KR20160079180A - Abrasive and polishing slurry composition comprising the same - Google Patents

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KR20160079180A
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Abstract

The present invention relates to abrasive particles, and a polishing slurry composition comprising the same. According to a first aspect of the present invention, the abrasive particles have elasticity and brittleness. According to the abrasive particles and the polishing slurry composition comprising the abrasive particles of the present invention, an impact caused by a collision is absorbed and relieved by elasticity of the abrasive particles to prevent surface defects such as a scratch, dishing, erosion, and corrosion.

Description

연마입자 및 그를 포함하는 연마용 슬러리 조성물{ABRASIVE AND POLISHING SLURRY COMPOSITION COMPRISING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to abrasive grains and a polishing slurry composition containing the same,

본 발명은 연마입자 및 그를 포함하는 연마용 슬러리 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to abrasive particles and a polishing slurry composition containing the same.

최근, 반도체집적회로(large scale integration; LSI)의 고집적화, 고성능화에 따라 새로운 미세 가공 기술이 개발되고 있다. 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing; CMP) 방법도 그 중 하나이고, LSI 제조 공정, 특히 다층 배선 형성 공정에 있어서 층간 절연막의 평탄화, 금속 플러그 형성 및 매립 배선 형성 등에 있어서 빈번하게 이용되는 기술이다. 또한, 최근에는 LSI를 고성능화하기 위해서 배선 재료로서 구리 또는 구리 합금이 사용되고 있다. 그러나, 구리 또는 구리 합금은 종래의 알루미늄 합금 배선의 형성에 빈번하게 사용된 드라이 에칭 방법에 의한 미세가공이 곤란하다. 따라서, 미리 홈이 형성되어 있는 절연막 상에 구리 또는 구리 합금 박막을 퇴적하여 매립하고, 홈 부분 이외의 구리 또는 구리 합금의 박막을 CMP에 의해 제거하여 매립 배선을 형성하는, 다마신(Damascene) 방법이 주로 이용되고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In recent years, a new microfabrication technique has been developed in accordance with the high integration and high performance of a large scale integration (LSI). One of them is a chemical mechanical polishing (CMP) method, which is frequently used in planarization of an interlayer insulating film, formation of a metal plug, and buried wiring in an LSI manufacturing process, particularly a multilayer wiring forming process. In recent years, copper or a copper alloy has been used as a wiring material in order to improve the performance of the LSI. However, copper or copper alloy is difficult to micro-process by the dry etching method which is frequently used in the formation of conventional aluminum alloy wiring. Therefore, a Damascene method (hereinafter referred to as a " Damascene method ") in which a copper or copper alloy thin film is deposited and buried on an insulating film on which a trench is formed in advance and a thin film of copper or a copper alloy other than the trench is removed by CMP Is mainly used.

CMP 공정에 있어서 연마 속도, 연마 표면의 평탄화도, 스크래치의 발생 정도가 중요하며, CMP 공정 조건, 슬러리의 종류, 연마 패드의 종류 등에 의해 결정된다. 특히 스크래치의 발생과 직접 관련이 있는 거대입자의 제거는 더욱 중요한 기술이라 할 수 있는데, 이러한 스크래치 감소를 위해 연마입자의 평균 입경을 감소시키게 되면 연마량의 감소로 생산량이 감소하는 문제점이 나타나게 된다. 따라서, CMP 공정용으로는 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함을 효과적으로 줄일 수 있는 연마입자가 요구된다.
In the CMP process, the polishing rate, the degree of planarization of the polishing surface, and the degree of occurrence of scratches are important, and are determined by the CMP process conditions, the kind of slurry, the type of polishing pad, and the like. Particularly, removal of large particles directly related to the generation of scratches is a more important technique. In order to reduce the scratches, if the average particle size of the abrasive grains is reduced, there is a problem that the amount of the abrasive decreases and the production amount decreases. Therefore, abrasive grains capable of effectively reducing surface defects such as scratches, dishing, erosion, and corrosion are required for the CMP process.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 연마 대상막의 표면을 연마할 때 발생하는 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함의 형성을 효과적으로 줄이는 연마입자 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide an abrasive grain which effectively reduces the formation of surface defects such as scratches, dishing, erosion and corrosion which occurs when polishing the surface of a film to be polished, To provide a polishing slurry composition.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 제1 측면에 따른 연마입자는, 탄성 및 취성을 가진다.The abrasive grains according to the first aspect of the present invention have elasticity and brittleness.

상기 연마입자의 탄성계수는 0.01 GPa 내지 30 GPa인 것일 수 있다.The elastic modulus of the abrasive grains may be 0.01 GPa to 30 GPa.

상기 연마입자의 파쇄강도는 1 MPa 내지 100 MPa인 것일 수 있다.The crush strength of the abrasive grains may be 1 MPa to 100 MPa.

상기 연마입자는 초임계 또는 아임계 조건을 포함하는 액상반응에 의해 제조되는 것일 수 있다.The abrasive grains may be prepared by a liquid phase reaction including supercritical or subcritical conditions.

상기 초임계 또는 아임계 조건은 300℃ 내지 600℃의 반응 온도를 가지는 것일 수 있다.The supercritical or subcritical condition may have a reaction temperature of 300 ° C to 600 ° C.

상기 초임계 또는 아임계 조건은 초임계 또는 아임계 이산화탄소, 초임계 또는 아임계 알칸, 초임계수(水) 또는 아임계수, 및 초임계 또는 아임계 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 이용하는 것일 수 있다.The supercritical or subcritical condition may be at least one selected from the group consisting of supercritical or subcritical carbon dioxide, supercritical or subcritical alkane, supercritical water or subcritical water, and supercritical or subcritical alcohol .

상기 연마입자는 Si, Al, Ce, Zr, Ge, Mg, Ti, 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 금속산화물; 유기물 또는 무기물로 코팅된 상기 금속산화물; 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the abrasive grains include a metal oxide including at least one element selected from the group consisting of Si, Al, Ce, Zr, Ge, Mg, Ti, and Fe; The metal oxide coated with an organic or inorganic material; And the metal oxide in a colloidal state; and at least one selected from the group consisting of:

본 발명의 제2 측면에 따른 연마용 슬러리 조성물은, 본 발명의 제1 측면에 따른 연마입자; 및 첨가제;를 포함한다.A polishing slurry composition according to a second aspect of the present invention comprises: abrasive particles according to the first aspect of the present invention; And additives.

상기 연마입자는 상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.5 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.The abrasive grains may be 0.5 wt% to 10 wt% of the polishing slurry composition.

상기 첨가제는, 카르복실기(COOH)를 포함하는 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 암모늄 염, 유기산 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함하고, 상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 내지 1 중량%인 것일 수 있다.
Wherein the additive further comprises at least one selected from the group consisting of an anionic polymer containing a carboxyl group (COOH), a nonionic polymer, an ammonium salt, an organic acid, and a pH adjuster, %. ≪ / RTI >

본 발명의 탄성 및 취성을 가지는 연마입자 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 의하여, 연마 시 연마입자가 연마 대상막의 표면에 충돌했을 때, 충돌에 의해 생긴 충격을 연마입자의 탄성에 의해 흡수 및 완화하고, 연마입자의 취성에 의해 일정 압력 이상에서 파쇄되어 연마 대상막에 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함의 형성을 방지할 수 있다. 또한, 연마입자의 반발 탄성률을 억제하여, 연마 대상막에 충돌한 연마입자가 모체의 탄성력에 의해 반동하는 것을 방지할 수 있다.
The abrasive grains having elasticity and brittleness of the present invention and the polishing slurry composition containing the same absorb and alleviate the impact caused by the collision when the abrasive grains collide with the surface of the film to be polished during polishing by the elasticity of the abrasive grains , It is crushed at a predetermined pressure or higher due to the brittleness of the abrasive grains to prevent formation of surface defects such as scratches, dishing, erosion and corrosion on the film to be polished. Further, the rebound resilience of the abrasive grains can be suppressed, and the abrasive grains colliding with the film to be polished can be prevented from recoiling due to the elastic force of the matrix.

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 구성 요소를 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 연마입자 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the abrasive grains of the present invention and the polishing slurry composition containing the same will be described in detail with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

본 발명의 제1 측면에 따른 연마입자는, 탄성(elasticity) 및 취성(brittleness)을 가진다.The abrasive particles according to the first aspect of the present invention have elasticity and brittleness.

본 발명의 연마입자는, 연마 시 연마입자가 연마 대상막의 표면에 충돌했을 때, 충돌에 의해 생긴 충격을 연마입자의 탄성에 의해 흡수 및 완화하여 연마 대상막에 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함의 형성을 방지할 수 있다.The abrasive grains of the present invention absorb and alleviate the impact generated by the collision by the elasticity of the abrasive particles when the abrasive grains collide with the surface of the film to be polished at the time of polishing to scratch, disinfect, erode, It is possible to prevent the formation of surface defects in the substrate.

상기 연마입자의 탄성계수는 0.01 GPa 내지 30 GPa인 것일 수 있다. 상기 연마입자의 탄성계수가 0.01 GPa 미만인 경우 탄성 성능이 나타나지 않는 문제점이 있고, 30 GPa 초과인 경우 연마입자가 반발 탄성력에 의해 연마 대상막에 반동하는 문제점이 있다.The elastic modulus of the abrasive grains may be 0.01 GPa to 30 GPa. When the modulus of elasticity of the abrasive grains is less than 0.01 GPa, there is a problem that elasticity is not exhibited. When the modulus of elasticity is more than 30 GPa, the abrasive grains have a problem of rebelling against the polishing target film due to the repulsive elastic force.

상기 연마입자의 파쇄강도는 1 MPa 내지 100 MPa인 것일 수 있다. 상기 연마입자의 탄성계수가 1 MPa 미만인 경우 연마입자가 쉽게 파쇄되어 연마가 어려운 문제점이 있고, 100 MPa 초과인 경우 연마 대상막에 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함의 형성을 쉽게 유발하는 문제점이 있다.The crush strength of the abrasive grains may be 1 MPa to 100 MPa. When the modulus of elasticity of the abrasive grains is less than 1 MPa, abrasive grains are easily broken and difficult to polish. When the elastic modulus of the abrasive grains is more than 100 MPa, surface defects such as scratches, dishing, erosion and corrosion are easily caused .

상기 연마입자의 탄성이 35 % 내지 55 %인 경우에, 바람직하게는 40 % 내지 50 %인 경우에 연마입자가 탄성을 갖는다고 할 수 있다.In the case where the elasticity of the abrasive grains is 35% to 55%, preferably 40% to 50%, the abrasive grains have elasticity.

상기 연마입자의 경도(hardness)가 40 Shore A 내지 75 Shore A, 바람직하게는 45 Shore A 내지 70 Shore A인 경우에 연마입자가 탄성을 갖는다고 할 수 있다.When the hardness of the abrasive grains is 40 Shore A to 75 Shore A, preferably 45 Shore A to 70 Shore A, the abrasive grains have elasticity.

상기 연마입자의 최대 연신율(ultimate elongation)이 150 % 이상, 바람직하게는 170 % 이상인 경우에 연마입자가 탄성을 갖는다고 할 수 있다.When the maximum elongation of the abrasive grains is 150% or more, preferably 170% or more, the abrasive grains have elasticity.

상기 연마입자는, 모재가 되는 탄성체에 연마 기능을 가지는 연마용 입자를 분산해 제조되는 것일 수 있다. 상기 모재는, 본 발명의 연마입자에 있어 연마 기능을 가지는 연마용 입자를 그 내부 및 표면에 담지하는 담체가 되는 것이고, 연마 시 상기 연마입자가 연마 대상막의 표면에 충돌했을 때, 그 연마 대상막에 생기는 결함을 방지하기 위한 것이다. 상기 모재는, 고무, 열가소성 엘라스토머(elastomer) 등의 탄성체를 이루는 것으로, 고체 또는 액상 고무, 에멀젼 등의 라텍스의 형태를 포함할 수 있다. 상기 고무는, 예를 들어, 천연 고무, 각종 합성 고무를 포함할 수 있으며, 구체적으로, 이소프렌 고무, 스틸렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 아크릴로니트릴 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 에치렌프로피렌 고무, 클로로 술폰화 폴리에틸렌, 염소화 폴리에틸렌, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피크로르히드린 고무 및 부틸 고무로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 엘라스토머는, 예를 들어, 스틸렌블록폴리머, 염소화 폴리에틸렌계 엘라스토머, 폴리에스텔계 엘라스토머, 니 토리루계 엘라스토머, 불소계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 염화비닐계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머 및 에스테르 할로겐계 포리마아로이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 고무, 열가소성 엘라스토머는, 단독으로 사용할 수 있고, 복수종을 혼합 및 병용하여 사용할 수도 있다. 상기 모재는, 각종의 배합제와 혼합된 다음 모재를 이루는 탄성체로서 가공될 수 있다. 예를 들어, 고무를 사용하는 경우, 상기 배합제로서는, 고무 분자 간을 가교하기 위한 가류제, 상기 가류제에 의해 가교 반응을 촉진하기 위한 가류 촉진제 이외에, 고무에 가역성을 주어 배합제의 혼합·분산을 도와 압연이나 압출 등의 가공성을 좋게 하기 위한 가소제, 고무 제조 시에 요구되는 점착성을 주어 가공성을 좋게 하기 위한 점착부여제, 증량에 의해 제품 단가를 저하시키는 것 이외에 고무의 인장강도나 탄성과 같은 기계적 특성의 물성이나 가공성을 향상시키기 위한 충전제, 안정제, 분산제 등 일반적으로 고무 성형에 이용되고 있는 각종의 배합제를 들 수 있다.The abrasive grains may be produced by dispersing abrasive grains having a polishing function on an elastic body serving as a base material. The base material serves as a carrier for supporting the abrasive particles having the abrasive function on the inside and the surface of the abrasive grain of the present invention. When the abrasive particles collide with the surface of the abrasive film during polishing, In order to prevent defects occurring in the semiconductor device. The base material constitutes an elastic body such as rubber, thermoplastic elastomer or the like, and may include a form of latex such as solid or liquid rubber, emulsion, or the like. Specific examples of the rubber include isoprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, ethenylene fluorine rubber, chlorosulfonated rubber, Polyethylene, polyethylene, chlorinated polyethylene, urethane rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, and butyl rubber. The thermoplastic elastomer may be at least one selected from the group consisting of styrene block polymer, chlorinated polyethylene elastomer, polyester elastomer, nitrile elastomer, fluorine elastomer, silicone elastomer, olefin elastomer, vinyl chloride elastomer, urethane elastomer, And an ester halogen-based polyimide. The rubber and the thermoplastic elastomer may be used alone or in combination of two or more. The base material may be mixed with various compounding agents and then processed as an elastic body constituting the base material. For example, in the case of using rubber, the compounding agent may be a vulcanizing agent for crosslinking rubber molecules, a vulcanization accelerator for accelerating the crosslinking reaction by the vulcanizing agent, A plasticizer for improving dispersibility and a good processability such as rolling and extrusion, a tackifier for imparting tackiness required for rubber production and a tackifier for improving workability, a tackifier for lowering the product cost by increasing the tensile strength, A filler, a stabilizer and a dispersant for improving the physical properties and processability of the same mechanical properties, and various kinds of compounding agents generally used for rubber molding.

상기 연마입자는 초임계 또는 아임계 조건을 포함하는 액상반응에 의해 제조되는 것일 수 있다.The abrasive grains may be prepared by a liquid phase reaction including supercritical or subcritical conditions.

상기 초임계 또는 아임계 조건은 300℃ 내지 600℃의 반응 온도를 가지는 것일 수 있다. 또한, 상기 초임계 또는 아임계 조건은 230 bar 내지 300 bar의 반응 압력을 가지는 것일 수 있다. 이러한 초임계 또는 아임계 조건에서 탄성 및 취성을 가지는 연마입자 생성을 수행할 수 있다. 상기 반응 온도가 300℃ 미만이거나 반응 압력이 230 bar 미만일 경우 제조되는 연마입자의 크기가 커지고 입자 크기 분포가 넓어지며 결정성이 감소되는 문제점이 있고, 반응 온도가 600℃를 초과하거나, 반응 압력이 300 bar를 초과하는 경우 고온 고압을 유지시켜야 하기 때문에 경제성이 낮은 문제점이 있다.The supercritical or subcritical condition may have a reaction temperature of 300 ° C to 600 ° C. In addition, the supercritical or subcritical condition may have a reaction pressure of 230 bar to 300 bar. It is possible to perform abrasive grain generation having elasticity and brittleness under such supercritical or subcritical conditions. When the reaction temperature is less than 300 ° C or the reaction pressure is less than 230 bar, the size of the abrasive particles to be produced is increased, the particle size distribution is widened and the crystallinity is decreased. When the reaction temperature exceeds 600 ° C, If it exceeds 300 bar, the high temperature and high pressure must be maintained, resulting in low economical efficiency.

본 발명에 있어서, 탄성 및 취성을 가지는 입자를 생성시키는데 걸리는 반응 시간은, 수초 내지 1 시간, 바람직하게는 수초 내지 30 분이 소요될 수 있다. 반응 시간이 충분하지 못할 경우 결정성이 감소되는 문제점이 있고, 반응 시간이 너무 길어지는 경우 나노 입자의 크기가 커지고 입자 크기 분포가 넓어지는 문제점이 있다.In the present invention, the reaction time for generating the particles having elasticity and brittleness can be from several seconds to 1 hour, preferably from several seconds to 30 minutes. When the reaction time is not sufficient, there is a problem that the crystallinity is decreased. When the reaction time is too long, the size of the nanoparticles is increased and the particle size distribution is widened.

상기 초임계 또는 아임계 조건은 초임계 또는 아임계 이산화탄소, 초임계 또는 아임계 알칸, 초임계수(水) 또는 아임계수, 및 초임계 또는 아임계 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 이용하는 것일 수 있으며, 반응의 종류와 생성물의 종류, 그리고 반응조건에 따라 선별하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중에서, 상기 초임계 또는 아임계 알칸의 사용예로서, 탄소수 1 내지 10인 알칸이 사용될 수 있다.The supercritical or subcritical condition may be at least one selected from the group consisting of supercritical or subcritical carbon dioxide, supercritical or subcritical alkane, supercritical water or subcritical water, and supercritical or subcritical alcohol And can be selectively used depending on the type of reaction, kind of product, and reaction conditions, but the present invention is not limited thereto. Among them, examples of the supercritical or subcritical alkane include an alkane having 1 to 10 carbon atoms.

상기 연마입자는 Si, Al, Ce, Zr, Ge, Mg, Ti, 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 금속산화물; 유기물 또는 무기물로 코팅된 상기 금속산화물; 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물;로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. Wherein the abrasive grains include a metal oxide including at least one element selected from the group consisting of Si, Al, Ce, Zr, Ge, Mg, Ti, and Fe; The metal oxide coated with an organic or inorganic material; And the metal oxide in a colloidal state; and at least one selected from the group consisting of:

상기 연마입자 크기는 한정되는 것은 아니고, 연마입자나 연마 대상막의 종류, 가공 목적 등에 따라 적당히 변경 가능하지만, 10 nm 내지 300 nm인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 10 nm 미만일 경우에는 연마입자의 크기에 대한 연마율이 감소하고, 선택비 구현이 어려운 문제점이 있을 수 있고, 300 nm 초과인 경우에는 표면 결함, 연마율, 선택비의 조절이 어려운 문제점 있다.The size of the abrasive grains is not limited and may be appropriately changed depending on the type of abrasive grains, the film to be polished, the processing purpose, etc., but may be 10 nm to 300 nm. When the abrasive grains are less than 10 nm, the abrasion rate of the abrasive grains is decreased, and selection failure is difficult. When the abrasive grains are more than 300 nm, it is difficult to control the surface defects, There is a problem.

상기 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 구형인 것일 수 있다.
The shape of the abrasive grains may be at least one selected from the group consisting of spherical, angular, needle-like, and plate-like shapes, and may be spherical.

본 발명의 제2 측면에 따른 연마용 슬러리 조성물은, 본 발명의 제1 측면에 따른 연마입자; 및 첨가제;를 포함한다.A polishing slurry composition according to a second aspect of the present invention comprises: abrasive particles according to the first aspect of the present invention; And additives.

상기 연마입자는 상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.5 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 0.5 중량% 미만인 경우 연마 속도가 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있다.The abrasive grains may be 0.5 wt% to 10 wt% of the polishing slurry composition. If the abrasive grains are less than 0.5% by weight, the polishing rate is lowered. If the abrasive grains are more than 10% by weight, there is a concern that the abrasive grains may cause defects.

상기 첨가제는, 카르복실기(COOH)를 포함하는 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 암모늄 염, 유기산 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.The additive may further include at least one selected from the group consisting of an anionic polymer including a carboxyl group (COOH), a nonionic polymer, an ammonium salt, an organic acid, and a pH adjuster.

상기 카르복실기(COOH)를 포함하는 음이온성 고분자는, 예를 들어, 폴리아크릴산(polyacrylic acid), 폴리술폰산(polysulfonic acid), 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체(polyacrylamide/acrylic acid copolymer), 폴리아크릴산/술폰산 공중합체(polyacrylic acid/sulfonic acid copolymer), 폴리술폰산/아크릴아마이드 공중합체(polysulfonic acid/acrylamide copolymer), 및 폴리아크릴산/말론산 공중합체(polyacrylic acid/malonic acid copolymer)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The anionic polymer containing the carboxyl group (COOH) may be, for example, a polyacrylic acid, a polysulfonic acid, a polyacrylamide / acrylic acid copolymer, a polyacrylic acid / At least one selected from the group consisting of a polyacrylic acid / sulfonic acid copolymer, a polysulfonic acid / acrylamide copolymer, and a polyacrylic acid / malonic acid copolymer. But is not limited thereto.

상기 카르복실기(COOH)를 포함하는 음이온성 고분자는, 상기 첨가제 중 0.01 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있다. 상기 카르복실기(COOH)를 포함하는 음이온성 고분자가 0.01 중량% 미만일 경우, 연마 동안에 연마된 표면의 보호가 더욱 우수하게 실시될 수 있으며, 1 중량% 초과일 경우에는, 첨가제가 스크래치를 야기시키기 쉽다.The anionic polymer containing the carboxyl group (COOH) may be 0.01% by weight to 1% by weight of the additive. When the amount of the anionic polymer containing the carboxyl group (COOH) is less than 0.01% by weight, protection of the polished surface during polishing can be more excellent. When the amount is more than 1% by weight, the additive tends to cause scratches.

상기 비이온성 고분자는, 예를 들어, 폴리알킬 옥사이드(polyalkyl oxide)인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The nonionic polymer may be, for example, a polyalkyl oxide, but is not limited thereto.

상기 비이온성 고분자는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌 옥사이드(polyoxyethylene oxide; PEO), 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide) 및 폴리프로필렌 옥사이드(polypropylene oxide)로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The nonionic polymer may include at least one selected from the group consisting of polyoxyethylene oxide (PEO), polyethylene oxide, and polypropylene oxide , But is not limited thereto.

상기 비이온성 고분자는, 상기 첨가제 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 비이온성 고분자가 0.001 중량% 미만일 경우, 폴리실리콘막 정지 기능이 저하되는 우려가 있으며, 1 중량% 초과일 경우에는, 비이온성 고분자의 소수성으로 인하여 연마 후 입자 재부착 등 오염이 우려될 수 있다.The nonionic polymer may be 0.001 wt% to 1 wt% of the additive, but is not limited thereto. If the amount of the nonionic polymer is less than 0.001 wt%, there is a fear that the stopping function of the polysilicon film is lowered. If the nonionic polymer is more than 1 wt%, the nonionic polymer may be contaminated due to hydrophobicity of the nonionic polymer. .

상기 암모늄 염은, 암모늄 니트레이트, 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 아스코르베이트 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Wherein the ammonium salt is 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, But are not limited to, those selected from the group consisting of ammonium sulfite, ammonium tartrate, ammonium tetrafluoroborate, ammonium thiocyanate, ammonium thiosulfate, ammonium ascorbate, and combinations thereof It is not.

상기 암모늄 염은, 상기 첨가제 중 0.001 중량% 내지 1 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 암모늄 염이 0.001 중량% 미만인 경우, 슬러리 조성물의 안정화에 영향을 주지 못하며, 1 중량% 초과인 경우에는, 슬러리 조성물 내 산화세륨 입자의 전기 이중층을 급격히 감소시켜 분산 안정성(연마 특성)을 약화시키게 된다.The ammonium salt may be 0.001 wt% to 1 wt% of the additive, but is not limited thereto. If the amount of the ammonium salt is less than 0.001% by weight, the stabilization of the slurry composition is not affected. If the ammonium salt is more than 1% by weight, the electric double layer of the cerium oxide particles in the slurry composition is rapidly reduced to weaken the dispersion stability do.

상기 유기산은, 예를 들어, 피콜리닉 산(picolinic acid), 니코틴 산(nicotinic acid), 이소니코틴 산(isonicotinic acid), 퓨자릭 산(fusaric acid), 디니코틴 산(dinicotinic acid), 디피코니릭 산(dipiconilic acid), 루티디닉 산(lutidinic acid), 퀴노릭 산(quinolic acid), 글루탐산(glutamic acid), 알라닌(alanine), 글리신(glycine), 시스틴(cystine), 히스티딘(histidine), 아스파라긴(asparagine), 구아니딘(guanidine), 히드라진(hydrazine), 에틸렌디아민(ethylenediamine), 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 벤조산(benzoic acid), 옥살산(oxalic acid), 숙신산(succinic acid), 말산(malic acid), 말레산(maleic acid), 말론산(malonic acid), 시트르산(citric acid), 젖산(lactic acid), 트리카발산(tricarballyic acid), 타르타르산(tartaric acid), 아스파트산(aspartic acid), 글루타르산(glutaric acid), 아디프산(adipic acid), 수베르산(suberic acid) 및 푸마르산(fumaric acid), 프탈산(phthalic acid), 피리딘카르복실산(pyridinecarboxylic acid), 및 이들의 염으로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The organic acid may be selected from, for example, picolinic acid, nicotinic acid, isonicotinic acid, fusaric acid, dinicotinic acid, A compound selected from the group consisting of dipiconilic acid, lutidinic acid, quinolinic acid, glutamic acid, alanine, glycine, cystine, histidine, asparagine, but are not limited to, asparagine, guanidine, hydrazine, ethylenediamine, formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, succinic acid, Malic acid, maleic acid, malonic acid, citric acid, lactic acid, tricarballyic acid, tartaric acid, aspartic acid, aspartic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid and fumaric acid, But is not limited to, at least one selected from the group consisting of phthalic acid, pyridinecarboxylic acid, and salts thereof.

상기 유기산은, 상기 첨가제 중 10 중량% 내지 90 중량%인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 10 중량% 미만인 경우 낮은 연마특성을 보일 수 있고, 90 중량% 초과인 경우에는 기판 표면 결함이 증가될 수 있다.The organic acid may be 10 wt% to 90 wt% of the additive, but is not limited thereto. If it is less than 10% by weight, it can exhibit low polishing characteristics, and if it is more than 90% by weight, surface defects on the substrate can be increased.

상기 pH 조절제는, 첨가제의 pH를 조절하여 피복된 연마 입자의 분산도를 조절하는 역할을 할 수 있다. 상기 pH 조절제는, 예를 들어, 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 트리에탄올아민, 트로메타민, 나이아신아마이드, 질산, 황산, 인산, 염산, 아세트산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산, 젖산, 말산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The pH adjusting agent may control the dispersion degree of the coated abrasive particles by adjusting the pH of the additive. The pH adjusting agent may be, for example, ammonia, ammonium methyl propanol (TMAH), tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium bicarbonate, sodium carbonate, But are not limited to, tromethamine, niacinamide, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, acetic acid, citric acid, glutaric acid, gluconic acid, formic acid, lactic acid, malic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, phthalic acid, But are not limited to, those selected from the group consisting of < RTI ID = 0.0 >

상기 pH 조절제는, 연마입자나 연마 대상막의 종류, 가공 목적 등에 따라 적정한 연마 슬러리 조성물의 pH에 따라 적정량이 첨가되는 것일 수 있다.The pH adjusting agent may be added in an appropriate amount depending on the pH of the polishing slurry composition suitable for the type of abrasive grains, the film to be polished, the processing purpose, and the like.

본 발명의 탄성 및 취성을 가지는 연마입자 및 그를 포함하는 연마 슬러리 조성물에 의하여, 연마 시 연마입자가 연마 대상막의 표면에 충돌했을 때, 충돌에 의해 생긴 충격을 연마입자의 탄성에 의해 흡수 및 완화하고, 연마입자의 취성에 의해 일정 압력 이상에서 파쇄되어 연마 대상막에 스크래치, 디싱, 에로젼, 부식 등의 표면 결함의 형성을 방지할 수 있다. 또한, 연마입자의 반발 탄성률을 억제하여, 연마 대상막에 충돌한 연마입자가 모체의 탄성력에 의해 반동하는 것을 방지할 수 있다.
The abrasive grains having elasticity and brittleness of the present invention and the polishing slurry composition containing the same absorb and alleviate the impact caused by the collision when the abrasive grains collide with the surface of the film to be polished during polishing by the elasticity of the abrasive grains , It is crushed at a predetermined pressure or higher due to the brittleness of the abrasive grains to prevent formation of surface defects such as scratches, dishing, erosion and corrosion on the film to be polished. Further, the rebound resilience of the abrasive grains can be suppressed, and the abrasive grains colliding with the film to be polished can be prevented from recoiling due to the elastic force of the matrix.

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 (10)

탄성 및 취성을 가지는 연마입자.
Abrasive particles having elasticity and brittleness.
제1항에 있어서,
상기 연마입자의 탄성계수는 0.01 GPa 내지 30 GPa인 것인, 연마입자.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grains have an elastic modulus of from 0.01 GPa to 30 GPa.
제1항에 있어서,
상기 연마입자의 파쇄강도는 1 MPa 내지 100 MPa인 것인, 연마입자.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grain has a crushing strength of 1 MPa to 100 MPa.
제1항에 있어서,
상기 연마입자는 초임계 또는 아임계 조건을 포함하는 액상반응에 의해 제조되는 것인, 연마입자.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grains are produced by a liquid phase reaction including supercritical or subcritical conditions.
제4항에 있어서,
상기 초임계 또는 아임계 조건은 300℃ 내지 600℃의 반응 온도를 가지는 것인, 연마입자.
5. The method of claim 4,
Wherein the supercritical or subcritical condition has a reaction temperature of 300 < 0 > C to 600 < 0 > C.
제4항에 있어서,
상기 초임계 또는 아임계 조건은 초임계 또는 아임계 이산화탄소, 초임계 또는 아임계 알칸, 초임계수(水) 또는 아임계수, 및 초임계 또는 아임계 알코올로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 이용하는 것인, 연마입자.
5. The method of claim 4,
The supercritical or subcritical condition may be at least one selected from the group consisting of supercritical or subcritical carbon dioxide, supercritical or subcritical alkane, supercritical water or subcritical water, and supercritical or subcritical alcohol Phosphor particles.
제1항에 있어서,
상기 연마입자는 Si, Al, Ce, Zr, Ge, Mg, Ti, 및 Fe로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나의 원소를 포함하는 금속산화물;
유기물 또는 무기물로 코팅된 상기 금속산화물; 및
콜로이달 상태의 상기 금속산화물;
로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마입자.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grains include a metal oxide including at least one element selected from the group consisting of Si, Al, Ce, Zr, Ge, Mg, Ti, and Fe;
The metal oxide coated with an organic or inorganic material; And
The metal oxide in the colloidal state;
Wherein the abrasive grains comprise at least one selected from the group consisting of grains,
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 연마입자; 및
첨가제;
를 포함하는 연마용 슬러리 조성물.
An abrasive according to any one of claims 1 to 7; And
additive;
≪ / RTI >
제8항에 있어서,
상기 연마입자는 상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.5 중량% 내지 10 중량%인 것인, 연마용 슬러리 조성물.
9. The method of claim 8,
Wherein the abrasive grains are 0.5 wt% to 10 wt% of the abrasive slurry composition.
제8항에 있어서,
상기 첨가제는, 카르복실기(COOH)를 포함하는 음이온성 고분자, 비이온성 고분자, 암모늄 염, 유기산 및 pH 조절제로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 연마용 슬러리 조성물 중 0.001 내지 1 중량%인 것인,
연마용 슬러리 조성물.9. The method of claim 8,
The additive includes at least one selected from the group consisting of an anionic polymer containing a carboxyl group (COOH), a nonionic polymer, an ammonium salt, an organic acid, and a pH regulator,
0.001 to 1% by weight of the polishing slurry composition.
Abrasive slurry composition.
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