KR20230161169A - 연마 슬러리 조성물 - Google Patents

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KR20230161169A
KR20230161169A KR1020220060833A KR20220060833A KR20230161169A KR 20230161169 A KR20230161169 A KR 20230161169A KR 1020220060833 A KR1020220060833 A KR 1020220060833A KR 20220060833 A KR20220060833 A KR 20220060833A KR 20230161169 A KR20230161169 A KR 20230161169A
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주식회사 케이씨텍
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Abstract

본 발명은, 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 콜로이달 실리카 연마입자; 양이온성 첨가제; 및 수용성 중합체; 를 포함하는, 다결정 실리콘 연마를 위한 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.

Description

연마 슬러리 조성물{POLISHING SLURRY COMPOSITION}
본 발명은, 다결정 실리콘 막의 CMP(Chemical mechanical polishing) 공정을 위한, 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
화학기계적 연마(CMP) 공정은 반도체 웨이퍼 표면을 연마 패드에 접촉하여 회전 운동을 하면서 연마제와 각종 화합물들이 함유된 슬러리를 이용하여 평탄하게 연마하는 공정을 말한다. 일반적으로 금속의 연마 공정은 산화제에 의하여 금속 산화물(MOx)이 형성되는 과정과 형성된 금속 산화물을 연마입자가 제거하는 과정이 반복하여 일어나는 것으로 알려져 있다.
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 다결정 실리콘의 높은 연마율, 산화실리콘의 연마선택비, 뿐만 아니라 양호한 표면 토포그래피 및 낮은 결함 수준 등을 제공해야한다.
본 발명은 상기 언급한 문제점을 해결하기 위해서, 다결정 실리콘의 높은 연마 성능을 구현할 수 있고, 표면 결함의 발생을 낮출 수 있는 다결정 실리콘 막 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
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.
본 발명의 일 실시예에 따라, 콜로이달 실리카 연마입자; 2개 이상의 이온화된 원자를 갖는 양이온성 첨가제; 및 수용성 중합체; 를 포함하는, 다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 양이온성 표면 전하를 갖고, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 10 nm 내지 200 nm인 단일 사이즈 입자이거나 10 nm 내지 200 nm의 2종 이상의 상이한 사이즈를 가지는 혼합 입자를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연마입자는 상기 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 양이온성 첨가제는 상기 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는, pH 1 내지 6에서 양전하를 나타내고, pH 7 내지 12에서 음전하를 나타내는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 양이온성 첨가제는 단량체 내에 2개 이상의 이온화된 원소를 포함하는 중합체이며, 상기 중합체는 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머; 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]; 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미니오)에틸렌-(디메틸이미니오)에틸렌 디클로라이드]; 히드록시메틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머; 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스; 비닐피롤리돈과 4급화 비닐이미다졸의 코폴리머; 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드]; 비닐카프로락탐 및 비닐피롤리돈의 터폴리머; 및 4급화 비닐이미다졸;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 중합체의 분자량은 50,000 이상인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 수용성 중합체는 상기 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 수용성 중합체는 셀룰로오스, 2-하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose; HEC), 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 셀룰로오스 에테르(cellulose ethers), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA), 폴리에틸렌글리콜(Poly(ethylene glycol); PEG), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone; PVP), 폴리아크릴아미드(Poly(acrylamides); PAAm), 폴리옥사졸린(Poly(oxazoline); POZO), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate; PVAc), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide; PEO), 폴리비닐 에테르(polyvinyl ether), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 폴리스틸렌술폰산(Polystyrenesulfonic acid) 및 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile; PAN)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 수용성 중합체의 분자량은 10 K 내지 1000 K인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은 pH 조절제를 더 포함하고, 상기 pH 조절제는 상기 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량%이고, 상기 pH 조절제는 유기산, 무기산 및 염기성 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 무기산은 황산, 질산, 인산, 규산, 불산, 붕산, 브롬산, 요오드산, 염산 및 과염소산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 유기산은 모노카르복실산, 디카르복실산 또는 이 둘을 포함하고, 상기 유기산은 시트르산(citric acid), 옥살산(oxalic acid), 프로피온산(propionic acid), 스테아린산(stearic acid), 피루브산(pyruvic acid), 아세트산(acetic acid), 아세토아세트산(acetoacetic acid), 글리옥실산(glyoxylic acid), 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 디메틸말론산, 말레산(maleic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피메린산(pimelic acid), 프탈산(phthalic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글리콜산(glycollic acid), 2,2-디메틸글루타르산, 락트산(lactic acid), 이소루신(isoleucine), 글루타르산(glutaric acid), 뷰티르산(butyric acid), 숙신산(succinic acid), 3,3-디에틸숙신산 및 아스코르빈산(ascorbic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 염기성 화합물은, 암모니아, 암모늄메틸프로판올(Ammonium methyl propanol; AMP), 테트라메틸암모늄하이드록사이드(Tetra methyl ammonium hydroxide; TMAH), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸, 벤질아민, 모노에탄올아민(Monoethanolamine, MEA), 디에탄올아민(Diethanol amine, DEA), 트리에탄올아민, 트리메탄올아민, 디메틸벤질아민, 에톡시벤질아민, 모노이소프로판올아민, 아미노에틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 펜타에틸렌헥사민(PEHA), 비스(헥사메틸렌)트리아민, N-(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am3), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am4), N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am5), N-3-아미노프로필-1,3-디아미노프로판, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, 비스-(3-아미노프로필)아민, 디프로필렌트리아민 및 트리프로필렌테트라아민, 테트라에틸암모늄하이드록사이드(Tetraethyl ammonium hydroxide, TEAH), 테트라프로필암모늄하이드록사이드(Tetrapropylammonium hydroxide, TPAH), 테트라부틸암모늄하이드록사이드(Tetrabutylammonium hydroxide), 테트라펜틸암모늄(Tetrapentylammonium hydroxide, TBAH), 메틸(트리하이드록시에틸)암모늄하이드록사이드(Methyl(trishydroxyethyl)ammonium hydroxide), 트리부틸에틸암모늄하이드록사이드(Tributylethylammonium hydroxide), (2-하이드록시에틸)트리에틸암모늄하이드록사이드((2-hydroxyethyl),triethylammonium hydroxide), (2-하이드록시에틸)트리프로필암모늄하이드록사이드((2-hydroxyethyl) tripropylammonium hydroxide) 및 (1-하이드록시프로필)트리에틸암모늄하이드록사이드((1- hydroxypropyl) trimethylammonium hydroxide)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 계면활성제, 살생물제 및 보존 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 슬러리 조성물의 pH는 8 내지 11인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연마 슬러리 조성물의 다결정 실리콘 막에 대한 연마속도는 2000 Å/min 이상인 것일 수 있다.
본 발명은, 다결정 실리콘 막에 대한 고연마율 확보 및 연마 성능을 개선시킬 수 있는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것으로, 양이온성 화합물을 포함하거나, 수용성 중합체를 상기 양이온성 화합물과 조합하여 사용함으로써, 다결정 실리콘 웨이퍼의 높은 연마성능과 표면 품질 (예: 표면 결함)을 개선시킬 수 있는 연마 슬러리 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 상기 연마 슬러리 조성물은 다결정 실리콘의 벌크 공정에도 적용할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예들을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 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.
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.
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.
실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 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.
이하, 본 발명은, 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은, 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 연마 슬러리 조성물은 콜로이달 실리카 연마입자; 양이온성 첨가제; 및 수용성 중합체;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 10 nm 내지 200 nm; 또는 20 nm 내지 200 nm의 사이즈 입자를 포함할 수 있다. 상기 연마입자의 사이즈 범위 내에 포함되면 목적하는 연마율 확보와 사이즈 증가에 의한 과연마를 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마입자는 10 nm 내지 200 nm인 단일 사이즈 입자이거나 10 nm 내지 200 nm의 2종 이상의 상이한 사이즈를 가지는 혼합 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마입자는 10 nm 내지 50 nm 크기의 제1 입자 및 50 nm 초과 내지 100 nm의 제2 입자를 포함하고, 제1 입자 대 제2 입자의 혼합비(질량비)는 1 : 0.1 내지 10일 수 있다. 상기 사이즈는, 입자의 형태에 따라 직경, 길이, 두께 등을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마입자의 크기는 입자의 형태에 따라 직경, 반경, 최대 길이 등일 수 있다. 상기 연마입자의 평균 입경은 XRD, SEM, TEM, BET 또는 동적광산란으로 측정될 수 있는 시야 범위 내에 있는 복수의 입자의 입경의 평균값을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 입자는 합성 반응에서 초기에 형성된 입자로서 비-응집된 입자를 의미하고, 상기 복수의 제1 입자들이 서로 응집(aggregation)되어 제2 입자를 형성할 수 있다. 상기 제1 입자 크기가 상기 범위 미만일 경우 연마율이 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 균일성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 제2 입자 크기가 상기 범위 미만일 경우 연마율이 저하되거나 밀링으로 인하여 작은 입자가 발생하여 세정성이 저하되고 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생할 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 과잉 연마가 이루어져 디싱, 침식 및 표면 결함이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 30(m2/g) 내지 150 (m2/g)의 단일 비표면적 입자이거나 또는 30(m2/g) 내지 150(m2/g)의 2종 이상의 상이한 비표면적을 가지는 혼합 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 연마입자는 30(m2/g) 내지 80(m2/g) 비표면적의 제1 입자 및 80 (m2/g) 초과 내지 150(m2/g) 비표면적의 제2 입자를 포함하고, 제1 입자 대 제2 입자의 혼합비(질량비)는 1 : 0.1 내지 10일 수 있다. 상기 비표면적 범위 내에 포함되면 연마 대상막과 접촉 부분의 면적을 충분히 확보하여 높은 수준의 연마 속도를 제공하고, 연마 대상막의 표면에 스크래치 및 디싱 발생을 낮출 수 있다. 상기 비표면적은, BET(Brunauer-Emmett-Teller; BET)법으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 기공분포 측정기(Porosimetry analyzer; Bell Japan Inc, Belsorp-II mini)를 사용하여 질소 가스 흡착 유통법에 의해 BET 6 점법으로 측정할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 유기물 및/또는 무기물로 코팅, 표면 치환 또는 이 둘에 의해서 양이온성 표면 전하를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 실리카 입자 표면의 치환기의 종류, 예를 들어, NH3 + 등의 양이온 등의 치환, 치환기 밀도(또는, 개수)의 제어 등을 통해 실리카 표면 전하를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 콜로이달 실리카 연마입자의 양이온성 표면 전하는 액체 담체 내에서 pH 1 내지 6에서 양전하를 나타내고, pH 7 내지 12에서 음전하를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 예로, 상기 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 유기산으로 코팅 또는 치환된 것일 수 있다. 상기 유기산은 모노카르복실산, 디카르복실산 및 술폰산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 모노카르복실산은 포름산(Formic acid), 아세트산(Acetic acid), 피로갈산(Propionic acid), 피루브산(Pyruvic acid), 부티르산(Butyric acid), 발레르산(Valeric acid), 헥사노산(hexanoic acid), 헵타노산(Heptanoic acid), 카프릴산(Caprylic acid), 노나노산(Nonanoic acid) 및 데카노산(Decanoic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디카르복실산은 옥살산(Oxalic acid), 말론산(Malonic acid), 숙신산(Succinic acid), 글루타르산(Glutaric acid), 아디프산(Adipic acid) 및 피멜산(Pimelic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 술폰산은, RS(=O)2-OH 로 표시되면 R은 수소, 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기(즉, 알킬), 및 탄소수 6 내지 30의 방향족기에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 콜로이달 실리카 연마입자는 상기 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 10 중량%%; 0.01 중량% 내지 10 중량%; 0.1 중량% 내지 10 중량%; 또는 0.1 중량% 내지 10 중량%;로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에 포함되면 연마 대상막(예: 다결정 실리콘 막)에 따라 목적하는 연마율 구현 및/또는 연마율을 조절하여 목적하는 선택비의 구현이 가능하고, 연마입자의 함량 증가에 따른 연마 대상막(예를 들어, 다결정 실리콘 막) 표면에 잔류하는 연마입자 수를 줄이고, 낮은 함량에 따른 연마 속도의 감소 및 과연마로 인한 패턴에서의 디싱 또는 이로젼 같은 2차 결함의 초래를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 양이온성 첨가제는 분자 또는 단량체 내에 2개 이상의 이온화된 원소를 포함하는 화합물이며, 예를 들어, 상기 화합물은 단분자, 단량체 및/또는 중합체일 수 있다. 어떤 예에서 양이온으로 활성화된 질소를 2개 이상 포함하고, 4급 암모늄 형태일 수 있다. 예를 들어, 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머; 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]; 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미니오)에틸렌-(디메틸이미니오)에틸렌 디클로라이드]; 히드록시메틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머; 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스; 비닐피롤리돈과 4급화 비닐이미다졸의 코폴리머; 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드]; 비닐카프로락탐 및 비닐피롤리돈의 터폴리머; 및 4급화 비닐이미다졸;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 예에서, 상기 양이온성 첨가제는 다결정 실리콘의 연마 시 높은 연마율 구현에 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 지방족 탄화수소 사슬(C-Chain)에 의한 소수성기와 친수성기의 구성으로 다결정 실리콘의 연마 시 높은 연마성의 구현에 도움을 줄 수 있다. 즉, 연마 시 소수성을 띄는 다결정 실리콘 웨이퍼에 4급암모늄 화합물의 지방족 부분이 흡착되고, 이때 암모늄의 “N+”가 다결정성 실리콘 웨이퍼의 Si 결합을 약화시켜 다결정 실리콘의 높은 연마 성능을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 중합체 (예: 4급 암모늄 형태의 중합체)의 분자량은 50,000 이상; 60,000 이상; 또는 70,000 이상일 수 있다. 상기 분자량 범위를 적용하여 다결정 실리콘 막의 높은 연마 속도 및 연마 성능을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 양이온성 첨가제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%; 0.001 중량% 내지 0.3 중량%; 또는 0.0025 중량% 내지 0.3 중량%일 수 있다. 상기 범위 내에 포함되면 다결정성 실리콘 막의 연마 시 높은 연마율 구현, 예를 들어, 염기성 영역에서 다결정성 실리콘 막에 대한 높은 연마율 및 표면 개선 효과를 동시에 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 수용성 중합체은 CMP 공정에서 다결정성 실리콘 막의 연마율을 향상시키면서 표면 품질(예: 표면 결함)을 개선시킬 수 있다. 상기 수용성 중합체는 셀룰로오스, 2-하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose; HEC), 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 셀룰로오스 에테르(cellulose ethers), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA), 폴리에틸렌글리콜(Poly(ethylene glycol); PEG), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone; PVP), 폴리아크릴아미드(Poly(acrylamides); PAAm), 폴리옥사졸린(Poly(oxazoline); POZO), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate; PVAc), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide; PEO), 폴리비닐 에테르(polyvinyl ether), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 폴리스틸렌술폰산(Polystyrenesulfonic acid) 및 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile; PAN)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 수용성 폴리머는, 상기 실리콘 웨이퍼 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 0.5 중량%인 것일 수 있다. 상기 수용성 폴리머는가상기 실리콘 웨이퍼 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 미만인 경우 경우 분산안정성이 저하될 수 있고, 0.5 중량% 미만인 경우 분산성을 저하시킬 수 있고, 연마 속도를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 수용성 폴리머의 분자량은 10 K 내지 1,000 K인 것일 수 있다. 상기 수용성 폴리머의 분자량이 10 K 미만인 경우 분산안정성이 저하될 수 있고, 1,000 K 초과하면 슬러리 조성물 중에서 용해도 또는 분산성이 감소하여 고체로 석출될 수 있다. 또한, 상기 함량 및 분자량 범위 내에 포함되면 다결정 실리콘 막의 높은 연마 속도를 구현하고 표면 결함을 낮출 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 연마 슬러리 조성물은 pH 조절제를 더 포함할 수 있다. 상기 pH 조절제는 분산 안정성에서 유리하기 때문에 본 발명의 연마 대상인 다결정성 실리콘 막에 대하여 양호한 연마 표면(예: 낮은 표면 결함)을 확보할 수 있다. 예를 들어, 상기 pH 조절제는 산성물질, 염기성 화합물 또는 이 둘을 포함할 수 있다.
어떤 예에서, 상기 산성 물질은, 2종 이상의 산성 물질의 적용 시 제1 산성 물질 대 나머지 산성 물질의 질량비는, 9 : 1 내지 1 : 9로 포함되어 다결정 실리콘의 연마 선택비 개선에 도움을 줄 수 있다. 어떤 예에서, 상기 염기성 화합물 대 상기 산성 물질 대 질량비는, 9 : 1 내지 1 : 9로 포함되면 분산 안정성과 다결정 실리콘의 연마 선택비 개선에 도움을 줄 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 산성 물질은, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH 조절제의 기능과 콜로이달 실리카 입자의 분산 안정성 및 다결정 실리콘의 연마 성능 개선에 도움을 줄 수 있으며, 예를 들어, 무기산, 유기산 또는 이 둘을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 무기산은, 황산, 질산, 인산, 규산, 불산, 붕산, 브롬산, 요오드산, 염산 및 과염소산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 유기산은, 모노카르복실산, 디카르복실산 또는 이 둘을 포함하고, 상기 유기산은, 시트르산(citric acid), 옥살산(oxalic acid), 프로피온산(propionic acid), 스테아린산(stearic acid), 피루브산(pyruvic acid), 아세트산(acetic acid), 아세토아세트산(acetoacetic acid), 글리옥실산(glyoxylic acid), 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 디메틸말론산, 말레산(maleic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피메린산(pimelic acid), 프탈산(phthalic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글리콜산(glycollic acid), 2,2-디메틸글루타르산(2,2-dimethylglutaric acid), 락트산(lactic acid), 이소루신(isoleucine), 글루타르산(glutaric acid), 뷰티르산(butyric acid), 숙신산(succinic acid), 3,3-디에틸숙신산 및 아스코르빈산(ascorbic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 pH 조절제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 중량% 내지 3 중량%; 0.001 중량% 내지 1 중량%; 또는 0.01 중량% 내지 1 중량%이고, 상기 범위 내에 포함되면 pH 조절제에 의한 다결정 실리콘 막의 CMP 연마량의 상승 효과를 확보할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 염기성 화합물은, pH 조절제의 기능과 콜로이달 실리카 입자의 분산 안정성 및 다결정 실리콘의 연마 성능 개선에 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 상기 염기성 화합물은, 암모니아, 암모늄메틸프로판올(Ammonium methyl propanol; AMP), 테트라메틸암모늄하이드록사이드(Tetra methyl ammonium hydroxide; TMAH), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸, 모노에탄올아민(Monoethanolamine, MEA), 디에탄올아민(Diethanol amine, DEA), 트리에탄올아민(TEA),, 트리메탄올아민, 디메틸벤질아민, 에톡시벤질아민, 모노이소프로판올아민, 아미노에틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 펜타에틸렌헥사민(PEHA), 비스(헥사메틸렌)트리아민, N-(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am3), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am4), N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am5), N-3-아미노프로필-1,3-디아미노프로판, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, 비스-(3-아미노프로필)아민, 디프로필렌트리아민 및 트리프로필렌테트라아민, 1,5-디아미노-3-펜탄올, 2-디메틸아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 1-디메틸아미노-2-프로판올, 1,3-디아미노-2-프로판올, 3-디메틸아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 2-디메틸아미노-1-프로판올, 2-디에틸아미노-1-프로판올, 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노-1-에탄올, 2-에틸아미노-1-에탄올, 1-(디메틸아미노)2-프로판올, N-메틸디에탄올아민, N-프로필디에탄올아민, N-이소프로필디에탄올아민, N-(2-메틸프로필)디에탄올아민, N-n-부틸디에탄올아민, N-t-부틸에탄올아민, N-시아클로헥실디에탄올아민, 2-(디메틸아미노)에탄올, 2-디에틸아미노에탄올, 2-디프로필아미노에탄올, 2-브틸아미노에탄올, 2-t-부틸아미노에탄올, 2-사이클로아미노에탄올, 2-아미노-2-펜타놀, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-메틸-1-프로판올, 2-[비스(2-하이드록시에틸)아미노]-2-프로판올, N,N-비스(2-하이드록시프로필)에탄올아민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄, 트리아이소프로판올아민, 테트라에틸암모늄하이드록사이드(Tetraethyl ammonium hydroxide, TEAH), 테트라프로필암모늄하이드록사이드(Tetrapropylammonium hydroxide, TPAH), 테트라부틸암모늄하이드록사이드(Tetrabutylammonium hydroxide), 테트라펜틸암모늄(Tetrapentylammonium hydroxide, TBAH), 메틸(트리하이드록시에틸)암모늄하이드록사이드(Methyl(trishydroxyethyl)ammonium hydroxide), 트리부틸에틸암모늄하이드록사이드(Tributylethylammonium hydroxide), (2-하이드록시에틸)트리에틸암모늄하이드록사이드((2-hydroxyethyl),triethylammonium hydroxide), (2-하이드록시에틸)트리프로필암모늄하이드록사이드((2-hydroxyethyl) tripropylammonium hydroxide) 및 (1-하이드록시프로필)트리에틸암모늄하이드록사이드((1-hydroxypropyl) trimethylammonium hydroxide)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 조성물은 계면활성제, 살생물제 및 보존 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 계면활성제는 상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 0.5 중량%; 또는 0.01 중량% 내지 0.5 중량%인 것일 수 있다. 상기 계면활성제가 상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 미만인 경우 연마 효과가 나타나지 않고, 0.5 중량% 초과인 경우 연마 효율을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 살생물제 및 보존 방지제는, 저장 동안에 박테리아 및 진균의 성장을 방지하기 위해 살생물제, 즉, 생물학적 성장 억제제 또는 보존제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 살생물제는, 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 클로라이드, 테트라프로필암모늄 클로라이드, 알킬벤질디메틸암모늄 클로라이드, 및 알킬벤질디메틸암모늄 하이드록사이드, (여기서, 알킬 사슬은 1 내지 20 개의 탄소 원자 범위이다), 소듐 클로라이트, 및 소듐 하이포클로라이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 보존제 중의 일부는 Dow Chemicals로부터의 KATHONTM(예를 들어, Kathon II) 및 NEOLENETM 제품 계열 및 Lanxess로부터의 PreventolTM 계열, Rohm and Haas Company로부터의 KordekTM MLX; 및 메틸-4-이소티아졸린-3-온 및 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온의 혼합물을 함유하는 KathonTM ICP III를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 살생물제 및 보존 방지제는, 각각, 또는 동시에 상기 실리콘 웨이퍼 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 0.5 중량%; 또는 0.01 중량% 내지 0.5 중량%인 것일 수 있다. 상기 살생물제가 상기 실리콘 웨이퍼 연마용 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 미만인 경우 살생물제 효과가 나타나지 않아 실리콘 웨이퍼 연마용 슬러리 조성물 중 박테리아 및 진균의 성장될 우려가 있고, 0.5 중량% 초과인 경우 분산안정성이 저하될 수 있다.
본 발의 일 실시 예에 따라, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는 8 이상이며, 예를 들어, pH 8 내지 12; pH 8 내지 11; pH 9 내지 11; 또는 pH 10 내지 11일 수 있다. 상기 연마 슬러리 조성물은 pH 8 이상의 염기성 영역에서 다결정 실리콘 막의 고연마율의 구현과 표면 결함을 개선시킬 수 있다. 또한, 상기 pH 범위를 벗어나 높은 산성 영역을 형성할 경우에, 연마 후 반도체 재료의 탈락이 크게 발생하게 될 수 있어, 연마 대상 기재, 예를 들어, 웨이퍼 표면의 거칠기(roughness)가 일정하지 않고, 디싱, 침식, 침식, 부식 및 표면 불균형과 같은 결함을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 연마 슬러리 조성물은 다결정 실리콘 막을 포함하는 기재의 연마에 적용되고, 예를 들어, 다결정 실리콘 막을 포함하는 기재의 화학적-기계적 연마 공정(CMP)에 적용될 수 있다. 어떤 예에서, 다결정 실리콘 벌크막의 연마에 이용될 수 있다. 어떤 예에서, 다결정 실리콘 웨이퍼 또는 패턴막의 연마에 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시에에 따라, 상기 연마 슬러리 조성물은, 알칼리 영역에서 음의 제타전위를 나타낼 수 있으며, -1 mV 이하; -10 mV 이하; -30 mV 이하; 또는 -30 mV 내지 -100 mV일 수 있다. 상기 제타전위 범위 내에 포함되면, 소수성의 다결정 실리콘 막의 연마속도를 향상시키고 연마 대상막의 표면 품질을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 상기 다결정 실리콘 막을 포함하는 기재(예: 다결정 실리콘 웨이퍼)에 상기 연마 슬러리 조성물로 연마 공정을 진행할 경우에, 상기 다결정성 실리콘 막의 높은 연마 선택비를 구현할 수 있으며, 예를 들어, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH 8 이상; 8 내지 12; 8 내지 11 또는 pH 9 내지 11에서 상기 다결정 실리콘 막에 대한 연마속도는 2000 Å/min 이상; 3000 Å/min 이상; 또는 4000 Å/min 이상이고, 예를 들어, 2000 Å/min 내지 5000 Å/min 또는 3000 Å/min 내지 5000 Å/min 또는 3500 Å/min 내지 5000 Å/min 또는 4000 Å/min 내지 5000 Å/min일 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
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 4급 암모늄 중합체(폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아], 이하 Mirapol wt)(0.01wt%, 분자량(g/mol)=50,000), 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)= 90,000)를 첨가하고 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 2
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.03wt%, 분자량(g/mol)=50,000), 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)= 90,000)를 첨가하고 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 3
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.01wt%, 분자량(g/mol)=50,000), 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)= 90,000)를 첨가하고 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 4
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.03wt%, 분자량(g/mol)=50,000), 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)= 90,000)를 첨가하고 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 5
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)=50,000), 및 HEC (2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량 (g/mol)= 90,000)를 첨가하고 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 6
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.03 wt%, 분자량(g/mol)=50,000), 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)= 90,000)를 첨가하고 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
비교예 1
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈)를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
비교예 2
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈) 및 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)=50,000)를 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
비교예 3
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈) 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)=90,000)를 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
비교예 4
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈)를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
비교예 5
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈) 및 4급 암모늄 중합체(Mirapol wt)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)=50,000)를 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
비교예 6
하기의 표 1에 따라 양이온성 표면 전하를 갖는 콜로이달 실리카(60 nm 내지 80 nm의 사이즈), 및 HEC(2-Hydroxyethyl cellulose)(0.01 wt%, 분자량(g/mol)= 90,000)를 혼합하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
실시예 및 비교예의 연마 슬러리 조성물은 KOH 및 TEA 각각 1% 미만을 첨가하여 pH (예: 약 pH=11)를 조절하였다.
연마 특성 평가
실시예 및 비교예의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마 조건으로 폴리실리콘 막 함유 기판을 연마하였다.
[연마 조건]
(1) 연마장비 : NT(케이씨텍), SP2-XP(KLA-Tencor)
(2) Carrier rpm/Platen rpm : 100/101
(3) Wafer Pressure : 3psi
(4) Surry Flow rate(ml/min) : 250 ml/min
(5) 패드 : IC 1000
(6) 시간 : 60s
(7) R-ring pressure : 6 psi
연마 특성을 평가하기 위하여, 실시예 및 비교예에 따른 연마 슬러리 조성물을 이용하여 폴리 실리콘 웨이퍼 기판 연마 후 연마속도 및 연마 이후에 패턴 표면의 결함을 측정하였으며, 그 결과는, 표 1에 나타내었다.
수용성 중합체 첨가제-1 pH *Poly-Si의
연마량 (Å/min)		 **결함
종류 Wt% 종류 Wt%
실시예 1 HEC 0.01 Mirapol WT 0.01 8-11 4200 A
실시예 2 HEC 0.01 Mirapol WT 0.03 8-11 4500 A
실시예 3 HEC 0.01 Mirapol WT 0.01 8-11 3700 A
실시예 4 HEC 0.01 Mirapol WT 0.03 8-11 4100 A
실시예 5 HEC 0.01 Mirapol WT 0.01 8-11 4000 A
실시예 6 HEC 0.01 Mirapol WT 0.03 8-11 4700 A
비교예 1 - - - 8-11 1000 D
비교예 2 - Mirapol WT 0.01 8-11 3300 C
비교예 3 HEC 0.01 - 8-11 700 B
비교예 4 - - 8-11 900 C
비교예 5 - Mirapol WT 0.01 8-11 2700 B
비교예 6 HEC 0.01 - 8-11 610 A
**결함 평가 기준은 표 2을 참조한다.
결함 개수 총개수(ea)
A 0~50
B 51~100
C 101~200
D 201 이상
표 1을 살펴보면, 본 발명에 의한 연마 슬러리 조성물은 양이온성 중합체 및 수용성 중합체를 적용하고, pH 8 이상의 영역에서 다결정성 실리콘 웨이퍼의 CMP 연마 공정에서 다결정 실리콘 막에 대한 고연마율의 연마 성능 (RR : 약 4000~5000 Å/min 수준)을 구현할 뿐만 아니라 표면 결함의 개선 효과를 제공하는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 콜로이달 실리카 연마입자;
    2개 이상의 이온화된 원자를 갖는 양이온성 첨가제; 및
    수용성 중합체;
    를 포함하는,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리카 연마입자는 양이온성 표면 전하를 갖고,
    상기 콜로이달 실리카 연마입자는 10 nm 내지 200 nm인 단일 사이즈 입자이거나 10 nm 내지 200 nm의 2종 이상의 상이한 사이즈를 가지는 혼합 입자를 포함하는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리카 연마입자는,
    상기 조성물 중 0.01 중량% 내지 10 중량%인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이달 실리카 연마입자는,
    pH 1 내지 6에서 양전하를 나타내고,
    pH 7 내지 12에서 음전하를 나타내는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양이온성 첨가제는,
    상기 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양이온성 첨가제는 단량체 내에 2개 이상의 이온화된 원소를 포함하는 중합체이며,
    상기 중합체는 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머; 폴리[비스(2-클로로에틸)에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아]; 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미니오)에틸렌-(디메틸이미니오)에틸렌 디클로라이드]; 히드록시메틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머; 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스; 비닐피롤리돈과 4급화 비닐이미다졸의 코폴리머; 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드]; 비닐카프로락탐 및 비닐피롤리돈의 터폴리머; 및 4급화 비닐이미다졸;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중합체의 분자량은 50,000 이상인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 중합체는,
    상기 조성물 중 0.0001 중량% 내지 0.5 중량%인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 중합체는,
    셀룰로오스, 2-하이드록시에틸셀룰로오스(hydroxyethylcellulose; HEC), 에틸셀룰로오스(ethylcellulose), 셀룰로오스 에테르(cellulose ethers), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol; PVA), 폴리에틸렌글리콜(poly(ethylene glycol); PEG), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone; PVP), 폴리아크릴아미드(poly(acrylamides); PAAm), 폴리옥사졸린(Poly(oxazoline); POZO), 폴리비닐아세테이트(polyvinyl acetate; PVAc), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide; PEO), 폴리비닐 에테르(polyvinyl ether), 폴리글리콜산(polyglycolic acid), 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리이소시아네이트(polyisocyanate), 폴리스틸렌술폰산(Polystyrenesulfonic acid) 및 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile; PAN)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 수용성 중합체의 분자량은 10 K 내지 1000 K인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 pH 조절제를 더 포함하고,
    상기 pH 조절제는 상기 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량%이고,
    상기 pH 조절제는 유기산, 무기산 및 염기성 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 무기산은, 황산, 질산, 인산, 규산, 불산, 붕산, 브롬산, 요오드산, 염산 및 과염소산으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 유기산은, 모노카르복실산, 디카르복실산 또는 이 둘을 포함하고,
    상기 유기산은, 시트르산(citric acid), 옥살산(oxalic acid), 프로피온산(propionic acid), 스테아린산(stearic acid), 피루브산(pyruvic acid), 아세트산(acetic acid), 아세토아세트산(acetoacetic acid), 글리옥실산(glyoxylic acid), 말산(malic acid), 말론산(malonic acid), 디메틸말론산, 말레산(maleic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 2-메틸아디프산, 트리메틸아디프산, 피메린산(pimelic acid), 프탈산(phthalic acid), 트리멜리트산(trimellitic acid), 타르타르산(tartaric acid), 글리콜산(glycollic acid), 2,2-디메틸글루타르산, 락트산(lactic acid), 이소루신(isoleucine), 글루타르산(glutaric acid), 뷰티르산(butyric acid), 숙신산(succinic acid), 3,3-디에틸숙신산 및 아스코르빈산(ascorbic acid)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 염기성 화합물은,
    암모니아, 암모늄메틸프로판올(Ammonium methyl propanol; AMP), 테트라메틸암모늄하이드록사이드(Tetra methyl ammonium hydroxide; TMAH), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸, 벤질아민, 모노에탄올아민(Monoethanolamine, MEA), 디에탄올아민(Diethanol amine, DEA), 트리에탄올아민, 트리메탄올아민, 디메틸벤질아민, 에톡시벤질아민, 모노이소프로판올아민, 아미노에틸에탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 디에틸렌트리아민(DETA), 트리에틸렌테트라아민(TETA), 테트라에틸렌펜타민(TEPA), 펜타에틸렌헥사민(PEHA), 비스(헥사메틸렌)트리아민, N-(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am3), N,N'-비스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am4), N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)에틸렌디아민(Am5), N-3-아미노프로필-1,3-디아미노프로판, N,N'-비스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, N,N,N'-트리스(3-아미노프로필)-1,3-디아미노프로판, 비스-(3-아미노프로필)아민, 디프로필렌트리아민 및 트리프로필렌테트라아민, 테트라에틸암모늄하이드록사이드(Tetraethyl ammonium hydroxide, TEAH), 테트라프로필암모늄하이드록사이드(Tetrapropylammonium hydroxide, TPAH), 테트라부틸암모늄하이드록사이드(Tetrabutylammonium hydroxide), 테트라펜틸암모늄(Tetrapentylammonium hydroxide, TBAH), 메틸(트리하이드록시에틸)암모늄하이드록사이드(Methyl(trishydroxyethyl)ammonium hydroxide), 트리부틸에틸암모늄하이드록사이드(Tributylethylammonium hydroxide), (2-하이드록시에틸)트리에틸암모늄하이드록사이드((2-hydroxyethyl),triethylammonium hydroxide), (2-하이드록시에틸)트리프로필암모늄하이드록사이드((2-hydroxyethyl) tripropylammonium hydroxide) 및 (1-하이드록시프로필)트리에틸암모늄하이드록사이드((1- hydroxypropyl) trimethylammonium hydroxide)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    계면활성제, 살생물제 및 보존 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나
    를 더 포함하고,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 계면활성제, 살생물제 및 보존 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상은,
    상기 조성물 중 0.001 중량% 내지 0.5 중량%인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 조성물의 pH는 8 내지 11인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 연마 슬러리 조성물의 다결정 실리콘 막에 대한 연마속도는,
    2000 Å/min 이상인 것인,
    다결정 실리콘 연마를 위한, 연마 슬러리 조성물.
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