(Non-Pattern Wafer; NPW)를 연마하였다.Non-pattern wafers (NPW) were polished using the polishing slurry compositions prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 under the following polishing conditions.
[연마 조건] [Polishing conditions]
1. 연마기: SP-01 (KCTech 社)1. Grinding machine: SP-01 (KCTech)
2. 패드: IC1000 (DOW 社)3. 연마 시간: 30 s2. Pad: IC1000 (DOW Company) 3. Polishing time: 30 s
4. 테이블 RPM (Table RPM): 934. Table RPM: 93
5. 스핀들 RPM (Spindle RPM): 875. Spindle RPM: 87
6. 유량 (Flow rate): 200 ml/min 7. 사용된 웨이퍼: PE-TEOS 비-패턴 웨이퍼6. Flow rate: 200 ml/min 7. Wafer used: PE-TEOS non-patterned wafer
8. 압력: 4.0 psi8. Pressure: 4.0 psi
하기 표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1의 연마 슬러리 조성물을 이용한 비-패턴 웨이퍼 연마 후, 실리콘 산화막 연마율, 실리콘 질화막 연마율 및 선택비 결과를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the results of silicon oxide film removal rate, silicon nitride film removal rate and selectivity after polishing non-patterned wafers using the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 of the present invention.
/아크릴산
공중합체polystyrene
/Acrylic acid
copolymer
/아크릴산
공중합체polystyrene
/Acrylic acid
copolymer
/아크릴산
공중합체polystyrene
/Acrylic acid
copolymer
/아크릴산
공중합체polystyrene
/Acrylic acid
copolymer
/아크릴산
공중합체polystyrene
/Acrylic acid
copolymer
/아크릴산
공중합체polystyrene
/Acrylic acid
copolymer
부스터
(Glucopon)oxide film
booster
(Glucopon)
평가grinding
evaluation
RR
60s
(Å/min)Oxide NPW
RR
60s
(Å/min)
1x = 1.0 중량%1x = 1.0% by weight
상기 표 1을 참조하면, 산화막 부스터를 첨가한 실시예 1 내지 실시예 5의 경우 첨가 함량에 따라 산화막의 연마속도가 향상되는 것을 알 수 있으며, 7,000 Å/min 이상의 고연마율을 구현하는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1, in the case of Examples 1 to 5 in which the oxide film booster was added, it can be seen that the polishing rate of the oxide film is improved according to the amount added, and a high polishing rate of 7,000 Å / min or more is realized. can
즉, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 산화막 부스터로서 알킬 폴리클루코사이드를 첨가함으로써, 7,000 Å/min 이상의 산화막 연마율을 구현할 수 있으며 비율을 조절함으로써, 8,000 Å/min 이상의 산화막 연마율도 구현 가능하다는 것을 알 수 있다. That is, the polishing slurry composition according to the present invention can implement an oxide film polishing rate of 7,000 Å/min or more by adding an alkyl polyglucoside as an oxide film booster, and can implement an oxide film polishing rate of 8,000 Å/min or more by adjusting the ratio. It can be seen that
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with limited drawings, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques may be performed in an order different from the method described, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. may be combined or combined in a different form than the method described, or other components may be used. Or even if it is replaced or substituted by equivalents, appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims are within the scope of the following claims.
Claims (15)
을 포함하는,
연마 슬러리 조성물:
[화학식 1]
(화학식 1에서 m은 0 내지 10의 정수, R3는 선형 또는 분지형 C8-C18 알킬기).
An abrasive liquid including an oxide film booster including abrasive particles and an alkyl glucoside represented by the structure of Formula 1 below;
including,
Polishing slurry composition:
[Formula 1]
(In Formula 1, m is an integer from 0 to 10, R3 is a linear or branched C8-C18 alkyl group).
상기 알킬 폴리글루코사이드는,
라우릴글루코사이드(Lauryl Glucoside), 코코-글루코사이드(Coco-Glucoside), 데실글루코사이드(Decyl Glucoside), 카프릴릴/카프릴글루코 사이드(Caprylyl/Capryl Glucoside), 카프릴릴글루코사이드(Caprylyl Glucoside), C8-C10 알킬 폴리글루코사이드 및 C12-C16 알킬 폴리글루코사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The alkyl polyglucoside,
Lauryl Glucoside, Coco-Glucoside, Decyl Glucoside, Caprylyl/Capryl Glucoside, Caprylyl Glucoside, C8- It contains at least one selected from the group consisting of C10 alkyl polyglucoside and C12-C16 alkyl polyglucoside,
Polishing slurry composition.
상기 알킬 폴리글루코사이드는,
AG6206® (라이온·스페샤리티·케미칼즈주식회사), SIMULSOL SL4® (SEPPIC사), TRITON CG-110® (Sigma-Aldrich 사), Plantapon® (BASF 사), Plantacare® (BASF 사), Mazon® (BASF 사), Atplus® (Croda 사), Agnique PG 8107®, Agnique PG 9116® (BASF 사), Glucopon 225 DK® (BASF 사), Glucopon 215 CS UP (BASF 사), Glucopon 420 UP (CAS 110615-47-9 및 68515-73-1, BASF 사), Glucopon 425 N (CAS 110615- 47-9 및 68515-73-1, BASF 사) (GLUCOPON 425 N/HH 로서 일부 시장에서 판매됨, BASF 사), Glucopon 600 UP (CAS 110615-47-9) (GLUCOPON 600 CSUP 로서 일부 시장에서 판매됨, BASF 사) 및 Glucopon 650 EC (BASF 사)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The alkyl polyglucoside,
AG6206 ® (Lion Specialty Chemicals, Inc.), SIMULSOL SL4 ® (SEPPIC), TRITON CG-110 ® (Sigma-Aldrich), Plantapon ® (BASF), Plantacare ® (BASF), Mason ® (BASF), Atplus ® (Croda), Agnique PG 8107 ® , Agnique Glucopon 425 N (CAS 110615-47-9 and 68515-73-1 by BASF) (sold in some markets as GLUCOPON 425 N/HH by BASF), Glucopon 600 UP (CAS 110615-47-9) (as GLUCOPON 600 CSUP Sold in some markets, comprising at least one selected from the group consisting of BASF) and Glucopon 650 EC (BASF),
Polishing slurry composition.
상기 알킬 폴리글루코사이드는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The alkyl polyglucoside is 0.01% to 5% by weight of the polishing slurry composition,
Polishing slurry composition.
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,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The abrasive particles include at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal oxide coated with an organic or inorganic material, and the metal oxide in a colloidal state,
The metal oxide includes at least one selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, mangania, and magnesia,
Polishing slurry composition.
상기 연마입자는 고상법 또는 액상법으로 제조된 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The abrasive particles are prepared by a solid phase method or a liquid phase method,
Polishing slurry composition.
상기 연마입자는,
입경 5 nm 내지 150 nm인 1차 입자 및 입경 30 nm 내지 300 nm인 2차 입자를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The abrasive particles,
To include primary particles having a particle size of 5 nm to 150 nm and secondary particles having a particle size of 30 nm to 300 nm,
Polishing slurry composition.
상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The abrasive particles are 0.1% to 10% by weight of the polishing slurry composition,
Polishing slurry composition.
상기 연마액은 암모늄염 분산제 및 고분자 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 분산제를 더 포함하고,
상기 고분자 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리술폰산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 아크릴 스티렌 공중합체, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체(polystyrene-co-acrylic acid; PAA-PS), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것이고,
상기 암모늄염 분산제는, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산 암모늄염, 암모늄나이트레이트, 암모늄포스페이트, 암모늄아세테이트, 암모늄클로라이드, 암모늄설페이트, 암모늄포메이트, 암모늄카르보네이트 및 암모늄사이트레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The polishing liquid further includes at least one dispersant selected from the group consisting of an ammonium salt dispersant and a polymer dispersant,
The polymer dispersant is polyacrylic acid, polysulfonic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polyacrylic maleic acid, acrylic styrene copolymer, polystyrene/acrylic acid copolymer (polystyrene-co-acrylic acid; PAA) -PS), including at least one selected from the group consisting of polyacrylamide/acrylic acid copolymer, polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, and polyacrylic acid/malonic acid copolymer,
The ammonium salt dispersant is at least selected from the group consisting of ammonium polyacrylate, ammonium polymethacrylate, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate, ammonium formate, ammonium carbonate and ammonium citrate which includes any one,
Polishing slurry composition.
상기 분산제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 9,
The dispersant is 0.1% to 5% by weight of the polishing slurry composition,
Polishing slurry composition.
상기 연마 슬러리 조성물은, pH 조절제를 포함하는 첨가액;을 더 포함하고,
상기 pH 조절제는, 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 산성 물질; 및
암모니아, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 알카리성 물질;
로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The polishing slurry composition further comprises an additive solution containing a pH adjusting agent,
The pH adjusting agent is nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, iodic acid, formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, lactic acid, an acidic substance comprising at least one selected from the group consisting of salicylic acid, pimelic acid, benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, tartaric acid, and salts thereof; and
selected from the group consisting of ammonia, 2-amino-2-methyl-1-propanol, tetramethylammonium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogen carbonate, sodium carbonate and imidazole Alkaline material containing at least one;
To include at least one selected from the group consisting of,
Polishing slurry composition.
상기 연마 슬러리 조성물은, 음이온성 고분자를 포함하는 디싱 억제제를 포함하는 첨가액;을 더 포함하고,
상기 음이온성 고분자는,
폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 폴리스티렌/아크릴산 공중합체(polystyrene-co-acrylic acid; PAA-PS), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체, 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체, 폴리아크릴산/말론산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The polishing slurry composition further includes an additive solution including a dishing inhibitor including an anionic polymer,
The anionic polymer,
Polyacrylic acid, polyacrylic acid ammonium salt, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid ammonium salt, polyacrylic maleic acid, polystyrene/acrylic acid copolymer (PAA-PS), polyacrylamide/acrylic acid copolymer, poly comprising at least one selected from the group consisting of acrylic acid/sulfonic acid copolymer, polysulfonic acid/acrylamide copolymer, and polyacrylic acid/malonic acid copolymer,
Polishing slurry composition.
상기 디싱 억제제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 5 중량%인 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 12,
The dishing inhibitor is 0.1% to 5% by weight of the polishing slurry composition,
Polishing slurry composition.
상기 연마 슬러리 조성물의 pH는 7 내지 8인 것인,
연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The pH of the polishing slurry composition is 7 to 8,
Polishing slurry composition.
상기 연마 슬러리 조성물을 이용하여 웨이퍼 연마 시,
NPW(Non Patterned Wafer) 산화막의 연마율은 7,000 Å/min 이상인 것인,
연마 슬러리 조성물.According to claim 1,
When polishing a wafer using the polishing slurry composition,
The polishing rate of the NPW (Non Patterned Wafer) oxide film is 7,000 Å / min or more,
Polishing slurry composition.
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