KR102290191B1 - Abrasive slurry composition for sti cmp and method for preparing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 연마 입자 및 카오트로픽제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 디싱 성능이 우수하고 높은 질화막 연마 속도를 가지며 질화막과 산화막의 두께가 일정하면서 빠르게 감소되는 특성을 가지는 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention relates to a polishing slurry composition for an STI CMP process and a method for preparing the same, characterized in that it contains abrasive particles and a chaotropic agent. Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a polishing slurry composition for an STI CMP process having excellent dishing performance, a high nitride film polishing rate, and a characteristic that the nitride and oxide film thicknesses are constant and rapidly decrease, and a method for manufacturing the same.
Description
본 발명은, STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polishing slurry composition for STI CMP process and a method for preparing the same.
집적회로의 다중막 연마공정 또는 이중상감공정 등에서는 웨이퍼 표면의 광역 평탄화를 위해 주로 CMP 공정이 사용된다. CMP 공정이란, 반도체 제조 시 웨이퍼 표면을 연마패드와 슬러리를 사용하여 평탄화하는 연마 방법으로, 폴리우레탄 재질의 연마패드 상에 슬러리 조성물을 떨어뜨리고 웨이퍼와 접촉시킨 후, 회전 및 직선 운동을 혼합한 오비탈 운동을 실시하여 웨이퍼를 기계적 및 화학적으로 연마하는 공정이다.In a multi-layer polishing process or a double damascene process of an integrated circuit, a CMP process is mainly used for wide area planarization of the wafer surface. The CMP process is a polishing method in which the surface of a wafer is planarized using a polishing pad and a slurry during semiconductor manufacturing. A slurry composition is dropped on a polishing pad made of polyurethane, contacted with the wafer, and then an orbital in which rotation and linear motion are mixed. It is a process of mechanically and chemically polishing a wafer by performing a motion.
CMP 공정에서 상기 슬러리는 일반적으로 물리적 연마작용을 하는 연마제(Abrasive) 및 화학적 연마 작용을 하는 활성 성분, 예를 들어, 에천트(Etchang) 또는 산화제를 포함하고 있어, 물리화학적으로 웨이퍼 표면 상의 돌출된 부분을 선택적으로 식각함으로써 평탄한 표면을 제공하게 된다.In the CMP process, the slurry generally contains an abrasive for physical polishing and an active ingredient for chemical polishing, for example, an etchant or an oxidizing agent. By selectively etching the portion, a flat surface is provided.
CMP 슬러리는 연마대상에 따라 절연층 연마용 슬러리와 금속 연마용 슬러리로 나눌 수 있는데, 이 중, 절연층 연마용 슬러리는 반도체 공정 중 ILD (Interlayer dielectric) 공정, STI(Shallow trench isolation)공정에 적용되고, 금속 연마용 슬러리는 텅스텐, 알루미늄 또는 구리배선의 연결점(Interconnects) 및 텅스텐 접점/비아 플러그(Contacts/Via plug)의 형성 시 혹은 이중 상감공정에 사용된다.CMP slurry can be divided into an insulating layer polishing slurry and a metal polishing slurry depending on the polishing object. The metal polishing slurry is used in the formation of interconnects and tungsten contacts/via plugs of tungsten, aluminum or copper wiring or in the double damascene process.
종래의 STI CMP 공정에 사용되는 연마 슬러리 조성물로서, 양의 전하를 띠는 세리아, 비이온성 고분자 및 선택비 조절제의 혼합 조성물 또는 양의 전하를 띠는 세리아, 폴리올 및 선택비 조절제의 혼합 조성물이 많이 연구되어져 왔다.As a polishing slurry composition used in the conventional STI CMP process, there are many positively charged ceria, a nonionic polymer, and a mixed composition of a selectivity control agent, or a positively charged mixed composition of ceria, a polyol, and a selectivity control agent. has been studied
산성 하에서 강한 수소 결합력을 가지는 상기 선택비 조절제의 존재는, 디싱 저감 능력은 우수하게 되지만, 질화막과의 수소 결합을 통해 부동태(Passivation) 효과가 발생함으로써 질화막의 연마가 억제되는 문제점이 발생하였다.The presence of the selectivity control agent having a strong hydrogen bonding force under an acid has excellent dishing reduction ability, but a passivation effect occurs through hydrogen bonding with the nitride film, thereby inhibiting polishing of the nitride film.
또한, 질화막 연마를 위해 선택비 조절제의 양을 크게 줄이는 경우 디싱 저감 능력이 매우 취약하거나 질화막이 무너져 선택비 조절제의 함량 분배를 통한 질화막의 연마 속도 조절의 함량 마진이 낮은 문제점이 발생하였다.In addition, when the amount of the selectivity control agent is greatly reduced for polishing the nitride film, the dishing reduction ability is very weak or the nitride film collapses, resulting in a low content margin for controlling the polishing rate of the nitride film through distribution of the content of the selectivity adjuster.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a polishing slurry composition for STI CMP process and a method for preparing the same.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 연마 입자; 및 카오트로픽제(Chaotropic agent);를 포함한다.A polishing slurry composition for an STI CMP process according to an embodiment of the present invention includes: abrasive particles; And chaotropic agent (Chaotropic agent); includes.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 카오트로픽제는, 카보닐기 및 아미노기를 포함하는 화합물인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chaotropic agent may be a compound including a carbonyl group and an amino group.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 카오트로픽제는, 우레아(Urea) 또는 이의 유도체인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chaotropic agent may be urea or a derivative thereof.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 카오트로픽제는, 3 중량% 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the chaotropic agent may be 3% by weight or less.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 연마 입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물 및 콜로이달 상태의 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨 티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the abrasive particles include at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal oxide coated with an organic or inorganic material, and a metal oxide in a colloidal state, and the metal oxide is silica. , ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, may be one comprising at least one selected from the group consisting of mangania and magnesia.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 연마 입자의 표면 제타 전위는, 10 mV 내지 50 mV인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the surface zeta potential of the abrasive particles may be 10 mV to 50 mV.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 연마 입자는, 평균 입경이 20 ㎚ 내지 250 ㎚인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the abrasive particles may have an average particle diameter of 20 nm to 250 nm.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 연마 입자는, 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the abrasive particles may be 0.1 wt% to 10 wt%.
본 발명의 일 실시형태에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 폴리올 화합물;을 더 포함할 수 있다.The polishing slurry composition for the STI CMP process according to an embodiment of the present invention may further include a polyol compound.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 폴리올 화합물은, 글라이콜, 글라이세롤, 에리트리톨, 트레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 이디톨, 크실리톨, 아도니톨, 글루시톨, 탈리톨, 알트리톨, 알로둘시톨, 둘시톨, 세토헵티톨, 페르세이톨, 이노시톨, 볼레미톨, 이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트라이이톨, 말토테트라이톨 및 폴리글라이시톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polyol compound is glycol, glycerol, erythritol, threitol, arabitol, xylitol, ribitol, mannitol, sorbitol, galactitol, iditol, xylitol, Adonitol, glucitol, thalitol, altritol, allodulcitol, dulcitol, cetoheptitol, perceitol, inositol, bolemitol, isomalt, maltitol, lactitol, maltotriitol, maltotetrat It may include one or more selected from the group consisting of toll and polyglycitol.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 폴리올 화합물은, 5 중량% 내지 15 중량%인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polyol compound may be 5 wt% to 15 wt%.
본 발명의 일 실시형태에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 선택비 조절제;를 더 포함할 수 있다.The polishing slurry composition for the STI CMP process according to an embodiment of the present invention may further include a selectivity control agent.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 선택비 조절제는, 벤조산(Benzoic acid), 페닐아세트산(Phenylacetic acid), 나프토산(Naphthoic acid), 만델산(Mandelic acid), 피콜린산(Picolinic acid), 디피콜린산(Dipicolinic acid), 니코틴산(Nicotinic acid), 디니코틴산(Dinicotinic acid), 이소니코틴산(Isonicotinic acid), 퀴놀린산(Quinolinic acid), 안트라닐산(Anthranilic acid), 푸자르산(Fusaric acid), 프탈산(Phthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 테레프탈산(Terephthalic acid), 톨루산(Toluic acid), 살리실산(Salicylic acid), 니트로벤조산(Nitrobenzoic acid), 신코메론산(Cinchomeronic acid), 이소신코메론산(Isocinchomeronic acid), 루티딘산(Lutidinic acid), 피리딘카르복실산(Pyridinecarboxylic acid) 및 피리딘디카르복실산(Pyridinedicarboxylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the selectivity adjusting agent is benzoic acid, phenylacetic acid, naphthoic acid, mandelic acid, picolinic acid, Dipicolinic acid, nicotinic acid, dinicotinic acid, isonicotinic acid, quinolinic acid, anthranilic acid, fusaric acid, Phthalic acid, Isophthalic acid, Terephthalic acid, Toluic acid, Salicylic acid, Nitrobenzoic acid, Cinchomeronic acid, Isocincomerone Acid (Isocinchomeronic acid), lutidine acid (Lutidinic acid), pyridinecarboxylic acid (Pyridinecarboxylic acid) and pyridinedicarboxylic acid (Pyridinedicarboxylic acid) may be one comprising at least one selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 선택비 조절제는, 1 중량% 내지 4 중량%인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the selectivity adjusting agent may be 1 wt% to 4 wt%.
본 발명의 다른 실시예에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, pH 조절제;를 더 포함하고, 상기 pH 조절제는, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산 및 그의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 무기산 또는 무기산염; 및 포름산, 말론산, 말레인산, 옥살산, 초산, 아디프산, 구연산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 유산, 살리실산, 피멜린산, 벤조산, 숙신산, 프탈산, 부티르산, 글루타르산, 글루타민산, 글리콜산, 락트산, 아스파라긴산, 타르타르산 및 그의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 유기산 또는 유기산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.The polishing slurry composition for STI CMP process according to another embodiment of the present invention further includes a pH adjusting agent, wherein the pH adjusting agent is composed of nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, iodic acid, and salts thereof. an inorganic acid or an inorganic acid salt comprising at least one selected from the group; and formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, lactic acid, salicylic acid, pimelic acid, benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, It may include one or more selected from the group consisting of organic acids or organic acid salts including one or more selected from the group consisting of glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, tartaric acid and salts thereof.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 연마 대상막은, 산화막, 질화막 또는 이 둘을 포함하는 절연막인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the polishing target film may be an oxide film, a nitride film, or an insulating film including both.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 1500 Å/min 내지 4000 Å/min의 산화막 연마율을 가지고, 1 Å/s 이상의 질화막 연마율을 가지는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the oxide film may have a polishing rate of 1500 Å/min to 4000 Å/min, and may have a nitride film polishing rate of 1 Å/s or more.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, pH는, 1 내지 5의 범위를 가지는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pH may be in the range of 1 to 5.
본 발명은, STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.The present invention may provide a polishing slurry composition for STI CMP process and a method for preparing the same.
본 발명에 따르면, 디싱(Dishing) 성능이 우수하고 높은 질화막 연마 속도를 가져 질화막과 산화막의 두께가 일정하면서 빠르게 감소되는 특성을 가지는 슬러리 조성물 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a slurry composition having excellent dishing performance and a high nitride film polishing rate, so that the thicknesses of the nitride film and the oxide film are constant and rapidly decrease, and a method for manufacturing the same.
도 1은, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 연마하는 Peri stop 공정 및 Cell stop 공정의 모식도이다.1 is a schematic diagram of a Peri stop process and a Cell stop process for polishing a silicon oxide film and a silicon nitride film.
이하에서, 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함하며, 보다 구체적으로, 구성 요소(element) 또는 층이 다른 요소 또는 층 "상에(on)", "에 연결된(connected to)", 또는 "에 결합된(coupled to)" 것으로서 나타낼 때, 이것이 직접적으로 다른 구성 요소 또는 층에 있을 수 있거나, 연결될 수 있거나 결합될 수 있거나 또는 간섭 구성 요소 또는 층(intervening elements and layer)이 존재할 수 있는 것으로 이해될 수 있다.Throughout the specification, when a member is said to be located “on” another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member but also a case in which another member is present between the two members, and more specifically, When an element or layer is referred to as being “on,” “connected to,” or “coupled to” another element or layer, it is directly related to the other component or layer. It may be understood that there may be, may be connected, may be combined, or there may be intervening elements and layers.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
또한, 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예를 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the polishing slurry composition for the STI CMP process of the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited to these examples.
본 발명의 일 실시예에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 연마 입자; 및 카오트로픽제(Chaotropic agent);를 포함한다.A polishing slurry composition for an STI CMP process according to an embodiment of the present invention includes: abrasive particles; And chaotropic agent (Chaotropic agent); includes.
카오트로픽제란, 수용액 상에서 물 분자간의 수소 결합을 방해할 수 있는 분자 화합물을 일컫는다. 이는 소수성 효과를 약화시킴으로써 주로 고분자와 같은 용액 내 다른 분자의 자연 상태에 영향을 줄 수 있다.The chaotropic agent refers to a molecular compound capable of interfering with hydrogen bonding between water molecules in an aqueous solution. This can affect the natural state of other molecules in solution, mainly polymers, by weakening the hydrophobic effect.
도 1은, 실리콘 산화막과 실리콘 질화막을 연마하는 Peri stop 공정 및 Cell stop 공정의 모식도이다. 본 발명과 관련하여 도 1의 공정 모식도를 참조하여 설명한다.1 is a schematic diagram of a Peri stop process and a Cell stop process for polishing a silicon oxide film and a silicon nitride film. The present invention will be described with reference to the process schematic diagram of FIG. 1 .
반도체의 Cell 영역과 Peri 영역의 단차에 의해 도 1 (a)의 Peri stop 공정을 진행할 경우 Peri 영역의 실리콘 질화막 상단부까지 연마가 진행되게 된다. 이에 Photo 공정이나 식각 공정 등의 후속 공정에 있어 단차로 인한 다양한 문제가 발생할 수 있으며, 이는 도 1 (b)에 나타난 Cell stop 공정의 진행을 통해 해결할 수 있다.When the Peri stop process of FIG. 1 (a) is performed due to the step difference between the Cell region and the Peri region of the semiconductor, the polishing proceeds to the upper end of the silicon nitride film in the Peri region. Accordingly, various problems may occur due to a step difference in a subsequent process such as a photo process or an etching process, which can be solved through the progress of the cell stop process shown in FIG. 1(b).
도 1 (b)의 Cell stop 공정 모식도를 참조하면, 도 1 (a)의 네모 박스로 표시한 Cell 영역 상부 끝의 실리콘 산화막과 Peri 영역 상부의 실리콘 질화막을 동시에 연마하여 Cell 영역과 Peri 영역의 단차를 제거하여 평탄화할 수 있다. 이를 위해 실리콘 산화막의 연마율은 유지하면서 실리콘 질화막의 연마율을 향상시켜 전체 연마 시간을 감소시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 본 발명의 연마 슬러리 조성물이 필요하다.Referring to the schematic diagram of the cell stop process of FIG. 1 (b), the silicon oxide film at the upper end of the cell region and the silicon nitride film on the Peri region are simultaneously polished, which is indicated by the square box in FIG. can be flattened by removing To this end, there is a need for a polishing slurry composition of the present invention that can reduce the overall polishing time and improve productivity by improving the polishing rate of the silicon nitride film while maintaining the polishing rate of the silicon oxide film.
본 발명은, 주로 생명과학 분야에서 쓰이는 카오트로픽제를 연마 슬러리 조성물에 도입하여 양의 제타전위를 갖는 산성 분위기에서 선택비 조절제 등의 수소결합을 억제함으로써, 실리콘 산화막의 연마율은 유지하면서 실리콘 질화막의 초당 연마율을 향상시켜 Cell stop 연마 공정에서 전체 연마시간을 감소시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 슬러리 조성물을 제공한다.The present invention provides a silicon nitride film while maintaining the polishing rate of the silicon oxide film by introducing a chaotropic agent mainly used in the field of life sciences into a polishing slurry composition to suppress hydrogen bonding such as a selectivity regulator in an acidic atmosphere having a positive zeta potential. To provide a slurry composition that can improve productivity by improving the polishing rate per second of the cell stop polishing process and reducing the overall polishing time.
본 발명은 상기 카오트로픽제를 포함함으로써, 디싱 성능은 유지하면서 실리콘 질화막 연마속도는 향상시켜 CMP 공정 중 실리콘 질화막이 노출된 이후, Peri 영역의 실리콘 질화막과 Cell 영역 상층에 존재하는 실리콘 산화막을 동시에 빠른 속도로 연마하는 성능을 구현할 수 있다.The present invention includes the chaotropic agent, thereby improving the silicon nitride film polishing rate while maintaining the dishing performance. The performance of grinding at high speed can be realized.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 카오트로픽제는, 카보닐기 및 아미노기를 포함하는 화합물일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the chaotropic agent may be a compound including a carbonyl group and an amino group.
상기 카오트로픽제는, 일 예로서, 우레아(Urea) 또는 이의 유도체일 수 있다.The chaotropic agent may be, for example, urea or a derivative thereof.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 카오트로픽제는, 우레아, N-메틸우레아, N-에틸우레아, N-프로필우레아, N-부틸우레아, N-페닐우레아, N,N-디메틸우레아, N,N-디에틸우레아, N,N-디프로필우레아, N,N-디부틸우레아, N,N'-디메틸우레아, N,N'-디에틸우레아, N,N'-디프로필우레아, N,N'-디부틸우레아, 티오우레아, 바이유렛(Biuret) 및 트라이유렛(Triuret)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the chaotropic agent is urea, N-methylurea, N-ethylurea, N-propylurea, N-butylurea, N-phenylurea, N,N-dimethylurea, N, N-diethylurea, N,N-dipropylurea, N,N-dibutylurea, N,N'-dimethylurea, N,N'-diethylurea, N,N'-dipropylurea, N, It may include one or more selected from the group consisting of N'-dibutylurea, thiourea, biuret and triuret.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 카오트로픽제는, 3 중량% 이하일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the chaotropic agent may be 3 wt% or less.
상기 카오트로픽제는, 바람직하게는, 0.1 중량% 내지 3 중량%, 0.5 중량% 내지 3 중량%, 0.5 중량% 내지 2.5 중량%, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 1 중량% 내지 2.1 중량% 또는 1.5 중량% 내지 2.1 중량%일 수 있다.The chaotropic agent is preferably, 0.1 wt% to 3 wt%, 0.5 wt% to 3 wt%, 0.5 wt% to 2.5 wt%, 1 wt% to 2.5 wt%, 1 wt% to 2.1 wt% or 1.5% to 2.1% by weight.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연마 입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물 및 콜로이달 상태의 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the abrasive particles may include at least one selected from the group consisting of a metal oxide, a metal oxide coated with an organic or inorganic material, and a metal oxide in a colloidal state.
상기 금속산화물은, 일 예로서, 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨 티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.The metal oxide may include, for example, at least one selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, mangania and magnesia.
상기 금속산화물은, 예를 들어, 세리아를 포함할 수 있으며, 상기 세리아는 양의 전하를 띠는 것일 수 있다.The metal oxide may include, for example, ceria, and the ceria may have a positive charge.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연마 입자의 표면 제타 전위는, 10 mV 내지 50 mV일 수 있다. 상기 연마 입자가 상기 금속 원자 이온과의 화학적인 결합을 통하여, 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물에 현탁될 때 순전하가 양전하를 띠는 연마 입자가 될 수 있다.According to an aspect of the present invention, the surface zeta potential of the abrasive particles may be 10 mV to 50 mV. When the abrasive particles are suspended in the polishing slurry composition for the STI CMP process through chemical bonding with the metal atom ions, the abrasive particles may become positively charged abrasive particles.
일 측면에 따르면, 상기 제타 전위는 상기 연마 입자의 표면에서의 정전하의 측정값이다. 제타 전위의 크기는 연마 입자가 유사한 전하를 가지는 다른 입자 또는 표면을 반발하는 경향의 표시 값이다. 두 물질 사이의 제타 전위가 클 수록, 반발력이 강해진다. 예를 들어, 제타 전위가 큰 음수인 입자는 음으로 하전된 다른 입자 또는 표면을 반발한다.According to one aspect, the zeta potential is a measure of the static charge on the surface of the abrasive particles. The magnitude of the zeta potential is an indication of the tendency of an abrasive particle to repel other particles or surfaces with similar charges. The larger the zeta potential between the two materials, the stronger the repulsive force. For example, a negative particle with a large zeta potential will repel other negatively charged particles or surfaces.
상기 연마 입자의 표면 제타 전위는, 바람직하게는, 10 mV 내지 45 mV, 10 mV 내지 40 mV, 15 mV 내지 40 mV, 15 mV 내지 35 mV 또는 15 mV 내지 30 mV일 수 있다.The surface zeta potential of the abrasive particles may be, preferably, 10 mV to 45 mV, 10 mV to 40 mV, 15 mV to 40 mV, 15 mV to 35 mV, or 15 mV to 30 mV.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연마 입자는, 평균 입경이 20 ㎚ 내지 250 ㎚일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the abrasive particles may have an average particle diameter of 20 nm to 250 nm.
상기 평균 입경이 20 ㎚ 미만일 경우 연마 속도의 저하를 초래하여 생산성 측면에서 비효율적이고, 250 ㎚ 초과인 경우 분산이 어렵고 연마면에 스크래치를 다량 발생시킬 수 있다.When the average particle diameter is less than 20 nm, it causes a decrease in the polishing rate and is inefficient in terms of productivity.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 연마 입자는, 0.1 중량% 내지 10 중량%일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the abrasive particles may be 0.1 wt% to 10 wt%.
상기 연마 입자가 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 미만인 경우, 연마 속도가 감소되는 문제점이 있고, 10 중량% 초과인 경우, 연마 속도가 너무 높고 연마 입자 수의 증가로 인하여 표면에 잔류하게 되는 입자 흡착성에 의하여 표면 결함을 발생시킬 수 있다.When the abrasive particles are less than 0.1% by weight of the polishing slurry composition for the STI CMP process, there is a problem in that the polishing rate is reduced. Surface defects may occur due to the particle adsorption properties.
상기 연마 입자는, 바람직하게는, 0.1 중량% 내지 9 중량%, 0.1 중량% 내지 8 중량%, 1 중량% 내지 8 중량%, 2 중량% 내지 8 중량% 또는 3 중량% 내지 7 중량%일 수 있다.Preferably, the abrasive particles may be 0.1% to 9% by weight, 0.1% to 8% by weight, 1% to 8% by weight, 2% to 8% by weight or 3% to 7% by weight. have.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 폴리올 화합물;을 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the polishing slurry composition for the STI CMP process may further include a polyol compound.
본 발명은 상기 폴리올 화합물을 포함함으로써, 디싱 현상을 저감시키는 효과가 있다. 기존의 CMP 공정을 이용하는 경우에는 디싱이 발생하여 표면 단차가 발생하고, 후속 식각 공정에서 결함이 발생할 수 있다.The present invention has an effect of reducing the dishing phenomenon by including the polyol compound. In the case of using the conventional CMP process, dishing may occur, resulting in a surface step, and defects may occur in a subsequent etching process.
본 발명은 상기 선택비 조절제를 포함함으로써, 수소 결합을 통한 산화막의 부동태(Passivation) 효과와 우수한 디싱 저감 효과를 구현할 수 있다.In the present invention, by including the selectivity control agent, it is possible to implement the passivation effect of the oxide film through hydrogen bonding and the excellent dishing reduction effect.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 폴리올 화합물은 당류를 환원하여 수득되는 다가 알코올로서 2개 이상의 히드록시기(-OH)를 갖는 지방족 화합물일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the polyol compound is a polyhydric alcohol obtained by reducing saccharides, and may be an aliphatic compound having two or more hydroxyl groups (-OH).
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 폴리올 화합물은, 글라이콜, 글라이세롤, 에리트리톨, 트레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 이디톨, 크실리톨, 아도니톨, 글루시톨, 탈리톨, 알트리톨, 알로둘시톨, 둘시톨, 세토헵티톨, 페르세이톨, 이노시톨, 볼레미톨, 이소말트, 말티톨, 락티톨, 말토트라이이톨, 말토테트라이톨 및 폴리글라이시톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the polyol compound is glycol, glycerol, erythritol, threitol, arabitol, xylitol, ribitol, mannitol, sorbitol, galactitol, iditol, xylitol, Donitol, glucitol, thalitol, altritol, allodulcitol, dulcitol, cetoheptitol, perceitol, inositol, bolemitol, isomalt, maltitol, lactitol, maltotriitol, maltotetraitol And it may include one or more selected from the group consisting of polyglycitol.
상기 폴리올 화합물은, 일 예로서, 소르비톨을 포함하는 것일 수 있다. 또한, 상기 소르비톨은, 일 예로서, D-소르비톨(D-sorbitol)인 것일 수 있다.The polyol compound may include, for example, sorbitol. In addition, the sorbitol may be, for example, D-sorbitol.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 폴리올 화합물은, 5 중량% 내지 15 중량%일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the polyol compound may be 5 wt% to 15 wt%.
상기 폴리올 화합물은, 바람직하게는, 5 중량% 내지 13 중량%, 7 중량% 내지 15 중량%, 7 중량% 내지 13 중량%, 8 중량% 내지 13 중량%, 8 중량% 내지 12 중량% 또는 9 중량% 내지 11 중량%일 수 있다.The polyol compound is preferably 5 wt% to 13 wt%, 7 wt% to 15 wt%, 7 wt% to 13 wt%, 8 wt% to 13 wt%, 8 wt% to 12 wt% or 9 It may be from weight % to 11 weight %.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 선택비 조절제;를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the polishing slurry composition for the STI CMP process may further include a selectivity control agent.
상기 선택비 조절제는, 양쪽성 화합물인 것일 수 있으며, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물의 연마 대상막에 대하여 선택비를 조절하는 역할을 수행할 수 있다.The selectivity control agent may be an amphoteric compound, and may serve to adjust the selectivity ratio of the polishing slurry composition according to the present invention to the polishing target film.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 선택비 조절제는, 벤조산(Benzoic acid), 페닐아세트산(Phenylacetic acid), 나프토산(Naphthoic acid), 만델산(Mandelic acid), 피콜린산(Picolinic acid), 디피콜린산(Dipicolinic acid), 니코틴산(Nicotinic acid), 디니코틴산(Dinicotinic acid), 이소니코틴산(Isonicotinic acid), 퀴놀린산(Quinolinic acid), 안트라닐산(Anthranilic acid), 푸자르산(Fusaric acid), 프탈산(Phthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 테레프탈산(Terephthalic acid), 톨루산(Toluic acid), 살리실산(Salicylic acid), 니트로벤조산(Nitrobenzoic acid), 신코메론산(Cinchomeronic acid), 이소신코메론산(Isocinchomeronic acid), 루티딘산(Lutidinic acid), 피리딘카르복실산(Pyridinecarboxylic acid) 및 피리딘디카르복실산(Pyridinedicarboxylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the selectivity adjusting agent is benzoic acid, phenylacetic acid, naphthoic acid, mandelic acid, picolinic acid, dippy Dipicolinic acid, Nicotinic acid, Dinicotinic acid, Isonicotinic acid, Quinolinic acid, Anthranilic acid, Fusaric acid, phthalic acid (Phthalic acid), isophthalic acid (Isophthalic acid), terephthalic acid (Terephthalic acid), toluic acid (Toluic acid), salicylic acid (Salicylic acid), nitrobenzoic acid (Nitrobenzoic acid), cinchomeronic acid (Cinchomeronic acid) (Isocinchomeronic acid), lutidine acid (Lutidinic acid), pyridinecarboxylic acid (Pyridinecarboxylic acid) and pyridinedicarboxylic acid (Pyridinedicarboxylic acid) may include one or more selected from the group consisting of.
상기 선택비 조절제는, 일 예로서, 피콜린산일 수 있다.The selectivity adjusting agent may be, for example, picolinic acid.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 선택비 조절제는, 1 중량% 내지 4 중량%일 수 있다.According to an aspect of the present invention, the selectivity adjusting agent may be 1 wt% to 4 wt%.
상기 선택비 조절제는, 바람직하게는, 1 중량% 내지 3 중량%, 1 중량% 내지 2.5 중량%, 2 중량% 내지 4 중량%, 2.5 중량% 내지 4 중량% 또는 2 중량% 내지 3 중량%일 수 있다.The selectivity adjusting agent is preferably 1 wt% to 3 wt%, 1 wt% to 2.5 wt%, 2 wt% to 4 wt%, 2.5 wt% to 4 wt% or 2 wt% to 3 wt% can
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, pH 조절제;를 더 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, the polishing slurry composition for the STI CMP process may further include a pH adjuster.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 pH 조절제는, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산 및 그의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 무기산 또는 무기산염; 및 포름산, 말론산, 말레인산, 옥살산, 초산, 아디프산, 구연산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 유산, 살리실산, 피멜린산, 벤조산, 숙신산, 프탈산, 부티르산, 글루타르산, 글루타민산, 글리콜산, 락트산, 아스파라긴산, 타르타르산 및 그의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 유기산 또는 유기산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the pH adjusting agent, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, iodic acid and an inorganic acid or an inorganic acid salt containing at least one selected from the group consisting of salts; and formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, lactic acid, salicylic acid, pimelic acid, benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, It may include at least one selected from the group consisting of organic acids or organic acid salts including at least one selected from the group consisting of glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, tartaric acid and salts thereof.
본 발명의 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 상기 성분 외에 나머지 성분으로서 물, 바람직하게는 초순수, 탈이온수 또는 증류수를 포함할 수 있다.The polishing slurry composition for the STI CMP process of the present invention may include water, preferably ultrapure water, deionized water, or distilled water as the remaining components in addition to the above components.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연마 대상막은, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이 둘을 포함하는 절연막일 수 있다.According to one aspect of the present invention, the polishing target film may be a silicon oxide film, a silicon nitride film, or an insulating film including both.
본 발명에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 1,500 Å/min 내지 4,000 Å/min의 실리콘 산화막 연마율, 1 Å/s 이상의 실리콘 질화막 연마율을 가질 수 있다. The polishing slurry composition for the STI CMP process according to the present invention may have a silicon oxide film polishing rate of 1,500 Å/min to 4,000 Å/min, and a silicon nitride film polishing rate of 1 Å/s or more.
본 발명에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 바람직하게는, 2000 Å/min 내지 4000 Å/min, 2000 Å/min 내지 3700 Å/min, 2500 Å/min 내지 3500 Å/min 또는 3000 Å/min 내지 3500 Å/min의 실리콘 산화막 연마율을 가질 수 있다.The polishing slurry composition for the STI CMP process according to the present invention is preferably from 2000 Å/min to 4000 Å/min, from 2000 Å/min to 3700 Å/min, from 2500 Å/min to 3500 Å/min or 3000 Å/min. It may have a silicon oxide film polishing rate of min to 3500 Å/min.
본 발명에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, 바람직하게는, 1 Å/s 내지 10 Å/s, 더 바람직하게는, 1 Å/s 내지 5 Å/s의 실리콘 질화막 연마율을 가질 수 있다.The polishing slurry composition for STI CMP process according to the present invention may have a silicon nitride film polishing rate of preferably 1 Å/s to 10 Å/s, more preferably, 1 Å/s to 5 Å/s. .
본 발명에 따른 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물은, pH는, 1 내지 5의 범위를 가질 수 있다.The polishing slurry composition for the STI CMP process according to the present invention may have a pH in the range of 1 to 5.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물의 pH를 조절하기 위해 pH 조절제가 첨가될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a pH adjusting agent may be added to adjust the pH of the polishing slurry composition for the STI CMP process.
상기 pH 조절제는, 상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물의 pH를 조절할 수 있도록 적당한 양이 첨가될 수 있다.The pH adjusting agent may be added in an appropriate amount to adjust the pH of the polishing slurry composition for the STI CMP process.
상기 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물의 pH가 상기 범위를 벗어나는 경우, 산화막의 연마 속도가 저하되고, 표면의 조도가 일정하지 않으며, 부식, 에칭, 디싱, 표면 불균형과 같은 결함을 발생시킬 수 있다.When the pH of the polishing slurry composition for the STI CMP process is out of the above range, the polishing rate of the oxide film is lowered, the surface roughness is not constant, and defects such as corrosion, etching, dishing, and surface imbalance may occur.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples and Comparative Examples.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.
실시예 1Example 1
연마 입자로서 평균 입경이 50 ㎚인 세리아를 준비하였다. 상기 세리아 연마 입자를 폴리올 화합물로서, D-소르비톨 및 선택비 조절제로서, 피콜린산과 혼합하여 혼합 조성물을 제조하였다. 이후, 카오트로픽제로서, 우레아를 첨가하여 본 발명의 STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.As abrasive particles, ceria having an average particle diameter of 50 nm was prepared. A mixed composition was prepared by mixing the ceria abrasive particles as a polyol compound, D-sorbitol and picolinic acid as a selectivity control agent. Then, as a chaotropic agent, urea was added to prepare a polishing slurry composition for the STI CMP process of the present invention.
이 때, D-소르비톨을 10 중량%, 피콜린산을 2.5 중량% 및 우레아를 2 중량%가 되도록 조절하였다.At this time, 10 wt% of D-sorbitol, 2.5 wt% of picolinic acid, and 2 wt% of urea were adjusted.
비교예 1Comparative Example 1
D-소르비톨을 10 중량%, 피콜린산을 0.5 중량% 및 우레아는 첨가하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 wt% of D-sorbitol, 0.5 wt% of picolinic acid and urea were not added.
비교예 2Comparative Example 2
D-소르비톨을 10 중량%, 피콜린산을 2.5 중량% 및 우레아는 첨가하지 않은 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 wt% of D-sorbitol, 2.5 wt% of picolinic acid, and urea were not added.
아래의 표 1은 실시예 1 및 비교예 1 내지 2의 연마 슬러리 조성물의 각 성분별 조성비를 나타낸 것이다.Table 1 below shows the composition ratio of each component of the polishing slurry compositions of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
실험예 1Experimental Example 1
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2에 대하여 블랭킷 실리콘 산화막 연마율, 100/100 패턴에서 실리콘 질화막의 초당 연마율, 100/100 패턴에서 △SiN Skew(실리콘 질화막 연마 두께) 및 100/100 패턴에서 △Fox를 측정하였다.For Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, the blanket silicon oxide film polishing rate, the silicon nitride film polishing rate per second in 100/100 pattern, ΔSiN Skew (silicon nitride polishing thickness) in 100/100 pattern, and 100/100 pattern ΔFox was measured.
이 때 CMP 장비로서 AP-300, 연마 조건으로서 Platen 속도 93 rpm, Spindle 속도 87 RPM, 압력 3.5 psi, Flow rate 250 ml/min, 웨이퍼로서, RSK사의 PE TEOS 20K (Å), Nitride 2.5K (Å) 및 STI Nit PTW 2K (Å)를 이용하였다.At this time, AP-300 as CMP equipment, platen speed 93 rpm, spindle speed 87 RPM, pressure 3.5 psi, flow rate 250 ml/min as polishing conditions, as a wafer, RSK's PE TEOS 20K (Å), Nitride 2.5K (Å) ) and STI Nit PTW 2K (Å) were used.
1000 Å, 2000 Å 각각 스플릿하여 패턴웨이퍼를 오버폴리싱한 후, 시간차에 따른 실리콘 질화막 연마 두께를 계산하였다.After overpolishing the pattern wafer by splitting it into 1000 Å and 2000 Å, respectively, the silicon nitride polishing thickness according to the time difference was calculated.
상기 측정 조건에서 측정한 결과를 아래 [표 2]에 나타내었다.The results measured under the above measurement conditions are shown in [Table 2] below.
상기 표 2를 살펴보면, 실리콘 질화막 연마율을 높이기 위해 선택비 조절제의 양을 감소시킨 경우(비교예 1) 원하는 연마성능 구현이 어려웠으나, 실시예 1과 같이 카오트로픽제를 첨가한 경우 실리콘 질화막의 초당 연마율이 1.3으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 일정시간 연마하는 공정에 적용할 경우 전체 연마시간을 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.Referring to Table 2, when the amount of the selectivity control agent is reduced to increase the silicon nitride polishing rate (Comparative Example 1), it is difficult to realize the desired polishing performance, but when a chaotropic agent is added as in Example 1, It can be seen that the polishing rate per second increases to 1.3. Therefore, it can be seen that the overall polishing time can be reduced when applied to the polishing process for a certain period of time.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, even if the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components are combined or combined in a different form from the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents Appropriate results can be achieved. Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
Claims (18)
카오트로픽제(Chaotropic agent); 및
폴리올 화합물;을 포함하고,
상기 카오트로픽제는, 우레아, N-메틸우레아, N-에틸우레아, N-프로필우레아, N-부틸우레아, N-페닐우레아, N,N-디메틸우레아, N,N-디에틸우레아, N,N-디프로필우레아, N,N-디부틸우레아, N,N'-디메틸우레아, N,N'-디에틸우레아, N,N'-디프로필우레아, N,N'-디부틸우레아, 티오우레아, 바이유렛(Biuret) 및 트라이유렛(Triuret)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
상기 폴리올 화합물은, 글라이콜, 글라이세롤, 에리트리톨, 트레이톨, 아라비톨, 자일리톨, 리비톨, 만니톨, 소르비톨, 갈락티톨, 이디톨, 크실리톨, 아도니톨, 글루시톨, 탈리톨, 알트리톨, 알로둘시톨, 둘시톨, 세토헵티톨, 페르세이톨, 이노시톨, 볼레미톨, 이소말트, 말티톨 및 락티톨로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
abrasive particles;
Chaotropic agents; and
a polyol compound; and
The chaotropic agent is urea, N-methylurea, N-ethylurea, N-propylurea, N-butylurea, N-phenylurea, N,N-dimethylurea, N,N-diethylurea, N, N-dipropylurea, N,N-dibutylurea, N,N'-dimethylurea, N,N'-diethylurea, N,N'-dipropylurea, N,N'-dibutylurea, thio It is to include at least one selected from the group consisting of urea, biuret (Biuret) and triuret (Triuret),
The polyol compound is, glycol, glycerol, erythritol, threitol, arabitol, xylitol, ribitol, mannitol, sorbitol, galactitol, iditol, xylitol, adonitol, glucitol, thali Tol, altritol, allodulcitol, dulcitol, cetoheptitol, perceitol, inositol, bolemitol, isomalt, comprising at least one selected from the group consisting of maltitol and lactitol,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 카오트로픽제는, 3 중량% 이하인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The chaotropic agent, 3% by weight or less,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 연마 입자는,
금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물 및 콜로이달 상태의 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 포함하고,
상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨 티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The abrasive particles are
It contains at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal oxides coated with organic or inorganic materials, and metal oxides in a colloidal state,
The metal oxide will include at least one selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, mangania and magnesia,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 연마 입자의 표면 제타 전위는, 10 mV 내지 50 mV인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The surface zeta potential of the abrasive particles will be 10 mV to 50 mV,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 연마 입자는, 평균 입경이 20 ㎚ 내지 250 ㎚인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The abrasive particles will have an average particle diameter of 20 nm to 250 nm,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 연마 입자는, 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
Wherein the abrasive particles are 0.1 wt% to 10 wt%,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 폴리올 화합물은, 5 중량% 내지 15 중량%인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The polyol compound is 5 wt% to 15 wt%,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
선택비 조절제;를 더 포함하는,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
Selectivity control agent; further comprising,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 선택비 조절제는, 벤조산(Benzoic acid), 페닐아세트산(Phenylacetic acid), 나프토산(Naphthoic acid), 만델산(Mandelic acid), 피콜린산(Picolinic acid), 디피콜린산(Dipicolinic acid), 니코틴산(Nicotinic acid), 디니코틴산(Dinicotinic acid), 이소니코틴산(Isonicotinic acid), 퀴놀린산(Quinolinic acid), 안트라닐산(Anthranilic acid), 푸자르산(Fusaric acid), 프탈산(Phthalic acid), 이소프탈산(Isophthalic acid), 테레프탈산(Terephthalic acid), 톨루산(Toluic acid), 살리실산(Salicylic acid), 니트로벤조산(Nitrobenzoic acid), 신코메론산(Cinchomeronic acid), 이소신코메론산(Isocinchomeronic acid), 루티딘산(Lutidinic acid), 피리딘카르복실산(Pyridinecarboxylic acid) 및 피리딘디카르복실산(Pyridinedicarboxylic acid)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
13. The method of claim 12,
The selectivity control agent is benzoic acid, phenylacetic acid, naphthoic acid, mandelic acid, picolinic acid, dipicolinic acid, nicotinic acid (Nicotinic acid), dinicotinic acid, isonicotinic acid, quinolinic acid, anthranilic acid, fusaric acid, phthalic acid, isophthalic acid ( Isophthalic acid, Terephthalic acid, Toluic acid, Salicylic acid, Nitrobenzoic acid, Cinchomeronic acid, Isocinchomeronic acid, Lutidine acid ( Lutidinic acid), pyridinecarboxylic acid (Pyridinecarboxylic acid) and pyridinedicarboxylic acid (Pyridinedicarboxylic acid) comprising one or more selected from the group consisting of,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
상기 선택비 조절제는, 1 중량% 내지 4 중량%인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
13. The method of claim 12,
The selectivity adjusting agent, 1 wt% to 4 wt%,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
pH 조절제;를 더 포함하고,
상기 pH 조절제는,
질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산 및 그의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 무기산 또는 무기산염; 및 포름산, 말론산, 말레인산, 옥살산, 초산, 아디프산, 구연산, 아디프산, 아세트산, 프로피온산, 푸마르산, 유산, 살리실산, 피멜린산, 벤조산, 숙신산, 프탈산, 부티르산, 글루타르산, 글루타민산, 글리콜산, 락트산, 아스파라긴산, 타르타르산 및 그의 염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 유기산 또는 유기산염으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
pH adjusting agent; further comprising,
The pH adjusting agent,
an inorganic acid or an inorganic acid salt comprising at least one selected from the group consisting of nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, hydrobromic acid, iodic acid and salts thereof; and formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, lactic acid, salicylic acid, pimelic acid, benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, Glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, including at least one selected from the group consisting of organic acids or organic acid salts comprising at least one selected from the group consisting of tartaric acid and salts thereof,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
연마 대상막은,
산화막, 질화막 또는 이 둘을 포함하는 절연막인 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The polishing target film,
It is an insulating film comprising an oxide film, a nitride film, or both,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
1500 Å/min 내지 4000 Å/min의 산화막 연마율을 가지고,
1 Å/s 이상의 질화막 연마율을 가지는,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
having an oxide film polishing rate of 1500 Å/min to 4000 Å/min,
having a nitride film polishing rate of 1 Å/s or more,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
pH는, 1 내지 5의 범위를 가지는 것인,
STI CMP 공정용 연마 슬러리 조성물.
According to claim 1,
The pH is in the range of 1 to 5,
Polishing slurry composition for STI CMP process.
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| WO2012091330A2 (en) | 2010-12-31 | 2012-07-05 | 제일모직 주식회사 | Cmp slurry composition for selectively polishing a silicon nitride layer, and method for polishing a silicon nitride layer using same |
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