KR20200057374A - 연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자; 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제; 및 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제;를 포함하고, 하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족한다:
[조건식 1]
4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
[조건식 2]
20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.

Description

연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법{POLISHING SLURRY COMPOSITION AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 발명은 연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
반도체 소자가 다양해지고 고집적화됨에 따라 더욱 미세한 패턴 형성 기술이 사용되고 있으며, 그에 따라 반도체 소자의 표면 구조가 더욱 복잡해지고 표면 막들의 단차도 더욱 커지고 있다. 반도체 소자를 제조하는 데 있어서 기판 상에 형성된 특정한 막에서의 단차를 제거하기 위한 평탄화 기술로서 CMP(chemical mechanical polishing) 공정이 이용된다. 예를 들어, 층간 절연을 위해 과량으로 성막된 절연막을 제거하기 위한 공정으로 층간절연막(interlayer dielectric; ILD)과, 칩(chip)간 절연을 하는 얕은 트렌치 소자 분리(shallow trench isolation; STI)용 절연막의 평탄화를 위한 공정 및 배선, 컨택 플러그, 비아 컨택 등과 같은 금속 도전막을 형성하기 위한 공정으로서 많이 사용되고 있다. CMP 공정은, 가공하고자 하는 웨이퍼의 표면과 연마패드를 접촉시킨 상태에서 슬러리를 이들 접촉부위에 공급하면서 웨이퍼와 연마패드를 상대적으로 이동시키면서 웨이퍼의 요철 표면을 화학적으로 반응시키면서 기계적으로 제거하여 평탄화시키는 광역 평탄화 기술이다. CMP 공정에 있어서 연마속도, 연마표면의 평탄화도, 스크래치의 발생 정도가 중요하며, 이들은 CMP 공정조건, 슬러리의 종류, 연마패드의 종류 등에 의해 결정된다. 집적도가 높아지고 공정의 규격이 엄격해짐에 따라 단차가 매우 큰 절연막을 빠르게 평탄화할 필요성이 발생하고 있다. 한편, 음이온성 고분자 및 음이온성 공중합체를 이용한 혼합된 단일층 형태의 슬러리는 고단차 영역에서의 선택비 및 높은 연마율은 구현 가능하나 저단차 영역에서의 평탄도 조절 및 디싱 제어에 어려움이 발생한다. 또한, 연마입자가 가지고 있는 고유 경도에 의한 스크래치 발생 확률이 높은 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치를 방지하고, 우수한 연마율 및 평탄도를 개선하는 연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 분야 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자; 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제; 및 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제;를 포함하고, 하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족한다:
[조건식 1]
4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
[조건식 2]
20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자의 1차입자 직경은 10 nm 내지 40 nm이고, 상기 연마입자의 1차입자의 원재료 대비 입자크기 감소율은 20 % 내지 35 %인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제;를 더 포함할 수 있다,
일 측면에 따르면, 상기 연마입자와 상기 제1 분산제의 결합, 상기 연마입자와 상기 제2 분산제의 결합, 및 상기 제1 분산제와 제2 분산제의 결합 중 적어도 하나의 결합은 정전기적 결합인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제의 분자량은, 400 내지 20,000인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 술폰산, 술폰산염, 술폰산 에스테르, 술폰산 에스테르염, 인산, 인산염, 인산 에스테르, 인산 에스테르염, 아크릴/스티렌 공중합체, 폴리아크릴산/스티렌 공중합체, 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체 및 폴리아크릴산/말레익산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제의 분자량은, 3,000 내지 20,000인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 10 중량% 포함되고, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 10 중량% 포함되는 것일 수 있다,
일 측면에 따르면, 상 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제는, 분자식 내에 2개 이상의 이온화된 양이온을 포함하고, 양이온으로 활성화된 질소를 2개 이상 포함하는 양이온성 중합체인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 중합체는, 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드) (poly(diallyldimethyl ammonium chloride); 폴리[비스(2-클로로에틸) 에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아](Poly[bis(2-chloroethyl) etheralt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea]); 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머(Ethanol, 2,2',2 ' ' -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine); 히드록시에틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer); 아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride); 아크릴아미드/4급화 디메틸암모늄에틸 메타크릴레이트(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammoniumethyl methacrylate); 아크릴산/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴아미드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer); 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스(Quaternized hydroxyethyl cellulose); 비닐피롤리돈/4급화 디메틸아미노데틸 메타크릴레이트 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethyl methacrylate); 비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸의 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole); 비닐피롤리돈/메타크릴마이도프로필 드리메틸암모늄 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyl trimethylammonium); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)트리메틸암모늄 클로라이드(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride)); 폴리(아크릴아미드 2-메타크릴옥시에틸드리메틸 암모늄 클로라이드(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride)); 폴리[2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)메틸 클로라이드](poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride]); 폴리[3-아크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[3-메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride]); 아크릴산/아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴산/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드/메틸 아크릴레이트 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate) 및 비닐카프로락탐/비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸 터폴리머(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)포스포릴클로린-코-엔-부틸 메타크릴레이트(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)); 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염](PDMAEA BCQ) 및 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염](PDMAEA MCQ)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 4급 암모늄을 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제의 분자량은. 3,000 내지 20,000인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량% 포함되는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은, 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는, 3 내지 7 인 것일 수 있다,
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물은, 제타전위가 +30 mV 내지 +60 mV인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 산화막과 질화막 또는 폴리막을 포함하는 기판의 연마 시, 산화막에 대한 질화막 또는 폴리막의 연마 선택비가 10 : 1 내지 700 : 1인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 질화막과 폴리막을 포함하는 기판의 연마 후, 디싱 발생량이 300 Å이하이고, 스크래치가 10 개 미만인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물의 제조방법은, 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자, 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제 및 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제를 혼합하여 연마 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 연마 슬러리를 비드를 사용하여 밀링하는 단계;를 포함한다.
일 측면에 따르면, 상기 밀링은 600 rpm 내지 1200 rpm 범위의 밀링속도로, 직경 0.1 mm 내지 1.2 mm 범위의 비드를 사용하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물은 하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 것일 수 있다:
[조건식 1]
4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
[조건식 2]
20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.
일 측에 따르면, 상기 밀링 후 연마 슬러리 조성물 중 상기 연마입자의 1차입자의 평균 입경은 10 nm 내지 40 nm이고, 상기 연마입자의 1차입자의 원재료 대비 입자크기 감소율은 20 % 내지 35 %인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 밀링 공정에서의 밀링 에너지 조절을 통해 1차 입자 사이즈가 제어된 연마입자를 사용하고, 서로 상이한 전하를 갖는 분산제를 2종 또는 3종 포함함으로써, 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치가 방지되고, 우수한 연마율을 가지고 평탄도가 개선된다.
또한, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물의 제조방법은, 밀링 공정 시 밀링에너지를 조절하여 연마입자의 1차 입자 사이즈를 제어할 수 있으며, 입자 사이즈 감소에 따라 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치가 방지되고, 공정수가 저감되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 비드 충진율을 설명하기 위한 밀링 장치에 비드가 충진된 상태를 도시한 것이다.
도 2는, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물에 포함되는 음이온성 코일링 폴리머의 pH범위에 따른 거동을 도시한 도면이다.
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.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 연마 슬러리 조성물 및 그의 제조방법에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자; 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제; 및 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제;를 포함하고, 하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족한다:
[조건식 1]
4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
[조건식 2]
20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.
상기 밀링에너지는, 연마 슬러리 조성물 제조 시 분쇄 공정 중 밀링 장치의 로터의 밀링속도(rpm)와 밀링 장치에 충진되는 비드의 충진율(%)의 곱이다 (밀링에너지 = 로터(rotor) 밀링속도(rpm) × 비드 충진율(%)).
도 1은 본 발명의 비드 충진율을 설명하기 위한 밀링 장치에 비드가 충진된 상태를 도시한 것이다. 상기 비드 충진율은, 도 1에서와 같이, 밀링 장치의 챔버 내의 부피를 100 % 라고 했을 때 비드의 충진량을 부피비로 나타낸 것이다.
상기 log(밀링에너지)가 4 미만인 경우, 분쇄 효율이 낮아 적절한 크기의 입자를 제조할 수 없고, 5 이상인 경우 비드까지 마모될 우려가 있어 마모에 의한 불순물이 혼입될 수 있고, 이 때문에 연마 후 웨이퍼에 디싱 및 스크래치가 많이 발생하게 된다.
상기 1차입자 크기 감소율이 20 % 미만인 경우 좁은 입도 분포 범위의 연마입자를 가지도록 제조할 수 없고, 35 % 이상인 경우 대립자를 작게 분쇄하는 것 이상으로 수십 nm 내지 수백 nm 크기의 나노입자들까지도 더욱 작게 분쇄되어 입도 분포가 균일하지 않게 되는 문제가 있다. 따라서 연마 후 웨이퍼 평탄화가 균일하게 이루어지지 않고, 디싱 및 스크래치가 많이 발생하게 된다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 상기 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 모두 만족함으로써, 패턴 웨이퍼 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치를 방지하고, 우수한 연마율을 가지며, 평탄도를 개선할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자의 1차입자 직경은 10 nm 내지 40 nm이고, 상기 연마입자의 1차입자의 원재료 대비 입자크기 감소율은 20 % 내지 35 %인 것일 수 있다. 상기 연마입자를 포함하는 연마 슬러리 조성물을 밀링 공정을 진행하며, 입자 크기가 원재료의 크기보다 작아지게 된다. 따라서, 입자크기 감소율은 원재료 입자크기를 기준으로 얼만큼 작아졌는지를 나타내는 것이다. 상기 연마입자의 1차입자 직경이 10 nm 미만인 경우 연마율이 저하되고, 40 nm를 초과하는 경우 단분산성을 달성하지 못할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자의 2차입자의 직경은 20 nm 내지 150 nm인 것일 수 있다. 상기 연마 슬러리 조성물 중 2차입자의 크기에 있어서, 2차입자의 직경이 20 nm 미만인 경우 밀링으로 인하여 작은 입자가 과도하게 발생하면 세정성이 저하되고, 웨이퍼 표면에 과량의 결함이 발생하며, 150 nm를 초과하는 경우 단분산성을 달성하지 못하여 디싱 및 스크래치와 같은 표면 결함 우려가 있다.
일 측면에 따르면, 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제의 분자량은, 400 내지 20,000인 것일 수 있다. 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제의 분자량이 상기 범위를 벗어나는 경우 분산성이 저하되어 안정성이 좋지 않고, 스크래치를 야기시키는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제를 포함함으로써, 패턴 웨이퍼 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치가 개선될 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는, 아크릴레이트 계열 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 술폰산, 술폰산염, 술폰산 에스테르, 술폰산 에스테르염, 인산, 인산염, 인산 에스테르, 인산 에스테르염, 아크릴/스티렌 공중합체, 폴리아크릴산/스티렌 공중합체, 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체 및 폴리아크릴산/말레익산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제의 분자량은, 3,000 내지 20,000인 것일 수 있다. 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제의 분자량이 상기 범위를 벗어나는 경우 분산성이 저하되어 안정성이 좋지 않고, 산화막 연마율을 감소시키는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제를 포함함으로써, 상기 연마입자-분산층 복합체를 포함하는 슬러리의 분산성을 개선할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 10 중량% 포함되고, 상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 10 중량% 포함되는 것일 수 있다,
상기 제1 분산제가 0.001 중량% 미만으로 포함될 경우 목적하는 연마율을 달성하기 어려운 문제점이 발생할 수 있고, 상기 제1 분산제가 10 중량%을 초과하여 포함될 경우 분산성이 저하되어 안정성이 좋지 않고 연마 시 표면 결함 및 스크래치가 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 상기 제2 분산제가 0.001 중량% 미만으로 포함될 경우 목적하는 연마율을 달성하기 어려운 문제점이 발생할 수 있고, 상기 제1 분산제가 10 중량%을 초과하여 포함될 경우 분산성이 저하되어 안정성이 좋지 않고 연마 시 표면 결함 및 스크래치가 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
일 측면에 따르면, 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제;를 더 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제는, 분자식 내에 2개 이상의 이온화된 양이온을 포함하는 양이온성 중합체일 수 있으며, 바람직하게는 상기 양이온성 중합체는, 양이온으로 활성화된 질소를 2개 이상 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 중합체는, 4급 암모늄 형태인 것일 수 있다. 예를 들어, 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드)(poly(diallyldimethyl ammonium chloride); 폴리[비스(2-클로로에틸) 에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아](Poly[bis(2-chloroethyl) etheralt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea]); 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머(Ethanol, 2,2',2 ' ' -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine); 히드록시에틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer); 아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride); 아크릴아미드/4급화 디메틸암모늄에틸 메타크릴레이트(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammoniumethyl methacrylate); 아크릴산/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴아미드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer); 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스(Quaternized hydroxyethyl cellulose); 비닐피롤리돈/4급화 디메틸아미노데틸 메타크릴레이트 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethyl methacrylate); 비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸의 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole); 비닐피롤리돈/메타크릴마이도프로필 드리메틸암모늄 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyl trimethylammonium); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)트리메틸암모늄 클로라이드(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride)); 폴리(아크릴아미드 2-메타크릴옥시에틸드리메틸 암모늄 클로라이드(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride)); 폴리[2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)메틸 클로라이드](poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride]); 폴리[3-아크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[3-메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride]); 아크릴산/아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴산/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드/메틸 아크릴레이트 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate) 및 비닐카프로락탐/비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸 터폴리머(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)포스포릴클로린-코-엔-부틸 메타크릴레이트(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)); 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염](PDMAEA BCQ) 및 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염](PDMAEA MCQ)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제의 분자량은 3,000 내지 20,000인 것일 수 있다. 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제의 분자량이 상기 범위를 벗어나는 경우 산화막 연마율의 조절이 어려워지며, 디싱이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제를 포함함으로써, 연마율이 향상되고 및 양의 제타전위 값을 갖도록 조절할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량% 포함되는 것일 수 있다. 상기 제3 분산제가 상기 범위를 벗어나는 경우 산화막 연마율의 조절이 어려워지며, 디싱이 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 연마 슬러리 조성물은 연마입자를 둘러싸고 있는 분산제들이 정전기적 결합에 의하여 분산층을 이뤄 연마입자에 흡착되는 분산제의 양이 많아지고, 연마입자의 경도를 감소시키고, 윤활성, 응집입자, 분산성을 개선한다.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자와 상기 제1 분산제의 결합, 상기 연마입자와 상기 제2 분산제의 결합, 및 상기 제1 분산제와 제2 분산제의 결합 중 적어도 하나의 결합은 정전기적 결합인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자 표면과 상기 제2 분산제는 서로 반대 전하를 나타내고, 상기 제2 분산제와 제3 분산제 또한 반대 전하를 나타낸다. 따라서, 상기 연마입자 표면에 상기 제2 분산제가 정전기적으로 결합하고, 비이온성인 제1 분산제가 상기 연마입자 표면 또는 제2 분산제에 정전기적으로 결합할 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 금속산화물은, 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 연마입자는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것일 수 있다. 상기 연마입자가 0.1 중량% 미만인 경우 연마 속도가 저하되고, 10 중량% 초과인 경우 연마입자에 의한 결함 발생이 우려되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 연마입자는 고상법 또는 액상법으로 제조되고, 연마입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 액상법은 연마 입자 전구체를 수용액 중에서 화학적 반응을 발생시키고, 결정을 성장시켜 미립자를 얻는 졸-겔(sol-gel)법이나 연마입자 이온을 수용액에서 침전시키는 공침법, 및 고온 고압 하에서 연마입자를 형성하는 수열합성법 등을 적용하여 제조될 수 있다. 또한, 상기 고상법은 연마입자 전구체를 400 ℃ 내지 1,000 ℃의 온도에서 하소하는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 연마입자는 단결정성인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 단결정성 연마입자를 사용할 경우, 다결정성 연마 입자 대비 스크래치 저감 효과를 달성할 수 있으며, 디싱(dishing)이 개선될 수 있으며, 연마 후 세정성이 개선될 수 있다.
상기 연마입자의 형상은 구형, 각형, 침상(針狀) 형상 및 판상(板狀) 형상으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 구형인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물은, 연마입자에 흡착되는 분산제의 양이 많아지게 하고, 연마입자의 경도를 감소시키며, 윤활성, 응집입자, 분산성, 안정성을 개선한다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH는, 3 내지 7 인 것일 수 있다,
도 2는, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물에 포함되는 음이온성 코일링 폴리머의 pH 범위에 따른 거동을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, pH 7 이하에서 폴리머의 사슬이 코일링된 상태로 유지되는 것을 알 수 있으며, pH 7 이상의 범위부터 코일링된 사슬이 점점 풀리고, pH 12 이상일 경우, 코일링된 사슬이 완전히 펼쳐지는 것을 알 수 있다. 이는, 음이온성 코일링 폴리머 내부의 수소결합 세기에 따른 결과이며, 수소 이온이 풍부한 pH 7 이하의 범위에서는 코일링 폴리머 사슬간 수소결합이 활발하게 이루어져, 폴리머가 코일링 되는 것이고, 수소 이온이 부족한 pH 12 이상의 범위에서는 코일링 폴리머 사슬간 수소결합이 이루어지지 않아 코일링 부분이 완전히 펼쳐지는 것이다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물의 pH를 3 내지 7의 범위로 조절하여, 슬러리 조성물의 분산성을 향상시킬 수 있다. 상기 pH는 pH 조절제의 첨가에 의해 조정이 가능하다.
일 측면에 따르면, 상기 pH 조절제는, 질산, 황산, 인산, 염산, 아세트산, 시트르산, 글루타르산, 글루콜산, 포름산, 젖산, 말산, 말론산, 말레산, 옥살산, 프탈산, 숙신산, 타르타르산, 수산화암모늄, 수산화칼륨, 산화칼슘 및 수산화마그네슘으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물은, 제타전위가 +30 mV 내지 +60 mV인 것일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 제3 분산제에 의해 제타전위가 +30 mV 이상으로 조절된다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 산화막과 질화막 또는 폴리막을 포함하는 기판의 연마 시, 산화막에 대한 질화막 또는 폴리막의 연마 선택비가 10 : 1 내지 700 : 1인 것일 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 질화막과 폴리막을 포함하는 기판의 연마 후, 디싱 발생량이 300 Å이하이고, 스크래치가 10 개 미만인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 밀링 공정에서의 밀링 에너지 조절을 통해 1차 입자 사이즈가 제어된 연마입자를 사용하고, 서로 상이한 전하를 갖는 분산제를 2 종 또는 3 종 포함함으로써, 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치가 방지되고, 우수한 연마율을 가지고 평탄도가 개선된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 연마 슬러리 조성물의 제조방법은, 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자, 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제 및 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제를 혼합하여 연마 슬러리를 제조하는 단계; 및 상기 연마 슬러리를 비드를 사용하여 밀링하는 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물의 제조방법은, 밀링 공정 시 밀링에너지를 조절하여 연마입자의 1차입자 사이즈를 제어할 수 있으며, 입자 사이즈 감소에 따라 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치가 방지되고, 공정수가 저감되어 생산성을 향상시킬 수 있다.
일 측면에 따르면, 상기 밀링은 600 rpm 내지 1200 rpm 범위의 밀링속도로, 직경 0.1 mm 내지 1.2 mm 범위의 비드를 사용하는 것일 수 있다. 밀링 장치의 회전부의 회전 속도는 600 rpm 내지 1200 rpm 회전 속도 범위에서 밀링하는 경우, 입자 분포가 고른 연마입자를 얻을 수 있다.
일 측면에 따르면, 비드는 밀링 과정 중 연마입자에 충격 에너지를 전달하여 분쇄를 돕는 것으로서, 비드의 입경 및 슬러리 중의 포함농도가 분쇄 수율을 좌우한다. 밀링 장치 내에 충진되는 비드는, 어떤 크기의 비드가 어떤 사이즈의 입자 분쇄에 유리한지에 대해서는 분쇄하려는 입자의 성질 등에 따라서 달라질 수 있으므로, 실험적으로 확인하는 것이 바람직하다. 상기 비드는, 예를 들어, 지르코니아(산화지르코늄) 비드를 사용하는 것일 수 있다.
본 발명에서와 같이 연마입자, 제1 분산제, 제2 산제 및 제3 분산제를 포함하는 연마 슬러리 조성물에서 입경 45 nm 이상의 연마입자를 분쇄하기 위해서는 직경 0.1 mm 내지 1.2 mm 범위의 비드를 사용하는 것이 바람직하다. 비드의 평균 입경(부피 평균 기준)이 0.1 mm 미만이면, 회전부의 회전에 의한 충격에너지가 연마입자에 전달되기 어렵고, 비드의 평균 입경(부피 평균 기준)이 1.2 mm를 초과하면 과충격에너지의 전달로 인해, 균일한 분포를 갖는 연마입자의 1차입자를 얻기 어려우며, 비드의 마모 및 챔버 내벽의 마모에 의한 불순물 혼입문제가 생길 수 있다.
일 측면에 따르면, 직경 범위의 비드 1 종만을 사용하여 밀링하는 것이 바람직하나, 상기 직경 범위 내의 2 종 이상의 비드를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 일반적인 고속의 고에너지 밀링에서는 서로 다른 크기의 비드를 혼합하여 사용하는 경우 비드의 마모가 심하다는 문제가 알려져 있으나, 저에너지의 밀링에서는 비드 마모가 크게 문제되지 않으므로, 서로 다른 크기의 비드의 혼합 사용도 가능하다.
일 측면에 따르면, 비드의 입경과 더불어 연마 슬러리 조성물 중의 비드 입자의 농도 또한 분쇄수율을 좌우하는 것일 수 있다. 비드 입경을 한정한 이유와 마찬가지 이유로, 연마 슬러리 조성물 중의 비드;와 연마입자, 제1 분산제, 제2 산제 및 제3 분산제를 포함하는 연마입자-분산층 복합체;의 혼합비는 질량비를 기준으로 1 : 1 내지 10 : 1 로 하는 것이 바람직하다.
일 측면에 따르면, 밀링의 연마 슬러리 조성물의 유입속도는 10 L/min 내지 30 L/min인 것일 수 있다. 밀링 공정에서 연마 슬러리 조성물의 유입속도가 상기와 같은 범위 내에 있어야 균일한 연마입자를 얻는데 유리하다.
본 발명의 연마 슬러리 조성물의 제조방법은, 상기와 같이 밀링된 연마 슬러리 조성물을 여과(filtration)하여 대립자를 제거하는 단계를 더 포함하는 것일 수도 있다. 상기의 여과는 연마입자 분급에 통상 사용되는 여과방법으로서 해당 분야의 통상의 기술자에게 알려진 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에서 특별히 제한되지는 않는다. 여과 공정은, 예를 들어, 순환(circulation) 방식과 패스(pass) 방식 등이 있다. 순환 방식은 슬러리 탱크에 펌프 및 필터를 연결하여 연마 슬러리 조성물이 계속 순환하도록 하는 방식이며, 패스 방식은 두 개의 슬러리 탱크 사이에 펌프 및 필터를 설치하여 반복 이송되도록 하는 방식이다.
일 측면에 따르면, 상기 연마 슬러리 조성물은 하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 것일 수 있다:
[조건식 1]
4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
[조건식 2]
20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.
상기 log(밀링에너지)가 4 미만인 경우, 분쇄 효율이 낮아 적절한 크기의 입자를 제조할 수 없고, 5 이상인 경우 비드까지 마모될 우려가 있어 마모에 의한 불순물이 혼입될 수 있고, 이 때문에 연마 후 웨이퍼에 디싱 및 스크래치가 많이 발생하게 된다.
상기 1차입자 크기 감소율이 20 % 미만인 경우 좁은 입도 분포 범위의 연마입자를 가지도록 제조할 수 없고, 35 % 이상인 경우 대립자를 작게 분쇄하는 것 이상으로 수십 nm 내지 수백 nm 크기의 나노입자들까지도 더욱 작게 분쇄되어 입도 분포가 균일하지 않게 되는 문제가 있다. 따라서 연마 후 웨이퍼 평탄화가 균일하게 이루어지지 않고, 디싱 및 스크래치가 많이 발생하게 된다.
일 측에 따르면, 상기 밀링 후 연마 슬러리 조성물 중 상기 연마입자의 1차입자의 평균 입경은 10 nm 내지 40 nm이고, 상기 연마입자의 1차입자의 원재료 대비 입자크기 감소율은 20 % 내지 35 %인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 연마 슬러리 조성물은, 상기 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 모두 만족함으로써, 패턴 웨이퍼 연마 시 발생하는 디싱 및 스크래치를 방지하고, 우수한 연마율을 가지며, 평탄도를 개선할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
연마 슬러리 조성물 제조
연마입자로서 콜로이달 세리아를 10 중량% 사용하였고, 제1 분산제로서 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 연마입자 대비 0.5 중량% 사용하였고, 제2 분산제로서 폴리아크릴산-스티렌 공중합체를 연마입자 대비 0.4 중량% 사용하였고, pH 조절제로서 피콜린산을 사용하여 pH를 4로 조절하였다.
이후, 표 1의 조건으로 밀링 공정을 진행하고, 불순물을 제거하기 위한 필터링 공정을 진행하여 최종 고형분 함량이 2.5 중량%인 연마 슬러리 조성물을 제조하였다.
제조된 연마 슬러리 조성물을 이용하여 하기 표 1의 밀링 조건에 따라 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2를 구분하였다.
　 밀링 조건
Rotor
밀링속도 (RPM)		 Bead 충진율
(%)
비교예 1 700 45
비교예 2 635 65
실시예1 1100 45
실시예2 1100 65
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2는 하기와 같은 연마 조건으로 실리콘 패턴 웨이퍼를 연마하였다.
[연마조건]
1. 연마기: AP-300 (CTS 社)
2. 패드: K7 (Rohm&Hass 社)
3. 연마 시간: 60 s
4. 플레이튼 스피드 (Platen speed): 93
5. 스핀들 스피드 (Spindle speed): 87
6. 유량 (Flow rate): 250 ml/min
7. 웨이퍼 압력: 3.0 psi
8. 사용된 웨이퍼:
PE-TEOS 20,000 Å, LP-Nitride 2,500 Å, P_Doped Poly 3,000 Å
STI Nitride Pattern (Nitride 1,000 Å, HDP 2,000 Å, Trench 1,200 Å)
하기 표 2에는 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2의 밀링에너지, 연마 슬러리 조성물 중 입자 특성 및 연마 후 연마 특성을 나타내었다 (밀링에너지 = 로터 밀링속도(rpm) × 비드 충진율(%)). 입자 크기는 XRD로 측정한 크기를 나타내었다.
　 밀링에너지 입자 특성 연마 특성
밀링
에너지		 log(밀링에너지) 입자
크기
(nm)		 입자
크기
감소
(nm)		 입자
크기
감소율
(%)		 TEOS
(ÅA
/min)		 질화막
(ÅA
/min)		 폴리막
(ÅA
/min)		 디싱
(ÅA)		 스크
래치
비교예 1 31500 4.5 39.1 5.9 13.4 2227 23 16 440 보통
비교예 2 41275 4.6 37.6 7.4 16.4 2319 19 18 398 보통
실시예1 49500 4.7 30.9 14.1 31.3 2044 44 20 133 양호
실시예2 71500 4.9 33.3 11.7 26.0 2148 24 17 295 양호
*연마입자 원재료(HC-60) 입자크기: 45 nm
*스크래치 평가 기준: 양호 (10 개 미만), 보통 (30 개 미만), 미흡 (50 개 미만)
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 및 실시예 2는 본 발명의 [조건식 1]인 log(밀링에너지) 범위도 만족하고, [조건식 2]인 입자 크기 감소율 범위도 만족하는 것을 확인할 수 있다. 비교예 1 및 비교예 2는, 본 발명의 [조건식 1]인 log(밀링에너지) 범위에 해당하지만, [조건식 2]의 입자 크기 감소율 범위에 해당이 되지 않는다. 비교예 1 및 비교예 2의 경우 연마 후 기판의 스크래치 발생율이 높고, 산화막 연마율에 따른 디싱억제력을 저하시켜 디싱이 각각, 440 Å, 398 Å으로 높게 나타나는 것을 알 수 있다. 반대로, 실시예 1 및 실시예 2의 경우, 연마 후 기판의 스크래치가 10 개 미만으로 양호하고, 디싱 또한 각각, 133 Å, 295 Å으로 낮게 나타나는 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (22)

  1. 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자;
    비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제; 및
    음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제;
    를 포함하고,
    하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는, 연마 슬러리 조성물:
    [조건식 1]
    4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
    [조건식 2]
    20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자의 1차입자 직경은 10 nm 내지 40 nm이고, 상기 연마입자의 1차입자의 원재료 대비 입자크기 감소율은 20 % 내지 35 %인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제;를 더 포함하는,
    연마 슬러리 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자와 상기 제1 분산제의 결합, 상기 연마입자와 상기 제2 분산제의 결합, 및 상기 제1 분산제와 제2 분산제의 결합 중 적어도 하나의 결합은 정전기적 결합인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제는, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 및 폴리에틸렌글리콜-폴리프로필렌글리콜 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제의 분자량은, 400 내지 20,000인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산 암모늄염, 폴리메타크릴산, 폴리메타크릴산 암모늄염, 폴리아크릴 말레익산, 술폰산, 술폰산염, 술폰산 에스테르, 술폰산 에스테르염, 인산, 인산염, 인산 에스테르, 인산 에스테르염, 아크릴/스티렌 공중합체, 폴리아크릴산/스티렌 공중합체, 폴리아크릴아마이드/아크릴산 공중합체, 폴리아크릴산/술폰산 공중합체 및 폴리아크릴산/말레익산 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제의 분자량은, 3,000 내지 20,000인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 10 중량% 포함되고,
    상기 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.001 중량% 내지 10 중량% 포함되는 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제는, 분자식 내에 2개 이상의 이온화된 양이온을 포함하고, 양이온으로 활성화된 질소를 2개 이상 포함하는 양이온성 중합체인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 양이온성 중합체는, 폴리(디알릴디메틸암모늄클로라이드) (poly(diallyldimethyl ammonium chloride); 폴리[비스(2-클로로에틸) 에테르-알트-1,3-비스[3-(디메틸아미노)프로필]우레아](Poly[bis(2-chloroethyl) etheralt-1,3-bis[3-(dimethylamino)propyl]urea]); 1,4-디클로로-2-부텐 및 N,N,N',N'-테트라메틸-2-부텐-1,4-디아민을 가지는 2,2',2''-니트릴로트리스 에탄올 폴리머(Ethanol, 2,2',2 ' ' -nitrilotris-, polymer with 1,4-dichloro-2-butene and N,N,N',N'-tetramethyl-2-butene-1,4-diamine); 히드록시에틸 셀루로오스 디메틸 디알릴암모늄 클로라이드 코폴리머(Hydroxyethyl cellulose dimethyl diallylammonium chloride copolymer); 아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylamide and diallyldimethylammonium chloride); 아크릴아미드/4급화 디메틸암모늄에틸 메타크릴레이트(Copolymer of acrylamide and quaternized dimethylammoniumethyl methacrylate); 아크릴산/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 코폴리머(Copolymer of acrylic acid and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴아미드/디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 코폴리머(Acrylamide-dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride copolymer); 4급화 히드록시에틸 셀룰로오스(Quaternized hydroxyethyl cellulose); 비닐피롤리돈/4급화 디메틸아미노데틸 메타크릴레이트 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized dimethylaminoethyl methacrylate); 비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸의 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and quaternized vinylimidazole); 비닐피롤리돈/메타크릴마이도프로필 드리메틸암모늄 코폴리머(Copolymer of vinylpyrrolidone and methacrylamidopropyl trimethylammonium); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)트리메틸암모늄 클로라이드(Poly(2-methacryloxyethyltrimethylammonium chloride)); 폴리(아크릴아미드 2-메타크릴옥시에틸드리메틸 암모늄 클로라이드(Poly(acrylamide 2-methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride)); 폴리[2-(디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트)메틸 클로라이드](poly[2-(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride]); 폴리[3-아크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-acrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[3-메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드](poly[3-methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride]); 폴리[옥시에틸렌(디메틸이미노)에틸렌(디메틸이미노)에틸렌 디클로라이드](Poly[oxyethylene(dimethylimino)ethylene (dimethylimino)ethylene dichloride]); 아크릴산/아크릴아미드/디알릴디메틸암모늄 클로라이드 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, acrylamide and diallyldimethylammonium Chloride); 아크릴산/메타크릴아미도프로필 트리메틸암모늄 클로라이드/메틸 아크릴레이트 터폴리머(Terpolymer of acrylic acid, methacrylamidopropyl trimethylammonium chloride, and methyl acrylate) 및 비닐카프로락탐/비닐피롤리돈/4급화 비닐이미다졸 터폴리머(Terpolymer of vinylcaprolactam, vinylpyrrolidone, and quaternized vinylimidazole); 폴리(2-메타크릴옥시에틸)포스포릴클로린-코-엔-부틸 메타크릴레이트(Poly(2-methacryloxyethyl phosphorylcholine-co-n-butyl methacrylate)); 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염](PDMAEA BCQ) 및 폴리[(디메틸아미노)에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염](PDMAEA MCQ)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 4급 암모늄을 포함하는 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  12. 제3항에 있어서,
    상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제의 분자량은 3,000 내지 20,000인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 양이온성 폴리머를 포함하는 제3 분산제는 상기 연마 슬러리 조성물 중 0.01 중량% 내지 1 중량% 포함되는 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 연마입자는, 금속산화물, 유기물 또는 무기물로 코팅된 금속산화물, 및 콜로이달 상태의 상기 금속산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고,
    상기 금속산화물은, 실리카, 세리아, 지르코니아, 알루미나, 티타니아, 바륨티타니아, 게르마니아, 망가니아 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 연마 슬러리 조성물의 pH는, 3 내지 7 인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 연마 슬러리 조성물은, 제타전위가 +30 mV 내지 +60 mV인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 산화막과 질화막 또는 폴리막을 포함하는 기판의 연마 시, 산화막에 대한 질화막 또는 폴리막의 연마 선택비가 10 : 1 내지 700 : 1인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 연마 슬러리 조성물을 이용한 질화막과 폴리막을 포함하는 기판의 연마 후, 디싱 발생량이 300 Å이하이고, 스크래치가 10 개 미만인 것인,
    연마 슬러리 조성물.
  19. 입자 표면이 양전하를 갖도록 분산되어 있는 연마입자, 비이온성 리니어 폴리머를 포함하는 제1 분산제 및 음이온성 코일링 폴리머를 포함하는 제2 분산제를 혼합하여 연마 슬러리를 제조하는 단계; 및
    상기 연마 슬러리를 비드를 사용하여 밀링하는 단계;
    를 포함하는, 연마 슬러리 조성물의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 밀링은 600 rpm 내지 1200 rpm 범위의 밀링속도로, 직경 0.1 mm 내지 1.2 mm 범위의 비드를 사용하는 것인,
    연마 슬러리 조성물의 제조방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 연마 슬러리 조성물은 하기의 [조건식 1] 및 [조건식 2]를 만족하는 것인, 연마 슬러리 조성물의 제조방법:
    [조건식 1]
    4 ≤ log(밀링에너지) ＜ 5,
    [조건식 2]
    20 % ≤ 1차입자 크기 감소율(%) ＜ 35 %.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 밀링 후 연마 슬러리 조성물 중 상기 연마입자의 1차입자의 평균 입경은 10 nm 내지 40 nm이고, 상기 연마입자의 1차입자의 원재료 대비 입자크기 감소율은 20 % 내지 35 %인 것인,
    연마 슬러리 조성물의 제조방법.
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