KR101513606B1 - Slurry composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 슬러리 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a slurry composition.
반도체 소자의 고성능화, 고집적화에 따라 다층배선구조가 필수적으로 요구되고 있으며 이러한 다층배선구조는 도전막이나 절연막의 성막 공정 및 식각 공정을 수 차례 걸쳐 진행하여 형성되는 것으로 각 층에서 요구되는 일정한 패턴을 형성한 후에 후속의 리소그래피 공정을 용이하게 하기 위해 표면 평탄화 공정을 수행하게 된다. 이러한 평탄화의 형태로서는 국소적 평탄화(local planarization)와 광역 평탄화(global planarization)가 있으나, 평탄화 기술의 궁극적 목표가 광역 평탄화를 실현하는 것이다. 평탄화를 실현하기 위한 공정은 예를 들어 에치백(etch back), 리플로우(reflow), 화학 기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 등의 공정이 있으나 광역 평탄화 및 고집적 회로에 적용되는 방법으로는 화학 기계적 연마공정이 가장 많이 사용되고 있다. 이는 광역 평탄화가 화학 기계적 연마 공정에 의해서만 가능할 뿐 아니라 평탄성에 대한 만족도 면에서는 화학 기계적 연마 공정이 가장 우수하기 때문이다.Layered wiring structure is required in accordance with the high performance and high integration of semiconductor devices. Such a multi-layer wiring structure is formed by progressing the film forming process and the etching process of the conductive film and the insulating film several times and forms a certain pattern required in each layer A surface planarization process is performed to facilitate a subsequent lithography process. Local planarization and global planarization are examples of this type of planarization, but the ultimate goal of planarization technology is realization of global planarization. Processes for realizing planarization include etch back, reflow, chemical mechanical polishing (CMP) and the like, but methods applicable to wide area planarization and highly integrated circuits include chemical Mechanical polishing processes are the most used. This is because not only the global planarization is possible by the chemical mechanical polishing process but also the chemical mechanical polishing process is the best in terms of satisfaction with flatness.
일반적인 음이온성의 고분자 분산제를 적용한 슬러리 조성물의 경우 낮은 전단력에서의 초기 점도가 낮으며, 전단력이 높아짐에 따라 점도의 변화가 거의 없다. 낮은 단차 제거 능력을 가지며, 센터 언더(center under) 형상의 연마 프로파일을 가진다.
In the case of a slurry composition to which a general anionic polymer dispersant is applied, the initial viscosity at low shear force is low and there is little change in viscosity as the shear force increases. Has a low step removal capability, and has a center under-shaped polishing profile.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬러리 조성물의 낮은 전단력에서 높은 점도를 가지고, 슬러리 조성물의 전단력이 높아질수록 슬러리 조성물의 점도가 낮아지며, 일정 전단력 이상에서는 일정한 점도를 유지하여 이종막질의 선택적 연마를 진행하기 이전에 높은 초기 단차를 제거할 수 있는 슬러리 조성물에 관한 것이다.DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a slurry composition which has a high viscosity at low shear force and a high shear force of a slurry composition, To a slurry composition capable of eliminating high initial stiffness prior to polishing.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 제1 측면은, 연마입자; 아미노산계 분산제; 비이온성 화합물; 및 암모늄 화합물;을 포함하는, 슬러리 조성물을 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a polishing pad comprising: abrasive grains; Amino acid dispersants; Nonionic compounds; And an ammonium compound.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 상기 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 세리아, 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the abrasive particles comprise at least one selected from the group consisting of the metal oxide coated with a metal oxide, an organic or inorganic material, and the metal oxide in a colloidal state, and the metal oxide is at least one selected from the group consisting of ceria, silica, zirconia, alumina , At least one selected from the group consisting of titania, barium titania, germania, manganese, and magnesia.
상기 연마입자는, 입경 10 nm 내지 100 nm의 1차 입자 및 입경 30 nm 내지 200 nm의 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다.The abrasive grains may include primary particles having a particle diameter of 10 nm to 100 nm and secondary particles having a particle diameter of 30 nm to 200 nm.
상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 내지 5.0 중량%인 것일 수 있다.The abrasive grains may be 0.1 to 5.0 wt% of the slurry composition.
상기 아미노산계 분산제는, 아미노 부티르산(amino butyric acid), 세린(serine), 글루타민(glutamine), 베타인(betaine), 프롤린(proline), 파이로글루타민산(pyroglutamic acid) 아르지닌(arginine), 피리딘 카르복시산(pyridine carboxylic acid), 폴리에틸렌 글라이콜 아미노 에테르 아세트산(polyethyleneglycol amino ether acetatic acid), 아스파라진(Asparagine), 아스파틱산(Aspartic acid), 시스테인(Cysteine), 글라이신(Glycine), 히스티딘(Histidine), 아이솔루신(Isoleucine), 라이신(Lysine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 티로신(Tyrosine) 및 발린(Valine)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The amino acid dispersant may be selected from the group consisting of amino butyric acid, serine, glutamine, betaine, proline, pyroglutamic acid arginine, pyridinecarboxylic acid pyridine carboxylic acid, polyethyleneglycol amino ether acetatic acid, asparagine, aspartic acid, cysteine, glycine, histidine, At least one selected from the group consisting of isoleucine, lysine, phenylalanine, tyrosine and valine may be included.
상기 아미노산계 분산제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 내지 5.0 중량%인 것일 수 있다.The amino acid-based dispersant may be 0.01 to 5.0% by weight of the slurry composition.
상기 비이온성 화합물은, 폴리에틸렌글리콜 유도체 또는 다가 알코올 유도체를 포함하는 것일 수 있다.The nonionic compound may be one comprising a polyethylene glycol derivative or a polyhydric alcohol derivative.
상기 폴리에틸렌글리콜 유도체는, 폴리에틸렌 글리콜-메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜-말레이마이드, 폴리에틸렌 글리콜-비닐설폰, 폴리에틸렌 글리콜-치올, 폴리에틸렌 글리콜-하이드록시숙신미딜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜-알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-프로피온알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-부틸알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-니트로페닐 카르보네이트, 폴리에틸렌 글리콜-이소시아네이트, 폴리에틸렌 글리콜-에폭사이드, 폴리에틸렌 글리콜-트레실레이트 및 폴리에틸렌 글리콜-옥시카르보닐 아미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the polyethylene glycol derivative is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol-methacrylate, polyethylene glycol-maleimide, polyethylene glycol-vinylsulfone, polyethylene glycol-chiol, polyethylene glycol-hydroxysuccinimidyl ester, polyethylene glycol-aldehyde, polyethylene glycol-propionaldehyde, At least one selected from the group consisting of polyethylene glycol-butylaldehyde, polyethylene glycol-nitrophenyl carbonate, polyethylene glycol-isocyanate, polyethylene glycol-epoxide, polyethylene glycol-tresylate, and polyethylene glycol-oxycarbonylamidazole . ≪ / RTI >
상기 다가 알코올 유도체는, 폴리비닐알코올, 셀룰로오즈, 솔비톨, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 글리세린 모노메틸에테르, 글리세린 디메틸에테르, 그리센디 에틸에테르 및 글리세린 트리에틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the polyhydric alcohol derivative is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, cellulose, sorbitol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl At least one selected from the group consisting of ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, glycerin monomethyl ether, glycerin dimethyl ether, glycidyl ethyl ether and glycerin triethyl ether May include.
상기 비이온성 화합물은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체, 폴리부틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the nonionic compound includes at least any one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, polybutylene glycol, and polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol copolymer Lt; / RTI >
상기 비이온성 화합물은, 상기 슬러리 조성물 중 0.5 내지 10.0 중량%인 것일 수 있다.The nonionic compound may be 0.5 to 10.0 wt% of the slurry composition.
상기 암모늄 화합물은, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 포르메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조에이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 카보네이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 크로메이트, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 설파메이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 설파이트, 암모늄 타르테이트, 암모늄 테트라플루오로보레이트, 암모늄 티오시아네티트, 암모늄 티오설페이트, 암모늄 아스코르베이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The ammonium compound is preferably selected from the group consisting of ammonium nitrate, ammonium formate, ammonium citrate, ammonium acetate, ammonium benzoate, ammonium bromide, ammonium carbonate, ammonium chloride, ammonium chromate, ammonium dichromate, ammonium oxalate, ammonium sulfamate, , At least one selected from the group consisting of ammonium sulfite, ammonium tartrate, ammonium tetrafluoroborate, ammonium thiocyanate, ammonium thiosulfate, and ammonium ascorbate.
상기 암모늄 화합물은, 상기 슬러리 조성물 중 0.001 내지 1.0 중량%인 것일 수 있다.The ammonium compound may be 0.001 to 1.0 wt% of the slurry composition.
상기 슬러리 조성물의 점도는, 전단력이 10 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 110 % 내지 400 % 인 것일 수 있다.The viscosity of the slurry composition may be such that the viscosity at a shear force of 10 s -1 or less is 110% to 400% of the saturated viscosity at a shear force of 200 s -1 or higher.
상기 슬러리 조성물의 점도는, 전단력이 8 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 130 내지 400 % 인 것일 수 있다.The viscosity of the slurry composition may be 130 to 400% of the viscosity at a shear force of 8 s < -1 > or less versus a saturated viscosity at a shear force of 200 s < -1 >
상기 슬러리 조성물의 점도는, 전단력이 6 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 에서의 점도 대비 150 내지 400 % 인 것일 수 있다.The viscosity of the slurry composition may be such that the viscosity at a shear force of 6 s -1 or lower is 150 to 400% of the viscosity at a shear force of 200 s -1 .
고단차 영역 연마율이 5,000 Å/min 이상인 것일 수 있다.It may be that the high-end difference region polishing rate is 5,000 Å / min or more.
저단차 영역 연마율이 1,000 Å/min 이하인 것일 수 있다.The low-end-portion-region polishing rate may be 1,000 Å / min or less.
고단차 영역과 저단차 영역의 연마 선택비가 4.0 이상인 것일 수 있다.The polishing selectivity ratio between the high-tractive area and the low-tractive area may be 4.0 or more.
상기 슬러리 조성물의 pH는 6.0 내지 6.5인 것일 수 있다.
The pH of the slurry composition may be 6.0 to 6.5.
본 발명에 의한 슬러리 조성물은, 낮은 전단력에서 높은 점도를 가지므로 슬러리 조성물의 유동성이 낮아져 패드와 웨이퍼 사이에 연마에 참여 가능한 슬러리 조성물이 기존 슬러리 조성물에 비하여 많으며 고르게 분포하여 우수한 단차 제거 능력과 연마 프로파일을 나타낼 수 있다. 또한, 전단력이 높아짐에 따라 슬러리 조성물이 낮은 점도를 나타내고, 이에 따라 슬러리 조성물의 유도성이 높아져 결함 및 스크래치에서 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
The slurry composition according to the present invention has a high viscosity at low shear force, so that the fluidity of the slurry composition is lowered and the slurry composition that can participate in the polishing between the pad and the wafer is more than the existing slurry composition and is distributed evenly, Lt; / RTI > Also, as the shear force increases, the slurry composition exhibits a low viscosity, and therefore, the slurry composition has high inductivity, thereby exhibiting excellent performance in defects and scratches.
도 1은 패턴 밀도 (100/50), (100/100), (100/300), (300/50), (300/100) 및 (300/300)의 6가지 패턴을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 슬러리 조성물의 전단력에 따른 점도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 슬러리 조성물을 이용하여 패턴 웨이퍼 연마 평가 결과를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing six patterns of pattern density (100/50), (100/100), (100/300), (300/50), (300/100) and (300/300).
2 is a graph showing the viscosity of the slurry compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 according to the shear force of the present invention.
3 is a graph showing the results of pattern wafer polishing evaluation using the slurry compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention.
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 용어(terminology)들은 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명의 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the slurry composition of the present invention will be specifically described with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.
본 발명의 제1 측면은, 연마입자; 아미노산계 분산제; 비이온성 화합물; 및 암모늄 화합물;을 포함하는, 슬러리 조성물을 제공한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a polishing pad comprising: abrasive grains; Amino acid dispersants; Nonionic compounds; And an ammonium compound.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 상기 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.Wherein the abrasive particles comprise at least one selected from the group consisting of the metal oxide coated with a metal oxide, an organic or inorganic material, and the metal oxide in a colloidal state, and the metal oxide is selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina , At least one selected from the group consisting of titania, barium titania, germania, manganese, and magnesia.
상기 연마입자는 고상법 또는 액상법으로 제조된 것일 수 있다.The abrasive grains may be prepared by a solid phase method or a liquid phase method.
상기 연마입자는, 입경 10 nm 내지 100 nm의 1차 입자 및 입경 30 nm 내지 200 nm의 2차 입자를 포함하는 것일 수 있다. 상기 슬러리 조성물 중 1차 입자의 크기에 있어서, 액상에서 합성하기 때문에 입자 균일성을 확보하기 위해서 100 nm 이하이어야 하며, 10 nm 미만인 경우에는 연마율이 저하되는 문제점이 있다. 상기 슬러리 조성물 중 2차 입자의 크기에 있어서, 2차 입자의 크기가 30 nm 미만인 경우 밀링으로 인하여 작은 입자가 과도하게 발생하면 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하며, 200 nm를 초과하는 경우 단분산성을 달성하지 못하여 스크래치와 같은 표면 결함 우려가 있다. 바람직하게는 50 내지 150 nm, 더 바람직하게는 80 내지 130 nm의 연마입자 크기를 가질 수 있다.The abrasive grains may include primary particles having a particle diameter of 10 nm to 100 nm and secondary particles having a particle diameter of 30 nm to 200 nm. The primary particle size of the slurry composition should be 100 nm or less in order to ensure uniformity of particles because it is synthesized in a liquid phase, and if it is less than 10 nm, the polishing rate is decreased. When the size of the secondary particles in the slurry composition is less than 30 nm, if the particles are excessively small due to milling, deterioration is reduced and excess defects are generated on the surface of the wafer. There is a fear of surface defects such as scratches. Preferably from 50 to 150 nm, more preferably from 80 to 130 nm.
상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 내지 5.0 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자의 함량이 상기 슬러리 조성물 중 0.1중량% 미만일 경우 연마 시 연마 대상막을 충분히 연마하지 못하여 연마 선택비가 저하됨으로써 평탄화율이 저하될 우려가 있고, 5.0 중량%를 초과하면, 결함 및 스크래치 등 결점의 원인이 될 우려가 있다.The abrasive grains may be 0.1 to 5.0 wt% of the slurry composition. When the content of the abrasive grains is less than 0.1% by weight in the slurry composition, the film to be polished can not be sufficiently polished at the time of polishing, and the polishing selectivity is lowered to lower the planarization rate. When the content exceeds 5.0% There is a possibility of causing the problem.
상기 아미노산계 분산제는, 아미노 부티르산(amino butyric acid), 세린(serine), 글루타민(glutamine), 베타인(betaine), 프롤린(proline), 파이로글루타민산(pyroglutamic acid) 아르지닌(arginine), 피리딘 카르복시산(pyridine carboxylic acid), 폴리에틸렌 글라이콜 아미노 에테르 아세트산(polyethyleneglycol amino ether acetatic acid), 아스파라진(Asparagine), 아스파틱산(Aspartic acid), 시스테인(Cysteine), 글라이신(Glycine), 히스티딘(Histidine), 아이솔루신(Isoleucine), 라이신(Lysine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 티로신(Tyrosine) 및 발린(Valine)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The amino acid dispersant may be selected from the group consisting of amino butyric acid, serine, glutamine, betaine, proline, pyroglutamic acid arginine, pyridinecarboxylic acid pyridine carboxylic acid, polyethyleneglycol amino ether acetatic acid, asparagine, aspartic acid, cysteine, glycine, histidine, At least one selected from the group consisting of isoleucine, lysine, phenylalanine, tyrosine and valine may be included.
상기 아미노산계 분산제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 내지 5.0 중량%인 것일 수 있다. 상기 아미노산계 분산제의 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 슬러리 조성물이 연마면에 흡착하는 작용이 작아 연마 속도가 감소하게 되고, 상기 아미노산계 분산제의 함량이 5.0 중량%를 초과하는 경우에는 과량의 분산제 투입으로 인하여 분산 안정성이 감소하여 응집이 발생하고 이로 인해 마이크로 스크래치 및 결함이 발생하게 된다.The amino acid-based dispersant may be 0.01 to 5.0% by weight of the slurry composition. When the content of the amino acid dispersant is less than 0.01% by weight, the polishing rate of the slurry composition adsorbed on the polishing surface is decreased, and when the content of the amino acid dispersant exceeds 5.0% by weight, , The dispersion stability is decreased and aggregation occurs, thereby causing micro scratches and defects.
상기 비이온성 화합물은, 폴리에틸렌글리콜 유도체 또는 다가 알코올 유도체를 포함하는 것일 수 있다.The nonionic compound may be one comprising a polyethylene glycol derivative or a polyhydric alcohol derivative.
상기 비이온성 화합물은, 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체(PEG-PPG copolymer), 폴리부틸렌글리콜(PBG) 및 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 공중합체(PEG-PPG-PEG copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The nonionic compound may be at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer (PEG-PPG copolymer), polybutylene glycol (PBG), and polyethylene glycol-polypropylene glycol- And a glycol copolymer (PEG-PPG-PEG copolymer).
상기 폴리에틸렌글리콜 유도체는, 폴리에틸렌 글리콜-메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜-말레이마이드, 폴리에틸렌 글리콜-비닐설폰, 폴리에틸렌 글리콜-치올, 폴리에틸렌 글리콜-하이드록시숙신미딜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜-알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-프로피온알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-부틸알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-니트로페닐 카르보네이트, 폴리에틸렌 글리콜-이소시아네이트, 폴리에틸렌 글리콜-에폭사이드, 폴리에틸렌 글리콜-트레실레이트 및 폴리에틸렌 글리콜-옥시카르보닐 아미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the polyethylene glycol derivative is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol-methacrylate, polyethylene glycol-maleimide, polyethylene glycol-vinylsulfone, polyethylene glycol-chiol, polyethylene glycol-hydroxysuccinimidyl ester, polyethylene glycol-aldehyde, polyethylene glycol-propionaldehyde, At least one selected from the group consisting of polyethylene glycol-butylaldehyde, polyethylene glycol-nitrophenyl carbonate, polyethylene glycol-isocyanate, polyethylene glycol-epoxide, polyethylene glycol-tresylate, and polyethylene glycol-oxycarbonylamidazole . ≪ / RTI >
상기 다가 알코올 유도체는, 폴리비닐알코올, 셀룰로오즈, 솔비톨, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 글리세린 모노메틸에테르, 글리세린 디메틸에테르, 그리센디 에틸에테르 및 글리세린 트리에틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the polyhydric alcohol derivative is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, cellulose, sorbitol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl At least one selected from the group consisting of ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, glycerin monomethyl ether, glycerin dimethyl ether, glycidyl ethyl ether and glycerin triethyl ether May include.
상기 비이온성 화합물은, HLB(hydrophilic lipophilic balance) 값이 6 내지 13인 것일 수 있다. 상기 HLB 값이 6 이하일 경우 수용성이 저하되어 슬러리 조성물 분산 안정성을 저하시키고, HLB 값이 13 초과일 경우 다량의 거품이 발생하여 슬리 조성물의 분산 안정성을 저하시키는 문제가 있다. The nonionic compound may have a hydrophilic lipophilic balance (HLB) value of 6 to 13. When the HLB value is 6 or less, the water solubility is lowered and the dispersion stability of the slurry composition is deteriorated. When the HLB value is more than 13, a large amount of bubbles are generated to lower the dispersion stability of the slurry composition.
상기 비이온성 화합물은, 상기 슬러리 조성물 중 0.5 내지 10.0 중량%인 것일 수 있다. 상기 비이온성 고분자가 0.5 중량% 미만일 경우 분산 안정성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있으며, 10.0 중량% 초과인 경우에는 슬러리 조성물의 점도가 상승하여 웨이퍼 막질 연마 후의 평탄화도가 저하되는 문제가 있다.The nonionic compound may be 0.5 to 10.0 wt% of the slurry composition. If the content of the nonionic polymer is less than 0.5% by weight, dispersion stability may deteriorate. If the content of the nonionic polymer is more than 10.0% by weight, the viscosity of the slurry composition may increase.
상기 비이온성 화합물은, 고분자 분산제 이외에 친수부가 비전해질, 이온화하지 않는 친수성 부분이 있는 것으로 알킬글리콜 같은 저분자 계열을 추가할 수도 있다.In addition to the polymer dispersant, the nonionic compound may have a hydrophilic moiety that does not ionize hydrophilic moieties, and may add a low molecular weight moiety such as an alkyl glycol.
상기 비이온성 화합물은 전기적으로 중성이기 때문에 전해질의 존재에 덜 민감하여 pH에 의한 영역을 적게 받아 산성 영역에서의 분산 안정성이 우수하다.Since the nonionic compound is electrically neutral, it is less susceptible to the presence of the electrolyte, so that it has less area due to pH, and is excellent in dispersion stability in the acidic region.
상기 슬러리 조성물은, 수용성 비이온성 분산제를 더 포함할 수 있다. 상기 수용성 비이온성 분산제는, 예를 들어, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리프로필렌옥사이드 및 폴리에틸렌옥사이드-프로필렌옥사이드 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나일 수 있으며, 상기 수용성 비이온성 분산제에 추가로 작용기가 치환된 것을 사용할 수 있다. 상기 수용성 비이온성 분산제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 내지 2.0 중량%인 것일 수 있다.The slurry composition may further comprise a water-soluble nonionic dispersant. The water-soluble nonionic dispersant may be at least one selected from the group consisting of polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polyethylene oxide-propylene oxide copolymer, and the water-soluble nonionic dispersant may further include Can be used. The water-soluble nonionic dispersant may be 0.1 to 2.0 wt% of the slurry composition.
상기 슬러리 조성물은, 상기 연마입자의 분산 안정성 및 연마 속도를 증가시키기 위하여, 암모늄 화합물을 포함할 수 있다. 상기 암모늄 화합물은, 예를 들어, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 포르메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조에이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 카보네이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 크로메이트, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 설파메이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 설파이트, 암모늄 타르테이트, 암모늄 테트라플루오로보레이트, 암모늄 티오시아네티트, 암모늄 티오설페이트, 암모늄 아스코르베이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The slurry composition may contain an ammonium compound to increase the dispersion stability and the polishing rate of the abrasive grains. The ammonium compound may be, for example, ammonium nitrate, ammonium formate, ammonium citrate, ammonium acetate, ammonium benzoate, ammonium bromide, ammonium carbonate, ammonium chloride, ammonium chromate, ammonium dichromate, ammonium oxalate, And at least one selected from the group consisting of mate, ammonium sulfate, ammonium sulfite, ammonium tartrate, ammonium tetrafluoroborate, ammonium thiocyanate, ammonium thiosulfate, and ammonium ascorbate.
상기 암모늄 화합물은, 상기 슬러리 조성물 중 0.001 내지 1.0 중량%인 것일 수 있다. 상기 암모늄 화합물이 0.001 중량% 미만인 경우 슬러리 조성물의 분산 안정화에 영향을 주지 못하며, 상기 암모늄 화합물이 1.0 중량% 초과인 경우에는 슬러리 조성물 내 연마입자의 전기 이중층을 급격히 감소시켜 분산 안정성(연마 특성)을 약화시키게 된다.The ammonium compound may be 0.001 to 1.0 wt% of the slurry composition. If the amount of the ammonium compound is less than 0.001 wt%, the dispersion stability of the slurry composition is not affected. If the amount of the ammonium compound is more than 1.0 wt%, the electric double layer of the abrasive particles in the slurry composition is drastically reduced, .
상기 암모늄 화합물은 높은 전도도 특성에 의하여 상기 비이온성 화합물의 입체 장애효과를 증가시킬 수 있다.The ammonium compound may increase the steric hindrance effect of the nonionic compound due to its high conductivity.
상기 슬러리 조성물의 전단력이 10 s-1 이하에서 점도는 0.0012 내지 0.004 pa·s이고, 상기 슬러리 조성물의 전단력이 8 s-1 이하에서 점도는 0.0013 내지 0.004 pa·s, 바람직하게는 0.0017 내지 0.004 pa·s 인 것이고, 상기 슬러리 조성물의 전단력이 6 s-1 이하에서 점도는 0.0015 내지 0.004 pa·s, 바람직하게는 0.002 내지 0.004 pa·s 인 것일 수 있다.
상기 슬러리 조성물의 전단력에 따른 점도 범위는, 실제 측정 값으로 확인하여, 전단력이 10 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 110 % 내지 400 % 인 것일 수 있고, 전단력이 8 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 130 내지 400 %, 바람직하게는 150 내지 400 % 인 것일 수 있고, 전단력이 6 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 150 내지 400 %, 바람직하게는 200 내지 400 % 인 것일 수 있다.
아래 실시예 결과로서 설명하겠지만, 도 2를 참고하면, 본 발명의 슬러리 조성물의 전단력에 따른 점도값은, 전단력이 충분히 높아서 점도값이 수렴되는 값, 예를 들어 전단력이 200 s-1 인 경우를 기준으로, 전단력이 10 s-1 인 범위에서 점도가 낮게는 110 %, 높게는 400 %까지 높아진 것일 수 있고, 전단력이 8 s-1 인 범위에서 점도가 낮게는 130 %, 높게는 400 %까지 높아진 것일 수 있고, 전단력이 6 s-1 인 범위에서 점도가 낮게는 150 %, 높게는 400 %까지 높아진 것일 수 있다. 즉, 낮은 전단력 조건에서 점도가 크게 향상되는 특성을 나타낸다.When the slurry composition has a shear force of 10 s -1 or lower, the viscosity is 0.0012 to 0.004 pa · s. When the shear force of the slurry composition is 8 s -1 or lower, the viscosity is 0.0013 to 0.004 pa · s, preferably 0.0017 to 0.004 pa S, and when the shear force of the slurry composition is 6 s -1 or less, the viscosity may be 0.0015 to 0.004 pa · s, preferably 0.002 to 0.004 pa · s.
The viscosity range according to the shear force of the slurry composition may be from 110% to 400% of the saturated viscosity at a shear force of not more than 10 s -1 at a shear force of 200 s -1 or more, , The viscosity at a shear force of 8 s -1 or lower may be 130 to 400%, preferably 150 to 400% of a saturated viscosity at a shear force of 200 s -1 or higher, and a shear force of 6 s -1 or lower The viscosity may be 150 to 400%, preferably 200 to 400% of the saturated viscosity at a shear force of 200 s < -1 > or more.
2, the viscosity value of the slurry composition according to the present invention shows a value that the shear force is sufficiently high so that the viscosity value converges, for example, when the shear force is 200 s -1 As a result, the shear force may be increased to 110% at a low viscosity of 10 s -1 , to 400% at a high shear force, and to 130% at a low viscosity, to 400% at a shear force of 8 s -1 And the viscosity may be as high as 150% and as high as 400% when the shear force is in the range of 6 s < -1 >. That is, it exhibits a property that the viscosity is greatly improved under a low shear force condition.
상기 초기 단차 제거용 연마 슬러리는, 고단차 영역 연마율이 5000 Å/min 이상인 것일 수 있으며, 저단차 영역 연마율이 1000 Å/min 이하인 것일 수 있다.The initial step difference removing polishing slurry may have a high end difference area polishing rate of 5000 A / min or more and a low end difference area polishing rate of 1000 A / min or less.
고단차 영역 및 저단차 영역이란 저단차 영역을 기준으로 단차(step height)가 1000 Å 이상인 것일 수 있고, 고단차 영역 및 저단차 영역은 1 : 10 내지 1 : 2의 비율일 수 있다. The high stage difference region and the low stage difference region may have a step height of 1000 Å or more based on the low stage region, and the high stage region and the low stage region may have a ratio of 1:10 to 1: 2.
고단차 영역이란 평판 웨이퍼의 기준면에 대하여 단차가 7000 Å 이상인 부분일 수 있고, 저단차 영역이란 평판 웨이퍼의 기준면에 대하여 단차가 2000 Å 이하인 부분일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The high-stage difference region may be a portion having a step difference of 7000A or more with respect to the reference plane of the flat wafer, and the low-step difference region may be a portion having a step difference of 2000A or less with respect to the reference plane of the flat wafer. However, the present invention is not limited thereto.
본원에서, 평판 웨이퍼의 기준면은 연마대상층이 형성되기 전의 최상층인 것을 말한다.Herein, the reference plane of the flat wafer refers to the uppermost layer before the layer to be polished is formed.
고단차 영역과 저단차 영역의 연마 선택비가 4.0 이상인 것일 수 있다.The polishing selectivity ratio between the high-tractive area and the low-tractive area may be 4.0 or more.
본 발명의 일측에 따르면, 25 ~ 85%의 패턴 밀도를 갖는 패턴에 대한 연마의 고단차 영역과 저단차 영역의 평균 연마 선택비가 4.0 이상인 것일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the average polishing selectivity ratio of the high-end region and the low-end region of the polishing to the pattern having the pattern density of 25 to 85% may be 4.0 or more.
상기 패턴 밀도는 라인/스페이스(line/space)을 나타낸 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, (100/50), (100/100), (100/300), (300/50), (300/100) 및 (300/300)의 6가지 패턴을 나타내나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pattern density represents a line / space. As shown in FIG. 1, the pattern density is (100/50), (100/100), (100/300), (300/50) / 100) and (300/300), but the present invention is not limited thereto.
고단차 영역과 저단차 영역의 연마 선택비 표준편차가 10 이하인 것일 수 있다.The non-standard deviation of the polishing selection between the high-stage region and the low-stage region may be 10 or less.
웨이퍼 연마 시, 상기 웨이퍼의 중심 및 가장자리의 두께 편차가 500 Å 이하인 것일 수 있다. 즉, 웨이퍼 전체에 있어서의 연마 공정에서의 균일도(uniformity)가 향상되는 효과가 나타난다. 상기 웨이퍼 연마는, 예를 들어, 패턴 밀도 (100/50), (100/100), (100/300), (300/50), (300/100) 및 (300/300)의 6가지 패턴 웨이퍼 연마인 경우에, 연마면은 웨이퍼의 중심 또는 가장자리 여부에 무관하게 평탄할 수 있다. 즉, 종래의 센터 언더 형(center under type) 연마면이 형성되지 않을 수 있다.During polishing of the wafer, the thickness deviation of the center and the edge of the wafer may be 500 ANGSTROM or less. That is, the uniformity in the polishing process for the entire wafer is improved. The wafer polishing may be carried out using, for example, six patterns of pattern density (100/50), (100/100), (100/300), (300/50), (300/100) In the case of wafer polishing, the polishing surface can be flat regardless of the center or edge of the wafer. That is, a conventional center under type polishing surface may not be formed.
웨이퍼 연마 시, 웨이퍼 중심과 가장 자리의 연마율 차이가 1000 Å/min 이하인 것일 수 있다.When polishing the wafer, the difference in polishing rate between the center of the wafer and the edge may be 1000 Å / min or less.
상기 슬러리 조성물의 pH는 6.0 내지 6.5인 것일 수 있다. 상기 슬러리 조성물은, 질산(HNO3), 염산(HCl), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4), 수산화암모늄(NH4OH), 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH), 테트라메틸아민하이드록사이드(TMAH) 및 테트라메틸아민(TMA)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 pH 조절제를 이용하여 pH를 조절하는 것일 수 있다.The pH of the slurry composition may be 6.0 to 6.5. The slurry composition may be prepared by mixing the slurry composition with at least one of nitric acid (HNO 3 ), hydrochloric acid (HCl), sulfuric acid (H 2 SO 4 ), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), ammonium hydroxide (NH 4 OH), potassium hydroxide (KOH) The pH may be adjusted by using at least one pH adjusting agent selected from the group consisting of tetramethylamine hydroxide (TMAH) and tetramethylamine (TMA).
본 발명에 의한 슬러리 조성물은, 슬러리 조성물에 점성을 부여하여 CMP 공정에서 패드와 연마막의 사이에서 슬러리 조성물의 연마 접촉면을 증가시켜 초기 단차제거에서 높은 연마속도를 가질 수 있도록 하는 슬러리 조성물로서, 연마 초기에는 높은 점도를 보이며, 연마가 진행함에 따라 점도가 슬러리의 점도가 낮아져, 결함 및 스크래치의 발생을 억제할 수 있다.
The slurry composition according to the present invention is a slurry composition which imparts a viscosity to a slurry composition to increase a polishing contact surface of the slurry composition between a pad and a polishing layer in a CMP process so that a high polishing rate can be obtained in the initial step removal, And the viscosity of the slurry is lowered as the polishing progresses, so that occurrence of defects and scratches can be suppressed.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and are not intended to limit the scope of the present invention.
[[ 실시예Example 1] One]
액상법으로 제조된 세리아 연마입자 5 중량%를 포함하는 수용액 5000 g에 아미노산계 분산제로서 아미노 부티르산을 3 중량%를 첨가하고, 비이온성 화합물로서 폴리에틸렌글리콜 1 중량% 및 암모늄 화합물로서 암모늄나이트레이트 1 중량%를 첨가하였다. 이어서, 30 분간 고속믹서를 이용하여 혼합하였다. 이어서, 혼합물을 필터링하여 세리아 슬러리 조성물을 제조하였다.
3 weight% of aminobutyric acid as an amino acid dispersant was added to 5000 g of an aqueous solution containing 5% by weight of ceria abrasive particles prepared by a liquid phase method, 1 weight% of polyethylene glycol as a nonionic compound and 1 weight% of ammonium nitrate as an ammonium compound, Was added. Then, they were mixed using a high speed mixer for 30 minutes. The mixture was then filtered to produce a ceria slurry composition.
[[ 실시예Example 2] 2]
아미노 부티르산을 2 중량%를 첨가한 것 이외에 실시예 1과 등일한 방법으로 세리아 슬러리 조성물을 제조하였다.
A ceria slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2 wt% of amino butyric acid was added.
[[ 실시예Example 3] 3]
아미노 부티르산을 1 중량%를 첨가한 것 이외에 실시예 1과 등일한 방법으로 세리아 슬러리 조성물을 제조하였다.
A ceria slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1 wt% of amino butyric acid was added.
[[ 비교예Comparative Example 1] One]
음이온성 단분자 분산제로서 시트르산을 3 중량%를 첨가한 것 이외에 실시예 1과 등일한 방법으로 세리아 슬러리 조성물을 제조하였다.
A ceria slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 3 wt% of citric acid was added as an anionic monomolecular dispersant.
[[ 비교예Comparative Example 2] 2]
액상법으로 제조된 세리아 연마입자 5 중량%를 포함하는 수용액 5000 g에 음이온성 고분자 분산제로서 폴리아크릴산을 3 중량%에 초산을 적정하여 세리아 슬러리 조성물을 제조하였다.
A ceria slurry composition was prepared by titrating acetic acid to 3 wt% of polyacrylic acid as an anionic polymer dispersant in 5000 g of an aqueous solution containing 5 wt% of ceria abrasive grains prepared by the liquid phase method.
실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 슬러리 조성물의 Malvern Zeta-Sizer를 이용하여 측정한 Z-average 입자크기 및 pH는 하기 표 1에 나타내었다.
The Z-average particle size and pH of the slurry compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, as measured using a Malvern Zeta-Sizer, are shown in Table 1 below.
[CMP 평가][CMP evaluation]
상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 조건으로 CMP 평가를 진행하였다.
Using the slurry compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, CMP evaluation was carried out under the following conditions.
1. 연마기: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech 社) 1. Grinder: UNIPLA 231 (Doosan Mechatech)
2. 패드: IC1010 (Rohm&Hass 社) 2. Pad: IC1010 (Rohm & Hass)
3. 연마 시간: 45 s(패턴 밀도 100/300 패턴 웨이퍼) 3. Polishing time: 45 s (pattern density 100/300 pattern wafer)
4. 플레이튼 RPM (Platen RPM): 24 4. Platen RPM: 24
5. 헤드 RPM (Head RPM): 90 5. Head RPM (Head RPM): 90
6. 유량 (Flow rate): 200 ml/min 6. Flow rate: 200 ml / min
7. 사용된 웨이퍼: 8인치 ILD 패턴 웨이퍼 (HDP) / 단차 5000 Å 7. Wafers used: 8 inch ILD pattern wafer (HDP) /
8. 압력: 5.0 psi
8. Pressure: 5.0 psi
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 슬러리 조성물의 전단력에 따른 점도를 나타낸 그래프이다. 실시예 1 내지 3의 슬러리 조성물은 비교예 1 및 2에 비하여 낮은 전단력에서 높은 점도를 가지는 것을 알 수 있다.2 is a graph showing the viscosity of the slurry compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 according to the shear force of the present invention. It can be seen that the slurry compositions of Examples 1 to 3 have higher viscosity at low shear force than Comparative Examples 1 and 2.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2의 슬러리 조성물을 이용하여 패턴 웨이퍼 연마 평가 결과를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 3의 연마율은 웨이퍼 전체의 평균 연마율이 5500 Å 이상이다. 비교예 1의 경우도 높은 연마율을 가지는 것을 알 수 있으나, 균일도가 일정하지 않아 단차 제거가 우수하지 못함을 알 수 있다.3 is a graph showing the results of pattern wafer polishing evaluation using the slurry compositions of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention. As can be seen from FIG. 3, the polishing rates of Examples 1 to 3 are the average polishing rates of the entire wafer of 5500 angstroms or more. It can be seen that Comparative Example 1 also has a high polishing rate, but the uniformity is not constant and the step removal is not excellent.
연마 공정에서 웨이퍼 헤드(Wafer Head)의 RPM과 플레이튼의 RPM이 설정 값에 도달하기 이전의 낮은 속도영역에서 슬러리의 점도가 높아 패드에 흡착이 잘 이루어진다. 따라서, 슬러리 조성물의 흡착이 잘 이루어 짐에 따라 우수한 단차 제거 능력과 연마 프로파일을 가지는 것을 알 수 있다. 웨이퍼 헤드와 플레이튼의 RPM 설정값에 도달하면 슬러의 조성물의 점도가 낮아지며 일정하게 유지됨에 따라 결함 및 스크래치에서 우수한 특성을 보이는 것을 알 수 있다.
In the polishing process, the viscosity of the slurry is high in the low velocity region before the RPM of the wafer head (Wafer Head) and the RPM of the platen reaches the set value, so that the adsorption is good on the pad. Accordingly, it can be seen that the adsorption of the slurry composition is well performed, and therefore, it has excellent step removal ability and polishing profile. When the RPM set value of the wafer head and the platen is reached, the viscosity of the slurry composition is lowered and maintained constant, and thus it is found that the slurry has excellent characteristics in defects and scratches.
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 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.
Claims (20)
아미노산계 분산제;
비이온성 화합물; 및
암모늄 화합물;
을 포함하고,
전단력이 10 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 110 % 내지 400 % 인 것인,
슬러리 조성물.
Abrasive particles;
Amino acid dispersants;
Nonionic compounds; And
Ammonium compounds;
/ RTI >
The shear viscosity of 10 s -1 or less to the shearing force 200 s 110% to 400% compared to the saturation viscosity of from -1 or more in,
Slurry composition.
상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 상기 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 금속산화물은 세리아, 실리카, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive particles comprise at least one selected from the group consisting of the metal oxide coated with a metal oxide, an organic substance or an inorganic substance, and the metal oxide in a colloidal state,
Wherein the metal oxide comprises at least any one selected from the group consisting of ceria, silica, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, manganese and magnesia.
상기 연마입자는, 입경 10 nm 내지 100 nm의 1차 입자 및 입경 30 nm 내지 200 nm의 2차 입자를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive particles comprise primary particles having a particle diameter of 10 nm to 100 nm and secondary particles having a particle diameter of 30 nm to 200 nm.
상기 연마입자는, 상기 슬러리 조성물 중 0.1 내지 5.0 중량%인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grains are 0.1 to 5.0 wt% of the slurry composition.
상기 아미노산계 분산제는, 아미노 부티르산(amino butyric acid), 세린(serine), 글루타민(glutamine), 베타인(betaine), 프롤린(proline), 파이로글루타민산(pyroglutamic acid) 아르지닌(arginine), 피리딘 카르복시산(pyridine carboxylic acid), 폴리에틸렌 글라이콜 아미노 에테르 아세트산(polyethyleneglycol amino ether acetatic acid), 아스파라진(Asparagine), 아스파틱산(Aspartic acid), 시스테인(Cysteine), 글라이신(Glycine), 히스티딘(Histidine), 아이솔루신(Isoleucine), 라이신(Lysine), 페닐알라닌(Phenylalanine), 티로신(Tyrosine) 및 발린(Valine)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The amino acid dispersant may be selected from the group consisting of amino butyric acid, serine, glutamine, betaine, proline, pyroglutamic acid arginine, pyridinecarboxylic acid pyridine carboxylic acid, polyethyleneglycol amino ether acetatic acid, asparagine, aspartic acid, cysteine, glycine, histidine, Wherein the slurry composition comprises at least one selected from the group consisting of Isoleucine, Lysine, Phenylalanine, Tyrosine and Valine.
상기 아미노산계 분산제는, 상기 슬러리 조성물 중 0.01 내지 5.0 중량%인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the amino acid-based dispersant is 0.01 to 5.0% by weight of the slurry composition.
상기 비이온성 화합물은, 폴리에틸렌글리콜 유도체 또는 다가 알코올 유도체를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the nonionic compound comprises a polyethylene glycol derivative or a polyhydric alcohol derivative.
상기 폴리에틸렌글리콜 유도체는, 폴리에틸렌 글리콜-메타크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜-말레이마이드, 폴리에틸렌 글리콜-비닐설폰, 폴리에틸렌 글리콜-치올, 폴리에틸렌 글리콜-하이드록시숙신미딜 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜-알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-프로피온알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-부틸알데히드, 폴리에틸렌 글리콜-니트로페닐 카르보네이트, 폴리에틸렌 글리콜-이소시아네이트, 폴리에틸렌 글리콜-에폭사이드, 폴리에틸렌 글리콜-트레실레이트 및 폴리에틸렌 글리콜-옥시카르보닐 아미다졸로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
8. The method of claim 7,
Wherein the polyethylene glycol derivative is at least one selected from the group consisting of polyethylene glycol-methacrylate, polyethylene glycol-maleimide, polyethylene glycol-vinylsulfone, polyethylene glycol-chiol, polyethylene glycol-hydroxysuccinimidyl ester, polyethylene glycol-aldehyde, polyethylene glycol-propionaldehyde, At least one selected from the group consisting of polyethylene glycol-butylaldehyde, polyethylene glycol-nitrophenyl carbonate, polyethylene glycol-isocyanate, polyethylene glycol-epoxide, polyethylene glycol-tresylate, and polyethylene glycol-oxycarbonylamidazole ≪ / RTI >
상기 다가 알코올 유도체는, 폴리비닐알코올, 셀룰로오즈, 솔비톨, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 글리세린 모노메틸에테르, 글리세린 디메틸에테르, 그리센디 에틸에테르 및 글리세린 트리에틸에테르로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
8. The method of claim 7,
Wherein the polyhydric alcohol derivative is selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, cellulose, sorbitol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl At least one selected from the group consisting of ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, glycerin monomethyl ether, glycerin dimethyl ether, glycidyl ethyl ether and glycerin triethyl ether ≪ / RTI >
상기 비이온성 화합물은, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체, 폴리부틸렌글리콜 및 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜-폴리에틸렌글리콜 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the nonionic compound includes at least any one selected from the group consisting of polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, polybutylene glycol, and polyethylene glycol-polypropylene glycol-polyethylene glycol copolymer ≪ / RTI >
상기 비이온성 화합물은, 상기 슬러리 조성물 중 0.5 내지 10.0 중량%인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the nonionic compound is 0.5 to 10.0 wt% of the slurry composition.
상기 암모늄 화합물은, 암모늄 나이트레이트, 암모늄 포르메이트, 암모늄 시트레이트, 암모늄 아세테이트, 암모늄 벤조에이트, 암모늄 브로마이드, 암모늄 카보네이트, 암모늄 클로라이드, 암모늄 크로메이트, 암모늄 디크로메이트, 암모늄 옥살레이트, 암모늄 설파메이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 설파이트, 암모늄 타르테이트, 암모늄 테트라플루오로보레이트, 암모늄 티오시아네티트, 암모늄 티오설페이트, 암모늄 아스코르베이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The ammonium compound is preferably selected from the group consisting of ammonium nitrate, ammonium formate, ammonium citrate, ammonium acetate, ammonium benzoate, ammonium bromide, ammonium carbonate, ammonium chloride, ammonium chromate, ammonium dichromate, ammonium oxalate, ammonium sulfamate, , At least one selected from the group consisting of ammonium sulfite, ammonium tartrate, ammonium tetrafluoroborate, ammonium thiocyanate, ammonium thiosulfate, and ammonium ascorbate.
상기 암모늄 화합물은, 상기 슬러리 조성물 중 0.001 내지 1.0 중량%인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the ammonium compound is 0.001 to 1.0 wt% of the slurry composition.
상기 슬러리 조성물의 점도는, 전단력이 8 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 130 내지 400 % 인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the viscosity of the slurry composition is such that the shear force at a shear force of 8 s < -1 > is 130 to 400% relative to the saturated viscosity at a shear force of 200 s < -1 >
상기 슬러리 조성물의 점도는, 전단력이 6 s-1 이하에서의 점도가 전단력 200 s-1 이상에서의 포화된 점도 대비 150 내지 400 % 인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the viscosity of the slurry composition is such that the shear force at a shear force of 6 s < -1 > is 150 to 400% relative to the saturated viscosity at a shear force of at least 200 s < -1 & gt ;.
고단차 영역 연마율이 5,000 Å/min 이상인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Lt; / RTI > min / min. ≪ / RTI >
저단차 영역 연마율이 1,000 Å/min 이하인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Lt; RTI ID = 0.0 > A / min. ≪ / RTI >
고단차 영역과 저단차 영역의 연마 선택비가 4.0 이상인 것인, 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing selectivity ratio of the high-tractive area and the low-tractive area is 4.0 or more.
상기 슬러리 조성물의 pH는 6.0 내지 6.5인 것인, 슬러리 조성물.The method according to claim 1,
Wherein the slurry composition has a pH of 6.0 to 6.5.
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