WO2018048068A1 - 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물 - Google Patents

표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물 Download PDF

Info

Publication number
WO2018048068A1
WO2018048068A1 PCT/KR2017/006497 KR2017006497W WO2018048068A1 WO 2018048068 A1 WO2018048068 A1 WO 2018048068A1 KR 2017006497 W KR2017006497 W KR 2017006497W WO 2018048068 A1 WO2018048068 A1 WO 2018048068A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
abrasive particles
colloidal ceria
ceria abrasive
modified colloidal
cerium
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/006497
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최낙현
박광수
김정윤
황준하
Original Assignee
주식회사 케이씨텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이씨텍 filed Critical 주식회사 케이씨텍
Priority to CN201780054508.1A priority Critical patent/CN109689828B/zh
Priority to US16/331,137 priority patent/US20190211245A1/en
Publication of WO2018048068A1 publication Critical patent/WO2018048068A1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F17/00—Compounds of rare earth metals
    • C01F17/20—Compounds containing only rare earth metals as the metal element
    • C01F17/206—Compounds containing only rare earth metals as the metal element oxide or hydroxide being the only anion
    • C01F17/224—Oxides or hydroxides of lanthanides
    • C01F17/235—Cerium oxides or hydroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09G—POLISHING COMPOSITIONS; SKI WAXES
    • C09G1/00—Polishing compositions
    • C09G1/02—Polishing compositions containing abrasives or grinding agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1409—Abrasive particles per se
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1436—Composite particles, e.g. coated particles
    • C09K3/1445—Composite particles, e.g. coated particles the coating consisting exclusively of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/14—Anti-slip materials; Abrasives
    • C09K3/1454—Abrasive powders, suspensions and pastes for polishing
    • C09K3/1463—Aqueous liquid suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/04—Particle morphology depicted by an image obtained by TEM, STEM, STM or AFM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32—Spheres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area

Definitions

  • the present invention relates to surface-modified colloidal ceria abrasive particles, a method for preparing the same, and an abrasive slurry composition comprising the same.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • SiO 2 silicon oxide
  • Si 3 N 4 silicon nitride
  • metal polishing slurry for polishing metal wiring layers such as copper, tungsten, and aluminum layers.
  • the oxide film may be formed by increasing the solid content of the abrasive grains, increasing the particle size, or mixing different abrasive particle sizes to increase the surface contact area, or using abrasive particles doped or compounded with various metals. Polished.
  • the abrasive particles used by mixing different abrasive particle sizes or by doping or compounding various metals in the abrasive particles have a problem in that reproducibility of the manufacturing process and the polishing process is difficult to secure.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to increase the contact area with the surface of the oxide film and to improve the oxide film polishing performance, surface modified colloidal ceria abrasive particles, a method of manufacturing the same, and It is to provide a polishing slurry composition comprising the same.
  • colloidal ceria abrasive particles colloidal ceria abrasive particles; And a cerium element and a hydroxyl group (-OH) formed on the surface of the colloidal ceria abrasive grains.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles are coated with the cerium element and hydroxyl (-OH) on the surface of the colloidal ceria abrasive particles; Or it may be partially bonded to the surface of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the cerium element and hydroxyl group may be bonded to the oxygen or cerium atoms present on the surface of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the size of the colloidal ceria abrasive particles, 40 nm to 250 nm may be a single size particle.
  • the specific surface area of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may be from 15 m 2 / g to 100 m 2 / g.
  • the shape of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may be spherical.
  • mixing and stirring the colloidal ceria abrasive particles and cerium precursor to prepare a mixed solution Adding a precipitant to the mixed solution and stirring to prepare a reaction solution; And hydrothermally synthesizing the reaction solution. It provides a method for producing surface-modified colloidal ceria abrasive particles.
  • the cerium precursor may include at least one selected from the group consisting of nitrate, ammonium nitrate, sulfate, phosphate, chloride, carbonate and acetate of cerium.
  • the precipitant may include at least one selected from the group consisting of ammonium hydroxide (NH 4 OH), sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia water, and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms.
  • the molar concentration of the cerium precursor may be 0.1 to 2.
  • the molarity of the cerium precursor may be 1 to 2.
  • the weight ratio of the ceria / cerium precursor may be 0.15 to 1.6.
  • the weight ratio of the ceria / cerium precursor may be 0.7 to 1.6.
  • the stirring may be performed for 30 minutes to 12 hours at a speed of 200 rpm to 600 rpm at a temperature condition of 50 °C to 100 °C.
  • the hydrothermal synthesis may be performed for 1 hour to 24 hours at a temperature condition of 100 °C to 300 °C and a pressure condition of 20 bar to 50 bar.
  • a polishing slurry composition comprising the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to an embodiment of the present invention.
  • Surface-modified colloidal ceria abrasive particles can increase the specific surface area and reactivity by introducing a cerium element and a hydroxyl group (-OH) on the surface to modify the surface.
  • the method for preparing the surface-modified colloidal ceria abrasive grains increases the surface cerium element and the hydroxyl group (-OH), unlike the conventional method for producing a particle doped or compounded with various metals. It is possible to increase the specific surface area and to realize oxide film high speed polishing performance.
  • the polishing slurry composition including the surface-modified colloidal ceria abrasive grains has a surface area of the surface-modified colloidal ceria abrasive grains, and the surface area of the cerium element increases and the hydroxyl group (-OH) is oxidized. It is possible to increase the polishing rate of the oxide film by promoting the hydrolysis reaction of the oxide film surface by reacting with the surface.
  • 1 is a view showing the chemical bonding state of the general colloidal ceria abrasive particles.
  • FIG. 2 is a view showing the chemical bonding state of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart showing a method for producing a surface-modified colloidal ceria abrasive particles in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is an image of the colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3.
  • XRD X-ray diffraction
  • FIG. 6 is a transmission electron microscope (TEM) image of colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and surface modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3.
  • TEM transmission electron microscope
  • RR oxide removal rate after polishing an oxide film using a slurry composition including colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and surface modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3; It is a graph.
  • colloidal ceria abrasive particles colloidal ceria abrasive particles; And a cerium element and a hydroxyl group (-OH) formed on the surface of the colloidal ceria abrasive grains.
  • the polishing rate of the oxide film may be increased by promoting the hydrolysis reaction of the oxide film surface by reacting with the surface of the oxide film.
  • FIG. 1 is a view showing the chemical bonding state of the conventional colloidal ceria abrasive particles
  • Figure 2 is a view showing the chemical bonding state of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to an embodiment of the present invention.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive grains according to an embodiment of the present invention may be a combination of a cerium element and a hydroxyl group (-OH) on the surface of the general colloidal ceria abrasive particles.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles are coated with the cerium element and hydroxyl (-OH) on the surface of the colloidal ceria abrasive particles; Or it may be partially bonded to the surface of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the cerium element and hydroxyl group (-OH) may be bonded to the oxygen or cerium atoms present on the surface of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the hydroxyl group (-OH) is directly bonded to cerium bonded to the oxygen of the colloidal ceria abrasive particles;
  • the hydroxyl group (-OH) may be directly bonded to cerium of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the cerium element may be bonded to oxygen of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles are the colloidal ceria abrasive particles to form a core, the cerium element and hydroxyl groups (-OH) present on the surface of the colloidal ceria abrasive particles to form a shell Particles in the form of a core-shell.
  • the size of the colloidal ceria abrasive particles, 40 nm to 250 nm may be a single size particle.
  • the size of the colloidal ceria abrasive grains is less than 40 nm, it may cause a decrease in polishing rate.
  • the colloidal ceria abrasive grains are larger than 250 nm, excessive polishing may be performed, and dishing, surface defects, and polishing rate may be difficult to control.
  • the specific surface area of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may be from 15 m 2 / g to 100 m 2 / g.
  • the specific surface area is less than 15 m 2 / g, defects such as scratches and orange peel appearance are likely to occur on the polished surface, and when the specific surface area is more than 100 m 2 / g, the crystallinity of the abrasive particles is low. Because of this, the polishing rate is not sufficiently increased.
  • the specific surface area can be measured by the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method.
  • BET Brunauer-Emmett-Teller
  • it can be measured by BET 6-point method by nitrogen gas adsorption distribution method using a porosimetry analyzer (Bell Japan Inc, Belsorp-II mini).
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may have a spherical shape.
  • mixing and stirring the colloidal ceria abrasive particles and cerium precursor to prepare a mixed solution Adding a precipitant to the mixed solution and stirring to prepare a reaction solution; And hydrothermally synthesizing the reaction solution. It provides a method for producing surface-modified colloidal ceria abrasive particles.
  • Figure 3 is a flow chart showing a method for producing a surface-modified colloidal ceria abrasive particles in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the method for preparing surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to an embodiment of the present invention includes a mixed solution preparation step 110, a reaction solution preparation step 120, and a hydrothermal synthesis step 130. do.
  • the mixed solution preparation step 110 is to prepare a mixed solution by mixing and stirring the colloidal ceria abrasive particles and cerium precursor.
  • the cerium precursor may include at least one selected from the group consisting of nitrate, ammonium nitrate, sulfate, phosphate, chloride, carbonate and acetate of cerium. More specifically, the cerium precursor, cerium (III) acetate, cerium (III) acetate hydrate, cerium (III) acetylacetonate, cerium (III) acetylacetonate hydrate, cerium (III) carbonate, cerium (III) carbonate Hydrate, cerium (IV) hydroxide, cerium (III) fluoride, cerium (IV) fluoride, cerium (III) chloride, cerium (III) chloride heptahydrate, cerium (III) bromide, cerium (III) ioda Dide, Cerium (III) Nitrate, Cerium (IV) Nitrate, Diammonium Cerium (IV) Nitrate, Cerium (III) Nitrate Hexahydrate, Cerium (III) Phosp
  • the stirring may be performed for 30 minutes to 12 hours at a speed of 200 rpm to 600 rpm at a temperature condition of 50 °C to 100 °C.
  • the agitation is performed at a temperature of less than 50 ° C., a speed of less than 200 rpm, and a time of less than 30 minutes, there is a problem in that the cerium precursor is not uniformly formed on the colloidal ceria abrasive particles.
  • the molar concentration of the cerium precursor and the weight ratio of ceria / cerium precursor acts as a major factor in determining the particle size of the powder by controlling the surface-modified colloidal ceria nucleation and crystal growth during the precipitation reaction, the initial reaction
  • the concentration of cerium precursor is maintained at a constant level, and when the surface-modified colloidal ceria powder, which is a product, starts to precipitate, the concentration of cerium precursor is drastically reduced. After crystal growth is not enough.
  • the concentration of the cerium precursor is high, non-uniform nucleation and crystal growth occur, so that the particle size of the powder is uneven and the particle size distribution is widened.
  • the molar concentration of the cerium precursor may be 0.1 to 2.
  • the slurry composition including surface-modified colloidal ceria abrasive particles prepared with a molar concentration of 0.1 to 2 of the cerium precursor may increase the oxide film polishing rate.
  • the molarity of the cerium precursor may be 1 to 2.
  • the oxide film polishing rate may be increased and the polishing flatness may also be improved.
  • the weight ratio of the ceria / cerium precursor may be 0.15 to 1.6.
  • the slurry composition including surface-modified colloidal ceria abrasive particles having a weight ratio of ceria / cerium precursor to 0.15 to 1.6 may increase an oxide film polishing rate. If the weight ratio of the ceria / cerium precursor is out of the range, the surface modification effect cannot be expected.
  • the weight ratio of the ceria / cerium precursor may be 0.7 to 1.6.
  • the oxide film polishing rate may be increased and the polishing flatness may also be improved.
  • the reaction solution manufacturing step 120 is to prepare a reaction solution by adding and stirring a precipitant to the mixed solution of the colloidal ceria abrasive particles and cerium precursor.
  • the precipitant may include at least one selected from the group consisting of ammonium hydroxide (NH 4 OH), sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia water, and an alcohol having 1 to 4 carbon atoms.
  • the precipitant may be added to introduce a hydroxyl group (-OH) on the surface of the colloidal ceria abrasive particles.
  • the stirring may be performed for 30 minutes to 12 hours at a speed of 200 rpm to 600 rpm at a temperature condition of 50 °C to 100 °C.
  • the agitation is performed at a temperature of less than 50 ° C., a speed of less than 200 rpm, and a time of less than 30 minutes, there is a problem in that the cerium precursor is not uniformly formed on the colloidal ceria abrasive particles.
  • the pH of the reaction solution may be in the range of 8 to 12.
  • the surface-modified colo uniformly containing the surface-modified colloidal ceria abrasive particles having a variety of shapes and sizes, such as spherical, rectangular, acicular and plate-like Ceria powder can be easily obtained this month.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles having the desired shape and particle size and the surface-modified colloidal ceria powder containing the same can be easily obtained in high yield without changing the synthetic process having various difficulties. Can be.
  • ammonia ammonium methyl propanol (AMP), tetra methyl ammonium hydroxide (TMAH), ammonium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, It may further comprise at least one pH adjuster selected from the group consisting of imidazole.
  • the hydrothermal synthesis step 130 by adding the precipitant to the colloidal ceria abrasive particles and the cerium precursor mixed solution is to hydrothermally synthesize the stirred reaction solution.
  • the hydrothermal synthesis may be performed for 1 hour to 24 hours at a temperature condition of 100 °C to 300 °C and a pressure condition of 20 bar to 50 bar.
  • a temperature condition of 100 °C to 300 °C has a problem that the reaction time is long, and when carried out at a temperature of more than 300 °C there is a problem that the reaction pressure is too high.
  • the reaction pressure it is preferable to proceed hydrothermal synthesis in the operating conditions of 20 bar to 50 bar, in consideration of the risk of the reaction operating conditions and the reaction time. If the reaction time is less than 1 hour, the yield is low, and if it is more than 24 hours, it is economically disadvantageous without any special advantage .
  • hydrothermal synthesis step may be further performed to wash the surface-modified colloidal ceria abrasive particles using deionized water (not shown).
  • the specific surface area of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may be from 15 m 2 / g to 100 m 2 / g.
  • the specific surface area is less than 15 m 2 / g, defects such as scratches and orange peel appearance are likely to occur on the polished surface, and when the specific surface area is more than 100 m 2 / g, the crystallinity of the abrasive particles is low. Because of this, the polishing rate is not sufficiently increased.
  • the specific surface area of the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may be increased with increasing weight ratio of the ceria / cerium precursor.
  • the specific surface area may be 15 m 2 / g to 30 m 2 / g, and when the weight ratio of the ceria / cerium precursor is 0.5 to 1.4, the specific surface area is 30 m 2 It may be / g to 45 m 2 / g, the specific surface area may be 45 m 2 / g to 100 m 2 / g when the weight ratio of the ceria / cerium precursor is 1.4 to 1.6.
  • a polishing slurry composition comprising the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to an embodiment of the present invention.
  • a polishing slurry composition including surface-modified colloidal ceria abrasive grains may be formed by reacting cerium elements and hydroxyl groups (-OH) on the surface-modified colloidal ceria abrasive grains with an oxide film.
  • the surface hydrolysis reaction may be accelerated to increase the polishing rate of the oxide film.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles may be 1 to 10% by weight of the polishing slurry composition.
  • the polishing rate is lowered, and when the surface-modified colloidal ceria abrasive particles are more than 10% by weight, there is a concern that defects caused by the abrasive particles are generated.
  • the polishing slurry composition may further include at least one polishing additive selected from the group consisting of an organic acid, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and a pH adjusting agent.
  • the organic acid may be picolinic acid, nicotinic acid, isicotinic acid, fusaric acid, dinicotinic acid, dipiconilic acid. acid, lutidinic acid, quinolic acid, glutamic acid, alanine, glycine, cystine, histidine, asparagine, Guanidine, hydrazine, ethylenediamine, formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, succinic acid, malic acid ), Maleic acid, malonic acid, citric acid, citric acid, lactic acid, tricarballyic acid, tartaric acid, aspartic acid, Glutaric acid, adipic acid, suberic acid, fumaric acid, phthalic acid (phthali acid) c acid), pyridinecarboxylic acid, and salts thereof may include at least one selected from the group consisting of.
  • the organic acid may be 10 wt% to 90 wt% of the polishing additive. If the organic acid is less than 10% by weight may exhibit low polishing properties, when the organic acid is more than 90% by weight there is a problem that the substrate surface defects are increased.
  • the cationic surfactant may be at least one selected from the group consisting of primary to tertiary amine salts, quaternary ammonium salts, phosphonium salts, and sulfonium salts.
  • the primary to tertiary amine salts are methylamine, butylamine, ethanolamine, isopropylamine, diethanolamine, triethanol amine, dipropylamine, ethylene diamine, propane diamine, preethylene tetraamine, tetraethylene pentamine, 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), diethanol amine, 3-amino-1-propanol, 2-amino-1-propanol, 1-amino-2-propanol and 1-amino-pentanol At least one selected from the group consisting of, the quaternary ammonium salt, Aquard, Decamine, Sapamin MS, Benzalkonium chloride, Hyamine, Repellat, Emcol E-607, Zelan
  • the nonionic surfactant is polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyalkyl oxide (polyalkyl oxide), polyoxyethylene oxide (polyoxyethylene oxide) and may include at least one selected from the group consisting of polyethylene oxide-propylene oxide copolymer.
  • the pH adjusting agent may be ammonia, ammonium methyl propanol (AMP), tetra methyl ammonium hydroxide (TMAH), potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, triethanolamine, tromethamine, Niacinamide, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, acetic acid, citric acid, glutaric acid, glutic acid, formic acid, lactic acid, malic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, phthalic acid, succinic acid, tartaric acid, and combinations thereof It may include what is selected.
  • the pH adjusting agent is to adjust the pH of the polishing additive to adjust the degree of dispersion of the coated abrasive particles, it may be 0.01 to 1% by weight of the polishing additive.
  • 60 nm size colloidal ceria abrasive particles as abrasive particles and cerium precursors were mixed with cerium ammonium nitrate weight ratio 0.15 (colloidal ceria abrasive particles / cerium precursor) and stirred at 70 ° C. at 300 rpm for 1 hour.
  • ammonium hydroxide was added as a precipitant and stirred at 300 rpm at 70 ° C. for 1 hour to prepare a reaction solution having a pH of 10. Thereafter, the reaction solution was hydrothermally synthesized for 12 hours at 250 ° C. and 30 bar pressure, and then washed with deionized water to prepare surface-modified colloidal ceria abrasive particles.
  • Example 1 the surface-modified colloidal ceria abrasive particles were prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the colloidal ceria abrasive particles / cerium precursor was 0.76.
  • Example 1 the surface-modified colloidal ceria abrasive particles were prepared in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the colloidal ceria abrasive particles / cerium precursor was 1.52.
  • Colloidal ceria abrasive particles not surface-modified with cerium precursors were prepared.
  • Table 1 shows the specific surface area according to the weight ratio of the colloidal ceria abrasive particles / cerium precursor of Examples 1 to 3 and Comparative Examples of the present invention.
  • the surface-modified colloidal ceria abrasive particles of Examples 1 to 3 of the present invention have a larger specific surface area than the colloidal ceria abrasive particles of the comparative example, in particular, the colloidal ceria abrasive particles / cerium precursor weight ratio It can be seen that the surface modified colloidal ceria abrasive particles of Examples 2 and 3 having a larger colloidal ceria abrasive particle / cerium precursor weight ratio than Example 1 having 0.15 have a larger specific surface area.
  • Figure 4 is an image of the colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3.
  • the abrasive particles of Example 1 exhibits the shape of a square to spherical shape and the core in the surface-modified colloidal ceria abrasive particles of Example 1 It can be seen that the shell shape.
  • XRD X-ray diffraction
  • FIG. 6 is a transmission electron microscope (TEM) image of colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and surface modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3.
  • TEM transmission electron microscope
  • Polishing slurry composition comprising colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and polishing conditions as follows using the polishing slurry composition comprising the surface modified colloidal ceria abrasive particles of Examples 1 to 3 of the present invention.
  • the oxide film wafer was polished.
  • polishing equipment AP-300 (CTS)
  • Wafer pressure 3.5 psi
  • FIG. 7 is an oxide removal rate (RR) after polishing an oxide film using a slurry composition including colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention and surface modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3; It is a graph.
  • FIG. 7 illustrates an oxide film removal rate (RR) of 5262 kPa in the polishing slurry composition including colloidal ceria abrasive particles according to a comparative example of the present invention.
  • the polishing slurry composition comprising the surface-modified colloidal ceria abrasive particles according to Examples 1 to 3 of the present invention has an oxide film removal rate (RR) of 6811 kPa, 8068 kPa and 6686 kPa, respectively, for polishing at least 6500 kPa. You can see that.
  • RR oxide film removal rate
  • the cerium element and the hydroxyl group (-OH) on the surface-modified colloidal ceria abrasive particles react with the surface of the oxide film.
  • the polishing rate of the oxide film was increased.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 콜로이달 세리아 연마입자; 및 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);를 포함한다.

Description

표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물
본 발명은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
화학기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing; CMP) 공정은 반도체 웨이퍼 표면을 연마 패드에 접촉하여 회전 운동을 하면서 연마제와 각종 화합물들이 함유된 슬러리를 이용하여 평탄하게 연마하는 공정을 말한다. CMP 슬러리는 연마 대상에 따라 분류할 수 있다. 크게는 절연층인 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 등의 절연막을 연마하는 절연막 연마용 슬러리와, 구리, 텅스텐, 알루미늄 층 등의 금속 배선층을 연마하는 금속 연마용 슬러리가 있다. 산화막 연마를 위하여 연마입자의 고형분 함량을 높이거나, 입자 사이즈를 늘리거나 서로 다른 연마입자 사이즈를 혼합하여 표면 접촉면적을 늘리거나 연마입자에 다양한 금속을 도핑 또는 복화합한 연마입자를 사용하여 산화막을 연마하였다. 그러나, 고형분의 함량을 높이거나 연마입자 사이즈를 늘리는 경우, 연마대상 막질의 표면 결함에 취약하고, 연마 슬러리의 단가가 상승하는 단점이 있다. 또한, 서로 다른 연마입자 사이즈를 혼합하여 사용하거나 연마입자에 다양한 금속을 도핑 또는 복합화한 연마입자는 제조 공정 및 연마 공정의 재연성 확보가 어려운 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 산화막의 표면과의 접촉면적을 증가시키고, 산화막 연마성능을 개선할 수 있는 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자; 및 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제공한다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 코팅된 것이거나; 또는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 존재하는 산소 또는 세륨 원자에 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 형상은 구형인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 단계; 및 상기 반응용액을 수열합성하는 단계;를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 제공한다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체는, 세륨의 질산염, 질산암모늄염, 황산염, 인산염, 염화염, 탄산염 및 초산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 침전제는, 수산화암모늄(NH4OH), 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 및 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 0.1 내지 2인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 1 내지 2인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.15 내지 1.6인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.7 내지 1.6인 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 수열합성은 100℃ 내지 300℃의 온도 조건 및 20 bar 내지 50 bar 의 압력 조건에서 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는, 연마 슬러리 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 표면에 세륨 원소 및 수산화기(-OH)를 도입하여 표면개질함으로써 비표면적 및 반응성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법은, 종래의 세리아 연마입자에 다양한 금속을 도핑하거나 복합화한 입자 제조방법과 달리 표면 세륨 원소 및 수산화기(-OH)를 증가시켜 비표면적을 증가시키고, 산화막 고속 연마 성능을 구현할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소가 피표면적을 증가시키고, 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 이미지이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 X-선회절(XRD) 분석 결과이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 이미지이다.
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물을 이용하여 산화막 연마 후 산화막 제거율(removal rate; RR) 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자; 및 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제공한다.
일측에 따르면, 상기 수산화기(-OH)는, 수산화기(-OH) (히드록실기)뿐만 아니라, 수산화기(-OH) 이외의 치환기에 포함되는 -OH 구조도 포함하며, 예를 들어, 카르복실기(-COOH)나 -CH=N-OH기에 포함되는 -OH 구조도 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)로 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소로 인해 비표면적이 증가하고, 표면 상의 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도가 증가되는 것일 수 있다.
도 1은 일반적인 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 화학 결합 상태를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 일반적인 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 결합되어 있는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 코팅된 것이거나; 또는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 존재하는 산소 또는 세륨 원자에 결합된 것일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는, 콜로이달 세리아 연마입자의 산소에 결합된 세륨에 직접적으로 수산화기(-OH)가 결합된 것이거나; 또는 콜로이달 세리아 연마입자의 세륨에 직접적으로 수산화기(-OH)가 결합된 것일 수 있다. 또한, 콜로이달 세리아 연마입자의 산소에 세륨 원소가 결합된 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자가 코어를 형성하고, 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 표면에 존재하는 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 쉘을 형성하는 코어-쉘 형태의 입자일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것일 수 있다. 상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기가 40 nm 미만인 경우 연마 속도의 저하를 초래할 수 있으며, 250 nm 초과인 경우 과잉 연마가 이루어지고, 디싱, 표면 결함, 연마율 조절이 어려워질 가능성이 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것일 수 있다. 상기 비표면적이 15 m2/g 미만인 경우, 스크래치 및 오렌지 필 외양과 같은 결함이 연마된 표면 상에 발생하기 쉽고, 상기 비표면적이 100 m2/g 초과인 경우, 상기 연마입자의 결정화도가 낮기 때문에 연마 속도가 충분히 증가되지 않는다.
일측에 따르면, 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.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 형상은 구형 형상인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 단계; 및 상기 반응용액을 수열합성하는 단계;를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법은 혼합용액 제조 단계(110), 반응용액 제조 단계(120) 및 수열합성 단계(130)를 포함한다.
일측에 따르면, 혼합용액 제조 단계(110)는, 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨 전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체는, 세륨의 질산염, 질산암모늄염, 황산염, 인산염, 염화염, 탄산염 및 초산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 세륨 전구체는, 세륨(III) 아세테이트, 세륨(III) 아세테이트 하이드레이트, 세륨(III) 아세틸아세토네이트, 세륨(III) 아세틸아세토네이트 하이드레이트, 세륨(III) 카보네이트, 세륨(III) 카보네이트 하이드레이트, 세륨(IV) 하이드록사이드, 세륨(III) 플루오라이드, 세륨(IV) 플루오라이드, 세륨(III) 클로라이드, 세륨(III) 클로라이드 헵타하이드레이트, 세륨(III) 브로마이드, 세륨(III) 아이오다이드, 세륨(III) 나이트레이트, 세륨(IV) 나이트레이트, 디암모늄 세륨(IV) 나이트레이트, 세륨(III) 나이트레이트 헥사하이드레이트, 세륨(III) 포스페이트, 세륨(III) 포스페이트 하이드레이트, 세륨(III) 옥살레이트, 세륨(III) 옥살레이트 하이드레이트, 세륨(III) 설페이트, 세륨(III) 설페이트 하이드레이트, 세륨(IV) 설페이트 및 세륨(IV) 설페이트 하이드레이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 교반이 50℃ 미만의 온도, 200 rpm 미만의 속도 및 30 분 미만의 시간 동안 수행되는 경우에는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 상에 상기 세륨 전구체가 균일하게 형성되지 못하는 문제가 있고, 반응기 형태 및 반응 안정성을 고려할 때 100℃의 온도, 600 rpm의 속도 및 12 시간을 초과하지 않는 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도 및 세리아/세륨 전구체의 중량비는 침전 반응 중의 표면개질된 콜로이달 세리아 결정핵 생성과 결정성장을 조절하여 분말의 입도를 결정하는 주요 인자로 작용하는데, 반응 초기에는 세륨 전구체의 농도가 일정 수준으로 유지되다가 생성물인 표면개질된 콜로이달 세리아 분말이 침전되기 시작하면 세륨 전구체의 농도가 급격히 감소하게 되며, 이 때 원료물질인 세륨 전구체의 농도가 낮은 경우에는 핵 생성 후 결정성장이 충분히 이루어지지 못한다. 반면 세륨 전구체의 농도가 높은 경우에는 불균일한 핵 생성, 결정성장이 이루어지게 되어 분말의 입도가 불균일하고 입도분포가 넓어지게 된다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 0.1 내지 2인 것일 수 있다. 상기 세륨 전구체의 몰농도가 2를 초과하는 경우에는 세리아 입자들이 뭉쳐지는 문제가 있다. 상기 세륨 전구체의 몰농도가 0.1 내지 2로 제조된 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물은, 산화막 연마율을 상승시킬 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세륨 전구체의 몰농도는 1 내지 2인 것일 수 있다. 상기 세륨 전구체의 몰농도가 1 이상이고 2 이하인 경우에는, 산화막 연마율이 상승될 뿐만 아니라 연마 평탄도도 개선되는 효과를 나타내는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.15 내지 1.6인 것일 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.15 내지 1.6으로 제조된 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물은, 산화막 연마율을 상승시킬 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우 표면개질 효과를 기대할 수 없다.
일측에 따르면, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.7 내지 1.6인 것일 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.7 이상이고, 1.6 이하인 경우에는, 산화막 연마율이 상승될 뿐만 아니라 연마 평탄도도 개선되는 효과를 나타내는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 반응용액 제조단계(120)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨 전구체의 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 침전제는, 수산화암모늄(NH4OH), 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 및 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 상기 침전제는 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 수산화기(-OH)를 도입하기 위해 첨가하는 것일 수 있다.
일측에 따르면, 상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 교반이 50℃ 미만의 온도, 200 rpm 미만의 속도 및 30 분 미만의 시간 동안 수행되는 경우에는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 상에 상기 세륨 전구체가 균일하게 형성되지 못하는 문제가 있고, 반응기 형태 및 반응 안정성을 고려할 때 100℃의 온도, 600 rpm의 속도 및 12 시간을 초과하지 않는 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.
일측에 따르면, 상기 침전제를 첨가함에 따라 상기 반응용액의 pH는 8 내지 12의 범위를 가지는 것일 수 있다. 상기 반응 용액의 pH를 8 내지 12의 범위 내에서 조절함으로써, 구형, 각형, 침상 형상 및 판상 형상 등 다양한 형상 및 크기를 가지는 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 입자를 균일하게 포함하는 표면개질된 콜로이달 세리아 분말을 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 이러한 제조방법에 의해, 여러 가지 어려움을 갖는 합성 프로세스의 변경 없이 원하는 형상 및 입도를 갖는 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 및 그를 포함하는 표면개질된 콜로이달 세리아 분말을 고수율로 용이하게 얻을 수 있다.
일측에 따르면, 원하는 pH를 맞추기 위해 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 pH 조절제를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 수열합성 단계(130)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 및 상기 세륨 전구체 혼합 용액에 상기 침전제를 첨가하고 교반한 반응용액을 수열합성 하는 것이다.
일측에 따르면, 상기 수열합성은 100℃ 내지 300℃의 온도 조건 및 20 bar 내지 50 bar 의 압력 조건에서 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 수열합성이 100℃ 미만의 온도에서 수행하는 경우 반응시간이 길어지는 문제가 있고, 300℃ 초과의 온도에서 수행하는 경우 반응압력이 너무 올라가는 문제가 있다. 반응압력의 경우에도 반응 운전 조건의 위험 및 반응시간을 고려하여, 20 bar 내지 50 bar 의 운전 조건에서 수열합성을 진행하는 것이 바람직하다. 반응시간이 1 시간 미만인 경우 수율이 낮고, 24 시간 초과인 경우 특별한 장점 없이 경제적으로 불리할 뿐이다.
일측에 따르면, 상기 수열합성 단계 이후에 탈이온수를 이용하여 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 수세(미도시)하는 과정을 더 수행할 수도 있다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것일 수 있다. 상기 비표면적이 15 m2/g 미만인 경우, 스크래치 및 오렌지 필 외양과 같은 결함이 연마된 표면 상에 발생하기 쉽고, 상기 비표면적이 100 m2/g 초과인 경우, 상기 연마입자의 결정화도가 낮기 때문에 연마 속도가 충분히 증가되지 않는다.
일측에 따르면, 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비 증가에 따라 증가하는 것일 수 있다. 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.15 내지 0.5인 경우 비표면적은 15 m2/g 내지 30 m2/g일 수 있고, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.5 내지 1.4인 경우 비표면적은 30 m2/g 내지 45 m2/g일 수 있고, 상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 1.4 내지 1.6인 경우 비표면적은 45 m2/g 내지 100 m2/g일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는, 연마 슬러리 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도를 증가시킬 수 있다.
상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 연마 슬러리 조성물 중 1 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자가 1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있다.
상기 연마 슬러리 조성물은, 유기산, 양이온 계면활성제, 비이온 계면활성제 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 연마 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 유기산은, 피콜리닉 산(picolinic acid), 니코틴 산(nicotinic acid), 이소니코틴 산(isonicotinic acid), 퓨자릭 산(fusaric acid), 디니코틴 산(dinicotinic acid), 디피코니릭 산(dipiconilic acid), 루티디닉 산(lutidinic acid), 퀴노릭 산(quinolic acid), 글루탐산(glutamic acid), 알라닌(alanine), 글리신(glycine), 시스틴(cystine), 히스티딘(histidine), 아스파라긴(asparagine), 구아니딘(guanidine), 히드라진(hydrazine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 벤조산(benzoic acid), 옥살산(oxalic acid), 숙신산(succinic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 시트르산(citric acid), 젖산(lactic acid), 트리카발산(tricarballyic acid), 타르타르산(tartaric acid), 아스파트산(aspartic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 수베르산(suberic acid), 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid) 및 이들의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 유기산은, 상기 연마 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 유기산이 10 중량% 미만인 경우 낮은 연마특성을 나타낼 수 있고, 90 중량% 초과인 경우에는 기판 표면 결함이 증가되는 문제점이 있다.
상기 양이온 계면활성제는, 1차 내지 3차 아민염, 4차 암모늄염, 포스포늄염 및 술포늄염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다. 상기 1차 내지 3차 아민염은, 메틸아민, 부틸아민, 에탄올아민, 이소프로필아민, 디에탄올아민, 트리에탄올 아민, 디프로필아민, 에틸렌 디아민, 프로판 디아민, 프리에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타민, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올 (AMP), 디에탄올 아민, 3-아미노-1-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올 및 1-아미노-펜탄올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있고, 상기 4차 암모늄염은, Aquard, Decamine, Sapamin MS, Benzalkonium chloride, Hyamine, Repellat, Emcol E-607, Zelan A, Velan PF 및 lsotan Q-16으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 비이온 계면활성제는, 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol), 폴리프로필렌글리콜(polypropylene glycol), 폴리비닐피롤리돈(polyvinyl pyrrolidone), 폴리에틸렌옥사이드(polyethylene oxide), 폴리프로필렌옥사이드(polypropylene oxide), 폴리알킬옥사이드(polyalkyl oxide), 폴리옥시에틸렌옥사이드(polyoxyethylene oxide) 및 폴리에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 pH 조절제는, 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 트리에탄올아민, 트로메타민, 나이아신아마이드, 질산, 황산, 인산, 염산, 아세트산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산, 젖산, 말산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있다.
상기 pH 조절제는, 연마 첨가제의 pH를 조절하여 피복된 연마 입자의 분산도를 조절하는 것으로서, 상기 연마 첨가제 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
<실시예 1>
연마입자로서 60 nm 크기의 콜로이달 세리아 연마입자, 세륨 전구체로서 질산 세륨 암모늄 중량비 0.15 (콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체)로 혼합하여 70℃에서 300 rpm 속도로 1 시간 동안 교반하였다. 다음으로, 침전제로 수산화 암모늄을 첨가하고 70℃에서 300 rpm 속도로 1 시간 동안 교반하여 pH 10의 반응용액을 제조하였다. 이후에, 반응용액을 250℃ 온도, 30 bar 압력에서 12 시간 동안 수열합성한 후 탈이온수로 수세하여 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제조하였다.
<실시예 2>
실시예 1에서, 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체의 중량비가 0.76인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제조하였다.
<실시예 3>
실시예 1에서, 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체의 중량비가 1.52인 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 제조하였다.
<비교예>
세륨 전구체로 표면개질하지 않은 콜로이달 세리아 연마입자를 준비하였다.
하기 표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 3 및 비교예의 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체의 중량비에 따른 비표면적을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2017006497-appb-I000001
표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 비교예의 콜로이달 세리아 연마입자에 비해 비표면적이 크고, 특히, 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체 중량비가 0.15인 실시예 1 보다 콜로이달 세리아 연마입자/세륨 전구체 중량비가 큰 실시예 2 및 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자들이 비표면적이 큰 것을 알 수 있다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 이미지이다. 도 4의 연마입자 이미지에서 볼 수 있는 바와 같이, 비교예에 비하여 실시예 1의 연마입자가 각형에서 구형으로의 형상을 나타내는 것을 확인할 수 있으며 실시예 1의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자에서 코어-쉘 형상인 것을 확인할 수 있다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 X-선회절(XRD) 분석 결과이다. 비교예와 실시예의 X-선회절 피크가 동일 하다는 것을 나타내며, 표면 개질을 하여도 세리아 입자가 형성된 것을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 투과전자현미경(transmission electron microscope; TEM) 이미지이다. 도 6을 참조하면, 비교예의 콜로이달 세리아 연마입자는 육각형 형상인 것이 뚜렷한 것인데 반해 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자들은 구형에 가까운 코어-쉘 형상인 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물 및 본 발명의 실시예 1 내지 3의 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마조건으로 산화막 웨이퍼를 연마하였다.
<연마조건>
1. 연마장비: AP-300(CTS)
2. 패드: IC 1000
3. 연마시간: 60S
4. 플레이튼 스피드(platen speed): 110 rpm
5. 스핀들 스피드(spindle speed): 108 rpm
6. 웨이퍼 압력: 3.5 psi
7. 슬러리 유량(flow rate): 200 ml/min
8. 웨이퍼: PE-TEOS
도 7은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자 및 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 슬러리 조성물을 이용하여 산화막 연마 후 산화막 제거율(removal rate; RR) 그래프이다. 도 7을 참조하면, 도 7은 본 발명의 비교예에 따른 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 5262 Å의 산화막 제거율(RR)을 나타내었다. 본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은 산화막 제거율(RR)이, 각각, 6811 Å, 8068 Å 및 6686 Å인 것으로, 6500 Å 이상을 연마한 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예 1 내지 3에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물은, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상의 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 산화막의 표면과 반응하여 산화막 표면의 가수분해 반응을 촉진시켜 산화막의 연마속도를 증가시킨 것임을 확인할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (16)

  1. 콜로이달 세리아 연마입자; 및
    상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면 상에 형성된 세륨 원소 및 수산화기(-OH);
    를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)가 코팅된 것이거나; 또는 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 부분적으로 결합된 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세륨 원소 및 수산화기(-OH)는, 상기 콜로이달 세리아 연마입자 표면에 존재하는 산소 또는 세륨 원자에 결합된 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 콜로이달 세리아 연마입자의 크기는, 40 nm 내지 250 nm인 단일 사이즈 입자인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 비표면적은 15 m2/g 내지 100 m2/g인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 형상은 구형인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자.
  7. 콜로이달 세리아 연마입자 및 세륨전구체를 혼합하고 교반하여 혼합용액을 제조하는 단계;
    상기 혼합용액에 침전제를 첨가하고 교반하여 반응용액을 제조하는 단계; 및
    상기 반응용액을 수열합성하는 단계;
    를 포함하는, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 세륨 전구체는, 세륨의 질산염, 질산암모늄염, 황산염, 인산염, 염화염, 탄산염 및 초산염으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 침전제는, 수산화암모늄(NH4OH), 수산화나트륨, 수산화칼륨, 암모니아수, 및 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 세륨 전구체의 몰농도는 0.1 내지 2인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 세륨 전구체의 몰농도는 1 내지 2인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 세리아/세륨 전구체의 중량비는 0.15 내지 1.6인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 세리아/세륨 전구체의 중량비가 0.7 내지 1.6인 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 교반은 50℃ 내지 100℃의 온도 조건에서 200 rpm 내지 600 rpm의 속도로 30 분 내지 12 시간 동안 수행되는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 수열합성은 100℃ 내지 300℃의 온도 조건 및 20 bar 내지 50 bar 의 압력 조건에서 1 시간 내지 24 시간 동안 수행되는 것인, 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자의 제조방법.
  16. 제1항에 따른 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자를 포함하는, 연마 슬러리 조성물.
PCT/KR2017/006497 2016-09-07 2017-06-21 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물 WO2018048068A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780054508.1A CN109689828B (zh) 2016-09-07 2017-06-21 表面改性胶体二氧化铈抛光粒子、其制造方法及包括此的抛光料浆组合物
US16/331,137 US20190211245A1 (en) 2016-09-07 2017-06-21 Surface-modified colloidal ceria abrasive particles, preparation method therefor, and polishing slurry composition containing same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160114854A KR101823083B1 (ko) 2016-09-07 2016-09-07 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물
KR10-2016-0114854 2016-09-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018048068A1 true WO2018048068A1 (ko) 2018-03-15

Family

ID=61070708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2017/006497 WO2018048068A1 (ko) 2016-09-07 2017-06-21 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190211245A1 (ko)
KR (1) KR101823083B1 (ko)
CN (1) CN109689828B (ko)
TW (1) TWI743161B (ko)
WO (1) WO2018048068A1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111819263A (zh) * 2018-03-22 2020-10-23 日立化成株式会社 研磨液、研磨液套剂和研磨方法
US11492526B2 (en) 2018-07-26 2022-11-08 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry, method for producing polishing liquid, and polishing method
US11566150B2 (en) 2017-03-27 2023-01-31 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry and polishing method
US11773291B2 (en) 2017-03-27 2023-10-03 Resonac Corporation Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11078417B2 (en) * 2018-06-29 2021-08-03 Versum Materials Us, Llc Low oxide trench dishing chemical mechanical polishing
US11072726B2 (en) * 2018-06-29 2021-07-27 Versum Materials Us, Llc Low oxide trench dishing chemical mechanical polishing
WO2021105169A1 (en) * 2019-11-26 2021-06-03 Rhodia Operations Liquid dispersion and powder of cerium based core-shell particles, process for producing the same and uses thereof in polishing
CN111592027A (zh) * 2020-05-29 2020-08-28 淮阴师范学院 高比表面积二氧化铈的制备方法
JP2024519796A (ja) * 2021-05-17 2024-05-21 ローディア オペレーションズ セリウム系コア－シェル粒子の液体分散液及び粉末、これを製造するための方法並びに研磨におけるその使用
KR20230011121A (ko) * 2021-07-13 2023-01-20 주식회사 케이씨텍 신규한 세륨계 입자 및 이를 포함하는 연마 슬러리 조성물
CN114605921B (zh) * 2022-03-11 2023-04-07 江苏葛西光学科技有限公司 一种光纤端面抛光液及其制备方法
CN115926746B (zh) * 2022-10-24 2024-06-07 国家纳米科学中心 纳米铈硅复合氧化物颗粒及其制备方法和用途

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009726A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Cerium salt coated abrasive particles for glass polishing
KR20100004181A (ko) * 2008-07-03 2010-01-13 삼성전자주식회사 화학 기계적 연마용 슬러리 조성물, 이의 제조 방법 및화학 기계적 연마방법
KR20110068973A (ko) * 2008-09-12 2011-06-22 페로 코포레이션 화학적-기계적 연마 조성물 및 그 제조 및 사용 방법
KR20150014961A (ko) * 2012-05-22 2015-02-09 히타치가세이가부시끼가이샤 슬러리, 연마액 세트, 연마액, 기체의 연마 방법 및 기체
JP2015229750A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 コニカミノルタ株式会社 Ｃｍｐ用研磨液

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6110396A (en) * 1996-11-27 2000-08-29 International Business Machines Corporation Dual-valent rare earth additives to polishing slurries
US5876490A (en) * 1996-12-09 1999-03-02 International Business Machines Corporatin Polish process and slurry for planarization
TWI272249B (en) * 2001-02-27 2007-02-01 Nissan Chemical Ind Ltd Crystalline ceric oxide sol and process for producing the same
JP3689730B2 (ja) * 2001-11-14 2005-08-31 独立行政法人産業技術総合研究所 窒化ケイ素セラミックス及びサイアロンセラミックスの研磨材料
KR101184731B1 (ko) * 2008-03-20 2012-09-20 주식회사 엘지화학 산화세륨 제조 방법, 이로부터 얻어진 산화세륨 및 이를 포함하는 ｃｍｐ슬러리
CN101555387B (zh) * 2008-04-07 2012-08-22 北京有色金属研究总院 一种核壳结构的稀土抛光材料及其制备方法
TW201038690A (en) * 2008-09-26 2010-11-01 Rhodia Operations Abrasive compositions for chemical mechanical polishing and methods for using same
WO2012102187A1 (ja) * 2011-01-25 2012-08-02 日立化成工業株式会社 Ｃｍｐ研磨液及びその製造方法、複合粒子の製造方法、並びに基体の研磨方法
CN102757079B (zh) * 2012-05-16 2014-06-04 成都理工大学 一种制备介孔CeO2的水热合成工艺
US10047262B2 (en) * 2013-06-27 2018-08-14 Konica Minolta, Inc. Cerium oxide abrasive, method for producing cerium oxide abrasive, and polishing method
KR101405333B1 (ko) * 2013-09-12 2014-06-11 유비머트리얼즈주식회사 연마 입자, 연마 슬러리 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
KR101405334B1 (ko) * 2013-09-12 2014-06-11 유비머트리얼즈주식회사 연마 입자의 제조 방법 및 연마 슬러리의 제조 방법
CN104492374B (zh) * 2014-11-21 2016-06-29 合肥工业大学 一种二氧化铈/钙铝层状双羟基复合金属氧化物/活性炭复合材料的制备方法
US9803107B2 (en) * 2015-02-12 2017-10-31 Asahi Glass Company, Limited Polishing agent, polishing method and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
US9505952B2 (en) * 2015-03-05 2016-11-29 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing ceria abrasive
US10414947B2 (en) * 2015-03-05 2019-09-17 Cabot Microelectronics Corporation Polishing composition containing ceria particles and method of use
CN107851568B (zh) * 2015-07-13 2021-10-08 Cmc材料股份有限公司 用于加工介电基板的方法及组合物
KR20170044522A (ko) * 2015-10-15 2017-04-25 삼성전자주식회사 화학적 기계적 연마용 슬러리 조성물, 그의 제조 방법, 그를 이용한 연마 방법
US10179732B2 (en) * 2016-07-22 2019-01-15 Clarkson University Functional platform for rapid capture and removal of nanoparticles
JP6957265B2 (ja) * 2016-09-29 2021-11-02 花王株式会社 研磨液組成物
US10920120B2 (en) * 2016-11-14 2021-02-16 Jgc Catalysts And Chemicals Ltd. Ceria composite particle dispersion, method for producing same, and polishing abrasive grain dispersion comprising ceria composite particle dispersion
EP3632848A4 (en) * 2017-06-01 2021-03-31 JGC Catalysts and Chemicals Ltd. DISPERSION OF COMPOSITE FINE PARTICLES BASED ON CERIUM OXIDE, ITS PRODUCTION PROCESS, AND DISPERSION OF ABRASIVE POLISHING GRAINS INCLUDING A DISPERSION OF COMPOSITE FINE PARTICLES BASED ON CERIUM OXIDE
US11471999B2 (en) * 2017-07-26 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Integrated abrasive polishing pads and manufacturing methods

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004009726A1 (en) * 2002-07-19 2004-01-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Cerium salt coated abrasive particles for glass polishing
KR20100004181A (ko) * 2008-07-03 2010-01-13 삼성전자주식회사 화학 기계적 연마용 슬러리 조성물, 이의 제조 방법 및화학 기계적 연마방법
KR20110068973A (ko) * 2008-09-12 2011-06-22 페로 코포레이션 화학적-기계적 연마 조성물 및 그 제조 및 사용 방법
KR20150014961A (ko) * 2012-05-22 2015-02-09 히타치가세이가부시끼가이샤 슬러리, 연마액 세트, 연마액, 기체의 연마 방법 및 기체
JP2015229750A (ja) * 2014-06-06 2015-12-21 コニカミノルタ株式会社 Ｃｍｐ用研磨液

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11566150B2 (en) 2017-03-27 2023-01-31 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry and polishing method
US11773291B2 (en) 2017-03-27 2023-10-03 Resonac Corporation Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method
US11814548B2 (en) 2017-03-27 2023-11-14 Resonac Corporation Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method
CN111819263A (zh) * 2018-03-22 2020-10-23 日立化成株式会社 研磨液、研磨液套剂和研磨方法
CN111868203A (zh) * 2018-03-22 2020-10-30 日立化成株式会社 研磨液、研磨液组及研磨方法
US11352523B2 (en) 2018-03-22 2022-06-07 Showa Denko Materials Co., Ltd. Polishing liquid, polishing liquid set and polishing method
US11572490B2 (en) 2018-03-22 2023-02-07 Showa Denko Materials Co., Ltd. Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method
US11767448B2 (en) 2018-03-22 2023-09-26 Resonac Corporation Polishing liquid, polishing liquid set, and polishing method
US11492526B2 (en) 2018-07-26 2022-11-08 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry, method for producing polishing liquid, and polishing method
US11499078B2 (en) 2018-07-26 2022-11-15 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry, polishing solution production method, and polishing method
US11505731B2 (en) 2018-07-26 2022-11-22 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry and polishing method
US11518920B2 (en) 2018-07-26 2022-12-06 Showa Denko Materials Co., Ltd. Slurry, and polishing method

Also Published As

Publication number Publication date
KR101823083B1 (ko) 2018-01-30
US20190211245A1 (en) 2019-07-11
TW201816022A (zh) 2018-05-01
CN109689828B (zh) 2021-05-07
TWI743161B (zh) 2021-10-21
CN109689828A (zh) 2019-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018048068A1 (ko) 표면개질된 콜로이달 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물
US7887714B2 (en) Cerium oxide sol and abrasive
US20050198912A1 (en) Polishing slurry, method of producing same, and method of polishing substrate
JP2001507739A (ja) 酸化物ｃｍｐのための組成物
US20060124591A1 (en) Polishing slurry for chemical mechanical polishing and method for polishing substrate
WO2013100447A1 (ko) Ｃｍｐ 슬러리 조성물 및 이를 이용한 연마 방법
JP3782771B2 (ja) 研磨用砥粒及び研磨剤の製造方法
JP4009823B2 (ja) 酸化セリウムゾル及び研磨剤
CN110546233B (zh) 合成石英玻璃基板用研磨剂及其制备方法以及合成石英玻璃基板的研磨方法
KR102660018B1 (ko) 합성석영유리기판용의 연마제 및 그의 제조방법, 그리고 합성석영유리기판의 연마방법
WO2017085904A1 (ja) 研磨組成物及び研磨方法
KR101082620B1 (ko) 연마용 슬러리
JP2003007660A (ja) Ｃｍｐ研磨材および基板の研磨方法
KR101117525B1 (ko) 산화세륨 연마입자 및 그 제조방법
KR20220060342A (ko) 코어가 산화세륨 입자로 코팅된 복합 입자의 제조방법 및 이의 의해 제조된 복합입자
KR20180056327A (ko) 열안정성과 연마효율이 우수한 화학-기계적 연마 슬러리
CN114684846A (zh) 一种氧化铈的合成方法及其使用方法
JP2004200268A (ja) Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法
WO2022075625A1 (ko) α-알루미나 입자를 포함하는 연마재 및 그 제조 방법
JP4123730B2 (ja) 酸化セリウム研磨剤及びこれを用いた基板の研磨方法
JP2003209076A (ja) Ｃｍｐ研磨剤および基板の研磨方法
KR20230048843A (ko) 세리아 연마입자, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물
JPH10172935A (ja) 研磨用組成物
WO2023125890A1 (zh) 一种合成氧化铈的方法、一种氧化铈及一种化学机械抛光液
JP2001332516A (ja) Ｃｍｐ研磨剤及び基板の研磨方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17848953

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17848953

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1