KR20130103519A - 고속 저결함 규소 연마 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 실리카, 하나 이상의 유기 카복실산 또는 이의 염, 하나 이상의 폴리사카라이드, 하나 이상의 염기, 임의적으로 하나 이상의 계면활성제 및/또는 중합체, 임의적으로 하나 이상의 환원제, 임의적으로 하나 이상의 살생물제(biocide), 및 물을 포함하며, 알칼리성 pH를 가진, 화학-기계적 연마 조성물에 관한 것이다. 상기 연마 조성물은 높은 제거 속도 및 낮은 입자 결함 및 낮은 헤이즈를 나타낸다. 본 발명은 또한 본원에 기술된 연마 조성물을 사용하여 기판을 화학-기계적으로 연마하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고속 및 저결함의 규소 연마용 조성물에 관한 것이다.
전자 디바이스에서 사용되는 규소 웨이퍼는 단결정 규소 잉곳으로부터 전형적으로 제조되며, 단결정 규소 잉곳은 먼저 다이아몬드 쏘우(saw)를 사용하여 얇은 웨이퍼로 슬라이스된 후, 소잉(sawing) 공정으로부터 발생한 표면 흠집을 제거하기 위해 그라인딩된다. 그 후, 상기 규소 웨이퍼는 전형적으로, 전자 디바이스에 사용하는 것이 허용될 수 있기까지, 매우 낮은 표면 조도(roughness)를 갖는 표면을 제공하기 위해 최종 연마 단계를 필요로 한다.
규소 웨이퍼의 최종 연마를 수행하는 현행 방법은 종종, 수성 담체 내에 연마제(abrasive)로서 실리카를 함유하며 추가로 연마 속도 증진제로서 아민 또는 4급 암모늄 염과 같은 첨가제를 포함하는 연마 조성물을 사용한다. 통상의 규소 웨이퍼용 연마 조성물은 일반적으로 10-20 마이크론의 실리카를 제거하는 데에 10분 초과의 연마 시간을 필요로 한다.
규소를 보다 신속하게 연마하여 처리량을 향상시키고 생산 용량을 보다 효과적으로 이용하는데 사용될 수 있는 연마 조성물이 바람직하다. 규소 슬러리에 아민을 사용하여 제거 속도를 증가시키는 것은 널리 알려져 있다. 그러나, 연마 슬러리에 아민을 사용하는 것은, 기판 상의 헤이즈 및 입자 결함의 증가를 수반한다. 또한, 폐수 처리 규제와 같은 환경적 측면에서, 아민 첨가제의 사용은 바람직하지 않다.
따라서, 개선된 제거 속도, 적은 입자 결함 및 낮은 헤이즈를 나타내는 개선된 화학-기계적 연마 조성물이 요구된다.
본 발명은, 연마제, 속도 향상제, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 계면활성제 및/또는 중합체, 임의적으로 환원제, 및 물을 포함하는 화학-기계적 연마 조성물을 제공한다.
본 발명은 특히, (a) 실리카, (b) 하나 이상의 유기 카복실산 또는 이의 염, (c) 하이드록시알킬셀룰로스, 카라지난, 및 잔탄 검으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 폴리사카라이드, (d) 하나 이상의 염기, (e) 임의적으로, 하나 이상의 계면활성제 및/또는 중합체, (f) 임의적으로, 하나 이상의 환원제, (g) 임의적으로, 하나 이상의 살생물제(biocide), 및 (h) 물을 포함하며, 알칼리성 pH를 가진, 화학-기계적 연마 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 화학-기계적 연마 조성물은 바람직하게, 높은 제거 속도, 적은 입자 결함, 및 낮은 헤이즈를 나타낸다. 또한, 본 발명에 따른 연마 조성물의 적어도 일부의 양태는 낮은 고형분 함량을 가지며, 따라서 비교적 저가이다.
본 발명은 또한 본 발명의 화학-기계적 연마 조성물을 이용한 기판의 화학-기계적 연마 방법을 제공한다. 전형적으로 상기 기판은 규소를 포함한다.
본 발명은 화학-기계적 연마 조성물 및 기판(예를 들면, 규소 웨이퍼)을 화학-기계적으로 연마하는 방법을 제공하며, 이때 연마 조성물은 하나 이상의 폴리사카라이드 및 하나 이상의 속도 향상제를 포함한다. 본 출원인은, 통상의 아민계 속도 향상제가 입자 결함 및 연마 기판내 헤이즈를 증가시킴을 발견하였다.
하나의 실시양태에서, 화학-기계적 연마 조성물은 (a) 실리카, (b) 하나 이상의 유기 카복실산 또는 이의 염, (c) 하이드록시알킬셀룰로스, 카라지난, 및 잔탄 검으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 폴리사카라이드, (d) 하나 이상의 염기, (e) 임의적으로, 하나 이상의 계면활성제 및/또는 중합체, (f) 임의적으로, 하나 이상의 환원제, (g) 임의적으로, 하나 이상의 살생물제(biocide), 및 (h) 물을 포함하거나 이들로 필수적으로 이루어지거나 이들로 구성되며, 이때 유기 카복실산은, 다이카복실산, 아미노산, 하이드록시산, 아미노-카복시-치환된 피라진 화합물, 및 아미노-카복시-치환된 트라이아졸 화합물로 이루어진 군 중에서 선택되며, 상기 연마 조성물은 알칼리성 pH를 갖는다.
본 발명의 연마 조성물은 바람직하게는, 본 발명의 방법에 따라 기판을 연마할 때 높은 제거 속도를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 실시양태에 따라 규소 웨이퍼를 연마할 때, 상기 연마 조성물은 바람직하게는 500Å/분 이상, 바람직하게는 700Å/분 이상, 더욱 바람직하게는 1000Å/분 이상의 제거 속도를 나타낸다.
더욱이, 본 발명의 연마 조성물은 바람직하게는, 적합한 기법으로 측정시, 기판을 연마할 때 적은 입자 결함을 나타낸다. 본 발명의 연마 조성물으로 연마된 기판 상의 입자 결함은 임의의 적합한 기법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 레이저 광 산란 기법, 예를 들어 다크 필드 정상(normal) 빔 복합체(DCN) 및 다크 필드 오블릭크(oblique) 빔 복합체(DCO)를 연마된 기판상의 입자 결함 측정에 사용할 수 있다. 본 발명의 연마 조성물으로 연마된 기판, 특히 규소는, 바람직하게는 4000 카운트 이하, 예를 들어 3500 카운트 이하, 3000 카운트 이하, 2500 카운트 이하, 2000 카운트 이하, 1500 카운트 이하, 또는 1000 카운트 이하의 DCN 가를 갖는다. 달리, 또는 추가적으로, 본 발명의 연마 조성물으로 연마된 기판, 특히 규소는, 바람직하게는 2000 카운트 이하, 예를 들어 1500 카운트 이하, 1000 카운트 이하 또는 500 카운트 이하의 DCO 가를 갖는다.
본 발명의 연마 조성물은 바람직하게는, 적합한 기법으로 측정시, 기판을 연마할 때 낮은 헤이즈를 나타낸다. 예를 들어, 레이저 광 산란 기법으로부터의 다크 필드 좁은 허용 정상 입사 빔(DNN) 측정치를 연마된 기판상의 헤이즈 측정에 이용할 수 있다. 본 발명의 연마 조성물으로 연마된 기판, 특히 규소는, 바람직하게는 0.2 ppm 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 ppm 이하, 및 가장 바람직하게는 0.05 ppm 이하의 헤이즈(DNN 측정치)를 갖는다.
상기 화학-기계적 연마 조성물은 바람직하게는, (a) 실리카, (b) 하기 (i) 내지 (v)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 유기 카복실산 또는 이의 염, (c) 하이드록시알킬셀룰로스, 카라지난, 및 잔탄 검으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 폴리사카라이드, (d) 하나 이상의 염기, (e) 임의적으로, 하나 이상의 계면활성제 및/또는 중합체, (f) 임의적으로, 하나 이상의 환원제, (g) 임의적으로, 하나 이상의 살생물제(biocide), 및 (h) 물로 필수적으로 이루어지며, 알칼리성 pH를 갖는다:
(i) 하기 구조식의 다이카복실산
[상기 식에서,
n은 0 내지 8의 정수이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 하이드록시 기 및 C1-C6 알킬 기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, R1 및 R2는 함께 옥소 기를 형성하고,
n이 2 이상인 경우, CR1R2 기들간의 결합은 독립적으로, 단일결합, 이중결합 또는 삼중결합으로 이루어진 군 중에서 선택된다];
(ii) 하기 구조식의 아미노산
[상기 식에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소, 아미노알킬 기, 카복시알킬 기, 하이드록시알킬 기, R1 또는 R2 중 어느 하나와 R3 또는 R4 중 어느 하나를 연결하는 -(CH2)n- 기 및 -(CH=CH-)n 기(이때, n은 1 내지 6의 정수이다)로 이루어진 군 중에서 선택된다];
(iii) 하기 화학식 (1)의 지방족 하이드록시 산:
[상기 식에서,
n은 0 내지 8의 정수이고(즉, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8임),
R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 하이드록시 및 하이드록시알킬로 이루어진 군 중에서 선택되고, R1 내지 R3 중 하나 이상은 하이드록시 또는 하이드록시알킬이다]; 또는 하기 화학식 (2)의 방향족 하이드록시 산
[상기 식에서, n은 1 내지 5의 정수이다];
(iv) 카복시-치환된 피라진 화합물; 및
(v) 카복시-치환된 트라이아졸 화합물.
본원에 개시된 연마 조성물은 비용효과적인 선적을 위해 농축물로 제조된 후 연마 전에 희석된다. 연마 조성물 농축물은 1:1(예를 들어, 1부의 농축 슬러리 대 1부의 물) 내지 1:50, 또는 심지어는 1:100 이상으로 희석될 수 있다.
연마제, 예를 들어 금속 산화물 입자, 예컨대 실리카는 임의의 적합한 형태, 예컨대 습식 공정 금속 산화물 입자(예컨대 습식-공정 실리카 입자), 훈증 금속 산화물 입자(예컨대 훈증 실리카 입자), 또는 이들의 조합일 수 있다. 연마제는 바람직하게는 실리카이다. 습식-공정 금속 산화물(예컨대 실리카) 입자는 일반적으로 형상이 실질적으로 구형인 반면, 훈증 금속 산화물(예컨대 실리카) 입자는 일반적으로 일차 입자들의 사슬(chain)-형 응집체이다.
실리카는 습식-공정 실리카(예를 들어, 축-중합되거나 침전된 실리카 입자)이거나 이를 포함할 수 있다. 축-중합된 실리카 입자는 전형적으로, Si(OH)4를 축합하여 콜로이드성 입자를 형성함으로써 제조된다(콜로이드성 입자는 1 nm 내지 1000 nm의 평균 입자 크기를 갖는 것으로 정의된다). 그러한 실리카 입자는 미국 특허 제 5,230,833 호에 따라 제조될 수도 있고, 다양한 상업적으로 입수가능한 제품, 예를 들어 아크조-노벨 바인드질(Akzo-Nobel Bindzil) 50/80 제품, 날코(Nalco) DVSTS006 제품, 및 푸소(Fuso) PL-1, PL-1H, PL-1SL, PL-2, PL-2L, PL-3, PL-3H, PL-3L, PL-5, PL-6L, PL-7, PL-7H, PL-1OH, PL-SH3 및 PL-20 제품 뿐 아니라 듀퐁(DuPont), 바이엘(Bayer), 어플라이드 리서치(Applied Research), 실본드(Silbond), 니싼 케미칼(Nissan Chemical), 클라리언트(Clariant) 등으로부터 입수가능한 다른 유사 제품 중 어느 것으로서 수득할 수도 있다.
실리카는 훈증 실리카이거나 이를 포함할 수 있다. 훈증 실리카는, 발열성 공정으로 휘발성 전구체(예를 들어, 할로겐화 규소)로부터 이 전구체를 고온 화염(H2/공기 또는 H2/CH4/공기)중에서 가수분해 및/또는 산화시켜 훈증 실리카를 형성함으로써 제조될 수 있다. 액적 발생기를 사용하여 상기 전구체를 함유하는 용액을 고온 화염내로 분무할 수 있으며, 이어서 금속 산화물을 수집할 수 있다. 전형적인 액적 발생기로는 2액 분무화기(bi-fluid atomizer), 고압 분무 노즐, 및 초음파 분무화기가 포함된다. 적합한 훈증(또는 발열성으로도 공지됨) 실리카 입자는 캐보트(Cabot), 도쿠야마(Tokuyama), 및 에보닉 데쿠싸(Evonik Degussa)와 같은 제조사로부터 상업적으로 입수할 수 있다.
실리카는 임의의 적합한 평균 입자 크기(즉, 평균 입경)를 갖는다. 실리카는 4 nm 이상, 10 nm 이상, 예컨대 15 nm 이상, 20 nm 이상, 또는 25 nm 이상의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 달리, 또는 추가적으로, 실리카는 200 nm 이하, 150 nm 이하, 120 nm 이하, 예컨대 110 nm 이하, 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 50 nm 이하, 또는 40 nm 이하의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 따라서, 실리카는 상기 끝점들 중 임의의 둘에 의해 경계지어지는 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 실리카는 4 nm 내지 200 nm, 10 nm 내지 100 nm, 20 nm 내지 100 nm, 20 nm 내지 80 nm, 20 nm 내지 60 nm, 또는 20 nm 내지 40 nm의 평균 입자 크기를 가질 수 있다. 비구형 실리카 입자의 경우, 입자의 크기는 입자를 둘러싸는 가장 작은 구의 직경이다. 실리카의 평균 입자크기는 임의의 적합한 기법, 예를 들어 레이저 회절 기법을 사용하여 측정할 수 있다. 적합? 입자 크기 측정 장비는 예를 들어 영국 맬버른 소재의 맬버른 인스트루먼트(Malvern Instruments)에서 입수가능하다.
연마 조성물은 적합한 양의 실리카를 포함할 수 있다. 농축된 연마 조성물은 20 중량% 이하의 실리카, 예컨대 15 중량% 이하, 10 중량% 이하, 9 중량% 이하, 8 중량% 이하, 7 중량% 이하, 6 중량% 이하, 5 중량% 이하, 4 중량% 이하, 3 중량% 이하, 또는 2 중량% 이하의 실리카를 포함할 수 있다. 희석 후, 연마 조성물은 0.001 중량% 이상의 실리카, 예컨대 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 또는 1 중량% 이상의 실리카를 포함할 수 있다. 따라서, 연마 조성물은 상기 실리카에 대해 언급된 끝점들 중 임의의 둘에 의해 경계지어지는 양으로 실리카를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은 0.001 내지 20 중량%의 실리카, 또는 0.001 내지 15 중량%, 0.001 내지 10 중량%, 0.001 내지 8 중량%, 0.001 내지 6 중량%, 0.001 내지 5 중량%, 0.001 내지 2 중량%, 또는 0.05 내지 2 중량%의 실리카를 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물은 사용 시점에서 0.2 중량% 내지 0.6 중량%의 실리카를 포함할 수 있다.
본 발명의 연마 조성물에서 실리카 입자는 바람직하게는 콜로이드 안정성이다. 콜로이드라는 용어는 액체 담체 중의 실리카 입자의 현탁액을 지칭한다. 콜로이드 안정성은 상기 현탁액의 시간 경과에 따른 유지능을 나타낸다. 본 발명의 문맥에서, 연마제는, 100 mL 눈금 실린더에 넣고 2시간의 기간동안 교반하지 않은 채 방치할 때 그 눈금 실린더의 하부 50 mL에서의 입자의 농도(g/ml 단위의 [B])와 그 눈금 실린더의 상부 50 mL에서의 입자의 농도(g/ml 단위의 [T])간의 차이를 연마제 조성물 중의 입자의 초기 농도(g/ml 단위의 [C])로 나눈 값이 0.5 이하인 경우(즉, {[B}-[T]}/[C]≤0.5), 콜로이드 안정성인 것으로 간주된다. 더욱 바람직하게는, {[B}-[T]}/[C]의 값은 0.3 이하이고, 가장 바람직하게는, 0.1 이하이다.
본 발명의 연마 조성물은 속도 향상제를 폴리사카라이드와 함께 포함한다. 놀랍게도, 속도 향상제는 폴리사카라이드 및 임의적으로 중합체 또는 계면활성제와 함께 높은 제거 속도, 적은 입자 결함 및 낮은 헤이즈를 나타내는 화학-기계적 연마 조성물을 제공할 수 있다.
속도 향상제는 바람직하게는 하나 이상의 유기 카복실 산이다. 하나의 실시양태에서, 연마 조성물은, (i) 다이카복실산, (ii) 아미노산, (iii) 하이드록시 산, (iv) 카복시-치환된 피라진 화합물, 및 (v) 카복시-치환된 트라이아졸 화합물로 이루어진 군 중에서 선택된, 하나 이상의 유기 카복실 산, 그의 염 및/또는 그의 수화물을 포함한다. 어떠한 특정 이론에 구애받으려는 것은 아니지만, 상기 카복실산 유도체는, 고배위 화합물(예를 들어, 5배위 또는 6배위 규소 화합물)을 형성함으로써 연마 입자(예를 들어 실리카) 또는 기판(예를 들어, 규소)을 활성화하는 것으로 여겨진다.
연마 조성물은 적합한 양의 하나 이상의 유기 카복실산을 포함할 수 있다. 연마 조성물은 유기 카복실산(들)을 0.0005 중량% 이상, 예를 들어 0.005 중량% 이상, 0.05 중량% 이상, 0.5 중량% 이상 포함할 수 있다. 달리, 또는 추가적으로, 연마 조성물은 유기 카복실산(들)을 2 중량% 이하, 예를 들어 1.5 중량% 이하, 1.0 중량% 이하, 또는 0.5 중량% 이하 포함할 수 있다. 따라서, 연마 조성물은 상기 유기 카복실산(들)에 대해 언급된 끝점들 중 임의의 둘에 의해 경계지어지는 양으로 하나 이상의 유기 카복실산(들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은 유기 카복실산(들)을 0.0005 내지 2 중량%, 0.005 내지 2 중량%, 0.005 내지 1 중량%, 0.005 내지 0.05 중량% 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물은 1 중량% 미만의 유기 카복실산(들)을 포함한다.
적합한 유기 카복실산은 하기 구조식의 다이카복실산을 포함한다:
상기 식에서,
n은 0 내지 8의 정수이다 (즉, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8임).
n이 2이상(즉, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8)인 실시양태에서, CR1R2 기들간의 결합은 독립적으로, 단일결합, 이중결합 또는 삼중결합으로 이루어진 군 중에서 선택된다. 바람직한 실시양태에서, n은 0, 1 또는 2이고, 더욱 바람직하게, n은 1 또는 2이다.
n이 2 이상이고 CR1R2 기들간의 결합이 이중결합인 실시양태에서, 이중결합의 구조는 (E), (Z) 또는 이들의 혼합물, 예컨대 라세미 혼합물이다. 말레산은, n이 2이고 CR1R2 단위간의 결합이 (Z) 구조를 가진 이중결합인 예시적인 다이카복실산이다.
전형적으로, 상기 다이카복실산의 R1 및 R2 는 각각 독립적으로, 수소, 하이드록시, 및 C1-C6 알킬(즉, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 2급-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 2급-펜틸, 네오-펜틸, 헥실, 이소헥실, 2급-헥실 및 네오-헥실)로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 R1 및 R2 는 함께 옥소 기를 형성한다. 바람직한 실시양태에서, 상기 다이카복실산의 R1 및 R2 는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시, 및 C1-C4 알킬로 이루어진 군 중에서 선택되거나, 또는 R1 및 R2 는 함께 옥소 기를 형성한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 상기 다이카복실산의 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 및 하이드록시로 이루어진 군 중에서 선택된다.
적합한 다이카복실산의 비제한적 예는 말론산, 메틸 말론산, 다이메틸 말론산, 부틸 말론산, 말레산, 나트륨 메소옥살레이트 일수화물, 타타르산, 말산, 옥살산 및 이들의 혼합물을 포함한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 상기 다이카복실산은 말론산 또는 타타르산이다.
적합한 유기 카복실산은 하기 구조식의 아미노산을 포함한다:
상기 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소, 아미노알킬 기, 카복시알킬 기, 하이드록시알킬 기, R1 또는 R2 중 어느 하나와 R3 또는 R4 중 어느 하나를 연결하는 -(CH2)n- 기 및 -(CH=CH-)n 기로 이루어진 군 중에서 선택되고, n은 내지 6의 정수이다.
예시적인 아미노산은 글라이신이며, 이때 R1 내지 R4는 각각 수소이다.
아미노알킬기는 바람직하게는 아미노 C1-C6 알킬기(예를 들어, 아미노메틸, 아미노에틸, 아미노프로필, 아미노부틸, 아미노펜틸, 또는 아미노헥실)이다. 아미노알킬 치환체를 포함하는 예시적인 아미노산은 라이신이며, 이때 R1 또는 R2중 하나는 아미노부틸기이고, 나머지 R1 내지 R4 치환체는 수소이다.
카복시알킬기는 바람직하게는 카복시 C1-C6 알킬기(예를 들어, 카복시메틸, 카복시에틸, 카복시프로필, 카복시부틸, 카복시펜틸, 또는 카복시헥실)이다. 카복시알킬 치환체를 포함하는 예시적인 아미노산은 예를 들어 아스파트산 및 글루탐산이며, 이때 R1 또는 R2중 하나는 카복시메틸(아스파트산의 경우) 또는 카복시에틸(글루탐산의 경우)이고, 나머지 R1 내지 R4 치환체는 수소이다. 하나 이상의 카복시알킬 치환체를 포함하는 또다른 예시적인 아미노산은 나이트릴로트라이아세트산이며, 이때 R1 및 R2는 각각 수소이고, R3 및 R4는 각각 카복시메틸이다.
하이드록시알킬기는 바람직하게는 하이드록시 C1-C6 알킬기(예를 들어, 하이드록시메틸, 하이드록시에틸, 하이드록시프로필, 하이드록시부틸, 하이드록시펜틸, 또는 하이드록시헥실)이다. 하이드록시알킬 치환체를 포함하는 예시적인 아미노산은 세린이며, 이때 R1 또는 R2중 하나는 하이드록시메틸이고, 나머지 R1 내지 R4 치환체는 수소이다. 하나 이상의 하이드록시알킬 치환체를 포함하는 또다른 예시적인 아미노산은 바이신(bicine)이며, 이때 R1 및 R2는 각각 수소이고, R3 및 R4는 각각 하이드록시에틸이다.
상기 아미노산은, R1 및 R2 중 하나와 R3 및 R4중 하나가 -(CH2)n- 기(이때, n은 1 내지 6의 정수임, 즉, n은 1, 2, 3, 4, 5 또는 6임)를 통해 연결되어 지방족 헤테로환형 화합물을 형성한, 환형 아미노산일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, n은 4이다. R1 및 R2 중 하나와 R3 및 R4중 하나가 -(CH2)4- 기 또는 -(CH=CH-)n 기를 통해 연결된 예시적인 아미노산은 피페콜산, 피콜린산 및 프롤린이다.
본 발명에 따르면, 아미노산은 필요에 따라 임의의 적합한 입체화학구조를 가질 수 있다 (예를 들어, D-, L-, R-, S-, 및 이들의 라세미 혼합물을 비롯한 이들의 혼합물).
적합한 유기 카복신산은 하기 화학식 (1)의 지방족 하이드록시 산을 포함한다.
상기 식에서, n은 0 내지 8의 정수이고(즉, n은 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8임), R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 하이드록시 및 하이드록시알킬로 이루어진 군 중에서 선택되고, R1 내지 R3 중 하나 이상은 하이드록시 또는 하이드록시알킬이다.
바람직한 실시양태에서, 상기 화학식 (1)의 지방족 하이드록시 산의 n은 1 내지 3의 정수이다.
상기 화학식 (1)의 지방족 하이드록시 산의 알킬기는 전형적으로 C1-C6 알킬기(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 또는 헥실)이다. 전형적으로, 상기 화학식 (1)의 하이드록시 산의 하이드록시알킬기는 하이드록시 C1-C6 알킬기(예를 들어, 하이드록시메틸)이다. 바람직한 실시양태에서, 화학식 (1)의 하이드록시 산은 지방족 하이드록시 산이다. 예시적인 화학식 (1)의 지방족 하이드록시 산은 예를 들어 락트산, 글리콜산, 2-하이드록시부티르산 및 다이메틸올프로피온산을 포함한다.
적합한 카복실산은 또한 하기 화학식 (2)의 방향족 하이드록시 산을 포함한다:
상기 식에서, n은 0 내지 5의 정수이다.
상기 방향족 하이드록시 산은 임의의 치환 형태(예를 들어, 오르토-, 메타-, 파라-치환된 및/또는 모노-, 다이-, 트라이-, 테트라- 및 펜타-치환된 형태)를 가질 수 있다. 적합한 방향족 하이드록시 산의 비제한적 예는 3,4,5-트라이하이드록시벤조산(즉, 갈산), 4-하이드록시벤조산, 2-하이드록시벤조산(즉, 살리실산), 2,4-다이하이드록시벤조산, 2,3-다이하이드록시벤조산, 및 3,4-다이하이드록시벤조산을 포함한다.
적합한 유기 카복실산은 카복시-치환된 피라진 화합물을 포함한다. 예시적인 적합한 카복시-치환된 피라진 화합물은 예를 들어 3-아미노피라진-2-카복실산, 5-메틸-2-피라진 카복실산, 및 피라진-2-카복실산을 포함한다. 카복시-치환된 피라진 화합물의 예시적인 치환체는 선형 및 분지형 C1-C6 알킬기(즉, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 2급-부틸, 3급-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 2급-펜틸, 3급-펜틸, 네오-펜틸, 헥실, 이소헥실, 2급-헥실, 3급-헥실 및 네오-헥실) 및 선형 및 분지형 C1-C6 알콕시기 및 C6-C10 아릴기(예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸)을 포함한다. C6-C10 아릴기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
적합한 유기 카복실산은 카복시-치환된 트라이아졸 화합물을 포함한다. 본 발명에 적합한 예시적인 적합한 카복시-치환된 트라이아졸 화합물은 예를 들어 3-아미노-1,2,4-트라이아졸-5-카복실산을 포함한다. 카복시-치환된 트라이아졸 화합물의 예시적인 치환체는 선형 및 분지형 C1-C6 알킬기(즉, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 2급-부틸, 3급-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 2급-펜틸, 3급-펜틸, 네오-펜틸, 헥실, 이소헥실, 2급-헥실, 3급-헥실 및 네오-헥실) 및 선형 및 분지형 C1-C6 알콕시기 및 C6-C10 아릴기(예를 들어, 페닐, 벤질, 나프틸)을 포함한다. C6-C10 아릴기는 치환되거나 비치환될 수 있다.
연마 조성물은 하나 이상의 폴리사카라이드(예를 들어, 변성된 셀룰로스 에터, 또는 복합 탄수화물)를 레올로지 조절제로서 포함한다. 하나 이상의 폴리사카라이드는 하나 이상의 변성된 셀룰로스 에터, 또는 하나 이상의 복합 탄수화물(예를 들어, 검류, 예컨대 잔탄 검, 구아 검, 카라야 검, 카라지난 검 또는 펙틴 및 나트륨 히알루론산염)일 수 있다. 임의의 특정 이론에 구애받으려는 것은 아니지만, 상기 폴리사카라이드는, 규소 웨이퍼의 표면에 흡착되어 입자와 규소 기판간의 연마 활성화 차단벽을 증가시켜 낮은 영역("밸리(valley)")보다 융기된 영역("힐(hill)")을 더 빨리 연마하여 조도를 감소시킴으로써 조도를 개선하여, 연마 조성물의 화학-기계적 연마 성능을 향상시키고, 입자 세정을 용이하게 하는 입자와 기판간의 보호성 차단벽을 제공하고, 예를 들어 조성물에서 증점제로서 작용함으로써 연마 시스템의 점탄성 특성을 조절하고, 연마 기판의 습윤성을 개선하고 및/또는 연마 조성물의 실리카 분산성을 안정화한다고 여겨진다.
하나의 실시양태에서, 하나 이상의 폴리사카라이드는 하이드록시알킬셀룰로스, 카라지난 및 잔탄 검으로 이루어진 군 중에서 선택된다. 바람직한 실시양태에서, 폴리사카라이드는 변성 셀룰로스 에터(예를 들어, 하이드록시알킬셀룰로스)이다. 예시적인 하이드록시알킬셀룰로스 에터는 메틸하이드록시에틸 셀룰로스(HEMC), 메틸하이드록시프로필 셀룰로스(HPMC), 하이드록시에틸 셀룰로스(HEC), 메틸 셀룰로스(MC), 및 하이드록시프로필 셀룰로스(HPC)를 포함한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 하이드록시알킬셀룰로스는 하이드록시에틸셀룰로스이다.
연마 조성물은 임의의 적합한 양의 하나 이상의 폴리사카라이드를 포함할 수 있다. 연마 조성물은 0.0001 중량% 이상, 예를 들어 0.001 중량% 이상, 0.01 중량% 이상, 또는 0.05 중량% 이상의 폴리사카라이드(들)을 포함할 수 있다. 달리 또는 추가적으로, 연마 조성물은 0.5 중량% 이하, 예를 들어 0.1 중량% 이하, 0.05 중량% 이하, 0.03 중량% 이하, 또는 0.02 중량% 이하의 폴리사카라이드(들)을 포함할 수 있다. 따라서, 연마 조성물은 폴리사카라이드에 대해 언급한 상기 끝점들중 임의의 둘에 의해 경계지어지는 총량으로 하나 이상의 폴리사카라이드(들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은 0.0001 내지 0.5 중량%, 0.001 내지 0.1 중량%, 0.001 내지 0.05 중량%, 0.001 내지 0.003 중량%, 또는 0.001 내지 0.002 중량%의 폴리사카라이드(들)을 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서 연마 조성물은 연마시 0.06 중량%(예를 들어 570 내지 630 ppm)의 폴리사카라이드를 포함한다. 또 하나의 바람직한 실시양태에서 연마 조성물은 사용 시점에서 0.0030 중량%(예를 들어 28 내지 32 ppm)의 폴리사카라이드를 포함한다.
폴리사카라이드는 임의의 적합한 분자량을 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리사카라이드가 변성 셀룰로스 에터(예를 들어, HEC, HEMC, HPMC, 및 HPC)인 경우, 평균 분자량은 300,000 g/mol 이하, 예를 들어 250,000 g/mol 이하, 200,000 g/mol 이하, 150,000 g/mol 이하, 100,000 g/mol 이하, 또는 100,000 g/mol 이하일 수 있다. 달리, 또는 추가적으로, 평균 분자량은 10,000 g/mol 이상, 예를 들어 20,000 g/mol 이상, 30,000 g/mol 이상, 50,000 g/mol 이상, 75,000 g/mol 이상, 또는 100,000 g/mol 이상일 수 있다. 따라서, 하이드록시에틸셀룰로스의 분자량은 하이드록시에틸셀룰로스에 대해 언급한 상기 끝점들중 임의의 둘 사이의 값일 수 있다. 예를 들어, 하이드록시에틸셀룰로스의 분자량은 10,000 내지 300,000 g/mol, 20,000 내지 200,000 g/mol, 50,000 내지 150,000 g/mol, 50,000 내지 100,000 g/mol, 또는 75,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 하이드록시에틸셀룰로스의 평균 분자량은 80,000 g/mol(예를 들어, 83,000 g/mol)이다.
폴리사카라이드가 잔탄 검인 경우, 평균 분자량은 전형적으로 300,000 g/mol이다.
본 발명에 있어서, 카라지난의 상기 평균 분자량은, 연마 조성물이 본원에 기술된 바와 같이 향상되도록 한다.
연마 조성물은 하나 이상의 염기를 포함한다. 염기(들)은 임의의 적합한 염기(들)일 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 연마 조성물은, 무기 염기, 예를 들어 알칼리 금속 염(예를 들어, 칼륨염)인 하나 이상의 염기를 함유한다. 전형적으로, 상기 하나 이상의 염기는, 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 탄산염, 알칼리 금속 중탄산염, 및 붕산염으로 이루어진 군 중에서 선택된다. 당분야에 공지된 바와 같이, 적합한 알칼리 금속은 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 프란슘을 포함한다.
바람직한 실시양태에서, 상기 하나 이상의 염기는 수산화 칼륨, 탄산 칼륨 및 중탄산 칼륨으로 이루어진 군 중에서 선택된다.
바람직한 실시양태에서, 적합한 붕산염의 예는 붕산, 붕산 칼륨 및 붕산 이칼륨을 포함한다.
연마 조성물은, 연마 조성물의 pH가 알칼리성이도록 하는 임의의 적합한 양의 염기를 포함할 수 있다. 특히, 연마 조성물의 pH는 7보다 크다. 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물의 pH는 8 내지 12(예를 들어, 8 내지 10, 8 내지 11, 9 내지 10, 9 내지 11 또는 9 내지 12)이고, 더욱 바람직하게는, 상기 pH는 9 내지 11(예를 들어, 9 내지 10 또는 9.5)이다.
연마 조성물은 임의적으로 하나 이상의 계면활성제를 포함한다. 계면활성제 존재의 전형적인 단점은 흔히 규소 표면의 총 제거 속도의 감소이다. 계면활성제의 규소 표면으로의 흡수는 표면에서의 연마제 입자와 규소의 접촉을 감소시키는 작용을 하며, 연마제 입자와 금속 표면의 접촉이 규소 표면이 연마되는 일차적인 메카니즘이기 때문에, 제거 속도가 흔히 유용한 속도 미만으로 감소되고, 이로써 연마 조성물에서의 계면활성제의 유용성을 제한한다. 그러나, 본 발명의 연마 조성물에서의 하나 이상의 계면활성제의 존재는 유리하게도 헤이즈 또는 DCO 결함을 개선한다.
상기 하나 이상의 계면활성제는 연마 조성물 중에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 계면활성제(들)의 양이 너무 적으면, 계면활성제 첨가에 의해 관찰되는 이점이 없다. 계면활성제(들)의 양이 너무 많으면 제거 속도의 감소가 관찰된다. 계면활성제의 양은 0.1 ppm 이상, 0.5 ppm 이상, 1 ppm 이상, 5 ppm 이상, 약 10 ppm 이상, 20 ppm 이상, 50 ppm 이상, 100 ppm 이상, 또는 200 ppm 이상일 수 있다. 달리 또는 추가적으로, 계면활성제(들)의 양은 1000 ppm 이하, 800 ppm 이하, 600 ppm 이하, 400 ppm 이하, 또는 200 ppm 이하일 수 있다. 따라서, 연마 조성물은, 계면활성제에 대해 언급한 상기 끝점들중 임의의 둘에 의해 경계지어지는 총량으로 하나 이상의 계면활성제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은 10 내지 1000 ppm, 20 내지 800 ppm, 50 내지 400 ppm, 또는 100 내지 200 ppm의 계면활성제(들)을 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물 중의 계면활성제(들)의 양은 5ppm이다. 또 하나의 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물 중의 계면활성제(들)의 양은 150ppm이다. 또한, 계면활성제는 임의의 유용한 공용매와 함께 혼입될 수 있다.
존재시 계면활성제는 임의의 적합한 계면활성제(들)일 수 있다. 전형적으로, 계면활성제(들)은, 비이온성 계면활성제 및 음이온성 계면활성제로 이루어진 군 중에서 선택될 것이다. 바람직한 실시양태에서, 계면활성제는 비이온성 계면활성제이다. 예시적인 비이온성 계면활성제는 아세틸렌계 다이올 계면활성제 및 소수성화된 폴리에틸렌 글리콜 계면활성제를 포함한다.
예시적인 아세틸렌계 다이올 계면활성제는, 에어 프로덕츠(Air Products)에서 상업적으로 구입할 수 있는 서피놀(SURFYNOL)(등록상표) 제품이다. 서피놀(SURFYNOL)(등록상표) 계면활성제의 예는 서피놀(등록상표) 104(즉, 1,4-다이이소부틸-1,4-다이메틸부틴다이올)(왁스질 고체, 액체 또는 자유유동성 분말로 입수가능한 비이온성 습윤제 및 분자 소포제)이다.
예시적인 소수성화된 폴리에틸렌 글리콜 계면활성제는 아이제팔(IGEPAL)(등록상표)(스테판 캄파니(Stepan Company)로부터 상업적으로 입수가능한 에톡시화된 노닐페놀 폴리에터)이다. 아이제팔(등록상표) 계면활성제의 예는 아이제팔(등록상표) CO-730(또한 노녹시놀-15로도 칭해짐) 및 브리즈(BRIJ)(등록상표) 93(에톡실화된 세틸 알콜)이다.
다른 예시적인 비이온성 계면활성제는, 실록산 단위, 에틸렌 옥사이드 단위 및 프로필렌 옥사이드 단위를 포함하는 공중합체 계면활성제를 포함한다. 상기 공중합체 계면활성제의 구조는 선형, 분지형 또는 트라이실록산 유형일 수 있다. 상기 공중합체 계면활성제의 바람직한 예는, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼즈(Momentive Performance Materials)로부터 상업적으로 구입가능한, 분지형 구조를 가진 실웨트(SILWET)(등록상표) 패밀리의 계면활성제로서 상업적으로 입수가능하다. 실록산 단위, 에틸렌 옥사이드 단위 및 프로필렌 옥사이드 단위를 포함하는 공중합체 계면활성제는 임의의 적합한 분자량 또는 구조를 가질 수 있다.
적합한 비이온성 계면활성제는 또한, 아크릴계 에스터를 포함하는 중합체를 포함한다. 아크릴계 에스터를 포함하는 중합체의 바람직한 예는, 에스터 단량체의 알콜 성분이 불소로 치환된(예를 들어, 알콜 성분 중의 하나 이상의 수소 원자가 불소로 치환된) 아크릴계 에스터 단량체를 포함한다. 아크릴계 에스터를 포함하는 그러한 중합체의 바람직한 예는, 3M으로부터 플루오래드(FLUORAD)(등록상표) 계면활성제로서 상업적으로 입수가능하다.
적합한 비이온성 계면활성제는 추가로, 한쪽 말단에 과불화된 알킬 쇄를 포함하고 다른쪽 말단에 하이드록실기 또는 알킬기를 포함하는 에틸렌 옥사이드의 선형 중합체를 포함한다. 그러한 중합체의 바람직한 예는, 듀퐁에서 상업적으로 구입가능한 계면활성제의 조닐(ZONYL)(등록상표) 라인을 포함한다.
적합한 비이온성 계면활성제는 추가적으로, 에틸렌 옥사이드 단위와 프로필렌 옥사이드 단위를 가진 에틸렌다이아민의 공중합체를 포함한다. 그러한 중합체의 바람직한 예는, BASF로부터 상업적으로 입수가능한 블럭 공중합체 계면활성제의 테트로닉(TETRONIC)(등록상표) 족을 포함한다.
또하나의 바람직한 실시양태에서, 계면활성제는 음이온성 계면활성제, 특히, 설폰산, 설페이트 에스터, 카복실산 계면활성제, 포스페이트 및 포스포네이트 또는 인산 에스터 계면활성제 중에서 선택된 하나 이상이다. 일반식 H-[CH2]nSO4 -(이때, n은 전형적으로 1 내지 18의 정수이다)을 가진 설포네이트 염이 바람직하다. 이러한 음이온성 계면활성제의 예는 나트륨 도데실 설페이트(SDS)이다. 포스페이트 계면활성제의 몇몇 예는 조닐 FSE(불화된), 및 헌츠맨(Huntsman) PP1198이다.
연마 조성물은 임의적으로 하나 이상의 중합체를 포함한다. 상기 중합체는 임의의 적합한 중합체일 수 있다. 하나 이상의 중합체(예를 들어, 우레탄 중합체 또는 아크릴레이트 중합체)는 전형적으로 연마 조성물에 포함되어 웨이퍼 표면에 흡착되거나 연마 조성물의 레올로지 특성을 개선시킨다. 예시적인 중합체는 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄 또는 수용성 아크릴레이트를 포함한다.
적합한 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄 중합체는 예를 들어 OMG 보르케어스 게엠베하(OMG Borchers GmbH)로부터 상업적으로 입수가능한 보르키(Borchi)(등록상표) 겔 제품을 포함한다. 예시적인 보르키(등록상표) 겔은 보르키(등록상표) 겔 0024, 보르키(등록상표) 겔 0434, 보르키(등록상표) 겔 WN50S, 보르키(등록상표) 겔 L75N, 및 보르키(등록상표) 겔 PW25를 포함하며, 이들 모두 보조 증점제로 작용한다. 보르키(등록상표) 겔은 하기 구조에 기초한 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄 중합체이다:
상기 구조에서, 각각 m 및 n으로 나타낸 에톡실화 및 알킬화 수준은 가변적이다. 달리, 상기 폴리우레탄 구조는 임의의 적합한 다작용성 이소시아네이트, 예를 들어 톨루엔 다이이소시아네이트(TDI), 4,4-메틸렌비스페닐 다이이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌 다이이소시아네이트(HDI), HDI-트라이머, 및 중합체성-MDI에 기초할 수 있다. 특정 이론에 의해 얽매이고자 하는 것은 아니지만, 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄 중합체, 특히 보르키(등록상표) 겔은 규소 웨이퍼의 표면에 흡착되어 입자와 규소 기판간의 연마 활성화 차단벽을 증가시켜 낮은 영역("밸리")보다 융기된 영역("힐")을 더 빨리 연마하여 조도를 감소시킴으로써 조도를 개선하고, 입자 세정을 용이하게 하는 입자와 기판간의 보호성 차단벽을 제공하고, 또는 연마 조성물내에 비-공유 네트워크를 형성함으로써, 특히 고전단 조건 하에서의 점도를 안정화시킨다고 여겨진다.
폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄 중합체는 임의의 적합한 분자량을 가질 수 있다. 보르키(등록상표) 겔 0434, 보르키(등록상표) 겔 WN50S, 및 보르키(등록상표) 겔 PW25의 분자량은, 겔 투과 크로마토그래피로 측정시, 에톡실화 및 알킬화 수준에 따라 10,000 내지 40,000 g/mol 범위이다.
보르키(등록상표) 겔 0024는, 중전단 및 고전단 범위에서 뉴톤형 흐름을 생성하는데 사용되는 액상의, 글리콜 에터-비함유 비이온성 폴리우레탄계 증점제이다. 보르키(등록상표) 겔 0024는 다른 저전단 증점제(예를 들어, 보르키(등록상표) 겔 PW25 또는 보르키(등록상표) 겔 LW44)와 함께 사용되어 조성물의 제올로지 프로필을 조정할 수 있다. 보르키(등록상표) 겔 0024는 1.04 내지 1.08 g/cm3의 밀도 및 23℃에서 측정시 2,000 내지 10,000 mPa·s의 점도를 갖는다.
보르키(등록상표) 겔 0434는, 용매, 알킬페놀 에톡실레이트(APEO), HAPS(유해 공기 오염물) 및 주석 화합물을 함유하지 않으며 주로 뉴톤형 레올로지 프로파일을 갖는, 액상의, 글리콜 에터-비함유 비이온성 폴리우레탄계 보조 증점제이다. 보르키(등록상표) 겔 0434는 조성물내에서 비공유 네트워크를 형성하여, 특히 고전단 하에서, 점도를 안정화시킨다. 보르키(등록상표) 겔 0434는 1.01 내지 1.05 g/cm3의 밀도 및 23℃에서 측정시 15,000 mPa·s의 최대 점도를 갖는다.
보르키(등록상표) 겔 L75N은, 지방족 이소시아네이트를 사용하여 제조된, 액상의, 글리콜 에터-비함유 비이온성 폴리우레탄계 보조 증점제이다. 보르키(등록상표) 겔 L75N은 에멀젼에서는 유동 촉진제로서 수성 시스템에서는 안정화제로서 작용하며, 분산된 입자의 표면에 흡착됨으로써 에멀젼의 레올로지 프로파일을 개선한다. 보르키(등록상표) 겔 L75N은 23℃에서 측정시 9,000 mPa·s 미만의 점도를 갖는다.
적합한 중합체의 다른 예는 코그니스(Cognis)로부터 입수가능한 DSX(등록상표) 보조 증점제 제품이다. 폴리에터 및 폴리우레탄 유도체에 기초한 DSX(등록상표) 증점제는 pH-독립적이며 용매, 알킬페닐 에톡실레이트(APEO) 및 중금속을 함유하지 않는다. 이론으로 얽매이고자 하는 것은 아니지만, DSX(등록상표) 증점제의 소수성 말단 및 분지 기는 함께 네트워크를 형성하여 연마 조성물의 점도를 증가시키는 작용을 한다. 예시적인 DSX(등록상표) 증점제는, 1.05 g/cm3의 25℃ 밀도, 4000 내지 6000 mPa·s의 점도 및 30%의 고형분 함량을 갖는 DSX(등록상표) 3000이다.
몇몇 실시양태에서, 연마 조성물은 하나 이상의 수용성 아크릴레이트 중합체를 포함한다. 수용성 아크릴레이트의 적합한 예는 OMG 보르케어스 게엠베하로부터 상업적으로 입수가능한 보르키(등록상표) 겔 A LA이다. 보르키(등록상표) 겔 A LA는 하기 특성을 갖는다: 25,000 내지 60,000 mPa·s의 20℃ 점도; 9 내지 11%의 비휘발성 함량; 8 이상의 pH 및 약 1.05 g/cm3의 20℃ 밀도를 가진 액체. 다른 적합한 수용성 아크릴레이트 중합체는 아크조노벨(AkzoNobel)로부터 상업적으로 입수가능한 알코검(ALCOGUM)(등록상표) L 시리즈 제품이다. 알코검(등록상표) L 시리즈 제품은, 레오로지 조절제로서 작용하여 연마 조성물의 재현가능한 점도를 용이하게 하는 아크릴레이트-계 에멀젼 공중합체이다. 알코검(등록상표) L 시리즈 제품의 적합한 예는 알코검(등록상표) L15, L31 및 L283이다.
알코검(등록상표) L-15는, 수중 활성 고형분 30%로 공급된 아크릴레이트-계 에멀젼 공중합체로서 하기 특성을 갖는다: 2.2 내지 3.0의 pH; 29 내지 31%의 고형분; 10,000 내지 15,000의 점도(pH 9.0, NaOH, 25℃, 10 rpm), 2.5%(건조).
알코검(등록상표) L-31은 에틸 아크릴레이트 메타크릴산 공중합체를 기초로 한다. 알코검(등록상표) L-283은, 수중 활성 고형분 25%로 공급된 아크릴레이트-계 에멀젼 공중합체로서, 소수성으로 변성된 알칼리-가용성 에멀젼 중합체이다(예를 들어, HASE 증점제). 알코검(등록상표) L-283은 하기 특성을 갖는다: pH 4.5 내지 5.5; 고형분 24 내지 26%; 점도 30,000 내지 52,000 cPs, 2.0%(건조), (pH 9.0, NH4OH, 25℃, 10 rpm), 1.05 kg/L의 25℃ 밀도.
몇몇 실시양태에서, 연마 조성물은 요변성제로서 작용하는 하나 이상의 중합체를 포함한다. 예시적인 요변성제는 보르키(등록상표) 겔 틱소 2이며, 이는 비극성/약극성 특성의 요변성제 및 증점제이다.
연마 조성물은 임의적으로 하나 이상의 환원제를 포함한다. 환원제는 이의의 적합한 환원제일 수 있다. 하나 이상의 환원제는 연마 조성물에 포함되어, 연질 연마 패드 및 낮은 제거 속도 연마 패드(예를 들어, CIEGAL(등록상표) 7355) 사용시, 제거 속도를 증가시키고 결함을 개선할 수 있다. 예시적인 적합한 환원제는 설파이트 염, 예를 들어 칼륨 메타바이설파이트를 포함할 수 있다.
하나 이상의 환원제는 연마 조성물에 임의의 적합한 양으로 존재할 수 있다. 환원제의 양이 너무 적으면, 환원제 첨가에 의해 관찰되는 이점이 없다. 환원제의 양이 너무 많으면 기판 헤이즈의 증가 또는 콜로이드 안정성의 손실이 관찰될 수 있다. 연마 조성물은 0.0001 중량% 이상, 예를 들어 0.001 중량% 이상, 0.01 중량% 이상, 0.1 중량% 이상의 환원제를 포함할 수 있다. 달리 또는 추가적으로, 연마 조성물은 0.5 중량% 이하, 예를 들어 0.4 중량% 이하, 0.3 중량% 이하, 0.2 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하의 환원제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연마 조성물은 0.001 내지 0.5 중량%, 0.01 내지 0.4 중량%, 0.1 내지 0.3 중량%의 환원제를 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물은 연마시 0.07 내지 0.15 중량%의 환원제, 특히 0.1 중량%의 환원제(예를 들어, 975 내지 1025 ppm)를 포함한다. 또 하나의 바람직한 실시양태에서, 연마 조성물은 연마시 0.02 내지 0.05 중량%의 환원제, 특히 0.04 중량%의 환원제(예를 들어, 375 내지 425 ppm)를 포함한다.
연마 조성물은 임의적으로 하나 이상의 살생물제를 포함한다. 살생물제는 임의의 적합한 살생물제, 예를 들어 다우아실(Dowasil) 75 또는 1-(3-클로로알릴)-3,5,7-트라이아자-1-아조니아아다만탄 클로라이드일 수 있다. 연마 조성물 중의 살생물제의 양은 전형적으로 사용 시점에서 1 내지 500 ppm, 바람직하게는 10 내지 20 ppm이다.
연마 조성물은 물을 포함한다. 물은 연마 조성물 중의 나머지 성분들이 적합한 연마 또는 평탄화할 기판의 표면에 잘 도포되게 한다. 바람직하게는, 물은 탈이온수이다. 연마 조성물은 임의의 기법에 의해 제조될 수 있으며, 많은 기법이 당분야에 알려져 있다. 연마 조성물은 배취식 또는 연속식 공정으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 연마 조성물은, 그의 구성성분들을 임의의 순서로 배합함으로써 제조될 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "구성성분"은 개별적 성분(예를 들어, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 임의적 계면활성제 및/또는 중합체, 물 등)뿐만 아니라 상기 성분들(예를 들어, 실리카, 유기 카복신산, 폴리사카라이드, 임의적 계면활성제 및/또는 중합체, 물 등) 둘 이상의 임의의 조합물을 포함한다.
연마 조성물의 구성성분들(예를 들어, 유기 카복실산, 염기 및/또는 알칼리 금속 탄산염 등) 중 임의의 것(산, 염기 또는 염)은 연마 조성물의 물 중에 용해시 양이온과 음이온과 같은 해리된 형태로 존재할 수 있다. 본원에 언급된 연마 조성물에 존재하는 그러한 화합물의 양은 연마 조성물의 제조에 사용된 비해리된 화합물의 중량을 나타내는 것으로 이해할 것이다. 예를 들어, 알칼리 금속 탄산염(예를 들어, 탄산 칼륨)의 중량은 존재시, 칼륨과 탄산 이온 둘다를 포함하는 염(실험식(예를 들어 K2CO3)으로 제공시)의 양을 참조로 한다.
예를 들어, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기 및 임의적으로 계면활성제 및/또는 중합체를 물에 임의의 순서로 또는 심지어 동시에 첨가함으로써 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기 및 임의적으로 계면활성제 및/또는 중합체를 물에 용해시킬 수 있다. 이어서, 실리카를 연마 조성물에 분산시킬 수 있는 임의의 방법에 의해 실리카를 첨가하고 분산시킬 수 있다. 연마 조성물은 사용전에 제조할 수 있으며, 이때 하나 이상의 성분 예를 들어 염기를 사용 직전에(예를 들어, 사용 1분 전에 또는 사용 1시간 전에, 또는 사용 7일 전에) 연마 조성물에 첨가할 수 있다. pH는 임의의 적합한 시간대에 조절할 수 있으며, 바람직하게는 연마 조성물에 실리카를 첨가하기 전에 조절할 수 있다. 연마 조성물은 또한 연마 조작 중에 기재의 표면에서 성분들을 혼합함으로써 제조될 수 있다.
연마 조성물은 농축물의 형태일 수 있으며, 이는, 사용전에 적합한 양의 물로 희석되도록 된 것이다. 예를 들어, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기 및 임의적으로 계면활성제 및/또는 중합체, 및 임의의 다른 적합한 첨가제들은 농축물 중에, 각각의 성분에 대해 상기 기재된 농도보다 2배(예를 들어, 5배, 10배, 또는 15배, 또는 20배, 또는 100배, 또는 심지어 200배) 많은 양으로 존재하여, 농축물이 각각 소정 당량 부피의 물(예컨대, 2 부피 당량의 물, 5 부피 당량의 물, 또는 10 부피 당량의 물, 또는 15 부피 당량의 물, 또는 100 부피 당량의 물, 또는 200 부피 당량의 물)로 희석되는 경우 각 성분이 각 성분에 대해 상기 기재된 범위 내의 양으로 연마 조성물 내에 존재하도록 할 수 있다. 또한, 당업자에게 이해되는 바와 같이, 농축물은 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 계면활성제 및/또는 중합체, 및 임의의 다른 적합한 첨가제들이 농축물 내에 적어도 부분적으로 또는 완전히 용해되도록(바람직하게는 농축물 내에 완전히 용해되도록 하기 위해), 최종 연마 조성물 내에 존재하는 적정 분율의 물을 함유할 수 있다. 달리 명시되지 않으면, 샘플은 제조된 다음 슬러리 중량부 당 물 19중량부로 희석된다.
본 발명은 (i) 기판을 연마 패드 및 본원에 기재된 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계, (ii) 상기 화학-기계적 연마 조성물이 연마 패드와 기판 사이에 위치한 상태에서 기판에 대하여 연마 패드를 이동시키는 단계, 및 (iii) 기판의 적어도 일부를 연삭하여 기판을 연마하는 단계를 포함하는, 기판을 화학-기계적으로 연마하는 방법을 제공한다.
본 발명의 연마 조성물은 임의의 기판의 연마에 사용될 수 있지만, 규소를 포함하는 기판, 예를 들어 전자 산업에서 사용되는 규소 웨이퍼의 연마에 특히 유용하다. 이와 관련하여, 규소는 비도핑된 규소이거나 또는 예컨대, 붕소 또는 알루미늄으로 도핑된 p-형 규소일 수 있다. 또한, 상기 규소는 폴리실리콘일 수 있다. 본 발명의 연마 조성물 및 그의 사용 방법은, 다이아몬드 소잉(sawing) 및 러프(rough) 그라인딩에 의해 규소 단결정으로부터 제조된 규소 웨이퍼의 최종 연마뿐만 아니라 규소 웨이퍼의 엣지 연마 및 연마에 의한 규소 웨이퍼의 리클레메이션(reclamation)에 사용하기에 적합하다.
유리하게는, 본 발명의 연마 방법을 사용하여 연마된 규소 기판은 낮은 표면 조도를 나타낸다. 본원에서 평탄면으로부터의 편차의 산술 평균으로 정의되는 표면 조도(Ra)는 임의의 적합한 기법을 사용하여 측정될 수 있다. 적합한 기법은, 예를 들어 미국 뉴욕주 플레인뷰 소재의 베코 인스트루먼츠(Veeco Instruments)에서 구입가능한 장비를 사용하는 스틸러스 프로필 측정법 및 광학 프로필 측정법 뿐 아니라 원자력 광학현미경법을 포함한다. 전형적으로, 본 발명의 연마 방법은, 광학 프로필 측정법으로 측정시, 20Å 이하(예를 들어, 14Å 이하, 또는 12Å 이하, 또는 10Å 이하, 또는 심지어 8Å 이하)의 규소 웨이퍼 상의 표면 조도를 생성한다.
120 nm 역치에서 KLA-텐코어(Tencore) SP1에 대해 DCN, DCO 및 DNN 헤이즈 측정을 수행하였다.
본 발명의 연마 방법은 화학-기계적 연마 장치와 함께 사용하기에 특히 적합하다. 전형적으로, 상기 장치는, 사용 시에 움직이며 궤도운동, 선운동 또는 원운동에 기인된 속도를 갖는 평판(platen), 상기 평판과 접촉하며 움직일 때에 상기 평판과 함께 움직이는 연마 패드, 및 상기 연마 패드의 표면과 접촉하여 그 표면에 대해 움직임으로써 연마할 기판을 고정시키는 캐리어(carrier)를 포함한다. 상기 기판의 연마는, 기판을 상기 연마 패드 및 본 발명의 연마 조성물과 접촉하도록 위치시킨 후 상기 연마 패드를 기판에 대해 움직이게 하여 상기 기판의 적어도 일부를 연삭하여 기판을 연마함으로써 수행된다.
기판은 임의의 적합한 연마 패드(예를 들어, 연마 표면)를 사용하여 화학-기계적 연마 조성물로 연마될 수 있다. 적합한 연마 패드는 예컨대 제직 및 부직 연마 패드를 포함한다. 또한, 적합한 연마 패드는 다양한 밀도, 경도, 두께, 압축능, 압축 시의 반탄능, 및 압축 모듈러스를 갖는 임의의 적합한 중합체를 포함할 수 있다. 적합한 중합체는, 예컨대 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 나일론, 플루오로카본, 폴리카보네이트, 폴리에스터, 폴리아크릴레이트, 폴리에터, 폴리에틸렌, 폴리아마이드, 폴리우레탄, 폴리스타이렌, 폴리프로필렌, 이들의 공동성형 제품 및 이들의 혼합물을 포함한다. 연질 폴리우레탄 연마 패드가 본 발명의 연마 방법과 연계 시에 특히 유용하다. 전형적인 패드는 서핀(SURFIN)(등록상표) 000, 서핀(등록상표) SSW1, SPM3100(예를 들어 에미니스 테크놀로지스(Eminess Technologies)로부터 상업적으로 입수가능함), 폴리텍스(POLITEX)(등록상표) 또는 후지보(Fujibo) 폴리패스(POLYPAS)(등록상표) 27을 포함하며, 이에 국한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 화학-기계적 연마 장치는 동일 반응계 연마 종점(endpoint) 검출 시스템을 추가로 포함하고, 이 중 다수는 당해 분야에 공지되어 있다. 연마되는 기판의 표면으로부터 반사되는 광 또는 다른 복사선을 분석함으로써 연마 공정을 조사 및 모니터링하는 기법이 당해 분야에 공지되어 있다. 이런 방법은, 예를 들어 미국 특허 제5,196,353호, 미국 특허 제5,433,651호, 미국 특허 제5,609,511호, 미국 특허 제5,643,046호, 미국 특허 제5,658,183호, 미국 특허 제5,730,642호, 미국 특허 제5,838,447호, 미국 특허 제5,872,633호, 미국 특허 제5,893,796호, 미국 특허 제5,949,927호, 및 미국 특허 제5,964,643호에 기재되어 있다. 바람직하게는, 연마되는 기판에 대한 연마 공정의 진행의 검사 및 모니터링이 연마 종점의 결정, 즉 특정 기판에 대한 연마 공정의 종결 시점의 결정을 가능하게 한다.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 추가로 설명하지만, 당연히 본 발명의 범위를 어떠한 방식으로든 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.
달리 언급되지 않으면, 실시예 1 내지 18에서의 연마 조건은 다음과 같다: 37.9 kPa의 하향력, 74 rpm의 테이블 속도, 및 150 내지 200 ml/분의 연마 조성물 유량에서 20.3 cm p-도핑된 규소 웨이퍼를 구비한 플래너(Planar) 472 연마장치. 연마 조성물의 pH는 수산화 칼륨으로 조정되었다. 모든 연마 조성물은 농축물로서 제조되었다. 농축물은 연마를 위해 1부의 농축물 대 29부의 물의 중량비로 희석되었다.
하기 약어가 실시예 전반에 사용된다: 제거 속도(RR), 분자량(Mw), 하이드록시에틸 셀룰로스(HEC), 메틸 하이드록시에틸 셀룰로스(MeHEC), 말론산(MA), 타타르산(TA), 갈산(GA), 잔탄 검(XG), 카라지난(C), 락트산(LA), 피페콜산(PA), 글라이신(Gly), 아스파트산(Asp), 3-아미노-1,2,4-트라이아졸-5-카복신산(ATCA), 나트륨 도데실 설페이트(SDS), 아미노에틸피페라진(AEP), 다이메틸올프로피온산(DMPA), 피페라진(P), 보르키(등록상표) 겔(BG), 및 코그니스 DSX(등록상표) 3000(DSX 3000).
실시예 1
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 계면활성제, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 총 기판 연마 특성을 나타낼 수 있음을 보여준다.
연마 조성물 1A 내지 1F로 명명한 6개의 다른 연마 조성물를 사용하여 후지미 코포레이션(Fujimi Corporation)에서 상업적으로 입수가능한 서핀(등록상표) 000 패드를 사용하여 동일한 조건하에 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 1A 내지 1F 각각은 (a) 사용 시점에서 0.2 중량%의 푸소(Fuso) PL2 실리카 입자, (b) 표 1에 기재된 농도의 유기 카복실산 TA 또는 MA, (c) 표 1에 기재된 농도의 폴리사카라이드 HEC(MW=80,000 g/mol) 또는 XG, (d) 표 1에 기재된 pH를 가진 각각의 연마 조성물을 제공하기 위한 충분량의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다. 또한, 연마 조성물 1F는 계면활성제, 즉 서피놀(등록상표) 104를 함유하였다.
연마 조성물 C1 및 C2로 명명한 2가지의 다른 비교용 연마 조성물을 사용하여 동일한 조건하에 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 C1 및 C2 둘다 물 중의 6 중량%의 푸소(Fuso) PL2 실리카 입자(사용 시점에서 0.2 중량%), 및 표 1에 기재된 pH를 가진 각각의 연마 조성물을 제공하기 위한 충분량의 수산화 칼륨을 함유하였다. 연마 조성물 C1은 유기 카복실산이나 폴리사카라이드를 함유하지 않았다. 연마 조성물 C2는 추가적으로 HEC(MW=80,000 g/mol)를 함유하였지만, 유기 카복실산은 함유하지 않았다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCN 및 DCO 둘다), 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 1에 요약한다.
[표 1]
1 추가적으로 37 ppm의 서피놀(등록상표) 104를 함유함.
표 1에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈가 균형을 이룬 특성을 제공할 수 있다.
실시예 2
본 실시예는, 유기 카복실산 및 폴리사카라이드 농도가 본 발명의 연마 조성물의 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈에 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 2A 내지 2F로 명명한 6개의 다른 연마 조성물를 사용하여 후지미 코포레이션에서 상업적으로 입수가능한 서핀(등록상표) 000 패드를 사용하여 동일한 조건하에 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 2A 내지 2F 각각은 (a) 4 중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 2에 기재된 농도의 유기 카복실산 MA, (c) 표 2에 기재된 농도의 폴리사카라이드 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 표 2에 기재된 pH를 가진 각각의 연마 조성물을 제공하기 위한 충분량의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결합(DCN 및 DCO 둘다), 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 2에 요약한다. 비교를 용이하게 하기 위해, 실시예 1로부터의 연마 조성물 C1 및 C2에 대한 정보를 표 2에 함께 기재한다.
[표 2]
표 2에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈가 균형을 이룬 특성을 제공할 수 있다. 특히, 연마 조성물 2D에서 보여지듯이, 보다 많은 양의 유기 카복실산 예를 들어 말론산과 폴리사카라이드 예를 들어 하이드록시에틸 셀룰로스 둘다, 개선된 기판 제거 속도, 개선된 기판 결함 및 개선된 기판 헤이즈를 나타내었다.
실시예 3
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 계면활성제, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다.
연마 조성물 3A 및 3B로 명명한 2개의 연마 조성물를 사용하여 후지미 코포레이션에서 상업적으로 입수가능한 서핀(등록상표) 000 패드를 사용하여 동일한 조건하에 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 3A 및 3B는 (a) 유기 시약(푸소 PL2)으로 표면 개질된 4% 콜로이드성 실리카, 또는 훈증 실리카(캐보트 L90, 90 m2/g 표면적), (b) 5547 ppm의 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCN 및 DCO 둘다), 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 3에 요약한다.
[표 3]
표 3에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물에 포함된 콜로이드성 실리카(습식 공정)와 훈증 실리카 둘다 우수한 기판 제거 속도와 함께 적은 결함 및 우수한 기판 헤이즈를 나타낸다.
실시예 4
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 총 연마 특성을 나타낼 수 있음을 보여준다.
연마 조성물 4A 내지 4D로 명명한 4개의 연마 조성물를 사용하여 SPM3100 연마 패드를 사용하여 동일한 조건하에 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 4A 내지 4D는 (a) 4% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 4에 기재된 농도의 유기 카복실산(말론산, 피페콜산, 글라이신, 또는 락트산), (c) 607 ppm의 폴리사카라이드 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 표 4에 기재된 pH를 가진 각각의 연마 조성물을 제공하기 위한 충분량의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCN 및 DCO 둘다), 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 4에 요약한다. 비교를 위해, 실시예 1로부터의 연마 조성물 C2에 대한 정보를 표 4에 함께 기재한다.
[표 4]
1 3회 실시의 평균
2 2회 실시의 평균
표 4에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈가 균형을 이룬 특성을 제공할 수 있다. 특히, 유기 카복실산의 존재는, 연마 조성물 4A 내지 4D에서 보여지듯이, 개선된 기판 제거 속도 및 개선된 기판 헤이즈를 나타내면서도 적절히 우수한 기판 결함을 유지하였다.
실시예 5
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 계면활성제, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 총 연마 특성을 나타낼 수 있음을 보여준다.
연마 조성물 5A 내지 5K로 명명한 11개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 폴리텍스(POLITEX)(등록상표) Reg II 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 5A 내지 5K는 각각 (a) 4중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 5에 기재된 농도의 유기 카복실산 TA 또는 AEP, (c) 607 ppm의 폴리사카라이드 HEC(MW=100,000 g/mol), MeHEC, XG, C 또는 표 5에 기재된 농도의 XG (d) 표 5에 기재된 pH를 가진 각각의 연마 조성물을 제공하기 위한 충분량의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
연마 조성물 5A 내지 5C, 5F 내지 5H, 5J 및 5K는 계면활성제를 함유하지 않았다. 연마 조성물 5D, 5E, 및 5I는 각각 추가로 37 ppm의 서피놀(등록상표) 104, 80 ppm의 아이제팔(IGEPAL)(등록상표) CO-730, 및 37 ppm의 서피놀(등록상표) 104를 함유하였다.
연마 조성물 C3 및 C4로 명명한 2가지의 다른 비교용 연마 조성물을 사용하여 동일한 조건하에 폴리텍스(등록상표) Reg II 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 C3 및 C4는 둘다 (a) 4 중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 무(no) 유기 카복실산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=100,000 g/mol), (d) 표 5에 기재된 pH를 가진 각각의 연마 조성물을 제공하기 위한 충분량의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCN 및 DCO 둘다), 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 5에 요약한다.
[표 5]
1 HEC의 분자량은 100,000 g/mol)임
2 추가로 37 ppm의 서피놀(등록상표) 104을 함유함.
3 추가로 아이제팔(IGEPAL)(등록상표) CO-730을 함유함.
표 5에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈가 균형을 이룬 특성을 제공할 수 있다.
실시예 6
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물을 보여준다.
연마 조성물 6A 내지 6E로 명명한 5개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 6A 내지 6E는 각각 (a) 4중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량% 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=83,000 g/mol), (d) pH를 9.6으로 조정하기 위한 수산화 칼륨, (e) 물, 및 (f) 임의적으로, 중합체, 구체적으로 표 6에 기재된 바와 같은 소수성화된 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 6에 요약한다.
[표 6]
1 3회 실시의 평균
2 4회 실시의 평균
표 6에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 코그니스 DSX(등록상표) 3000 중합체 또는 보르키(등록상표) 겔 PW25 중합체를 함유하는 연마 조성물은 그러한 중합체가 없는 동일한 연마 조성물에 비해 개선된 기판 헤이즈를 나타내었다.
실시예 7
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물을 보여준다. 본 실시예는 추가로, 연마 조성물이 나타내는 기판 제거 속도에 폴리사카라이드의 분자량이 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 7A 내지 7C로 명명한 3개의 다른 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 7A 내지 7C는 각각 (a) 4중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량% 말론산, (c) 표 7에 기재된 바와 같이 83,000 내지 1,300,000 g/mol의 분자량을 가진 607 ppm의 HEC, (d) 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 7에 요약한다.
[표 7]
표 7에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 83,000 g/mol의 평균 분자량을 가진HEC를 함유하는 연마 조성물은 더 고분자량을 가진 HEC를 함유하는 유사한 연마 조성물보다 높은 제거 속도를 나타내었다.
실시예 8
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물을 보여준다.
연마 조성물 8A 내지 8H로 명명한 8개의 다른 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 8A 내지 8H는 각각 (a) 4중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 8에 기재된 농도의 유기 카복실산, (c) 607 ppm의 HEC(83,000 g/mol), (d) 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 8에 요약한다.
[표 8]
1 3회 실시의 평균
표 8에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈가 균형을 잘 이룰 수 있다.
실시예 9
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물을 보여준다. 본 실시예는 추가로, 연마 조성물이 나타내는 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈에 중합체(예를 들어, BG PW25) 및 염기 농도가 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 9A 내지 9E로 명명한 5개의 다른 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 9A 내지 9E는 각각 (a) 4중량% 또는 5중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량% 말론산(MA) 또는 0.68중량% 3-아미노-1,2,4-트라이아졸-5-카복실산(ATCA), (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 표 9에 기재된 양의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다. 연마 조성물 9B 내지 9E는 추가적으로, 소수성화된 폴리에틸렌글리콜 폴리우레탄으로서 보르키(등록상표) 겔 PW 25를 150 ppm 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 9에 요약한다.
[표 9]
표 9에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 균형을 이룬 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 제공할 수 있다.
실시예 10
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다.
연마 조성물 10A 내지 10J로 명명한 10개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 10A 내지 10J는 각각 (a) 4중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 10에 기재된 농도의 말론산 또는 다이메틸올프로피온산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 표 10에 기재된 농도의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다. 연마 조성물 10B 내지 10J는 추가적으로, 소수성화된 폴리에틸렌글리콜 폴리우레탄으로서 보르키(등록상표) 겔 PW 25를 150 ppm 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 10에 요약한다.
[표 10]
1 보르키(등록상표) 겔 PW 25를 함유하지 않음.
2 DMPA 대신 MA(0.55중량%)를 함유함.
표 10에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 균형을 이룬 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 제공할 수 있다.
실시예 11
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다.
연마 조성물 11A 내지 11G로 명명한 7개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 11A 내지 11G는 각각 (a) 4중량% 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 11에 기재된 농도의 말론산(MA), 아스파트산(Asp), 바이신, 또는 3-아미노피라진-2-카복실산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 0.55중량%의 수산화 칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다. 연마 조성물 11B 내지 11F는 추가적으로 150 ppm의 보르키(등록상표) 겔 PW 25를 함유하였다. pH는 KOH를 이용하여 0.6으로 조정하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 11에 요약한다.
[표 11]
1 4회 실시의 평균
2 보르키(등록상표) 겔 PW 25를 함유하지 않음
표 11에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 균형을 이룬 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 제공할 수 있다.
실시예 12
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 계면활성제 또는 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다.
연마 조성물 12A 내지 12H로 명명한 9개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 12A 내지 12H는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량%의 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 0.75중량%의 KOH, (e) 물, 및 (f) 임의적으로, 표 12에 기재된 바와 같은 중합체 또는 계면활성제를 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 12에 요약한다.
[표 12]
1 2회 실시의 평균
표 12에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 균형을 이룬 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 제공할 수 있다.
실시예 13
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다. 본 실시예는 또한, 폴리사카라이드, 염기, 및 중합체 농도가 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈에 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 13A 내지 13J로 명명한 10개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 13A 내지 13J는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량%의 말론산, (c) 표 13에 기재된 농도의 HEC, (d) 표 13에 기재된 농도의 수산화칼륨, (e) 표 13에 기재된 농도의 보르키(등록상표) 겔 PW 25, 및 (f) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 13에 요약한다.
[표 13]
1 2회 실시의 평균
표 13에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 균형을 이룬 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 제공할 수 있다.
실시예 14
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 계면활성제 또는 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다. 본 실시예는 또한, 계면활성제 농도가 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈에 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 14A 내지 14H로 명명한 8개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 14A 내지 14H는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량%의 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 0.75중량%의 수산화칼륨, (e) 표 14에 기재된 농도의 보르키(등록상표) 겔 PW 25, 및 (f) 물을 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 14에 요약한다.
[표 14]
1 3회 실시의 평균
1 2회 실시의 평균
1 7회 실시의 평균
표 14에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 보르키(등록상표) 겔 PW 25 중합체를 함유하지 않은 연마 조성물 14A는 높은 기판 제거 속도, 적절한 기판 결함 및 낮은 기판 헤이즈를 나타내었다. 보르키(등록상표) 겔 PW 25 중합체를 함유하는 연마 조성물 14B 내지 14H는, 이들 연마 조건하에서 연마 조성물 14A와 비교할 때 적절한 기판 제거 속도 및 결함과 함께 개선된 기판 헤이즈를 나타내었다.
실시예 15
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다. 본 실시예는 또한, 계면활성제 및 중합체 농도가 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈에 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 15A 내지 15G로 명명한 7개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 15A 내지 15G는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량%의 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 0.75중량%의 KOH, (e) 물, 및 (f) 임의적으로, 표 15에 기재된 농도의 중합체를 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 15에 요약한다.
[표 15]
표 15에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 임의의 중합체를 함유하지 않은 연마 조성물 15A는 적절한 기판 제거 속도 및 우수한 기판 헤이즈를 나타내었다. 대조적으로, 보르키(등록상표) 겔 WN50S를 함유하는 연마 조성물 15B 내지 15D는, 이들 연마 조건하에서 연마 조성물 15A에 비해 개선된 기판 결함 및 헤이즈를 나타내었다. 더욱이, 보르키(등록상표) 겔 A LA를 함유하는 연마 조성물 15E 내지 15G는, 이들 연마 조건하에서 연마 조성물 15A에 비해 개선된 기판 제거 속도 및 결함과 함께 적절한 기판 헤이즈를 나타내었다.
실시예 16
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다.
연마 조성물 16A 내지 16E로 명명한 5개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 16A 내지 16E는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량%의 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 0.75중량%의 KOH, (e) 물, 및 (f) 임의적으로, 표 16에 기재된 농도의 중합체를 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 16에 요약한다.
[표 16]
1 3회 실시의 평균
표 16에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 중합체를 함유하지 않은 연마 조성물 16A는 적절한 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 나타내었다. 대조적으로, 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄을 함유하는 연마 조성물 16B는, 이들 연마 조건하에서 연마 조성물 16A에 비해 개선된 기판 헤이즈와 함께 적절한 기판 제거 속도 및 결함을 나타내었다. 또한, 수용성 아크릴레이트 중합체를 함유하는 연마 조성물 16C 내지 16E는, 이들 연마 조건하에서 연마 조성물 16A에 비해 개선된 기판 제거 속도와 함께 적절한 기판 결함 및 헤이즈를 나타내었다.
실시예 17
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 계면활성제 또는 중합체, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다. 본 실시예는 또한, 중합체 농도가 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈에 미치는 영향을 보여준다.
연마 조성물 17A 내지 17J로 명명한 10개의 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 SPM3100 연마 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 17A 내지 17J는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 0.55중량%의 말론산, (c) 607 ppm의 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 0.75중량%의 KOH, (e) 물, 및 (f) 임의적으로, 표 17에 기재된 농도의 중합체를 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 17에 요약한다.
[표 17]
표 17에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 계면활성제 또는 중합체를 함유하는 연마 조성물로 연마된 기판은, 그러한 추가적인 첨가제를 함유하지 않는 연마 조성물으로 연마된 기재에 비해 이들 연마 조건하에서 감소된 기판 헤이즈를 나타내었다.
실시예 18
본 실시예는, 실리카, 유기 카복실산, 폴리사카라이드, 염기, 임의적으로 환원제, 및 물을 포함하는 본 발명의 연마 조성물이 우수한 연마 특성을 나타냄을 보여준다.
연마 조성물 18A 내지 18G로 명명한 7개의 다른 연마 조성물를 사용하여 동일한 조건하에 시갤(CIEGAL)(등록상표) 7355 패드를 사용하여 유사한 규소 기판을 연마하였다. 연마 조성물 18A 내지 18G는 각각 (a) 4중량%의 푸소 PL2 실리카 입자, (b) 표 18에 기재된 농도의 MA 또는 갈산, (c) 607 ppm의 폴리사카라이드 HEC(MW=80,000 g/mol), (d) 표 18에 기재된 농도의 수산화칼륨, 및 (e) 물을 함유하였다. 추가적으로, 18B 내지 18G의 연마 조성물은 또한 표 18에 기재된 농도의 칼륨 바이카보네이트 또는 칼륨 메타바이설파이트를 함유하였다.
각각의 연마 조성물에 대해 기판 제거 속도(RR), 결함(DCO) 및 헤이즈(DNN)을 결정하였으며, 그 결과를 표 18에 요약한다.
[표 18]
표 18에 개시된 결과로부터 자명하듯이, 본 발명의 연마 조성물은 균형을 이룬 기판 제거 속도, 결함 및 헤이즈를 제공할 수 있다.
Claims (23)
- (a) 실리카,
(b) 하기 (i) 내지 (v)로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 유기 카복실산 또는 이의 염 또는 수화물:
(i) 하기 구조식의 다이카복실산
[상기 식에서,
n은 0 내지 8의 정수이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 수소, 하이드록시 기 및 C1-C6 알킬 기로 이루어진 군 중에서 선택되거나, R1 및 R2는 함께 옥소 기를 형성하고,
n이 2 이상인 경우, CR1R2 기들간의 결합은 독립적으로, 단일결합, 이중결합 또는 삼중결합으로 이루어진 군 중에서 선택된다];
(ii) 하기 구조식의 아미노산
[상기 식에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로, 수소, 아미노알킬 기, 카복시알킬 기, 하이드록시알킬 기, R1 또는 R2 중 어느 하나와 R3 또는 R4 중 어느 하나를 연결하는 -(CH2)n- 기 및 -(CH=CH-)n 기(이때, n은 1 내지 6의 정수이다)로 이루어진 군 중에서 선택된다];
(iii) 하기 화학식 (1) 또는 (2)의 하이드록시 산:
(1)
[상기 식에서, n은 0 내지 8의 정수이고, R1 내지 R3는 각각 독립적으로, 수소, 알킬, 하이드록시 및 하이드록시알킬로 이루어진 군 중에서 선택되고, R1 내지 R3 중 하나 이상은 하이드록시 또는 하이드록시알킬이다];
(2)
[상기 식에서, n은 1 내지 5의 정수이다];
(iv) 카복시-치환된 피라진 화합물; 및
(v) 카복시-치환된 트라이아졸 화합물,
(c) 하이드록시알킬셀룰로스, 카라지난, 및 잔탄 검으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상의 폴리사카라이드,
(d) 하나 이상의 염기,
(e) 임의적으로, 하나 이상의 계면활성제 및/또는 중합체,
(f) 임의적으로, 하나 이상의 환원제,
(g) 임의적으로, 하나 이상의 살생물제(biocide), 및
(h) 물
로 본질적으로 이루어지며,
알칼리성 pH를 갖는, 화학-기계적 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
실리카가 연마 조성물의 0.001 중량% 내지 20 중량%의 양으로 존재하는, 연마 조성물. - 제2항에 있어서,
실리카가 연마 조성물의 0.05 중량% 내지 10 중량%의 양으로 존재하는, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 유기 카복실산이 연마 조성물의 0.0005 중량% 내지 2 중량%의 양으로 존재하는, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
다이카복실산이 말론산, 메틸 말론산, 다이메틸 말론산, 부틸 말론산, 말레산, 나트륨 메소옥살레이트 일수화물, 타타르산, 말산, 옥살산 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택되는, 연마 조성물. - 제5항에 있어서,
다이카복실산이 말론산인, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
아미노산이 글라이신, 세린(serine), 글루탐산, 아스파트산, 라이신(lysine), 바이신(bicine), 나이트릴로트라이아세트산, 피페콜산, 피콜린산 및 프롤린으로 이루어진 군 중에서 선택되는, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 유기 카복실산이 카복시-치환된 피라진 화합물인, 연마 조성물. - 제8항에 있어서,
카복시-치환된 피라진 화합물이 3-아미노피라진-2-카복실산인, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
카복시-치환된 트라이아졸 화합물이 3-아미노-1,2,4-트라이아졸-5-카복실산인, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
방향족 하이드록시산이 갈산, 4-하이드록시벤조산, 살리실산, 2,4-다이하이드록시벤조산, 2,3-다이하이드록시벤조산, 및 3,4-다이하이드록시벤조산으로 이루어진 군 중에서 선택되는, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 폴리사카라이드가 하이드록시에틸 셀룰로스인, 연마 조성물. - 제12항에 있어서,
하이드록시에틸 셀룰로스의 평균 분자량이 300,000 g/mol 이하인, 연마 조성물. - 제13항에 있어서,
하이드록시에틸 셀룰로스의 평균 분자량이 10,000 g/mol 내지 100,000 g/mol인, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
pH가 8 내지 12인, 연마 조성물. - 제15항에 있어서,
pH가 9 내지 11인, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
하나 이상의 계면활성제 및/또는 중합체가 연마 조성물에 존재하는, 연마 조성물. - 제17항에 있어서,
하나 이상의 계면활성제가 비이온성 계면활성제인, 연마 조성물. - 제18항에 있어서,
계면활성제가 아세틸렌계 다이올 계면활성제 또는 소수성화된 폴리에틸렌 글리콜인, 연마 조성물. - 제17항에 있어서,
하나 이상의 중합체가 폴리에틸렌 글리콜 폴리우레탄 또는 수용성 아크릴계 중합체인, 연마 조성물. - 제1항에 있어서,
환원제가 칼륨 메타바이설파이트인, 연마 조성물. - (i) 기판을 연마 패드 및 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 화학-기계적 연마 조성물과 접촉시키는 단계,
(ii) 상기 화학-기계적 연마 조성물이 연마 패드와 기판 사이에 위치한 상태에서 기판에 대하여 연마 패드를 이동시키는 단계, 및
(iii) 기판의 적어도 일부를 연삭하여 기판을 연마하는 단계
를 포함하는, 기판의 화학-기계적 연마 방법. - 제22항에 있어서,
기판이 규소를 포함하고, 규소의 일부가 연삭되어 기판이 연마되는, 방법.
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