KR20160125189A - Polishing slurry composition - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to -a polishing slurry composition which, according to one embodiment of the present invention, comprises: abrasive particles; an oxidizing agent; a compound for accelerating oxidization and preventing corrosion; and an anionic polymer. The polishing slurry composition of the present invention can show an excellent anti-corrosion effect without having a decrease in the abrasion rate by forming a protective layer on the surface of tungsten and thereby weakening the etching power of the oxidizing agent. Also, since iron ions or iron compounds are not used, the polishing slurry composition of the present invention can reduce defects on the surface being polished that can be caused by the iron ions or iron compounds, and has superior dispersion stability and storage stability.

Description

연마 슬러리 조성물{POLISHING SLURRY COMPOSITION}[0001] POLISHING SLURRY COMPOSITION [0002]

본 발명은 연마 슬러리 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a polishing slurry composition.

집적 회로 기술을 적용한 반도체 칩 하나에는 트랜지스터, 커패시터, 저항기 등 수 많은 기능 요소들이 포함되어 있으며, 이러한 개별적인 요소들은 일정한 모양으로 도안된 배선에 의해 서로 연결되어 회로를 구성한다. 집적 회로는 각 세대를 거치면서 소형화되었고, 이에 따라 칩 하나가 가지는 기능은 점차 증대되고 있다. 그러나 단순히 소자의 크기를 줄이는 것에는 한계가 있으므로, 최근에는 각 소자를 다층으로 형성하는 다층 배선 구조에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이와 같이 다층 배선 구조의 반도체 소자를 제조하기 위해서는 금속막을 연마하여 평탄화하는 공정을 반드시 필요로 한다. 그러나 일반적으로 금속막은 강도가 높아 연마가 용이하지 않으므로, 금속막을 효과적으로 연마하기 위해서는 금속막을 비교적 강도가 낮은 금속 산화물 형태로 에칭한 다음, 연마를 수행하여야 한다. 이와 같이 텅스텐 막을 연마하기 위한, 화학-기계적 연마 슬러리 조성물에 대하여는 특허출원 제2002-0058207호 "텅스텐 금속막 연마용 화학-기계적 연마슬러리 조성물", 제2002-0063801호 "분산 안정성이 우수한 텅스텐 금속막 연마용 화학-기계적 연마 슬러리 조성물", 제2002-0063802호 "텅스텐 막에 대한 연마속도가 우수하고 안정성이 뛰어난 화학-기계적 연마슬러리 조성물", 제2002-0081610호 "금속막의 화학-기계적 연마 슬러리 조성물"등에 상세히 개시되어 있으나, 이와 같은 종래의 화학-기계적 연마 슬러리 조성물들은 금속막을 강도가 낮은 금속 산화물 형태로 에칭하는 화학적 전환 과정의 효율이 충분히 만족스럽지 못한 단점이 있다. 또한 과산화수소와 철염을 이용하여 텅스텐 막을 금속 산화물 형태로 효율적으로 전환하는 방법도 사용되고 있으나, 이와 같은 방법은 과다한 철염의 사용으로 인해 제조되는 금속막에 결함이 발생하고, 양전하의 철 이온으로 인하여 연마 슬러리 조성물의 분산 안정성의 저하를 발생시킬 우려가 있다. 따라서, 연마되는 텅스텐 막에 결함을 발생시키지 않으면서도, 연마되는 텅스텐 막을 산화막으로 보호막을 형성할 수 있는 화학 기계적 연마 슬러리 조성물의 개발이 요구되고 있다.
A semiconductor chip using integrated circuit technology includes a number of functional elements such as transistors, capacitors, and resistors, and these individual elements are connected to each other by a wiring patterned in a predetermined shape. The integrated circuit has been miniaturized through each generation, and thus the function of one chip is gradually increasing. However, since there is a limit in simply reducing the size of the device, in recent years, studies on a multilayered wiring structure in which each device is formed in multiple layers have been actively conducted. In order to manufacture a semiconductor device having a multilayer interconnection structure, a process of polishing and flattening a metal film is indispensable. However, in general, since the metal film is not easily polished due to its high strength, in order to effectively polish the metal film, the metal film must be etched in the form of a metal oxide having a relatively low strength, and then polishing is performed. For the chemical-mechanical polishing slurry composition for polishing the tungsten film in this way, Patent Application No. 2002-0058207 entitled " Chemical-Mechanical Polishing Slurry Composition for Tungsten Metal Film Polishing ", No. 2002-0063801 "A tungsten metal film Mechanical polishing slurry composition ", 2002-0063802 "Chemical-mechanical polishing slurry composition excellent in polishing speed and excellent in stability against tungsten film ", No. 2002-0081610" Chemical mechanical polishing slurry composition of metal film However, such conventional chemical-mechanical polishing slurry compositions have a disadvantage in that the efficiency of the chemical conversion process of etching a metal film into a metal oxide having a low strength is not satisfactory. In addition, a method of effectively converting a tungsten film into a metal oxide form by using hydrogen peroxide and iron salts is also used. However, such a method is disadvantageous in that defects are generated in a metal film produced by using excessive iron salts, The dispersion stability of the composition may be lowered. Therefore, it is required to develop a chemical mechanical polishing slurry composition which can form a protective film of an oxidized film of a tungsten film to be polished without causing defects in the tungsten film to be polished.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 철 이온 또는 철 화합물 등의 금속염에 의하여 발생할 수 있는 연마되는 텅스텐 막에 결함을 발생시키지 않으면서도, 텅스텐 막을 효과적으로 산화시킬 수 있고, 분산 안정성이 우수한 연마 슬러리 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to effectively oxidize a tungsten film without causing defects in a polished tungsten film which may be generated by a metal salt such as an iron ion or an iron compound , And to provide a polishing slurry composition excellent in dispersion stability.

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 일 실시예에 따르면, 연마입자; 산화제; 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물; 및 음이온성 고분자;를 포함하는, 연마 슬러리 조성물을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, abrasive particles; Oxidant; Compounds which promote oxidation and prevent corrosion; And an anionic polymer. The present invention also provides a polishing slurry composition.

상기 연마 슬러리 조성물은 철-프리(Fe-free) 및 철이온-프리(Fe ion-free)인 것일 수 있다.The polishing slurry composition may be Fe-free and Fe ion-free.

상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the abrasive particles comprise at least one selected from the group consisting of a metal oxide coated with a metal oxide, an organic or inorganic material, and a metal oxide in a colloidal state, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina, At least one selected from the group consisting of titania, barium titania, germania, manganese, and magnesia.

상기 연마입자 크기는, 30 nm 내지 300 nm인 것일 수 있다.The abrasive grain size may be from 30 nm to 300 nm.

상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다.The abrasive grains may be 0.1 wt% to 10 wt% of the polishing slurry composition.

상기 산화제는, 과산화수소, 우레아 과산화수소, 우레아, 과탄산염, 과요오드산, 과요오드산염, 과염소산, 과염소산염, 과브롬산, 과브롬산염, 과붕산, 과붕산염, 과망간산, 과망간산염, 과황산염, 브롬산염, 염소산염, 아염소산염, 크롬산염, 요오드산염, 요오드산, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드, 소듐 퍼옥사이드 및 과산화요소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of hydrogen peroxide, urea hydrogen peroxide, urea, percarbonate, periodate, periodate, perchlorate, perchlorate, perbromate, perbromate, perborate, perborate, permanganate, permanganate, persulfate, At least one selected from the group consisting of chlorates, chlorites, chromates, iodates, iodic acid, ammonium peroxodisulfate, benzoyl peroxide, calcium peroxide, barium peroxide, sodium peroxide and peroxide elements have.

상기 산화제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.The oxidizing agent may be 0.005 wt% to 5 wt% of the polishing slurry composition.

상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, N-옥사이드 화합물을 포함하는 것일 수 있다.The compound having the oxidation promoting and corrosion inhibiting function may be one containing an N-oxide compound.

상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, 트리메틸-N-옥사이드, 4-메틸모르폴린 N-옥사이드(C5H11NO2), 트리메틸아민-N-옥사이드, 트리에틸아민-N-옥사이드, N-에틸모르폴린-N-옥사이드, N-메틸피롤리딘-N-옥사이드, N-에틸피롤리딘-N-옥사이드, 피리딘-N-옥사이드(C5H5NO), 2-하이드록시피리딘-N-옥사이드, 이미다졸-N-옥사이드, 1-(2-히드록시메틸) 피페라진-N-옥사이드, N-메틸모폴린-N-옥사이드 및 피콜린산 N-옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Compounds which promote the oxidation-resistant, acid-resistant feature, trimethyl -N- oxide, 4-methylmorpholine N- oxide (C 5 H 11 NO 2) , -N- trimethylamine oxide, triethylamine oxide, -N-, N-oxide, N-ethylpyrrolidine-N-oxide, pyridine-N-oxide (C 5 H 5 NO), 2-hydroxypyridine (2-hydroxymethyl) piperazine-N-oxide, N-methylmorpholine-N-oxide and picolinic acid N-oxide Or at least one of them.

상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.The oxidation-promoting and corrosion-inhibiting compound may be 0.005% to 5% by weight of the polishing slurry composition.

상기 음이온성 고분자는, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌설페이트, 폴리인산, 폴리글루탐산, 폴리포스페이트, 폴리헥산, 폴리아스파틱산, 폴리소듐스티렌설포네이트, 폴리비닐설포닉산, 폴리소듐염, 폴리아미노산, 폴리아크릴 말레익산, 폴리비닐포스폰산, 폴리아스팔트산 및 폴리아네톨술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The anionic polymer may be at least one selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfate, polyphosphoric acid, polyglutamic acid, polyphosphate, polyhexane, polyaspartic acid, polysodium styrenesulfonate, polyvinylsulfonic acid, , Polyacrylic maleic acid, polyvinylphosphonic acid, polyaspartic acid, and polyanethol sulfonic acid.

상기 음이온성 고분자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.The anionic polymer may be 0.005 wt% to 5 wt% of the polishing slurry composition.

시트르산, 옥살산, 말론산, 카르복실산, 락트산, 타르타르산, 벤조산, 페닐아세트산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글리콜산, 포름산, 만델산, 숙신산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 아스파르트산, 글루타르산, 글루탐산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시트라콘산, 글리콜산, 티오글리콜산, 이소시트르산, 디글리콜산, 티오디글리콜산, 프탈산, 살리실알데히드, 자르코신, 퀴놀린카르복실산 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 이타콘산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 킬레이트제를 더 포함하는 것일 수 있다.But are not limited to, citric acid, oxalic acid, malonic acid, carboxylic acid, lactic acid, tartaric acid, benzoic acid, phenylacetic acid, 1-naphthoic acid, 2-naphthoic acid, glycolic acid, formic acid, mandelic acid, succinic acid, adipic acid, The present invention relates to a process for the production of a compound of the formula I wherein R 1 is selected from the group consisting of acid, glutaric acid, glutamic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, citraconic acid, glycolic acid, thioglycolic acid, isocitric acid, diglycolic acid, thiodiglycolic acid, phthalic acid, salicylaldehyde, At least one chelating agent selected from the group consisting of acid 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and itaconic acid.

상기 킬레이트제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다.The chelating agent may be 0.01 wt% to 5 wt% of the polishing slurry composition.

질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 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 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 산성 물질; 및 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 염기성 물질;로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 pH 조절제를 더 포함하는 것일 수 있다.But are not limited to, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, bromic acid, formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, An acidic substance comprising at least any one selected from the group consisting of benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, and tartaric acid and salts thereof; And at least one selected from the group consisting of ammonia, ammonium methyl propanol (AMP), tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate, And at least one pH adjusting agent selected from the group consisting of a surfactant and a surfactant.

상기 연마 슬러리 조성물의 pH는, 1 내지 5의 범위를 가지는 것일 수 있다.The pH of the polishing slurry composition may be in the range of 1 to 5.

상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 텅스텐의 연마 후 표면은 피크투밸리(peak to valley; PV) 값이 100 nm 이하 및 표면거칠기(roughness)가 10 nm 이하인 것일 수 있다.
The polished surface of tungsten using the polishing slurry composition may have a peak to valley (PV) value of 100 nm or less and a surface roughness of 10 nm or less.

본 발명의 연마 슬러리 조성물은, 텅스텐 표면에 보호막을 형성하여 산화제에 의한 에칭력(식각력)을 약화시킴으로써 연마율의 저하 없이도 우수한 부식방지 효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 철 이온 또는 철 화합물을 사용하지 않기 때문에 철 이온 또는 철 화합물에 의하여 발생할 수 있는 연마 표면의 결함을 감소시킬 수 있고, 분산 안정성 및 저장 안정성이 우수하다.
The polishing slurry composition of the present invention can exhibit excellent corrosion prevention effect without decreasing the polishing rate by forming a protective film on the surface of tungsten and weakening the etching force (etching force) by the oxidizing agent, It is possible to reduce defects on the polished surface that can be generated by the iron ion or the iron compound, and is excellent in dispersion stability and storage stability.

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 상온 보관 경시 안정성을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 60℃ 보관 경시 안정성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후 연마율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 텅스텐 웨이퍼의 초기 표면 이미지와 본 발명의 실시예 1 및 비교예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 텅스텐 웨이퍼를 연마한 후 텅스텐 웨이퍼의 표면을 나타낸 이미지이다.1 is a graph showing the stability of the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 according to the present invention at room temperature after storage.
2 is a graph showing the stability of the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention at a storage temperature of 60 ° C.
3 is a graph showing the polishing rates after polishing using the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
4 is an image showing an initial surface image of a tungsten wafer and a surface of a tungsten wafer after polishing the tungsten wafer using the polishing slurry composition of Example 1 and Comparative Example 3 of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.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. In addition, terms used in this specification are terms used to appropriately express the preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, the intention of the operator, or the practice of 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 연마 슬러리 조성물에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
Hereinafter, the polishing slurry composition of the present invention will be specifically described with reference to examples and drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments and drawings.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 연마입자; 산화제; 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물; 및 음이온성 고분자;를 포함하는, 연마 슬러리 조성물을 제공한다.According to one embodiment of the present invention, abrasive particles; Oxidant; Compounds which promote oxidation and prevent corrosion; And an anionic polymer. The present invention also provides a polishing slurry composition.

본 발명의 연마 슬러리 조성물은, 텅스텐 표면에 보호막을 형성하여 산화제에 의한 에칭력을 약화시킴으로써 연마율의 저하 없이도 우수한 부식방지 효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 과량의 철염 등 금속염에 의하여 발생할 수 있는 연마 표면의 결함을 감소시킬 수 있고, 분산 안정성 및 저장 안정성이 우수한 장점이 있다.The polishing slurry composition of the present invention can form a protective film on the surface of tungsten to weaken the etching force by the oxidizing agent to thereby exhibit an excellent corrosion preventing effect without lowering the polishing rate, It is possible to reduce defects on the surface, and it is advantageous in that dispersion stability and storage stability are excellent.

상기 연마 슬러리 조성물은 철-프리(Fe-free) 및 철이온-프리(Fe ion-free)인 것일 수 있다. 철 이온 또는 철 화합물 성분은 텅스텐 막의 산화를 촉진시키기 위한 촉매로서 연마 슬러리 조성물에 통상적으로 사용되어 왔으나, 연마되는 텅스텐 막에 금속 성분을 잔류시키거나, 텅스텐 막에 결함을 유발하는 것으로 알려져 왔다. 따라서, 본 발명에서는 철 이온 또는 철 화합물을 사용하지 않고도, N-옥사이드 화합물을 사용하여 산화를 촉진하고, 금속 보호막을 형성해 부식 방지를 도모하였다.The polishing slurry composition may be Fe-free and Fe ion-free. Iron ion or iron compound components have been commonly used in polishing slurry compositions as catalysts for promoting the oxidation of tungsten films, but they have been known to cause metal components to remain in the tungsten film to be polished or to cause defects in the tungsten film. Therefore, in the present invention, oxidation is promoted by using an N-oxide compound without using an iron ion or an iron compound, and a metal protective film is formed to prevent corrosion.

상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the abrasive particles comprise at least one selected from the group consisting of a metal oxide coated with a metal oxide, an organic or inorganic material, and a metal oxide in a colloidal state, wherein the metal oxide is selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina, At least one selected from the group consisting of titania, barium titania, germania, manganese, and magnesia.

상기 연마입자 크기는, 30 nm 내지 300 nm인 것일 수 있다. 30 nm 미만일 경우에는 작은 입자가 과도하게 발생하면서 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하여 연마율이 저하되는 문제점이 있고, 300 nm 초과인 경우에는 단분산성을 달성하지 못하여 디싱, 표면 결함, 연마율, 선택비의 조절이 어려운 문제점 있다.The abrasive grain size may be from 30 nm to 300 nm. When the thickness is less than 30 nm, small particles are excessively generated, detergency is deteriorated, excessive defects are generated on the surface of the wafer, and the polishing rate is decreased. When the thickness is more than 300 nm, It is difficult to control the surface defects, the polishing rate, and the selection ratio.

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

상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마 슬러리 조성물 중 상기 연마입자의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우 연마 시 연마 대상막, 예를 들어, 텅스텐을 충분히 연마하지 못하여 평탄화율이 저하될 우려가 있고, 10 중량%를 초과하면, 결함 및 스크래치 등 결점의 원인이 될 우려가 있다.The abrasive grains may be 0.1 wt% to 10 wt% of the polishing slurry composition. When the content of the abrasive grains in the polishing slurry composition is less than 0.1% by weight, the polishing target film, for example, tungsten may not be sufficiently polished during polishing and the planarization rate may be lowered. On the other hand, Scratches and the like.

상기 산화제는, 과산화수소, 우레아 과산화수소, 우레아, 과탄산염, 과요오드산, 과요오드산염, 과염소산, 과염소산염, 과브롬산, 과브롬산염, 과붕산, 과붕산염, 과망간산, 과망간산염, 과황산염, 브롬산염, 염소산염, 아염소산염, 크롬산염, 요오드산염, 요오드산, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드, 소듐 퍼옥사이드 및 과산화요소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.Wherein the oxidizing agent is selected from the group consisting of hydrogen peroxide, urea hydrogen peroxide, urea, percarbonate, periodate, periodate, perchlorate, perchlorate, perbromate, perbromate, perborate, perborate, permanganate, permanganate, persulfate, At least one selected from the group consisting of chlorates, chlorites, chromates, iodates, iodic acid, ammonium peroxodisulfate, benzoyl peroxide, calcium peroxide, barium peroxide, sodium peroxide and peroxide elements have.

상기 산화제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있으며, 바람직하게는, 0.05 중량% 내지 1 중량%일 수 있다. 상기 산화제가 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 미만인 경우에는 텅스텐 막에 대한 연마 속도 및 에칭 속도가 저하될 수 있고, 5 중량% 초과인 경우에는 텅스텐 막 표면의 산화막이 하드(hard)해져서 연마가 순조롭게 이루어지지 않고 산화막이 성장하여 금속의 부식과 에로젼으로 인하여 텅스텐 막 표면 특성이 좋지 않은 특성을 가질 수 있다.The oxidizing agent may be 0.005 wt% to 5 wt%, preferably 0.05 wt% to 1 wt%, of the polishing slurry composition. When the oxidizing agent is less than 0.005 wt% of the polishing slurry composition, the polishing rate and etching rate with respect to the tungsten film may be lowered. When the oxidizing agent is more than 5 wt%, the oxide film on the tungsten film surface becomes hard, The oxide film grows and the characteristics of the tungsten film surface may be poor due to corrosion and erosion of the metal.

상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, 텅스텐 표면에 보호막으로서 산화막 형성을 위한 것으로서, 산화제에 의한 에칭력을 약화시켜 부식을 방지하고, 산화제의 옥시 라디칼 형성을 촉진시켜 텅스텐 표면의 산화막 형성을 강화하여 연마입자에 의한 화학 기계적 연마로 텅스텐 표면의 거칠기를 개선시킬 수 있다. 상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, -R-N-O 기를 가지는 N-옥사이드 화합물을 포함하는 것일 수 있으며, 상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, 예를 들어, 트리메틸-N-옥사이드, 4-메틸모르폴린 N-옥사이드(C5H11NO2), 트리메틸아민-N-옥사이드, 트리에틸아민-N-옥사이드, N-에틸모르폴린-N-옥사이드, N-메틸피롤리딘-N-옥사이드, N-에틸피롤리딘-N-옥사이드, 피리딘-N-옥사이드(C5H5NO), 2-하이드록시피리딘-N-옥사이드, 이미다졸-N-옥사이드, 1-(2-히드록시메틸) 피페라진-N-옥사이드, N-메틸모폴린-N-옥사이드 및 피콜린산 N-옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The oxidation promoting and corrosion inhibiting compound is used for forming an oxide film as a protective film on the surface of tungsten. It prevents corrosion by weakening the etching power by the oxidizing agent and promotes the formation of oxide radicals of the oxidizing agent to form an oxide film on the tungsten surface. And the surface roughness of the tungsten surface can be improved by chemical mechanical polishing using abrasive grains. The compound having the oxidation promoting and corrosion inhibiting function may include an N-oxide compound having a -RNO group. The compound having the oxidation promoting and corrosion inhibiting function may be, for example, trimethyl-N-oxide, 4 -Methylmorpholine N-oxide (C 5 H 11 NO 2 ), trimethylamine-N-oxide, triethylamine-N-oxide, N-ethylmorpholine- (C 5 H 5 NO), 2-hydroxypyridine-N-oxide, imidazole-N-oxide, 1- (2-hydroxypyrrolidine-N-oxide, Methyl) piperazine-N-oxide, N-methylmorpholine-N-oxide and picolinic acid N-oxide.

상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물이 0.005 중량% 미만인 경우에는 텅스텐을 산화하는데 있어서 산화력이 감소하는 문제점이 있고, 5 중량%를 초과하면 텅스텐의 산화에 추가적인 효과를 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 유기산 및 pH 조절제 함량이 증가함에 따라 정적 식각률(Static Etch Rate; SER)이 증가하고 전체 연마 슬러리 조성물의 분산 안정성이 저하될 우려가 있다.The oxidation-promoting and corrosion-inhibiting compound may be 0.005% to 5% by weight of the polishing slurry composition. When the amount of the compound having oxidation promoting and corrosion inhibiting function is less than 0.005% by weight, the oxidizing power is reduced in oxidizing tungsten. When the amount of the compound is more than 5% by weight, no additional effect on oxidation of tungsten can be obtained. And the static etch rate (SER) increases as the pH adjuster content increases The dispersion stability of the entire polishing slurry composition may be lowered.

상기 음이온성 고분자는, 연마 슬러리 조성물 내의 연마입자가 텅스텐 표면에 흡착되는 것을 방지하고, 분산 안정성을 개선하기 위해 첨가되는 것으로서, 상기 음이온성 고분자는, 예를 들어, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌설페이트, 폴리인산, 폴리글루탐산, 폴리포스페이트, 폴리헥산, 폴리아스파틱산, 폴리소듐스티렌설포네이트, 폴리비닐설포닉산, 폴리소듐염, 폴리아미노산, 폴리아크릴 말레익산, 폴리비닐포스폰산, 폴리아스팔트산 및 폴리아네톨술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The anionic polymer is added to prevent abrasive grains in the polishing slurry composition from being adsorbed on the tungsten surface and to improve dispersion stability. The anionic polymer may be, for example, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, Polyvinyl pyrrolidone, polystyrenesulfate, polyphosphoric acid, polyglutamic acid, polyphosphate, polyhexane, polyaspartic acid, polydisodium styrenesulfonate, polyvinylsulfonic acid, polysodium salt, polyamino acid, polyacrylic maleic acid, polyvinylphosphonic acid, polyaspartic acid And polyanetholsulfonic acid. [0033] The term " anionic surfactant "

상기 음이온성 고분자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 음이온성 고분자가 0.005 중량% 미만인 경우 연마입자의 분산에 필요한 양이 부족하여 분산성이 저하되며, 상기 음이온성 고분자가 5 중량%를 초과하는 경우에는 과량의 첨가로 인하여 분산 안정성이 감소하여 응집이 발생하고 이로 인해 텅스텐 표면에 결함 및 스크래치가 발생하게 되는 문제점이 있다.The anionic polymer may be 0.005 wt% to 5 wt% of the polishing slurry composition. When the amount of the anionic polymer is less than 0.005 wt%, the amount required for dispersion of the abrasive particles is insufficient and the dispersibility is decreased. When the anionic polymer is more than 5 wt%, the dispersion stability is decreased due to excessive addition, Which causes defects and scratches on the tungsten surface.

본 발명의 연마 슬러리 조성물은 연마 전 금속 이온 불순물이 웨이퍼 표면에 잔류하거나 표면 내부로 확산하는 것을 막고, 연마 입자의 분산 안정성을 충분히 확보하기 위하여 킬레이트제를 더 포함할 수 있다. 상기 킬레이트제는, 예를 들어, 시트르산, 옥살산, 말론산, 카르복실산, 락트산, 타르타르산, 벤조산, 페닐아세트산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글리콜산, 포름산, 만델산, 숙신산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 아스파르트산, 글루타르산, 글루탐산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시트라콘산, 글리콜산, 티오글리콜산, 이소시트르산, 디글리콜산, 티오디글리콜산, 프탈산, 살리실알데히드, 자르코신, 퀴놀린카르복실산 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 이타콘산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.The polishing slurry composition of the present invention may further include a chelating agent to prevent metal ion impurities before polishing from diffusing into the surface of the wafer or diffusing into the surface of the wafer and sufficiently ensuring dispersion stability of the abrasive particles. The chelating agent may be selected from, for example, citric, oxalic, malonic, carboxylic, lactic, tartaric, benzoic, phenylacetic, 1-naphthoic, But are not limited to, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, maleic acid, fumaric acid, aspartic acid, glutaric acid, glutamic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, citraconic acid, At least one selected from the group consisting of allyl aldehyde, sarcosine, quinolinecarboxylic acid 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and itaconic acid.

상기 킬레이트제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것일 수 있다. 상기 킬레이트제가 0.01 중량% 미만인 경우 텅스텐 막에 대한 연마속도가 저하될 수 있고, 상기 킬레이트제가 5 중량%를 초과하는 경우에는 텅스텐 막에 대한 부식성이 증가하여 분산 안정성이 저하되는 문제점이 있다.The chelating agent may be 0.01 wt% to 5 wt% of the polishing slurry composition. When the chelating agent is less than 0.01 wt%, the polishing rate for the tungsten film may be lowered. When the chelating agent is more than 5 wt%, the corrosion resistance to the tungsten film is increased and the dispersion stability is lowered.

본 발명의 연마 슬러리 조성물은 금속 또는 연마기의 부식을 방지하고, 금속 산화가 쉽게 일어나는 pH 범위를 구현하기 위하여 사용되는 물질로서 pH 조절제를 더 포함할 수 있으며, 상기 pH 조절제는, 예를 들어, 질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 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 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 산성 물질; 및 암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 염기성 물질;로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The polishing slurry composition of the present invention may further comprise a pH adjusting agent as a substance used to prevent corrosion of a metal or a polishing machine and to realize a pH range in which metal oxidation easily occurs, Or a salt thereof with an acid such as hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, bromic acid, formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, An acidic substance comprising at least one selected from the group consisting of benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, tartaric acid and salts thereof; And at least one selected from the group consisting of ammonia, ammonium methyl propanol (AMP), tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate, , And a basic substance including at least one selected from the group consisting of:

본 발명의 따른 연마 슬러리 조성물의 pH는 연마입자에 따라 분산 안정성 및 적정한 연마속도를 내기 위해 조절되는 것이 바람직하며, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는, 1 내지 5의 산성 영역의 범위를 가지는 것일 수 있다.The pH of the polishing slurry composition according to the present invention is preferably adjusted to provide dispersion stability and proper polishing rate depending on the abrasive grain and the pH of the polishing slurry composition may range from 1 to 5 .

상기 연마 슬러리 조성물은 텅스텐 막 연마 이외에도, 금속막-함유 기판 연마용인 것일 수 있다. 상기 금속막-함유 기판은 구리, 알루미늄, 은, 금, 백금, 탄탈륨, 티탄, 루테늄, 팔라듐, 하프늄, 기타 내화 금속, 그들의 질화물 및 규화물을 들 수 있다.The polishing slurry composition may be, in addition to tungsten film polishing, for polishing a metal film-containing substrate. The metal film-containing substrate includes copper, aluminum, silver, gold, platinum, tantalum, titanium, ruthenium, palladium, hafnium and other refractory metals, nitrides and silicides thereof.

상기 연마 슬러리 조성물은 텅스텐 막을 증착한 웨이퍼 표면의 불균일한 텅스텐 그레인 바운더리를 제거하여 높은 균일성을 가지도록 하는 것으로서, 텅스텐 표면에 화학적으로 산화막을 형성하고, 연마입자에 의하여 기계적으로 표면을 연마하는 슬러리 조성물이다.The polishing slurry composition is to remove uneven tungsten grain boundaries on the surface of a wafer on which a tungsten film is deposited to have high uniformity. The polishing slurry composition chemically forms an oxide film on the tungsten surface and mechanically polishes the surface by abrasive grains .

상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 텅스텐의 연마 후 표면은 피크투밸리(peak to valley; PV) 값이 100 nm 이하 및 표면거칠기(roughness)가 10 nm 이하인 것일 수 있다. 피크투밸리 값 및 표면거칠기의 정도는 원자현미경으로 측정할 수 있다.The polished surface of tungsten using the polishing slurry composition may have a peak to valley (PV) value of 100 nm or less and a surface roughness of 10 nm or less. The peak-to-valley value and the degree of surface roughness can be measured with an atomic force microscope.

상기 연마 슬러리 조성물은, 텅스텐의 토포그래피(topography)를 개선하는 것일 수 있다. 텅스텐 막질의 토포그래피에 의해 발생하던 메탈 쇼트, 에치 불량으로 인해 발생되던 수율을 향상시키고, 차세대 고집적화 공정을 가능하게 할 수 있다. 또한, 텅스텐의 토포그래피만을 제거하기 때문에 과연마를 진행하여 텅스텐을 낭비하지 않고, 이로전(erosion) 현상, 디싱(dishing) 현상, 및 피연마물 표면에 금속 층의 잔류물(residue) 형성 등의 표면 결함(defect)을 크게 낮출 수 있다.
The polishing slurry composition may be to improve the topography of tungsten. It is possible to improve the yield caused by the metal short or etch failure caused by the topography of the tungsten film and to enable the next generation high integration process. In addition, since only the topography of tungsten is removed, it is possible to prevent the tungsten from being wasted by proceeding the superficial edge, and the surface such as erosion phenomenon, dishing phenomenon and formation of metal layer residue on the surface of the object to be polished The defect can be significantly reduced.

이하, 하기 실시예 및 비교예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples and comparative examples. However, the technical idea of the present invention is not limited or limited thereto.

[실시예 1][Example 1]

콜로이달 실리카 입자 433 g에 초순수를 첨가하고, 전체 연마 슬러리 조성물 100 중량% 기준으로, 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물로서 트리메틸-N-옥사이드를 0.01 중량% 및 킬레이트제로서 옥살산 0.1 중량%를 첨가하여 고속으로 혼합하고, 음이온성 고분자로서 폴리인산을 0.5 중량% 투입하고, 질산으로 pH를 2.5로 적정하여 고압분산기를 이용하여 평균 입자 사이즈 110 nm의 연마입자를 포함하는 혼합 조성물을 제조하고, 산화제로서 과산화수소를 연마 직전에 0.5 중량%을 투입하여 본 발명의 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
Ultrapure water was added to 433 g of the colloidal silica particles and 0.01% by weight of trimethyl-N-oxide and 0.1% by weight of oxalic acid as a chelating agent were added as a compound having oxidation promoting and corrosion inhibiting functions on the basis of 100% by weight of the total polishing slurry composition And 0.5 wt% of polyphosphoric acid as an anionic polymer was added. The mixture was titrated with nitric acid to a pH of 2.5 to prepare a mixed composition containing abrasive grains having an average particle size of 110 nm using a high pressure disperser, Hydrogen peroxide as an oxidizing agent was added in an amount of 0.5% by weight immediately before polishing to prepare a polishing slurry composition of the present invention.

[실시예 2][Example 2]

산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물로서 트리메틸-N-옥사이드를 0.1 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.1% by weight of trimethyl-N-oxide was added as a compound having oxidation promoting and corrosion inhibiting functions.

[실시예 3][Example 3]

산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물로서 트리메틸-N-옥사이드를 0.2 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 0.2% by weight of trimethyl-N-oxide was added as a compound having a function of promoting oxidation and preventing corrosion.

[실시예 4][Example 4]

산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물로서 트리메틸-N-옥사이드를 0.1 중량% 첨가한 것과 킬레이트제로서 옥살산을 0.5 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.1% by weight of trimethyl-N-oxide was added as a compound capable of promoting oxidation and corrosion and 0.5% by weight of oxalic acid was added as a chelating agent.

[실시예 5][Example 5]

산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물로서 트리메틸-N-옥사이드를 0.1 중량% 첨가한 것과 음이온성 고분자로서 폴리인산 1.0 중량% 첨가한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.1% by weight of trimethyl-N-oxide was added as a compound having oxidation promoting and corrosion inhibiting properties and 1.0% by weight of polyphosphoric acid was added as an anionic polymer.

[비교예 1][Comparative Example 1]

콜리이달 실리카 입자 433 g에 초순수를 투입하고 질산으로 pH 2.5로 적정하여 고압 분산기를 이용하여 연마 슬러리 조성물을 제조 하였다.
Ultrapure water was added to 433 g of the colloidal silica particles and titrated with nitric acid to pH 2.5 to prepare a polishing slurry composition using a high pressure disperser.

[비교예 2][Comparative Example 2]

트리메틸-N-옥사이드를 첨가하지 않은 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that trimethyl-N-oxide was not added.

[비교예 3][Comparative Example 3]

질산철 0.0001 중량%를 첨가한 것을 제외하고 하고 비교예 1과 동일한 방법으로 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
A polishing slurry composition was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.0001% by weight of iron nitrate was added.

하기 표 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물의 기초 물성을 나타낸 것이다.
Table 1 below shows basic physical properties of the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.

산화촉진 및 부식방지
기능을 하는 화합물
(중량%)Promoting oxidation and preventing corrosion
Functional compound
(weight%) 옥살산
(중량%)Oxalic acid
(weight%) 폴리인산
(중량%)Polyphosphoric acid
(weight%) pH
조절제pH
Modulator 입자크기
(nm)Particle size
(nm) pHpH 전도도
(㎲/cm)conductivity
(/ / Cm) 실시예 1Example 1 트리메틸-N-옥사이드
0.01Trimethyl-N-oxide
0.01 0.10.1 0.50.5 질산nitric acid 112112 2.512.51 18431843 실시예 2Example 2 0.10.1 0.10.1 0.50.5 111111 2.522.52 22142214 실시예 3Example 3 0.20.2 0.10.1 0.50.5 112112 2.542.54 26752675 실시예 4Example 4 0.10.1 0.50.5 0.50.5 113113 2.522.52 21042104 실시예 5Example 5 0.10.1 0.10.1 1.01.0 111111 2.492.49 19831983 비교예 1Comparative Example 1 -- -- -- 110110 2.512.51 14421442 비교예 2Comparative Example 2 -- 0.10.1 0.50.5 112112 2.522.52 16751675 비교예 3Comparative Example 3 질산철
0.01Iron nitrate
0.01 -- -- 112112 2.522.52 15341534

실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기와 같은 연마 조건으로 텅스텐 웨이퍼를 연마 하였다.
Using the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, tungsten wafers were polished under the following polishing conditions.

[연마 조건] [Polishing condition]

1. 연마장비: UNIPLA 2011. Polishing equipment: UNIPLA 201

2. 웨이퍼: 텅스텐 8K 증착 200 mm 웨이퍼2. Wafer: Tungsten 8K deposition 200 mm wafer

3. 플레이튼 압력(platen pressure): 2 psi3. Platen pressure: 2 psi

4. 스핀들 스피드(spindle speed): 103 rpm4. Spindle speed: 103 rpm

5. 플레이튼 스피드(platen speed): 100 rpm5. Platen speed: 100 rpm

6. 유량(flow rate): 200 ml/min
6. Flow rate: 200 ml / min

(1) 경시 안정성 평가(1) Evaluation of stability over time

실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 상온과 60℃로 조절된 워터배스(waterbath)에 보관하여 Malvern 사의 제타사이저(Zeta Sizer) 측정기를 이용하여 Z-average 결과값을 측정하였다. 도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 상온 보관 경시 안정성을 나타낸 그래프이고, 도 2는 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 60℃ 보관 경시 안정성을 나타낸 그래프이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 비교예 3의 질산철을 첨가한 연마 슬러리 조성물의 경우, 상온 보관 경시 안정성 및 60℃ 보관 경시 안정성에서 연마입자 크기가 급격하게 증가한 것을 보여 비교예 3의 연마 슬러리 조성물이 안정성이 매우 떨어지는 것을 알 수 있다. 이와 비교하여, 본 발명의 실시예 1 내지 5는 상온 및 60℃ 보관 경기 안정성이 변화가 없으며, 이를 통해 분산 안정성 및 저장 안정성이 우수함을 확인하였다.
The polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were stored in a waterbath adjusted to room temperature and 60 DEG C, and Z-average results were measured using a Zeta Sizer meter of Malvern < RTI ID = 0.0 > Respectively. FIG. 1 is a graph showing the stability of the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 according to the present invention at room temperature after storage, FIG. 2 is a graph showing the polishing stability of the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 And the stability of the slurry composition with storage at 60 캜. 1 and 2, in the case of the polishing slurry composition in which the iron nitrate of Comparative Example 3 was added, the abrasive grain size increased sharply in the stability at room temperature storage and the stability at storage at 60 ° C, It can be seen that the composition is very poor in stability. In comparison, in Examples 1 to 5 of the present invention, storage stability at room temperature and 60 ° C was not changed, and it was confirmed that dispersion stability and storage stability were excellent.

(2) 정적 식각률(Static Etch Rate) 평가(2) Evaluation of Static Etch Rate

실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물에 8K로 증착된 텅스텐 조각 웨이퍼를 각 3장씩 투입하여 60℃에서 10 분 동안 에칭시켜 두께의 감소량을 측정하였다. 하기 표 2는 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물의 60℃ 정적 식각률을 나타낸 것이다. 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 5는 비교예 1 내지 3과 비교하여 식각률이 낮은 것을 확인할 수 있으며, 이를 통해 텅스텐 표면의 부식 억제 효과가 우수하고, 산화막 형성에 유리하여 연마 후 표면의 거칠기(roughness)가 좋다는 것을 알 수 있다.
Three pieces of tungsten chips wafers deposited at 8K were charged into the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, and the amount of decrease in thickness was measured by etching at 60 DEG C for 10 minutes. Table 2 below shows the static etching rates at 60 ° C of the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3. The results are shown in Table 2. Referring to Table 2, it can be seen that Examples 1 to 5 of the present invention have lower etching rates than those of Comparative Examples 1 to 3, and thus have excellent corrosion inhibiting effect on the tungsten surface, It can be seen that the roughness of the surface is good.

1차 식각률
(Å/min)First etching rate
(Å / min) 2차 식각률
(Å/min)Secondary etching rate
(Å / min) 3차 식각률
(Å/min)Third etching rate
(Å / min) 평균Average 실시예 1Example 1 3434 3636 3434 34.734.7 실시예 2Example 2 2828 2929 2525 27.327.3 실시예 3Example 3 1616 1414 1313 14.314.3 실시예 4Example 4 2727 2525 2828 26.726.7 실시예 5Example 5 3232 3131 2929 30.730.7 비교예 1Comparative Example 1 7575 7373 7171 73.073.0 비교예 2Comparative Example 2 102102 101101 104104 102.3102.3 비교예 3Comparative Example 3 9898 9595 9393 95.395.3

(3) CMP 연마 성능 평가(3) CMP polishing performance evaluation

실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 8K로 증착된 200 mm 텅스텐 웨이퍼를 연마하여 연마량을 측정하였다. 도 3은 본 발명의 실시예 1 내지 5, 비교예 1 내지 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 연마한 후 연마율을 나타낸 그래프이고, 도 4는 텅스텐 웨이퍼의 초기 표면 이미지와 본 발명의 실시예 1 및 비교예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용하여 텅스텐 웨이퍼를 연마한 후 텅스텐 웨이퍼의 표면을 나타낸 이미지이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 실시예 1 내지 실시예 5의 연마 슬러리 조성물을 이용한 경우에 모두 연마율이 우수한 것을 알 수 있고, 연마 후 텅스텐 웨이퍼 표면 또한 평탄도가 우수한 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예 3의 연마 슬러리 조성물을 이용한 경우에는 질산철을 이용하여 연마속도가 우수하지만 표면이 고르지 못한 것을 확인할 수 있다.
The polishing slurry composition of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 was used to polish a 200 mm tungsten wafer deposited at 8K to measure the amount of polishing. FIG. 3 is a graph showing the polishing rate after polishing using the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention, FIG. 4 is a graph showing the initial surface image of the tungsten wafer, And the surface of the tungsten wafer after polishing the tungsten wafer using the polishing slurry composition of Comparative Example 3. Fig. 3 and 4, it can be seen that all the polishing slurry compositions of Examples 1 to 5 are excellent in polishing rate, and that the surface of the tungsten wafer after polishing is also excellent in flatness. However, in the case of using the polishing slurry composition of Comparative Example 3, it was confirmed that the polishing rate was excellent using the iron nitrate but the surface was uneven.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.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 by the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the appended claims, as well as the appended claims.

Claims (17)

연마입자;
산화제;
산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물; 및
음이온성 고분자;
를 포함하는, 연마 슬러리 조성물.
Abrasive particles;
Oxidant;
Compounds which promote oxidation and prevent corrosion; And
Anionic polymer;
≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 연마 슬러리 조성물은 철-프리(Fe-free) 및 철이온-프리(Fe ion-free)인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing slurry composition is Fe-free and Fe ion-free.
제1항에 있어서,
상기 연마입자는,
금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
상기 금속산화물은 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The above-
At least one selected from the group consisting of a metal oxide coated with a metal oxide, an organic or inorganic material, and a metal oxide in a colloidal state,
Wherein the metal oxide comprises at least one selected from the group consisting of silica, ceria, zirconia, alumina, titania, barium titania, germania, manganese, and magnesia.
Abrasive slurry composition.
제1항에 있어서,
상기 연마입자 크기는, 30 nm 내지 300 nm인 것인, 금속-치환 연마입자.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grain size is from 30 nm to 300 nm.
제1항에 있어서,
상기 연마입자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the abrasive grains are from 0.1 wt% to 10 wt% of the abrasive slurry composition.
제1항에 있어서,
상기 산화제는,
과산화수소, 우레아 과산화수소, 우레아, 과탄산염, 과요오드산, 과요오드산염, 과염소산, 과염소산염, 과브롬산, 과브롬산염, 과붕산, 과붕산염, 과망간산, 과망간산염, 과황산염, 브롬산염, 염소산염, 아염소산염, 크롬산염, 요오드산염, 요오드산, 과산화황산암모늄, 벤조일 퍼옥사이드, 칼슘 퍼옥사이드, 바륨 퍼옥사이드, 소듐 퍼옥사이드 및 과산화요소로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Preferably,
Hydrogen peroxide, urea hydrogen peroxide, urea, percarbonate, periodate, periodate, perchlorate, perchlorate, perbromate, perbromate, perborate, perborate, permanganate, permanganate, persulfate, bromate, chlorate, chlorite , At least one selected from the group consisting of chromate, iodate, iodate, ammonium peroxodisulfate, benzoyl peroxide, calcium peroxide, barium peroxide, sodium peroxide and peroxide. .
제1항에 있어서,
상기 산화제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the oxidizing agent is 0.005 wt% to 5 wt% of the polishing slurry composition.
제1항에 있어서,
상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, N-옥사이드 화합물을 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the compound having the oxidation promoting and corrosion inhibiting function comprises an N-oxide compound.
제1항에 있어서,
상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은,
트리메틸-N-옥사이드, 4-메틸모르폴린 N-옥사이드(C5H11NO2), 트리메틸아민-N-옥사이드, 트리에틸아민-N-옥사이드, N-에틸모르폴린-N-옥사이드, N-메틸피롤리딘-N-옥사이드, N-에틸피롤리딘-N-옥사이드, 피리딘-N-옥사이드(C5H5NO), 2-하이드록시피리딘-N-옥사이드, 이미다졸-N-옥사이드, 1-(2-히드록시메틸) 피페라진-N-옥사이드, N-메틸모폴린-N-옥사이드 및 피콜린산 N-옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The compound having the above oxidation promoting and corrosion inhibiting function,
(C 5 H 11 NO 2 ), trimethylamine-N-oxide, triethylamine-N-oxide, N-ethylmorpholine-N-oxide, N- N-oxide, pyridine-N-oxide (C 5 H 5 NO), 2-hydroxypyridine-N-oxide, imidazole- Wherein the polishing slurry composition comprises at least any one selected from the group consisting of 1- (2-hydroxymethyl) piperazine-N-oxide, N-methylmorpholine-N-oxide and picolinic acid N- .
제1항에 있어서,
상기 산화촉진 및 부식방지 기능을 하는 화합물은, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the oxidation promoting and corrosion inhibiting compound is 0.005% to 5% by weight of the polishing slurry composition.
제1항에 있어서,
상기 음이온성 고분자는,
폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌설페이트, 폴리인산, 폴리글루탐산, 폴리포스페이트, 폴리헥산, 폴리아스파틱산, 폴리소듐스티렌설포네이트, 폴리비닐설포닉산, 폴리소듐염, 폴리아미노산, 폴리아크릴 말레익산, 폴리비닐포스폰산, 폴리아스팔트산 및 폴리아네톨술폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
The anionic polymer,
And examples thereof include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polystyrene sulfate, polyphosphoric acid, polyglutamic acid, polyphosphate, polyhexane, polyaspartic acid, polysodium styrenesulfonate, polyvinylsulfonic acid, polysodium salt, polyamino acid, Wherein the polishing slurry composition comprises at least one selected from the group consisting of polyvinyl phosphonic acid, polyaspartic acid and polyanetholsulfonic acid.
제1항에 있어서,
상기 음이온성 고분자는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.005 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the anionic polymer is from 0.005% to 5% by weight of the polishing slurry composition.
제1항에 있어서,
시트르산, 옥살산, 말론산, 카르복실산, 락트산, 타르타르산, 벤조산, 페닐아세트산, 1-나프토산, 2-나프토산, 글리콜산, 포름산, 만델산, 숙신산, 아디프산, 말레산, 푸마르산, 아스파르트산, 글루타르산, 글루탐산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 시트라콘산, 글리콜산, 티오글리콜산, 이소시트르산, 디글리콜산, 티오디글리콜산, 프탈산, 살리실알데히드, 자르코신, 퀴놀린카르복실산 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 및 이타콘산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나의 킬레이트제를 더 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
But are not limited to, citric acid, oxalic acid, malonic acid, carboxylic acid, lactic acid, tartaric acid, benzoic acid, phenylacetic acid, 1-naphthoic acid, 2-naphthoic acid, glycolic acid, formic acid, mandelic acid, succinic acid, adipic acid, The present invention relates to a process for the preparation of a compound of formula (I) wherein R 1 is selected from the group consisting of acid, glutaric acid, glutamic acid, phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, citraconic acid, glycolic acid, thioglycolic acid, isocitric acid, diglycolic acid, thiodiglycolic acid, phthalic acid, salicylaldehyde, At least one chelating agent selected from the group consisting of acid 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and itaconic acid.
제13항에 있어서,
상기 킬레이트제는, 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 5 중량%인 것인, 연마 슬러리 조성물.
14. The method of claim 13,
Wherein the chelating agent is 0.01% to 5% by weight of the polishing slurry composition.
제1항에 있어서,
질산, 염산, 인산, 황산, 불산, 브롬산, 요오드산, 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 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 산성 물질; 및
암모니아, AMP(ammonium methyl propanol), TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide), 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화마그네슘, 수산화루비듐, 수산화세슘, 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 염기성 물질;
로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 pH 조절제를 더 포함하는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
But are not limited to, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid, bromic acid, formic acid, malonic acid, maleic acid, oxalic acid, acetic acid, adipic acid, citric acid, adipic acid, acetic acid, propionic acid, fumaric acid, An acidic substance comprising at least any one selected from the group consisting of benzoic acid, succinic acid, phthalic acid, butyric acid, glutaric acid, glutamic acid, glycolic acid, lactic acid, aspartic acid, and tartaric acid and salts thereof; And
At least one selected from the group consisting of ammonia, ammonium methyl propanol (AMP), tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), potassium hydroxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, sodium hydrogencarbonate, sodium carbonate, Containing basic material;
≪ / RTI > at least one pH adjusting agent selected from the group consisting of: < RTI ID = 0.0 >
제1항에 있어서,
상기 연마 슬러리 조성물의 pH는, 1 내지 5의 범위를 가지는 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polishing slurry composition has a pH in the range of from 1 to 5.
제1항에 있어서,
상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 텅스텐의 연마 후 표면은 피크투밸리(peak to valley; PV) 값이 100 nm 이하 및 표면거칠기(roughness)가 10 nm 이하인 것인, 연마 슬러리 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polished surface of tungsten using the polishing slurry composition has a peak to valley (PV) value of 100 nm or less and a surface roughness of 10 nm or less.
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