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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-05
(54)【発明の名称】有機膜研磨組成物及びこれを用いた研磨方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240628BHJP
B24B 37/00 20120101ALI20240628BHJP
C09K 3/14 20060101ALI20240628BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 622D
H01L21/304 622B
H01L21/304 622X
B24B37/00 H
C09K3/14 550D
C09K3/14 550Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023572212
(86)(22)【出願日】2022-06-08
(85)【翻訳文提出日】2023-11-20
(86)【国際出願番号】 KR2022008090
(87)【国際公開番号】W WO2022260433
(87)【国際公開日】2022-12-15
(31)【優先権主張番号】10-2021-0074283
(32)【優先日】2021-06-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】515068085
【氏名又は名称】ドンジン セミケム カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＤＯＮＧＪＩＮ ＳＥＭＩＣＨＥＭ ＣＯ．， ＬＴＤ．
(74)【代理人】
【識別番号】100139594
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 健次郎
(72)【発明者】
【氏名】キム ヒソク
(72)【発明者】
【氏名】イ クファ
(72)【発明者】
【氏名】ユ ジェホン
(72)【発明者】
【氏名】パク ジョンデ
(72)【発明者】
【氏名】キム ジェヒョン
【テーマコード（参考）】
3C158
5F057
【Ｆターム（参考）】
3C158AA07
3C158AC04
3C158BA02
3C158BA04
3C158BA05
3C158CB01
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3C158ED28
5F057AA28
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5F057EA01
5F057EA07
5F057EA11
5F057EA21
5F057EA29
5F057EA31
(57)【要約】
本発明は、親水性基と疎水性基とを共に含んでいる研磨促進剤を含み、ポリマー（Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＳＯＣ、ＳＯＨだけでなく、無定形炭素膜（ＡＣＬ）またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ－Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のように共有結合で強く結合されている有機膜に対しても研磨速度が高く維持される有機膜研磨組成物及びこれを用いた研磨方法に関するものである。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
研磨粒子と、研磨促進剤と、
溶媒と、
を含み、
前記研磨促進剤は、親水性基と炭素数５～３０の疎水性基とを含み、
前記研磨粒子の表面電荷と前記研磨促進剤の親水性基の電荷とが相反する有機膜研磨組成物。
【請求項2】
前記研磨粒子は、シリカを含む請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項3】
前記研磨粒子は、表面が改質された研磨粒子である請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項4】
前記研磨粒子は、表面にアルミニウムを含むものである請求項３に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項5】
前記研磨粒子は、アルミニウムクラスタが表面にコーティングされたものである請求項４に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項6】
前記研磨粒子を１～２０重量％で含む請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項7】
前記研磨促進剤の疎水性基は、炭素数７～２８のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎ ｂａｃｋｂｏｎｅ）を含む請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項8】
前記研磨粒子の表面は、陽電荷であり、前記研磨促進剤の親水性基は、陰電荷である請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項9】
前記研磨粒子の表面は、陰電荷であり、前記研磨促進剤の親水性基は、陽電荷である請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項10】
前記研磨促進剤の含量は、５～２００ｐｐｍである請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項11】
ｐＨが３～７である請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項12】
前記研磨粒子のゼータポテンシャル（Ｚｅｔａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、１０～８０ｍＶである請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項13】
バイオサイド（Ｂｉｏｃｉｄｅ）をさらに含む請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項14】
前記有機膜研磨組成物は、ポリマー膜（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｙｅｒ）研磨用である請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項15】
前記有機膜研磨組成物は、無定形炭素膜（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ Ｌａｙｅｒ）研磨用である請求項１に記載の有機膜研磨組成物。
【請求項16】
請求項１～１５のいずれか１項に記載の有機膜研磨組成物を用いた研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機膜研磨組成物及びこれを用いた研磨方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置が発展するにつれて、デバイスのサイズは次第に小さくなり、求められる性能は高くなりながら、線幅の微細化及び素子の高集積度を求める研究が急速に進行されている。
【0003】
半導体素子の高集積化のためには、回路を上に積み上げる多層の積層技術と、さらに高い厚みのハードマスクが必要になるが、これは、既存のように厚い厚みのＰＲ（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）を使用して高い構造物を作るようになる場合、縦横比（ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ）が高くなり、ＰＲパターン（ｐａｔｔｅｒｎ）の崩壊が起こるためである。
【0004】
上記の問題を解決しようとして、犠牲膜としてＳＯＣ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）またはＳＯＨ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｈａｒｄｍａｓｋ）とＡＣＬ（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ Ｌａｙｅｒ）とを利用したハードマスク（Ｈａｒｄｍａｓｋ）を使用してＰＲをパターニングしているが、スピンコーティングを利用するＳＯＣ及びＳＯＨは、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）蒸着方式のＡＣＬに比べてエッチ耐性が良くなく、益々厚いハードマスクを要求するデバイスでは適切でない。
【0005】
したがって、高集積化された次世代デバイスの工程では、ＣＶＤ蒸着方式のＡＣＬハードマスクを活用する要求が増えているが、ＣＶＤ方式は、化学蒸気を使用することにより、これらが固まって発生するクラスタ（Ｃｌｕｓｔｅｒ）または炭素粒子（ｃａｒｂｏｎ ｐａｒｔｉｃｌｅ）等がＡＣＬ表面に形成されるようになり、このような粒子等は、結果的に収率と生産性を落とす原因になる。
【0006】
上記の問題点を解決するために、ＡＣＬ表面を研磨して均一な平坦度を有するＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）技術が求められているが、まだ、ＡＣＬを効果的に研磨できるＣＭＰスラリー組性物が開発されていない実情である。
【0007】
通常、ＡＣＬは、炭素－炭素の結合が非常に強く、化学的に非活性を見せ、ＣＶＤ蒸着温度が高くなるほど、高い硬度を有するＡＣＬの研磨はさらに難しくなるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記のような従来技術の問題点を解決しようとして、本発明の目的は、ＡＣＬのように非常に硬いカーボン系膜でも優れた研磨品質とともに、高い研磨速度が実現され得る有機膜研磨組成物を提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、前記有機膜研磨組成物を用いて、優れた研磨品質とともに、高い研磨速度が実現可能な研磨方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記の問題を解決するために、本発明の一側面による有機膜研磨組成物は、研磨粒子、研磨促進剤、及び溶媒を含み、前記研磨促進剤は、親水性基と炭素数５～３０の疎水性基とを含み、前記研磨粒子の表面電荷と前記研磨促進剤の親水性基の電荷とが相反することを特徴とする。
【0011】
前記研磨粒子は、シリカを含むことができ、表面が改質され得る。このとき、研磨粒子の表面は、アルミニウムを含むことができるが、具体的に、研磨粒子は、アルミニウムクラスタが研磨粒子表面にコーティングされたものであることができる。
【0012】
前記有機膜研磨組成物は、研磨粒子を１～２０重量％で含むことができる。
【0013】
前記研磨促進剤の疎水性基は、炭素数７～２８のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎ ｂａｃｋｂｏｎｅ）を含むことができ、有機膜研磨組成物に対して５～２００ｐｐｍで含まれることができる。
【0014】
本発明の他の一側面による研磨方法は、前記有機膜研磨組成物を用いて研磨する方法である。
【発明の効果】
【0015】
本発明に係る有機膜研磨組成物を用いると、ポリマー（Ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＳＯＣ、ＳＯＨだけでなく、無定形炭素膜（ＡＣＬ）またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ－Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のように共有結合で強く結合されている有機膜に対しても、研磨膜質の欠点またはスクラッチなどがわずかに発生しながらも高い研磨速度が実現され得る。
【0016】
また、本発明に係る有機膜研磨組成物を用いると、研磨膜の破片が再度研磨膜表面に容易に結合されず、研磨膜破片を容易に排出でき、工程効率が増大するという効果がある。
【0017】
また、前記有機膜研磨組成物を用いると、ＡＣＬまたはＤＬＣのように共有結合で強く結合されている有機膜を、低い圧力下でも優れた品質の研磨品質とともに、高い研磨速度を実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】研磨粒子１０の一実施形態として表面が改質された構造を概略的に示したものである。
【図2】本発明の研磨促進剤の一実施形態を概略的に示したものである。
【図3】本発明の一実施形態に係る有機膜研磨組成物を用いて有機膜を研磨するメカニズムを簡略に示したものである。
【図4】無定形炭素膜（ＡＣＬ）を本発明の実施例及び比較例による有機膜研磨組成物で各々研磨した後のＣＭＰ廃液を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本明細書及び請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的であるか、辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は、その自分の発明を最も最善の方法にて説明するために用語の概念を適宜定義することができるという原則に基づいて、本発明の技術的思想に合致する意味と概念と解釈されなければならない。
【0020】
したがって、本明細書に記載された実施例及び製造例に図示された構成は、本発明の最も望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらに代えることができる様々な均等物と変形例等がありうることを理解すべきである。
【0021】
以下、図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施例について詳細に説明する。しかし、本発明は、種々の相違した形態で実現されることができ、ここで説明する製造例及び実施例に限定されない。
【0022】
本発明の一実施形態に係る有機膜研磨組成物は、研磨粒子、研磨促進剤、及び溶媒を含み、前記研磨促進剤は、親水性基と炭素数５～３０の疎水性基とを含み、前記研磨粒子の表面電荷と前記研磨促進剤の親水性基の電荷とが相反するという特徴がある。前記研磨粒子の表面電荷は、ゼータ電位測定器（例：Ａｎｔｏｎ ｐａａｒ社のｌｉｔｅｓｉｚｅｒ５００）を利用して特定ｐＨの水溶液に研磨粒子が分散された分散液のゼータポテンシャルを測定することにより測定されることができる。前記研磨促進剤の親水性基の電荷は、有機膜研磨組成物（スラリー）内の研磨促進剤と同一の含量の研磨促進剤を水溶液に添加した測定溶液を研磨対象膜の表面にローディングして、研磨促進剤が研磨対象膜に吸着されるように誘導した後、前記研磨促進剤が吸着された研磨対象膜（平板試料）を対象とするゼータ電位測定器（例：Ａｎｔｏｎ ｐａａｒ社のＳｕｒｐａｓｓ３）を利用して測定されることができる。
【0023】
研磨粒子は、化学－機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）を行う通常の研磨剤（Ａｂｒａｓｉｖｅ）を使用でき、研磨粒子は、表面が電荷を帯びている粒子であって、表面が改質されたものであることができるが、表面が改質されなかったものであることもできる。研磨粒子の種類は、特に制限されないが、一例として、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア、シリカなどを含むことができる。その中で、表面が熱力学的に安定して、強い吸着あるいは共有結合による表面改質が容易なシリカが含まれることが好まれ得るし、シリカの種類では、コロイダルシリカ、フュームドシリカなどを挙げることができる。
【0024】
研磨粒子は、表面に電荷を帯びる物質であり、研磨粒子表面は、後述する研磨促進剤の親水性基の電荷と相反する電荷を帯びており、静電気的引力により研磨粒子が研磨対象にさらに容易に接近できるようにする。
【0025】
研磨粒子が静電気的引力を利用して研磨対象にさらに容易に接近できるようにするために、研磨粒子は、表面が改質され得る。具体的に、表面改質された研磨粒子は、表面改質されなかった状態よりゼータポテンシャルが大きく向上しうるし、これは、研磨性能向上の要因として作用することができる。
【0026】
図１は、研磨粒子１０の一実施形態として表面が改質された構造を概略的に示したものである。
【0027】
図１に示すように、表面が改質された研磨粒子１０は、大別して、中心部１１と、前記中心部１１の表面を覆う表面部１２とに区分されることができる。このとき、必ずしも表面部１２が中心部１１の全ての表面を覆っている必要はなく、部分的に中心部１１の一部が外部に露出され得る。
【0028】
表面が改質された研磨粒子１０の中心部１１は、化学－機械的研磨（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ、ＣＭＰ）を行う通常の研磨剤（Ａｂｒａｓｉｖｅ）であることができ、例えば、シリカを含む、シリカ系の研磨剤であることができ、具体的な例として、コロイダルシリカまたはフュームドシリカを使用することができるが、前記例示に制限されるものではない。
【0029】
表面が改質された研磨粒子１０の表面部１２は、表面電荷を高めるために、種々の金属化合物を含む改質剤で改質されることができ、表面が強い陽電荷を帯びるようにするために、アルミニウム化合物を含む改質剤を用いて研磨粒子表面部１２がアルミニウムを含むようにすることができる。
【0030】
研磨粒子表面部１２がアルミニウムを含む場合、陽電荷（＋）を帯びるようになり、このとき、研磨促進剤の親水性基は、陰電荷（－）を帯びることが有機膜研磨に効果的である。
【0031】
具体的に、前記研磨粒子表面部１２のアルミニウムは、アルミニウムクラスタ形態であることができ、より具体的に、研磨粒子は、表面にアルミニウムクラスタがコーティングされた形態であることができる。前記アルミニウムを表面に含むように表面改質された研磨粒子は、粒子表面で強い陽電荷を帯びることができ、前記アルミニウムがクラスタ形態で研磨粒子表面にコーティングされた場合、より強い陽電荷が発現され得るし、前記表面改質を介してさらに高い研磨速度、欠点やスクラッチが少ない良質の研磨品質、高い研磨選択性を有することができる。
【0032】
前記改質剤として、アルミニウム化合物の他にも、塩化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、硫酸アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ）、硫酸アルミニウムアンモニウム（Ａｍｍｏｎｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ）、硫酸アルミニウムカリウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ）、硝酸アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｎｉｔｒａｔｅ）、トリメチルアルミニウム（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、リン化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ）などを使用することができ、前記例示のうち、少なくとも１つ以上を選択して使用することができるが、本発明が前記例示に限定されるものではない。
【0033】
前記アルミニウムクラスタは、種類に制限されないが、アルミニウムを含む陽イオン複合体を含むことができる。アルミニウムクラスタは、特に、［Ａｌ（ＯＨ）］２＋、［Ａｌ（ＯＨ）２］＋、［Ａｌ２（ＯＨ）２（Ｈ２Ｏ）８］４＋、［Ａｌ１３Ｏ４（ＯＨ）２４（Ｈ２Ｏ）１２］７＋、及び［Ａｌ２Ｏ８Ａｌ２８（ＯＨ）５６（Ｈ２Ｏ）２６］１８＋のうち１つ以上の陽イオン複合体構造が含まれ得るし、２種類以上のアルミニウムクラスタ陽イオン複合体を含む場合、研磨性能が顕著に向上することができる。陽イオン複合体のカウンター陰イオンは制限されず、例えば、Ｃｌ－、ＳＯ４
２－、ＮＯ３
－、Ｐ－などであることができる。
【0034】
前記改質剤の含量は、研磨粒子が有機膜研磨組成物の全体重量の０．１～２０重量％である場合、有機膜研磨組成物の全体重量に対して０．０２～５重量％で使用されることができ、具体的に、研磨粒子が有機膜研磨組成物の全体重量の０．５～１０重量％である場合、改質剤の含量は、有機膜研磨組成物の全体重量に対して０．０３～４重量％で使用されることができるが、前記例示に特に限定されない。しかし、前記重量範囲内で研磨組成物の研磨均一度が特に優れ、かつ研磨量がさらに向上しうる。
【0035】
表面が改質された研磨粒子１０は、例えば、前記アルミニウムクラスタが研磨粒子中心部１１物質表面の一部または全部にコーティングされて形成されることができる。コーティングの形態は制限されず、研磨粒子中心部１１物質とアルミニウムクラスタとの共有結合（研磨粒子中心部１１物質のヒドロキシ基とアルミニウムクラスタのヒドロキシ基との縮合結合等）、イオン結合、物理的結合などからなることができる。
【0036】
アルミニウムクラスタを研磨粒子中心部１１にコーティングして、表面が改質された研磨粒子１０を形成する方法の一例として、アルミニウム化合物及びシリカ粒子を水に入れて水分散液を製造するステップ及び前記水分散液を攪拌して、アルミニウムクラスタがコーティングされた研磨粒子１０で表面改質反応させるステップを含むことができる。水は、脱イオン水であることができる。アルミニウム化合物を脱イオン水に添加して溶液を製造し、前記溶液にシリカ粒子を添加して、シリカ粒子が分散された水分散液を製造できる。ここで、水分散液とは、研磨粒子が水に均一に分散された形態だけでなく、不均一に分散された形態も含む。ここで、前記改質反応のｐＨは、３．０～６であることができ、具体的に、ｐＨは、３．０～５．７、より具体的には、４．０～５．５であることができる。改質反応のｐＨ値により、得られるアルミニウムクラスタの種類が変わり、表面改質された研磨粒子の構造が変わり得る。
【0037】
研磨粒子改質反応のｐＨを調整するためのｐＨ調整剤は制限されず、２種以上のｐＨ調整剤を共に使用することもできる。前記ｐＨ調整剤の種類では、硝酸、塩酸、硫酸、酢酸、ギ酸、クエン酸などの酸性調整剤と、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムなどの塩基性調整剤を例に挙げることができる。前記ｐＨ調整剤は、改質反応時のｐＨ制御のために使用されることができ、最終研磨組成物のｐＨを研磨工程に合うように調整するために使用されることもできる。
【0038】
研磨粒子の含量は、特に限定されるものではないが、具体的に、前記研磨粒子は、有機膜研磨組成物の全体に対して０．１～２０重量％、具体的に、１～２０重量％、より具体的に、３～１５重量％、さらに具体的に、５～１０重量％で含まれることができる。研磨組成物の全体重量に対して研磨粒子の含量が０．１重量％以上である場合、研磨プロファイル（均一度）が大きく向上することができ、１重量％以上で特に優れたプロファイルが実現され得るし、２０重量％以下である場合、研磨膜質の欠点及びスクラッチがわずかであって、研磨品質と研磨量に優れることができる。
【0039】
前記研磨促進剤は、電荷を有する親水性基と炭素数５～３０の疎水性基とを含む。
【0040】
【0041】
図２に示すように、研磨促進剤２０は、親水性基２１と疎水性基２２とに区分されることができ、研磨促進剤の静電気的引力をより効果的にするために、疎水性基２２が炭素原子を５～３０個、具体的に、７～２８個、より具体的に、７～１６個、さらに具体的に、８～１３個含むことができる。このとき、疏水性基の構造は特に限定されないが、例えば、炭素鎖形態であることができる。そして、前記鎖は、分枝を形成した形態であることができる。疎水性基２２の炭素数が５未満である場合、疏水性基の疏水性相互作用（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）が劣り、研磨促進剤が研磨対象である有機膜表面に安定的に位置し難いため、研磨促進剤２０による研磨速度向上を期待し難くなるという問題が発生しうる。逆に、疏水性基の炭素数が３０超過である場合、研磨促進剤で自由に動くことができる疎水性基２２の比重があまり大きくなりつつ、研磨組成物内で研磨促進剤２０の溶解度及び分散度が低下し、研磨促進剤の有機膜表面に位置しても立体障害（Ｓｔｅｒｉｃ ｈｉｎｄｒａｎｃｅ）のため、研磨速度が改善されないという問題が発生しうる。
【0042】
研磨促進剤２０の疎水性基２２は、例えば、鎖構造であって、炭素数７～２８のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎｅ ｂａｃｋｂｏｎｅ）を含むことができ、前記炭素数範囲のカーボンバックボーンは、組成物内で研磨促進剤の溶解度が特に高いことができ、これにより、有機膜研磨組成物の安定性が高くなり、優れた研磨速度を提供できる。研磨促進剤２０の疎水性基２２は、具体的に、炭素数７～１６のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎｅ ｂａｃｋｂｏｎｅ）、より具体的に、炭素数８～１４のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎｅ ｂａｃｋｂｏｎｅ）、さらに具体的に、炭素数８～１２のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎｅ ｂａｃｋｂｏｎｅ）を有することができ、前記具体的な炭素数を有したカーボンバックボーンを有した研磨促進剤は、研磨組成物内で疏水性相互作用が特に優れており、研磨速度をさらに向上させることができる。
【0043】
研磨促進剤は、具体的に、オリゴマー型研磨促進剤であることができる。オリゴマー型研磨促進剤２０は、一実施形態として図２のように図示することができ、親水性基の頭（ｈｅａｄ）部と疏水性基の尾（ｔａｉｌ）部とからなることができる。オリゴマー型研磨促進剤２０の場合、有機膜研磨組成物が高い研磨速度を有するだけでなく、研磨促進剤が有機膜破片（ＣＭＰ、４１）排出をより円滑にする効果を有することができる。図３に示すように、有機膜破片（ＡＣＬ ｄｅｂｒｉｓ）は、研磨促進剤の疏水性基が有機膜破片表面と疏水性相互作用を介しての結合を形成し、親水性基を破片表面に露出するようになるので、組成物内でさらに分散が容易になり、これを通じて有機膜破片は、より円滑に排出されることができる。
【0044】
互いに相反した電荷を有する研磨促進剤の親水性基２１と研磨粒子１０の電荷は、静電気的引力が作用し、これを利用して研磨効率を向上させることができる。例えば、研磨促進剤が図２のようにオリゴマー型研磨促進剤の形態である場合、親水性基２１は、研磨促進剤の頭（ｈｅａｄ）部になることができる。研磨促進剤の親水性基２１は、研磨粒子との電荷関係を除いては、特に種類に限定されないが、例えば、スルフェート（Ｓｕｌｆａｔｅ）、スルホネート（Ｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、ホスフェート（Ｐｈｏｓｐａｔｅ）、カルボキシレート（Ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅ）、またはこれらの誘導体のうち１つ以上を含むことができる。
【0045】
静電気的引力を利用して研磨効率を向上させるために、研磨粒子１０の表面は、陽電荷であり、研磨促進剤の親水性基２１は、陰電荷であることができ、または、研磨粒子１０表面が陰電荷であり、研磨促進剤の親水性基２１が陽電荷であることができる。前記親水性基が陽電荷を有する研磨促進剤は、例えば、ペンチルアンモニウムブロミド（Ｐｅｎｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）、ペンチルトリエチルアンモニウム（Ｐｅｎｔｙｌｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ）、トリエチルヘキシルアンモニウムブロミド（Ｔｒｉｅｔｈｙｌｈｅｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）、トリメチルオクチルアンモニウムブロミド（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｃｔｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）、デシルトリメチルアンモニウムブロミド（Ｄｅｃｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）、及びトリメチル－テトラデシルアンモニウムクロライド（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ－ｔｅｔｒａｄｅｃｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）からなる群より選ばれた１種または２種以上であることができる。前記親水性基が陰電荷を有する研磨促進剤は、例えば、ソジウム１－ヘプタンスルホネートモノハイドレート（Ｓｏｄｉｕｍ １－ｈｅｐｔａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ ｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅ）、ソジウムｎ－ヘプチルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍｎ－ｈｅｐｔｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムオクチルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｏｃｔｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ジポタシウムオクチルホスフェート（ｄｉｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｏｃｔｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、コバルト（II）オクチルホスフェート（ｃｏｂａｌｔ（II） ｏｃｔｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ポタシウムオクチルハイドロゲンホスフェート（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｏｃｔｙｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ソジウム６－スルホナトオキシウンデカン（Ｓｏｄｉｕｍ６－ｓｕｌｆｏｎａｔｏ ｏｘｙ ｕｎｄｅｃａｎｅ）、ソジウムヘキサデシルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｈｅｘａｄｅｃｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、硫酸ノナデシルナトリウム塩（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ ｎｏｎａｄｅｃｙｌ＝ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ）、ソジウムエイコシルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｅｉｃｏｓｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムイコシルハイドロゲンスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｉｃｏｓｙｌ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムドコシルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｄｏｃｏｓｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムトリコシルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉｃｏｓｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムヘキサコシルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｈｅｘａｃｏｓｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムオクタコシルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｏｃｔａｃｏｓｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、ソジウムトリアコンチルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｔｒｉａｃｏｎｔｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）、及びソジウムテトラトリアコンチルスルフェート（Ｓｏｄｉｕｍ ｔｅｔｒａｔｒｉａｃｏｎｔｙｌ ｓｕｌｆａｔｅ）からなる群より選ばれた１種または２種であることができる。
【0046】
研磨促進剤の疎水性基２２が有機膜方向に配向される場合、研磨促進剤の親水性基２１は、有機膜の外側方向に配向され、研磨促進剤の親水性基２１は、外部に露出される形態であることができる。したがって、研磨促進剤の親水性基２１と研磨粒子１０表面の電荷が相反した場合、静電気的引力を利用して研磨粒子が有機膜表面にさらに容易に接近でき、組成物を用いた研磨効率が向上しうる。
【0047】
このとき、研磨促進剤２０の含量は、有機膜研磨組成物に対して５～２００ｐｐｍであるものが好まれ、例えば、３０～１６０ｐｐｍ、３０～１２０ｐｐｍ、５０～１００ｐｐｍ、５０～９０ｐｐｍであることができる。研磨促進剤２０の含量が５ｐｐｍ以上である場合、研磨効率低下を防止でき、研磨促進剤２０の含量が２００ｐｐｍ以下である場合、研磨粒子の不安定性を防止でき、これにより、研磨率が低下したり、表面スクラッチが発生するという問題を防止できる。
【0048】
研磨効率を向上させるためには、研磨粒子１０単独のゼータポテンシャルより研磨粒子表面と研磨促進剤を含む有機膜表面のゼータポテンシャル差の絶対値が重要な要素である。このとき、研磨促進剤を含む有機膜表面とは、研磨促進剤が有機膜表面に位置した状態で前記研磨促進剤の親水性基によりさらに強い電荷を帯びるように誘導された有機膜表面を意味し、有機膜表面のゼータポテンシャルは、研磨促進剤によりさらに強い陰電荷を帯びるように誘導されることができる。
【0049】
研磨粒子または有機膜のゼータポテンシャルは、一般的に、ｐＨの変化に敏感に変化する。通常、酸性ｐＨ領域へ行くほど、ゼータポテンシャルは、陽電荷（＋）が強くなってから平衡に達し、塩基性ｐＨ領域へ行くほど、陰電荷（－）が強くなってから平衡に達するようになる。ゼータポテンシャルが０ｍＶになるｐＨ地点である等電点（ＩＥＰ）を外れたｐＨ領域で、研磨粒子と有機膜のゼータポテンシャルが反対であり、そのサイズの差が大きいほど、研磨速度は増加されることができる。
【0050】
したがって、研磨組成物のｐＨにより研磨粒子のゼータポテンシャルと研磨促進剤を含む有機膜表面のゼータポテンシャルとが調整され得る。例えば、有機膜研磨組成物のｐＨが３～７である場合、研磨組成物の研磨効率が優れることができる。より高い研磨効率実現のために、研磨組成物のｐＨは、具体的に、３～５．５、より具体的に、３．５～４．５である有機膜研磨組成物を使用する場合、研磨効率が特に高く表れることができる。研磨組成物のｐＨが７以下である場合、研磨剤の分散性低下による組成物の安定性低下の問題を防止できるので、ｐＨを７以下にして、研磨組成物の安定性を優秀に維持することができる。ｐＨが３以上である場合、研磨促進剤を含む有機膜表面は、陰電荷を帯びるようになり、研磨粒子は、陽電荷を帯びるようになり、これにより、静電気的引力を利用した研磨効率が高くなり得る。したがって、ゼータポテンシャルを用いて研磨効率を安定的に向上させるためには、研磨組成物のｐＨが３以上であることが好まれ得る。
【0051】
研磨組成物の前記ｐＨ範囲を満たすために、酸性あるいは塩基性ｐＨ調整剤のうち、少なくとも１つ以上を使用できる。酸性調整剤は、例えば、硝酸、塩酸、硫酸、酢酸、リン酸、ギ酸、クエン酸のうち１つ以上であることができるが、前記例示に限定されない。そして、塩基性調整剤は、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウムのうち１つ以上であることができるが、前記例示に限定されるものではない。
【0052】
研磨粒子１０のゼータポテンシャル（Ｚｅｔａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）は、前記表面改質とｐＨ調整を介して１０～８０ｍＶ、具体的に、１０～６０ｍＶ、より具体的に、３０～６０ｍＶであることが研磨効率を向上させるのに最適の範囲でありうる。例えば、前記研磨粒子のゼータポテンシャル１０～８０ｍＶであるとき、研磨促進剤を含む有機膜表面のゼータポテンシャルは、－６０～０ｍＶであり、研磨粒子と前記有機膜表面のゼータポテンシャル差の絶対値は、１０～１２０ｍＶであるとき、優れた研磨効率が実現され得る。より効果的な研磨効率のために、研磨粒子のゼータポテンシャルが２０～６０ｍＶであり、研磨促進剤を含む有機膜表面のゼータポテンシャルは、－６０～－１０ｍＶであり、研磨粒子と有機膜表面のゼータポテンシャル差の絶対値が３０～１２０ｍＶに調整され得る。特に、研磨粒子のゼータポテンシャルが３０～６０ｍＶであり、研磨促進剤を含む有機膜表面のゼータポテンシャルは、－６０～－３０ｍＶであり、研磨粒子と有機膜表面のゼータポテンシャル差の絶対値が６０～１２０ｍＶである場合、さらに優れた研磨効率を実現できる。
【0053】
本発明の一実施形態に係る有機膜研磨組成物は、性能向上のために様々な添加剤をさらに含むことができる。
【0054】
具体的に、微生物汚染防止のために、バイオサイド（Ｂｉｏｃｉｄｅ）を含むことができる。例えば、イソチアゾリノン（Ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ）またはその誘導体、メチルイソチアゾリノン（Ｍｅｔｈｙｌ ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ：ＭＩＴ、ＭＩ）、クロロメチルイソチアゾリノン（Ｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈｙｌ ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ：ＣＭＩＴ、ＣＭＩ、ＭＣＩ）、ベンズイソチアゾリノン（Ｂｅｎｚ ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ：ＢＩＴ）、オクチルイソチアゾリノン（Ｏｃｔｙｌ ｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ：ＯＩＴ、ＯＩ）、ジクロロオクチルイソチアゾリノン（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｏｃｔｙｌｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ：ＤＣＯＩＴ、ＤＣＯＩ）、ブチルベンズイソチアゾリノン（Ｂｕｔｙｌｂｅｎｚｉｓｏｔｈｉａｚｏｌｉｎｏｎｅ：ＢＢＩＴ）、またはポリヘキサメチルレングアニジン（ＰＨＭＧ）であることができる。バイオサイドの含量は制限されず、有機膜研磨組成物の全体重量に対して０．０００１～０．０５重量％、具体的に、０．００５～０．０３重量％であることができる。
【0055】
この他にも、分散安静剤、研磨プロファイル改善剤などが含まれ得る。
【0056】
分散安静剤は、例えば、酢酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ａｃｅｔａｔｅ）と酢酸（Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ）との組み合わせ、硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ）と硫酸（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ Ａｃｉｄ）との組み合わせ、クエン酸（Ｃｉｔｒｉｃ Ａｃｉｄ）、グリシン（Ｇｌｙｃｉｎｅ）、イミダゾール（Ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）、及びリン酸カリウム（Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）のうち１つ以上であることができる。特に、酢酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ａｃｅｔａｔｅ）と酢酸（Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ）との組み合わせまたは硫酸ナトリウム（Ｓｏｄｉｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ）と硫酸（Ｓｕｌｆｕｒｉｃ Ａｃｉｄ）との組み合わせが、共役酸、共役塩基の存在によりｐＨ安定性に優れ、分散性維持に有利である。分散安静剤の使用含量は、５００～８０００ｐｐｍ、具体的に、６００～５０００ｐｐｍが使用され得る。
【0057】
研磨プロファイル改善剤は、研磨対象膜質の研磨後の平坦度を向上させるために含まれることができ、一例として、ピコリン酸（Ｐｉｃｏｌｉｎｉｃ Ａｃｉｄ）、ピコリン（Ｐｉｃｏｌｉｎｅ）、ジピコリン酸（Ｄｉｐｉｃｏｌｉｎｉｃ Ａｃｉｄ）、ピリジン（Ｐｙｒｉｄｉｎｅ）、ピぺコリン酸（Ｐｉｐｅｃｏｌｉｃ ａｃｉｄ）、キノリン酸（Ｑｕｉｎｏｌｉｎｉｃ Ａｃｉｄ）などを挙げることができ、使用含量は、１００～１０００ｐｐｍ範囲で使用されることができる。
【0058】
本発明の一実施形態に係る有機膜研磨組成物の溶媒３０は、前記組成物を溶解できる溶媒であれば、特に限定されないが、例えば、蒸留水であることができる。
【0059】
本発明の一実施形態に係る研磨組成物の研磨対象は制限されず、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）、アクリレート（Ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリベンゾオキサゾール（Ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）などのポリマー膜（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｙｅｒ）、ＳＯＣ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）、ＳＯＨ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｈａｒｄｍａｓｋ）、無定形炭素膜（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ Ｌａｙｅｒ、ＡＣＬ）などの炭素含有膜質、銅、アルミニウム、タングステンなどの金属配線、及びこれらが同時に存在する複合膜を例に挙げることができる。前記複合膜の場合、同時に研磨を行うこともできる。特に、化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）で形成された無定形炭素膜またはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ－Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）のように、非常に硬いカーボン系膜に対して高い研磨速度を実現できる。
【0060】
本発明の他の一実施形態に係る研磨方法は、前記有機膜研磨組成物を用いて研磨する方法であって、具体的な例として、上記本発明の一実施形態に係る研磨組成物を研磨パッドに均一に塗布するステップと、研磨対象膜が形成された基板を前記研磨組成物が均一に塗布された研磨パッドと接触させて、摩擦により研磨対象膜の少なくとも一部分を除去するステップとを含むことができる。前記研磨対象膜は有機膜であり、研磨剤として本発明に係る有機膜研磨組成物を使用する点を除いては、一般的に使用される研磨方法を利用でき、前記例示に限定されるものではない。
【0061】
本発明の一実施形態に係る研磨方法は、前記有機膜研磨組成物を用いながら、エポキシ（Ｅｐｏｘｙ）、アクリレート（Ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリベンゾオキサゾール（Ｐｏｌｙｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｅ）などのポリマー膜（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｌａｙｅｒ）、ＳＯＣ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）、ＳＯＨ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｈａｒｄｍａｓｋ）、または無定形炭素膜（Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｃａｒｂｏｎ Ｌａｙｅｒ、ＡＣＬ）などの炭素含有膜質を研磨する研磨方法であることができる。
【0062】
研磨速度は、圧力と研磨装備の回転ＲＰＭに比例して上昇する。ＡＣＬの場合、非常に硬い炭素共有結合により、従来、３ｐｓｉ程度の高い圧力を利用してこそ研磨され、これより低い圧力では研磨がうまくいかないという問題点がある。しかし、本発明に係る研磨組成物は、３ｐｓｉ以下の圧力、具体的に、０．５～１ｐｓｉの非常に低い圧力でも高い研磨速度実現が可能であり、３ｐｓｉ以上の圧力では、非常に速い研磨速度を見せることができる。
【0063】
図３は、有機膜をＡＣＬとし、研磨促進剤の親水性基が陰電荷を帯び、研磨促進剤が図２のようにオリゴマー型であり、研磨粒子表面は陽電荷である、本発明の一実施形態に係る有機膜研磨組成物を用いて有機膜を研磨するメカニズムを簡略に示したものである。図３に示すように、ＡＣＬを研磨対象有機膜４０として、研磨粒子１０が静電気的引力の助けを受けて有機膜４０へと接近して有機膜４０を研磨し、研磨を介して発生した有機膜破片４１と研磨粒子１０とが結合して有機膜破片と結合された研磨粒子５０が形成されたことを示したものである。このとき、研磨促進剤２０の疎水性基２２は、有機膜４０面方向に配向されていることができる。
【0064】
以下、本発明の理解を助けるために望ましい実施例を提示するが、下記の実施例は、本発明を例示するだけであり、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるものではない。
【0065】
［製造例１：表面改質された研磨粒子の製造］
下記の表１に提示された研磨粒子の重量と改質剤の含量を脱イオン水（Ｄ／Ｗ）に添加した後、改質反応のｐＨ制御のためにｐＨ調整剤を添加した。その後、常温、常圧条件で６～２４時間の間機械的攪拌機で攪拌してアルミニウムクラスタでコーティングされ、表面改質された研磨粒子を製造した。
下記の表１に提示された研磨粒子の重量と改質剤の含量を脱イオン水（Ｄ／Ｗ）に添加した後、改質反応のｐＨ制御のためにｐＨ調整剤を添加した。その後、常温、常圧条件で６～２４時間の間機械的攪拌機で攪拌してアルミニウムクラスタでコーティングされ、表面改質された研磨粒子を製造した。
【0066】
【表1】
【0067】
［製造例２：有機膜研磨組成物の製造］
下記の表２に示した研磨粒子の種類及び研磨促進剤含量によって常温、常圧条件で混合し、機械的撹拌機を使用した攪拌環境下にｐＨ調整剤を添加して比較例１及び２と実施例１～１５の有機膜研磨組成物を製造した。このとき、研磨粒子として、前記製造例１の表面改質された研磨粒子、アルミナ、ジルコニア、及びセリアのうちいずれか１つを使用し、研磨促進剤として、疏水性基の炭素数が８である陰イオン研磨促進剤を使用した。
下記の表２に示した研磨粒子の種類及び研磨促進剤含量によって常温、常圧条件で混合し、機械的撹拌機を使用した攪拌環境下にｐＨ調整剤を添加して比較例１及び２と実施例１～１５の有機膜研磨組成物を製造した。このとき、研磨粒子として、前記製造例１の表面改質された研磨粒子、アルミナ、ジルコニア、及びセリアのうちいずれか１つを使用し、研磨促進剤として、疏水性基の炭素数が８である陰イオン研磨促進剤を使用した。
【0068】
【表2】
【0069】
［実験例１：研磨促進剤含量によるＡＣＬ研磨速度比較］
実験ウエハ（Ｗａｆｅｒ）は、無定形炭素膜（ＡＣＬ）１２インチブランケット（Ｂｌａｎｋｅｔ）を使用し、研磨装備（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）は、ＡＰ－３００（ＣＴＳ社）を使用し、研磨パッド（Ｐａｄ）は、ＩＣ－１０１０（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ社）を使用し、Ｍ－２０００（ＪＡ Ｗｏｏｌｌａｍ社）及びＣＭＴ－ＳＲ５０００（ＡＩＴ社）を用いて研磨速度を測定し、下記の表３に表した。表２と表３を参照すれば、研磨促進剤が含まれた実施例の場合、研磨速度が大きく向上することが分かる。また、実施例８と実施例１３～１５とを比較すれば、表面が改質された研磨粒子を使用することにより、研磨速度が顕著に向上することを確認できる。
実験ウエハ（Ｗａｆｅｒ）は、無定形炭素膜（ＡＣＬ）１２インチブランケット（Ｂｌａｎｋｅｔ）を使用し、研磨装備（Ｐｏｌｉｓｈｅｒ）は、ＡＰ－３００（ＣＴＳ社）を使用し、研磨パッド（Ｐａｄ）は、ＩＣ－１０１０（Ｒｏｈｍ ＆ Ｈａａｓ社）を使用し、Ｍ－２０００（ＪＡ Ｗｏｏｌｌａｍ社）及びＣＭＴ－ＳＲ５０００（ＡＩＴ社）を用いて研磨速度を測定し、下記の表３に表した。表２と表３を参照すれば、研磨促進剤が含まれた実施例の場合、研磨速度が大きく向上することが分かる。また、実施例８と実施例１３～１５とを比較すれば、表面が改質された研磨粒子を使用することにより、研磨速度が顕著に向上することを確認できる。
【0070】
【表3】
【0071】
［実験例２：研磨促進剤含量による研磨後のＣＭＰ廃液色相比較］
図４は、無定形炭素膜（ＡＣＬ）を前記製造例２で製造された比較例１（ａ）、実施例３（ｂ）、実施例４（ｃ）、実施例６（ｄ）、実施例７（ｅ）、及び実施例８（ｆ）の有機膜研磨組成物で各々研磨した後のＣＭＰ廃液色相を比較したものである。
図４は、無定形炭素膜（ＡＣＬ）を前記製造例２で製造された比較例１（ａ）、実施例３（ｂ）、実施例４（ｃ）、実施例６（ｄ）、実施例７（ｅ）、及び実施例８（ｆ）の有機膜研磨組成物で各々研磨した後のＣＭＰ廃液色相を比較したものである。
【0072】
図４に示すように、本発明に係る有機膜研磨組成物（ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ）を使用したＣＭＰ廃液色相は、非常に濁っているのに対し、研磨促進剤を使用しなかった場合（ａ）のＣＭＰ廃液色相は、相対的に非常に澄んでいることを確認でき、これを通じて本発明の有機膜研磨組成物のＡＣＬ研磨効果が優れていることが分かる。
【0073】
表３を参照すれば、ＡＣＬの研磨速度は、研磨促進剤の濃度が増加するにつれて上昇してから、一定濃度以上では、類似した研磨速度に維持されることを見ることができるが、図４に示すように、ＣＭＰ廃液の色相は、研磨促進剤の濃度増加により濃くなり続けることを確認できる。
【0074】
ＣＭＰにより研磨されたＡＣＬ破片は、疏水性の表面特性を有していることで、親水性のスラリー溶液内でよく分散できず、ＣＭＰ廃液に排出され難い。しかし、研磨促進剤が添加されれば、ＣＭＰ後のＡＣＬ破片は、研磨促進剤により親水性表面に変わるようになり、ＣＭＰ廃液に排出される効果が増加しうる。このようなＡＣＬ破片排出効果は、研磨促進剤の濃度が増加するにつれて、さらに効果的であることができるが、研磨促進剤の濃度影響によるスラリー溶液の安定性を考慮して、望ましい濃度が選択され得る。
【0075】
［実験例３：研磨促進剤の疏水性基の炭素数によるＡＣＬ研磨速度比較］
前記製造例２の製造方法と同じ方法にて有機膜研磨組成物を製造するものの、研磨促進剤を陰イオン研磨促進剤とし、研磨促進剤の疏水性基の炭素数が研磨促進剤のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎ ｂａｃｋｂｏｎｅ）と同じようにして研磨促進剤の炭素数によるＡＣＬ研磨速度を測定し、下記の表４に表した。表４を参照すれば、研磨促進剤の炭素数が５～３０の範囲内にある実施例８及び実施例１６～２１の場合が、前記炭素数範囲を外れる比較例３及び比較例４より研磨速度が高いことが分かる。
前記製造例２の製造方法と同じ方法にて有機膜研磨組成物を製造するものの、研磨促進剤を陰イオン研磨促進剤とし、研磨促進剤の疏水性基の炭素数が研磨促進剤のカーボンバックボーン（Ｃａｒｂｏｎ ｂａｃｋｂｏｎｅ）と同じようにして研磨促進剤の炭素数によるＡＣＬ研磨速度を測定し、下記の表４に表した。表４を参照すれば、研磨促進剤の炭素数が５～３０の範囲内にある実施例８及び実施例１６～２１の場合が、前記炭素数範囲を外れる比較例３及び比較例４より研磨速度が高いことが分かる。
【0076】
【表4】
【0077】
［実験例４：研磨粒子と研磨促進剤の電荷によるＡＣＬ研磨速度比較］
前記製造例２の製造方法と同じ方法にて有機膜研磨組成物を製造するものの、研磨粒子の電荷と研磨促進剤の親水性基の電荷とが相反する場合（実施例１７）と電荷が相反しない場合（比較例５、６）とのＡＣＬ研磨速度を比較し、下記の表５に表した。表５を参照すれば、研磨粒子と研磨促進剤の親水性基の電荷が同じ極性を帯びる場合（比較例５、６）、ＡＣＬ研磨速度が顕著に低いが、電荷が互いに異なる極性を帯びる場合（実施例１７）、ＡＣＬ研磨速度が大きく向上することが分かる。
前記製造例２の製造方法と同じ方法にて有機膜研磨組成物を製造するものの、研磨粒子の電荷と研磨促進剤の親水性基の電荷とが相反する場合（実施例１７）と電荷が相反しない場合（比較例５、６）とのＡＣＬ研磨速度を比較し、下記の表５に表した。表５を参照すれば、研磨粒子と研磨促進剤の親水性基の電荷が同じ極性を帯びる場合（比較例５、６）、ＡＣＬ研磨速度が顕著に低いが、電荷が互いに異なる極性を帯びる場合（実施例１７）、ＡＣＬ研磨速度が大きく向上することが分かる。
【0078】
【表5】
【0079】
１）研磨促進剤の種類：ドデシルトリメチルアンモニウムクロリド（Ｄｏｄｅｃｙｌ ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ａｍｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）
２）研磨促進剤の種類：実施例１７と同一
２）研磨促進剤の種類：実施例１７と同一
【0080】
［実験例５：研磨圧力によるＡＣＬ研磨速度測定］
下記の表６は、ＣＭＰ圧力とＡＣＬ研磨速度とを比較測定して表した表である。表６を参照すれば、実施例８は、０．５ｐｓｉの低い圧力でも１４５４Å／ｍｉｎの優れた研磨速度を見せ、ＣＭＰ圧力を除いた他の要素が実施例８と同一であり、ＣＭＰ圧力が３ｐｓｉである実施例２２は、５０８９Å／ｍｉｎの非常に速い研磨速度を表した。
下記の表６は、ＣＭＰ圧力とＡＣＬ研磨速度とを比較測定して表した表である。表６を参照すれば、実施例８は、０．５ｐｓｉの低い圧力でも１４５４Å／ｍｉｎの優れた研磨速度を見せ、ＣＭＰ圧力を除いた他の要素が実施例８と同一であり、ＣＭＰ圧力が３ｐｓｉである実施例２２は、５０８９Å／ｍｉｎの非常に速い研磨速度を表した。
【0081】
【表6】
【0082】
［実験例６：研磨粒子含量によるＡＣＬ研磨速度比較］
下記の表７は、研磨粒子含量によるＡＣＬ研磨速度を比較測定して表した表である。表７を参照すれば、ＡＣＬ研磨に対して研磨粒子含量（研磨粒子ＴＳ）の差があっても、全て優れた研磨速度を表した。
下記の表７は、研磨粒子含量によるＡＣＬ研磨速度を比較測定して表した表である。表７を参照すれば、ＡＣＬ研磨に対して研磨粒子含量（研磨粒子ＴＳ）の差があっても、全て優れた研磨速度を表した。
【0083】
【表7】
【0084】
以上から、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な修正及び変形が可能であるということは、当該技術分野の通常の知識を有する者には自明であろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】