KR20230173583A - Chemical mechanical polishing slurry composition for silicon carbide wafer - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 산화제; 수용성 전이금속; 및 전이금속 이온 착화제;를 포함한다.The present invention relates to a polishing slurry composition for silicon carbide wafers. The polishing slurry composition for silicon carbide wafers according to an embodiment of the present invention includes abrasive particles; oxidizing agent; water-soluble transition metal; and a transition metal ion complexing agent.
Description
본 발명은 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
실리콘 카바이드(SiC) 웨이퍼용 연마 슬러리는 높은 연마 속도를 위하여 알루미나 입자, 다이아몬드 입자 또는 SiC 입자 등 경도가 높은 연마 입자를 포함하였다. Polishing slurries for silicon carbide (SiC) wafers included abrasive particles with high hardness such as alumina particles, diamond particles, or SiC particles for high polishing speed.
SiC보다 경도가 높은 연마입자는 높은 연마속도를 제공하나 상당한 정도의 표면 및 하부면 손상을 가져온다. 반면, 실리콘 카바이드보다 연한 연마입자는 낮은 손상을 제공하지만 연마속도가 매우 느리며, 긴 CMP 공정시간을 요구한다. 표면의 낮은 손상을 위해 SiC보다 경도가 낮은 연마 입자를 사용하면서, 생산성 향상을 위해 높은 연마 속도를 구현하는 연마 슬러리가 필요하다.Abrasive grains with a higher hardness than SiC provide high polishing rates but cause significant surface and subsurface damage. On the other hand, abrasive particles softer than silicon carbide provide lower damage, but the polishing speed is very slow and requires a long CMP process time. An abrasive slurry that achieves high polishing speeds to improve productivity while using abrasive particles with lower hardness than SiC for low surface damage is needed.
SiC는 고출력, 고주파수, 고온의 전자장치에 적합한 독특한 물리적 전기적 특성들을 가지고 있다. SiC 전자장치를 제작하기 위해서는 평탄한 SiC 웨이퍼가 준비되어야한다. SiC 웨이퍼의 준비에는 표면을 평탄화 시키는 CMP 공정이 진행된다.SiC has unique physical and electrical properties suitable for high-power, high-frequency, high-temperature electronic devices. To fabricate SiC electronic devices, a flat SiC wafer must be prepared. The preparation of SiC wafers involves a CMP process to flatten the surface.
종래의 SiC CMP 슬러리에는 다이아몬드 (모스 경도 10, 크누프 경도 8,000-12,000 Kg/mm)와 같이, SiC (모스 경도 9, 크누프 경도 2,400-3,000 Kg/mm)보다 강한 입자들이 높은 SiC 연마 속도를 달성하기 위하여 사용된다. Conventional SiC CMP slurries contain particles stronger than SiC (Mohs hardness 9, Knupf hardness 2,400-3,000 Kg/mm), such as diamond (
그러나, SiC보다 경도가 높은 입자들은 웨이퍼의 표면과 하부면(sub-surface)에 통상 발생하는 스크래치(scratch)와 전위(dislocation)을 포함하여, SiC 표면에 높은 정도의 손상을 가져온다. 표면 손상을 줄이기 위해서는 티타니아(titania) (모스 경도 5.5-6.5, 크누프 경도 500-600 Kg/mm), 가넷(garnet) (모스 경도약 8, 크누프 경도 1360 Kg/mm), 실리카/석영(silica/quartz) (모스 경도 7, 크누프 경도 900-1,200 Kg/mm), 또는 지르코니아(zirconia)(모스 경도 약 8, 크누프 경도 1,120 Kg/mm) 같은 경도가 낮은 입자를 사용하여, CMP를 진행하려는 시도가 있었다. 하지만, SiC 보다 연한 연마입자는 낮은 손상을 제공하는 대신, 연마속도가 매우 느리며, 긴 CMP 공정시간을 요구한다. However, particles harder than SiC cause a high degree of damage to the SiC surface, including scratches and dislocations that commonly occur on the surface and sub-surface of the wafer. To reduce surface damage, use titania (Mohs hardness 5.5-6.5, Knup hardness 500-600 Kg/mm), garnet (Mohs hardness approximately 8, Knup hardness 1360 Kg/mm), silica/quartz ( CMP is performed using particles with low hardness, such as silica/quartz (Mohs hardness 7, Knup hardness 900-1,200 Kg/mm), or zirconia (Mohs hardness approximately 8, Knupf hardness 1,120 Kg/mm). There was an attempt to proceed. However, abrasive particles softer than SiC provide low damage, but the polishing speed is very slow and requires a long CMP process time.
이에 따라, SiC보다 경도가 낮은 입자를 사용하면서, 연마 속도를 높일 수 있는 화학적으로 활성화된 슬러리가 필요하다.Accordingly, a chemically activated slurry that can increase the polishing rate while using particles with a hardness lower than SiC is needed.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-mentioned background technology 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 technology disclosed to the general public before the present application.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 표면 손상이 적으면서 높은 연마 속도를 구현할 수 있는 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to provide a polishing slurry composition for silicon carbide wafers that can achieve a high polishing rate with less surface damage.
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 problems to be solved by the present invention are 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 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 산화제; 수용성 전이금속; 및 전이금속 이온 착화제;를 포함한다.A polishing slurry composition for silicon carbide wafers according to an embodiment of the present invention includes abrasive particles; oxidizing agent; water-soluble transition metal; and a transition metal ion complexing agent.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는 실리콘 카바이드보다 모스 경도(Mohs hardness)가 낮은 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may have lower Mohs hardness than silicon carbide.
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 magnesia.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 입경 30 nm 내지 100 nm인 1차 입자 및 입경 250 nm 내지 300 nm인 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may include primary particles with a particle size of 30 nm to 100 nm and secondary particles with a particle size of 250 nm to 300 nm.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 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 for silicon carbide wafers.
일 실시형태에 있어서, 상기 산화제는, 과망간산칼륨(KMnO4), 페리시안화 칼륨(potassium ferricyanide), 중크롬산 칼륨(potassium dichromate), 요오드산 칼륨(potassium iodate), 브롬산 칼륨(potassium bromate), 하이포아염소산 칼륨(potassium hypochlorite), 과망간산나트륨(NaMnO4), 차아염소산나트륨(NaClO), 브롬산나트륨(NaBrO3), 과산화수소(hydrogen peroxide), 과황산 암모늄(ammonium persulfate), 질산은(silver nitrate), 질산 제이철(ferric nitrates), 염화 제이철(ferric chloride), 과산(per acid), 과산염(per salts), 오존수(ozone water), 삼산화 바나듐(vanadium trioxide), 하이포아염소산(hypochlorous acid), 하이포아염소산 나트륨(sodium hypochlorite), 하이포아염소산 칼슘(calcium hypochlorite), 하이포아염소산 마그네슘(magnesium hypochlorite) 및 질산 제이철(ferric nitrate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the oxidizing agent is potassium permanganate (KMnO 4 ), potassium ferricyanide, potassium dichromate, potassium iodate, potassium bromate, hypoa. Potassium hypochlorite, sodium permanganate (NaMnO 4 ), sodium hypochlorite (NaClO), sodium bromate (NaBrO 3 ), hydrogen peroxide, ammonium persulfate, silver nitrate, nitric acid. Ferric nitrates, ferric chloride, per acid, per salts, ozone water, vanadium trioxide, hypochlorous acid, hypochlorous acid It may contain at least one selected from the group consisting of sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, magnesium hypochlorite, and ferric nitrate.
일 실시형태에 있어서, 상기 산화제는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 M 내지 5 M 포함되는 것일 수 있다.In one embodiment, the oxidizing agent may be included in an amount of 0.1 M to 5 M in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
일 실시형태에 있어서, 상기 수용성 전이금속은, 크롬(Cr) 이온, 철(Fe) 이온 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the water-soluble transition metal may include chromium (Cr) ions, iron (Fe) ions, or both.
일 실시형태에 있어서, 상기 크롬(Cr) 이온은, 황산크롬(III), 염화크롬(III), 질산크롬(III), 초산크롬(III)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 철 화합물로부터 제공될 수 있는 것일 수 있다.In one embodiment, the chromium (Cr) ion is iron containing at least one selected from the group consisting of chromium (III) sulfate, chromium (III) chloride, chromium (III) nitrate, and chromium (III) acetate. It may be provided from a compound.
일 실시형태에 있어서, 상기 철(Fe) 이온은, 질산철(III), 황산철(III), 포름산철(III), 초산철(III), 탄산철(III), 염화철(III), 브롬화철(III), 옥화 철(III), 수산화철(III), 산화철(III), 아세틸아세톤 철(III), 일산화탄소철(III), 구연산철(III), 옥살산철(III), 푸마르산철(III), 유산철(III), 과염소산철(III), 헥사 사이아노 철(III)산 암모늄, 헥사 사이아노 철(III)산 칼륨, 황산철(III) 암모늄 및 황산철(III) 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 철 화합물로부터 제공될 수 있는 것일 수 있다.In one embodiment, the iron (Fe) ion is iron (III) nitrate, iron (III) sulfate, iron (III) formate, iron (III) acetate, iron (III) carbonate, iron (III) chloride, bromide. Iron(III), iron(III) oxalate, iron(III) hydroxide, iron(III) oxide, iron(III) acetylacetone, iron(III) carbon monoxide, iron(III) citrate, iron(III) oxalate, iron(III) fumarate ), iron(III) sulfate, iron(III) perchlorate, ammonium hexacyanoferric(III)ate, potassium hexacyanoferric(III)ate, ammonium iron(III) sulfate, and potassium iron(III) sulfate. It may be provided from an iron compound containing at least one selected from.
일 실시형태에 있어서, 상기 수용성 전이금속은, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 M 내지 0.1 M 포함되는 것일 수 있다.In one embodiment, the water-soluble transition metal may be included in an amount of 0.0001 M to 0.1 M in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
일 실시형태에 있어서, 상기 전이금속 이온 착화제는, NO2 -, CN-, C5H7O2 -(아세틸아세토네이트)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 이온을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the transition metal ion complexing agent may include at least one ion selected from the group consisting of NO 2 - , CN - , C 5 H 7 O 2 - (acetylacetonate). .
일 실시형태에 있어서, 상기 전이금속 이온 착화제는, NaNO2, NaCN, NaAcc, KNO2, KCN 및 HNO2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the transition metal ion complexing agent may include at least one selected from the group consisting of NaNO 2 , NaCN, NaAcc, KNO 2 , KCN, and HNO 2 .
일 실시형태에 있어서, 상기 수용성 전이금속 및 상기 전이금속 이온 착화제의 몰 비율은 1 : 0.5 내지 1 : 5인 것일 수 있다.In one embodiment, the molar ratio of the water-soluble transition metal and the transition metal ion complexing agent may be 1:0.5 to 1:5.
일 실시형태에 있어서, 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은, 계면활성제;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition for silicon carbide wafers may further include a surfactant.
일 실시형태에 있어서, 계면활성제;를 더 포함하고, 상기 계면활성제는, 도데실벤젠술폰산, 옥틸벤젠술폰산, 데실벤젠술폰산, 도데칸술폰산, 테트라데실벤젠술폰산, 알킬벤젠술폰산, 알킬디페닐에테르디술폰산, 폴리스티렌설포네이트, 폴리소듐스티렌설포네이트, 소듐도데실설포네이트, 도데실벤젠설포네이트, n-도데실피리디늄클로라이드, 리니어디아민, 리니어알킬아민, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 염화세트리모늄, 염화알킬트리메틸암모늄, 염화디알킬디메틸암모늄, 이미다졸, 글리세라이드황산염, 도데실벤젠술폰산염, 소듐도데실술폰산염, 리그로술폰산염, 사르코사이드. 술포-카르복실 화합물, 알킬에테르황산염, 알킬황산염, 알파-올레핀술폰산염, 유기인산계열계면활성제, 포타슘코코일글리시네이트, 황산염알카놀아마이드, Brij 35, Brij 58, Brij L23, Brij O20, 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 옥타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르, 펜타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르, 노녹시놀(Nonoxynols), 트리톤 X-100(Triton X-100), Tween 80, SDS(sodium dodecyl sulfate), 소듐 데옥시콜레이트 및 트리톤 X-200(Triton X-200)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, it further includes a surfactant, wherein the surfactant is dodecylbenzenesulfonic acid, octylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, tetradecylbenzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, and alkyldiphenyletherdi. Sulfonic acid, polystyrene sulfonate, polysodium styrene sulfonate, sodium dodecyl sulfonate, dodecylbenzene sulfonate, n-dodecylpyridinium chloride, linear diamine, linear alkylamine, cetyltrimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, benzalkonium chloride. Thonium, cetrimonium chloride, alkyltrimethylammonium chloride, dialkyldimethylammonium chloride, imidazole, glyceride sulfate, dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfonate, ligrosulfonate, sarcoside. Sulfo-carboxylic compound, alkyl ether sulfate, alkyl sulfate, alpha-olefin sulfonate, organophosphate surfactant, potassium cocoyl glycinate, sulfate alkanolamide, Brij 35, Brij 58, Brij L23, Brij O20, Sor Bitan Monolaurate, Sorbitan Monostearate, Sorbitan Tristearate, Octaethylene Glycol Monododecyl Ether, Pentaethylene Glycol Monododecyl Ether, Nonoxynols, Triton X-100 , Tween 80, SDS (sodium dodecyl sulfate), sodium deoxycholate, and Triton X-200 (Triton X-200).
일 실시형태에 있어서, 상기 계면활성제는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.2 mM 내지 5 mM 포함되는 것일 수 있다.In one embodiment, the surfactant may be included in an amount of 0.2mM to 5mM in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물의 pH는 2 내지 5인 것일 수 있다.In one embodiment, the pH of the polishing slurry composition for silicon carbide wafers may be 2 to 5.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘 카바이드 웨이퍼 연마 시, 실리콘 카바이드막의 연마율은 400 nm/h 내지 1,000 nm/h인 것일 수 있다.In one embodiment, when polishing a silicon carbide wafer using the polishing slurry composition for a silicon carbide wafer, the polishing rate of the silicon carbide film may be 400 nm/h to 1,000 nm/h.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘 카바이드 웨이퍼 연마 시, 상기 산화제에 의해 상기 실리콘 카바이드 표면에 실리콘 산화막(SiO2)을 형성하고, 상기 연마입자가 실리콘 산화막(SiO2)을 연마하는 것일 수 있다.In one embodiment, when polishing a silicon carbide wafer using the polishing slurry composition for silicon carbide wafers, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the surface of the silicon carbide by the oxidizing agent, and the abrasive particles form a silicon oxide film (SiO 2 ). ) may be polishing.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은 산화제의 환원된 형태와 산화·환원 반응을 할 수 있는 수용성 전이금속 이온 및 전이금속 이온 착화제를 포함하여, 표면 산화 반응 속도를 높이고, 이를 통해 실리콘 산화막(SiO2) 형성 속도를 높일 수 있다. 이로 인해 경도가 낮은 연마입자를 사용하더라도 높은 연마 속도를 확보할 수 있다.The polishing slurry composition for silicon carbide wafers according to an embodiment of the present invention includes a water-soluble transition metal ion and a transition metal ion complexing agent capable of oxidation/reduction reaction with the reduced form of the oxidizing agent, thereby increasing the surface oxidation reaction rate and , Through this, the formation rate of the silicon oxide film (SiO 2 ) can be increased. Because of this, high polishing speeds can be secured even when abrasive particles of low hardness are used.
도 1은 본 발명의 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물, 실시예 1 내지 3의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용하여 연마 후 부식전류 및 연마율을 나타낸 그래프이다.
도 2는 전이금속 이온으로서 철(III) 아세틸아세토네이트, 철(III) 나이트레이트, 크롬(III) 나이트레이트에 따른 실리카 입자 표면의 코팅 여부를 확인할 수 있는 이미지이다.
도 3은 본 발명의 비교예 1, 2의 연마 슬러리 조성물, 실시예 2, 4 및 5의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용하여 연마 후 부식전류 및 연마율을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a graph showing corrosion current and polishing rate after polishing using the polishing slurry compositions of Comparative Examples 1 to 3 and the polishing slurry compositions for silicon carbide wafers of Examples 1 to 3 of the present invention.
Figure 2 is an image showing whether the surface of a silica particle is coated with iron (III) acetylacetonate, iron (III) nitrate, or chromium (III) nitrate as transition metal ions.
Figure 3 is a graph showing corrosion current and polishing rate after polishing using the polishing slurry compositions of Comparative Examples 1 and 2 and the silicon carbide wafer polishing slurry compositions of Examples 2, 4, and 5 of the present invention.
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 attached drawings. However, various changes can be made to the embodiments, so the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in 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.The terms used in the examples are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
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 otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
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, when describing with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the embodiments, the detailed descriptions are 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.Additionally, 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, sequence, or order of the 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 including common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless stated to the contrary, the description given in one embodiment may be applied to other embodiments, and detailed description will be omitted to the extent of overlap.
본 발명은, (주)케이씨텍의 지원에 따른 차세대 Device 적용을 위한 CMP 슬러리 연구개발에 관련된 것이다.The present invention is related to research and development of CMP slurry for application to next-generation devices sponsored by KC Tech Co., Ltd.
이하, 본 발명의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 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 for silicon carbide wafers 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 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은, 연마입자; 산화제; 수용성 전이금속; 및 전이금속 이온 착화제;를 포함한다.A polishing slurry composition for silicon carbide wafers according to an embodiment of the present invention includes abrasive particles; oxidizing agent; water-soluble transition metal; and a transition metal ion complexing agent.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는 실리콘 카바이드보다 모스 경도(Mohs hardness)가 낮은 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may have lower Mohs hardness than silicon carbide.
예를 들어, 상기 연마입자는 실리카(silica, SiO2) 나노입자인 것일 수 있다. 모스 경도가 9.5인 단결정 실리콘 카바이드(SiC)를 경도가 낮은 실리카 나노입자를 이용해 기계적인 방법으로 연마하는 것은 매우 어렵다. 따라서, 실리콘 카바이드(SiC)를 연마입자를 이용해 직접적으로 연마하는 것이 아니라, 실리콘 카바이드(SiC) 표면을 산화시켜, 실리콘 산화막(SiO2)을 만들고 연마입자가 상대적으로 소프트한 실리콘 산화막(SiO2)을 연마하는 방식으로 CMP를 진행한다. 낮은 경도의 실리카 입자를 이용한 화학적 활성화 방식의 연마 슬러리 조성물 에서는 실리콘 카바이드(SiC) 표면의 산화반응 속도가 증가할수록 연마속도 역시 증가할 수 있다.For example, the abrasive particles may be silica (SiO 2 ) nanoparticles. It is very difficult to mechanically polish single crystal silicon carbide (SiC), which has a Mohs hardness of 9.5, using low-hardness silica nanoparticles. Therefore, rather than directly polishing silicon carbide (SiC) using abrasive particles, the surface of silicon carbide (SiC) is oxidized to create a silicon oxide film (SiO 2 ), and the abrasive particles are relatively soft. CMP is carried out by polishing. In a chemically activated polishing slurry composition using low-hardness silica particles, the polishing rate can also increase as the oxidation reaction rate of the silicon carbide (SiC) surface increases.
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 magnesia.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는 액상법으로 제조된 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles may be manufactured using a liquid method.
바람직하게는, 상기 연마입자는 콜로이달 실리카인 것일 수 있다.Preferably, the abrasive particles may be colloidal silica.
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 manufactured by a liquid method. The liquid method is a sol-gel method in which a chemical reaction occurs with an abrasive particle precursor in an aqueous solution and grows crystals to obtain fine particles, or 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 manufactured by applying hydrothermal synthesis methods, etc. Abrasive particles manufactured by a liquid 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 single crystalline. When using single crystalline abrasive particles, a scratch reduction effect can be achieved compared to polycrystalline abrasive particles, dishing can be improved, and cleanability 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 a spherical shape, a rectangular shape, a needle shape, and a plate shape, and is preferably spherical. It may be.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 입경 30 nm 내지 100 nm; 50 nm 내지 100 nm; 80 nm 내지 100 nm; 90 nm 내지 100 nm; 30 nm 내지 90 nm; 50 nm 내지 90 nm; 70 nm 내지 90 nm; 80 nm 내지 90 nm; 70 nm 내지 80 nm;인 1차 입자 및 입경 250 nm 내지 300 nm; 280 nm 내지 300 nm; 250 nm 내지 280 nm; 260 nm 내지 280 nm; 또는 250 nm 내지 260 nm;인 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the abrasive particles have a particle size of 30 nm to 100 nm; 50 nm to 100 nm; 80 nm to 100 nm; 90 nm to 100 nm; 30 nm to 90 nm; 50 nm to 90 nm; 70 nm to 90 nm; 80 nm to 90 nm; primary particles having a particle size of 70 nm to 80 nm and a particle size of 250 nm to 300 nm; 280 nm to 300 nm; 250 nm to 280 nm; 260 nm to 280 nm; Alternatively, it may include secondary particles having a size of 250 nm to 260 nm.
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 abrasive particles is the average value of the particle diameters of a plurality of particles within a viewing range that can be measured by scanning electron microscopy analysis or dynamic light scattering.
일 실시형태에 있어서, 1차 입자의 크기에 있어서, 입자 균일성을 확보하기 위해서 70 nm 이하이어야 하며, 70 nm 미만인 경우에는 연마율이 저하될 수 있고, 상기 STI 공정용 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 2차 입자의 크기에 있어서, 2차 입자의 크기가 100 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 70 nm or less to ensure particle uniformity. If it is less than 70 nm, the polishing rate may decrease, and the polishing slurry for silicon carbide wafers for the STI process Regarding the size of the secondary particles in the composition, if the size of the secondary particles is less than 100 nm and excessive small particles are generated due to milling, cleanability is reduced, excessive defects are generated on the wafer surface, and if the size of the secondary particles is less than 300 nm, If this is done, excessive polishing may occur, making 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, in addition to single-sized particles, the abrasive particles may be mixed particles containing a multi-dispersion type particle distribution. For example, abrasive particles having two different average particle sizes are mixed. It may have a bimodal particle distribution, or it may have a particle size distribution showing three peaks by mixing abrasive particles with three different average particle sizes. Alternatively, four or more types of abrasive particles having different average particle sizes may be mixed to have a polydisperse particle distribution. By mixing relatively large and relatively small abrasive particles, better dispersibility can be achieved and the effect of reducing scratches on the wafer surface can be expected.
일 실시형태에 있어서, 상기 연마입자는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 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 실리콘 카바이드 웨이퍼용 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 are included in an amount of 0.1% to 10% by weight in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers; 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 it may be 7% by weight to 10% by weight. If the abrasive particles are less than 0.1% by weight in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers, the polishing speed is reduced, and if the abrasive particles are more than 10% by weight, there may be a concern about defects caused by the abrasive particles.
바람직하게는, 상기 연마입자는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 3 중량% 내지 7 중량%; 4 중량% 내지 6 중량%; 것일 수 있다.Preferably, the abrasive particles are present in an amount of 3% to 7% by weight in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers; 4% to 6% by weight; It may be.
일 실시형태에 있어서, 상기 산화제는, 과망간산칼륨(KMnO4), 페리시안화 칼륨(potassium ferricyanide), 중크롬산 칼륨(potassium dichromate), 요오드산 칼륨(potassium iodate), 브롬산 칼륨(potassium bromate), 하이포아염소산 칼륨(potassium hypochlorite), 과망간산나트륨(NaMnO4), 차아염소산나트륨(NaClO), 브롬산나트륨(NaBrO3), 과산화수소(hydrogen peroxide), 과황산 암모늄(ammonium persulfate), 질산은(silver nitrate), 질산 제이철(ferric nitrates), 염화 제이철(ferric chloride), 과산(per acid), 과산염(per salts), 오존수(ozone water), 삼산화 바나듐(vanadium trioxide), 하이포아염소산(hypochlorous acid), 하이포아염소산 나트륨(sodium hypochlorite), 하이포아염소산 칼슘(calcium hypochlorite), 하이포아염소산 마그네슘(magnesium hypochlorite) 및 질산 제이철(ferric nitrate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. In one embodiment, the oxidizing agent is potassium permanganate (KMnO 4 ), potassium ferricyanide, potassium dichromate, potassium iodate, potassium bromate, hypoa. Potassium hypochlorite, sodium permanganate (NaMnO 4 ), sodium hypochlorite (NaClO), sodium bromate (NaBrO 3 ), hydrogen peroxide, ammonium persulfate, silver nitrate, nitric acid. Ferric nitrates, ferric chloride, per acid, per salts, ozone water, vanadium trioxide, hypochlorous acid, hypochlorous acid It may contain at least one selected from the group consisting of sodium hypochlorite, calcium hypochlorite, magnesium hypochlorite, and ferric nitrate.
바람직하게는, 상기 산화제는 과망간산칼륨(KMnO4)인 것일 수 있다. 예를 들어, 과망간산칼륨의 MnO4 - 이온은 MnO4 2-, MnO2의 형태로 환원되면서, 실리콘 카바이드(SiC)와 반응하여 웨이퍼를 산화시킨다. 해당 반응을 더욱 촉진시키기 위해서 전이금속 이온이 포함되는데, 이 전이금속 이온은 환원된 MnO4 2--나 MnO2를 재산화시켜, 실리콘 카바이드(SiC)와 반응할 수 있는 MnO4 - 형태로 재생시킨다. 해당 재생 반응으로 인해, 실리콘 카바이드(SiC)와의 반응할 수 있는 산화제가 다시 형성됨과 동시에, 실리콘 카바이드(SiC)의 표면에 흡착하여 반응 사이트(site)를 가리는 용해되지 않은 형태인 MnO2의 형성을 억제하여 실리콘 카바이드(SiC) 표면 산화 반응을 더욱 촉진시킬 수 있다.Preferably, the oxidizing agent may be potassium permanganate (KMnO 4 ). For example, the MnO 4 - ion of potassium permanganate is reduced to the form of MnO 4 2- and MnO 2 and reacts with silicon carbide (SiC) to oxidize the wafer. To further promote the reaction, transition metal ions are included. These transition metal ions reoxidize the reduced MnO 4 2- - or MnO 2 , regenerating it into MnO 4 - form that can react with silicon carbide (SiC). I order it. Due to the regeneration reaction, an oxidizing agent capable of reacting with silicon carbide (SiC) is formed again, and at the same time, it adsorbs to the surface of silicon carbide (SiC) and forms an undissolved form of MnO 2 that obscures the reaction site. By suppressing this, the silicon carbide (SiC) surface oxidation reaction can be further promoted.
일 실시형태에 있어서, 상기 산화제는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 M 내지 5 M 포함되는 것일 수 있다. 상기 산화제가 상기 금속막 연마용 슬러리 조성물 중 0.1 M 미만인 경우에는 실리콘 카바이드막 표면에서 실리콘산화막(SiO2) 형성이 미미할 수 있고, 5 M 초과인 경우에는 막질 표면이 과도하게 에칭되어 거칠기 향상의 문제를 야기시킬 수 있다.In one embodiment, the oxidizing agent may be included in an amount of 0.1 M to 5 M in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers. If the oxidizing agent is less than 0.1 M in the metal film polishing slurry composition, the formation of a silicon oxide film (SiO 2 ) on the surface of the silicon carbide film may be minimal, and if it is more than 5 M, the film surface is excessively etched, causing a problem of roughness improvement. can cause.
일 실시형태에 있어서, 상기 수용성 전이금속은, 크롬(Cr) 이온, 철(Fe) 이온 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the water-soluble transition metal may include chromium (Cr) ions, iron (Fe) ions, or both.
일 실시형태에 있어서, 상기 크롬(Cr) 이온은, 황산크롬(III), 염화크롬(III), 질산크롬(III), 초산크롬(III)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 철 화합물로부터 제공될 수 있는 것일 수 있다.In one embodiment, the chromium (Cr) ion is iron containing at least one selected from the group consisting of chromium (III) sulfate, chromium (III) chloride, chromium (III) nitrate, and chromium (III) acetate. It may be provided from a compound.
일 실시형태에 있어서, 상기 철(Fe) 이온은, 질산철(III), 황산철(III), 포름산철(III), 초산철(III), 탄산철(III), 염화철(III), 브롬화철(III), 옥화 철(III), 수산화철(III), 산화철(III), 아세틸아세톤 철(III), 일산화탄소철(III), 구연산철(III), 옥살산철(III), 푸마르산철(III), 유산철(III), 과염소산철(III), 헥사 사이아노 철(III)산 암모늄, 헥사 사이아노 철(III)산 칼륨, 황산철(III) 암모늄 및 황산철(III) 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 철 화합물로부터 제공될 수 있는 것일 수 있다.In one embodiment, the iron (Fe) ion is iron (III) nitrate, iron (III) sulfate, iron (III) formate, iron (III) acetate, iron (III) carbonate, iron (III) chloride, bromide. Iron(III), iron(III) oxalate, iron(III) hydroxide, iron(III) oxide, iron(III) acetylacetone, iron(III) carbon monoxide, iron(III) citrate, iron(III) oxalate, iron(III) fumarate ), iron(III) sulfate, iron(III) perchlorate, ammonium hexacyanoferric(III)ate, potassium hexacyanoferric(III)ate, ammonium iron(III) sulfate, and potassium iron(III) sulfate. It may be provided from an iron compound containing at least one selected from.
예를 들어, 질산철(III) (Fe(NO3)3)의 경우 물에서 해리하여 철 이온(Fe3+)을 제공한다.For example, iron(III) nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) dissociates in water to provide iron ions (Fe 3+ ).
일 실시형태에 있어서, 상기 수용성 전이금속은, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 M 내지 0.1 M 포함되는 것일 수 있다. 상기 수용성 전이금속이 상기 연마입자 중 0.0001 M 미만인 경우 연마 및 실리콘 카바이드막 산화의 상승효과를 충분히 얻을 수 없고, 0.1 M 초과인 경우 철 또는 크롬 원자가 사용되고 연마속도의 제어에 어려움을 초래할 뿐이다.In one embodiment, the water-soluble transition metal may be included in an amount of 0.0001 M to 0.1 M in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers. If the water-soluble transition metal is less than 0.0001 M of the abrasive particles, the synergistic effect of polishing and silicon carbide film oxidation cannot be sufficiently achieved, and if it is more than 0.1 M, iron or chromium atoms are used, which only causes difficulty in controlling the polishing speed.
전이금속 이온 착화제는, 전이금속 이온의 리간드에 의해서 전이금속 이온의 산화제 재생 반응을 더욱 촉진시킬 수 있기 때문에 포함하는 것일 수 있다. The transition metal ion complexing agent may be included because it can further promote the oxidizing agent regeneration reaction of the transition metal ion by the ligand of the transition metal ion.
일 실시형태에 있어서, 상기 전이금속 이온 착화제는, NO2 -, CN-, C5H7O2 -(아세틸아세토네이트, Acetylacetonate; ACC)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 이온을 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the transition metal ion complexing agent includes at least one ion selected from the group consisting of NO 2 - , CN - , C 5 H 7 O 2 - (Acetylacetonate; ACC) It may be.
예를 들어, NO2 -, CN-, C5H7O2 - 와 같은 전이금속 이온 착화제가 포함되면, 전이금속 이온의 산화제 재생반응을 더욱 촉진시키고, 이로 인해 연마속도가 더욱 상승하는 것일 수 있다. For example, if a transition metal ion complexing agent such as NO 2 - , CN - , or C 5 H 7 O 2 - is included, the oxidizing regeneration reaction of the transition metal ion can be further promoted, thereby further increasing the polishing rate. there is.
일 실시형태에 있어서, 상기 전이금속 이온 착화제는, NaNO2, NaCN, NaAcc, KNO2, KCN 및 HNO2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the transition metal ion complexing agent may include at least one selected from the group consisting of NaNO 2 , NaCN, NaAcc, KNO 2 , KCN, and HNO 2 .
일 실시형태에 있어서, 상기 수용성 전이금속 및 상기 전이금속 이온 착화제의 몰 비율은 1 : 0.5 내지 1 : 5; 1 : 0.5 내지 1 : 3; 또는 1 : 1 내지 1 : 1.5;인 것일 수 있다.In one embodiment, the molar ratio of the water-soluble transition metal and the transition metal ion complexing agent is 1:0.5 to 1:5; 1:0.5 to 1:3; Or it may be 1:1 to 1:1.5;
바람직하게는, 상기 수용성 전이금속 및 상기 전이금속 이온 착화제의 몰 비율은 1 : 1인 것일 수 있다. 그 이상 첨가 시, 전이금속 이온 착화제가 석출되어 연마입자에 소프트 층을 형성하여, 연마 속도가 낮아진다.Preferably, the molar ratio of the water-soluble transition metal and the transition metal ion complexing agent may be 1:1. If more is added, the transition metal ion complexing agent precipitates and forms a soft layer on the abrasive particles, lowering the polishing speed.
일 실시형태에 있어서, 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은, 계면활성제;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition for silicon carbide wafers may further include a surfactant.
일 실시형태에 있어서, 상기 계면활성제는, 연마 후 실리콘 카바이드 웨이퍼 표면의 결함을 줄이기 위해 첨가하는 것일 수 있다.In one embodiment, the surfactant may be added to reduce defects on the surface of the silicon carbide wafer after polishing.
일 실시형태에 있어서, 상기 계면활성제는, 도데실벤젠술폰산, 옥틸벤젠술폰산, 데실벤젠술폰산, 도데칸술폰산, 테트라데실벤젠술폰산, 알킬벤젠술폰산, 알킬디페닐에테르디술폰산, 폴리스티렌설포네이트, 폴리소듐스티렌설포네이트, 소듐도데실설포네이트, 도데실벤젠설포네이트, n-도데실피리디늄클로라이드, 리니어디아민, 리니어알킬아민, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 염화세트리모늄, 염화알킬트리메틸암모늄, 염화디알킬디메틸암모늄, 이미다졸, 글리세라이드황산염, 도데실벤젠술폰산염, 소듐도데실술폰산염, 리그로술폰산염, 사르코사이드. 술포-카르복실 화합물, 알킬에테르황산염, 알킬황산염, 알파-올레핀술폰산염, 유기인산계열계면활성제, 포타슘코코일글리시네이트, 황산염알카놀아마이드, Brij 35, Brij 58, Brij L23, Brij O20, 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 옥타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르, 펜타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르, 노녹시놀(Nonoxynols), 트리톤 X-100(Triton X-100), Tween 80, SDS(sodium dodecyl sulfate), 소듐 데옥시콜레이트 및 트리톤 X-200(Triton X-200)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.In one embodiment, the surfactant is dodecylbenzenesulfonic acid, octylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, tetradecylbenzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, alkyldiphenyletherdisulfonic acid, polystyrenesulfonate, polysodium. Styrenesulfonate, sodium dodecylsulfonate, dodecylbenzenesulfonate, n-dodecylpyridinium chloride, lineardiamine, linearalkylamine, cetyltrimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, cetrimonium chloride, chloride Alkyltrimethylammonium, dialkyldimethylammonium chloride, imidazole, glyceride sulfate, dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfonate, ligrosulfonate, sarcoside. Sulfo-carboxylic compound, alkyl ether sulfate, alkyl sulfate, alpha-olefin sulfonate, organophosphate surfactant, potassium cocoyl glycinate, sulfate alkanolamide,
일 실시형태에 있어서, 상기 계면활성제는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.2 mM 내지 5 Mm; 0.5 mM 내지 5 Mm; 1 mM 내지 5 Mm; 3 mM 내지 5 Mm; 0.2 mM 내지 3 Mm; 0.5 mM 내지 3 Mm; 1 mM 내지 3 Mm; 0.2 mM 내지 1 Mm; 또는 0.5 mM 내지 1 Mm; 포함되는 것일 수 있다. 상기 계면활성제가 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.2 mM 미만인 경우 실리콘 카바이드 웨이퍼 표면의 결함 제거 능력을 발휘할 수 없을 수 있고, 5 mM 초과하여도 그 이상의 효과는 얻어지지 않으므로 경제적인 측면에서 바람직하지 않다.In one embodiment, the surfactant is present in an amount of 0.2 mM to 5 Mm in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers; 0.5mM to 5Mm; 1mM to 5Mm; 3mM to 5Mm; 0.2mM to 3Mm; 0.5mM to 3Mm; 1mM to 3Mm; 0.2mM to 1Mm; or 0.5mM to 1Mm; It may be included. If the surfactant is less than 0.2mM in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers, it may not be able to exhibit the ability to remove defects on the surface of the silicon carbide wafer, and even if it exceeds 5mM, no further effect is obtained, so it is not preferable from an economic standpoint. not.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물의 pH는 2 내지 5인 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물의 pH는 2 내지 4, 2 내지 3, 또는 3 내지 5인 것일 수 있다.In one embodiment, the pH of the polishing slurry composition for silicon carbide wafers may be 2 to 5. For example, the pH of the polishing slurry composition for silicon carbide wafers may be 2 to 4, 2 to 3, or 3 to 5.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은 pH 조절제;를 더 포함할 수 있다.The polishing slurry composition for silicon carbide wafers according to an embodiment of the present invention may further include a pH adjuster.
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 adjuster includes 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 containing 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 bicarbonate, sodium carbonate and imidazole. It may contain at least one selected from the group consisting of an alkaline substance containing at least one of the following.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은 제조 공정 상, 농축제조 및 희석(Dilution) 공정을 포함할 수 있다.In one embodiment, the polishing slurry composition for silicon carbide wafers may include a concentration process and a dilution process in the manufacturing process.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 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 for silicon carbide wafers further includes water, and the ratio of the polishing liquid:water:additive liquid 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 2 액형 형태로 제공될 수 있고, 연마액과 첨가액이 혼합되어 있는 1 액형 형태로 제공될 수도 있다.In one embodiment, it may be provided in a two-component form in which the polishing liquid and the additive liquid are prepared separately and mixed immediately before polishing, or it may be provided in a one-component form in which the polishing liquid and the additive liquid are mixed.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘 카바이드 웨이퍼 연마 시, 실리콘 카바이드막의 연마율은 400 nm/h 내지 1,000 nm/h인 것일 수 있다.In one embodiment, when polishing a silicon carbide wafer using the polishing slurry composition for a silicon carbide wafer, the polishing rate of the silicon carbide film may be 400 nm/h to 1,000 nm/h.
일 실시형태에 있어서, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘 카바이드 웨이퍼 연마 시, 상기 산화제에 의해 상기 실리콘 카바이드 표면에 실리콘 산화막(SiO2)을 형성하고, 상기 연마입자가 실리콘 산화막(SiO2)을 연마하는 것일 수 있다.In one embodiment, when polishing a silicon carbide wafer using the polishing slurry composition for silicon carbide wafers, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed on the surface of the silicon carbide by the oxidizing agent, and the abrasive particles form a silicon oxide film (SiO 2 ). ) may be polishing.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물은 산화제의 환원된 형태와 산화·환원 반응을 할 수 있는 수용성 전이금속 이온 및 전이금속 이온 착화제를 포함하여, 표면 산화 반응 속도를 높이고, 이를 통해 실리콘 산화막(SiO2) 형성 속도를 높일 수 있다. 이로 인해 경도가 낮은 연마입자를 사용하더라도 높은 연마 속도를 확보할 수 있다.The polishing slurry composition for silicon carbide wafers according to an embodiment of the present invention includes a water-soluble transition metal ion and a transition metal ion complexing agent capable of oxidation/reduction reaction with the reduced form of the oxidizing agent, thereby increasing the surface oxidation reaction rate and , Through this, the formation rate of the silicon oxide film (SiO 2 ) can be increased. Because of this, high polishing speeds can be secured even when abrasive particles of low hardness are used.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through 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]
비교예 1Comparative Example 1
연마입자로서 SC1AJ(Sinmat 社) 연마입자를 첨가하여 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.An abrasive slurry composition was prepared by adding SC1AJ (Sinmat) abrasive particles as abrasive particles.
비교예 2Comparative Example 2
연마입자로서 100 nm 실리카 5 중량%, 산화제로서 과망간산칼륨(KMnO4) 0.3 M을 첨가하여 pH 4.0의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition of pH 4.0 was prepared by adding 5% by weight of 100 nm silica as abrasive particles and 0.3 M potassium permanganate (KMnO 4 ) as an oxidizing agent.
비교예 3Comparative Example 3
연마입자로서 100 nm 실리카 5 중량%, 산화제로서 과망간산칼륨(KMnO4) 0.3 M, 수용성 전이금속 이온으로서 망가니즈 아세틸아세토네이트(Manganese acetylacetonate, Mn(acc)3) 0.008 M를 첨가하고, pH 조절제로서 HNO3(질산)을 첨가하여 pH 4.0 의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.5% by weight of 100 nm silica as abrasive particles, 0.3 M of potassium permanganate (KMnO 4 ) as an oxidizing agent, 0.008 M of manganese acetylacetonate (Mn(acc) 3 ) as a water-soluble transition metal ion, and as a pH adjuster were added. HNO 3 (nitric acid) was added to prepare a polishing slurry composition of pH 4.0.
비교예 4Comparative Example 4
연마입자로서 100 nm 실리카 5 중량%, 산화제로서 과망간산칼륨(KMnO4) 0.3 M, 수용성 전이금속 이온으로서 망가니즈 아세틸아세토네이트(Manganese acetylacetonate, Mn(acc)3) 0.008 M를 첨가하고, pH 조절제로서 KOH(수산화칼륨)을 첨가하여, pH 9.0의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.5% by weight of 100 nm silica as abrasive particles, 0.3 M of potassium permanganate (KMnO 4 ) as an oxidizing agent, 0.008 M of manganese acetylacetonate (Mn(acc) 3 ) as a water-soluble transition metal ion, and as a pH adjuster were added. KOH (potassium hydroxide) was added to prepare a polishing slurry composition of pH 9.0.
실시예 1Example 1
비교예 2의 연마 슬러리 조성물에 수용성 전이금속으로서 질산크롬(Cr(NO3)3) 0.008 M을 첨가하여 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition for silicon carbide wafers was prepared by adding 0.008 M of chromium nitrate (Cr(NO 3 ) 3 ) as a water-soluble transition metal to the polishing slurry composition of Comparative Example 2.
실시예 2Example 2
비교예 2의 연마 슬러리 조성물에 수용성 전이금속으로서 질산철(Fe(NO3)3) 0.008 M을 첨가하여 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition for silicon carbide wafers was prepared by adding 0.008 M of iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) as a water-soluble transition metal to the polishing slurry composition of Comparative Example 2.
실시예 3Example 3
비교예 2의 연마 슬러리 조성물에 수용성 전이금속으로서 질산크롬(Cr(NO3)3) 0.004 M, 질산철(Fe(NO3)3 0.004 M을 첨가하여 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition for silicon carbide wafers was prepared by adding 0.004 M of chromium nitrate (Cr(NO 3 ) 3 ) and 0.004 M of iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) as water-soluble transition metals to the polishing slurry composition of Comparative Example 2.
실시예 4Example 4
실시예 2의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물에 전이금속 이온 착화제로서 NaNO2 0.008 M을 Fe3+ 이온 및 NaNO2의 비율이 1:1이 되도록 첨가하였다.NaNO 2 0.008 M as a transition metal ion complexing agent was added to the polishing slurry composition for silicon carbide wafers of Example 2 so that the ratio of Fe 3+ ions and NaNO 2 was 1:1.
실시예 5Example 5
실시예 2의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물에 전이금속 이온 착화제로서 NaNO2 0.08 M을 Fe3+ 이온 및 NaNO2의 비율이 1:10이 되도록 첨가하였다.NaNO 2 0.08 M as a transition metal ion complexing agent was added to the polishing slurry composition for silicon carbide wafers of Example 2 so that the ratio of Fe 3+ ions and NaNO 2 was 1:10.
실시예 6Example 6
비교예 2의 연마 슬러리 조성물에 수용성 전이금속으로서 질산철(Fe(NO3)3) 0.008 M을 첨가하고, pH 가 2 인 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.0.008 M of iron nitrate (Fe(NO 3 ) 3 ) as a water-soluble transition metal was added to the polishing slurry composition of Comparative Example 2, and a polishing slurry composition for silicon carbide wafers having a pH of 2 was prepared.
제조한 비교예 1 내지 4의 슬러리 조성물, 실시예 1 내지 6의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마 조건으로 SiC 웨이퍼를 연마하였다.SiC wafers were polished using the prepared slurry compositions of Comparative Examples 1 to 4 and the polishing slurry compositions for silicon carbide wafers of Examples 1 to 6 under the following polishing conditions.
[연마 조건] [Polishing conditions]
1. 연마기 : JSPM2011-D (JS lab 社)1. Polishing machine: JSPM2011-D (JS lab company)
2. 패드 : T-SCF-39M (Sinmat 社)2. Pad: T-SCF-39M (Sinmat)
3. 연마 시간 : 1 h3. Polishing time: 1 h
4. Platen /Head speed : 25/20 rpm4. Platen/Head speed: 25/20 rpm
5. 압력 : 300 gf/cm2 5. Pressure: 300 gf/ cm2
6. 유량 : 1.5 ml/min6. Flow rate: 1.5 ml/min
7. 웨이퍼 : SiC 4inch, 4H-N type, 4도 off orientation7. Wafer: SiC 4inch, 4H-N type, 4 degrees off orientation
하기 표 1은 본 발명의 비교예 1 내지 4의 연마 슬러리 조성물, 실시예 1 내지 6의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 SiC 웨이퍼 연마 후, 부식전류(Corrosion current) 및 연마율 결과를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the corrosion current and polishing rate results after SiC wafer polishing using the polishing slurry compositions of Comparative Examples 1 to 4 and the silicon carbide wafer polishing slurry compositions of Examples 1 to 6 of the present invention. .
부식전류 측정Corrosion current measurement
Flat cell kit(AMETEK scientific instruments 社) Flat cell kit (AMETEK scientific instruments company)
Counter electrode : Pt Counter electrode: Pt
Reference electrode : Ag/AgCl Reference electrode: Ag/AgCl
도 1은 본 발명의 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물, 실시예 1 내지 3의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용하여 연마 후 부식전류 및 연마율을 나타낸 그래프이다.Figure 1 is a graph showing corrosion current and polishing rate after polishing using the polishing slurry compositions of Comparative Examples 1 to 3 and the polishing slurry compositions for silicon carbide wafers of Examples 1 to 3 of the present invention.
도 1을 참조하면, SiC CMP 동안 웨이퍼 표면을 산화시키기 위해서 산화제로서 과망간산칼륨(KMnO4)을 포함시켰다. MnO4 - 이온은 MnO4 2-, MnO2의 형태로 환원되면서, SiC와 반응하여 웨이퍼를 산화시킨다. 해당 반응을 더욱 촉진시키기 위해서 전이금속 이온이 포함되는데, 이 전이금속 이온은 환원된 MnO4 2-나 MnO2를 재산화시켜, SiC와 반응할 수 있는 MnO4 - 형태로 재생시킨다. 해당 재생 반응으로 인해, SiC와의 반응할 수 있는 산화제가 다시 형성됨과 동시에, SiC의 표면에 흡착하여 반응 site를 가리는 용해되지 않은 형태인 MnO2의 형성을 억제하여 SiC 표면 산화 반응을 더욱 촉진시킬 수 있다. 해당 전이금속 이온에는 Fe3+, Mn3+, Cr3+ 이온이 해당됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 1, potassium permanganate (KMnO 4 ) was included as an oxidizing agent to oxidize the wafer surface during SiC CMP. MnO 4 - ions are reduced to MnO 4 2- and MnO 2 and react with SiC to oxidize the wafer. To further promote the reaction, transition metal ions are included. These transition metal ions reoxidize the reduced MnO 4 2- or MnO 2 and regenerate it into MnO 4 - form that can react with SiC. Due to the regeneration reaction, an oxidizing agent capable of reacting with SiC is formed again, and at the same time, the formation of MnO 2 in an undissolved form that adsorbs to the surface of SiC and obscures the reaction site can be suppressed, further promoting the SiC surface oxidation reaction. there is. It can be confirmed that the corresponding transition metal ions include Fe 3+ , Mn 3+ , and Cr 3+ ions.
도 2는 전이금속 이온으로서 철(III) 아세틸아세토네이트, 철(III) 나이트레이트, 크롬(III) 나이트레이트에 따른 실리카 입자 표면의 코팅 여부를 확인할 수 있는 이미지이다.Figure 2 is an image showing whether the surface of a silica particle is coated with iron (III) acetylacetonate, iron (III) nitrate, or chromium (III) nitrate as transition metal ions.
도 2를 참조하면, Mn3+ 이온의 경우에는 반응 후 용해되지 않는 형태로 연마입자 표면에 석출(precipitation)되면서 연마입자 표면에 소프트한 MnOx 형태의 층을 형성하게 된다. 연마입자 표면의 소프트 층은 기계적인 연마 효과를 감소시키기 때문에 연마 속도 향상 측면에서 적합하지 않은 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 2, in the case of Mn 3+ ions, after reaction, they are precipitated on the surface of the abrasive grain in an insoluble form, forming a soft MnO x type layer on the surface of the abrasive grain. It can be seen that the soft layer on the surface of the abrasive particles is not suitable for improving the polishing speed because it reduces the mechanical polishing effect.
도 3은 본 발명의 비교예 1, 2의 연마 슬러리 조성물, 실시예 2, 4 및 5의 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용하여 연마 후 부식전류 및 연마율을 나타낸 그래프이다.Figure 3 is a graph showing corrosion current and polishing rate after polishing using the polishing slurry compositions of Comparative Examples 1 and 2 and the silicon carbide wafer polishing slurry compositions of Examples 2, 4, and 5 of the present invention.
도 3을 참조하면, Fe3+ 이온의 산화제 재생 반응은 전이금속 이온의 리간드에 의해서 그 반응을 더욱 촉진시킬 수 있음을 확인할 수 있다. NaNO2 -의 전이금속 이온 착화제가 포함되는 경우, 전이금속 이온의 산화제 재생반응을 더욱 촉진시키고, 이로 인해 연마속도가 더욱 상승하는 것을 확인할 수 있다. 이 때 전이금속 이온 착화제와 전이금속 이온의 비율은 1:1 몰 비율일 때 가장 효과적이고, 그 이상 첨가 시, 전이금속 이온 착화제가 석출되어 연마입자에 소프트 층을 형성하여, 연마 속도가 낮아지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that the oxidizing agent regeneration reaction of Fe 3+ ions can be further promoted by the ligand of the transition metal ion. It can be seen that when the transition metal ion complexing agent of NaNO 2 - is included, the oxidizing agent regeneration reaction of the transition metal ion is further promoted, and this further increases the polishing rate. At this time, the ratio of the transition metal ion complexing agent to the transition metal ion is most effective when the molar ratio is 1:1. If more than that is added, the transition metal ion complexing agent precipitates and forms a soft layer on the abrasive grains, resulting in a low polishing speed. You can confirm that you are losing.
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.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.
Claims (19)
산화제;
수용성 전이금속; 및
전이금속 이온 착화제;
를 포함하는,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
Abrasive particles;
oxidizing agent;
water-soluble transition metal; and
Transition metal ion complexing agent;
Including,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 연마입자는 실리콘 카바이드보다 모스 경도(Mohs hardness)가 낮은 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The abrasive particles have a lower Mohs hardness than silicon carbide,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
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,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 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 for silicon carbide wafers.
상기 연마입자는,
입경 30 nm 내지 100 nm인 1차 입자 및 입경 250 nm 내지 300 nm인 2차 입자를 포함하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The abrasive particles are,
Containing primary particles with a particle size of 30 nm to 100 nm and secondary particles with a particle size of 250 nm to 300 nm,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 연마입자는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The abrasive particles are 0.1% to 10% by weight of the polishing slurry composition for silicon carbide wafers,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 산화제는,
과망간산칼륨(KMnO4), 페리시안화 칼륨(potassium ferricyanide), 중크롬산 칼륨(potassium dichromate), 요오드산 칼륨(potassium iodate), 브롬산 칼륨(potassium bromate), 하이포아염소산 칼륨(potassium hypochlorite), 과망간산나트륨(NaMnO4), 차아염소산나트륨(NaClO), 브롬산나트륨(NaBrO3), 과산화수소(hydrogen peroxide), 과황산 암모늄(ammonium persulfate), 질산은(silver nitrate), 질산 제이철(ferric nitrates), 염화 제이철(ferric chloride), 과산(per acid), 과산염(per salts), 오존수(ozone water), 삼산화 바나듐(vanadium trioxide), 하이포아염소산(hypochlorous acid), 하이포아염소산 나트륨(sodium hypochlorite), 하이포아염소산 칼슘(calcium hypochlorite), 하이포아염소산 마그네슘(magnesium hypochlorite) 및 질산 제이철(ferric nitrate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The oxidizing agent is,
Potassium permanganate (KMnO 4 ), potassium ferricyanide, potassium dichromate, potassium iodate, potassium bromate, potassium hypochlorite, sodium permanganate ( NaMnO 4 ), sodium hypochlorite (NaClO), sodium bromate (NaBrO 3 ), hydrogen peroxide, ammonium persulfate, silver nitrate, ferric nitrates, ferric chloride chloride, per acid, per salts, ozone water, vanadium trioxide, hypochlorous acid, sodium hypochlorite, calcium hypochlorite Containing at least one selected from the group consisting of (calcium hypochlorite), magnesium hypochlorite, and ferric nitrate,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 산화제는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 M 내지 5 M 포함되는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The oxidizing agent is contained in an amount of 0.1 M to 5 M in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 수용성 전이금속은,
크롬(Cr) 이온, 철(Fe) 이온 또는 이 둘을 포함하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The water-soluble transition metal is,
Containing chromium (Cr) ions, iron (Fe) ions, or both,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 크롬(Cr) 이온은,
황산크롬(III), 염화크롬(III), 질산크롬(III), 초산크롬(III)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 철 화합물로부터 제공될 수 있는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to clause 8,
The chromium (Cr) ion is,
which can be provided from an iron compound containing at least one selected from the group consisting of chromium (III) sulfate, chromium (III) chloride, chromium (III) nitrate, and chromium (III) acetate,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 철(Fe) 이온은,
질산철(III), 황산철(III), 포름산철(III), 초산철(III), 탄산철(III), 염화철(III), 브롬화철(III), 옥화 철(III), 수산화철(III), 산화철(III), 아세틸아세톤 철(III), 일산화탄소철(III), 구연산철(III), 옥살산철(III), 푸마르산철(III), 유산철(III), 과염소산철(III), 헥사 사이아노 철(III)산 암모늄, 헥사 사이아노 철(III)산 칼륨, 황산철(III) 암모늄 및 황산철(III) 칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 철 화합물로부터 제공될 수 있는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to clause 8,
The iron (Fe) ion is,
Iron(III) nitrate, iron(III) sulfate, iron(III) formate, iron(III) acetate, iron(III) carbonate, iron(III) chloride, iron(III) bromide, iron(III) iodide, iron(III) hydroxide ), iron(III) oxide, iron(III) acetylacetone, iron(III) carbon monoxide, iron(III) citrate, iron(III) oxalate, iron(III) fumarate, iron(III) sulfate, iron(III) perchlorate, to be provided from an iron compound containing at least one selected from the group consisting of ammonium hexacyanoferric(III)ate, potassium hexacyanoferric(III)ate, ammonium iron(III) sulfate, and potassium iron(III) sulfate. What you can do,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 수용성 전이금속은, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.0001 M 내지 0.1 M 포함되는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The water-soluble transition metal is contained in an amount of 0.0001 M to 0.1 M in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 전이금속 이온 착화제는,
NO2 -, CN-, C5H7O2 -(아세틸아세토네이트)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 이온을 포함하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The transition metal ion complexing agent,
Containing at least one ion selected from the group consisting of NO 2 - , CN - , C 5 H 7 O 2 - (acetylacetonate),
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 전이금속 이온 착화제는,
NaNO2, NaCN, NaAcc, KNO2, KCN 및 HNO2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The transition metal ion complexing agent,
Containing at least one selected from the group consisting of NaNO 2 , NaCN, NaAcc, KNO 2 , KCN and HNO 2 ,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 수용성 전이금속 및 상기 전이금속 이온 착화제의 몰 비율은 1 : 0.5 내지 1 : 5인 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The molar ratio of the water-soluble transition metal and the transition metal ion complexing agent is 1:0.5 to 1:5.
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
계면활성제;
를 더 포함하고,
상기 계면활성제는, 도데실벤젠술폰산, 옥틸벤젠술폰산, 데실벤젠술폰산, 도데칸술폰산, 테트라데실벤젠술폰산, 알킬벤젠술폰산, 알킬디페닐에테르디술폰산, 폴리스티렌설포네이트, 폴리소듐스티렌설포네이트, 소듐도데실설포네이트, 도데실벤젠설포네이트, n-도데실피리디늄클로라이드, 리니어디아민, 리니어알킬아민, 세틸트리메틸암모늄브로마이드, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄, 염화세트리모늄, 염화알킬트리메틸암모늄, 염화디알킬디메틸암모늄, 이미다졸, 글리세라이드황산염, 도데실벤젠술폰산염, 소듐도데실술폰산염, 리그로술폰산염, 사르코사이드. 술포-카르복실 화합물, 알킬에테르황산염, 알킬황산염, 알파-올레핀술폰산염, 유기인산계열계면활성제, 포타슘코코일글리시네이트, 황산염알카놀아마이드, Brij 35, Brij 58, Brij L23, Brij O20, 소르비탄 모노라우레이트, 소르비탄 모노스테아레이트, 소르비탄 트리스테아레이트, 옥타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르, 펜타에틸렌 글리콜 모노도데실 에테르, 노녹시놀(Nonoxynols), 트리톤 X-100(Triton X-100), Tween 80, SDS(sodium dodecyl sulfate), 소듐 데옥시콜레이트 및 트리톤 X-200(Triton X-200)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
Surfactants;
It further includes,
The surfactants include dodecylbenzenesulfonic acid, octylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, dodecanesulfonic acid, tetradecylbenzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, alkyldiphenyletherdisulfonic acid, polystyrenesulfonate, polysodium styrenesulfonate, and sodium dodecane. Silsulfonate, dodecylbenzenesulfonate, n-dodecylpyridinium chloride, linear diamine, linear alkylamine, cetyltrimethylammonium bromide, benzalkonium chloride, benzethonium chloride, cetrimonium chloride, alkyltrimethylammonium chloride, dichloride Alkyldimethylammonium, imidazole, glyceride sulfate, dodecylbenzenesulfonate, sodium dodecylsulfonate, ligrosulfonate, sarcoside. Sulfo-carboxylic compound, alkyl ether sulfate, alkyl sulfate, alpha-olefin sulfonate, organophosphate surfactant, potassium cocoyl glycinate, sulfate alkanolamide, Brij 35, Brij 58, Brij L23, Brij O20, Sor Bitan Monolaurate, Sorbitan Monostearate, Sorbitan Tristearate, Octaethylene Glycol Monododecyl Ether, Pentaethylene Glycol Monododecyl Ether, Nonoxynols, Triton X-100 , Tween 80, SDS (sodium dodecyl sulfate), sodium deoxycholate and Triton
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 계면활성제는, 상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물 중 0.2 mM 내지 5 mM 포함되는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to clause 15,
The surfactant is contained in an amount of 0.2mM to 5mM in the polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물의 pH는 2 내지 5인 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
The pH of the polishing slurry composition for silicon carbide wafers is 2 to 5,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘 카바이드 웨이퍼 연마 시, 실리콘 카바이드막의 연마율은 400 nm/h 내지 1,000 nm/h인 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.
According to paragraph 1,
When polishing a silicon carbide wafer using the polishing slurry composition for silicon carbide wafer, the polishing rate of the silicon carbide film is 400 nm/h to 1,000 nm/h,
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
상기 실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물을 이용한 실리콘 카바이드 웨이퍼 연마 시,
상기 산화제에 의해 상기 실리콘 카바이드 표면에 실리콘 산화막(SiO2)을 형성하고,
상기 연마입자가 실리콘 산화막(SiO2)을 연마하는 것인,
실리콘 카바이드 웨이퍼용 연마 슬러리 조성물.According to paragraph 1,
When polishing a silicon carbide wafer using the polishing slurry composition for silicon carbide wafer,
Forming a silicon oxide film (SiO 2 ) on the surface of the silicon carbide by the oxidizing agent,
The abrasive particles polish the silicon oxide film (SiO 2 ),
Polishing slurry composition for silicon carbide wafers.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| PCT/KR2023/007368 WO2023243905A1 (en) | 2022-06-17 | 2023-05-30 | Polishing slurry composition for silicon carbide wafer |
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Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020220074361 | 2022-06-17 | ||
| KR20220074361 | 2022-06-17 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230173583A true KR20230173583A (en) | 2023-12-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230066590A KR20230173583A (en) | 2022-06-17 | 2023-05-23 | Chemical mechanical polishing slurry composition for silicon carbide wafer |
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|---|---|
| KR (1) | KR20230173583A (en) |
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2023
- 2023-05-23 KR KR1020230066590A patent/KR20230173583A/en unknown
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