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Applied Chemistry for Engineering, Vol.22, No.6, 631-635, December, 2011
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기계화학적 연마용 실리카 연마재의 형상과 크기가 산화막 연마율에 미치는 영향
Effect of Size and Morphology of Silica Abrasives on Oxide Removal Rate for Chemical Mechanical Polishing
이진호, 임형미†, 허수현1, 정정환, 김대성, 이승호
  • 한국세라믹기술원 그린세라믹본부 에코복합소재센터
  • 1(주)영일화성
Jinho Lee, Hyung Mi Lim†, Su-Hyun Huh1, Jeong-Hwan Jeong, Dae Sung Kim, and Seung-Ho Lee
  • Eco Composite Materials Center, Korea Institute of Ceramic Engineering and Technology, Seoul 153-801, Korea
  • 1Young Il Chemiced Co., Ltd., Incheon 404-254, Korea
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초록
직접산화법으로 제조한 구형 실리카졸과 비구형 실리카졸의 입자크기와 형상에 따른 산화막의 기계화학적 연마율에 미치는 영향을 연구하였다. 구형 실리카졸은 금속 실리콘 분말로부터 직접산화법에 의해 10∼100 nm까지 크기별로 제조하였다. 직접산화법으로 제조한 10 nm 크기의 실리카졸에 산, 알콜, 실란과 같은 응집유도제에 의한 첨가하여 입자간 응집을 유도한 시드 졸을 제조하고, 여기에 실리콘 분말과 알칼리 촉매를 투입하여 직접산화법으로 입자를 성장하여, 두 개 이상의 입자가 응집되어 있는 실리카 시드의 형상이 유지된 상태에서 성장한 응집 비구형 실리카졸을 제조하였다. 이를 산화막 CMP에 적용하여 구형 및 비구형 실리카졸의 입자형상 및 크기에 따른 연마율을 비교하였다. 구형 실리카의 경우, 입자크기가 증가할수록 연마율은 높아졌고, 비구형 실리카졸은 평균입경이 유사한 크기의 구형 실리카 보다 더욱 높은 연마율을 나타내었다.
Spherical and non-spherical silica particles prepared by the direct oxidation were studied for the effect of the particle size and shape of these particles on oxide CMP removal rate. Spherical silica particles, which have 10∼100 nm in size, were prepared by the direct oxidation process from silicon in the presence of alkali catalyst. The 10 nm silica particles were aggregated by addition of an acid, an alcohol, or a silane as an aggregation inducer between the particles. Two or more aggregated silica particles were used as a seed to grow non spherical silica particles in the direct oxidation process of silicon in the presence of alkali catalyst. The oxide removal rate of spherical silica particles increased with increasing an average particle size for spherical silica abrasives in the oxide CMP. It further increased non-spherical particles, compared with the spherical particles in the similar average particle size.
Keywords:silica sol;aggregation non-spherical particle;CMP slurry;oxide removal rate;PETEOS silicon wafer
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