JP7512036B2 - 研磨用組成物 - Google Patents
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Description
シリカ砥粒は例えば、コロイダルシリカ、ヒュームドシリカであり、なかでもコロイダルシリカが好適に用いられる。シリカ砥粒の粒子径や形状(会合度)は特に限定されない。シリカ砥粒は例えば、二次平均粒子径が20~150nmのものを用いることができる。
ケイ酸は、研磨用組成物中のケイ酸イオン濃度を調整する。ケイ酸は例えば、オルトケイ酸(H4SiO4)や、メタケイ酸(H2SiO3)、メタ二ケイ酸(H2SiO5)、メタ三ケイ酸(H4Si3O8)、メタ四ケイ酸(H6Si4O11)である。ケイ酸はまた、ケイ酸塩やケイ酸水和物を溶解させることによって形成することもできる。
塩基性化合物は、半導体ウェーハの表面と効率よく反応し、化学機械研磨(CMP)の研磨性能に貢献する。塩基性化合物は、例えば、アミン化合物、無機アルカリ化合物等である。
本実施形態による研磨用組成物は、シリカ砥粒の固形分の重量W1に対する研磨用組成物中のケイ酸イオンのSiO2換算の重量W2の比W2/W1が0.5~2.0である。
純水(DIW、以下同じ)にTMAH3.75重量部を溶解させた水溶液に、ゾル-ゲル法によって作製された高純度コロイダルシリカ5.0重量部を投入し、このコロイダルシリカを完全に溶解させてケイ酸の水溶液を調整した。このケイ酸の水溶液に、さらにシリカ砥粒(二次平均粒子径:80.7nm、NMR比表面積:20.2m2/g)10.5重量部、及びTMAH0.25重量部を加え、全体で100重量部となるように純水を加えて研磨用組成物とした。
組成物1-1のシリカ砥粒と同じシリカ砥粒(二次平均粒子径:80.7nm、NMR比表面積:20.2m2/g)15.5重量部、TMAH4.0重量部、純水80.5重量部を混合して研磨用組成物とした。
組成物1-1のシリカ砥粒とは異なるシリカ砥粒(二次平均粒子径:123.0nm、NMR比表面積:29.0m2/g)を用いた以外は、組成物1-1と同様にして研磨用組成物を作製した。
組成物2-1のシリカ砥粒と同じシリカ砥粒(二次平均粒子径:123.0nm、NMR比表面積:29.0m2/g)15.5重量部、TMAH4.0重量部、純水80.5重量部を混合して研磨用組成物とした。
組成物1-1のシリカ砥粒とは異なるシリカ砥粒(二次平均粒子径:106.7nm、NMR比表面積:16.6m2/g)を用いた以外は、組成物1-1と同様にして研磨用組成物を作製した。
組成物3-1のシリカ砥粒と同じシリカ砥粒(二次平均粒子径:106.7nm、NMR比表面積:16.6m2/g)10.5重量部、TMAH4.0重量部、純水85.5重量部を混合して研磨用組成物とした。
組成物1-1のシリカ砥粒とは異なるシリカ砥粒(二次平均粒子径:122.8nm、NMR比表面積:38.4m2/g)を用いた以外は、組成物1-1と同様にして研磨用組成物を作製した。
組成物4-1のシリカ砥粒と同じシリカ砥粒(二次平均粒子径:122.8nm、NMR比表面積:38.4m2/g)10.5重量部、TMAH4.0重量部、純水85.5重量部を混合して研磨用組成物とした。
研磨用組成物を作製した後、組成物1-1、1-2、2-1、及び2-2は常温で2ヵ月保持後、組成物3-1及び3-3は50℃で5日保持(常温で2ヵ月保持に相当)後、動的光散乱法によって研磨用組成物中のシリカ砥粒の二次平均粒子径を測定した。二次平均粒子径の測定は、大塚電子株式会社製ELS-Zを使用して行った。
W1=シリカ砥粒の配合量×(研磨用組成物中のシリカ砥粒の二次平均粒子径/配合したシリカ砥粒の二次平均粒子径)3
W2=シリカ砥粒の配合量+ケイ酸イオンの配合量(SiO2換算)-W1
これらの研磨用組成物を使用して、直径200mmのシリコンウェーハ(P型、(100)面)の研磨を行った。研磨装置は、ニッタ・ハース株式会社製の片面研磨装置を使用した。研磨パッドは、スウェードの研磨パッド(SUBA800)を使用した。研磨用組成物を31倍に希釈し、300mL/分の供給速度で供給した。定盤回転速度:115rpm、キャリア回転速度:100rpm、研磨荷重:300g/cm2の条件で5分間の研磨を行って、加工量から平均研磨速度を算出した。
Claims (2)
- 半導体研磨用の研磨用組成物であって、
シリカ砥粒と、
ケイ酸と、
塩基性化合物と、
水とを含み、
前記シリカ砥粒の固形分の重量W1に対する前記研磨用組成物中のケイ酸イオンのSiO2換算の重量W2の比W2/W1が0.5~2.0であり、
前記ケイ酸が、オルトケイ酸、メタケイ酸、メタ二ケイ酸、メタ三ケイ酸、メタ四ケイ酸又はケイ酸水和物である、研磨用組成物。 - 請求項1に記載の研磨用組成物であって、
前記塩基性化合物が、水酸化テトラメチルアンモニウムである、研磨用組成物。
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