[发明专利]氧化铈复合粉末的分散组合物

说明书

本发明涉及一种氧化铈复合粉末以及包含所述氧化铈复合粉末的分散组合物，所述氧化铈复合粉末，含有粒子大小互不相同且满足特定组合范围的两种以上的氧化铈粒子，而且通过对分散组合物溶液内所包含的氧化铈复合粉末的平均密度进行控制，在将其适用于分散组合物时，可以在不对基板造成损伤的同时实现较高的研磨速度，还具有储藏稳定性优秀的优点。

技术领域

本发明涉及一种包含含有不同粒子大小的两种氧化铈粒子的氧化铈复合粉末的分散组合物。

背景技术

伴随着半导体元件的高度集成化，为了确保光刻余量并将布线长度最小化，需要下部膜的平坦化技术。作为下部膜的平坦化方法，包括如硼磷硅玻璃(BPSG，BoroPhosphorus Silicate Glass)回流、旋涂玻璃(SOG，Spin On Glass)回蚀(etchback)以及化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，以下称之为“CMP”)工程等。

其中，因为CMP工程可以实现通过回流工程或回蚀工程无法实现的较宽空间区域的平坦化以及低温平坦化，因此正在发展成为了新一代半导体元件的最受关注的平坦化技术。但是，在为了降低布线电阻而增加布线厚度的同时，用于在金属之间实现电气绝缘的金属件绝缘层(InterMetal Dielectric layer，以下称之为“IMD”)的厚度也会相对增加，因此用于在CMP步骤中实现平坦化的绝对去除量也会大幅增加。此外，因为现有的CMP用浆料的去除速度较慢，因此CMP时间也会变得非常长，从而导致工程生产性下降的问题。

为了改善如上所述的问题，可以考虑在二氧化铈研磨粒子的表面涂布铈元素以及羟基(-OH)的表面改性胶体二氧化铈研磨粒子分散组合物。但是，在如上所述的分散组合物中，因为较大的二氧化铈研磨粒子的表面是被表面活性较高的较小的二氧化铈研磨粒子涂布，因此无法充分地呈现出较大的二氧化铈表面粒子的物理特性，从而无法充分改善研磨速度。

此外，可以考虑通过使用4价金属元素的氢氧化物粒子并对粒子的密度做出特殊限制而将化学作用活性化并在降低研磨损伤的同时提升研磨速度的分散组合物。但是，如上所述的氢氧化物粒子的结晶性交叉，因此无法充分呈现出物理特性，从而无法充分改善研磨速度。

此外，可以考虑使用含有二氧化铈氧化物的第一粒子以及含有4价金属元素的氢氧化物的第二粒子的方案。但是，在如上所述的氢氧化物粒子中，会在粒子之间发生相互凝聚的现象，因此具有必须使用包含特殊化合物的添加剂等的问题，而且因为分散组合物的分散粒子较大，因此在CMP研磨时可能会导致形成划痕的问题。

先行技术文献

专利文献

(专利文献1)韩国公开专利第10-2002-0007607号

发明内容

本发明旨在解决如上所述的现有问题，本发明的目的在于通过将粒子较大的第一氧化铈粒子的形状制造成尖角形而将对绝缘膜的物理效果(Mechanical effect)极大化，并通过增加粒子较小的第二氧化铈粒子的比表面积而将化学效果(Chemical effect)极大化。如上所述，本发明的目的在于提供一种通过对物理作用较强的第一粒子以及化学作用较强的第二粒子进行混合而同时实现化学·物理效果，而且通过对溶液内所包含的氧化铈复合粉末的密度范围进行调节而具有优秀的抗凝聚稳定性以及非常优秀的研磨速度的氧化铈复合粉末以及包含所述氧化铈复合粉末的分散组合物。

为了解决如上所述的课题，本发明人通过持续性的研究而开发出了分散稳定性优秀、粒子结晶性优秀，并通过表面的活性化而确保优秀的化学·物理研磨性的分散组合物。